
建築工学、または建築工学(建築工学とも呼ばれる)は、環境、構造、機械、電気、計算、組み込み、その他の研究領域など、建物のエンジニアリングと建設を扱う学問分野です。建築、メカトロニクス工学、コンピュータ工学、航空宇宙工学、土木工学と関連していますが、インテリアデザインや建築設計とは区別され、これらのさまざまな工学分野を通じてインフラストラクチャを設計する芸術と科学であり、多くの関連する周辺の工学の進歩と適切に整合しています。[ 1 ]
温室効果ガスの排出量削減から耐震性の高い建物の建設まで、建築技術者は21世紀のいくつかの主要な課題に取り組む最前線に立っています。彼らは最新の科学的知識と技術を建物の設計に応用しています。建築工学は、急速な技術発展の結果として20世紀に比較的新しい免許制の専門職として出現しました。建築技術者は、今日の世界が没頭している2つの大きな歴史的機会の最前線に立っています。(1)急速に進歩するコンピュータ技術、(2)環境の持続可能性の並行革命。[ 2 ] [ 3 ]
建築家と建築技術者は、建物の設計と建設においてどちらも重要な役割を果たしますが、それぞれ異なる側面に焦点を当てています。建築技術者は、建物の安全性、効率性、持続可能性を確保するため、技術的および構造的な側面を専門としています。彼らの教育は建築と工学を融合させたもので、構造的完全性、機械システム、エネルギー効率に重点を置いています。彼らは建物システムの設計と分析を行い、実現可能性調査を実施し、建築家と協力して技術的な要件を全体的な設計に統合します。一方、建築家は、美的、機能的、空間的な要素を重視し、クライアントのニーズを満たし、規制を遵守するための設計コンセプトと詳細な計画を作成します。彼らの教育は、設計理論、歴史、芸術的側面に重点を置いており、設計が正しく実施されるよう建設プロセスを監督します。
機械工学と電気工学のエンジニアは、建築設計分野に従事する際の専門家です。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]これは、米国では機械、電気、配管(MEP)として知られており、英国、カナダ、オーストラリアでは建築設備工学として知られています。 [ 8 ]機械エンジニアは、暖房、換気、空調(HVAC)、配管、雨水システムの設計と監督を行うことがよくあります。配管設計者は、単純なアクティブ防火システムの設計仕様を含めることが多いですが、より複雑なプロジェクトでは、防火エンジニアが別途雇われることがよくあります。電気エンジニアは、建物の電力配電、通信、火災警報、信号、避雷および制御システム、照明システムを担当します。
構造工学は、建築環境(建物、橋、設備支持構造物、塔、壁)の解析と設計を扱います。[ 9 ] [ 10 ]建物を専門とする人は、非公式に「建築技術者」と呼ばれることもあります。構造技術者には、材料力学、構造解析、建物の重量、居住者や内容物、風、雨、氷などの極端な事象、地震工学と呼ばれる構造物の耐震設計などによる構造荷重の予測に関する専門知識が必要です。建築技術者は、設計の一側面として構造を取り入れることがあります。構造分野が専門分野として実践される場合、建築家や他のエンジニアリング専門家と密接に連携します。[ 11 ] [ 12 ]
持続可能な工学とは、環境バランスを維持し、将来の世代が自然環境を損なうことなく自らのニーズを満たすことができるように、エネルギーと資源を使用するシステムを設計または運用することです。[ 13 ]建築技術者は、教育、訓練、実務において持続可能な工学の原則の影響を受け、環境への影響を最小限に抑え、エネルギー効率を高める建物や構造物を作成するために、持続可能な設計戦略を統合しています。
建物の外装およびファサード設計とは、建物の内部環境と外部環境を隔てる障壁となる、建物の外殻の設計と管理を指します。これには、壁、屋根、窓、ドア、その他の構成要素が含まれ、これらが一体となって、空気、水、熱、光、騒音といった外部要素から建物を保護します。
建物の外皮は、温度、湿度、気流を制御することで室内環境の快適性を維持する上で重要な役割を果たします。また、冬場の熱損失と夏場の熱取得を最小限に抑えることで、建物のエネルギー効率にも貢献します。この分野のエンジニアは、外皮が構造的に健全で、美観に優れ、様々な機能要件を満たすよう効果的に機能することを確保するために尽力しています。
