(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得手段と、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出手段とを備え、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に複数の区画が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とする日射量計算システム。
【請求項２】
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との第１の位置関係と、前記区画に対応する前記積算済み法線面直達日射量とに基づいて、前記区画に関する第１の値を求め、
前記区画と前記計算対象領域との第２の位置関係と、前記積算済み水平面天空日射量とに基づいて、前記区画に関する第２の値を求め、
前記第１の値と前記第２の値に基づいて算出される第３の値を、複数の前記区画に亘って積算することにより前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の日射量計算システム。
【請求項３】
前記区画と前記計算対象領域との間の障害物の有無を表す障害物有無係数をそれぞれ算出する障害物有無係数算出手段をさらに備え、
前記第３の値は、対応する前記区画に関する前記障害物有無係数に基づいて算出されることを特徴とする、請求項２に記載の日射量計算システム。
【請求項４】
前記計算対象領域から前記区画を見た場合の前記区画の角度の範囲に基づいて形態係数を算出する形態係数算出手段をさらに備え、
前記第２の位置関係は、対応する前記区画に関する前記形態係数により表されることを特徴とする、請求項２または３に記載の日射量計算システム。
【請求項５】
前記積算済み法線面直達日射量と前記積算済み水平面天空日射量は、異なる複数の期間でそれぞれ積算され、
前記積算日射量算出手段は、
前記異なる複数の期間ごとに、前記計算対象領域に関する前記積算日射量を算出し、
前記計算対象領域を表示する場合に、前記計算対象領域を、前記算出された前記積算日射量に応じた表示形態で表示するよう制御することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の日射量計算システム。
【請求項６】
ユーザの指示に応じて、前記計算対象領域が、表示位置を維持したまま、第１の期間における積算日射量に応じた表示形態と、第２の期間における積算日射量に応じた表示形態とに交互に切り替えられるように制御されることを特徴とする、請求項５に記載の日射量計算システム。
【請求項７】
前記ユーザの指示に応じて、前記計算対象領域が、前記第１の期間における積算日射量に応じた表示形態、及び前記第２の期間における積算日射量に応じた表示形態で同時に同じ表示位置に表示するように制御され、
前記第１の期間における積算日射量に応じた表示形態と、前記第２の期間における積算日射量に応じた表示形態は、前記ユーザによって同時に認識可能な関係を有する表示形態であることを特徴とする、請求項６に記載の日射量計算システム。
【請求項８】
前記積算日射量算出手段は、
前記計算対象領域を表示する場合に、前記計算対象領域を、前記算出された前記積算日射量に応じた表示形態で表示するよう制御し、
ユーザが、前記計算対象領域が表示されている状態で、前記計算対象領域の位置または方向を変更する指示を行った場合に、前記計算対象領域に関する前記積算日射量を再度算出し、
前記ユーザの変更指示に応じて、前記計算対象領域の表示位置または表示方向が変更されるとともに、再度算出された前記積算日射量に応じて前記計算対象領域の前記表示形態が順次変更されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の日射量計算システム。
【請求項９】
コンピュータによって実行される日射量計算方法であって、
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得ステップと、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出ステップとを備え、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に複数の区画が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出ステップは、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とする日射量計算方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得手段、及び、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出手段として機能させるプログラムであって、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に複数の区画が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の外表面が取得する日射量を計算するための日射量計算システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、住宅のような建物に関し、どれだけ日射を取り込むことができるかをシミュレーションすることができる日射量計算ソフトウエアが提供されている。このような日射量計算ソフトウエアでは、建物の形状、地点（緯度・経度）、季節、及び周辺建物の形状等を含む周辺環境情報が入力されると、これらの情報と気象データとを用いて、その建物の各部分における当該季節の（または年間の）取得日射量（以降、本明細書において、建物に取り込まれる日射の量を取得日射量と称する。また、後述するように、建物の表面におけるある領域（受照面）が、ある期間に受ける面積あたりの取得日射量を積算日射量と称する）を計算し、表示する。
【０００３】
建物の設計者等は、こうした取得日射量の計算結果に基づき、建物の各部分に取り込まれる日射の量を把握することができる。
【０００４】
また、特許文献１では、気象データと建物要素データから屋内温熱環境をそれぞれ計算し、異なる建物の屋内温熱環境を比較することによって、当該建物の屋根形態を評価する屋根形態評価システムが開示されている。当該屋根形態評価システムでは、当該建物の小屋裏の熱収支を算出するために、気象データ等に基づいて取得日射量の計算を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の日射量計算ソフトウエアでは、精密な計算を行う場合、建物の各部分について積算日射量を求めるために、時間経過にともなう日影範囲の計算や、建物各部の形態係数の計算等を実行する必要があり、計算した積算日射量を表示するのに非常に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
また、従来の日射量計算ソフトウエアでは、入力される建物の形状が、設計がされた建物の情報に基づいているため、積算日射量の計算によって好ましくない結果が示された場合に、建物の設計を修正したり、やり直したりする必要が生じる。
【０００８】
上記の特許文献１に開示された屋根形態評価システムでも、上述の問題を解決するための構成を備えるものではない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる日射量計算システムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の目的は、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、設計前に計算し表示することができる日射量計算システムを提供することにある。
【００１１】
また、具体的な建物形状を入力する前に、敷地空間に仮想的な壁面を設定してその壁面における取得日射量を計算し表示することができれば、建物の設計前に当該建物の取得日射量について検討することができ、さらに、この仮想的な壁面を自由に移動させることで、敷地空間における日射の当たりやすい位置を建物の設計前に把握し、設計に反映させることができる。
【００１２】
したがって、本発明のさらなる目的は、住宅等の建物について仮想的に設定された壁面等を移動させる操作に連動して、当該壁面の各部に関する積算日射量を短時間に計算し表示するシミュレーションを実現することができる日射量計算システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下のような日射量計算システム、日射量計算方法、プログラム、及び日射量積算データを提供する。
【００１４】
本発明の第１の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得手段（例えば、図６に示す日射量積算データ取得部の機能を実現する手段）と、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出手段（例えば、図６に示す積算日射量算出部の機能を実現する手段）とを備え、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域（例えば、図１０に示す半球状領域３１０）に複数の区画（例えば、図１１に示す天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ））が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とする日射量計算システム（例えば、図１（Ａ）に示す、ユーザ端末１０ａとサーバ２０を含むクライアントサーバシステム（日射量計算システム１）や、図１（Ｂ）に示す、ユーザ端末１０ｂからなるスタンドアロンシステム（日射量計算システム２））。
【００１５】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる。
【００１６】
本発明の第２の実施態様に係る発明は、第１の実施態様において下記の構成を有する。
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との第１の位置関係（例えば、式５のθｉ）と、前記区画に対応する前記積算済み法線面直達日射量とに基づいて、前記区画に関する第１の値（例えば、式５の（Ｓｄｉ×ｃｏｓθｉ））を求め、
前記区画と前記計算対象領域との第２の位置関係（例えば、式５のＦｓｉ）と、前記積算済み水平面天空日射量とに基づいて、前記区画に関する第２の値（例えば、式５の（Ｓｓ×Ｆｓｉ））を求め、
前記第１の値と前記第２の値に基づいて算出される第３の値（例えば、式５の｛（Ｓｄｉ×ｃｏｓθｉ）＋（Ｓｓ×Ｆｓｉ）×Ｏｉ｝）を、複数の前記区画（例えば、半球状領域に設定されたすべての区画、または一部の区画）に亘って積算することにより前記計算対象領域に関する積算日射量を算出するように構成される。
【００１７】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、区画と計算対象領域との位置関係と積算済み法線面直達日射量、及び区画と計算対象領域との位置関係と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる。
【００１８】
本発明の第３の実施態様に係る発明は、第２の実施態様において下記の構成を有する。
前記区画と前記計算対象領域との間の障害物の有無を表す障害物有無係数（例えば、式５のＯｉ）をそれぞれ算出する障害物有無係数算出手段をさらに備え、
前記第３の値は、対応する前記区画に関する前記障害物有無係数に基づいて算出されるように構成される。
【００１９】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、区画と計算対象領域との間の障害物の有無を考慮して求めることができる。
【００２０】
本発明の第４の実施態様に係る発明は、第２または第３の実施態様において下記の構成を有する。
前記計算対象領域から前記区画を見た場合の前記区画の角度の範囲に基づいて形態係数（例えば、式５のＦｓｉ）を算出する形態係数算出手段をさらに備え、
前記第２の位置関係は、対応する前記区画に関する前記形態係数により表されるように構成される。
【００２１】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、区画と計算対象領域との位置関係、すなわち、計算対象領域から区画を見た場合の区画の角度の範囲に基づいた簡易計算によって求めることができる。
【００２２】
本発明の第５の実施態様に係る発明は、第１ないし第４の実施態様において下記の構成を有する。
前記積算済み法線面直達日射量と前記積算済み水平面天空日射量は、異なる複数の期間でそれぞれ積算され、
前記積算日射量算出手段は、
前記異なる複数の期間ごとに、前記計算対象領域に関する前記積算日射量を算出し、
前記計算対象領域を表示する場合に、前記計算対象領域を、前記算出された前記積算日射量に応じた表示形態で表示するように構成される（例えば、図２４、図２５に示すような計算対象領域の表示形態）。
【００２３】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができ、計算対象領域を、算出された（異なる複数の期間の）積算日射量に応じた表示形態で表示するＧＵＩが提供される。
【００２４】
本発明の第６の実施態様に係る発明は、第５の実施態様において下記の構成を有する。
ユーザの指示に応じて、前記計算対象領域が、表示位置を維持したまま、第１の期間における積算日射量に応じた表示形態と、第２の期間における積算日射量に応じた表示形態とに交互に切り替えられるように構成される（例えば、図２４、図２５に示すような計算対象領域の表示形態）。
