(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部又は太陽光が透過可能な外面部を有する建築物の床面における太陽光エネルギー量分布データを作成する装置であって、
複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データをそれぞれ作成する照度分布データ作成手段と、
前記複数の照度分布データを太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換するとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段と、
を備え、
前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段は、
前記複数の照度分布データから二つの照度分布データを取り出す取出手段と、
前記二つの照度分布データにおける各設定時刻の時刻間隔を複数の分割時刻間隔に分ける分割手段と、
前記複数の分割時刻間隔の中間時刻における照度分布データをそれぞれ作成する中間時刻照度分布データ作成手段と、
前記複数の中間時刻照度分布データを光エネルギー量分布データにそれぞれ変換する変換手段と、
前記複数の光エネルギー量分布データをそれぞれ前記分割時刻分積算する積算手段と、
前記積算手段による複数の積算結果を加算して前記取出手段により取り出した前記二つの照度分布データの各設定時刻間における太陽光エネルギー量分布データを作成する設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段と、
複数の設定時刻間光エネルギー量分布データを加算して前記積算太陽光エネルギー量分布データを得る加算手段と
を有することを特徴とする太陽光エネルギー量分布データ作成装置。
【請求項２】
前記照度分布データ作成手段は、
前記建築物の床面に複数配置され、その配置位置が計測点とされ、この計測点の照度を計測する照度計測手段と、
前記計測点の照度による照度分布に基づいて、前記計測点の間を補間した照度分布データを作成する計測点補間照度分布データ作成手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽光エネルギー量分布データ作成装置。
【請求項３】
積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段により作成された積算太陽光エネルギー量分布データを出力する出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光エネルギー量分布データ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光エネルギー量分布データ作成装置に関し、更に詳細には開口部又は太陽光が透過可能な外面部を有する建築物の床面における太陽光エネルギー量分布データを作成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年において建設され、または建設が予定されているスタジアムには、ＪリーグやＪＦＬ（Ｊａｐａｎ  Ｆｏｏｔｂａｌｌ  Ｌｅａｇｕｅ）等の公式試合開催に鑑み、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設したもの又は植設する予定のものが多く見られる。
【０００３】
ところが、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設する場合には以下のような問題点があった。すなわち、日本サッカー協会の規定によれば、Ｊリーグ等の公式試合を開催するスタジアムには、グラウンドの周囲に設けられる観客席部の上部に庇が形成されていることが義務付けられている。
【０００４】
この規定に従い観客席上部に庇を設けると、グラウンド上には庇の影がかかるため、グラウンドに植設される天然芝の一部は、育成に充分な日照を得られず発育不良になるおそれがあった。特に、太陽高度が低くなり且つ日照時間の短くなる冬季には、日照不足による影響が大きく及ぶと考えられる。
【０００５】
従って、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設する場合や、スタジアムを新規に建築する場合には、スタジアムのグラウンドにおける所定時間あたりの光エネルギー量分布を把握できることが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、スタジアムのグラウンドにおける日照時間をシミュレートする方法や、スタジアムのグラウンドにおける特定時刻の照度分布をシミュレートする方法しか知られておらず、スタジアムのグラウンドにおける積算太陽光エネルギー量分布をシミュレートする方法は知られていなかった。
【０００７】
従って、スタジアムのグラウンドにおける所定時間の間における太陽光エネルギー量分布は実測により得るしかなく、建設予定のスタジアムについての太陽光エネルギー量分布を前もって把握することは不可能であった。
【０００８】
本発明の目的は、所定時間の間における建築物の床面の太陽光エネルギー量分布を把握することのできる太陽光エネルギー量分布データ作成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部又は太陽光が透過可能な外面部を有する建築物の床面における太陽光エネルギー量分布データを作成する装置であって、前述した技術的課題を解決するため以下の構成を採用する。
【００１０】
