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建築図面または建築家の図面とは、建築の定義に該当する建物または建築プロジェクトの技術的な図面のことです。建築図面は、建築家をはじめとする様々な人々によって、設計アイデアを首尾一貫した提案に発展させるため、アイデアやコンセプトを伝えるため、クライアントにデザインの利点を示すため、設計意図に基づいて建設を行う建築業者を支援するため、設計と計画された開発を記録するため、または既に存在する建物を記録するためなど、様々な目的で使用されます。
建築図面は、平面図や断面図などの特定の視点、用紙サイズ、測定単位、縮尺、注釈、相互参照など、一連の慣例に従って作成されます。
歴史的に、図面は紙やそれに類する素材にインクで描かれ、手作業で複製する必要がありました。20世紀には、機械的な複製をより効率的に作成できるように、トレーシングペーパーに描くようになりました。コンピュータの発達は、技術図面の設計と作成に使用される方法に大きな影響を与え、手描きの図面は少なくなり、有機的な形状や複雑な幾何学を用いた新しい形態の可能性が開かれました。[ 1 ]今日では、ほとんどの建築図面はCADソフトウェアを使用して作成されています。[ 2 ]
図面のサイズは、使用可能な材料と、巻いたり、折り畳んだり、テーブルに広げたり、壁にピンで留めたりして持ち運びやすいサイズを反映しています。製図プロセスは、現実的に作業可能なサイズに制限を課す場合があります。サイズは、地域の使用法に従って一貫した用紙サイズシステムによって決定されます。通常、現代の建築実務で使用される最大の用紙サイズは、ISO A0 ( 841 mm × 1,189 mm または 33.1インチ × 46.8インチ) または、米国では Arch E ( 762 mm × 1,067 mm または 30インチ × 42インチ) または Large E サイズ ( 915 mm × 1,220 mm または 36インチ × 48インチ) です。[ 3 ]
建築図面は、相対的な寸法が正しく表現されるように縮尺に基づいて描かれます。縮尺は、建物全体が選択した用紙サイズに収まるように、また必要な詳細を示すことができるように選択されます。1フィートあたり8分の1インチ（1:96）、またはメートル法で1:100に相当する縮尺では、壁は通常、全体の厚さに対応する単純な輪郭線として示されます。1フィートあたり0.5インチ（1:24）、または最も近い一般的なメートル法で1:20に相当する縮尺では、壁の構造を構成するさまざまな材料の層が示されます。構造の詳細部分は、より大きな縮尺、場合によっては実物大で描かれます。
縮尺図を使うと、図面から寸法を読み取ることができます。ヤード・ポンド法の縮尺は、普通の定規で読み取ることができます。例えば、1/8インチが1フィートの縮尺図では、定規の1/8インチの目盛りがフィートとして読み取れます。建築家は通常、各辺に異なる縮尺が記された縮尺定規を使用します。3つ目の方法は、建築業者が見積もりを行う際に用いる方法で、図面から直接寸法を測り、縮尺係数を掛けるというものです。
寸法は、羊皮紙などの安定した媒体に描かれた図面から測定できます。複製プロセスでは、特に同じ図面を繰り返しコピーしたり、異なる方法でコピーしたりすると、必ず小さな誤差が生じます。そのため、図面には寸法を書き込む、つまり「寸法を記入」する必要があります。建築家の図面には、コピー過程で生じる誤差を防ぐために、「寸法を縮尺しないでください」という注意書きがよく記載されています。
このセクションでは、建物や構造物を表現するために用いられる一般的な図法について説明します。用途別に分類された図面については、下記の「建築図面の種類」のセクションを参照してください。
平面図は、最も基本的な建築図面です。地図と同様に、建物内の空間配置を上から見た図ですが、建物の特定の高さにおける配置を示しています。厳密には、床面から約4フィート（1.2メートル）の高さで建物を水平に切断した断面図であり、その高さにある壁、窓、ドアの開口部、その他の構造物を示しています。平面図には、床、平面図の高さまで続く階段、備品、場合によっては家具など、その高さより下にあるものすべてが含まれます。天井梁など、平面図の高さより上にあるものは、破線で示すことができます。
