アクティブなデザイン

アクティブデザインは、身体活動を促進する一連の構築および計画の原則です。建物、景観、または都市のデザインにおけるアクティブなデザインは、店舗まで歩いたり、コピーを作成したりするなど、身体活動を居住者の日常生活に統合します。アクティブな設計には、都市計画家、建築家、交通技術者、公衆衛生の専門家、コミュニティリーダー、その他の専門家が、生活の不可欠な部分として身体活動を奨励する場所を構築することが含まれます。アクティブデザインの本質的な部分ではありませんが、「アクティブデザイン」を採用しているほとんどの設計者は、建物の生産的な寿命と建物のエコロジカルフットプリントにも関心を持っています。生活や建物のエコロジカルフットプリントなどの領域は「アクティブデザイン」の一部ではありませんが、デザイナーの大多数は彼らの仕事でそれらを考慮に入れています。

北米では、アクティブデザインはヘルシーコミュニティデザインとしても知られています。この種のデザインは、人々が健康的な生活を送れるようにするコミュニティを計画および設計しています。健全なコミュニティデザインには重要なメリットがあります。家、企業、学校、教会、公園を互いに近くに建設することで自動車への依存度を減らし、人々がそれらの間をより簡単に歩いたり自転車で移動したりできるようにします。人々が日常生活の一部として身体的に活動し、社会的に関与する機会を提供し、市民の心身の健康を改善します。必要に応じて、ライフスタイルの変化や身体能力の変化を反映したコミュニティで、年齢を重ね、生涯を過ごすことができます。

健康的な場所とは、国境内で生活、仕事、学習、遊びをするすべての人々の生活の質を向上させるように設計および構築された場所です。人は、健康的で、利用可能で、アクセスしやすく、手頃な価格のさまざまなオプションの中から自由に選択できます。混合土地利用とより大きな土地密度を促進して、家、職場、学校、レクリエーションの間の距離を短くし、人々がより簡単に歩いたり自転車に乗ったりできるようにします。自動車への依存を減らすために、良好な大量輸送を提供すること。自動車の通行から安全に排除される歩道や自転車道、通行権に関する優れた法律、わかりやすくわかりやすい標識など、歩行者や自転車の優れたインフラストラクチャを構築します。手頃な価格の住宅がすべての所得レベルの人々に利用可能であることを保証するため。*人々が日常の活動の一環として集まり、交流できるコミュニティセンターを作成します。そして、緑地や公園へのアクセスを提供します。

イギリスの
スポーツイングランドは、構築された環境は、人々が日常生活の一部として身体的に活動することを奨励し、コミュニティがより活動的で健康的なライフスタイルを送ることを可能にするために果たす重要な役割を持っていると考えています。 2007年にSportEnglandとDavidLockAssociatesはActiveDesignを発表しました。これは、新しい開発の設計とレイアウトにおけるスポーツと身体活動の機会を促進するのに役立つ一連の設計ガイドラインを提供しました。ガイダンスは2つのフェーズで作成されました。フェーズ1(2005)は、アクセシビリティの向上、アメニティの向上、意識の向上という3つの主要なアクティブデザインオブジェクト(「3つのA」)を開発しました。フェーズ2には、「3つのA」を基準ベースのアプローチに拡張する2つの利害関係者セッション(2006年5月と10月)が含まれていました。これらの基準は、2007年に発行されたガイダンスを形成しました。ガイダンスは、CABE、保健省、文化メディアスポーツ省によってサポートされました。

2014年、スポーツイングランドは、都市計画や公衆衛生の専門家を含むさまざまな団体や個人で構成される利害関係者セッションを開催し、アクティブなデザインが現在の計画と健康の状況に依然として関連しているかどうかについて話し合いました。ガイドは改訂され、「3つのA」を保持し、アクティブデザインの10の原則に対する基準ベースのアプローチを改良しました。改訂されたアクティブデザインは2015年に公開され、英国公衆衛生サービスによってサポートされました。

2016年、アクティブデザイン:スポーツと身体活動を通じた健康と福祉の計画は、王立都市計画協会(RTPI)のPlanningExcellence賞の最終候補に選ばれました。Active Designは、「コミュニティと福祉の計画における卓越性」のカテゴリーで最終候補に選ばれました。