すなわち、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置は、複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データをそれぞれ作成する照度分布データ作成手段と、前記複数の照度分布データを太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換するとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によると、照度分布データ作成手段により、複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データがそれぞれ作成される。そして、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段により、前記複数の照度分布データが太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換されるとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データが作成される。
【００１２】
ここに、太陽光が透過可能な外面部とは、例えばガラス製又は合成樹脂製の窓や、透明又は半透明の部材で形成された壁等である。建築物には、例えば屋根を有しないスタジアム、ビニルハウス、家屋又はビル等が挙げられる。
【００１３】
設定時刻とは、建築物の床面における照度の検出時刻であり、適宜設定可能である。また、光エネルギー量には、例えば光量子束密度（単位：μｍｏｌ／ｍ２），電力量（単位：Ｗ）又は仕事量（単位：Ｊ）等が挙げられる。
【００１４】
また、照度分布データは照度を実測することにより作成するものであっても良く、又はシミュレーションソフトをコンピュータで実行することにより作成するものであっても良く、照度分布データを作成する方法は問わない。
（本発明の具体的構成要素）
本発明は具体的には以下のように構成されている。その具体的構成要素とは、前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段が、前記複数の照度分布データから二つの照度分布データを取り出す取出手段と、前記二つの照度分布データにおける各設定時刻の時刻間隔を複数の分割時刻間隔に分ける分割手段と、前記複数の分割時刻間隔の中間時刻における照度分布データをそれぞれ作成する中間時刻照度分布データ作成手段と、前記複数の中間時刻照度分布データを光エネルギー量分布データにそれぞれ変換する変換手段と、前記複数の光エネルギー量分布データをそれぞれ前記分割時刻分積算する積算手段と、前記積算手段による複数の積算結果を加算して前記取出手段により取り出した前記二つの照度分布データの各設定時刻間における太陽光エネルギー量分布データを作成する設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段と、複数の設定時刻間光エネルギー量分布データを加算して前記積算太陽光エネルギー量分布データを得る加算手段とを有することである。
【００１５】
このようにすると、照度分布データ作成手段により得られる照度分布データの数に拘わらず精度の高い積算太陽光エネルギー量分布データを得ることが可能となる点で好ましい。もっとも、照度分布データの数が多い程、精度の高い積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【００１６】
また、前記照度分布データ作成手段が、前記建築物の床面に複数配置され、その配置位置が計測点とされ、この計測点の照度を計測する照度計測手段と、前記計測点の照度による照度分布に基づいて、前記計測点の間を補間した照度分布データを作成する計測点補間照度分布データ作成手段とを有するようにされていていても良い。このようにすると、照度計測手段の配置数が少ない場合でも、微細な照度分布データが得られる点で好ましい。
（本発明の付加的構成要素）
本発明は、上記した必須の構成要素からなるものであるが、以下の構成要素を付加した場合でも成立する。その付加的構成要素とは、前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段により作成された積算太陽光エネルギー量分布データを出力する出力手段である。出力手段には、例えばＣＲＴ（陰極線管）、液晶ディスプレイ又はプリンタ等を挙げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施の形態〉
以下、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置を、図に示される好適な実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。図１には本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置が符号１０で示されている。
【００１８】
この太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０は、バスＢ１に相互に接続されたＣＲＴ（出力手段に相当）１１、ＣＲＴコントローラ１２、キーボード１３、キーボードインターフェイス１４、プリンタ１５（出力手段に相当）、外部記憶インターフェイス１６、外部記憶装置１７から構成されている。
【００１９】
ＣＲＴ１１はデータ等を表示する装置であり、ＣＲＴコントローラ１２は文字や画像等のデータを表示装置３４に表示する際の処理を司る装置である。また、キーボード１３はオペレータが文字等を入力するための装置である。
【００２０】
また、キーボードインターフェイス１４は、キーボード１３から入力された文字等のデータをバスＢ１に伝達する装置である。プリンタ１５はデータ等を紙に印字して出力する装置である。
【００２１】
外部記憶装置１６は、制御部２２が実行するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、照度分布検出プログラム、照度分布積算プログラム、データベース等の各種のプログラム、及びデータベースが管理するデータ等が記憶されたハードディスクである。