【００２５】
このような本発明の構成によって、計算対象領域を、算出された（異なる複数の期間の）積算日射量に応じた表示形態で表示するＧＵＩにおいて、期間ごとの積算日射量を切り替えて表示することができる。
【００２６】
本発明の第７の実施態様に係る発明は、第６の実施態様において下記の構成を有する。
前記ユーザの指示に応じて、前記計算対象領域が、前記第１の期間における積算日射量に応じた表示形態、及び前記第２の期間における積算日射量に応じた表示形態で同時に同じ表示位置に表示するように制御され、
前記第１の期間における積算日射量に応じた表示形態と、前記第２の期間における積算日射量に応じた表示形態は、前記ユーザによって同時に認識可能な関係を有する表示形態であるように構成される（例えば、図２６に示すような計算対象領域の表示形態）。
【００２７】
このような本発明の構成によって、計算対象領域を、算出された（異なる複数の期間の）積算日射量に応じた表示形態で表示するＧＵＩにおいて、同じ計算対象についての両期間の積算日射量が同時に認識可能となる。
【００２８】
本発明の第８の実施態様に係る発明は、第１ないし第４の実施態様において下記の構成を有する。
前記積算日射量算出手段は、
前記計算対象領域を表示する場合に、前記計算対象領域を、前記算出された前記積算日射量に応じた表示形態で表示するよう制御し、
ユーザが、前記計算対象領域が表示されている状態で、前記計算対象領域の位置または方向を変更する指示を行った場合に、前記計算対象領域に関する前記積算日射量を再度算出し、
前記ユーザの変更指示に応じて、前記計算対象領域の表示位置または表示方向が変更されるとともに、再度算出された前記積算日射量に応じて前記計算対象領域の前記表示形態が順次変更されるように構成される（例えば、図２７に示すような計算対象領域の表示形態）。
【００２９】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができ、ユーザが計算対象領域の位置等を変更した場合に、当該変更に応じて、計算領域の表示位置等と再度計算された積算日射量の表示形態を変更して表示するＧＵＩが提供される。
【００３０】
本発明の第９の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
コンピュータによって実行される日射量計算方法であって、
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得ステップと、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出ステップとを備え、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に複数の区画が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出ステップは、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とする日射量計算方法。
【００３１】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる。なお、上記の第９の実施態様は、第１の実施態様である日射量計算システムに対応する日射量計算方法であり、この第９の実施態様に関しても実質的に、第２ないし８の実施態様の構成を適用することができる。
【００３２】
本発明の第１０の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
コンピュータに、
気象データから得られた法線面直達日射量と水平面天空日射量を所定期間積算することによってそれぞれ生成された積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量を取得する日射量取得手段、及び、
建物表面の少なくとも一部の計算対象領域に関する積算日射量を算出する積算日射量算出手段として機能させるプログラムであって、
前記計算対象領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に複数の区画が設定され、
前記積算済み法線面直達日射量は、前記法線面直達日射量を当該法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて前記区画に対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成され、
前記積算日射量算出手段は、
前記区画と前記計算対象領域との位置関係、前記積算済み法線面直達日射量、及び前記積算済み水平面天空日射量に基づいて得られた値を、複数の前記区画に亘って積算することにより、前記計算対象領域に関する積算日射量を算出することを特徴とするプログラム。
【００３３】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる。なお、上記の第１０の実施態様は、第１の実施態様である日射量計算システムを実現可能なプログラムであり、この第１０の実施態様に関しても実質的に、第２ないし８の実施態様の構成を適用することができる。
【００３４】
本発明の第１１の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
気象データから得られた法線面直達日射量を所定期間積算することによって生成された積算済み法線面直達日射量を含む日射量積算データ（例えば、図１５に示す日射量積算データ１８１）であって、
前記積算済み法線面直達日射量は、
仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域（例えば、図１０に示す半球状領域３１０）に設定された複数の区画（例えば、図１１に示す天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ））に対して、前記法線面直達日射量を前記法線面直達日射量が観測された時刻の太陽の位置に基づいて対応付け、前記区画に対応付けられた前記法線面直達日射量を前記区画単位に積算することにより生成されたものであることを特徴とする、日射量積算データ。
【００３５】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を簡易計算によって求める際に利用される日射量積算データが提供され、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算が可能となる。
【００３６】
本発明の第１２の実施態様に係る発明は、第１１の実施態様において下記の構成を有する。
前記法線面直達日射量の前記区画への対応付けが、前記法線面直達日射量が観測された時刻の間隔より短い時間間隔で行われるように構成される。
【００３７】
このような本発明の構成によって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、積算済み法線面直達日射量と積算済み水平面天空日射量に基づいた簡易計算によって求める場合に、より高精度な計算が可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る日射量計算システムによって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、簡易計算によって、高精度かつ短時間に求めることができる。
【００３９】
また、本発明に係る日射量計算システムによって、住宅等の建物に関する各部の積算日射量を、設計前に計算し表示することができる。
【００４０】
さらに、本発明に係る日射量計算システムによって、住宅等の建物について仮想的に設定された壁面等を移動させる操作に連動して、当該壁面の各部に関する積算日射量を短時間に計算し表示するシミュレーションを実現することができる。本発明による積算日射量の計算が短時間で行われるために、ユーザが壁面等を移動させた場合に、ほぼリアルタイムに当該壁面の各部の積算日射量が再計算され、瞬時に積算日射量の表示が（壁面等の移動に追従して）変更される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る日射量計算システムの概要を説明するための概略図である。
【図２】本発明に係る日射量計算システムのユーザ端末を構成するコンピュータのハードウエア構成の例を示す略線図である。
【図３】本発明に係る日射量計算システムのサーバを構成するコンピュータのハードウエア構成の例を示す略線図である。
【図４】本発明に係る日射量計算システムのユーザ端末に関する機能ブロック図である。
【図５】本発明に係る日射量計算システムのサーバに関する機能ブロック図である。
【図６】本発明に係る日射量計算システムのユーザ端末に関する機能ブロック図である。
【図７】直達日射や天空日射を説明するための略線図である。
【図８】太陽高度角、及び太陽方位角を説明するための略線図である。
【図９】従来の精密な日射量計算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る日射量計算システムにおいて仮想的に設定される天球分割区画を示す略線図である。
【図１１】本発明に係る日射量計算システムにおいて仮想的に設定される天球分割区画を示す略線図である。
【図１２】本発明に係る日射量計算システムにおける日射量計算手順の概略を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る日射量計算システムにおける日射量積算データの算出手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る日射量計算システムにおける日射量積算データの算出手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係る日射量計算システムの日射量積算データの例を示す略線図である。
【図１６】本発明に係る日射量計算システムにおける、簡易計算による積算日射量の計算・表示手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係る日射量計算システムにおける形態係数の計算手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明に係る日射量計算システムにおけるメッシュ状エリアごとの積算日射量計算手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明に係る日射量計算システムの形態係数テーブルの例を示す略線図である。
【図２０】本発明に係る日射量計算システムの障害物有無係数テーブルの例を示す略線図である。
【図２１】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量計算設定画面の例を示す略線図である。
【図２２】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量計算設定画面の例を示す略線図である。
【図２３】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図２４】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図２５】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図２６】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図２７】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例であって、積算日射量計算設定画面における操作に連動して表示が行われる様子を示す略線図である。
【図２８】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図２９】本発明に係る日射量計算システムで表示される積算日射量表示画面の例を示す略線図である。
【図３０】本発明に係る日射量計算システムにおいて仮想的に設定される天球分割区画の別の例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
最初に、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムの概要を、図１を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る日射量計算システムは、いくつかのシステム構成をとることができ、図１には２つの代表的な構成が示されている。
【００４３】
図１（Ａ）に示す日射量計算システム１は、いわゆるクライアントサーバシステムであり、ユーザ端末１０ａ、及びネットワーク３０を介してユーザ端末１０ａに接続されるサーバ２０を含んでいる。本実施形態では、ユーザ端末１０ａはＷＥＢクライアントとして動作し、サーバ２０は、ＷＥＢサーバとして動作する。
【００４４】
サーバ２０は、前もって気象データ４０ａ等を用いて日射量積算データ４１ａを生成する。ユーザ端末１０ａが、住宅等の建物について積算日射量を計算・表示させるリクエスト５１（ｈｔｔｐプロトコルによるリクエスト）をネットワーク３０を介してサーバ２０に送信すると、サーバ２０は、日射量積算データ４１ａと、ユーザから指定された情報（地点、敷地データ、建物データ、障害物データ等）を用いて、当該建物の積算日射量を計算し、計算結果をレスポンス５２して、ネットワーク３０を経由してユーザ端末１０ａにＨＴＭＬデータを送信する。
【００４５】
ユーザ端末１０ａは、レスポンス５２を受信すると、ユーザ端末１０ａで実行されるＷＥＢブラウザでこれを解釈し、３Ｄの表示形態を含む所定の表示形態で、ユーザ端末１０ａのディスプレイに、建物の積算日射量を表示する。
