(57)【要約】【課題】屋根などに用いられる建材での反射光を十分に考慮して適切な建材選定を行うことができると共に、設計の自由度が高い建材選定装置を提供する。【解決手段】建材選定装置１は、建物に用いられる建材を選定するコンピュータであり、制御部１０を含んで構成される。制御部１０は、受光条件設定部１１、反射面条件設定部１２、反射角度算出部１３、日時条件設定部１４、外部条件設定部１５、直射日光強度算出部１６、入射角度算出部１７、輝度閾値設定部１８、反射特性閾値算出部１９、反射特性最小値決定部２０及び素材選定部２１を備えており、記憶部３０に格納されたプログラムを適宜読み出して実行することで、上記各要素の機能を実現可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に用いられる建材を選定する建材選定装置であって、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定部と、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定部と、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出部と、
日時条件を設定する日時条件設定部と、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定部と、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出部と、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出部と、
前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定部と、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出部と、
前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最小値決定部と、
を備えることを特徴とする建材選定装置。
【請求項２】
前記反射特性閾値の最大値と、予め取得した前記建材の素材毎の反射指向特性を示す反射指向特性情報とを比較して、前記反射面の素材を選定する素材選定部を更に備えることを特徴とする、請求項１記載の建材選定装置。
【請求項３】
建物に用いられる建材を選定する建材選定装置であって、
前記建材の素材を設定する素材設定部と、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定部と、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定部と、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出部と、
日時条件を設定する日時条件設定部と、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定部と、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出部と、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出部と、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出部と、
前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定部と、
を備えることを特徴とする建材選定装置。
【請求項４】
前記素材設定部は、予め取得した前記建材の素材毎の反射指向特性を示す反射指向特性情報に基づいて、前記建材における反射面の素材を設定することを特徴とする、請求項３記載の建材選定装置。
【請求項５】
前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定部と、
前記反射面の輝度の最大値が、前記反射光の輝度の閾値以下であるか否かを判別する輝度判別部と、
を更に備えることを特徴とする、請求項３記載の建材選定装置。
【請求項６】
コンピュータによって実行される、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法であって、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出ステップと、
日時条件を設定する日時条件設定ステップと、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、
前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定ステップと、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出ステップと、
前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最小値決定ステップと、
を有することを特徴とする建材選定方法。
【請求項７】
コンピュータによって実行される、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法であって、
前記建材の素材を設定する素材設定ステップと、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出ステップと、
日時条件を設定する日時条件設定ステップと、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出ステップと、
前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定ステップと、
を有することを特徴とする建材選定方法。
【請求項８】
建物に用いられる建材を選定する建材選定方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出ステップと、
日時条件を設定する日時条件設定ステップと、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、
前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定ステップと、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出ステップと、
前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最大値決定ステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項９】
