日ハム新球場「北海道ボールパーク」の“天然芝”問題を設計段階で解決！大林組の芝育成シミュレーター：設計シミュレーター

大林組は、HKSと共同で設計・施工を受注した北海道日本ハムファイターズの新球場「北海道ボールパーク（仮称）」のコンペで、芝の生育状況を高精度で予測できる「ターフシミュレータ」を提案した。

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　北海道ボールパークが技術提案型の総合評価方式で実施した新球場「北海道ボールパーク（仮称）建設工事」の選定コンペで、大林組は芝の生育状況を高精度で予測できるシステム「ターフシミュレータ」を提案した。

芝を短期間に繰り返し生育して、設計変更や設備追加に反映

　新球場の北海道ボールパークは、開閉式屋根を備えた野球スタジアムにおいて国内で初めて“天然芝”を採用する。一般的に、大型の屋根があるスタジアム内で良好な芝を育成するためには、屋根の形状を工夫したり、屋根や壁にガラスを採用することで極力日光を取り入れたり、地面の温度をコントロールする設備を導入するなど、芝の光合成と呼吸に有利な条件を整えるための設計が必要とされる。

　専門技術者は、計画初期に、類似施設での生育状況などを参考にしながら予測するが、光合成は光・温度・湿度に影響されるため、場所や季節、時間ごとに変化する環境を考慮する必要があり、高精度の予測は困難だった。

　建物の縮小模型を製作して生育試験を実施する方法もあるが、1年以上かかり、計画の初期段階にはその結果を反映できず、再試験を実施することも難しいため、設計変更や設備の追加などに活用することはできなかった。

　導入したターフシミュレータは、京都大学と共同で2011年に開発したシステム。芝の光合成および生長・衰退を7年にわたって計測した結果をベースにしており、葉と葉の間を透過する光や雨などの影響もデータ化され、個々の葉の光合成や呼吸を予測する。

季節ごとのグラウンドにおける葉の重さ（kg/m²）分布の出力例　出典：大林組

　シミュレーションでは、建物の設計データ、建設地の気象データおよび芝の初期状態を入力するだけで、建物内の芝の生育環境をシミュレートし、平面図上に葉と根の生育状況の分布と年変化を出力する。気象データは、気象庁が公開しているデータを活用するため、データ入手は誰でも簡単にできる。暖地型芝と寒地型芝の両方に対応し、国内のほとんどの地域を対象に適用することができる。

入力する設計データの例　出典：大林組

　ターフシミュレータの有効性は、芝の生育を短期間に繰り返し行える点にある。建物形状や環境条件の改善に必要な設備を設計段階などの初期に検討でき、建設後に新たな設備を追加できずに芝が育てられない事態を防ぐ。さらに、その改善効果を比較検討することで、費用対効果を考えた最適な計画とすることができる。また、大規模な生育試験に比べ、コストも大幅に抑えられる。