特表 2024-543741 モジュラー建築システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-25

(54)【発明の名称】モジュラー建築システム

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/348 20060101AFI20241118BHJP

   E04B 1/04 20060101ALI20241118BHJP

   E04B 1/61 20060101ALI20241118BHJP

【ＦＩ】

E04B1/348 J

E04B1/04 C

E04B1/348 N

E04B1/348 P

E04B1/348 V

E04B1/61 502D

E04B1/61 503C

E04B1/61 504A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024533251

(86)(22)【出願日】2021-12-16

(85)【翻訳文提出日】2024-07-24

(86)【国際出願番号】 IB2021061827

(87)【国際公開番号】W WO2023105273

(87)【国際公開日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】117630

(32)【優先日】2021-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】PT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524210389

【氏名又は名称】ディーディーエヌ インベスティメントス エス．エー．

【氏名又は名称原語表記】ＤＤＮ ＩＮＶＥＳＴＩＭＥＮＴＯＳ Ｓ．Ａ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｕａ Ｌｅｏｐｏｌｄｏ ｄｅ Ａｌｍｅｉｄａ，９ＡｅＢ，１７５０―１３７ Ｌｉｓｂｏａ Ｐｏｒｔｕｇａｌ

(74)【代理人】

【識別番号】110000198

【氏名又は名称】弁理士法人湘洋特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ダ シルヴァ オリヴェイラ、カルロス アントニオ

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA53

2E125AA57

2E125AA59

2E125AA62

2E125AE02

2E125AG07

2E125AG13

2E125AG22

2E125AG59

2E125BA55

2E125BB02

2E125BB08

2E125BD01

2E125BE02

2E125CA05

(57)【要約】

水平面および垂直面に沿って一緒に接続され、高層建物を構成する複数の居住可能モジュールで構成されるモジュラー建築システムが開示される。水平面と垂直面に沿って隣接するモジュール間の接続は、接続部Ｌ１からＬ５までの特定のセットを介して行われ、建物を作り上げるモジュールの簡易かつ迅速な設置を可能にし、所望される機械的、熱的、および音響的性能を確保する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の水平面および／または垂直面に沿って互いに接続された複数の居住可能モジュールを含む、前記建物用のモジュラー建築システムであって、前記システムは、
－水平面に沿って隣接するモジュール間の前記接続は、タイプＬ２およびタイプＬ５の接続部を介して実装され、そして
－垂直面に沿って隣接するモジュール間、または垂直レベルのモジュールと、すぐ上の垂直レベルの屋根構造との間の前記接続は、タイプＬ１およびタイプＬ４の接続部を介して実装されることによって特徴付けられ、
ここで、前記接続部Ｌ２は、雄雌ジョイント型であり、ここで１つのモジュールは雄型ジョイントを含み、そして前記隣接するモジュールは雌型ジョイントを含み、
前記接続部Ｌ５は、前記水平面に沿って設置された補強棒を介して実装され、それぞれが２つの隣接するモジュールを相互接続し、
前記接続部Ｌ１は、雄雌ジョイント型であり、ここで１つのモジュールは、雄型または雌型のジョイントを含み、そして前記隣接するモジュールまたは前記屋根構造は、相補型のジョイントを含み、
前記接続部Ｌ４は、前記垂直面に沿って設置された補強棒を介して実装され、それぞれがモジュールを前記隣接するモジュールまたは前記屋根構造と相互接続する、モジュラー建築システム。

【請求項2】

水平面に沿って隣接するモジュール間の前記接続は、Ｌ３タイプの接続部により補完される、ここで、各接続部Ｌ３は、少なくとも２本のねじ付きロッドによって実装され、各モジュールに１本ずつ設置され、そして前記２つのモジュール間の接触ゾーンに載っている金属板を固定するように適合される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ねじ付きロッドの長さは、少なくとも２ｃｍであり、そして前記金属板の厚さは少なくとも０．５ｍｍであり、ここで、前記モジュール間の前記接触ゾーンへの前記金属板の前記固定は、各ねじ付きロッドに結合された締め付けナットを使用して行われる、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

接続部Ｌ１およびＬ２の前記雄型ジョイントは、１ｃｍ～４０ｃｍの高さ、および３ｃｍの最小の長さを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項5】

前記接続部Ｌ４の補強棒の長さは、その長さの２／３が前記居住可能モジュールの下部に挿入され、かつ、その長さの１／３が前記モジュールの上部に挿入されるようにされ、そして前記補強棒の長さは少なくとも３０ｃｍである、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記接続部Ｌ５の補強棒は、０．６ｃｍの最小の直径、および１０ｃｍの最小の長さを有し、前記補強棒は、鉄の棒またはディビダーク（Ｄｙｗｉｄａｇ）タイプの棒である、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