【００４６】
図１（Ａ）に示す日射量計算システム１では、ＷＥＢシステムを構成するクライアントサーバシステムを例として挙げたが、ＷＥＢシステムを用いない、クライアントプログラムとサーバプログラムとの通信によって実現されるクライアントサーバシステムを用いることもできる。
【００４７】
なお、気象データ４０ａ、日射量積算データ４１ａについては、後で詳細に説明する。
【００４８】
図１（Ｂ）に示す日射量計算システム２は、いわゆるスタンドアロンシステムであり、ユーザ端末１０ｂが含まれる。
【００４９】
ユーザ端末１０ｂは、住宅等の建物について積算日射量を計算・表示させる指示を受け取ると、インストールされたプログラムにより日射量積算データ４１ｂと、ユーザから指定された情報（地点、敷地データ、建物データ、障害物データ等）を用いて、当該建物の積算日射量を計算し、３Ｄの表示形態を含む所定の表示形態で、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに、建物の積算日射量を表示する。
【００５０】
日射量積算データ４１ｂは、前もって他のコンピュータ（または、ユーザ端末１０ｂ）によって、気象データ４０ｂ等を用いて生成されたデータである。この日射量積算データ４１ｂは、プログラムとともにユーザ端末１０ｂにインストールされていてもよいし、所定のタイミングで他のコンピュータからネットワーク等を介してダウンロードされるように構成してもよい。
【００５１】
なお、気象データ４０ｂ、日射量積算データ４１ｂについては、後で詳細に説明する。
【００５２】
図１では、本発明の実施形態に係る日射量計算システムの構成について代表的な２つの例を挙げて説明したが、これ以外の様々な構成を用いて日射量計算システムを実現することができる。なお、本実施形態では、日射量積算データ４１ａ、日射量積算データ４１ｂを前もって生成しているが、積算日射量の計算・表示を行う際にサーバ２０、ユーザ端末１０ａ、ユーザ端末１０ｂ等で実行するなど、様々なコンピュータにより様々なタイミングで行うように構成することもできる。
【００５３】
図２は、図１（Ａ）に示すユーザ端末１０ａのハードウエア構成を示す図である。ユーザ端末１０ａは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、メモリ１０２、音声出力装置１０３、ディスプレイコントローラ１０４、ディスプレイ１０５、入力機器インタフェース１０６、キーボード１０７、マウス１０８、外部記憶装置１０９、外部記録媒体インタフェース１１０、及びこれらの構成要素を互いに接続するバス１１１を含んでいる。さらに、ユーザ端末１０ａは、ネットワークインタフェース１２０を含んでいる。
【００５４】
ＣＰＵ１０１は、ユーザ端末１０ａの各構成要素の動作を制御し、ＯＳの制御下で、本発明に係る機能、すなわち、建物の積算日射量に関する情報をサーバ２０から受信し表示する機能等を実行する。
【００５５】
メモリ１０２は、不揮発性メモリであって、マスクＲＯＭ（Read  Only  Memory）やフラッシュメモリを含むＲＯＭ、及び揮発性メモリであるＲＡＭ（Random  Access  Memory）から構成される。マスクＲＯＭには、ユーザ端末１０ａの起動時に実行されるプログラム等が格納される。フラッシュメモリやＲＡＭには、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムや、それらのプログラムが実行中に作成・使用する測定データが一時的に格納される。
【００５６】
音声出力装置１０３は、例えば、スピーカ等の機器であり、ＯＳの下で動作するアプリケーションから音声データを受け取り、音声を出力する。
【００５７】
ディスプレイコントローラ１０４は、ＣＰＵ１０１が発行する描画命令を実際に処理するための専用コントローラである。ディスプレイコントローラ１０４で処理された描画データは、例えば、一旦グラフィックメモリに書き込まれ、その後、ディスプレイ１０５に出力される。ディスプレイ１０５は、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等で構成される表示装置である。
【００５８】
入力機器インタフェース１０６は、キーボード１０７やマウス１０８から入力された信号を受信して、その信号パターンに応じて所定の指令をＣＰＵ１０１に送信する。なお、ディスプレイ１０５がタッチパネルで構成される場合、入力機器インタフェース１０６は、ユーザによるディスプレイのタッチを検知し、当該タッチの検知信号をＣＰＵ１０１に送信する。
【００５９】
外部記憶装置１０９は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような記憶装置であり、この装置内には上述したプログラムやデータが記録され、実行時に、必要に応じてそこからメモリ１０２のフラッシュメモリやＲＡＭにロードされる。
【００６０】
外部記録媒体インタフェース１１０は、可搬型の外部記録媒体１３０にアクセスして、そこに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータを外部記憶装置１０９やメモリ１０２に転送する。外部記録媒体インタフェース１１０には、例えば、ＣＤ（Compact  Disc）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などの記録面にアクセスする駆動装置や、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルで接続された機器に記憶されたデータにアクセスするＵＳＢインタフェースが含まれる。
【００６１】
ネットワークインタフェース１２０は、ネットワーク１４０に接続し、ネットワーク１４０を介したデータ送受信を制御する。ネットワーク１４０は、例えば、図１に示したネットワーク３０に対応する。
【００６２】
外部記録媒体１３０には、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムを記録することが可能である。外部記録媒体１３０に記録されているデータは、外部記録媒体インタフェース１１０を介して外部記憶装置１０９に格納され、プログラムであれば、実行時にメモリ１０２のＲＡＭにロードされる。
【００６３】
また、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムは、上述のネットワークインタフェース１２０を介して他のコンピュータから提供されてもよい。
【００６４】
図１（Ｂ）に示すユーザ端末１０ｂは、図２に示したユーザ端末１０ａのハードウェア構成と同様のものであるが、日射量積算データ４１ｂを、ネットワークを介して取得しない場合は、ネットワークインタフェース１２０を有しないように構成することができる。
【００６５】
図３は、サーバ２０のハードウエア構成を示す図である。サーバ２０は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、ネットワークインタフェース２０３、ディスプレイコントローラ２０４、ディスプレイ２０５、入力機器インタフェース２０６、キーボード２０７、マウス２０８、外部記憶装置２０９、外部記録媒体インタフェース２１０、及びこれらの構成要素を互いに接続するバス２１１を含んでいる。
【００６６】
ＣＰＵ２０１は、サーバ２０の各構成要素の動作を制御し、ＯＳの制御下で、本発明に係る各機能、すなわち、建物の積算日射量を計算によって求め、計算結果を送信する機能等を実行する。
【００６７】
メモリ２０２は、不揮発性メモリであって、マスクＲＯＭやフラッシュメモリを含むＲＯＭ、及び揮発性メモリであるＲＡＭから構成される。マスクＲＯＭには、サーバ２０の起動時に実行されるプログラム等が格納される。フラッシュメモリやＲＡＭには、ＣＰＵ２０１で実行されるプログラムや、それらのプログラムが実行中に使用するデータ等が一時的に格納される。
【００６８】
ネットワークインタフェース２０３は、ネットワーク２４０に接続し、ネットワーク２４０を介したデータ送受信を制御する。ネットワーク２４０は、例えば、図１に示したネットワーク３０に対応する。
【００６９】
ディスプレイコントローラ２０４は、ＣＰＵ２０１が発行する描画命令を実際に処理するための専用コントローラである。ディスプレイコントローラ２０４で処理された描画データは、例えば、一旦グラフィックメモリに書き込まれ、その後、ディスプレイ２０５に出力される。ディスプレイ２０５は、例えば、ＬＣＤ等で構成される表示装置である。
【００７０】
入力機器インタフェース２０６は、キーボード２０７やマウス２０８から入力された信号を受信して、その信号パターンに応じて所定の指令をＣＰＵ２０１に送信する。
【００７１】
外部記憶装置２０９は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような記憶装置であり、この装置内には上述したプログラムやデータが記録され、実行時に、必要に応じてそこからメモリ２０２のフラッシュメモリやＲＡＭにロードされる。
【００７２】
外部記録媒体インタフェース２１０は、可搬型の外部記録媒体２３０にアクセスして、そこに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータを外部記憶装置２０９やメモリ２０２に転送する。外部記録媒体インタフェース２１０には、例えば、ＣＤやＤＶＤなどの記録面にアクセスする駆動装置や、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルで接続された機器に記憶されたデータにアクセスするＵＳＢインタフェースが含まれる。
【００７３】
外部記録媒体２３０には、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムを記録することが可能である。外部記録媒体２３０に記録されているデータは、外部記録媒体インタフェース２１０を介して外部記憶装置２０９に格納され、プログラムであれば、実行時にメモリ２０２のＲＡＭにロードされる。
【００７４】
また、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムは、上述のネットワークインタフェース２０３を介して他のコンピュータから提供されてもよい。
【００７５】
なお、サーバ２０に関する操作やサーバ２０を利用した機能については、このサーバ２０にリモート接続される別のコンピュータによって行われることが一般的であり、その場合、上述の、ディスプレイコントローラ２０４、ディスプレイ２０５、入力機器インタフェース２０６、キーボード２０７、マウス２０８等は特段必要のない構成要素となる。
【００７６】
図４は、ユーザ端末１０ａによって実行される機能を表す機能ブロック図である。ユーザ端末１０ａは、ＷＥＢアクセス制御部１５１、表示制御部１５２、入力制御部１５３、及びネットワークＩ／Ｆ部１５４を含む。また、ユーザ端末１０ａは、記憶装置１６０（図２の外部記憶装置１０９に対応）に、設定情報１６１、及び積算日射量計算結果１６２を記憶する。
【００７７】
ＷＥＢアクセス制御部１５１は、ユーザの操作に応じて、サーバ２０にリクエストを送信し、レスポンスとしてサーバ２０からＨＴＭＬデータ受信する。
【００７８】
表示制御部１５２は、ＷＥＢアクセス制御部１５１によって受信したＨＴＭＬデータを解釈し、ディスプレイにＷＥＢページを表示するよう制御する。
【００７９】
入力制御部１５３は、ＷＥＢページ上でのユーザの操作により受信した入力データをＷＥＢアクセス制御部１５１を介してサーバ２０に送信する。
【００８０】
ＷＥＢアクセス制御部１５１、表示制御部１５２、及び入力制御部１５３は、この例では、実質的にＷＥＢブラウザが実施するものである。ＷＥＢブラウザによって、ユーザが入力した設定情報や積算日射量表示の指示がサーバ２０に送信され、サーバ２０から送信される積算日射量の計算結果が、例えば、３Ｄ表示といった表示形態でディスプレイに表示される。
【００８１】
ネットワークＩ／Ｆ部１５４は、図２に示したネットワークインタフェース１２０を制御して、ネットワーク１４０（図１のネットワーク３０に対応）を介して、サーバ２０との間のデータ送受信を実現する。
【００８２】
また、ユーザは、必要に応じて、ＷＥＢブラウザで指示を行い、入力した設定情報を記憶装置１６０の設定情報１６１として記憶させることができ、さらに、サーバ２０から受信した積算日射量の計算結果を、記憶装置１６０の積算日射量計算結果１６２として記憶させることができる。
【００８３】
図５は、サーバ２０によって実行される機能を表す機能ブロック図である。サーバ２０は、ＷＥＢアクセス管理部２５１、設定情報受信部２５２、日射量積算データ取得部２５３、形態係数算出部２５４、障害物有無係数算出部２５５、積算日射量算出部２５６、日射量積算データ生成部２５７、及びネットワークＩ／Ｆ部２５８を含む。
【００８４】
また、記憶装置２６０（図３の外部記憶装置２０９に対応）に、ＨＴＭＬデータ２６１、ユーザ管理データ２６２、日射量積算データ２６３、設定情報２６４、形態係数テーブル２６５、障害物有無係数テーブル２６６、及び積算日射量計算結果２６７を記憶する。
【００８５】
ＷＥＢアクセス管理部２５１は、ユーザ端末１０ａからリクエストを受信すると、これに応じたＨＴＭＬデータが、ユーザ端末１０ａにレスポンスとして送信される。ＨＴＭＬデータは、ＷＥＢページを表示するためのＨＴＭＬソース、画像データ、ＣＳＳデータ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）等を含み、これらは、記憶装置２６０に記憶されているＨＴＭＬデータ２６１を元に編集・生成される。
【００８６】