【００２２】
また、外部記憶インターフェイス１７は、外部記憶装置１６に記憶されたデータ等を読み出す際、又は外部記憶装置１６へデータを書き込む際における処理を司る装置である。
【００２３】
制御部１８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されている。この制御部１８は、外部記憶装置１６に記憶された各種のプログラムの実行を行う。
【００２４】
また、制御部１２は、外部記憶装置１６に記憶されたデータ等の読み出し、又は外部記憶装置１６へのデータの書き込みを外部記憶インターフェイス１７に対して指示する。また、ＣＲＴコントローラ１２に対してデータ等の表示を指示し、プリンタ２０に対してデータ等の出力指示を行う。メモリ１９は制御部１８の作業用に用いられるものである。
【００２５】
このような太陽光エネルギー量分布作成装置１０の制御部１８による処理を図２及び図３に示されるフローチャートを用いて説明する。前提として、オペレータが、太陽光エネルギー量分布作成装置１０のキーボード１３から、建築物に関するデータ、太陽光等の光源に関するデータ、複数の設定時刻等の時間に関するデータ等の照度分布を検出するに必要な各種のデータを入力するとともに、照度分布検出プログラムの実行指示を入力する。
【００２６】
すると、太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０の制御部１８が、外部記憶装置１６に記憶された照度分布検出プログラムをメモリ１９に読み出して実行する。これにより、入力された設定時刻に対応する数の照度分布データが得られる（ステップＳ１０１、照度分布データ作成手段に相当）。この照度分布データは、設定時刻の古い順に並べられて外部記憶装置１６に記録される。
【００２７】
複数の照度分布データが得られると、オペレータは、建築物データ、出力位置特定データ、時間データ等の積算太陽光エネルギー量分布データを得るために必要なデータをキーボード１３から入力する。
【００２８】
ここに、建築物データとは、建築物の開口部数、開口部構成接点数、開口部構成接点における高さの平均値（以下、「開口部代表高さ」と称する。）、及び建築物の設置位置の緯度、経度等である。
【００２９】
また、出力位置特定データとは、積算太陽光エネルギー量照度分布データを特定の画面に割り付けるためのデータである。また、時間データとは、積算太陽光エネルギー量分布データの検出月、検出日及び検出時刻等のデータである。
【００３０】
上記の各データに加え、オペレータが照度分布積算プログラムの実行命令を入力すると、制御部１８が外部記憶装置１６から照度分布積算プログラムをメモリ１９に読み出して実行する（ステップＳ１０２〜ステップＳ１１６、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段に相当）。
【００３１】
最初に、制御部１８は、ステップＳ１０１で得られた照度分布データの数に基づいて第１繰り返し回数を検出する（ステップＳ１０２）。ここに、第１繰り返し回数とは、ステップＳ１０３〜ステップＳ１１６の処理を制御部１８が繰り返す回数である。
【００３２】
この第１繰り返し回数は、（照度分布データ数−１）＝第１繰り返し回数  の算出式より求められる。次に、制御部１８は、第１処理回数をカウントする（ステップＳ１０３）。ここに、第１処理回数とは、ステップＳ１０３を経る回数である。
【００３３】
次に、制御部１８は、複数の照度分布データから、そのデータ間を補間及び積算すべき二つの照度分布データを取り出す（ステップＳ１０４、取出手段に相当）。このとき、二つの照度分布データは、設定時刻の古いものから取り出される。
【００３４】
すなわち、例えば照度分布データが設定時刻ａ、ｂ及びｃに基づいて得られたものである場合には、第１処理回数が１のときには、設定時刻ａ及びｂに係る照度分布データが取り出され、第１処理回数が２のときには、設定時刻ｂ及びｃに係る照度分布データが取り出される。
【００３５】
次に、制御部１８は、ステップＳ１０４で取り出された二つの照度分布データに基づいて第２繰り返し回数を算出する（ステップＳ１０５）。ここに、第２繰り返し回数とは、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１３の処理を繰り返す回数である。この第２繰り返し回数は、（二つの照度分布データ間における時間間隔／刻み幅）＝第２繰り返し回数  の算出式により得られる。
【００３６】
刻み幅とは、二つの照度分布データに係る設定時刻の時刻間隔を分割時刻間隔に分けるための時間間隔である。この刻み幅は適宜設定可能なものである。例えば、刻み幅が２分に設定されている場合には、ステップＳ１０３で取り出された二つの照度分布データの時間間隔が１時間であるとき、制御部１８は第２繰り返し回数として３０回を得る。
【００３７】
次に、制御部１８は第２処理回数をカウントする（ステップＳ１０６）。ここに、第２処理回数とはステップＳ１０６を経る回数である。次に、制御部１８は指定時刻を算出する（ステップＳ１０７、分割手段に相当）。ここに、指定時刻とは、｛補間開始時刻＋（刻み幅×第２処理回数）｝＝指定時刻  の算出式により得られる時刻である。また、補間開始時刻とは、ステップＳ１０３で取り出された二つの照度分布データの設定時刻のうち古い方の検出時刻である。
【００３８】
次に、制御部１８は、キーボード１３から入力された時刻データ、緯度や経度等の建築物データ等に基づいて、積算時刻（中間時刻）における太陽位置を算出する（ステップＳ１０８）。
【００３９】
ここに、積算時刻とは、補間開始時刻と指定時刻との中間時刻、指定時刻と指定時刻との中間時刻、又は指定時刻と補間終了時刻との中間時刻である。また、補間終了時刻とは、ステップＳ１０３で取り出された二つの照度分布データの検出時刻のうち新しい方の時刻である。