モジュール間の全ての前記接続部が、それぞれの前記接続部を封止するためのバインダーを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記水平面および垂直面に沿ったモジュール間の前記接続部の数が可変である、請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

居住可能モジュールは、水平面に配置された平行六面体の支持プラットフォームと、前記プラットフォームに設置された少なくとも２つの周囲壁とにより構成され、任意に各周囲壁は、前記プラットフォームの一端に設置される、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記支持プラットフォームは、前記水平面に沿って隣接するモジュール間の接続のため、その中に埋め込まれた前記タイプＬ２およびＬ５の接続部と、前記周囲壁を設置するための前記タイプＬ１およびＬ４の接続部を含み、
そして前記周囲壁は、前記支持プラットフォームに取り付けるために下端および／または上端に埋め込まれた前記タイプＬ１およびＬ４の接続部を含み、
そしてＬ１およびＬ４タイプの接続部は、隣接するモジュールの前記支持プラットフォームまたは屋根構造に接続するために上端に埋め込まれるか、または隣接するモジュールに接続するために下端に埋め込まれる、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記Ｌ３接続部は、隣接する２つのモジュールの支持プラットフォーム上に設置される、請求項２、９および／または１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記支持プラットフォームおよび前記周囲壁は、内部構造補強部を含み、前記構造補強部は、前記Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４およびＬ５接続部が埋め込まれ、かつ、前記Ｌ３接続部が設置されている領域において、補強要素で補完され、前記補強要素は、直径断面が０．６ｃｍ～２．５ｃｍの間で変化するスチールロッドを用いて実装される、請求項２および請求項９～１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

モジュールの前記支持プラットフォームおよび周囲壁の寸法および厚さは可変であり、かつ、モジュールの前記支持プラットフォームおよび周囲壁はコンクリート製である、請求項９～１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

各モジュールは、建物の共通インフラストラクチャを接続するためのブロックを含み、前記共通インフラストラクチャは、上下水道、電気または通信ネットワークに関する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

各モジュールは、少なくとも１つの防水接続ボックスをさらに含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築システムの分野に包含される。特に、本発明は、モジュラー建築システムに関する。

【背景技術】

【0002】

モジュラー建築は、土木建築部門が廃棄物を減らし、より経済的で、材料資源の使用と再利用を最適化するために、ますます工業化された建築システムを見つける必要性の結果として生じ、その結果、社会の新しいパラダイム、ひいては土木建築部門の新しいパラダイム、すなわち建築における経済性、持続可能性、迅速性に対応する。

【0003】

このようなタイプの建築は、寸法の標準化、プロセスと材料の反復と標準化を特徴とし、製造から現場での組み立てまでの建築効率を促進する。モジュラー建築が完全に標準化され、機械化されているという事実は、建築エラーのリスクを最小限に抑えるために重要である。モジュラー建築は、ブロックに割り当てることができるさまざまな形状を通じて、さまざまなアーキテクチャ構成を得ることができるため、創造的な柔軟性も特徴付けられる。汎用性に加えて、このタイプのソリューションのエコロジカルフットプリントは、廃棄物の約９０％の削減、エネルギー消費の削減、車両移動の最大９０％の削減、建築現場での騒音公害の削減、および建築時間の５０～７０％の削減を可能にするため、従来の建築と比較して大幅に削減される。これらすべての要因が、費用対効果の向上に貢献する。一般的に使用される材料は、コンクリート、スチール、木材、プラスチックなど（アルミニウム、ガラス、ポリウレタンフォーム）である。

【0004】

しかし、モジュラー建築システムには多くの利点があるという事実にもかかわらず、建物の機能的な構成から材料の選択、性能の計算、最適化まで、ほとんどが手作業である設計とプロジェクトにおいて、時間がかかる徹底的な作業が必要となる。プレキャスト業界には、すでに複数の構造的な機能を付加するモノリシックコンポーネントがあるが、その適用範囲は、典型的には技術的な通路に限定される。建物や住居の建築に関しては、プレハブ構造の使用は従来の建築と比較して残っており、典型的には工業用建物と平屋建ての住居、または最大２階建ての住居に要約される。