設定情報受信部２５２は、ＷＥＢアクセス管理部２５１を介して、ユーザ端末１０ａから、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、その設定情報を、記憶装置２６０の設定情報２６４に記憶する。当該設定情報は、積算日射量を計算するために、後述する積算日射量算出部２５６によって利用される。
【００８７】
日射量積算データ取得部２５３は、ＷＥＢアクセス管理部２５１を介して、ユーザ端末１０ａから、ユーザによる積算日射量の表示指示があった場合に、対応する日射量積算データを取得する。日射量積算データは、事前に生成され、記憶装置２６０に日射量積算データ２６３として記憶される。
【００８８】
形態係数算出部２５４は、後述する積算日射量算出部２５６によって積算日射量が計算される場合に、形態係数を算出する。形態係数は、建物の壁面等のそれぞれが、建物の周囲に仮想的に設定された天球分割区画のそれぞれをどのような形態で見ることになるかを表す係数である。形態係数は、積算日射量の計算において計算され、記憶装置２６０の形態係数テーブル２６５に記憶しておくことができる。本実施形態では、形態係数テーブル２６５に記憶された形態係数を、ユーザが再び積算日射量の表示を指示した場合に利用することができるが、形態係数を、積算日射量の表示のたびに計算し、積算日射量の表示が終了したら消去するように構成することもできる。
【００８９】
障害物有無係数算出部２５５は、後述する積算日射量算出部２５６によって積算日射量が計算される場合に、障害物有無係数を算出する。障害物有無係数は、建物の壁面等に設定されたメッシュ状エリアのそれぞれから、建物の周囲に仮想的に設定された天球分割区画のそれぞれを見た場合に、障害物があるか否かを表す係数である。障害物有無係数は、積算日射量の計算において計算され、記憶装置２６０の障害物有無係数テーブル２６６に記憶しておくことができる。本実施形態では、障害物有無係数テーブル２６６に記憶された障害物有無係数を、ユーザが再び積算日射量の表示を指示した場合に利用することができるが、障害物有無係数を、積算日射量の表示のたびに計算し、積算日射量の表示が終了したら消去するように構成することもできる。
【００９０】
積算日射量算出部２５６は、ユーザ端末１０ａによりユーザが積算日射量の表示を指示した場合に、指定された設定情報に基づいて積算日射量の計算を行い、上述した壁面等のメッシュ状エリアごとに、計算された積算日射量を表示するようＨＴＭＬデータを生成し、ＷＥＢアクセス管理部２５１を介してユーザ端末１０ａに送信する。
【００９１】
本実施形態においては、上述した天球分割区画に対応付けて所定期間の法線面直達日射量の積算値を求めるとともに、所定期間の水平面天空日射量の積算値を求めることにより、建物の壁面等に設定されたメッシュ状エリアごとの積算日射量を簡易的に計算する。積算日射量の計算結果は、記憶装置２６０に積算日射量計算結果２６７として記憶することができ、ユーザがユーザ端末１０ａから再度、積算日射量の表示を指示した場合等に利用される。
【００９２】
日射量積算データ生成部２５７は、ユーザがユーザ端末１０ａから、積算日射量の表示をする前に、仮想的に設定された天球分割区画ごとに、気象データ２６８から、法線面直達日射量と水平面天空日射量をそれぞれ積算して日射量積算データ２６３を生成し、これを記憶装置２６０に記憶しておく。日射量積算データ２６３の生成タイミングは、システムの管理者等が指示することもできる。また、日射量積算データ２６３を一度だけ生成することも、時間の経過とともに更新することもできる。
【００９３】
ここで、気象データ２６８は、図１に示す気象データ（４０ａ、４０ｂ）に対応し、日射量積算データ２６３は、図１に示す日射量積算データ（４１ａ、４１ｂ）に対応する。気象データ２６８は、例えば、外部から取得されるデータであり、本実施形態では、一旦、記憶装置２６０に記憶される。なお、本実施形態では、サーバ２０が日射量積算データ２６３を生成するよう構成しているが、他のコンピュータによって当該生成処理が行われ、記憶装置２６０に記憶されるようにしてもよい。
【００９４】
ネットワークＩ／Ｆ部２５８は、図３に示したネットワークインタフェース２０３を制御して、ネットワーク２４０（図１のネットワーク３０に対応）を介して、ユーザ端末１０ａとの間のデータ送受信を実現する。
【００９５】
また、記憶装置２６０には、ユーザ管理データ２６２が記憶されているが、これは、複数のユーザ端末１０ａがアクセスしてサーバ２０を利用しようとする場合に、各ユーザの認証を行うための、実行許諾有無、ユーザＩＤ、パスワード等を記憶する。
【００９６】
図６は、スタンドアロンコンピュータとして機能するユーザ端末１０ｂによって実行される機能を表す機能ブロック図である。ユーザ端末１０ｂは、設定情報受信部１７１、日射量積算データ取得部１７２、形態係数算出部１７３、障害物有無係数算出部１７４、積算日射量算出部１７５、表示制御部１７６、入力制御部１７７、及びネットワークＩ／Ｆ部１７８を含む。
【００９７】
また、記憶装置１８０に、日射量積算データ１８１、設定情報１８２、形態係数テーブル１８３、障害物有無係数テーブル１８４、及び積算日射量計算結果１８５を記憶する。
【００９８】
設定情報受信部２５２は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、その設定情報を、記憶装置１８０の設定情報１８２として記憶する。当該設定情報は、積算日射量を計算するために、後述する積算日射量算出部１７５によって利用される。
【００９９】
日射量積算データ取得部１７２は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる積算日射量の表示指示があった場合に、対応する日射量積算データを取得する。日射量積算データは、例えば、ユーザ端末１０ｂに本機能を実現するプログラムをインストールする際に同時にインストールされ、記憶装置１８０に日射量積算データ１８１として記憶される。
【０１００】
形態係数算出部１７３は、後述する積算日射量算出部１７５によって積算日射量が計算される場合に、形態係数を算出する。形態係数は、建物の壁面等のそれぞれが、建物の周囲に仮想的に設定された天球分割区画のそれぞれをどのような形態で見ることになるかを表す係数である。形態係数は、積算日射量の計算において計算され、記憶装置１８０の形態係数テーブル１８３に記憶しておくことができる。本実施形態では、形態係数テーブル１８３に記憶された形態係数を、ユーザが再び積算日射量の表示を指示した場合に利用することができるが、形態係数を、積算日射量の表示のたびに計算し、積算日射量の表示が終了したら消去するように構成することもできる。
【０１０１】
障害物有無係数算出部１７４は、後述する積算日射量算出部１７５によって積算日射量が計算される場合に、障害物有無係数を算出する。障害物有無係数は、建物の壁面等に設定されたメッシュ状エリアのそれぞれから、建物の周囲に仮想的に設定された天球分割区画のそれぞれを見た場合に、障害物があるか否かを表す係数である。障害物有無係数は、積算日射量の計算において計算され、記憶装置１８０の障害物有無係数テーブル１８４に記憶しておくことができる。本実施形態では、障害物有無係数テーブル１８４に記憶された障害物有無係数を、ユーザが再び積算日射量の表示を指示した場合に利用することができるが、障害物有無係数を、積算日射量の表示のたびに計算し、積算日射量の表示が終了したら消去するように構成することもできる。
【０１０２】
積算日射量算出部１７５は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザが積算日射量の表示を指示した場合に、指定された設定情報に基づいて積算日射量の計算を行い、上述した壁面等のメッシュ状エリアごとに、計算された積算日射量をユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示する。
【０１０３】
本実施形態においては、上述した天球分割区画に対応付けて、事前に法線面直達日射量と水平面天空日射量を求めておくことにより、建物の壁面等に設定されたメッシュ状エリアごとの積算日射量を簡易的に計算する。積算日射量の計算結果は、記憶装置１８０に積算日射量計算結果１８５として記憶することができ、ユーザがユーザ端末１０ｂから再度、積算日射量の表示を指示した場合等に利用される。
【０１０４】
表示制御部１７６は、積算日射量算出部１７５により計算された積算日射量を、建物の壁面等に設定されたメッシュ状エリアごとに、所定の表示形態でユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示するよう制御する。また、設定情報を入力するための画面等、ユーザの操作に応じて、様々な画面をユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示するよう制御する。
【０１０５】
入力制御部１７７は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面におけるユーザの操作を入力するよう制御する。上述した各機能部は、当該入力に応じて所定の処理を実行する。
【０１０６】
次に、気象データを用いた積算日射量の計算について、関連する基礎的な事項について説明する。
【０１０７】
［気象データ］
日射量は、気候・天候の影響を受けるため、地域や季節で変化する。こうした気候・天候の変化を把握するため、地点ごとに観測された気象データを用いることができる。利用可能な気象データとしては、例えば、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の、年間時別日射量データベース（METPV-11）がある。このデータベースには、日本各地における１時間ごとの日射量が１年分格納されており、これらの気象データは、長期間の計測データを元に、平均的な年を想定して人工的に調製されたものである。
【０１０８】
日射量にはいくつかの表現方法があるが、代表的なものとしては、水平面天空日射量と法線面直達日射量がある。水平面天空日射量は、１ｍ２の水平面が１時間に受ける天空日射の量（単位：MJ／ｍ２）を表し、法線面直達日射量は、１ｍ２の法線面（太陽光に垂直な面）が１時間に受ける直達日射の量（単位：MJ／ｍ２）を表す。
【０１０９】
［建物が受ける日射］
図７に示すように、日射は大きく３つに分けて考えられる。第１は、直達日射３０１である。直達日射３０１は、太陽３００からの光が大気を直進し、平行光線として地表に到達した成分（いわゆる、直射日光）である。
【０１１０】
第２は、天空日射３０２である。天空日射３０２は、日射が大気中の水蒸気や塵等の粒子で散乱された後に、空全体から地表に到達する日射成分である。天空日射３０２は、散乱日射とも呼ばれる。
【０１１１】
第３は、反射日射３０３である。反射日射３０３は、地面や周辺建物等から反射される日射である。
【０１１２】
建物３０４の表面におけるある領域（受照面３０５）に入射する全天日射量は、以下の式１に表すものとなる。
全天日射量＝直達日射量＋天空日射量＋反射日射量      ・・・（式１）
ただし、反射日射３０３は、直達日射３０１や天空日射３０２に比べて取得日射量に対する影響が小さいため、本実施形態においては、基本的に考慮しないものとする。したがって、建物表面のある領域（受照面）に入射する全天日射量は、以下の式２に表すものとなる。
全天日射量＝直達日射量＋天空日射量      ・・・（式２）
【０１１３】
［太陽の軌道］
図８に示すように、太陽３００の位置は、方位角Ａと高度角ｈで表すことができる。方位角Ａは、水平方向の角度であり、例えば、南を０度とする。高度角は、水平面から太陽３００を見上げる角度である。太陽３００の位置は、地点の緯度・経度と日付・時刻から計算できる。
【０１１４】
次に、従来の日射量計算プログラムによる、積算日射量の精密な計算方法について説明する。積算日射量（単位：MJ／ｍ２）は、建物の表面におけるある領域（受照面）が、ある時刻（期間）に受ける面積あたりの取得日射量であり、以下の式３で計算することができる。
取得日射量＝時刻ｔ〜ｔ＋１に受照面が受ける日射量
＝（Ｉｄ×ｃｏｓθ×Ａｓ）＋（Ｉｓ×Ｆｓ）    ・・・（式３）
ある期間における日射量の積算値は、以下の式４で計算することができる。
積算日射量＝Σｔ（時刻ｔ〜ｔ＋１に受照面が受ける日射量）
＝Σｔ｛（Ｉｄ×ｃｏｓθ×Ａｓ）＋（Ｉｓ×Ｆｓ）｝    ・・・（式４）
【０１１５】
ここで、Ｉｄは、時刻ｔ〜ｔ＋１における法線面直達日射量であり、Ｉｓは、時刻ｔ〜ｔ＋１における水平面天空日射量である。これらの日射量は、上述した気象データを用いて取得することができる。
【０１１６】
θは、直達日射の入射角（受照面の法線と、太陽方向とのなす角）であり、Ａｓは、受照面（窓、外壁等）の日影の面積比率であり、Ｆｓは、受照面から天空を見る形態係数である。
【０１１７】
なお、ここで、形態係数とは、受照面から空を見る広さ（割合）を３次元的な立体の角度で表したものであり、受照面から空全体が見えれば「１」、なにも見えなければ「０」にセットされる。１つの受照面のなかでも、位置によっては形態係数が変わるので、受照面が小さい場合は、中心点のような代表点のみで計算し、受照面が広い場合は、複数の点の平均を用いて形態係数を決定するといった方法がある。
【０１１８】
図９のフローチャートは、従来の日射量計算プログラムによる、積算日射量の精密な計算方法の例を示したものである。
【０１１９】
最初に、ステップＳ１１において、ユーザから対象地点を受信し、次に、ステップＳ１２で、計算対象受照面と障害物の情報（位置、形状、向き等）を受信する。その後、ステップＳ１３において、計算対象期間（Ｔ＝ｔ０〜ｔｅ）を受信し、次に、ステップＳ１４で、計算対象受照面を複数領域に分割する。
【０１２０】
ステップＳ１５において、分割された計算対象受照面の領域を順次選択し、すべての領域の計算が終了したか否かを判定する（ステップＳ１６）。すべての領域の計算が終了した場合は（ステップＳ１６のＹＥＳ）、ステップＳ２７に進み、そこで、各領域について、積算日射量をユーザ端末のディスプレイ等に表示する。ステップＳ１６において、すべての領域の計算が終了していない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、ステップＳ１７に進む。
