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建築物の解体工事における性能評価に関する検討

はじめに

戦後高度成長期に建設された社会インフラは、経年劣化の進行により再構築が必要な時期を迎えており、それに伴い既存施設の解体工事が増加してきている。
2002年には建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律(建設リサイクル法)が完全施行され、建設副産物の分別解体と再資源化が義務付けられた。
また、2014年の建設業法の改正により、2016年に「解体工事業」が新設された。
これらの状況から、日本建築学会は2024年に「建築物の解体工事施工指針(案)・同解説(鉄筋コンクリート造編・鉄骨造編)」(指針案)1)を発刊した。
一方、日本建築学会「建物のLCA指針」2)では、ISO21930:20173)の資材製造、施工、使用、解体、補足情報の各プロセスの分類に準じて、評価対象となる建築物のライフサイクル評価は、資材生産、建設(施工)、運用(使用)、修繕・更新、解体・廃棄物処理の各プロセスに分類して評価を行っている。
このため、解体工事は建築物のライフサイクルを構成するプロセスの一つとして、循環型社会の構築のための重要な要素となる。
また、近年は超高層建築物や高層建築物の解体工事の増加により、環境配慮型の解体工法が求められている例えば4)。
建築物のライフサイクルのうち、建設、運用(使用)、修繕・更新に関しては要求性能が明確であり、経済性、工期、安全性等の評価方法も確立されている。
一方、解体工事は、建築物あるいは構造物といった成果物がないという点が他の工事と大きく異なるため、その要求性能に対応した評価方法の確立が必要となる。
なお、成果物がないということは、社会やクライアントからの要請がないことを意味することではなく、法令等の規定を満足したうえで、発注者、施工者等関係者の合意のもとに達成すべき性能を設定し、それを満足する解体工事を目指すのが望ましいと考えられる。
 
本論文では、建築物のライフサイクルの構成要素である解体工事の性能評価手法の確立を目的に、経済性、安全性、環境性の3つの評価指標に基づく総合的性能の定量的評価について検討を行った注1)。
 
 

1. 解体工事における要求性能

解体工事は、本質的に構造物の安定性を損なう状況が発生する作業であり、安全性の確保が難しい工事の一つである。
実際、解体工事における労働死亡災害は、建設業全体の8~14%を占めており1)、労働安全性の確保が重要な課題である。
また、通行人の死傷、鉄道の運休等の重大な公衆災害も報告されており1)、公衆安全性の確保も解体工事に求められる重要な性能の一つである。
さらに、解体工事では、建築物に投入された材料・資材が撤去・破砕され、排出されるため、必然的に大きなエネルギー投入と大量の副産物が排出される。
そこで、周辺環境に公害等で影響を及ぼさないこと(環境安全性)や排出される資源を適切に再資源化し、処理すること(資源循環性)も求められる。
これらの安全性能、環境性能の確保にあたっては、合理的で適正な価格を設定して発注することや適切な工期を設定すること等が必要となる。
このため、解体工事に係る関係者(発注者・施工者:元請負業者、下請負人、廃棄物処理・処分業者等)は、それぞれの役割と責務を果たすことが重要である。
 
解体工事の要求性能は、図-1に示すように、地球環境全体への影響を解体工事のシステム境界として地球(人間活動)の中に、①解体工事現場(施工者)を中心に、関係する②解体工事の発注組織(発注者)、③解体工事現場の近隣等(住民等)、④廃棄物の運搬(収集運搬業者)、⑤廃棄物の中間処理場(中間処理業者)、⑥廃棄物の最終処分場(最終処分業者)、⑦行政(監督官庁等)の7つのステークホルダーに分類した注2)。
また、これらのステークホルダー間の流れは矢印で示しているが、それぞれの関係性は「指導」、「要求」、「輸送」とした。
解体工事の要求性能を表-1に示す。
なお、法規制、近隣からの要求も要求性能の一部とした。
これらを経済性(C)、安全性(S)、環境性(E)の3つの評価項目に分類して整理した。
工期確保、工期短縮は経済性に含めることとした。
解体工事におけるシステム境界としての地球(人間活動)に対する要求性能は、地球環境への影響とした。
具体的には、代表的な温室効果ガスとしてCO2の排出量削減の低炭素性、廃棄物発生抑止、再資源化率向上の資源循環性、公害防止、有害物溶出抑制の環境安全性とし、それぞれ評価項目は環境性とした。

図-1 解体工事のシステム境界とステークホルダー
図-1 解体工事のシステム境界とステークホルダー
表-1 解体工事の要求性能
表-1 解体工事の要求性能

 
 