【００４０】
すなわち、例えばステップＳ１０３で取り出された二つの照度分布データの設定時刻が１２：００と１２：０６とである場合には、補間開始時刻が１２：００になり、補間終了時刻が１２：０６になる。
【００４１】
また、指定時刻は第２処理回数が１の場合には１２：０２になり、第２処理回数が２の場合には１２：０４になり、第２処理回数が３の場合には１２：０６、すなわち補間終了時刻になる。また、積算時刻は第２処理回数が１の場合には１２：０１になり、第２処理回数が２の場合には１２：０３になり、第２処理回数が３の場合には１２：０５になる。
【００４２】
次に、制御部１８は、キーボード１３から入力された建築物３０の開口部代表高さに基づいて、建築物の床面における日影の移動ベクトルを算出する（ステップＳ１０９）。次に、制御部１８は、ステップＳ１０９で算出した移動ベクトル、及びステップＳ１０３で取り出した照度分布データに基づいて、積算時刻における照度分布データを作成する（ステップＳ１１０）。
【００４３】
すなわち、制御部１８は、ステップＳ１０４で取り出した二つの照度分布データのいずれか一方を移動ベクトル分だけ移動した照度分布データを作成する。なお、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０の処理が本発明の中間時刻照度分布データ作成手段に相当する。
【００４４】
次に、制御部１８は、ステップＳ１１０で作成した照度分布データを光エネルギー量分布データに変換する（ステップＳ１１１、変換手段に相当）。すなわち、制御部１８は、いわゆるフィルタを用いて照度（単位：ｌｘ）を光量子束密度（単位：μｍｏｌ／ｍ２）に変換する。そして、処理が図３に示されるステップＳ１１２に移る。
【００４５】
ステップＳ１１２では、制御部１８は、光エネルギー量データを刻み幅分積算する（積算手段に相当）。これにより、補間開始時刻から指定時刻までの間における光エネルギー量分布データが得られる。
【００４６】
次に、制御部１８は、ステップＳ１１２の積算結果を加算する（ステップＳ１１３）。これにより、最終的には補間開始時刻から補間終了時刻までの間における光エネルギー量分布データ（以下、「設定時刻間光エネルギー量分布データ」と称する。）が得られる（設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段に相当）。
【００４７】
次に、制御部１８は、ステップＳ１０６で得られた第２処理回数がステップＳ１０５で得られた第２繰り返し回数以上か否かを判断する（ステップＳ１１４）。このとき、第２処理回数が第２繰り返し回数未満の場合には、処理が図２に示されるステップＳ１０６に戻る。そして、制御部１８は、第２処理回数が第２繰り返し回数以上になるまでステップＳ１０６〜ステップＳ１１３の処理を繰り返す。
【００４８】
これに対し、第２処理回数が第２繰り返し回数以上である場合には、処理がステップＳ１１５に移る。ステップＳ１１５では、制御部１８はステップＳ１１３で得た設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を加算する（加算手段に相当）。
【００４９】
このとき、第２処理回数が１の場合には、零に設定時刻間光エネルギー量分布データを加算し、第２処理回数が２以上の場合には、設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を累積的に加算する。これにより、最終的には、最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における光エネルギー量分布データ、すなわち積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【００５０】
次に、制御部１８は、ステップＳ１０４で得られた第１処理回数がステップＳ１０２で得られた第１繰り返し回数以上か否かを判断する（ステップＳ１１６）。このとき、第１処理回数が第１繰り返し回数未満の場合には、処理が図２に示されるステップＳ１０３に戻る。そして、制御部１８は、第１処理回数が第１繰り返し回数以上になるまでステップＳ１０３〜ステップＳ１１５の処理を繰り返す。
【００５１】
これに対し、第１処理回数が第１繰り返し回数以上の場合には、処理がステップＳ１１７に移る。ステップＳ１１７では、制御部１８は、ステップＳ１１６で得た積算太陽光エネルギー量分布データを外部記憶装置１６に保存する。
【００５２】
次に、制御部１８は、ＣＲＴコントローラ１２に対し、ステップＳ１１５で得られた積算太陽光エネルギー量分布データの表示指示を行う（ステップＳ１１８）。これに従い、ＣＲＴコントローラ１２は、キーボード１３から入力された出力位置特定データや建築物データ等に基づいてＣＲＴ１１に積算太陽光エネルギー量分布データを表示させる。そして、処理がステップＳ１１９に移る。
【００５３】
ステップＳ１１９では、制御部１８が、プリンタ１５に対してステップＳ１１５で得られた積算太陽光エネルギー量分布データの出力指示を行う。これに従い、プリンタ１５は、出力位置特定データ等に基づいて積算太陽光エネルギー量分布データを出力する。そして、制御部１８の処理が終了する。
【００５４】
このような太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０を用い、図４及び図５に示される建築物３０について、その床面３５における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する場合について説明する。ここで、建築物３０の概略について説明すると、建築物３０はいわゆるビニルハウスであり、その長手方向を南北方向に向けて設置されている。
【００５５】