【０１２１】
ステップＳ１７において、計算対象期間のなかの１つの期間を順次選択し、すべての期間の計算が終了したか否かを判定する（ステップＳ１８）。すべての期間の計算が終了した場合は（ステップＳ１８のＹＥＳ）、ステップＳ２６に進み、そこで、当該領域について、全時刻の取得日射量を、上述した式４に基づいて積算し、次の領域の計算のため、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１８において、すべての期間の計算が終了していない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、ステップＳ１９に進む。
【０１２２】
ステップＳ１９において、選択された１つの期間（時刻ｔｉ〜ｔｉ＋１）の法線面直達日射量Ｉｄを、対象地点の気象データから取得し、ステップＳ２０において、選択された１つの期間（時刻ｔｉ〜ｔｉ＋１）の水平面天空日射量Ｉｓを対象地点の気象データから取得する。
【０１２３】
次に、ステップＳ２１において、時刻ｔｉ＋０．５（時刻ｔｉ〜ｔｉ＋１の中心）における太陽方位角Ａ、太陽高度角ｈを計算し、ステップＳ２２において、直達日射の入射角θを計算する。
【０１２４】
その後、ステップＳ２３において、計算対象受照面と障害物の情報に基づいて、選択された領域の日影の面積比率Ａｓを計算する。太陽３００の軌道は時刻ごとに日々変化するため、その都度、直達日射に対する日影の位置を計算する必要がある。面積比率Ａｓの計算方法としては、例えば、障害物の図形を受照面の選択領域に並行投影し、幾何学的に計算する方法や、受照面の選択領域上の多数の点から太陽３００の方向に延長した直線が障害物に当たる比率を求める方法等がある。
【０１２５】
次に、ステップＳ２４において、計算対象受照面と障害物の情報に基づいて、選択された領域から天空を見る形態を表す形態係数Ｆｓを計算する。形態係数Ｆｓは、太陽３００の位置には無関係であるため、時刻や日によって変動することはないが、受照点面の選択領域の位置、向き、周辺建物との位置関係で決まるため、（計算対象である）選択された領域ごとに計算が必要となる。
【０１２６】
形態係数Ｆｓの計算方法としては、例えば、選択領域のなかの点を囲む角錐などの立体図形の表面に対し、障害物の図形を透視投影し、各平面に投影された平面図形に対する形態係数Ｆｓを合計する方法や、選択領域のなかの点から天空全体の各方向に延長した直線が障害物に当たる比率を求める方法等がある。
【０１２７】
次に、ステップＳ２５において、選択された領域について、当該時刻における取得日射量を計算し、次の時刻での日射量計算のために、ステップＳ１７に進む。この取得日射量の計算は、上述の式３に基づいて行われる。
【０１２８】
次に、図１０ないし図２０を参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける積算日射量算出方法について説明する。なお、上述の通り、本発明の日射量計算システムでは、クライアントサーバシステムやスタンドアロンシステムを含む様々な構成のコンピュータシステムで実現可能であるが、ここでは、本発明の日射量計算システムが、ユーザ端末１０ｂによるスタンドアロンシステムで実現されるものとして説明する。
【０１２９】
図１０は、積算日射量の計算において利用する半球状領域３１０の一例を表している。半球状領域３１０は、計算対象の建物３０４の上空を取り囲むよう配置された仮想的な半球状の領域であり、積算日射量を太陽の軌道（時間経過に伴う太陽の位置）に対応付けるために設定される。また、半球状領域３１０は、複数の区画（以降、天球分割区画と称する）に分割されている。本実施形態では、建物３０４の壁面等の表面をメッシュ状に分割した小さな領域（メッシュ状エリア）を設定し、それぞれのエリアが、それぞれの天球分割区画からどれだけの直達日射３０１と天空日射３０２を受けるかを所定期間の積算値として把握することにより、簡易的な積算日射量の計算を可能にしている。
【０１３０】
図１１は、図１０に示した半球状領域３１０に設定された天球分割区画をさらに詳細に示した図である。図１１（Ａ）は、図１０に示した半球状領域３１０を、真上、すなわち、図１０の矢印Ｘの方向から見た図であり、図１１（Ｂ）は、図１０に示した半球状領域３１０を、水平方向から見た図である。
【０１３１】
図１１（Ａ）に示すように、半球状領域３１０に設定された天球分割区画は一定の方位角で分割されており、円の中心から放射状に延びる直線によって１６の扇形に等分されるよう設定され（ｉ＝１〜１６）、それぞれの扇形の中心角は２２．５°となっている。
【０１３２】
また、図１１（Ｂ）に示すように、天球分割区画は、半円を水平方向に９分割するよう設定され（ｊ＝１〜９）、半球状領域３１０の表面には、９つの同心円が形成される（図１１（Ａ）参照）。これら９つの同心円に関する高度角（すなわち、同心円と半球状領域３１０を球体としたときの中心がなす角）は、それぞれ１０°、２０°、・・・９０°であり、高度角の刻み幅は、１０°という一定の角度となっている。
【０１３３】
したがって、半球状領域３１０は、上方向から１６分割、水平方向に９分割され、図１１（Ａ）に示すように、全体で１４４の区画（天球分割区画）が設定される。天球分割区画のそれぞれは、図１１（Ａ）に示すハッチングで示された天球分割区画Ｒ（５，４）のように、ｉとｊの２次元配列で特定することができる。また、ｉ＝１〜１４４のように、１次元配列で管理することも可能である。
【０１３４】
次に、図１２のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける積算日射量算出方法の概要を説明する。
【０１３５】
最初に、ステップＳ３１において、ユーザがユーザ端末１０ｂに入力した地点、敷地、障害物、計算期間に関する情報を含む設定情報を受信し、次に、ステップＳ３２において、受信した地点に応じた日射量積算データを取得する。この日射量積算データは、地点ごとに、かつ所定期間ごとに前もって生成してあるデータである。
【０１３６】
その後、ステップＳ３３において、計算対象とする建物の表面（ここでは、壁面とする）の指定をユーザから受信し、これを特定する。次に、ステップＳ３４において、壁面ごと、天球分割区画ごとに、壁面が、天球分割区画のそれぞれをどのような形態で見ることになるかを表す形態係数を計算する。
【０１３７】
次に、ステップＳ３５において、計算対象の壁面において、メッシュ状に分割した小さなエリアを設定し、ステップＳ３６において、当該エリアごと、天球分割区画ごとに、エリアのそれぞれから天球分割区画のそれぞれを見た場合に、障害物があるか否かを表す障害物有無係数を計算する。
【０１３８】
その後、ステップＳ３７において、日射量積算データ、形態係数、及び障害物有無係数等を用いて、エリアごとの（計算期間における）積算日射量を簡易計算によって求め、ステップＳ３８において、積算日射量計算結果を所定の表示形態で表示する。
【０１３９】
次に、図１３、及び図１４を参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける日射量積算データの生成処理について説明する。図１３のフローチャートは、法線面直達日射量に関する日射量積算データの生成処理を説明するものであり、図１４のフローチャートは、水平面天空日射量に関する日射量積算データの生成処理を説明するものである。これらの生成処理は、同時に処理することができるものであるが、説明の便宜上、図１３、図１４に分けて説明する。
【０１４０】
最初に、図１３のフローチャートを参照して、法線面直達日射量に関する日射量積算データの生成処理について説明する。この生成処理により、法線面直達日射量に関する日射量積算データは、法線面直達日射量が観測された太陽の位置に基づいて、それぞれの天球分割区画に対応付けられ、天球分割区画ごとに積算される。ここでは、気象データの観測地点ごとに生成を行い、さらに、年間、夏期、冬期といった３つの異なる期間について積算を行う例を説明する。
【０１４１】
まず、ステップＳ４１において、気象データを読み込む。この気象データは、例えば、上述したNEDOの年間時別日射量データベース（METPV-11）であり、複数地点における１月１日から１２月３１日までの１時間ごとの日射量データ（平均年データ）を含んでいる。
【０１４２】
次に、ステップＳ４２において、気象データの上記地点のうち、１つの地点を計算対象地点にセットし、ステップＳ４３において、気象データのすべての地点に関して日射量積算データの生成が完了したか否かを判定する。すべての地点に関して日射量積算データの生成が完了した場合（ステップＳ４３のＹＥＳ）、この生成処理を終了する。すべての地点の日射量積算データの生成が完了していない場合（ステップＳ４３のＮＯ）、ステップＳ４４において、最初の計算対象日時を、１月１日の０時００分〜０時１０分にセットする。
【０１４３】
上述した年間時別日射量データベース（METPV-11）のような気象データは、上述のように、１時間ごとの日射量データを記憶しているものであるが、太陽位置は、１時間で大きく変化し、複数の天球分割区画をまたがる（建物３０４の壁面等について１点を基準に考えると、１時間で複数の天球分割区画から直射日光が当たる）ことになるので、１０分ごとのように、観測単位より短い時間間隔に分割して積算を行うことが好ましい。なお、この場合、１時間ごとの日射量データの１／６が積算されることになる。また、ここでは積算の時間間隔を１０分としているが、これより短い時間間隔や、長い時間間隔を採用することもできる。
【０１４４】
次に、ステップＳ４５において、１つの地点の気象データのすべての日時に関して日射量積算データの生成が完了したか否かを判定する。すべての日時に関して日射量積算データの生成が完了した場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）、ステップＳ４６において、次の地点を計算対象地点にセットし、次の地点に関する日射量積算データの生成処理のためにステップＳ４３に進む。すべての日時の日射量積算データの生成が完了していない場合（ステップＳ４５のＮＯ）、ステップＳ４７に進む。
【０１４５】
ステップＳ４７において、計算対象日時の太陽が位置する天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を求め、次に、ステップＳ４８において、計算対象日時の１０分間の法線面直達日射量Ｉｄを気象データから取得する。その後、ステップＳ４９において、取得した法線面直達日射量Ｉｄを、年間の積算済み直達日射量Ｓｄ（ｉ，ｊ）に積算する。
【０１４６】
次に、ステップＳ５０において、現在の計算対象日時が夏期に属するか否かを判定する。現在の計算対象日時が夏期に属する場合（ステップＳ５０のＹＥＳ）、ステップＳ５１において、取得した法線面直達日射量Ｉｄを、夏期の積算済み直達日射量Ｓｄ（ｉ，ｊ）に積算し、ステップＳ５４に進む。
【０１４７】
現在の計算対象日時が夏期に属さない場合（ステップＳ５０のＮＯ）、ステップＳ５２において、現在の計算対象日時が冬期に属するか否かを判定する。現在の計算対象日時が冬期に属する場合（ステップＳ５２のＹＥＳ）、ステップＳ５３において、取得した法線面直達日射量Ｉｄを、冬期の積算済み直達日射量Ｓｄ（ｉ，ｊ）に積算し、ステップＳ５４に進む。現在の計算対象日時が冬期に属さない場合（ステップＳ５２のＮＯ）、ステップＳ５４に進む。
【０１４８】
ステップＳ５４において、次の日時（１０分後の１０分間）を計算対象日時にセットし、次の日時に関する日射量積算データの生成処理のためにステップＳ４５に進む。
【０１４９】
なお、本実施形態では、各地点に関し、年間、夏期、冬期についてそれぞれ取得日射量を積算して日射量積算データを生成したが、各地点に関し、各月ごとに日射量積算データを生成することもできる。各月ごとの日射量積算データを用意することによって、ユーザが夏期に属する月（例えば、７〜９月）、冬期に属する月（例えば、１２月〜２月）を設定することができ、夏期や冬期の積算日射量を求める場合に使用する日射量積算データを、計算のたびに変更することができる。
【０１５０】
次に、図１４のフローチャートを参照して、水平面天空日射量に関する日射量積算データの生成処理について説明する。ここでは、気象データの観測地点ごとに生成を行い、さらに、年間、夏期、冬期といった３つの異なる期間について積算を行う例を説明する。
【０１５１】
まず、ステップＳ６１において、気象データを読み込む。この気象データは、例えば、上述したNEDOの年間時別日射量データベース（METPV-11）であり、複数地点における１月１日から１２月３１日までの１時間ごとの日射量データ（平均年データ）を含んでいる。
【０１５２】
次に、ステップＳ６２において、気象データの上記地点のうち、１つの地点を計算対象地点にセットし、ステップＳ６３において、気象データのすべての地点に関して日射量積算データの生成が完了したか否かを判定する。すべての地点に関して日射量積算データの生成が完了した場合（ステップＳ６３のＹＥＳ）、この生成処理を終了する。すべての地点の日射量積算データの生成が完了していない場合（ステップＳ６３のＮＯ）、ステップＳ６４において、最初の計算対象日時を、１月１日の０時にセットする。
【０１５３】
次に、ステップＳ６５において、１つの地点の気象データのすべての日時に関して日射量積算データの生成が完了したか否かを判定する。すべての日時に関して日射量積算データの生成が完了した場合（ステップＳ６５のＹＥＳ）、ステップＳ６６において、次の地点を計算対象地点にセットし、次の地点に関する日射量積算データの生成処理のためにステップＳ６３に進む。すべての日時の日射量積算データの生成が完了していない場合（ステップＳ６５のＮＯ）、ステップＳ６７に進む。