2. 解体工事の評価指標

解体工事の評価指標の設定とその妥当性を確認した。
なお、ここで示す解体工法とは、使用機械自体を示す場合もある。
 

2.1 評価指標の設定

本検討で設定した解体工法の評価指標を図-2に示す。
この評価指標に基づき定量的評価を行った。
具体的には、経済性指標(TC)、安全性指標(TS)、環境性指標(TE)による3つの評価指標およびこれらの評価指標から3次元座標軸上のベクトル成分として総合評価指標(T)を設定し、値が大きいほど優れていることとした。

図-2 解体工法の評価指標
図-2 解体工法の評価指標

 

(1) 経済性

TCは、解体工事費として式(1)により算定した。
算定の範囲は、図-3に示す解体工事費の構成のうち、実際の工事で明確になっている直接解体費(労務費、機械・器具費)に限定した注3)。
ただし、機械・器具費は、機械損料と燃料費により構成される。
なお、廃棄物処理費については解体工法の影響はないものとした。
本検討においては、労務費は公共工事設計労務単価5)により、機械・器具費の機械損料は日本建築機械施工協会の資料6)に基づき算定した。
表-2に本検討で用いた使用機械の機械・器具費を示す。
燃料費は、使用機械の燃料単価および使用機械の時間当たりの燃料消費率(FC)を乗じて算定した。
表-3に燃料の単価およびCO2 原単位(BCO2)を示す。
なお、東京都7)ならびに東京電力管内8)の単価を用いた。
また、BCO2 は、環境省・経済産業省の資料9)に基づき算定した。
表-4にFCを示す。
なお、 FCは機械製造メーカの性能仕様書による。

図-3 解体工事費の構成
図-3 解体工事費の構成
表-2 使用機械の機械・器具費
表-2 使用機械の機械・器具費
表-3 燃料の単価およびCO2原単位7),8),9)
表-3 燃料の単価およびCO2原単位7),8),9)
表-4 使用機械の時間当たりの燃料消費率
表-4 使用機械の時間当たりの燃料消費率

 
TC =ΣCi/Ci    (1)
ここに、TC:経済性指標
    Ci:各種解体工法を用いた場合の費用(円)※
    ※労務費、機械・器具費(機械損料、燃料費)の合計
    ΣCi:各種解体工法の費用の総和(円)
 

(2) 安全性

Tsは式(2)により算定した。
この式はISO Guide73:200910)の考え方に基づき作成した。
 
TS =∑Ri/Ri     (2)
ここに、TS:安全性指標
    Ri:各種解体工法を用いた場合の危険度
    ΣRi:各種解体工法の危険度の総和
 
危険度Riは、厚生労働省の令和4年の労働災害統計11)から死傷事故の発生確率を用いて式(3)により算定した。
表-5に各種使用機械の事故の型別における死傷事故の発生確率を示す。
なお、事故の型別は、参考文献12)の災害事例から選定した。
ただし、労働災害の発生は、現場の状況等によって大きく異なることから、本検討ではあくまで想定できる災害を示すのに止めた。
実際の工事においては、その都度、安全計画書等に基づき検討する必要がある。

表-5 使用機械の事故の型別における死傷事故の発生確率
表-5 使用機械の事故の型別における死傷事故の発生確率

 
Ri=∑(Xn×Pn/100)     (3)
ここに、Ri:危険度
    Xn:事故の型別における被災する可能性を有する作業に従事する作業員数(人)
    Pn:各種使用機械の事故の型別における死傷事故の発生確率(%)で式(4)により算定
Pn=∑DEW/DT×100     (4)
ここに、∑DEW:参考文献11)による使用した各種使用機械の事故の型別毎における死傷事故の人数の合計(人)※
    ※複数の事故の型別が該当する場合は加算する。
    DT:参考文献11)による年間死傷事故の総人数(人)
 