この建築物３０は、複数のアーチ状の支柱３１と、複数の横梁３２と、ビニル製の膜３３とから構成されている。各支柱３１は南北方向の軸線に直交し、且つその頂点が同一軸線上に位置する状態で設けられ、これらの支柱３１に複数の横梁３２が取り付けられている。
【００５６】
膜３３は、一部を除いてが支柱３１及び横梁３２を覆うように設けられている。
これにより、膜３３に覆われていない部位、すなわち、建築物１０の南側上面及び南側側面上部に開口部３４が設けられている。南側上面の開口部３４はＶ字状にされている。そして、支柱３１で囲まれた地面が、建築物３０の床面３５を構成する。
【００５７】
以下、上記した建築物３０の床面３５に対し、任意の年月日の１２：００から１４：００までの間に、建築物３０の床面３５に与えられる積算太陽光エネルギー量分布を得る場合について説明する。
【００５８】
最初に、オペレータが、前述した照度分布データを検出するに必要な各種のデータをキーボード１３から入力し、また、設定時刻を例えば１２：００、１３：００及び１４：００に指定して入力し、さらに照度分布検出プログラムの実行命令を入力する。
【００５９】
すると、太陽光エネルギー量分布作成装置１０の制御部１８は、ステップＳ１０１で１２：００における照度分布データ（以下、「データＡ」と称する。）、１３：００における照度分布データ（以下、「データＢ」と称する。）及び１４：００における照度分布データ（以下、「データＣ］と称する。）をそれぞれ検出する。
【００６０】
オペレータは、制御部１８によるステップＳ１０１の処理が終了すると、前述した積算太陽光エネルギー量分布データを作成するに必要な各種のデータをキーボード１３から入力し、さらに照度分布積算プログラムの実行命令を入力する。
【００６１】
すると、制御部１８はステップＳ１０２で第１繰り返し回数を算出し、これにより第１繰り返し回数として２が得られる。次に、制御部１８はステップＳ１０３で第１処理回数をカウントし、これにより第１処理回数として１が得られる。
【００６２】
次に、制御部１８はステップＳ１０４で二つの照度分布データとしてデータＡとデータＢとを取り出す。次に、制御部１８はステップＳ１０５で第２繰り返し回数を算出する。このとき、刻み幅が２分に設定されている場合には、第２繰り返し回数として３０が得られる。次に、制御部１８はステップＳ１０６で第２処理回数をカウントし、これにより第２処理回数として１が得られる。
【００６３】
次に、制御部１８はステップＳ１０７で指定時刻を算出し、これにより指定時刻として１２：０２が得られる。次に、制御部１８はステップＳ１０８で積算時刻（中間時刻）として１２：０１を得るとともに、１２：０１における太陽位置を算出する。
【００６４】
次に、制御部１８はステップＳ１０９で建築物３０の床面３５における日影の移動ベクトルを算出し、この移動ベクトルに基づいてデータＡ又はデータＢを移動した場合における照度分布データを作成する（ステップＳ１１０）。
【００６５】
次に、制御部１８はステップＳ１１１で照度分布データを光エネルギー量分布データに変換し、この光エネルギー量分布データを刻み幅分だけ積算する（ステップＳ１１２）。次に、制御部１８はステップＳ１１３でステップＳ１１２の積算結果を加算する。このとき、第２処理回数が１であるため零にステップＳ１１２の積算結果を加算する。
【００６６】
次に、制御部１８はステップＳ１１４で第２繰り返し回数と第２処理回数とを対比し、第２処理回数が第２繰り返し回数未満であると判断して処理をステップＳ１０６に戻す。制御部１８は、このようにしてステップＳ１０６〜ステップＳ１１３の処理を３０回繰り返す。これにより、１２：００から１３：００までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データが得られる。
【００６７】
そして、制御部１８は、ステップＳ１１４にて第２繰り返し回数が第２処理回数以上であると判断した場合には、ステップＳ１１５で零に１２：００から１３：００までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データを加算し、ステップＳ１１６に処理を移す。
【００６８】
ステップＳ１１６では、制御部１８は第１処理回数が第１繰り返し回数未満であると判断し、処理をステップＳ１０３に戻す。制御部１８はステップＳ１０３で第１処理回数をカウントし、第１処理回数として２を得る。すると、制御部１８はステップＳ１０４でデータＢとデータＣとを取り出す。
【００６９】
そして、制御部１８は、第１処理回数が１のときと同様にしてステップＳ１０５〜ステップＳ１１３の処理を行う。このようにして、ステップＳ１１３で１３：００から１４：００までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データが得られ、ステップＳ１１４で第２繰り返し回数が第２処理回数以上であると判断されると、処理がステップＳ１１５に移る。
【００７０】
ステップＳ１１５では、制御部１８が設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を加算し、これにより１２：００から１４：００までの間における積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【００７１】
そして、処理がステップＳ１１６に移り、制御部１８が、第１繰り返し回数は第１処理回数以上であると判断すると、ステップＳ１１５で得られた積算太陽光エネルギー量分布データが、外部記憶装置１６に保存され（ステップＳ１１７）、ＣＲＴ１１に表示され（ステップＳ１１８）るとともに、プリンタ１５から出力される（ステップＳ１１９）。
【００７２】
また、このような太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０を用い、任意の月における一日あたりの太陽光エネルギー量分布を得る場合を、図６に示されるフローチャートを用いて以下に説明する。
【００７３】