建物に用いられる建材を選定する建材選定方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、
前記建材の素材を設定する素材設定ステップと、
前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、
前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、
前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出ステップと、
日時条件を設定する日時条件設定ステップと、
前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、
前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、
前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、
前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出ステップと、
前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定ステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項８又は９記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建材選定装置、建材選定方法、プログラム及び記録媒体に関し、特に建物の屋根、外壁或いは内壁に用いられる建材を選定する建材選定装置、建材選定方法、該方法を実行するためのプログラム、及び該プログラムを格納する記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートアイランド現象の緩和を図るべく、建物自体の蓄熱を防止するための対策や、建物内の照明、空調設備、電気・電子機器においてエネルギーを効率的に利用するための対策が検討・実施されている。例えば、建物の屋根に高反射性塗料を塗布した屋根材を使用したり、建物の外壁（躯体）に熱線反射ガラス・Ｌｏｗ−Ｅガラスなどの複合ガラス材料を使用して、屋根或いは外壁から室内への熱移動量を低減して室内温度の上昇を抑えることで、夏季等の電気エネルギー消費を低減しつつ自然エネルギーを有効利用し、環境負荷の低減を図っている。また近年では、日射光等を反射させる建材を用い、省エネルギー化を図りつつ意匠的な観点で建築される建物も増加してきている。
【０００３】
ところが、太陽光を高反射率で反射する屋根材や外壁を用いると、屋根材や外壁で反射された反射光が近隣住民や通行人、自動車の運転者等によって視認される結果、反射光が眩しい或いは煩わしいと感じられて問題となる事例が少なくない。このような問題に関して、建物の外壁に使用する板ガラスの選定方法として、建物の外壁の形状データ、建物の壁面に使われている板ガラスの光学特性データ、計算実施対象時刻等を入力し、建物壁面に用いられる板ガラスの太陽光の反射角及び太陽光の反射の位置を求めて、反射日射量（Ｗ／ｍ２）の合計を求める反射日射熱シミュレーションが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５５０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、建物の外壁、特に板ガラスに着目して反射光の建物周辺に及ぼす熱的影響を推測するのみであり、反射光が発生し易い屋根の素材を選定することは開示されていない。また、反射光の指向性は反射面の性状によって変化し、この指向性が反射日射量に影響を及ぼすことから、建材の反射面における反射光の指向性を十分に考慮して適切な建材選定を行うことが求められている。更に、反射日射量の閾値は反射光の受光位置の環境、例えば受光位置にどのような建物の部分が存在するかによって変動し得ることから、建材選定における設計の自由度が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、屋根などに用いられる建材での反射光を十分に考慮して適切な建材選定を行うことができると共に、設計の自由度が高い建材選定装置、建材選定方法、プログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る建材選定装置は、建物に用いられる建材を選定する建材選定装置であって、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定部と、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定部と、前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出部と、日時条件を設定する日時条件設定部と、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定部と、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出部と、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出部と、前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定部と、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出部と、前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最小値決定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記建材選定装置は、前記反射特性閾値の最大値と、予め取得した前記建材の素材毎の反射指向特性を示す反射指向特性情報とを比較して、前記反射面の素材を選定する素材選定部を更に備える。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る建材選定装置は、建物に用いられる建材を選定する建材選定装置であって、前記建材の素材を設定する素材設定部と、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定部と、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定部と前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出部と、日時条件を設定する日時条件設定部と、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定部と、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出部と、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出部と、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出部と、前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記素材設定部は、予め取得した前記建材の素材毎の反射指向特性を示す反射指向特性情報に基づいて、前記建材における反射面の素材を設定する。