(3) 環境性

建築工事の環境性については、2022年版のJASS5(2022)13)によると、低炭素性、資源循環性、環境安全性に分類され、それぞれについて評価することが示された。
本検討においては、評価対象を地域環境、地球環境への影響に大別し、環境の評価を行うこととした。
環境性評価の階層構造を図-4に示す。
地域環境において環境負荷の要因は、解体現場の近隣等において発生する騒音・振動、大気汚染、水質汚濁、有害物の溶出等の公害とし、環境安全性に関連する内容とした。
地域環境に影響を及ぼす公害は、指針案2.41)に示されているように、騒音規制法、振動規制法、大気汚染防止法、水質汚濁防止法、土壌汚染対策法等を満足しない工事は法令違反となり実施できないこと、低振動型重機の利用、浄化槽の設置により管理値以下にすることが可能であることから、評価の対象ではなく工事を実施するための条件とした。
一方、地球環境への影響はCO2 等の温室効果ガスがあるが2)、低炭素性に限定し、CO2 排出量により評価することとした。
なお、資源循環性に関連する内容は、建設リサイクル法により分別解体、再資源化が義務付けられていることから、本検討では法令により遵守されるものとして、評価対象とせず、解体工法の種類による再資源化率等への影響はなく、副産物の発生量や処理方法は一定とした。
解体工事におけるCO2 排出量は、使用機器類等の原動機から発生する量が支配的であり、使用するエネルギー源(軽油、電力等)と作業量により算定され、使用機械の時間当たりのCO2 排出量原単位(ECO2)は式(5)により算定される。
ECO2の算定結果を表-6に示す。

図-4 環境性評価の階層構造
図-4 環境性評価の階層構造
表-6  使用機械の時間当たりのCO2排出量原単位の算定結果
表-6  使用機械の時間当たりのCO2排出量原単位の算定結果

 
ECO2=BCO2×FC     (5)
ここに、ECO2:使用機械の時間当りのCO2排出量原単位(kg・CO2/h)
    BCO2:表-3に示す燃料のCO2原単位(kg・CO2/ℓ,kg・CO2/kWh)
    FC:表-4に示す使用機械の時間当たりの燃料消費率(ℓ/h, kW/h)
TE は、CO2 排出量を用いて式(6)により算定した。
 
TE =∑Ei /Ei (6)
ここに、TE:環境性指標
    Ei:各種解体工法を用いた場合のCO2排出量(kg・CO2)で式(7)により算定※ 
    Ei=ECO2 × WH× WD  (7)
    ここに、WH:作業時間(h)
        WD:作業日数(日)
        ΣEi:各種解体工法のCO2 排出量の総和(kg・CO2)※
        ※参考文献9)により有効桁数3桁の整数値とした。
 

(4) 総合評価指標

図-2に示した評価指標のTC、TS、TEから得られた3次元座標軸上のベクトル成分を総合評価指標(T)として式(9)により算定した。
 
なお、実際の工事では、要求性能により重要度が変化する場合があるため、3つの評価指標に重み付けが必要になることが考えられる。
 
T = T C 2 + T S 2 + T B 2      (9)
ここに、T:総合評価指標
 

2.2 評価指標の妥当性確認

設定した評価指標の妥当性確認として、モデル構造物を対象に単一の解体工法を用いて、評価指標の妥当性について検討を行った。
具体的には、汎用的な2種類の解体工法、著者らが開発した1種類の解体工法14)、注4)の合計3種類の解体工法により評価を行った。
 

(1) モデル構造物

モデル構造物は、図-5に示すRC造の集合住宅とし、その内の1戸分(約63m²)の床スラブの解体工事とした。

図-5 対象建築物の概要
図-5 対象建築物の概要

 

(2) 解体工法

解体工法の概要を表-7に示す。
本検討では、RC造構造物の解体工事で、一般的に使われているハンドブレーカ(工法1)、騒音・振動が少ないコンクリートカッター(工法2)、放電パルス破砕機(工法3)14)を対象とした。
躯体解体工法として、工法1、3は破砕機を使用して部分的な破砕を繰り返す破砕解体15)、工法2は部材またはそれらの組み合わさったブロックを切り離し解体建築物の外へ移動した後に破砕する部材解体15)である。
工法2のブロック化は、まず大梁と小梁に囲まれたスラブを2m×1m程度に切断し、次に小梁を長さ2m程度に切断した。
それぞれの機械の使用台数は各1台とし、作業員は1名とした。
なお、労務費は、工法1、工法2は比較的簡便な作業であることから補助作業員程度とし、工法3は専門的な操作が必要になるため、オペレーター程度とした。

表-7 解体工法の概要
表-7 解体工法の概要

 

(3) 評価結果

性能評価指標の算定結果を表-8に示す。
また、図-6に各評価指標間の関係を示す。
経済性は汎用的な工法1がやや優れている。
安全性は、感電等高温物との接触(高温物接触)注5)、動作の反動以外の事故が想定されにくい工法3が優れた結果となった。
環境性はCO2をより多く発生する工法2が劣る結果となった。
TCとTSの関係によると、工法3は専門的な操作が必要なため労務費が高くなることから、他の工法に比べてコストが高くなるものの、安全性については優れた結果となった。
TCとTEの関係からは、工法3は、他の工法に比べて経済性は劣るが、環境性がやや優れた結果となっている。