敷地計画図は、建物または建物群全体の状況を示す特定の種類の図面です。敷地の境界線、敷地へのアクセス方法、設計に関連する近隣の構造物などが示されます。都市部の開発の場合、敷地計画図には、設計が都市構造にどのように適合するかを示すために、隣接する道路を示す必要がある場合があります。敷地境界内では、敷地計画図は作業範囲全体の概要を示します。既存の建物と計画中の建物（通常は建物のフットプリントとして）、道路、駐車場、歩道、舗装、樹木、植栽などが示されます。建設プロジェクトの場合、敷地計画図には、排水管や下水道、給水管、電気・通信ケーブル、屋外照明などの設備接続も示す必要があります。
敷地計画図は、詳細設計の前に建物の提案を表すためによく使用されます。敷地計画図を作成することは、提案されている新しい建物の敷地レイアウト、サイズ、および向きを決定するためのツールです。敷地計画図は、提案が歴史的建造物に関する制限を含む地域の開発規制に準拠していることを確認するためにも使用されます。この文脈では、敷地計画図は法的合意の一部を構成する可能性があり、建築家、エンジニア、造園家、または土地測量士などの資格のある専門家によって作成されることが求められる場合があります。[ 4 ]
立面図とは、建物の正面を平面で表したもので、建物を片側から見た図です。これは、建物の外観を説明するために最も一般的に使用される図です。各立面図には、それが向いている方位に応じてラベルが付けられます。たとえば、北を向いているということは、建物の南側の立面図を見ているということです。[ 5 ]建物は平面図では単純な長方形の形をしていることはまれなので、典型的な立面図では、特定の方向から見た建物のすべての部分が表示される場合があります。
幾何学的に言えば、立面図とは、建物を垂直面に水平に投影した正投影図であり、その垂直面は通常、建物の片面と平行である。建築家は立面図をファサードの同義語としても用いるため、北立面図とは建物の北向きの壁を指す。
断面図（または断面）は、平面図が上から見た水平断面図であるのと同様に、物体を垂直に切断した平面を表します。断面図では、切断面によって切断されたすべてのものが太線で示され、切断された物体を示すために塗りつぶしが施されることがよくあります。一方、切断面の向こう側に見えるものは通常、細い線で示されます。断面図は、建物の異なる階層間の関係を説明するために使用されます。
ここに示した天文台の図面では、外側のドーム、建物内部からのみ見えるもう一つのドーム、そしてその二つのドームの間の空間に大型天体望遠鏡を収容する仕組みが断面図で示されています。これらの関係性は、平面図や立面図だけでは理解しにくいでしょう。
断面図とは、建物の断面と、断面平面の外側に見える他の部分の立面図を組み合わせたものです。幾何学的には、断面とは、建物を垂直面に水平に正投影したものであり、その垂直面が建物を横切るように描かれています。
等角投影図と軸測投影図は、三次元物体を表現する簡単な方法であり、各要素の縮尺を維持し、同一物体の複数の側面間の関係を示すことで、形状の複雑さを理解することができる。
等角投影図と軸測投影図の区別については、多少混乱が見られます。アラン・パイパーは、「軸測投影図は、建築家が何百年も使用してきた言葉である」と述べ、エンジニアは、等角投影図、直径投影図、三次元投影図を含む一般的な用語として軸測投影図という言葉を使用していると述べています。[ 6 ]本稿では、建築特有の意味でこれらの用語を使用します。
実際の製図において、等角投影図と軸測投影図の違いは単純です。どちらの場合も、平面図は傾斜または回転したグリッド上に描かれ、垂直線はページ上に垂直に投影されます。すべての線は縮尺に合わせて描かれるため、要素間の関係は正確です。多くの場合、軸ごとに異なる縮尺が必要となりますが、これは計算によって求めることも、目測で推定することも可能です。
従来の製図技術では、30～60度および45度の三角定規が使用され、これによって図面の角度が決定されていました。しかし、調整可能な三角定規が普及すると、こうした制約は解消されました。