【0005】

本開示は、最新技術に関連して改良された解決策を提示する。

【発明の概要】

【0006】

したがって、本開示の目的は、コストおよび環境への影響を低減した、高速施工および高品質を有する、高度に工業化された建物のためのモジュラー建築システムである。したがって、このソリューションは、モジュール性に関連するすべての利点が、職業エリアの構成の柔軟性、これが複数のトポロジーもしくは他の種類の目的のためのエリアを備えた集合住宅である、の観点から、または建物を構成するモジュールのシンプルで迅速な設置に関連する建築的な観点から、建物建築へ適用されることを提供し、所望される機械的、熱的、音響的性能が確保される。

【0007】

本開示によれば、これらすべての利点が達成される基本的な態様は、建物モジュール間の構造的な接続に関係し、それは建物の建築を垂直面に沿って（複数のフロアで）実施することも可能にする必要な構造的安定性を提供する。

【0008】

このようにして、本開示のシステムは、建物の水平面および／または垂直面に沿って互いに接続された複数の居住可能モジュールから構成される。記載されたシステムの特殊性によれば、水平面に沿って隣接するモジュール間の接続は、Ｌ２タイプおよびＬ５タイプの接続部を介して行われる。さらに、垂直面に沿って隣接するモジュール間、または垂直レベルのモジュールとすぐ上の垂直レベルの屋根構造間との接続は、タイプＬ１およびタイプＬ４の接続部を介して行われる。

【0009】

特に、接続部Ｌ２は、雄雌ジョイント型のものであり、１つのモジュールが雄ジョイントを含み、そして隣接するモジュールが雌ジョイントを含む。

【0010】

Ｌ５接続部は、水平面に沿って設置された補強棒（reinforcing bars）を介して実装され、それぞれが隣接する２つのモジュールを相互接続する。

【0011】

接続部Ｌ１は、雌雄ジョイント型であり、１つのモジュールが雄または雌のジョイントを含み、そして隣接するモジュールまたは屋根構造は、相補型のジョイントを含む。

【0012】

Ｌ４接続部は、垂直面に沿って設置された補強棒（reinforcing bars）を介して実装され、それぞれがモジュールを隣接するモジュールまたは屋根構造と相互接続する。

【0013】

このタイプの構造的な接続の使用は、隣接するモジュールの表面全体が互いに完全に接触することを可能にし、そしてこの接触が完全に隔離されることに加えて、構造的な接続と結果としての機械的強度も保証するため、多層建物の建築を可能にする必要な構造的な安定性を保証する。

【0014】

さらに、建物の建築に必要な要素の数を減らすことができるため、従来の建築方法と比較して利点が高まる。

【0015】

さらに、建築要素の大部分の標準化と集約を可能にし、量と質の両方で金型をより活用するのに役立つだけでなく、作業の全段階に影響を与える労働力を削減して収益性を高め、プレファブリケーションと建築の両方のプロセスを簡素化する。

【0016】

さらに、建物の建築に必要な要素の数を減らすことは、優れた動的挙動を持つ構造を得ることに貢献する。この特定のケースでは、モジュール間にこのタイプの接続を使用することで、要素数の削減が構築可能なソリューションの柔軟性の低下につながらないようにしている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による居住可能モジュールの実施形態を示す。参照記号は以下を表す： １－Ｌ１タイプの接続部； ２－Ｌ２タイプの接続部； ３－Ｌ３タイプの接続部； ４－Ｌ４タイプの接続部； ５－Ｌ５タイプの接続部； ６－居住可能モジュール； ９－共通のインフラストラクチャを接続するためのブロック； １０－防水接続ボックス(watertight connection box)。

【図2】図１に示したモジュールと組み合わせることができる、本発明による居住可能モジュールの別の実施形態を示す。参照記号は以下を表す： １－Ｌ１タイプの接続部； ２－Ｌ２タイプの接続部； ３－Ｌ３タイプの接続部； ４－Ｌ４タイプの接続部； ５－Ｌ５タイプの接続部； ６－居住可能モジュール。

【図3】水平面と垂直面の両方における複数の居住可能モジュール（６）間の接続を示すシステムの実施形態を示す。

【図4】Ｌ１タイプの接続部を表し、参照記号は以下を表す： １－Ｌ１タイプの接続部； ７－構造補強部（structural reinforcement）； ８－補強要素。

【図5】Ｌ２タイプの接続部を表し、参照記号は以下を表す： ２－Ｌ２タイプの接続部； ７－構造補強部； ８－補強要素。

【図6】Ｌ３タイプの接続部を表し、参照記号は以下を表す： ３－Ｌ３タイプの接続部； ３．１－ネジ付きロッド； ３．２－金属板； ３．３－締め付けナット； ６－居住可能モジュール； ７－構造補強部； ８－補強要素。