最初に、任意の月日における一日の積算太陽光エネルギー量分布データを晴天の場合（以下、「データＸ」と称する。）と曇天の場合（以下、「データＹ」と称する。）とについてそれぞれ得る（ステップＳ２０１、ステップＳ２０２）。
【００７４】
これらのデータＸ及びデータＹは、前述したステップＳ１０１〜ステップＳ１１５と同じ処理により得られ、外部記憶装置１６に保存される（ステップＳ２０３）。
【００７５】
次に、オペレータが、積算太陽光エネルギー量分布データを検出した月の日照率（例えば５０％）等の各種データをキーボード１３から入力し、さらにその月における一日あたりの積算太陽光エネルギー量分布データ作成命令を入力する。なお、日照率は気象庁データを利用する。
【００７６】
すると、データＸが外部記憶装置１６から読み出されるとともに、入力された日照率に基づいて乗算される（ステップＳ２０４）。すなわち、データＸが０．５倍される。次に、データＹが外部記憶装置１６から読み出されるとともに、入力された日照率に基づいて乗算される（ステップＳ２０５）。すなわち、データＸが０．５倍される。
【００７７】
そして、ステップＳ２０４で得られた結果とステップＳ２０５で得られた結果とが加算され（ステップＳ２０６）、最後に、ステップＳ２０６の結果がプリンタ１５から出力される（ステップＳ２０７）。
【００７８】
図７は、前述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理により出力された建築物３０の床面３５における積算太陽光エネルギー量分布データ（予測値）を示す図であり、１０月の一日あたりの平均値を示すものである。
【００７９】
これに対し、図８は、実測による建築物３０の床面３５の太陽光エネルギー量分布データ（実測値）を示す図であり、１０月の一日あたりの平均値を示すものである。また、図９は予測値と実測値とを対比して示すグラフである。このように、予測値と実測値とは、ほぼ一致しており、本実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０により作成される積算太陽光エネルギー量分布データが高い精度を有することが分かる。
【００８０】
本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０によると、従来得ることのできなかった所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることが可能になる。このため、所定時間の間に建築物３０の床面３５には、どの程度の太陽光エネルギー量がどのような状態で与えられるかを判断することが可能になる。
【００８１】
従って、例えば建築物３０の床面３５に天然芝を植える場合には、床面３５のどの位置に植えるのが適切かを判断することが可能になる。あるいは、新規にスタジアム等の建築物を建築する場合において、建築物の床面に適切な太陽光エネルギー量分布が得られるように、建築物の形状、建築物の開口部形状又は建築物の向き等を考慮して建築物を設計することが可能になる。あるいは、建築物３０に補助光を取り付けて床面３５における太陽光エネルギー量分布を均一にする場合において、建築物３０のどの位置に補助光を取り付けるのが適切かを容易に判断することも可能になる。
【００８２】
また、複数の照度分布データを検出し、これらを単に積算することでも所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることは可能であるが、照度分布データの設定時刻の時間間隔が大きい場合には太陽光エネルギー量分布データが精度の低いものになる問題点があった。これは、多数の照度分布データを検出し、積算することで回避可能であるが、多数の照度分布データの検出にはかなりの時間を要するという問題点があった。
【００８３】
本実施形態では、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０において積算時刻における照度分布データを作成するようにしてあるため、ステップＳ１０１で得る照度分布データの数が比較的少数の場合でも、ステップＳ１０１で多数の照度分布データを得た場合とほぼ同じ内容の積算太陽光エネルギー量分布データを得ることができる。また、ステップＳ１０１で得る照度分布データの数が少なくても良いため、積算太陽光エネルギー量分布データを比較的短時間で得ることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では積算時刻における光エネルギー量分布データを作成して刻み幅分積算する構成を採っているが、刻み幅の時間間隔を比較的大きく設定した場合には、指定時刻における光エネルギー量分布データを作成し、補間開始時刻又は指定時刻から積算時刻までを、補間開始時刻における光エネルギー量分布データを用いて積算するとともに、積算時刻から指定時刻までを指定時刻における光エネルギー量分布データを用いて積算し、これらを加算して刻み幅分の太陽光エネルギー量分布データを得るようにしても良い。
【００８５】
〈第２の実施の形態〉
以下、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第２実施形態を図に基づいて説明する。図１０には、第２実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０が示されている。
【００８６】
本実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０は、第１実施形態と同様に、建築物３０（図４、図５参照）の床面３５の積算太陽光エネルギー量分布データを得るものである。
【００８７】