表-8 性能評価指標の算定結果
表-8 性能評価指標の算定結果
図-6 各評価指標間の関係
図-6 各評価指標間の関係

 
TSとTEの関係は、工法3は他の工法に比べて安全性、環境性に優れた結果となった。
これらから、総合評価指標(T)は、それぞれ6.1、4.8、7.6となり、工法3が最も優れた結果となった。
 
このように、各工法の特徴を評価できたことから、評価指標は概ね妥当であるといえる。
したがって、本検討では、設定した評価指標を用いてシミュレーションにより、解体工事の要求性能である経済性、安全性、環境性とともに総合的な評価をすることとした。
 
 

3. 実工事によるシミュレーション

実際の解体工事と比較用の解体工事として解体工法を想定してシミュレーションを行った。
 

3.1 条件
(1) 対象建築物

対象建築物は、都内にある経年31年の地下1階(RC造)、地上8階(RC造、一部SRC造)の事務所ビルとした。
表-9に対象建築物の概要、図-7に対象建築物の伏図(基準階)を示す。

表-9 対象建築物の概要
表-9 対象建築物の概要
図-7 対象建築物の伏図(基準階)
図-7 対象建築物の伏図(基準階)

 

(2) 解体工法

解体工法は、実際の施工で採用した圧砕機による解体工法(解体工法A)と、ワイヤーソーをベースマシンに搭載した自走式ワイヤーソーを採用した解体工法(解体工法B)の2種類とした。
躯体解体工法として、解体工法Aは、破砕解体15)、解体工法Bは、部材解体15)である。
表-10に解体工法の概要を示す。

表-10 解体工法の概要
表-10 解体工法の概要

 

(3) 解体工程

解体工法Aでは、標準階で1フロアーに3台の圧砕機を搭載し、運転員3名と補助作業員2名で作業を行い、6日/1階工程で工事を進めた。
地下工事では、圧砕機6台、作業員8人を投入し10日間で完了した。
この工事実績を基に歩掛りの比により解体工法Bを採用した場合の工事計画を検討し、標準階で自走式ワイヤーソー3台と床版用にロードカッター1台を搭載し、運転員3人と補助作業員1名で作業を行い、8日/1階の工程で工事を進める計画とした。
 

3.2 シミュレーション
(1) 諸元

シミュレーションに用いたTC、TS、TEによる3つの評価指標に対する算定の諸元は、表-2~表-6に示した通りである。
なお、機械の稼働時間は8h/日とした。
 

(2) 評価結果

各評価指標の算定結果を表-11に示す。
また、図-8に各評価指標間の関係を示す。
解体工法BのTCは、使用重機の機械・器具費が高額なこと、工期がかかることが影響し、劣る結果となった。
一方、TSは感電等高温物接触、動作の反動以外、事故の発生が少ないと想定されることから優れた結果となった。
TEはCO2排出量が少ない電力を燃料としていることにより、解体工法Aに対して優れた結果となった。
TCとTSの関係によると、解体工法Bは解体工法Aに比べてコストが高いが、安全性が優れた結果となっている。
TCとTEの関係からは、解体工法Bは解体工法Aに比べてコストがかかるが、環境性は優れた結果となっている。
TSとTEの関係は、解体工法Bは解体工法Aに比べて安全性、環境性ともに優れた結果となっている。
これらから、解体工法Aは経済性に、解体工法Bは安全性と環境性で優れた結果が得られ、総合評価指標のTは、解体工法Aの3.1に対し、解体工法Bが5.6となり、優れている結果となった。
 
このように、解体工事の要求性能を経済性、安全性、環境性の3つの評価指標により、総合的性能を定量的に評価することが可能となる。
ただし、本検討は限られた範囲の中で実施したもので、今後はより詳細のデータに基づき、精度を向上させる必要がある。
特に、環境性は低炭素性としてCO2排出量により評価したが、資源循環性、環境安全性等、解体工事が地球環境に及ぼす影響を網羅して定量化する等、高い精度で総合的に評価する指標が必要となる。

表-11 各評価指標の算定結果
表-11 各評価指標の算定結果
図-8 各評価指標間の関係
図-8 各評価指標間の関係

 
 

おわりに

建築物のライフサイクルの構成要素である解体工事の性能評価手法の確立を目的に検討を行った結果、以下のことがいえる。
 
(1) 解体工事のシステム境界の中に、施工者等、7つのステークホルダーとその間の流れを設定し、それぞれの要求性能を経済性、安全性、環境性の3つの評価項目に分類して整理した。
 
(2) 解体工事の評価は、経済性はコスト、安全性は危険度、環境性はCO2 排出量を用いた3つの評価指標を設定し、各工法を評価した結果、概ね各工法の特徴を評価できた。
さらに、これら3つの評価指標を用いて3次元座標軸上のベクトル成分を総合評価指標として定量化することにより評価した。
 