2017年、スポーツイングランドは、さらに3つのケーススタディに加えて、スポーツイングランドによるアクティブデザインとアクティブデザインの10の原則という2つのアニメーション映画を作成しました。

積極的な設計原則は、建築環境の実践とプレイスメイキングの設計にますます組み込まれるようになり、計画方針におけるスポーツイングランドの積極的な設計ガイダンスを参照する英国の地方自治体のリストが増えています。2018年に、アクティブなデザインが改訂された「エセックスデザインガイド」(エセックスカウンティカウンシルによって作成され、スポーツイングランドによってサポートされた)の原則に組み込まれました。

ニューヨークで
身体活動がないことが寿命の短縮の重要な要因であることを認識し、特にそれが肥満、高血圧、高血糖を促進したため、早期死亡のすべての前兆であり、ニューヨーク市の計画を担当する人々は、とりわけ、一連のガイドラインを作成しました、彼らは身体活動を促進することによって健康を促進することを望んでいました。彼らは2010年1月にこれらのガイドラインを発表しました。ガイドラインはまた、一般に「持続可能な設計」として知られている、建物の寿命と環境コストに関する懸念に基づいていました。ガイドラインの推進力は2006年にニューヨーク市衛生局(DOHMH)で始まり、ニューヨーク市衛生局はその後、「フィットシティ」会議として知られる一連の会議を開催するためにニューヨーク工科大学支部と提携しました。

このプロセスから生まれた4つの重要な概念:建物はユーザーと訪問者のために建物内でのより大きな身体運動を促進する必要があります都市はアクセス可能なレクリエーションスペースを提供し、さまざまな年齢、興味、能力の身体活動を促進する必要があります都市の交通システムは身体を促進する必要があります活動し、自動車以外の使用を保護する必要があります都市、市場エリア、建物は、食品と健康的な食事環境への容易なアクセスを提供する必要がありますニューヨーク市からアクティブなデザイン運動は米国と世界中に広がりました。

目標
病気は、効率的かつ効果的に機能しないことにつながる可能性があります。労働力の非効率的な労働者は、会社と地域社会の人々に害を及ぼします。アクティブデザインは、身体的だけでなく精神的および社会的にも公衆衛生に影響を与えるよう努めています。たとえば、交通機関のアクティブな設計は、歩行者、サイクリスト、トランジットライダーにとって安全で活気のある環境をサポートします。それは、ユーザーと訪問者の両方による建物内のより大きな物理的動きを促進する建物を作成します。レクリエーションサイトのアクティブなデザインは、さまざまな年齢、興味、能力の人々のための遊びと活動のスペースを形作ります。また、食品へのアクセスの改善は、それを最も必要としているコミュニティの栄養を改善することができます。

効果
アクティブなデザインコンセプトを実装することの効果に関する研究はほとんどありませんが、居住者の身体活動が増加することは一般的に一致しています。アクティブなデザインの建物に移動することは、労働者に身体的な健康上の利点があるように見えましたが、新しい作業環境に関する生産性に関する労働者の認識はさまざまです。ある調査によると、スタッフがアクティブなデザインの建物に引っ越したことで、座っている時間が1日あたり1.2時間短縮されました。自己評価による仕事の質や仕事に関連する動機付けに有意な増加はありませんでしたが、これらの分野での否定的なフィードバックはありませんでした。

実装
アクティブな設計コンセプトは、既存の建物や景観の改造や転用に適用できます。いくつかの要素には、歩道や横断歩道の拡大が含まれます。運転速度を遅くする交通静穏化要素を設置する。アクセス可能で、目に見え、魅力的で、明るい階段を作る。公園、広場、遊び場などのレクリエーションエリアを歩行者やサイクリストがアクセスしやすくします。レクリエーションの場所が徒歩圏内にある場合、人々は活動的である可能性が高くなります。

アクティブなデザインプログラムの採用には多くの懸念があります。発展途上のコミュニティは、常に新しい形の建築や生活を受け入れているわけではありません。アクティブなデザインの統合は、歴史的文化が生き残ることを確実にすることと矛盾するかもしれません。ヴァナキュラー建築は、不十分または不快であると見なされるために放棄される可能性があります。