また、本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０は、第１実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０とほぼ同じ構成を有しているが、複数の照度計（照度計測手段に相当）２３を備える点、及び外部記憶装置１６に補間照度分布データ作成プログラムがさらに記憶されている点が異なっている。
【００８８】
複数の照度計２３は、建築物３０の床面３５の所定位置にそれぞれ配置され、その配置位置（以下、「計測点」と称する。）における照度を検出する。なお、その他の構成要素については第１実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０と同じであるため説明を省略する。
【００８９】
次に、本実施形態における太陽光エネルギー量分布データ作成装置１０の制御部１８の処理を図１１〜１４に示されるフローチャートを用いて説明する。最初に、制御部１８は、建築物３０の床面３５に配置された複数の照度計２３により、設定時刻における各計測点の照度をそれぞれ得る（ステップＳ３０１）。そして、これらの各計測点の照度を、設定時刻における照度分布（以下、「設定時刻照度分布」と称する。）として外部記憶装置１６に保存する（ステップＳ３０２）。このとき、設定時刻が複数設定されている場合には、複数の設定時刻照度分布が保存される。
【００９０】
ここで、オペレータが、第１実施形態で説明した建築物データならびに出力指定位置特定データ、計測点に関するデータ（計測点データ）、計測月日や計測開始時等の計測日時データ、出力指定時刻等の出力指定データ及び照度分布データ作成数等の補間照度分布データを作成するに必要な各種のデータを、キーボード１３から入力し、さらに、補間照度分布データ作成プログラムの実行命令を入力する。
【００９１】
すると、制御部１８は、外部記憶装置１６から補間照度分布データ作成プログラムを読み出して実行する（ステップＳ３０１〜ステップＳ３１６、計測点補間照度分布データ作成手段に相当）。最初に、制御部１８は、各計測点の天空率を算出する（ステップＳ３０３）。
【００９２】
ここに、天空率とは、受照面上のある点が天空から光を受ける割合である。例えば、受照面上のある点に対して天空から照射される光が、全てその点に照射される場合の天空率を１とすると、その受照面のある点に対して照射される光が、天空を遮蔽する要因により半分さえぎられる場合の天空率は０．５となる。
【００９３】
次に、制御部１８は、各出力点の天空率を算出する（ステップＳ３０４）。ここに、出力点とは建築物３０の床面３５における所定位置であって、補間照度分布データ作成プログラムにより照度算出を予定する位置である。
【００９４】
次に、制御部１８は、外部記憶装置１６に保存した設定時刻照度分布を読み出す（ステップＳ３０５）。このとき、外部記憶装置に１６に複数の設定時刻照度分布が保存されている場合には、設定時刻の古いものから順に一つづつ読み出される。次に、制御部１８は、ステップＳ３０５を経た回数をカウントする（ステップＳ３０６）。
【００９５】
次に、制御部１８は、設定時刻照度分布の設定時刻における各出力点の照度を算出する（ステップＳ３０７〜ステップＳ３１２）。この各出力点の照度算出にあたっては、以下の点が仮定されている。すなわち、
（１）  光源は太陽と天空との二つであり、天空は等輝度等拡散光源とする。
（２）  建築物３０の床面３５に到達する光は、太陽光源からの直射日光と、天空光源からの光や建築物３０内部の反射光等の間接光との二種類である。建築物３０内部の反射光等は天空率に比例すると考える。従って、間接光照度は
0003595066.tif 000002
で求められる。但し、式中のαは建築物３０内部の反射光による照度である。また、式中の（全天空照度＋α′）を以後、全天空照度とみなす。
（３）  直射日光の当たらない領域の照度は、（全天空照度）×（天空率）で決定され、直射日光の当たる領域の照度は、直射日光の当たらない領域の照度に直射日光による照度を加えたものとする。
【００９６】
以上の仮定に基づいて、ステップＳ３０７では、制御部１８は、キーボード１３から入力された出力指定時刻データ等に基づいて、設定時刻における太陽位置を算出する。次に、ステップＳ３０８では、制御部１８は、キーボード１３から入力された建築物の開口部形状データに基づいて、建築物３０の床面３５における直射日光の当たる領域を算出する。
【００９７】
次に、図１２に示されるステップＳ３０９では、制御部１８は、全天空照度を求める。すなわち、直射日光が当たっていない計測点の照度値のみを処理対象とし、前述した仮定（２）における（式１）、すなわち、（全天空照度）＝（照度値）÷（天空率）  の算出式を用いて幾つかの全天空照度を求め、これらの平均値を全天空照度とする。
【００９８】
次に、ステップＳ３１０では、制御部１８は直射日光による照度を求める。すなわち、直射日光が当たっている計測点の照度値を処理対象とし、前述した仮定（３）より導かれる  （直射日光による照度）＝（照度値）−（全天空照度）×（天空率）  の算出式を用いる。
【００９９】
そして、図１１に示されるステップＳ３０１で得た計測点の照度、ステップＳ３０９で得た全天空照度、及びステップＳ３０４で得た天空率を上式に代入して直射日光による照度を求める。さらに、この直射日光による照度を幾つかの計測点について求め、これらの平均値を直射日光による照度とする。
【０１００】
次に、ステップＳ３１１では、制御部１８は、ステップＳ３０４で得た各出力点の天空率とステップＳ３０９で得た全天空照度とに基づいて、各出力点における照度を算出する。次に、ステップＳ３１２では、制御部１８は、図１１に示されるステップＳ３０８で得た直射日光の当たる領域に、直射日光による照度を加える。これにより、計測点補間照度分布データが得られる（照度分布データ作成手段に相当）。
【０１０１】