【００１１】
また、前記建材選定装置は、前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定部と、前記反射面の輝度の年間での最大値が、前記反射光の輝度の閾値以下であるか否かを判別する輝度判別部と、を更に備える。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の建材選定方法は、コンピュータによって実行される、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法であって、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出ステップと、日時条件を設定する日時条件設定ステップと、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定ステップと、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出ステップと、前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最小値決定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の建材選定方法は、コンピュータによって実行される、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法であって、前記建材の素材を設定する素材設定ステップと、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出ステップと、日時条件を設定する日時条件設定ステップと、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出ステップと、前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のプログラムは、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する反射角度算出ステップと、日時条件を設定する日時条件設定ステップと、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、前記反射光の輝度の閾値を設定する輝度閾値設定ステップと、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度、並びに前記反射光の前記輝度の閾値に基づいて、前記直射日光の前記反射面における反射特性閾値を算出する反射特性閾値算出ステップと、前記反射特性閾値の最小値を決定する反射特性最小値決定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のプログラムは、建物に用いられる建材を選定する建材選定方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、前記建材の素材を設定する素材設定ステップと、前記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定する受光条件設定ステップと、前記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定する反射面条件設定ステップと、前記反射面条件を満たす反射面から前記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出する反射角度算出ステップと、日時条件を設定する日時条件設定ステップと、前記建物の緯度及び経度、並びに前記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定する外部条件設定ステップと、前記日時条件及び前記外部条件に基づいて、前記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する直射日光強度算出ステップと、前記太陽位置に基づいて前記直射日光の前記反射面への入射角度を算出する入射角度算出ステップと、前記反射角度、前記直射日光の強度及び前記入射角度に基づいて、前記受光位置から見た前記反射面の輝度を算出する反射面輝度算出ステップと、前記反射面の輝度の最大値を決定する輝度最大値決定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
更に、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、屋根などに用いられる建材での反射光を十分に考慮して適切な建材選定を行うことができると共に、設計の自由度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る建材選定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の建材選定装置で実行される建材選定処理が適用される建物と受光位置との関係を示す模式図である。
【図３】建材選定処理で用いられる反射面の反射指向特性データの一例を示すグラフである。
【図４】図１の建材選定装置で実行される建材選定処理のフローチャートである。
【図５】図４の建材選定処理の変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る建材選定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】図６の建材選定装置で実行される建材選定処理のフローチャートである。
【図８】図７の建材選定処理の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本第１実施形態に係る建材選定装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１の構成はその一例を示すものであり、本発明に係る建材選定装置が適用される構成は、図１のものに限られない。