【０１５４】
ステップＳ６７において、計算対象日時の１時間の水平面天空日射量Ｉｓを気象データから取得し、取得した水平面天空日射量Ｉｓを、年間の積算済み天空日射量Ｓｓに積算する。
【０１５５】
次に、ステップＳ６８において、現在の計算対象日時が夏期に属するか否かを判定する。現在の計算対象日時が夏期に属する場合（ステップＳ６８のＹＥＳ）、ステップＳ６９において、取得した水平面天空日射量Ｉｓを、夏期の積算済み天空日射量Ｓｓに積算し、ステップＳ７２に進む。
【０１５６】
現在の計算対象日時が夏期に属さない場合（ステップＳ６８のＮＯ）、ステップＳ７０において、現在の計算対象日時が冬期に属するか否かを判定する。現在の計算対象日時が冬期に属する場合（ステップＳ７０のＹＥＳ）、ステップＳ７１において、取得した水平面天空日射量Ｉｓを、冬期の積算済み天空日射量Ｓｓに積算し、ステップＳ７２に進む。現在の計算対象日時が冬期に属さない場合（ステップＳ７０のＮＯ）、ステップＳ７２に進む。
【０１５７】
ステップＳ７２において、次の日時（１時間後）を計算対象日時にセットし、次の日時に関する日射量積算データの生成処理のためにステップＳ６５に進む。
【０１５８】
なお、本実施形態では、各地点に関し、年間、夏期、冬期についてそれぞれ取得日射量を積算して日射量積算データを生成したが、各地点に関し、各月ごとに日射量積算データを生成することもできる。各月ごとの日射量積算データを用意することによって、ユーザが夏期に属する月（例えば、７〜９月）、冬期に属する月（例えば、１２月〜２月）を設定することができ、夏期や冬期の積算日射量を求める場合に使用する日射量積算データを、計算のたびに変更することができる。
【０１５９】
このようにして生成された日射量積算データのうち、夏期と冬期に関する日射量積算データの例が、図１５に示されている。日射量積算データ１８１は、気象データの観測地点に対応して、その地点ごとに生成され、各地点においてさらに、夏期、冬期の積算済み直達日射量Ｓｄ、夏期、冬期の積算済み天空日射量Ｓｓが記憶される。また、それぞれの積算済み直達日射量Ｓｄは、図１１に示した天球分割区画に対応して、ｉ＝１〜１６、ｊ＝１〜９の２次元配列として管理される。なお、図１５の例では、日射量積算データ１８１が、気象データの観測地点ごとに、積算期間（夏期、冬期）の積算済み直達日射量Ｓｄと積算済み天空日射量Ｓｓを含む１セットのデータとして構成されているが、様々な単位のデータとして構成されうる。例えば、積算済み直達日射量Ｓｄと積算済み天空日射量Ｓｓを別個のデータとして構成してもよいし、所定の観測地点の積算済み直達日射量Ｓｄを、積算期間ごとにまとめて記憶するような構成としてもよい。
【０１６０】
次に、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける積算日射量の簡易計算処理の概要について説明する。
【０１６１】
建物表面のある領域（受照面）が、ある期間に受ける面積あたりの取得日射量の積算値（積算日射量（単位：MJ／ｍ２））を、以下の式５によって計算する。
積算日射量＝Σｉ（天球分割区画ｉから受ける積算日射量）
＝Σｉ｛（Ｓｄｉ×ｃｏｓθｉ＋Ｓｓ×Ｆｓｉ）×Ｏｉ｝    ・・・（式５）
【０１６２】
ここで、Ｓｄｉは、対象期間についての、天球分割区画ｉの積算済み直達日射量であり、Ｓｓは、対象期間についての、天球分割区画ｉの積算済み天空日射量である（いずれも単位はMJ／ｍ２）。
【０１６３】
また、θｉは、直達日射の入射角、すなわち、受照面の法線と、天球分割区画ｉの中心方向とのなす角度である。Ｆｓｉは、天球分割区画ｉについての形態係数であり、この形態係数は、受照面の代表点から天空分割区画ｉを見る形態に関する係数である。Ｏｉは、天球分割区画ｉの障害物有無係数であり、簡易判定による障害物の有無を表す。障害物が無い場合は「１」がセットされ、障害物がある場合は「０」がセットされる。
【０１６４】
なお、上述の式５に関しては、便宜上、それぞれの天球分割区画をｉを用いて１次元の配列として管理したが、以降で説明する天球分割区画Ｒについては、図１１に示すように、ｉ，ｊを用いて、２次元配列として管理する。
【０１６５】
次に、図１６のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける積算日射量の簡易計算処理、及び表示処理について説明する。
【０１６６】
最初に、ステップＳ８１において、ユーザがユーザ端末１０ｂから入力した対象地点を受信する。ユーザは、この地点を、例えば、積算日射量の簡易計算に用いる気象データの気象観測点として指定する。次に、ステップＳ８２において、ユーザがユーザ端末１０ｂから入力した敷地、障害物等に関する情報を含む設定情報を受信する。
【０１６７】
その後、ステップＳ８３において、ユーザがユーザ端末１０ｂから入力した計算対象期間を受信する。この計算対象期間は、年間、夏期、冬期、夏期と冬期、月といった様々な単位で指定することができる。また、積算日射量の表示指示がされた場合に、所定の計算対象期間が自動的に採用され、積算日射量が計算され、一旦表示された後に、他の対象期間に切り替えるようにすることもできる。
【０１６８】
次に、ステップＳ８４において、ステップＳ８１で受信した対象地点に対応する地点の日射量積算データ１８１を取得する。この日射量積算データ１８１は、上述の通り、予め生成されたデータである。
【０１６９】
その後、ステップＳ８５において、ユーザがユーザ端末１０ｂにおいて、積算日射量の表示指示を行うか否かが繰り返し判定され、積算日射量の表示指示があった場合（ステップＳ８５のＹＥＳ）、ステップＳ８６において、ユーザがＣＡＤ等を利用して指定した壁面の情報を受信する。
【０１７０】
次に、ステップＳ８７において、１つの壁面（これをＨ（ｋ）とする）を計算対象の壁面としてセットする。ステップＳ８８において、すべての壁面に関する形態係数の計算が終了したか否かが判定され、すべての壁面に関する形態係数の計算が終了した場合（ステップＳ８８のＹＥＳ）、ステップＳ９２に進む。
【０１７１】
すべての壁面に関する形態係数の計算が終了していない場合（ステップＳ８８のＮＯ）、ステップＳ８９において、各天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）について、壁面ごとの形態係数Ｆｓ（ｋ，ｉ，ｊ）を計算する。なお、形態係数の計算処理については、図１７のフローチャートを参照して後で詳細に説明する。
【０１７２】
次に、ステップＳ９０において、次の壁面を計算対象壁面としてセットし、ステップＳ８８に進む。なお、本実施形態では、ステップＳ８７ないしステップＳ９０によって、ユーザが積算日射量の計算を行おうとする建物のすべての壁面（屋根等、他の表面を含む）について、形態係数を計算するように構成されているが、積算日射量の計算結果を２Ｄや３Ｄで最初に表示する場合に、表示されない壁面等については、形態係数の計算をスキップすることもできる。その場合、ユーザの操作により、表示角度の変更等が指示され、新たな壁面等が表示されることになった場合に、その時点で、当該壁面等について、形態係数の計算を行うようにすることができる。
【０１７３】
次に、ステップＳ９２において、ユーザの指定やシステムの初期設定等に基づいて、計算対象の建物に関し、表示対象の壁面を特定する。その後、ステップＳ９３において、表示対象の壁面のそれぞれに対して、小さな格子状のエリア（メッシュ状エリア）を設定する。なお、本実施形態では、積算日射量の表示単位として、このようなメッシュ状エリアを設定するが、他の様々な形状のエリアに壁面等を細分化し、そのエリアのそれぞれに計算された積算日射量を表示させることができる。
【０１７４】
メッシュ状エリアが設定されると、ステップＳ９４において、メッシュ状エリアを構成するエリアのそれぞれに関して、積算日射量を計算する。なお、エリアごとの積算日射量の計算処理については、図１８のフローチャートを参照して後で詳細に説明する。
【０１７５】
次に、ステップＳ９５において、計算された積算日射量の値に応じて各エリアの色、模様、ブリンクといった表示形態を決定する。例えば、積算日射量の値に応じて背景色や前景色を変えるようにすることができる。また、夏期と冬期の積算日射量を同時に表示するような場合に、エリアの前景色を、夏期の積算日射量の値に応じた色で表し、エリアの背景色を、冬期の積算日射量の値に応じた色で表すようにすることもできる。
【０１７６】
次に、ステップＳ９６において、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに、決定された表示形態でエリアを表示する。例えば、３Ｄ表示によって、ユーザが指定した敷地、敷地の上の建物（壁面）、及び障害物（隣棟や樹木）などが表示され、壁面において、メッシュ状エリアがそれぞれに決定された表示形態で表示される。
【０１７７】
このような積算日射量のエリアごとの表示により、ユーザは、どのエリアが指定した計算対象期間においてどれくらいの積算日射量であるかを一目で把握することができる。また、上述のように、夏期と冬期の積算日射量を表示することで、２つの異なる期間の積算日射量を同時に把握することができる。このような同時の表示により、例えば、窓の位置を決定しようとする場合に、夏期には積算日射量が小さく、冬期には積算日射量が大きな壁面の箇所を効果的に特定することができる。
【０１７８】
ステップＳ９７において、ユーザがユーザ端末１０ｂを操作し、計算対象である建物の壁面や屋根の位置を移動させたか否かが判定される。ユーザによって壁面や屋根の移動が指示された場合（ステップＳ９７のＹＥＳ）、ステップＳ８７に進み、そこで、壁面等について形態係数の再計算が行われる。なお、上述のように、ステップＳ８７ないしステップＳ９０によって、壁面（屋根等、他の表面を含む）についての形態係数が計算されるように構成されているが、ここでは、ユーザの指示により移動される壁面等についてのみ、形態係数を再計算するようにも構成できる。なお、壁面の方位が変わらず、位置だけが変わる場合（すなわち、平行移動の場合）、形態係数の再計算は不要であり、代わりに障害物有無係数の再計算（ステップＳ９４）が必要となり、その後、積算日射量を再計算する。壁面の方位が変わる場合は、形態係数と障害物有無係数の再計算（ステップＳ８９、ステップＳ９４）を行い、その後、積算日射量を再計算する。
【０１７９】
ユーザによって壁面や屋根の移動が指示されない場合（ステップＳ９７のＮＯ）、ステップＳ９８に進み、そこで、ユーザがユーザ端末１０ｂを操作し、計算対象である建物の壁面や屋根の表示角度が変更されたか否かが判定される。ユーザは、積算日射量の表示が３Ｄで行われるような場合に、回転ボタン等を操作して、建物を上下左右方向に自在に回転させることができる。ユーザによって壁面や屋根の表示角度が変更された場合（ステップＳ９８のＹＥＳ）、ステップＳ９２に進み、あらたに表示されることになる壁面等がある場合は、その壁面等に関して積算日射量を計算し、エリアごとの表示形態を決定し、決定された表示形態で各エリアを表示するよう制御する。
【０１８０】
ユーザによって壁面や屋根の表示角度が変更されない場合（ステップＳ９８のＮＯ）、ステップＳ９７の判定を繰り返す。
【０１８１】
次に、図１７のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおける形態係数の計算処理について説明する。
【０１８２】
最初に、ステップＳ１０１において、１つの天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を計算対象の天球分割区画としてセットする。次に、ステップＳ１０２において、すべての天球分割区画Ｒについて計算を完了したか否かが判定され、すべての天球分割区画Ｒについて計算を完了した場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１８３】
すべての天球分割区画Ｒについて計算を完了していない場合（ステップＳ１０２のＮＯ）、ステップＳ１０３に進み、そこで、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）と、計算対象の壁面等との位置関係を計算する。その後、ステップＳ１０４において、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）が、計算対象の壁面等の前方に位置するか否かが判定され、前方に位置しない場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０５において、計算対象の壁面に関し、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応する形態係数Ｆｓ（ｋ，ｉ，ｊ）に「０」をセットし、ステップＳ１０７に進む。
【０１８４】
一方、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）が、計算対象の壁面等の前方に位置する場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、計算対象の壁面の代表点から、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を見た場合の形態を表す形態係数を計算し、その値を、計算対象の壁面に関し、計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応する形態係数Ｆｓ（ｋ，ｉ，ｊ）にセットし、ステップＳ１０７に進む。
【０１８５】