アクソノメトリック図法は、便利な図としてだけでなく、形式的な表現技法としても20世紀に人気を博し、特にモダニズム運動で採用されました。アクソノメトリック図法は、マイケル・グレイブス、ジェームズ・スターリングなどによる1970年代の影響力のある図面に顕著に見られ、単純なビューだけでなく、虫の目線ビュー、平面図の異常で誇張された回転、分解された要素なども使用されています。[ 9 ]
詳細図は、構成要素がどのように組み合わさるかを示すために、構造物のごく一部をより大きな縮尺で示します。また、装飾要素などの小さな表面の詳細を示すためにも使用されます。大きな縮尺の断面図は、建物の構造の詳細を示す標準的な方法であり、通常、建物の全高を含む図面では明確に示すことができない、床と壁の接合部、窓の開口部、軒、屋根の頂点などの複雑な接合部を示します。完全な構造詳細図には、平面図の詳細と垂直断面の詳細の両方を示す必要があります。詳細図は単独で作成されることはほとんどなく、一連の詳細図は、構造を3次元で理解するために必要な情報を示します。詳細図の一般的な縮尺は、1:10、1:5、および実寸大です。
伝統的な建築では、多くの細部が標準化されていたため、建物を建設するために必要な詳細図面は少なかった。例えば、上げ下げ窓の製作は、必要なことを理解している大工に任せることができた一方、ファサードの独特な装飾部分は詳細に図面化されていた。これに対し、現代の建物は、使用される製品、工法、そして考えられる解決策が多岐にわたるため、多くの場合、詳細な図面が必要となる。
描画における遠近法とは、目で知覚されるイメージを平面上に近似的に表現したものです。主な概念は以下のとおりです。
人工遠近法の基本的な分類は、消失点の数によって行われる。
建築透視図法の一般的な慣習は、2点透視図法を用い、すべての垂直線を紙面上で垂直に描くことです。3点透視図法は、より自然な、あるいは写真のような効果を生み出します。プロの建築写真では、ビューカメラや透視制御レンズを用いて3つ目の消失点を排除し、透視図法の慣習に従って写真上のすべての垂直線が垂直になるようにします。これは、標準レンズで撮影した写真をデジタル処理することでも可能です。
空気遠近法とは、遠近法を用いて遠近感を表現する絵画技法で、遠くの物体に対する大気の影響を近似的に表現するものです。日中の光の下では、通常の物体は目から遠ざかるにつれて背景とのコントラストが低下し、彩度が下がり、色がより青みを帯びてきます。これは、高い視点から見た、あるいは想像した景色である鳥瞰図や俯瞰図とは混同しないように注意が必要です。
JM ガンディによるイングランド銀行の視点図では、ガンディは内部の平面配置を示すために建物を絵のように美しい廃墟として描写しており、これは断面図の先駆けとなっている。[ 10 ]
モンタージュ画像は、建物の透視画像を写真の背景に重ね合わせることで作成されます。写真の撮影位置を記録し、同じ視点から透視画像を生成することが重要です。この手法はコンピュータビジュアライゼーションで広く用いられており、建物をフォトリアリスティックにレンダリングすることで、最終的な画像が写真とほとんど見分けがつかないほど精巧なものになることを目指しています。
スケッチとは、完成作品としてではなく、アイデアを記録し発展させるための手っ取り早い方法として用いられる、素早く描かれたフリーハンドの図のことです。図もフリーハンドで描かれることがありますが、デザインの論理展開のために記号を用います。どちらもより見栄えの良い形に仕上げることができ、デザインの原理を伝えるために使用できます。
建築においては、完成品は高価で時間もかかるため、建設開始前に設計をできる限り完全に解決することが重要です。複雑な現代の建物には、専門分野の大規模なチームが関わっており、設計が協調的な結果に向かって進むようにするには、設計の初期段階でのコミュニケーションが不可欠です。[ 11 ]建築家やその他の設計者は、スケッチや図表を用いて新しい設計の調査を開始し、特定の設計上の問題に対応する大まかな設計を開発します。
建築設計には、美的要素と実用的要素という2つの基本的な要素があります。美的要素には、レイアウト、外観、素材、そして人々の建物に対する認識に影響を与える可能性のある文化的要素が含まれます。実用的要素には、さまざまな活動に割り当てられるスペース、建物への出入り方法、自然光と人工照明、音響、交通騒音、法的問題、建築基準法、その他多くの問題が含まれます。どちらの側面も、ある程度は慣習的な慣行の問題ではありますが、敷地はそれぞれ異なります。多くの建築家は積極的に革新を追求しており、その結果、解決すべき問題の数が増えています。