【００２０】
図１の建材選定装置１は、建設が予定されているか或いは建設中の建物に用いられる建材を選定するコンピュータであり、制御部１０、記憶部３０、通信Ｉ／Ｆ４１、入力部４２、出力部４３、及び表示部４４を含んで構成される。建材選定装置１は、太陽光の反射面を形成しうる屋根、外壁或いは内壁などの建材を選定可能に構成されている。
【００２１】
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）のプロセッサによって構成されている。制御部１０は、受光条件設定部１１、反射面条件設定部１２、反射角度算出部１３、日時条件設定部１４、外部条件設定部１５、直射日光強度算出部１６、入射角度算出部１７、輝度閾値設定部１８、反射特性閾値算出部１９、反射特性最小値決定部２０及び素材選定部２１を備えており、記憶部３０に格納されたプログラムを適宜読み出して実行することで、上記の各要素の機能を実現可能に構成されている。制御部１０の上記各要素によって実行される各機能の詳細については後述する。
【００２２】
記憶部３０は、制御部１０が処理を実行するのに必要なプログラム及びデータを記憶している。記憶部３０は、非一過性であり、かつ、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体で構成されている。記憶部３０には、受光条件パラメータ群３１、反射面条件パラメータ群３２、外部条件パラメータ群３３、輝度閾値パラメータ群３４等が格納されていると共に、反射指向特性データ３５が格納されている。
【００２３】
受光条件パラメータ群３１は、建物の建材での反射光の受光位置を示すデータであり、当該データに基づいて後述する受光条件が設定される。図２に示すように、受光位置Ａ１は、通常、建物Ｂの周辺地域の緯度及び経度で定められ、ビルの上層階等にあたる受光位置Ａ２は、緯度、経度及び高度で定められる。受光条件パラメータ群３１は、外部装置から取得された地図情報に基づくデータであってもよい。
【００２４】
反射面条件パラメータ群３２は、屋根に用いられる建材Ｃにおける反射面Ｄの角度及び向きを含むデータであり、当該データに基づいて後述する反射面条件が設定される。この反射面条件パラメータ群３２には、屋根の他に、外壁や内壁などの各建材における反射面の角度及び向きを含むデータを有していてもよい。
【００２５】
外部条件パラメータ群３３は、建物Ｂの緯度及び経度、並びに建物Ｂの当該緯度及び経度における気象条件を含むデータであり、当該データに基づいて後述する外部条件が設定される。外部条件パラメータ群３３は、インターネットを介して気象庁のデータベースから取得されたデータであってもよい。
【００２６】
輝度閾値パラメータ群３４は、建物Ｂの周辺地域の環境等に基づいて定められた反射光の輝度の閾値を示すデータである。周辺地域の環境とは、例えば受光地点にどのような建物の部分が存在し、或いは人が存在するか、ということを示す。
【００２７】
反射指向特性データ３５は、種々の素材の反射指向特性を示すデータ（反射指向特性情報）であり、各素材と当該素材を反射面に用いた場合の反射指向特性とが紐付けられている。反射指向特性とは、図３に示すように−９０度〜９０度の反射角ごとの単位立体角当たりの反射率であり、入射角ごとに示される。なお、上記反射指向特性は、入射光の反射面の照度に対する−９０度〜９０度の反射ごとの輝度で示すこともできる。また、反射指向特性データ３５には、反射面に種々の材料を適用した場合の当該反射面の反射指向特性を示すデータや、反射面に種々の形状を適用した場合の当該反射面の反射指向特性を示すデータを含めることができる。
【００２８】
図４は、図１の建材選定装置１で実行される建材選定処理のフローチャートである。本フローチャートでは、建設が予定されている建物の屋根に用いられる建材を選定する処理を例に挙げて説明する。本建材選定処理は、制御部１０によって実行され、また、記憶部３０に記憶された各種データは、本処理の各ステップに応じて読み出される。
【００２９】
先ず、屋根の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定すると共に、当該反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定して、この反射面条件を満たす反射面から上記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する（ステップＳ１１）。具体的には、屋根に用いられる建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す緯度、経度及び高度を設定すると共に、その反射面の角度及び向きを設定し、当該設定された角度及び向きの反射面から上記設定された緯度、経度及び高度の受光位置への反射角度を算出する。
【００３０】
次に、一年を通じた太陽の軌道変化を考慮して、日時条件を設定する（ステップＳ１２）。日時条件は、「西暦〇〇年〇〇月〇〇日、午前〇〇時」のように日付及び時刻が設定されてもよいし、春夏秋冬の季節毎、或いは月毎に設定されてもよい。
【００３１】
そして、建物の緯度及び経度、並びに上記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定して、上記日時条件及び上記外部条件に基づいて、建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する（ステップＳ１３）。例えば、建物の緯度及び経度を「北緯〇〇度、東経○○〇度」のように設定すると共に、大気透過率を設定し、これらを外部条件とする。直射日光のみならず、拡散日光も算出する場合には、上記建物の緯度及び経度における気象条件を、例えば「晴れ」（全天を覆う雲量が２割〜８割）、「曇り」（全天を覆う雲量が９割以上）のように設定し、この気象条件を外部条件に追加する。そして、当該設定された日時における上記設置された建物の緯度及び経度における太陽位置、並びに上記設定された建物の緯度及び経度における直射日光の強度を、それぞれ下記式を用いて算出する。尚、下記式は一例であり、他の式を用いて上記直射日光の強度を算出することもできる。
【００３２】
2018109926.tif 000003
【００３３】
2018109926.tif 000004
【００３４】
2018109926.tif 000005
【００３５】
