建設環境デザイン演習

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 建設環境デザイン演習
科目番号 0009 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 建設環境工学科(R2年度開講分まで) 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 配布プリント使用
担当教員 原田 正光,齊藤 充弘,菊地 卓郎

到達目標

①集落からの汚濁負荷量にもとづき汚水処理施設の基本設計ができる。
②各種データを整理して交通需要予測と交通容量の設計ができる。
③利水施設の設計に必要とされる水文量とその統計的な処理ができる。
④自ら施工方法や検討条件を設定し,モノ(構造物)を作り上げる計画を立てることができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1到達目標の内容を実践で理解し、応用できる。到達目標の内容を実践で理解している。到達目標の内容を実践で理解していない。
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (D) 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 (E) 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 (F) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
各分野で習得した専門の知識を活用して,各種施設などハード面あるいは手法やノウハウなどのソフト面のモノづくり設計演習を行う。授業では,排水処理施設,利水施設,交通計画に関して,課題の設定からその解決までをさまざまな角度から考え組み上げていくシステムデザイン能力を身に付けさせる。
授業の進め方・方法:
定期(中間,期末)試験は実施しない
レポートや作品の成績と演習の成績を総合的に評価し,60点以上を合格とする。
注意点:
課題の設計を通して,専門分野の基礎知識を十分活用するようにする。全体の作業計画を立てて,できるだけ時間内に作業を進めるようにする。また,時間内で解決できなかった場合は,次週までは終わらせておくようにする。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 地域の特性 対象区域人口,地域の土地利用,発生源
2週 発生汚濁負荷量 汚濁負荷原単位,生活排水,農業排水
3週 排水の性質 流入原水濃度,処理水量
4週 処理法の選定 排水処理施設の概要,装置の構造
5週 処理施設の設計(1) BOD負荷,平均滞留時間
6週 処理施設の設計(2) 円板構造の決定,円板間隔,浸漬率
7週 処理施設の設計(3) 運転条件の決定,回転数,ステージ数
8週 処理施設の設計(4) まとめ
2ndQ
9週 交通需要予測(1) OD表の作成,交通量の推定(1) PT調査
10週 交通需要予測(2) 交通量の推定(2) 4段階推定法
11週 交通流と交通容量設計(1) 交通容量の設計(1) 交通量と速度,密度
12週 交通流と交通容量設計(2) 交通容量の設計(2) 交通流と交通容量
13週 道路網の計画(1) 交通量の計測,混雑率,計画交通量
14週 道路網の計画(2) 道路網の計画,路線の選定
15週 道路の整備効果と事業評価 道路の整備効果,事業評価の分析,環境影響評価
16週
後期
3rdQ
1週 計画高水流量(1) 計画高水流量
2週 計画高水流量(2) 基本高水決定までのプロセス
3週 計画高水流量(3) 確率年の決定手法
4週 計画高水流量(4) 流出解析手法(1)
5週 計画高水流量(5) 流出解析手法(2)
6週 計画高水流量(6) 流出解析手法(3)
7週 計画高水流量(7) ハイドログラフ
8週 計画高水流量(8) まとめ
4thQ
9週 仮設構造物 各種仮設構造物について
10週 仮設構造物の設計(1) 型枠・支保工の設計(1)
11週 仮設構造物の設計(2) 型枠・支保工の設計(2)
12週 仮設構造物の設計(3) 山留めの設計(1)
13週 仮設構造物の設計(4) 山留めの設計(2)
14週 仮設構造物の設計(5) 山留めの設計(3)
15週 仮設構造物の設計(6) まとめ
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学建設系分野水理水理学で用いる単位系を説明できる。4
水の基本的な性質について説明できる。4
静水圧の表現、強さ、作用する方向について、説明できる。4
静水圧の測定の方法(マノメーター) について説明できる。4
水圧機(パスカルの原理)について説明できる。4