アクティブな構造
アクティブ構造(スマート構造または適応構造とも呼ばれます)は、環境の変化に応じて構成、形式、またはプロパティを変更できる機械的構造です。アクティブ構造とは、従来のエンジニアリング構造(橋、建物など)とは異なり、一定の動きを必要とするため、安定した状態を維持するために電力入力を必要とする構造も指します。アクティブな構造の利点は、従来の静的な構造よりもはるかに大きくなる可能性があることです。たとえば、スペースファウンテン、宇宙に到達する建物などがあります。

活動の結果は、それが運ぶ負荷の種類と大きさに、より適した構造になります。たとえば、ビームの方向を変更すると、最大応力またはひずみレベルが減少する可能性がありますが、形状を変更すると、構造が動的振動の影響を受けにくくなる可能性があります。適応構造の良い例は、骨格が広範囲の負荷を運び、筋肉がそのように構成を変更する人体です。バックパックを携帯することを検討してください。上半身が前傾してシステム全体の重心をわずかに調整しなかった場合、人は仰向けになります。

アクティブ構造は、耐荷重部分の他に3つの一体型コンポーネントで構成されています。それらはセンサー、プロセッサー、アクチュエーターです。人体の場合、感覚神経は環境の情報を収集するセンサーです。脳は情報を評価し、それに応じて行動することを決定するプロセッサとして機能し、したがって、応答するアクチュエータとして機能する筋肉に指示します。重工業では、風や地震の負荷の下での振動を最小限に抑えるために、橋やドームに活性化を組み込むという新たな傾向がすでにあります。

航空工学と航空宇宙工学は、現代のアクティブな構造を開発する上での主な推進力でした。航空機(および宇宙船)は、その寿命の間に多くの異なる環境にさらされ、したがって負荷にさらされるため、適応が必要です。発射前は重力または死荷重にさらされ、離陸時には極端な動的および慣性荷重にさらされ、飛行中は抗力を最小限に抑えながら揚力を促進する構成にする必要があります。境界層と乱気流の分離を制御できる翼を製造するために、適応型航空機の翼に多くの努力が注がれています。

多くの宇宙構造物は、適応性を利用して、宇宙における極限環境の課題を乗り越えたり、正確な精度を達成したりします。たとえば、宇宙アンテナとミラーをアクティブにして正確な向きにすることができます。宇宙技術が進歩するにつれて、いくつかの敏感な機器(すなわち、干渉光学および赤外線天文機器)は、数ナノメートルの繊細な位置で正確である必要がありますが、支持するアクティブな構造は数十メートルの寸法です。

設計
市場に存在する人工アクチュエータは、最も洗練されたものでさえ、ほぼすべて一次元です。つまり、1軸に沿って伸縮したり、1軸を中心に回転したりすることしかできません。正方向と逆方向の両方に移動できるアクチュエータは、一方向にしか移動できない一方向アクチュエータとは対照的に、双方向アクチュエータとして知られています。アクチュエータの制限機能により、アクティブ構造は2つの主要なタイプに制限されています。リニアアクチュエータに基づくアクティブトラス構造と、ロータリーアクチュエータに基づくマニピュレータアームです。

優れたアクティブ構造には、いくつかの要件があります。まず、簡単に作動させる必要があります。作動は省エネでなければなりません。したがって、非常に硬く、モーフィングに強く抵抗する構造は望ましくありません。第二に、結果として得られる構造は、設計荷重を支えるための構造的完全性を備えている必要があります。したがって、作動のプロセスは構造の強度を危険にさらすべきではありません。より正確には、次のように言うことができます。一部の部材の作動により、応力状態を実質的に変更することなく形状が変化するアクティブな構造が求められます。言い換えれば、静的決定性と運動学的決定性の両方を備えた構造が作動に最適です。

アプリケーション
アクティブコントロール技術は、土木工学、機械工学、航空宇宙工学に適用されます。ほとんどの土木構造物は静的ですが、一部の土木構造物では、地震荷重、風荷重、および環境振動に対する展開のためにアクティブ制御が利用されています。また、アクティブコントロールは、人間の介入が制限されている損傷許容の目的で使用することが提案されています。Korkmaz etal。損傷許容性とブリッジの展開のためのアクティブ制御システムの構成を示しました。