建築の伝説では、封筒の裏やナプキンに描かれたデザインがよく話題になります。最初の考えは、たとえ後で破棄されたとしても重要です。なぜなら、デザインが発展していく中心となるアイデアを提供してくれるからです。[ 12 ]スケッチは不正確ですが、使い捨てで思考の自由度が高く、さまざまなアイデアを素早く試すことができます。デザインが縮尺図に確定すると選択肢は大幅に減少するため、スケッチ段階はほぼ常に不可欠です。
図は主に実務上の問題を解決するために使用されます。設計の初期段階では、建築家は図を使用してアイデアや解決策を開発、検討、伝達します。図は、設計分野における思考、問題解決、コミュニケーションに不可欠なツールです。図は空間的な関係を解決するために使用できますが、太陽や風の力、建物を通る人や物の流れなどの力や流れを表すこともできます。[ 13 ]
分解図は、構成部品を何らかの方法で分離して表示し、それぞれを個別に確認できるようにします。これらの図は技術マニュアルでよく見られますが、建築でも概念図や技術的な詳細を示すために使用されます。断面図では、外部の一部が省略され、内部または内部構造の詳細が表示されます。[ 14 ]多くの建築製品やシステムを含む技術イラストでは一般的ですが、建築図面ではあまり使用されません。
建築図面は特定の目的のために作成され、それに応じて分類されます。多くの場合、複数の要素が同じ図面に描かれており、例えば、平面図と主要なファサードが一緒に描かれた図面などがあります。
プレゼンテーション図面は、計画を説明し、その利点を示すことを目的としています。異なる素材を強調するために色調やハッチングが含まれる場合もありますが、写実的な画像ではなく、図解です。基本的なプレゼンテーション図面には、通常、人物、車両、樹木などが描かれており、多くの場合、そのような画像のライブラリから選ばれます。それ以外は、作業図面とスタイルが似ています。レンダリングとは、表面の質感や影を追加して、建物の視覚的な特性をよりリアルに表現する技術です。建築イラストレーターやグラフィックデザイナーが、専門的なプレゼンテーション画像、通常は透視図や、精緻な敷地計画図、平面図、立面図を作成するために雇われることがあります。
測量図とは、既存の土地、構造物、建物を実測した図面のことです。建築家は、施工図面の基礎となる正確な測量図を必要とし、建設工事に必要な寸法を正確に把握します。測量は通常、専門の測量士によって行われ、図面化されます。
歴史的に、建築家は既知の建築様式を理解し、模倣するために記録図面を作成してきた。ルネサンス期には、ヨーロッパ各地の建築家がローマやギリシャ文明の遺跡を研究・記録し、それらの影響を基に当時の建築様式を発展させた。記録は、地域的な目的で個人が作成する場合と、出版のために大規模に作成される場合がある。参考になる歴史的調査としては、以下のようなものがある。
竣工図面は建設プロジェクトでも使用され、完成した建物の「竣工時」の状態を記録し、建設中に生じた変更点を反映させるために使用されます。
建築工事プロジェクトで使用される包括的な図面セットには、建築家の図面だけでなく、構造図面やその他のエンジニアリング図面も含まれます。施工図面は一般的に、位置図、組立図、および部品図に細分化されます。[ 15 ]
かつては、施工図は平面図、断面図、立面図、そしていくつかの詳細図を組み合わせて、建物の全体像を一枚の図面にまとめるのが一般的でした。これは、詳細な情報が少なく、建築技術が建築専門家の間で共通の知識であったため可能でした。現代の施工図ははるかに詳細になり、プロジェクトの特定の部分を別々の図面に分けるのが標準となっています。図面に記載される注記は簡潔で、詳細については標準化された仕様書を参照するよう指示されています。現代の建物のレイアウトと構造を理解するには、膨大な数の図面と文書を検討する必要があります。
20世紀後半まで、建築図面は建築家または訓練を受けた製図工によって手作業で作成されていました。製図工は通常、設計を作成するのではなく、重要度の低い決定の多くを行っていました。このシステムはCAD製図でも継続しており、多くの設計建築家はCADソフトウェアプログラムに関する知識がほとんどまたは全くなく、スケッチ段階を超えて設計を進めるために他の人に頼っています。製図工は、住宅や商業施設などの構造の種類、または木造軸組工法、鉄筋コンクリート工法、プレハブ工法などの建設の種類に特化していることがよくあります。[ 16 ]
