株式会社竹中工務店 研究開発活動 (2023年12月期)

当社グループは、持続的成長と新たなグループブランドの確立に向けて、お客様満足と収益力の向上に貢献する技術開発はもとより、未来のサステナブル社会の実現及び社会課題解決を先導する新たなソリューションの創出を目指して研究開発に取り組んでいる。その際、社会から求められる技術の異分野領域への拡大、柔軟なアイデアの獲得を通じた技術力の向上について、オープンイノベーションの活用を推進している。また世界の技術関連機関と連携し、協業するための竹中オープンラボの構築を図っている。
重点的に取り組むべき領域として、建設基盤技術、環境・社会、未来・先端の3つに大別し、全社的に研究開発活動を遂行している。
当連結会計年度における研究開発に要した費用の総額は91億円余であり、このうち当社が取り組んだ主な技術開発事例は次のとおりである。
(建設事業)
(1)建設基盤技術領域
①Fc300の超高強度グラウト材を開発し、超高強度極細柱を構造柱として適用可能に
Fc300(設計基準強度300N/mm2)の超高強度グラウト材を開発し、2件のプロジェクトに適用した。当社開発済みの超高強度極細柱「ペンカラム®」どうしを本グラウト材を用いて接合し、建物を支える構造柱として活用することで、開放的な眺望や大空間、有効部屋面積の拡大などを実現することができる。本グラウト材は、超高強度セメントに充填性の高い材料及び流動性を高める新開発の界面活性剤を組み合わせ、高強度と流動性を両立させたものである。今後はペンカラム®と本グラウト材を用いて、集合住宅や病院の高層階の眺望確保、商業施設や文化施設における使いやすく開放的な空間の実現など、質の高いライフスタイルを実現する建物を提案していく。
②「構造設計AIシステム」を開発
HEROZ㈱と共同で、20年以上蓄積してきた構造設計結果データを学習させた「構造設計AIシステム」を開発、全面導入した。当社の建設デジタルプラットフォームには、2001年に自社開発した構造設計システム「BRAINNX®(ブレインエヌエックス)」で設計された建物約500件、30万以上の構造部材の情報が集積されている。これらの情報を「構造設計AIシステム」に学習させ、「BRAINNX®」の機能として実装することで、構造計算にかかる時間を大幅に削減する。設計者は顧客への設計提案をより迅速に行うことができるとともに、新たな付加価値の提案に時間を割くことができる。今後は構造設計に係るデータを常に最新の情報に更新し、AIのさらなる進化を図る。
③一般流通木材を用いた耐火被覆技術「KiPLUS® TAIKA」で2時間耐火認定取得
CFT柱の耐火被覆技術「KiPLUS TAIKA for CFT」及び日鉄エンジニアリング㈱と共同で鉄骨梁の耐火被覆技術「KiPLUS TAIKA for BEAM」を開発し、日本で初めて耐火構造部材(2時間耐火)の国土交通大臣認定を取得した。本技術の適用により、CFT柱と鉄骨梁で構成された14階建てまでの建物において、木あらわしの空間を実現することが可能となる。火災時には耐火被覆材として巻き付けた木材が炭化を伴いながらゆっくり燃えて柱・梁への熱の侵入を抑制し、建物の耐火性能を確保する。入手しやすい一般流通木材を使用するため多くの工場で生産が可能であり、強度が低く構造材としては適さない木材も使用できるため原木を無駄なく活用できる。
(2)環境・社会領域
①建設現場における建設機械のCO2排出量自動モニタリングを開始
㈱アルモと共同で、建設機械の稼働・停止を自動検知するIoTデバイス「どんだけ」を開発した。ユアサ商事㈱と共同開発し、2023年2月1日以降に着工した全新築工事に導入済みの「CO2排出量モニタリングシステム」と連携することにより、建設現場における建設機械のCO2排出量の自動モニタリングを開始した。今後は連携を推進し、CO2排出量の自動モニタリングの適用範囲拡大を図る。本システムにより、建設現場におけるCO2削減策の効果検証及び全社での状況把握を行い、より効果的な削減策の抽出・水平展開を図るとともに、CO2排出量の目標管理をきめ細かく行っていく。
②製造過程のCO2排出量を80%以上削減したコンクリート「CUCO®-建築用プレキャスト部材」を開発