平面と曲面に作用する全水圧の大きさと作用点を計算できる。4
浮力と浮体の安定を計算できる。4
連続の式について理解している。4
連続の式について説明できる。4
完全流体の運動方程式(Eulerの運動方程式)を説明できる。4
ベルヌーイの定理を理解している。4
ベルヌーイの定理の応用(ベンチュリーメータなど) の計算ができる。4
ベルヌーイの定理の応用(自然現象、河川工学など) について説明できる。4
運動量保存則を理解している。4
運動量保存則の誘導について説明できる。4
運動量保存則の応用した各種計算ができる。4
比エネルギー、フルード数、常流と射流、限界水深(ベスの定理、ベランジェの定理)、跳水現象について、説明できる。4
各種の堰について理解している。4
比エネルギーおよび常流と射流について説明できる。4
限界水深(ベスの定理、ベランジェの定理)について説明できる。4
跳水現象について説明できる。4
層流と乱流について、説明できる。4
円管内の層流の流速分布(ハーゲン・ポアズイユの法則)を理解している。4
流体摩擦(レイノルズ応力、混合距離)を説明できる。4
平均流速を用いた基礎方程式、摩擦抵抗による損失水頭の実用公式、ムーディ図について理解している。4
摩擦抵抗による損失水頭の実用公式について説明できる。4
管水路の摩擦以外の形状損失水頭について理解している。4
管水路の摩擦以外の損失係数について説明できる。4
各種の管路の流れの計算ができる。4
開水路流れの基礎方程式について理解している。4
開水路の等流(平均流速公式、限界水深、等流水深)について理解している。4
開水路の等流(平均流速公式、限界水深、等流水深)について説明できる。4
水理特性曲線と水理学的に有利な断面について理解している。4
開水路不等流の基礎方程式について理解している。4
開水路不等流の基礎方程式について説明できる。4
一様水路における不等流と背水曲線について理解している。4
一様水路における不等流と背水曲線について説明できる。4
文明社会と河川の利用について理解している。4
河川の管理と整備について説明できる。4
河川の分類と流域について、説明できる。4
河川における流れ作用と河道形状について理解している。4
水の循環、雨が降る仕組み、我が国の降雨特性について、説明できる。4
流出過程、流況曲線について理解している。4
水文量の観測方法を説明でき、流域平均雨量を計算できる。4
流出解析法について理解している。4
水文量の統計的性質について理解している。4
水害の特性とその変遷について理解している。4
河道計画の策定について理解している。4
河道およびダムによる洪水対策を説明できる。4
都市型水害と内水処理の対策について、説明できる。4
近年の渇水状況と降水の変化について理解している。4
日本の水資源の現況について、説明できる。4
河川における生態系の保全と復元について理解している。4
河川堤防・護岸・水制の役割について、説明できる。4
波の基本的性質について理解している。4
波の基本的性質について説明できる。4
津波と高潮の特徴を説明できる。4
河床形態、限界掃流力、掃流砂量公式、浮遊砂量公式、河床変動について理解している。4
感潮河川について理解している。4
環境環境問題の歴史を理解している。4
地球温暖化、オゾン層の破壊、酸性雨を理解している。4
熱帯林の減少、砂漠化・土壌劣化、野生性生物の種の減少、海洋汚染を理解している。4
化学物質の管理、有害物質の越境問題を理解している。4
開発途上国の環境問題を理解している。4
物質循環を理解している。4
地球資源問題を理解している。4
環境容量を説明できる。4
環境と人の健康との関わりを説明できる。4
過去に生じた公害の歴史とその内容(環境要因と疾病の関係)について、説明できる。4
水の物性、水の循環を説明できる。4
水質指標を説明できる。4
水質汚濁の現状を説明できる。4
水質汚濁物の発生源と移動過程を説明でき、原単位、発生負荷を含めた計算ができる。4
水域生態系と水質変換過程(自浄作用、富栄養化、生物濃縮等)について、説明できる。4
水質汚濁の防止対策・水質管理計画(施策、法規等)を説明できる。4
水道の役割、種類を説明できる。4
水道計画(基本計画、給水量、水質、水圧等)を理解でき、これに関する計算ができる。4
水道施設(取水・導水・浄水・送水・配水・給水等)を理解している。4
浄水の単位操作(凝集・沈澱凝集等)を理解している。4
浄水の単位操作(濾過・殺菌等)を理解している。4
高度処理を理解している。4
下水道の役割と現状、汚水処理の種類について、説明できる。4
下水道の基本計画と施設計画、下水道の構成を説明でき、これに関する計算ができる。4
生物学的排水処理の基礎(好気的処理)を説明できる。4
下水処理施設の設計を理解き、かつ計算できる。4
高度処理を理解している。4
汚泥処理・処分について、説明できる。4
大気汚染の現状と発生源を理解している。4