防火工学は、建築工学の一分野であり、火災の発生を予防、抑制、および被害を軽減するためのシステムと手法の設計および応用を専門としています。この分野は、予防措置、火災検知システム、および対応戦略を組み合わせることにより、人、財産、および環境を火災の破壊的な影響から守ることを目的としています。
防火技術者は、専門知識を駆使して潜在的な火災シナリオを分析し、火災や煙の拡散をモデル化し、人命と財産を効果的に保護するシステムを設計します。彼らは建築家、建設業者、安全担当者と協力し、防火対策を建物や施設の全体的な設計および運用に組み込みます。
建築設計における音響学、または音響工学とは、建物内外の音を制御し、快適で機能的な聴覚環境を作り出すことを目的とした学問分野です。この分野では、騒音レベルの管理、音質の向上、効果的な遮音の確保といった原理の研究と応用が行われます。
音響エンジニアは、建築家、建設業者、その他のエンジニアと緊密に連携し、建物の全体設計に音響制御対策を組み込みます。高度なモデリングおよびシミュレーションツールを使用して、さまざまな空間における音の挙動を予測し、さまざまな材料と技術を用いて望ましい音響性能を実現します。彼らの目標は、建物の居住者のニーズと用途に合った、音響的に快適な環境を作り出すことです。
米国の多くの管轄区域では、建築技術者は免許を持つ技術者です。[ 14 ]通常、 EAC/ABET認定の建築工学大学プログラムの卒業生で、建築家と技術者のチームと競合して建物全体の設計を行うよう学生を育成しています。[ 15 ]または、建築設計の構造、機械、電気のいずれかの分野で実務を行うために、統合的な建築要件を理解している必要があります。一部の州では、例外なくEAC/ABET認定の工学プログラムの学士号が必要ですが、約3分の2の州では、ETAC/ABET認定の建築工学技術プログラムの学士号で免許を持つ技術者になることができます。応用工学スキルを持つ建築工学技術の卒業生は、エンジニアと建築家の両方の免許を取得するために、工学の修士号やNAAB認定の建築学修士号を取得してさらに学習することがよくあります。この道では、個人は両方の分野で州の免許試験に合格する必要があります。州は、試験を受ける前に免許を持つエンジニアや登録建築家の下で働いた経験について、この状況を異なる方法で扱います。この教育モデルは、英国の教育制度により近いものです。英国では、公認技術者として登録されるには、エンジニアリング評議会が認定する工学分野の修士号(MEngまたはMS)を取得する必要があります。全米建築登録委員会協議会(NCARB)は、建築家の免許と資格認定を促進しますが、登録要件は州によって異なる場合が多くあります。ニュージャージー州では、登録建築家はPE試験を受験でき、専門技術者は登録建築家になるために建築登録試験(ARE)の設計部分を受験できます。
建築工学の正式な教育は、それ以前の工学分野のモデルに倣い、19世紀後半に発展し、20世紀半ばまでに米国で広く普及しました。 1990年代にNCEES(全米技術者資格認定委員会)が「建築工学」専門技術者登録試験を設立し、2003年4月に初めて実施されたことで、建築工学は米国において独立した工学分野として認められるようになりました。最新のNCEESアカウントでは、技術者が「相互承認」により他州のPE(プロフェッショナルエンジニア)ライセンスを申請することが可能です。
ほとんどの免許制度のある管轄区域では、建築技術者は建築家としての免許も取得していない限り、建築業務を行うことはできません。強い地震などの高リスク地域、あるいは病院などの特定の重要度の高い建物における構造工学業務には、別途免許が必要となる場合もあります。規制や慣習は州や都市によって大きく異なります。
一部の国では、建築の実践には建物の計画、設計、建設の監督が含まれ、建築サービスを提供する専門職としての建築は「建築工学」と呼ばれています。日本では、「一級建築士」は建築士と建築技術者の二重の役割を果たしますが、一定規模以上の建物には、資格を持つ「構造設計一級建築士」のサービスが必要です。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