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のグリーンイノベーション基金事業「CO2を用いたコンクリート等製造技術開発」プロジェクトの一環として、当社は鹿島建設㈱、デンカ㈱とともにコンソーシアムCUCOの幹事会社を務めている。今般、CO2を削減・固定・吸収するコンクリート「CUCO-建築用プレキャスト部材」を開発し、2025年日本国際博覧会のパビリオンワールド メッセ イベントホール棟の基礎部材に初適用した。本開発材は一般的なコンクリートと比較して製造段階で排出されるCO2を80%以上削減することが可能である。今後も引き続き、コンクリート製造過程におけるCO2排出量が実質ゼロ以下となるカーボンネガティブコンクリートの開発を進めていく。
③建設系使用済みプラスチックの再資源化に向けた実証実験を開始
出光興産㈱と共同で、建設系使用済みプラスチックの再資源化に向けた実証実験を開始した。建設現場で発生する使用済みプラスチックは多種多様な端材や解体材が混合されており、塩素を含有するリサイクル不能材も多く含まれる。本実証実験において、当社は塩素を含有せずリサイクル可能なプラスチックを徹底的に分別し、出光興産の子会社であるケミカルリサイクル・ジャパン㈱が油化ケミカルリサイクル技術を用いて生成油を生産する。出光興産はこの生成油を石油化学製品や燃料油の原料として利用できるかを確認するとともに、再資源化の可能性について検証する。将来的には、建設系使用済みプラスチック由来の生成油を原料としたリニューアブル化学品やリニューアブル燃料油の生産を目指す。
(3)未来・先端領域
①ドローン空撮画像のAI解析により道路や駐車スペースの混雑度を可視化
大阪市の咲洲において、自律・自動飛行するドローンの空撮画像データをリアルタイムにAI解析して道路や駐車スペースの車両台数を判定し、混雑度を可視化する実証実験を実施した。2025年大阪・関西万博会場の建設工事や移動・搬送の円滑化へのドローンの活用及び適切な運用ノウハウの習得が目的である。ドローンで周辺道路や敷地内駐車スペースをホバリング中に空撮、画像をAI解析して車両台数をカウントすることで混雑度を可視化した。当社は今後、本実証実験で得られた知見を活かし、夢洲地区をはじめ様々な地域で多様なドローンの活用による建設工事や移動・搬送の円滑化を図っていくとともに、その先のスマートシティにおけるソリューション展開にもつなげていく。
②生体情報と位置情報を活用しオフィス空間を評価するシステム「GISTA」を開発
建物内における利用者の心拍データと位置情報を測定し、オフィス空間の生産性を定量評価するシステム「GISTA(ジスタ)」を開発した。オフィス利用者はリストバンド型心拍計を装着、各自のスマートフォンと連携させて心拍データと位置情報を測定する。得られた心拍データから集中度・ストレス度などの生体情報を算出して位置情報と紐づけることにより、利用者は自身の状態把握や行動変容に繋がる情報をリアルタイムで確認することができる。一方、オフィス管理者は執務場所ごとの利用者の集中度の比較など、オフィス全体の生産性を可視化・評価することができる。当社はこれらのデータを実測・分析・評価することで、更なる生産性向上につながるオフィスの新築・改修提案を行っていく。
③ゲームAIを活用した「人流シミュレーションシステム」を開発
当社が実際の建物内外や広場、駅、展示会場などで計測・蓄積してきたリアルな人流データにより得られたノウハウとゲームAIを組み合わせることで「人流シミュレーションシステム」を開発した。実際の人間らしく振る舞う人流により、建物完成後の使われ方を設計時点で予測する。このシミュレーション結果を建物3Dモデルに重ね合わせることで、通路幅や展示物の配置変更、混雑緩和などのプランを検討する際に顧客との合意形成をスムーズに行うことができる。性別、年代、趣味趣向などにより異なる人の様々な行動を再現することができる。今後は商業施設や展示施設、公共空間をはじめ、様々な建物の建築計画に活用していく。

また、子会社における研究開発の主なものは次のとおりである。
㈱竹中土木
(1)施工の効率化・自動化技術
鋼板運搬設置用マニピュレータの開発
(2)安全安心技術
建設重機向け透過表示コックピットシステムの開発

(3)未来先端技術
透過型LEDフィルムディスプレイ「透彩」の開発

(開発事業及びその他)

研究開発活動は特段行われていない。