計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に関する形態係数の計算において、例えば、（壁面等を含む）受照面が垂直面であり、天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）がこの受照面の前方にある場合、天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の形態係数は以下の式６により求められる。
形態係数＝｛（ｓｉｎＨ２×ｃｏｓＨ２＋Ｈ２）−（ｓｉｎＨ１×ｃｏｓＨ１＋Ｈ１）｝／Π
×｜ｓｉｎ（Ａ１−ＡＮ）−ｓｉｎ（Ａ２−ＡＮ）｜／２    ・・・（式６）
【０１８６】
ここで、Ｈ１〜Ｈ２が天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の高度角の範囲を表し、Ａ１〜Ａ２が天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の方位角の範囲を表し、ＡＮが受照面の法線の方位角を表す。また、この形態係数の計算では、障害物の有無は考慮しない。
【０１８７】
ステップＳ１０７において、値がセットされた形態係数Ｆｓ（ｋ，ｉ，ｊ）に基づいて形態係数テーブル１８３を更新し、次に、ステップＳ１０８において、次の天球分割区画Ｒを計算対象の天球分割区画としてセットし、ステップＳ１０２に進む。
【０１８８】
次に、図１８のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにおけるエリアごとの積算日射量の計算処理について説明する。
【０１８９】
最初に、ステップＳ１１１において、メッシュ状エリアのうち１つのエリアＭ（ｍ）を計算対象エリアとしてセットする。次に、ステップＳ１１２において、すべてのエリアＭについて計算を完了したか否かが判定され、すべてのエリアＭについて計算を完了した場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１９０】
すべてのエリアＭについて計算を完了していない場合（ステップＳ１１２のＮＯ）、ステップＳ１１３において、１つの天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を計算対象の天球分割区画としてセットする。
【０１９１】
次に、ステップＳ１１４において、すべての天球分割区画Ｒについて計算を完了したか否かが判定され、すべての天球分割区画Ｒについて計算が完了していないと判定された場合（ステップＳ１１４のＮＯ）、ステップＳ１１５において、計算対象エリアの中心点から計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の中心点に向けた直線に交わる障害物の存在を判定する。この判定は簡易的な判定であり、当該直線に交わる障害物が１つでもあれば障害物ありとし、まったく無ければ障害物無しと判定する。すなわち、障害物の有無は、計算対象エリアと計算対象の天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）のそれぞれの中心点を結ぶ直線のみで判定され、この直線と障害物の交差があれば、天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の全体が遮蔽されているとみなし、交差が無ければ、遮蔽がないとみなす。また、受照面の後方にある天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）については、無条件で障害物ありと判定する。
【０１９２】
次に、ステップＳ１１６において、障害物があるか否かが判定され、障害物がある場合（ステップＳ１１６のＹＥＳ）、ステップＳ１１７において、計算対象エリアの障害物有無係数Ｏ（ｋ，ｍ，ｉ，ｊ）に「０」をセットし、ステップＳ１１９に進む。
【０１９３】
ステップＳ１１６において、障害物がないと判定された場合（ステップＳ１１６のＮＯ）、計算対象エリアの障害物有無係数Ｏ（ｋ，ｍ，ｉ，ｊ）に「１」をセットし、ステップＳ１１９に進む。
【０１９４】
ステップＳ１１９において、ステップＳ１１７、またはステップＳ１１８で値がセットされた障害物有無係数Ｏ（ｋ，ｍ，ｉ，ｊ）に基づいて、障害物有無係数テーブルを更新し、ステップＳ１２０において、次の天球分割区画Ｒを計算対象の天球分割区画としてセットし、ステップＳ１１４に進む。
【０１９５】
ステップＳ１１４において、すべての天球分割区画Ｒについて計算を完了したと判定された場合（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、ステップＳ１２１において、計算対象エリアについて、日射量積算データ、形態係数テーブル、障害物有無係数テーブルに基づいて、積算日射量を計算する。次に、ステップＳ１２２において、メッシュ状エリアの次のエリアＭを計算対象のエリアとしてセットし、ステップＳ１１２に進む。
【０１９６】
図１９には、図１７に示す形態係数の計算処理によって作成された形態係数テーブルの例が示されている。形態係数テーブル１８３は、計算対象の壁面Ｈ（ｋ＝１、２、３、４、・・・）に対応して生成され、形態係数Ｆｓは、図１１に示した天球分割区画に対応して、ｉ＝１〜１６、ｊ＝１〜９の２次元配列として管理される。なお、形態係数Ｆｓは、天球分割区画をみた場合の形態に応じて決定される。
【０１９７】
図２０には、図１８に示す積算日射量の計算処理によって作成された障害物有無係数テーブルの例が示されている。障害物有無係数テーブル１８４は、計算対象の壁面Ｈ（ｋ＝１、２、３、４、・・・）、計算対象のエリアＭ（ｍ＝１、２、３、・・・・、メッシュ状エリアのうちの１つのエリア）に対応して生成され、障害物有無係数Ｏは、図１１に示した天球分割区画に対応して、ｉ＝１〜１６、ｊ＝１〜９の２次元配列として管理される。なお、障害物有無係数Ｏは、障害物の有無に応じて「０」または「１」の値を取り得る。
【０１９８】
ここまで、図１３、及び図１４のフローチャートにより日射量積算データの算出処理について説明し、図１６ないし図１８のフローチャートにより積算日射量の簡易計算処理について説明してきたが、これらのフローチャートは、処理の概念を示すための例示にすぎない。他の様々な処理ロジックにより、本発明の技術的思想に基づく同様の処理結果を得ることが可能である。
【０１９９】
例えば、図１６、及び図１８のフローチャートに示す積算日射量の簡易計算処理では、説明の便宜上、メッシュ状エリアのすべてのエリアについて障害物有無係数Ｏを計算してから最後にまとめて当該エリアごとの積算日射量を計算するようにしているが、保持する中間データの量を小さくするために、当該エリアごとに、障害物有無係数Ｏの計算と積算日射量の計算を続けて実行するよう構成することができる。
【０２００】
次に、図２１ないし図２９を参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムによりユーザ端末１０ｂのディスプレイに提供されるＧＵＩについて説明する。
【０２０１】
図２１は、ユーザがユーザ端末１０ｂに対し所定の操作を行うことで表示される積算日射量計算設定画面４００の例である。積算日射量計算設定画面４００には、メニュー表示部４０１、及び方位表示部４０２が表示され、メニュー表示部４０１の下部には、敷地や隣棟等が表示されるＣＡＤ画面が配置される。
【０２０２】
ここで、ユーザがメニュー表示部４０１の設定入力をマウス等で選択すると（矢印４０３）、図２１の左下に示すような設定入力画面４０４がポップアップ表示される。設定入力画面４０４には、方位・気象観測点指定部、敷地指定部、隣棟指定部、及びその他指定部の各設定入力部が配置される。
【０２０３】
方位・気象観測点指定部では、上述した積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に表示される敷地や建物等の方位を指定するためのＧＵＩが提供される。こうした方位の指定に応じて、積算日射量計算設定画面４００に方位表示部４０２が表示される。
【０２０４】
また、方位・気象観測点指定部では、計算対象となる敷地や建物に対応する気象観測点を、都道府県、観測点の順に指定するためのＧＵＩが提供される。こうした地点の指定によって、積算日射量を表示する際に、当該指定地点に対応する日射量積算データが利用されるようになる。
【０２０５】
なお、通常は、計算対象となる敷地や建物に近い気象観測点を選択するが、海や山が近いなど、地形や気象条件によっては必ずしも最短距離の気象観測点ではなく、気候的に近い(と推測される)気象観測点を選ぶ場合もある。  
【０２０６】
また、ユーザが計算対象となる敷地や建物の緯度・経度を入力するためのＧＵＩを用意し、入力された緯度・経度に近い気象観測点を自動判定するということも考えられる。さらに、ユーザに気象観測点を入力させて当該指定地点に対応する日射量積算データを利用するとともに、別途、計算対象となる敷地や建物の緯度・経度を入力させて、当該緯度・経度により太陽の軌道を計算するようにしてもよい。
【０２０７】
敷地指定部では、計算対象の建物が配置される敷地を指定するためのＧＵＩが提供される。例えば、ＢＯＸボタンにより矩形を指定したり、ＬＩＮＥボタンで複数の直線を指定したり、数値ボタンで複数の点の座標を指定したりすることにより敷地の領域を指定することができる。なお、この数値ボタンで指定される敷地は、矩形であるとは限らない。図２１の例では、敷地指定部での指定により、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に、敷地４０７が表示されている。
【０２０８】
隣棟指定部では、計算対象の建物に隣接する建物等を指定するためのＧＵＩが提供される。例えば、ＢＯＸボタンにより矩形を指定したり、ＬＩＮＥボタンで複数の直線を指定したり、多角形ボタンで複数の多角形のパターンから１つを選択したりすることにより、複数の隣棟を指定することができる。また、隣棟のそれぞれについて、軒高を指定することができる。
【０２０９】
さらに、隣棟指定部では、隣棟のそれぞれについて、屋根の設定を行うことができる。ユーザが、隣棟指定部に配置されている屋根設定ボタンをマウス等で選択すると、図２１の右下に示すような屋根設定画面４０５がポップアップ表示される。屋根設定画面４０５では、屋根形状指定部と勾配等指定部が配置され、屋根形状指定部では、切妻や寄棟といった屋根の形状を選択することができ、勾配等指定部では、屋根の勾配、軒の出、ケラバの出等の値を入力することができる。
【０２１０】
図２１の例では、このような隣棟指定部での指定により、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に、それぞれ高さや屋根形状の設定を備えた隣棟４０６、４０８が表示されている。隣棟の位置、高さ、屋根の形状等は、計算対象の建物の壁面等について積算日射量を計算する際に、形態係数や障害物有無係数に影響を及ぼすため、重要な要素となりうる。
【０２１１】
その他指定部では、周辺の樹木（常緑樹、落葉樹）のような障害物を配置することができ、これらの指定が、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に反映される。ここで、常緑樹については、夏期・冬期ともに障害物として考慮し、落葉樹については、夏期のみ障害物として考慮するようにすることができる。
【０２１２】
図２２に示す積算日射量計算設定画面４００は、図２１で各種設定入力がされた後の状態を示しており、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面には、ユーザの設定操作に応じて、敷地４０７、隣棟４０６、及び隣棟４０８が示されている。
【０２１３】
ここで、ユーザがメニュー表示部４０１の積算日射量３Ｄ表示をマウス等で選択すると（矢印４１１）、図２２の左下に示すような積算日射量３Ｄ表示指示画面４１３がポップアップ表示される。積算日射量３Ｄ表示指示画面４１３には、仮想外壁設定部、屋根設定ボタン、及び対象期間指定部が配置され、最下部には、積算日射量３Ｄ表示を指示するための積算日射量３Ｄ表示ボタンが配置される。
【０２１４】
仮想外壁設定部では、指定した敷地の内部に、仮想的な壁面を設定することができる。ユーザは、追加ボタンをマウス等で選択することにより仮想外壁を追加すると、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面には、点線で表示された壁面が表示される。例えば、図２２の例では、敷地４０７のなかに、４つの壁面に対応する４つの点線が追加されている。また、個々の仮想外壁の追加において、高さを指定することができる。
【０２１５】
また、仮想外壁設定部で移動ボタンをマウス等で選択すると、図２２に示すように、積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に矢印４１２が１つの仮想外壁に関連付けられて表示され、ユーザは、この矢印４１２を移動させることによって、対応する仮想外壁の位置を変化させることができる。図２２の例では、最も南側の仮想外壁が、ユーザの操作により、より南方向に移動されている。
【０２１６】
屋根設定ボタンをマウス等で選択すると、図２２の右下に示すような屋根設定画面４１４がポップアップ表示される。屋根設定画面４１４では、屋根形状指定部と勾配等指定部が配置され、屋根形状指定部では、切妻や寄棟といった屋根の形状を選択することができ、勾配等指定部では、屋根の勾配、軒の出、ケラバの出等の値を入力することができる。屋根設定画面４１４は、図２１の屋根設定画面４０５と同様の機能を有している。
【０２１７】
対象期間指定部は、ユーザが積算日射量３Ｄ表示ボタンをマウス等で選択して、積算日射量の３Ｄ表示を指示する場合に、どのような期間で積算日射量を計算するかを指定するものであり、積算日射量３Ｄ表示ボタンの上部に示されるように、１月〜１２月までの月別表示の指定、年間表示の指定、夏期の表示、冬期の表示、夏期と冬期の表示といった様々な期間を計算対象期間として選択することができる。