【図7】Ｌ４タイプの接続部を表し、参照記号は以下を表す： ４－Ｌ４タイプの接続部； ６－居住可能モジュール； ７-構造補強部； ８－補強要素。

【図8】Ｌ５タイプの接続部を表し、参照記号は以下を表す： ５－Ｌ５タイプの接続部； ６－居住可能モジュール；

【0018】

詳細な説明
本発明のより一般的で有利な構成は、本発明の概要に記載されている。このような構成は、本発明の実施の他の有利なおよび／または好ましい実施形態に従って以下に詳述される。

【0019】

開示されたモジュラー建築システムは、複数の居住可能モジュールを含み、これらは、水平面および垂直面に沿って互いに接続され、多層建物を構成する。「居住可能モジュール」とは、本開示全体を通して、集合住宅などの居住目的、または店舗や倉庫などのさまざまな性質のサービスの実施および確立のために占有できる領域を指すことが意図される。

【0020】

水平面に沿って隣接するモジュール間の接続は、Ｌ２およびＬ５タイプの接続部を介して行われる。次に、垂直面に沿って隣接するモジュール間の接続は、Ｌ１およびＬ４タイプの接続部を介して行われる。垂直面に関しては、建物は屋根構造によって仕上げられる。この構造は、直下の居住可能モジュールを接続するための接続部Ｌ１およびＬ４を組み込むことに加えて、最先端の技術から知られている任意のタイプのものとすることができる。

【0021】

システムの一実施形態では、接続部Ｌ１およびＬ２の雄型ジョイントは、１ｃｍ～４０ｃｍの範囲の高さと、最小３ｃｍの長さを有する。ジョイントの長さは、最大でも壁の長さと同じである。明らかに、雌型の対応するジョイントは、雌型の結合を保証するために、好ましくは２つのジョイント間の接触面の間に隙間がなく、相補的になるであろう。具体的には、雄型ジョイントの高さが４０ｃｍ、長さが３ｃｍの場合、雌型ジョイントの深さは４０ｃｍ以上、長さは３ｃｍ以上でなければならない。システムの別の態様では、雄型ジョイントは、０°から１８０°の範囲の角度配置を構成するエッジによって定義される。実際、雄型ジョイントのすべてのエッジにおいて、隣接するエッジ間の角度を変化させることによって同じ効果を達成することができる：例えば、一実施形態では、２つのエッジは、９０°の角度で、互いに垂直であってもよい。別の実施形態では、一方のエッジは１００°の角度配置を有し、他方のエッジは８０°の角度配置を有する。

【0022】

システムの別の実施形態では、接続部Ｌ４の補強棒の長さは、その長さの２／３が居住可能モジュールの下部に挿入され、また１／３がモジュールの上部に挿入されるようになっている。別の実施形態では、補強棒の長さは少なくとも３０ｃｍである。

【0023】

システムの別の実施形態では、接続部Ｌ５の補強棒は、最小直径０．６ｃｍおよび最小長さ１０ｃｍを有する。別の実施形態では、補強棒は、鉄の棒またはディビダーク（Ｄｙｗｉｄａｇ）タイプの棒であってもよく、これらは、使用される断面のスチール面積が同等である限り、円形、正方形、長方形または他の断面を有し得る。

【0024】

システムの別の実施形態では、水平面に沿って隣接するモジュール間の接続は、Ｌ２およびＬ５タイプの接続部に加えて、Ｌ３タイプの接続部で補完される。このタイプの相補的な接続を使用する目的は、各モジュールの支持プラットフォームを形成するスラブ間の差分変形（differential deformation）、およびスラブ間の動作の垂直および水平伝達を防ぐことである。特に、その目的のために、各接続部Ｌ３は、少なくとも２本のねじ付きロッドによって実装され、各モジュールに１本ずつ設置され、また２つのモジュール間の接触ゾーンに載っている金属板を固定するように適合される。

【0025】

システムの一実施形態では、ねじ棒の長さは少なくとも２ｃｍであり、また金属板の厚さは少なくとも０．５ｍｍである。設計は、構造の設計から生じるさまざまな方向の垂直および水平応力を吸収する必要がある。モジュール間の接触ゾーンへの金属板の固定は、各ネジ付きロッドに結合された締め付けナットを使用して行うことができる。