韓国語やアラビア語など一部の言語では、「建築家」は文字通り「建築技師」と訳されます。一部の国では、「建築技師」(イタリアのingegnere edileなど)は建築業務を行う資格があり、しばしば建築家と呼ばれます。これらの人々は構造技師でもあることが多いです。ドイツ、オーストリア、イラン、ほとんどのアラブ諸国など他の国では、建築学科の卒業生は工学の学位( Dipl.-Ing. – Diplom-Ingenieur)を取得します。 [ 19 ]
スペインでは、「建築家」は技術系の大学教育を受けており、建築構造や施設プロジェクトを実行する法的権限を持っている。[ 20 ]
ブラジルでは、建築家とエンジニアはかつて同じ認定プロセス(Conselho Federal de Engenheiros, Arquitetos e Agrônomos (CONFEA) – 連邦工学・建築・農学評議会)を共有していました。現在、ブラジルの建築家と都市計画家は独自の認定プロセス(CAU – 建築・都市計画評議会)を持っています。ブラジルの建築コースでは、伝統的な建築設計のトレーニングに加えて、構造、電気、水力、機械工学などの工学分野の補完的なトレーニングも提供しています。卒業後、建築家は建築計画に重点を置きますが、小規模な建物に関しては建物全体に責任を負うことができます(ただし、電気配線に関しては、建築家の自主性は最大 30kVA のシステムに限定され、電気技師が行う必要があります)。これは、建物、都市環境、建築文化遺産、景観計画、インテリア景観計画、地域計画に適用されます。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
ギリシャでは、建築技術者の資格は、工科大学に属する建築学部を卒業し、「工学卒業証書」を取得した者です。[ 24 ] 5年間の学習を経て卒業し、ギリシャ技術会議所(TEE – Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος)の会員になると、建築家としての資格を完全に取得します。 [ 25 ] [ 26 ]ギリシャ技術会議所には、建築を含むすべての工学分野を網羅する10万人以上の会員がいます。会員になるための前提条件は、資格のある技術者または建築家として免許を取得していること、およびギリシャの大学の工学部または建築学部、あるいは海外の同等の学校の卒業生であることです。ギリシャ技術会議所は、ギリシャ国内外で卒業したすべての分野の技術者および建築家に就労許可証を発行する権限のある機関です。免許証は試験後に授与されます。試験は年に3~4回実施されます。ボローニャ協定によれば、工学ディプロマはECTS単位(300)で修士号に相当する。[ 27 ]
建築工学、構造工学、機械工学、電気工学の各分野には、それぞれ確立された教育要件があり、通常は大学のプログラムを修了することで満たされます。[ 28 ]
カナダでは、CEAB認定の工学学位が、カナダ全土でP.Eng(プロフェッショナルエンジニア)として登録するための最低限の学歴要件であり、他のすべての工学系の学歴資格を評価する基準となっています。[ 29 ] CEAB認定を受けていないプログラムの卒業生は、CEAB認定プログラムの卒業生と同等以上の教育を受けていることを証明しなければなりません。[ 29 ]
ベトナムでは、工学の学位はBằng kỹ sưと呼ばれ、5 年間の学習後の最初の学位です。ベトナム教育省は、国際規則に準拠していない学位の命名に関する個別の規則も発行しています。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
建築工学を建築(建築家の分野)と区別する特徴は、その学際的な工学的アプローチにある。建築は、他の工学分野と比較すると、統合された、独立した単一の研究分野である。
建築工学は、建築に関する訓練と理解を通して、建築システム全体を建築設計に統合することを目指します。建築工学には、暖房、換気、空調(HVAC)、配管、防火、電気、照明、建築音響、構造システムなどの建築システムの設計が含まれます。大学のプログラムによっては、学生はこれらのシステムのいずれかに特化して学ぶことが求められる場合もあれば、建築工学または建築工学の総合的な学位を取得できる場合もあります。