大成建設株式会社 研究開発活動 (2020年3月期)

当社グループは、「建設事業を核とした成長基盤を構築する」という基本方針のもと、「本業の強みを発揮できる注力分野(エネルギー・環境、都市開発・PPP、リニューアル、エンジニアリング)の高付加価値化」、「高付加価値化につながる技術の研究開発」、「省人化・省力化施工技術の開発」等を重点施策と位置づけ、建設生産システムの革新による生産性向上を目指し、経営資源を戦略的に投入しております。
具体的には「環境関連の評価技術、土壌浄化技術による受注支援」、「老朽化インフラの大規模更新・修繕工事の受注推進」、「IoT・AI等を活用した省人化技術の差別化提案による受注拡大」、「差別化につながる施工技術の開発」、「計画技術の高度化」、「オープンイノベーションによる技術開発の推進」、「先端技術を取り入れた技術センター施設の更なる機能拡充」、「ICT活用による自律化機械、遠隔制御技術の開発」、「構工法の開発や3Dプリンタによる新しい形状部材の製作」等を推進しております。
当連結会計年度における研究開発費は135億円であります。このうち、主な研究開発事例とその成果は次のとおりであります。

(土木事業)

(1) 5G通信による次世代油圧ショベルの作業自動化及びダンプトラックとの連携作業の実証

遠隔操作と自律制御が可能な建設機械システム(T-iROBO®シリーズ)の開発に従来から取り組んでおりますが、独自開発に成功している「自律割岩システム」を電子制御が可能な次世代油圧ショベルに実装し、高精度の自律作業を実現しました。また、新たに5G通信(第5世代移動通信)を利用して、油圧ショベルの積込作業について、ダンプトラックとの連携動作を円滑に遂行できることが確認されました。今後、AI技術の有効活用を視野に入れて、各種建設機械の作業自動化及び自動連携の実現と、無人化施工技術の確立を目指してまいります。

(2) コンクリートひび割れ画像解析技術『t.WAVE®』に対するドローン撮影・画像解析機能の追加
開発済の「t.WAVE®(ティ・ドット・ウェーブ)」に対して、ドローンによる撮影・画像解析のための専用プログラムを組み込むことで、アクセス困難な高架橋等構造物点検に向けた実用性を向上しました。沖縄県内の長大海上橋における実証実験により、構造物のひび割れの撮影・画像処理・解析等の点検作業における省力化及びコスト低減への効果が確認されました。今後、コンクリート構造物の維持管理業務における更なる精度及び作業効率の向上と低コスト化を推進してまいります。また、本技術の普及を通じて、インフラ構造物の老朽化防止に寄与してまいります。

(3) 山岳トンネル工事における大変形・湧水対応型ロックボルト施工法「T-Flexible Bolt」の開発
掘削後の地山に著しい変形が予想される山岳トンネル工事でも使用可能となる、新たな鋼管膨張型摩擦式ロックボルトの施工法「T-Flexible Bolt」を開発しました。本施工法により、注水圧の段階的制御のもとロックボルトを地山に定着させることで、高い地盤圧力や脆弱な地盤条件により生じる地山の変形にも破断せず追従し、湧水が発生する条件下でも支保効果の維持が可能となります。今後、条件の異なる様々な現場での実証試験により、高地圧・脆弱地盤条件下での山岳トンネル工事における施工法の確立を目指してまいります。

(4) 山岳トンネル工事における強度レベル世界最高クラスの吹付コンクリート「T-HPSC 100」の開発

山岳トンネルの支保工において、世界最高クラスの強度を有する吹付コンクリート「T-HPSC 100」を開発しました。従来の2倍以上の強度を実現したことで、脆弱な地盤条件における二重支保工が削減されるとともに、施工時に生じる吹付コンクリートの粉塵濃度を従来の1/3程度まで低減したことで、効率的な施工と良好な作業環境が確保できます。今後、高地圧・脆弱地盤条件下での山岳トンネル工事における安全かつ効率的な施工の実現に向けて、積極的に提案してまいります。