【0026】

システムの別の実施形態では、モジュール間の全ての接続部は、セメントなどのバインダーで補完され、それぞれの接続部を密閉する、すなわち、既存の隙間を埋める。

【0027】

システムの別の実施形態では、水平面および垂直面に沿ったモジュール間の接続部の数は可変である。モジュールの組み合わせの垂直および水平結合で考慮する接続部Ｌ１からＬ５の数は、建物の形状に依存するため、実施する寸法に依存する。また同じ建物に対して、接続部の数が多く、負荷容量（load capacity）の低いモジュール、または接続部の数が少なく、負荷容量の高いモジュールを検討することが可能であることに言及することも重要である。

【0028】

システムの別の実施形態では、各居住可能モジュールは、水平面に配置された平行六面体の支持プラットフォームと、垂直面に配置された少なくとも２つの周囲壁とを含む。一実施形態では、各周囲壁は、プラットフォームの一端に設置される。プラットフォームと壁の両方の寸法は、各プロジェクトの構成によって異なる。同じことが壁の厚さにも当てはまるが、例として、５階建ての建物の場合、これは１０ｃｍから３０ｃｍの間で異なる場合がある。典型的に支持プラットフォームと壁は鉄筋コンクリート製だが、同じ形状で同等の力を伝達できる他の材料も考えられる。これらの部品間の組み立ては、システム、特に、接続部Ｌ１からＬ５のセットが達成し得る柔軟性に照らして、種々の構成を有してもよく、例えば、支持プラットフォームは、床が設置されるスラブであってもよく、または、代替的には、周囲壁が固定された天井であってもよく、どちらの場合も、接続部Ｌ１とＬ４を使用する。この建築システムは、周囲壁または内壁の抑制または包含、ならびに周囲壁または内壁のいずれかにおけるドアまたは窓の抑制または包含を可能にするように構成され、または支持プラットフォームのセクションを含むか抑制して、建物の構造的安定性を確保する。これもまた、モジュール間の接続に使用され、そしてモジュール間の力の正しい分布を保証する接続部Ｌ１からＬ５のセットを使用して達成される。垂直および横方向の結合より、結合するモジュールの適切な組み合わせによって、寸法に応じて数階建ての高さで、住居、サービス、その他の用途のさまざまな集合住宅の類型を持つ建物を構築することができる。

【0029】

システムの別の実施形態では、支持プラットフォームは、水平面に沿って隣接するモジュールの支持プラットフォーム間を接続するための、その中に埋め込まれたＬ２およびＬ５タイプの接続部と、周囲壁の設置のためのＬ１およびＬ４タイプの接続部とを含む。周囲壁は、プラットフォームが居住可能モジュールの床部であるか天井部であるかに応じて、それぞれ支持プラットフォームに取り付けるために下端と上端に埋め込まれたＬ１タイプとＬ４タイプの接続部と、隣接するモジュールの支持プラットフォームもしくは屋根構造に接続するために上端に埋め込まれた、または隣接するモジュールの支持プラットフォームに接続するため下端に埋め込まれたＬ１タイプとＬ４タイプの接続部とを含む。

【0030】

システムの別の実施形態では、Ｌ３接続部は、２つの隣接するモジュールの支持プラットフォーム上に設置される。

【0031】

システムの別の実施形態では、支持プラットフォームおよび周囲壁は、内部構造補強部を含む。前記構造補強部は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４およびＬ５接続部が埋め込まれている領域、並びにＬ３接続部が設置されている領域における補強要素によって補完される。前記補強要素は、直径断面が０．６ｃｍから２．５ｃｍの範囲のスチールロッドを使用して実装される。補強要素は、構造の設計から生じる垂直荷重と水平荷重の両方を吸収するために使用される。

【0032】

システムの別の実施形態では、各モジュールは、建物の共通インフラストラクチャとそれを構成するモジュールとを接続するためのブロック含む。一般的なインフラストラクチャは、上下水道、電気、通信ネットワークなどに関係している。その寸法は、各モジュールの寸法によって異なる。

【0033】

システムの別の実施形態では、各モジュールは、さらに隣接するモジュールからのパイプを収容するための少なくとも１つの防水接続ボックスを含む。典型的にボックスは、ＰＶＣ、金属、またはその他の素材でできている。このボックスは、建物のインフラストラクチャ接続をリンクするために使用され、特に、油圧設備（hydraulic installation）から分離された電気および／または通信設備に対応するために使用できる。このボックスの寸法は、各モジュールの寸法によって異なる。

【0034】

当業者には明らかなように、本発明は、本明細書に記載の実施形態に限定されるべきではなく、本発明の範囲内にとどまる多くの変更が可能である。

【0035】

勿論、上記に示した好ましい実施形態は、異なる可能な形態において、本明細書では、そのような組み合わせの全ての繰り返しを回避して組み合わせることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】