その後、上記反射面における反射光の輝度の閾値を、入力部４２で入力するか或いは記憶部３０の輝度閾値パラメータ群から読み出すことにより設定し、上記で算出された反射角度、直射日光の強度及び入射角度、並びに当該設定された反射光の輝度の閾値に基づいて、上記直射日光の反射面における反射特性閾値を算出する（ステップＳ１５）。この反射特性閾値は、例えば直射日光の反射面における反射率の閾値であり、例えば反射特性関数を閾値として用いる場合には、下記式を用いて算出される。尚、反射特性関数を閾値としてもよいし、その積算値である反射率を閾値とすることもできる。また、下記式は一例であり、他の式を用いて上記直射日光の強度を算出することもできる。
【００３６】
2018109926.tif 000006
【００３７】
そして、ステップＳ１２〜ステップＳ１５の工程を繰り返して、例えば時刻単位、日単位、月単位、数が月単位、季節単位、年単位或いは数年単位で日時条件を変更して所定期間分行い、上記で算出された反射特性閾値の所定期間での最小値を決定して（ステップＳ１６）、本処理を終了する。例えば、ステップＳ１５で算出される反射特性閾値が反射率である場合、設計者は、ステップＳ１６で決定された反射率の所定期間での最小値を、記憶部３０に記憶された反射指向特性データ（図３参照）が示す輝度分布と比較することで、−９０度〜９０度の全反射方向で上記最小の反射率を超えない反射特定データを有する素材を選定することができる。なお、ステップＳ１２〜ステップＳ１５の工程を繰り返さずにこれらステップの処理を一度だけ行い、反射特性閾値の最小値を決定してもよい。すなわち、本発明における上記反射特性閾値の最小値には、ステップＳ１２〜ステップＳ１５の工程を一度だけ行った場合に算出される反射特性閾値が含まれる。
【００３８】
図５は、図４の建材選定処理の変形例を示すフローチャートである。図５の建材選定処理におけるステップＳ２１〜ステップＳ２６の工程は、図４のステップＳ１１〜Ｓ１６の工程と同じであり、以下に異なる部分を説明する。
図５に示すように、ステップＳ２６において反射特性閾値の年間での最小値を決定した後、この反射特性閾値の所定期間での最小値を、記憶部３０に記憶された反射指向特性データ（図３参照）と比較する（ステップＳ２７）。種々の素材と紐付けて記憶された複数の反射指向特性データのうち、−９０度〜９０度の全反射角度で上記最小の反射率を超えない反射指向特性データを判別することで、屋根における反射面の素材を選定することができる。
【００３９】
上述したように、本実施形態によれば、制御部１０は、上記建材の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定し、上記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定し、上記反射面条件を満たす反射面から上記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出し（ステップＳ１１）、日時条件を設定し（ステップＳ１２）、上記建物の緯度及び経度、並びに上記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定し、上記日時条件及び上記外部条件に基づいて、上記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出し（ステップＳ１３）、上記太陽位置に基づいて直射日光の上記反射面への入射角度を算出し（ステップＳ１４）、上記反射光の輝度の閾値を設定し、上記反射角度、上記直射日光の強度及び上記入射角度、並びに上記反射光の上記輝度の閾値に基づいて、上記直射日光の上記反射面における反射特性閾値を算出し（ステップＳ１５）、上記反射特性閾値の所定期間での最小値を決定するので（ステップＳ１６）、屋根に用いられる建材での反射光を十分に考慮して適切な建材選定を行うことができる。また、反射光の輝度の閾値を設定することができるので、受光位置の用途地域等に応じて輝度の閾値を変更することができ、設計の自由度を高くすることができる。
【００４０】
また、制御部１０は、反射特性閾値の所定期間での最小値を算出し、記憶部３０に記憶された反射指向特性データと比較するので（ステップＳ２７）、−９０度〜９０度の全反射角度で上記最小の反射率を超えない反射特性データを判別することができ、屋根における反射面の素材を迅速且つ容易に選定することができる。
【００４１】
図６は、本発明の第２実施形態に係る建材選定装置の構成を概略的に示すブロック図である。図６の建材選定装置の構成は、図１の装置と基本的に同じであるので、同一の構成についてはその説明を省略し、異なる部分を以下に説明する。
図６において、建材選定装置２は、制御部５０を含んで構成され、制御部５０は、素材設定部５１、反射面条件設定部５２、受光条件設定部５３、反射角度算出部５４、日時条件設定部５５、外部条件設定部５６、直射日光強度算出部５７、入射角度算出部５８、反射面輝度算出部５９、輝度最大値決定部６０、輝度閾値設定部６１及び輝度判別部６２を備えている。反射面条件設定部５２、受光条件設定部５３、反射角度算出部５４、日時条件設定部５５、外部条件設定部５６、直射日光強度算出部５７及び入射角度算出部５８は、それぞれ図１における同一名称の要素と同一である。
【００４２】
図７は、図６の建材選定装置２で実行される建材選定処理のフローチャートである。
図７において、先ず、予め取得した建材の素材毎の反射指向特性を示す反射指向特性情報に基づいて、上記建材における反射面の素材を設定する。具体的には、記憶部３０に記憶された複数の反射指向特性データ（図３参照）のうち、所定の反射指向特性データを選択し、その反射指向特性データと紐付けられた素材を、屋根の建材として設定する（ステップＳ３１）。
【００４３】
次に、上記屋根の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定すると共に、当該反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定して、この反射面条件を満たす反射面から上記受光条件を満たす受光位置への反射角度を算出する（ステップＳ３２）。
【００４４】
また、一年を通じた太陽の軌道変化を考慮して、日時条件を設定し（ステップＳ３３）、また、建物の緯度及び経度、並びに上記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定して、上記日時条件及び上記外部条件に基づいて、建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出する（ステップＳ３４）。更に、上記で算出された太陽位置に基づいて、直射日光の上記反射面への入射角度を算出する（ステップＳ３５）。尚、本処理におけるステップＳ３２〜ステップＳ３５までの工程は、図４のフローチャートのステップＳ１１〜ステップＳ１４までの工程と同じである。
【００４５】