大気汚染の現状と発生源を説明できる。4
大気汚染による人体・動植物への影響を理解している。4
大気汚染と気象を理解している。4
大気汚染物質の濃度予測を理解している。4
大気汚染物質の除去方法を理解している。4
大気汚染の防止対策(施策、法規等)を理解している。4
悪臭を理解している。4
音の基礎(音波、音圧、波長など)を説明できる。4
音の尺度と騒音の評価を説明できる。4
騒音の発生源と現状について、説明できる。4
騒音による人体への影響を理解している。4
騒音の伝搬と予測を説明でき、計算できる。4
騒音の測定方法と計算方法を理解し、測定値から騒音評価ができる。4
施策、法規などによる騒音の防止対策を理解している。4
廃棄物の発生源と現状について、説明できる。4
廃棄物の収集・処理・処分について、説明できる。4
廃棄物の減量化・再資源化について、説明できる。4
廃棄物対策(施策、法規等)を説明できる。4
環境影響評価の目的を説明できる。4
環境影響評価の現状(事例など)を説明できる。4
環境影響指標を説明できる。4
リスクアセスメントを説明できる。4
ライフサイクルアセスメントを説明できる。4
溶解度について理解している。4
化学平衡について理解している。4
反応速度について理解している。4
反応速度を理解し、計算ができる。4
熱力学を理解し、計算ができる。4
生態系の構造と機能を説明できる。4
生物多様性の現状と危機について、説明できる。4
生態系の保全手法を説明できる。4
生態系や生物多様性を守るための施策を説明できる。4
生命資源と資源の獲得を理解している。4
微生物の定義(分類、構造、機能等)を理解している。4
物質循環と微生物の関係を説明できる。4
エネルギー獲得機構を理解している。4
増殖速度、収率を理解している。4
酵素反応速度を理解している。4
自由エネルギーを理解している。4
土壌汚染の現状を説明できる。4
浄化と修復方法を理解している。4
土壌汚染対策理解している。4
環境倫理を説明できる。4
ヒートアイランドを理解している。4
大気汚染を理解している。4
水環境を理解している。4
廃棄物を理解している。4
環境と森林の関係を理解している。4
森林生態系と自然環境保全を理解している。4
計画国土と地域の定義を説明できる。4
都市の持続可能性について理解している。4
西欧型の環境都市について理解している。4
全国総合開発計画・国土形成計画の変遷と系譜について理解している。4
国土計画の歴史と考え方の変遷について理解している。4
全国総合開発計画について理解している。4
国土形成計画について理解している。4
大ロンドン計画について理解している。4
地方圏と過疎地域の計画について理解している。4
諸外国の地域計画について理解している。4
近代都市計画(西欧と日本)について理解している。4
近代都市の特徴と課題について理解している。4
日本、世界における古代、中世および現代の都市計画の思想および理念と実際について、説明できる。4
都市計画法と都市計画関連法の概要について、説明できる。4
都市計画制限と開発許可について理解している。4
土地利用計画と交通計画について、説明できる。4
国勢調査などの既存のデータや人工と社会経済指標(計画フレーム)を理解している。4
総合計画とマスタープランについて、説明できる。4
人口と社会経済指標(計画フレーム)を理解し、その推計ができる。4
都市計画区域の区域区分と用途地域について理解している。4
特別な地区・区域の設定について理解している。4
用途地域の建築規制(建蔽率・容積率・用途規制)について理解している。4
都市形態(チュウネン図と田園都市)について理解している。4
同心円モデルから多核心モデルについて理解している。4
地域・都市交通計画の基本概念について説明できる。4
交通流調査(交通量調査、速度調査)、交通流動調査(パーソントリップ調査、自動車OD調査)について、説明できる。4
交通需要予測(4段階推定)について、説明できる。4
軌道と新交通システムについて理解している。4
モータリゼーションと交通計画について理解している。4
交通とエネルギー問題について説明できる。4
モビリティ・マネジメントと公共交通について理解している。4
道路網整備:道路の機能と段階構成について理解している。4
ユニバーサル・デザインについて理解している。4
高度道路交通システムについて理解している。4
緑化と環境整備(緑の基本計画)について、説明できる。4
公園緑地の種類と役割について理解している。4
緩衝緑地とグリーンベルトについて理解している。4
自然環境の保護・保全について理解している。4
風景、景観と景観要素について、説明できる。4
都市の防災構造化を説明できる。4
災害の履歴と防災計画について理解している。4
土地区画整理事業を説明できる。4
市街地開発・再開発事業を説明できる。4
都市計画道路の計画と整備について理解している。4