次に、制御部１８は、ＣＲＴコントローラ１２に対し、ステップＳ３１２で得られた計測点補間照度分布データを、ＣＲＴ１１（出力手段に相当）に表示すべき旨の指示を行う（ステップＳ３１３、）。これにより、ＣＲＴ１１に計測点補間照度分布データが表示される。続いて、制御部１８はプリンタ１５（出力手段に相当）に対し、ステップＳ３１２で得られた計測点補間照度分布データを出力させる（ステップＳ３１４）。
そして、ステップＳ３１５に処理が移ると、制御部１８は、キーボード１３から入力された設定時刻照度分布の検出数とステップＳ３０６で得た処理回数とを対比する。処理回数が設定時刻照度分布の検出数未満の場合には、処理が図１１に示されるステップＳ３０５に戻り、制御部１８は、外部記憶装置１６から次の設定時刻照度分布を読み出してステップＳ３０６〜ステップＳ３１４の処理を再び行う。なお、ステップＳ３０５〜ステップＳ３１５により構成される閉ループは、設定時刻照度分布の検出数だけ繰り返される。
【０１０２】
これに対し、処理回数が設定時刻照度分布の検出数以上の場合には、処理が図１３に示されるステップＳ３１６に移る。ステップＳ３１６では、ステップＳ３０３〜ステップＳ３１５により得られた複数の計測点補間照度分布データを外部記憶装置１６にそれぞれ保存する。
【０１０３】
この時点で、オペレータが、積算太陽光エネルギー量分布データを得るために必要なデータをキーボード１３から入力し、さらに照度分布積算プログラムの実行命令を入力すると、制御部１８が、外部記憶装置１６から照度分布積算プログラムをメモリ１９に読み出して実行する（ステップＳ３１７〜ステップＳ３３４、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段に相当）。
【０１０４】
このステップＳ３１７〜ステップＳ３３４の処理は、第１の実施形態において説明したステップＳ１０２〜ステップＳ１１８の処理（図２及び図３参照）と同じであるため説明を省略する。
【０１０５】
また、本実施形態による太陽光照度分布データ作成装置１０を用いて任意の月における一日あたりの太陽光エネルギー量分布を得る場合には、制御部１８は、図１５に示されるステップＳ４０１〜ステップＳ４０７の処理を行うが、これは第１実施形態において説明したステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理（図６参照）と同じであるため説明を省略する。これにより、図７に示される積算太陽光エネルギー量分布データと同様のデータが得られる。
【０１０６】
本実施形態における太陽光照度分布データ作成装置１０によれば、建築物３０の床面３５における照度を計測することにより、所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることができる。これにより得られる効果は、第１実施形態において説明されている既に建築された建築物についての効果とほぼ同じである。
【０１０７】
また、本実施形態では、計測点を補間した照度分布データを得る構成を採っている。このため、建築物３０の床面３５に配置される照度計２３の数が少ない場合でも、微細な照度分布データを得ることができる。このため、照度計２３の必要数を減少させることができ、コスト減少に寄与する効果がある。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置によれば、従来得ることのできなかった所定時間の間における建築物の床面の太陽光エネルギー量分布を把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図４】図１に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置を用いて床面の太陽光エネルギー量分布データを作成する建築物を示す平面図である。
【図５】図４に示した建築物の側面図である。
【図６】図１に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図７】建築物の床面における太陽光エネルギー量分布の予測値を示す図である。
【図８】建築物の床面における太陽光エネルギー量分布の実測値を示す図である。
【図９】太陽光エネルギー量分布の予測値と実測値とを対比して示すグラフである。
【図１０】本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１０に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１０に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１０に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    太陽光エネルギー量分布データ作成装置
１１    ＣＲＴ（出力手段）
１３    キーボード
１５    プリンタ（出力手段）
１６    外部記憶装置
１８    制御部
１９    メモリ
２３    照度計（照度計測手段）
３０    建築物
３４    開口部
３５    床面
【図１】
0003595066.tif 000003
【図２】
0003595066.tif 000004
【図３】
0003595066.tif 000005
【図４】
0003595066.tif 000006
【図５】
0003595066.tif 000007
【図６】
0003595066.tif 000008
【図７】
0003595066.tif 000009
【図８】
0003595066.tif 000010
【図９】
0003595066.tif 000011
【図１０】
0003595066.tif 000012
【図１１】
0003595066.tif 000013
【図１２】
0003595066.tif 000014
【図１３】
0003595066.tif 000015
【図１４】
0003595066.tif 000016
【図１５】
0003595066.tif 000017