建築家の伝統的な道具は、製図板または製図台、T定規、三角定規、分度器、コンパス、鉛筆、そして様々な種類の製図ペンでした。図面は羊皮紙、コーティングされた麻布、トレーシングペーパーに描かれました。文字は手書き、ステンシルを使った機械式、またはその両方を組み合わせて書かれました。インクの線は、つけペンに似ているが線幅を調整できる定規ペンで描かれました。インクペンは頻繁にインクに浸す必要がありました。製図者は立ったまま作業し、図面にインクがこぼれないように、インクは別のテーブルに置いていました。
20世紀の発展には、平行移動式製図板や、基本的なT定規のより高度な改良などが含まれる。信頼性の高い製図ペンの開発により、製図やステンシルによる文字作成がより迅速に行えるようになった。レトラセットのドライ転写文字やハーフトーンシートは1970年代から人気を博したが、コンピュータの普及によりこれらの工程は時代遅れとなった。
コンピュータ支援設計（ CAD）とは、コンピュータソフトウェアを用いて図面を作成する手法です。今日では、あらゆる種類の技術図面のほとんどがCADを用いて作成されています。紙に線を引く代わりに、コンピュータが同等の情報を電子的に記録します。このシステムには多くの利点があります。複雑な要素をコピー、複製、保存して再利用できるため、繰り返し作業が削減されます。エラーを削除することも可能です。また、製図速度が速いため、設計を最終決定する前に多くのバリエーションを試すことができます。一方で、CADによる製図は、詳細の増加や精度に対する期待の高まりを招きやすく、コンピュータ化への移行によって当初期待されていた効率性が低下する可能性もあります。
AutoCADのようなプロフェッショナルなCADソフトウェアは複雑で、オペレーターが十分に生産性を発揮するにはトレーニングと経験の両方が必要です。そのため、熟練したCADオペレーターは設計プロセスから切り離されることがよくあります。SketchUpやVectorworksのようなシンプルなソフトウェアは、より直感的な描画を可能にし、設計ツールとして意図されています。[ 17 ] [ 18 ]
CADは、作業図面からフォトリアリスティックな透視図まで、あらゆる種類の図面を作成するために使用されます。建築レンダリング（ビジュアライゼーションとも呼ばれます）は、CADを使用して3次元モデルを作成することで作成されます。モデルはあらゆる方向から表示できるため、有用な視点を見つけることができます。その後、Autodesk 3ds Maxなどのさまざまなソフトウェアを使用して、表面に色やテクスチャを適用したり、影や反射を表現したりします。その結果は、人物、車、背景の風景などの写真要素と組み合わせることができます。
ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）は、CAD図面を発展させたものです。設計チームは協力して3次元コンピュータモデルを作成し、平面図やその他の2次元ビューをモデルから直接生成することで、空間の一貫性を確保します。重要なイノベーションは、ネットワークを通じてモデルを共有することで、敷地調査、建築、構造、設備などの設計機能を単一のモデル、または設計開発プロセス全体で共有される関連モデルに統合できる点にあります。優先順位の衝突を解決するためには、必ずしも建築家による管理とは限らない何らかの管理体制が必要です。BIMの出発点は空間設計ですが、モデルに埋め込まれた情報から直接、構成要素の数量化やスケジュール作成を行うことも可能にします。
ビルディングインフォメーションモデリング（BIM）は、成熟度に応じて異なるレベルで表現されることがあります。これらのレベルは、プロジェクトにおけるコラボレーションと情報共有の度合いを示します。レベル0は、コラボレーションがほとんどない個人作業に基づいています。レベル1は、2Dと3Dの作業を組み合わせ、プロジェクトチームがデータの管理と共有を行う必要があります。レベル2では、チームメンバーが3Dモデルを使用しますが、必ずしも全員が同じ情報モデルを使用するとは限りません。レベル3では、プロジェクト参加者が変更可能な、中央環境における共有プロジェクトモデルが使用されます。