中心市街地活性化(再生)について理解している。4
市民参加とワークショップについて理解している。4
道路の種類と管理について理解している。4
交通流、交通量の特性、交通容量について、説明できる。4
道路構造の設計基準と路面の横断構成について理解している。4
パーソントリップ調査について理解している。4
四段階推計法について理解している。4
表層・基層の最小厚さ、路盤材料の最小厚さについて理解している。4
性能指標に関する道路構造令の概要を説明できる。4
設計速度、車線数、車線幅員の標準値を理解している。4
道路の機能と幾何構造について理解している。4
事象と現象の観測について理解している。4
ブレーン・ストーミング(ライティング)について理解している。4
計画の意義と計画学の考え方を説明できる。4
計画の目的論と目標設定を理解している。4
二項分布、ポアソン分布、正規分布(和・差の分布)、ガンベル分布、同時確率密度関数を説明できる。4
確率密度関数と確率分布関数について理解している。4
確率分布の種類と特性について説明できる。4
特性値(平均、分散、モーメント)について理解している。4
統計的点推定法(積率法、最尤法)、統計的区間推定法を理解している。4
二変数統計と相関分析について理解している。4
統計的仮説検定、確率分布の適合度の検定について理解している。4
実験計画法・分散分析について理解している。4
計算機による基本統計処理ができる。4
調査の方法と調査の企画・設計について理解している。4
全数調査と標本調査の方法について理解している。4
標本抽出法(単純無作為抽出)、層別無作為抽出法、集落抽出法について理解している。4
重回帰分析を説明できる。4
多変量解析の種類について理解している。4
判別分析、主成分分析、因子分析について理解している。4
線形計画法とその図解法について理解している。4
シンプレックス法と双対性について理解している4
時系列データの予測について理解している。4
費用便益分析について考え方を説明でき、これに関する計算ができる。4
災害の種類について説明できる。4
過去の自然災害(津波、高潮、洪水など)における被害の発生メカニズムを説明できる4
断層のメカニズム、プレートテクトニクスとの関連を説明できる。4
地震の尺度と地震動を説明できる。4
地盤の卓越周期と共振現象を説明できる。4
土砂災害の特徴を説明できる。4
地震予知の種類について説明できる。4
地震による直接被害と二次災害の特徴を説明できる。4
地盤の液状化被害を説明できる。4
分野別の工学実験・実習能力建設系分野【実験・実習能力】建設系【実験実習】距離測量について理解し、器具を使って測量できる。4
トランシット測量や角測量について理解し、器具を使って測量できる。4
トラバース測量について理解し、器具を使って測量できる。4
水準測量について理解し、器具を使って測量できる。4
平板測量について理解し、器具を使って測量できる。4
セメントの強さ試験について理解し、器具を使って実験できる。4
骨材のふるい分け試験について理解し、器具を使って実験できる。4
骨材の密度、吸水率試験について理解し、器具を使って実験できる。4
コンクリートのスランプ試験について理解し、器具を使って実験できる。4
コンクリートの空気量試験について理解し、器具を使って実験できる。4
コンクリートの強度試験について理解し、器具を使って実験できる。4
各種構造形式(コンクリート、金属などによる)による試験体を用いた載荷実験を行い、変形の性状などを力学的な視点で観察することができる。4
土粒子の密度試験について理解し、器具を使って実験できる。4
液性限界・塑性限界試験について理解し、器具を使って実験できる。4
粒度試験について理解し、器具を使って実験できる。4
透水試験について理解し、器具を使って実験できる。4
突固めによる土の締固め試験について理解し、器具を使って実験できる。4
一面せん断試験について理解し、器具を使って実験できる。4
一軸圧縮試験について理解し、器具を使って実験できる。4
層流・乱流を観測してレイノルズ数を算出できる。4
各種の流量測定の方法を理解し、器具を使って実験できる。4
常流・射流・跳水に関する実験について理解し、実験ができる。4
DO、BODに関する実験について理解し、実験ができる。4
pHに関する実験について理解し、実験ができる。4
いくつかの分野の実験・演習・調査などについて理解し、その実験や実践ができる。4
実験・実践の結果を解析等によって考察することができる。4

評価割合

試験レポート等相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合01000000100
基礎的能力01000000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000