(5) 連結子会社における研究開発の主なもの
大成ロテック㈱において、生産性向上・働き方改革に寄与する技術として「i-Pavement/ICT対応技術の開発」、循環型社会・低炭素社会の構築に寄与する技術として「アスファルトの再生利用技術の高度化に関する研究」、夏季の歩行空間の快適性向上に関する技術として「自動給水型保水性ブロック舗装システムの開発」等の研究を実施しております。また、舗装の耐久性向上・長寿命化を目指した技術や維持修繕・メンテナンス技術として「適用箇所の要求性能に応じた改質アスファルトの開発」、「路盤強化工法を用いた舗装の長寿命化技術に関する研究」や「アスファルト舗装やコンクリート舗装用の高耐久な補修材料の開発」を実施しております。

(建築事業)

(1) CLT(Cross Laminated Timber)パネルによる国内最大級の建築空間「T-WOOD®SPACE」の構築

近年、低炭素社会の実現や循環型建築材料である木材利用の活性化を目的として、国産木材の利用が注目されておりますが、国内で供給可能な国産スギのCLTパネルを用いて、幅9.5m×高さ9m×奥行42mの国内最大級の建築空間「T-WOOD®SPACE」を構築しました。現場における部材間の接合作業等が非常に簡便でありながら、木造架構をそのまま意匠に活かした大空間が実現されております。今後、本技術を短工期作業所の工事計画や意匠性が求められる空間設計に導入することで、国産木材の利用を推進するとともに、木質材料の特徴を活かした様々な建築物に対して積極的に提案してまいります。

(2) 地震直後に複数建物の構造健全性を評価するモニタリングシステムの開発
開発済の構造物健全性モニタリングシステム「T-iAlert®Structure」の拡張版として、中低層建物を対象に、複数建物の構造健全性を一括して評価し、建物の振動データや被災履歴等各種情報をクラウド上で一元管理できるモニタリングシステムを開発しました。また、本システムを当社の支店社屋等に試験導入し、データ計測及び構造健全性の評価精度、システムの安定性・操作性を検証する実証試験を開始しました。今後、実証結果を踏まえて本システムの改善を図るとともに、様々な顧客ニーズに合致するBCP支援ツールとして積極的に提案してまいります。

(3) 建物狭隘部におけるアスベスト除去工法「T-ジェット」の開発

アスベスト含有吹付材除去作業において、人の手が届かない外壁パネルと柱の間等の狭隘部に付着している吹付材を、少水量・超高圧で除去する「T-ジェット」工法を開発しました。先端が回転する特殊なノズルヘッドと曲り配管を合体させたハンドガンを開発したことで、建物内側から最小限の養生だけで狭隘部の安全な除去作業が可能となり、大幅な工期短縮とコスト低減を実現しました。今後、本工法を積極的に展開することで解体技術の安全性とコスト最適化を提案してまいります。また、本工法の改良を通じて、将来の無人化・機械化に向けた技術開発を進めてまいります。

(4) 炭素繊維補強樹脂を用いた防振浮床工法「T-Silent®CFRP Floor」の開発

騒音や振動低減が必要とされる施設で用いられる乾式防振浮床工法において、床材の下地に従来工法より軽量かつ長尺の炭素繊維補強樹脂(CFRP)製梁を用いた「T-Silent®CFRP Floor」を開発しました。従来の下地に用いる鉄骨梁より軽量であり、長尺の下地により防振ゴムの支点間隔を拡げることから、騒音・振動に対する優れた低減効果が発揮されます。今後、本工法の特性を活かし、これまで施工が困難であった騒音や振動低減が必要とされる新築・改築工事において積極的に提案してまいります。