パラメトリックデザインは、モデル内の要素間の関係を作成する方法です。測定値とパラメータはスクリプトまたはルールによって接続され、ある測定値を変更すると、設定されたパラメータに基づいて他の測定値に影響を与えることができます。パラメトリックデザインでは、スケーラブルな調整と複雑な有機的な形状を作成できます。通常の3次元モデリングでは不可能な形状や、手動でモデリングするには膨大な時間を要する形状を作成できます。モデルは生産時間を短縮できるため、設計プロセスの他の部分により多くの時間を割くことができます。パラメトリックデザインに関する議論の1つは、複雑な形状がユーザーのニーズと実用的な要件に適切に対応できるかどうかです。[ 19 ]
パラメトリックデザインの例としては、セビリアのメトロポール・パラソルや中国・広州のカントン・タワーなどが挙げられる。こうした建築物は、ねじれたり、曲がったり、曲線を描いたりする複雑な反復パターンを多用する。「パラメトリックデザイン」という用語は、ザハ・ハディドやデジタルデザイン技術と関連付けられている。
建築アニメーションとは、提案された建物の外観を示す短い映像作品です。動画を用いることで、立体的な形状をより分かりやすく表現できます。アニメーションは、数百枚から数千枚もの静止画を連続して生成され、それぞれの静止画は建築ビジュアライゼーションと同様の方法で作成されます。コンピュータグラフィックス（CAD）ソフトウェアを用いて建物を生成し、様々な視点から多かれ少なかれリアルな景観を作り出します。最もシンプルなアニメーションは視点の移動のみを用いますが、より複雑なアニメーションでは、人物や車両などの動くオブジェクトを含めることができます。
コンピュータ支援設計、デジタルモデリング、ネットワークを通じたコラボレーションが普及するにつれ、建築図面は大きく変化しました。専門的な実務において手書きの製図は以前ほど一般的ではなくなりましたが、建築家は依然として、設計上の問題を視覚的に考察し、ユーザーのニーズ、敷地の状況、文化的背景を理解するよう訓練されています。人間中心設計は、設計プロセス全体を通して人間の視点を考慮します。
建築プロジェクトにおけるバーチャルリアリティは、設計者やクライアントがユーザーの視点から空間を理解するのに役立ちます。[ 20 ]モーショントラッキングの使用により、インタラクティブな操作が可能になり、個別の視聴体験を作成できます。建築事務所は、VRを内部レビュー、クライアントへのプレゼンテーション、および設計コミュニケーションのツールとして使用できます。潜在的な利点には、空間理解、修正の削減、および建設前に現実世界のシナリオをシミュレートする機能が含まれます。
COVID-19パンデミック中およびパンデミック後、建築事務所はコラボレーションにデジタルツールをますます活用するようになった。Zoomなどのビデオ会議プログラムは、クライアントや同僚との会議で一般的になった。チームが分散している場合、調整は難しい場合があるが、BIMなどのプログラムは、建築家、コンサルタント、クライアント間のワークフローを改善するのに役立つ。デジタルコラボレーションは、資料に触れたり、印刷された図面を一緒に確認したりするなどの物理的なレビューの一部が減少する可能性があるため、クライアントとのコミュニケーションも変化させる。[ 21 ]
複写（リプログラフィックス）とは、オリジナルの図面を複数コピーするために使用されるさまざまな技術、媒体、およびサポートサービスを網羅するものです。建築図面の印刷物は、青い紙に白い線を印刷する初期のプロセスにちなんで、今でも「ブループリント」と呼ばれることがあります。このプロセスは、白いコート紙に黒を印刷するダイライン印刷システム（ホワイトプリント）に取って代わられました。現代の標準的なプロセスは、インクジェットプリンター、レーザープリンター、およびコピー機であり、インクジェットプリンターとレーザープリンターは、大判印刷によく使用されます。カラー印刷は現在では一般的ですが、A3サイズを超えると依然として高価であり、建築家の作業図面は今でも白黒またはグレースケールで印刷されることがよくあります。