(3) 本検討で設定した評価指標により、実際の解体工事を例にシミュレーションを行った結果、経済性、安全性、環境性に基づく総合的性能を定量的に評価することが可能であることが明らかとなった。
ただし、本検討は限られた範囲の中で実施したもので、今後、経済性、安全性への影響が大きい仮設工事に関する評価、要求性能に対応した重要度を考慮した評価が必要となる。
また、環境性は、低炭素性としてCO2排出量に限定して評価したが、資源循環性、環境安全性等、解体工事が地球環境に及ぼす影響を網羅して定量化する等、高い精度で総合的に評価する指標が必要となる。
 
 
参考文献
1) Architectural Institute of Japan: Recommendations for Demolition Work –Reinforced Concrete and Steel Structures, 2024(in Japanese)日本建築学会:建築物の解体工事施工指針
(案)・同解説(鉄筋コンクリート造編・鉄骨造編), 2024
2) 日本建築学会:建物のLCA 指針- 温暖化・資源消費・廃棄物対策のための評価ツール- 改訂版、2024
3) International Organization for Standardization, ISO 21930:2017, Sustainability in buildings and civil engineering works – Core rules for environmental product declarations of construction products and services, 2017
4) Hideki Ichihara et al.: DEVELOPMENT OF ENCLOSED EMOLITION METHOD FOR HIGH RISE BUILDINGS, AIJ
Journal of Technology and Design, Vol. 19, No. 41, pp.13-18, Feb. 2013(in Japanese)
市原英樹ほか:超高層建物における閉鎖型解体工法の開発、日本建築学会技術報告集, 19 巻, 41号, pp.13-18, 2013.2
DOI: https://doi.org/10.3130/aijt.19.13 5)国土交通省:公共工事設計労務単価、2023.2
6) 日本建設機械施工協会:建築機械損料表、2011.5
7) 建設物価調査会:建設物価、2024.5
8) 東京電力エナジーパートナー(株):電気料金プラン、2024.4
9) 環境省地球環境局, 経済産業省産業技術環境局:特定排出者の事業活動に伴う温室効果ガス排出量の算定に関する省令、2023.12 10)International Organization for Standardization, ISO Guide
73:2009 Risk management Vocabulary, 2009
11) 厚生労働省労働基準局安全衛生部安全課:令和4年労働災害発生状況等、令和5年5月23日
12) 建設業労働災害防止協会:災害事例、2021.5 13)Architectural Institute of Japan: Japanese Architectural
Standard Specification JASS 5 Reinforced concrete work, 2022(in Japanese)日本建築学会:建築工事標準仕様書・同解説, JASS5 鉄筋コンクリート工事, 2022
14) Kazuo Murakami, Yasuhiro Dosho, Kensuke Uemura, Hiroshi Kimura: Concrete Demolition and Surface Scraping using High Voltage Pulse Discharge. Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.16 Issue 8, pp.358-367, August 2018
DOI: https://doi.org/10.3151/jact.16.358
15) 国土交通省大臣官房官庁営繕部:建築物解体工事共通仕様書(令和4年版)・同解説、2023
16) Kazuo Murakami, Yasuhiro Dosho: Review on performance e valuation of demolition work for reinforced concrete building, Architectural Institute of Japan, Materials and construction, pp.1175-1176, 2022(in Japanese)
村上一夫、道正泰弘:鉄筋コンクリート造建築物における解体工事の性能評価に関する検討、日本建築学会大会学術講演梗概集
(材料施工)、pp.1175-1176, 2022
 
注
注1)本検討の一部は、日本建築学会大会学術講演会において発表した16)。
注2)指針案1)2.5の「解体工事における関係者の役割と責務」に準拠したうえで、必要と思われる項目を追記し、要求性能との関連を示した。
注3)仮設費は、現場の状況等で大幅に異なることから本検討には含めない。
注4)著者らが開発した放電パルス破砕機14)は、実用化された工法ではないが、特徴を把握しているため、評価指標の妥当性確認のため選定した。
注5)参考文献11)では、「高温・低温物との接触」であるが、内訳が不明なため、本検討では、「高温物との接触(高温物接触)」として一括りにした。
 
 
 

名城大学 理工学部 環境創造工学科
道正 泰弘
名城大学 理工学研究科 社会環境デザイン工学専攻
村上 一夫

 
 
 
【出典】


積算資料公表価格版2026年11月号


積算資料公表価格版2026年11月号

最終更新日:2026-10-30

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