(5) 「人と空間のラボ」としてのZEB実証棟リニューアル

2014年の竣工以来、ビル単体での年間エネルギー収支ゼロを5年間連続で達成したZEB実証棟について、次世代の執務環境の実現を目指して、ZEBとウエルネスの機能を同時に実証する「人と空間のラボ」としてリニューアルしました。本ラボは、より高効率な創エネ・省エネ技術とAI・IoTの導入により、執務者の多様な働き方をサポートします。リニューアルの結果、本ラボは建物・室内環境評価システムの最高位となる「WELL認証・プラチナ(新築/既存建物全体)」を世界で初めて取得しました。今後、ZEBとウエルネスの両面からの検証を更に進め、都市部におけるZEB普及とともに、AI・IoTを活用した新しい働き方の提案、ウエルネス・オフィスの普及拡大を目指してまいります。

(土木事業・建築事業共通)
(1) 複合汚染された地下水に対する分解菌N23株による浄化技術の検証
当社が独自に発見した分解菌N23株により、既に効果が確認されている1,4-ジオキサンの分解に加えて、新たに地下水環境基準に指定されている複数の汚染物質を同時に分解できることを明らかにしました。従来の浄化方法に比べて、複合汚染された地下水中の有機性化学物質を短期間・低コストで分解することができ、浄化に係るCO2排出等の環境負荷を低減することが可能となります。今後、実際の汚染水を対象とした適用性評価及び現地実証試験を通じて、本技術のシステム化を図り、地下水の浄化対策として導入してまいります。

(2) 建設用3Dプリンタによる国内初となるPC(プレストレストコンクリート)構造体の構築

開発済の建設用3Dプリンタ「T-3DPTM(Taisei-3D Printing)」で製作した個々の部材を一体化させたPC構造体を国内で初めて製作しました。一般的な建設用3Dでは、製作過程で鉄筋補強ができず、意匠部材やベンチなどのオブジェの製作に用途が限定されていたのに対して、本PC構造体では、部材にPC鋼材挿入用の孔を予め設け、各部材の接合後にPC鋼材の挿入・緊張によって一体化させることにより、鉄筋がなくても想定荷重に耐えられる仕様となっております。今後、T-3DPTMを用いて製作した構造体の力学特性や施工法のノウハウを蓄積し、柱・梁等構造躯体への導入を目指し、本技術の実用化に向けさらなる研究開発を進めてまいります。

(3) 当社技術センターにおける「オープンミーティングスペース」の開設
魅力ある新たな「働く空間」構築を目指し推進している「TAISEI Creative Hub」の第1弾として、技術交流を主体とした郊外型ワークプレイスとなるオープンミーティングスペースを当社技術センターに開設しました。超軽量な炭素繊維強化樹脂(CFRP)構造部材「T-CFRP Beam(FR)」を屋根梁に用い、施工の効率化と架構の大型化を実現しております。隣接する実験施設、カフェテリア等と連携させることで、様々な利用者が集い、コミュニケーション促進につながる新たな「働く空間」を形成します。今後、当社技術センターでは、社内外の人的交流推進からイノベ―ションを創出し、更なる研究開発を進めてまいります。また、当オープンミーティングスペースを新たな価値創造に繋がるワークプレイスとして、顧客に対しても積極的に提案してまいります。

(4) AI・IoTの活用による施設運用・保守事業(オペレーション&メンテナンス(O&M)ビジネス)
の展開に向けた協業の開始
AI・IoTを活用した不動産価値の維持、利用者の満足度最大化並びに建物運営管理業務の効率化に向けて、日本マイクロソフト㈱と協業を開始しました。O&Mビジネスにおける建物や利用者の様々なデータをIoTセンサー等で収集、可視化、並びにAI分析した結果をもとに建物設備の自動制御等を行うクラウドサービス基盤を構築しました。現在、当サービス基盤構築を足掛かりにして、社内に「AI・IoTビジネス推進部」を立ち上げ、用途・機能別に複数ソリューションの検討を進めております。今後、O&Mビジネスの変革を目指し、建物の利用者、所有者、管理者はもとより、近隣地域関係者も含めた様々なニーズに対応する新たなソリューションを提供してまいります。