その後、上記反射角度、上記直達日射光の強度及び上記入射角度に基づいて、受光位置から見た上記反射面の輝度を算出する（ステップＳ３６）。この反射面の輝度は、直射日光の反射面における輝度であり、下記式を用いて算出される。尚、下記式は一例であり、他の式を用いて上記反射面の強度を算出することもできる。
【００４６】
2018109926.tif 000007
【００４７】
更に、ステップＳ３３〜ステップＳ３６の工程を繰り返して、例えば時刻単位、日単位、月単位、数ヶ月単位、季節単位、年単位或いは数年単位で日時条件を変更して所定期間分行い、上記で算出された輝度の所定期間での最大値を決定して（ステップＳ３７）、本処理を終了する。なお、ステップＳ３３〜ステップＳ３６の工程を繰り返さずにこれらステップの処理を一度だけ行い、輝度の最大値を決定してもよい。すなわち、本発明における上記輝度の最大値には、そして、ステップＳ３３〜ステップＳ３６の工程を一度だけ行った場合に算出される輝度の値が含まれる。そして、設計者は、ステップＳ３７で決定された反射面の輝度の最大値を許容できるか否かを、受光位置の用途地域等に応じて判断し、ステップＳ３１で設定された素材の取捨選択を行うことにより、反射面の素材を選定することができる。
【００４８】
図８は、図７の建材選定処理の変形例を示すフローチャートである。図５の建材選定処理におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６の工程は、図４のステップＳ３１〜Ｓ６６の工程と同じであり、以下に異なる部分を説明する。
図８に示すように、ステップＳ４６において受光位置から見た上記反射面の輝度を算出した後、ステップＳ４３〜ステップＳ４６の工程を繰り返して所定期間分行い、上記で算出された反射特性閾値の所定期間での最大値を決定する。
【００４９】
次いで、制御部５０は、上記反射面における反射光の輝度の閾値を設定し、上記反射面の輝度の所定期間での最大値が、反射光の輝度の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４７）。反射面の輝度の所定期間での最大値が、反射光の輝度の閾値を超えている場合には、ステップＳ４１に戻って以降の工程を実行し、一方、反射面の輝度の所定期間での最大値が、反射光の輝度の閾値以下である場合には、ステップＳ４１で設定された素材を、反射面の素材として決定する（ステップＳ４８）。
【００５０】
本実施形態によれば、制御部５０は、屋根の素材を設定し（ステップＳ４１）、上記屋根の反射面によって生じる反射光の受光位置を示す受光条件を設定すると共に、上記反射面の角度及び向きを含む反射面条件を設定し、上記反射面条件を満たす反射面から上記受光条件を満たす受光位置への反射光の反射角度を算出し（ステップＳ４２）、日時条件を設定し（ステップＳ４３）、上記建物の緯度及び経度、並びに上記建物の緯度及び経度における気象条件を含む外部条件を設定し、上記日時条件及び上記外部条件に基づいて、上記建物の緯度及び経度における太陽位置並びに直射日光の強度を算出し（ステップＳ４４）、上記太陽位置に基づいて上記直射日光の前記反射面への入射角度を算出し（ステップＳ４５）、上記反射角度、上記直射日光の強度及び上記入射角度に基づいて、上記受光位置から見た上記反射面の輝度を算出し（ステップＳ４６）、上記反射面の輝度の所定期間での最大値を決定するので、屋根に用いられる建材での反射光を十分に考慮して適切な建材選定を行うことができる。また、設計者が上記輝度の所定期間での最大値を許容できるか否かを適宜判断することができ、設計の自由度を高くすることができる。
【００５１】
また、制御部５０は、上記反射面における反射光の輝度の閾値を設定し、上記反射面の輝度の所定期間での最大値が、反射光の輝度の閾値以下であるか否かを判定し（ステップＳ４７）、反射面の輝度の所定期間での最大値が反射光の輝度の閾値以下である場合には、ステップＳ４１で設定された素材を反射面の素材として決定するので（ステップＳ４８）、屋根における反射面の素材を迅速且つ容易に選定することができる。
【００５２】
以上、上記実施形態に係る建材選定装置、建材選定方法、該方法を実行するためのプログラム及び記録媒体について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００５３】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した非一過性の記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
【００５４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５５】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＵＳＢメモリ、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００５６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００５７】
更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の建材選定装置は、住宅、店舗、駅舎、事務所、学校、図書館・博物館、老人・福祉ホーム、保育所、公衆浴場、診療所、病院、派出所、郵便局、支庁・支所、工場、遊技場、体育館、ホテル・旅館、倉庫、劇場、飲食店、処理施設等の各種建物に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  建材選定装置
２  建材選定装置
１０  制御部
１１  受光条件設定部
１２  反射面条件設定部
１３  反射角度算出部
１４  日時条件設定部
１５  外部条件設定部
１６  直射日光強度算出部
１７  入射角度算出部
１８  輝度閾値設定部
１９  反射特性閾値算出部
２０  反射特性最小値決定部
２１  素材選定部
３０  記憶部
３１  受光条件パラメータ群
３２  反射面条件パラメータ群
３３  外部条件パラメータ群
３４  輝度閾値パラメータ群
３５  反射指向特性データ
４１  通信Ｉ／Ｆ
４２  入力部
４３  出力部
４４  表示部
５０  制御部
５１  素材設定部
５２  反射面条件設定部
５３  受光条件設定部
５４  反射角度算出部
５５  日時条件設定部
５６  外部条件設定部
５７  直射日光強度算出部
５８  入射角度算出部
５９  反射面輝度算出部
６０  輝度最大値決定部
６１  輝度閾値設定部
６２  輝度判別部
Ａ１  受光位置
Ａ２  受光位置
Ｂ  建物
Ｃ  建材
Ｄ  反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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