【０２１８】
なお、このような対象期間指定部を省略し、ユーザが積算日射量３Ｄ表示ボタンをマウス等で選択した場合にデフォルトに設定されている対象期間（例えば、夏期と冬期）で積算日射量の３Ｄ表示が行われ、３Ｄ表示がされている画面において、随時、対象期間を切り替えるように構成することもできる。
【０２１９】
また、ユーザがメニュー表示部４０１の夏期・冬期設定をマウス等で選択すると、夏期と冬期をどの月とするかを設定することができる。例えば、夏期を７月〜９月とし、冬期を１２月〜２月としたり、夏期を６月〜９月とし、冬期を１１月〜２月とするなど、ユーザが任意に設定することができる。
【０２２０】
また、ユーザがメニュー表示部４０１のエリアサイズ設定をマウス等で選択すると、メッシュ状エリアの個々のエリアサイズを設定することができる。例えば、個々のエリアのサイズの１辺を、１００ｍｍ、５００ｍｍ、１０００ｍｍのなかから選択するような、エリアサイズ選択画面をポップアップ表示させることができる。なお、ここで、エリアサイズを小さくすると、壁面（仮想外壁）が細かく区切られ、より詳細な計算結果が得られる反面、計算の所要時間が大きくなる可能性がある。
【０２２１】
また、ユーザがメニュー表示部４０１の保存をマウス等で選択すると、図２１、及び図２２でユーザが設定した内容が、ユーザ端末１０ｂの設定情報１８２に記憶され、メニュー表示部４０１の開くをマウス等で選択した場合に、再びその設定情報を呼び出すことができる。また、積算日射量３Ｄ表示ボタンが選択され、積算日射量の３Ｄ表示が行われている場合は、メニュー表示部４０１の保存を選択することにより、積算日射量の計算結果が、ユーザ端末１０ｂの積算日射量計算結果１８５に記憶され、メニュー表示部４０１の開くをマウス等で選択した場合に、再びその積算日射量の計算結果を呼び出すことができる。
【０２２２】
図２３に示す積算日射量表示画面５００は、図２２の積算日射量計算設定画面４００において、ユーザが積算日射量３Ｄ表示ボタンを選択した場合に表示される画面である。ただし、図２３では、計算対象の建物の壁面（仮想外壁）のメッシュ状エリアを説明するために、積算日射量の計算結果が各エリアの表示形態に反映されていない状態を示している。
【０２２３】
図２３に示す積算日射量表示画面５００には、左上に方位表示部５０１が配置され、右下にメニュー表示部５０２が配置される。また、図２３の積算日射量表示画面５００には、図２２に示す積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に展開された敷地４０７、敷地４０７の上に設定された計算対象の建物５０４の表面を構成する４つの仮想外壁、隣棟４０６、及び隣棟４０８が３Ｄの表示形態で表示されている。
【０２２４】
図２３の積算日射量表示画面５００に示された５０６は、図２２に示す積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に展開された敷地４０７に対応する。壁面５０４ａ、壁面５０４ｂ、壁面５０４ｃ、及び壁面５０４ｄは、図２２に示す積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に展開された４つの仮想外壁に対応する。また、５０３、５０５はそれぞれ、図２２に示す積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面に展開された隣棟４０６、隣棟４０８に対応する。
【０２２５】
積算日射量表示画面５００では、壁面５０４ａと壁面５０４ｂが見える角度で３Ｄ表示がされており、壁面５０４ａと壁面５０４ｂには、メッシュ状エリアが設定されている。なお、本実施形態では、各壁面（５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ）は、敷地の端部まで延伸して、壁面と壁面が交差するような表現となっているが、壁面同士が交差した箇所で壁面を終端させて建物の角とし、敷地の端部までの延伸を行わないような表現とすることも可能である。
【０２２６】
また、メッシュ状エリアは、図２３に示すように、壁面を分割する格子状の複数エリアとなっているが、様々な形状の複数エリアを設定することができる。本実施形態では、各エリアの形状は矩形となっている。
【０２２７】
また、図２３では、壁面（５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ）を有する計算対象の建物５０４の屋根が非表示となっているが、メニュー表示部５０２の非表示ボタンをマウス等で選択することにより、屋根を表示させることができる。こうして表示される屋根は、図２２に示す屋根設定画面４１４により設定された属性（形状、勾配、軒の出、ケラバの出）の屋根であり、屋根の表面にもメッシュ状エリアを設定することができる。メニュー表示部５０２の非表示ボタンがマウス等で選択されると、その非表示ボタンは表示ボタンに変わり、その後、表示ボタンをマウス等で選択すると、表示されていた屋根が非表示となる。
【０２２８】
図２４に示す積算日射量表示画面５００は、図２２の積算日射量計算設定画面４００において、ユーザが積算日射量３Ｄ表示ボタンを選択した場合に表示される画面であり、壁面（仮想外壁）に設定されたメッシュ状エリアのそれぞれが、積算日射量の計算結果に応じて、異なる背景色で示されている（図２３では、異なる背景色は、模様の異なるハッチングで区別して示されている）。
【０２２９】
この例では、図２２の積算日射量計算設定画面４００において、夏期と冬期の表示が指定されて、積算日射量３Ｄ表示ボタンが選択された場合の画面表示であり、この時点では、冬期における積算日射量３Ｄ表示が行われている。
【０２３０】
ここで、ユーザが、メニュー表示部５０２の凡例ボタンを選択すると、凡例画面５０８がポップアップ表示される。凡例画面５０８に示されるように、本実施形態では、冬期の積算日射量に応じて各エリアの背景色が異なるように設定され、夏期の積算日射量に応じて各エリアの前景色（ここでは、枠線の色）が異なるように設定されている。なお、ここでは、夏期の積算日射量が５００（MJ／ｍ２）以上の場合に枠線に色が付けられ、それ以外は枠線の色を無しという設定がされているが、冬期の場合のように、複数の段階的な前景色を採用することもできる。
【０２３１】
また、前景色としては、本実施形態のような、エリアの枠線の表示だけでなく、エリアの対角線（１つまたは２つ）、エリアの枠線＋２つの対角線など、様々な表示パターンをとることができる。
【０２３２】
図２４に示す積算日射量表示画面５００のメニュー表示部５０２では、冬日射表示ボタンが表示されており、現在、冬期の積算日射量の３Ｄ表示が行われていることを示している。ここで、ユーザが、この冬日射表示ボタンをマウス等で選択すると（矢印５０７）、図２５の積算日射量表示画面５００に示すように、夏期の積算日射量の３Ｄ表示に切り替わり、メニュー表示部５０２の冬日射表示ボタンの箇所が、夏日射表示ボタンに変化する。
【０２３３】
図２５の積算日射量表示画面５００では、壁面５０４ａと壁面５０４ｂにおいて、夏期の積算日射量が５００（MJ／ｍ２）以上であることが示されている。ここで、ユーザが、この夏日射表示ボタンをマウス等で選択すると（矢印５０９）、図２６の積算日射量表示画面５００に示すように、冬期の積算日射量と夏期の積算日射量を同時に表す３Ｄ表示に切り替わり、メニュー表示部５０２の夏日射表示ボタンの箇所が、夏冬日射表示ボタンに変化する。
【０２３４】
このような表示形態によって、１つのエリアにおいて、背景色と前景色とを用い、冬期の積算日射量と夏期の積算日射量といった２つの情報を、ユーザが同時に認識可能な形態で表示させることができる。
【０２３５】
図２７は、図２２に示したような積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面と、図２６に示したような積算日射量表示画面５００とが、ユーザの所定操作によって、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに同時に表示される様子を示したものである。
【０２３６】
ユーザは、ＣＡＤ画面において、マウス等を操作し（矢印４１２）、南側の壁面をより南側に移動させると（矢印Ｙ１）、そのユーザの操作に連動して、積算日射量表示画面５００において、移動された壁面に対応する壁面５０４ａが、同じ距離だけ南側に移動される（矢印Ｙ２）。
【０２３７】
こうして、積算日射量表示画面５００において壁面５０４ａが移動されると、その移動が行われるごとに、メッシュ状エリアの各エリアにおける積算日射量が再計算され、積算日射量計算結果に応じて、リアルタイムに（または、リアルタイムに近いタイミング）当該エリアの表示形態（本実施形態では、背景色と前景色）が次々と変化する。
【０２３８】
各エリアの表示形態を、壁面５０４ａの移動に伴って時々刻々と変化させることができるのは、本実施形態において積算日射量の簡易計算が行われ、極めて短時間に計算結果を算出することができるからにほかならない。
【０２３９】
図２７に示すような連動表示を用いることによって、ユーザは、壁面を徐々に移動させながら、最適な積算日射量の状況となる壁面の位置を把握可能となる。また、夏期と冬期の積算日射量が各エリアで同時に表示される場合、ユーザは、壁面を徐々に移動させて、夏期と冬期の積算日射量のバランスが最適な状況となる様子をグラフィカルな感覚で確認することができる。
【０２４０】
図２８に示す積算日射量表示画面５００は、図２２の積算日射量計算設定画面４００において、ユーザが積算日射量３Ｄ表示ボタンを選択した場合に表示される画面であり、図２４ないし図２７に示す積算日射量表示画面５００と同じ壁面（５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ）を有する計算対象の建物５０４が示されている（壁面における各エリアの表示、及び隣棟５０３、隣棟５０５の表示は省略した）。ただし、図２８では、ユーザが、メニュー表示部５０２の回転ボタンをマウス等により選択し３Ｄ画像が回転させた結果、方位表示部５１１が、図２４ないし図２７に示した方位表示部５０１とは異なる向きを示している。
【０２４１】
さらに、図２８では、メニュー表示部５０２の非表示ボタンをマウス等により選択した結果、非表示ボタンは表示ボタンに切り替わり、図２２の屋根設定画面４１４で設定した屋根５０４ｅが表示されている。
【０２４２】
図２９に示す積算日射量表示画面５００は、図２８の積算日射量表示画面５００において、壁面５０４ａを南方向（矢印Ｚ）に移動させた結果を示したものである。このような壁面の移動指示は、図２７に示したような積算日射量計算設定画面４００のＣＡＤ画面によって行われる。
【０２４３】
壁面５０４ａを南方向に移動させた結果、屋根５０４ｅもこれに応じて形状が変化する（拡張する）よう自動的に調整される。このとき、屋根５０４ｅは、図２２の屋根設定画面４１４で設定した属性（勾配、軒の出、ケラバの出）に基づいて変化するよう制御される。したがって、屋根５０４ｅは、壁面５０４ａの移動に伴って、同じ勾配、軒の出、ケラバの出を維持しながら変形される。
【０２４４】
図２９の積算日射量表示画面５００ではさらに、指定領域５１２、及び指定領域５１３が示されている。これらの指定領域は、ユーザがユーザ端末１０ｂに対して所定の操作（例えば、積算日射量表示画面５００の３Ｄ画像の上で、マウス等により、指定領域の対角を指定する操作）を行うことにより設定される。
【０２４５】
指定領域が設定されると、その設定がされたタイミング（または他のタイミング）で、その指定領域における面積と、夏期及び冬期の積算日射量が、当該指定領域に関連付けて（例えば、図２９のような吹き出し表示のような形態で）表示される。指定領域が設定された場合、その指定領域に関する夏期、冬期の積算日射量は、例えば、その指定領域に含まれるエリア（メッシュ状エリアの各エリア）における夏期、冬期の積算日射量をそれぞれ合計することによって求ることができる。なお、エリアの一部が指定領域に含まれる場合は、含まれる面積の比率に応じて積算日射量が加算される。
【０２４６】
なお、ここまで、図２１ないし図２９を参照して、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムによりユーザ端末１０ｂのディスプレイに提供されるＧＵＩについて説明してきたが、これらのＧＵＩに係る画面構成や操作方法は一例に過ぎず、他の様々な形態により、本発明の技術的思想に基づく同様の効果を得ることが可能である。
【０２４７】
次に、本発明の一実施形態に係る日射量計算システムにて実行される簡易計算についての精度向上と速度向上に関する改善案を説明する。
【０２４８】
［精度向上について］
精度向上に関し、天球分割区画の分割方法を変更することが考えられる。本実施形態では、図１１の半球状領域３１０に設定された天球分割区画のように、一定の方位角、高度角で天球を分割する方法があるが、この場合、受照面の法線方向に近い区画に比べ、受照面の法線に垂直な方向にある区画では、その区画から受ける法線面直達日射量、及び水平面天空日射量の積算値が非常に小さくなる。
【０２４９】
このことは以下の理由による。すなわち、受照面の法線に垂直な方向にある区画では、受照面に対する入射角が大きくなり、そのために、その区画から受ける法線面直達日射量が小さくなる。また、受照面の法線に垂直な方向にある区画では、形態係数が小さくなり、そのために、その区画から受ける水平面天空日射量が小さくなる。
【０２５０】
つまり、区画ごとの計算量は一定であるが、結果に対する影響度合いにばらつきが大きい。よって、方位角・高度角の分割間隔を一定ではなく、受照面の法線方向に近い位置ほど、分割の間隔を小さくすることで、簡易計算の精度を向上させることができる。
【０２５１】
また、季節や地点によって、太陽の軌道や、水平面天空日射量／法線面直達日射量の比率が異なるので、季節や地点に応じて天球分割区画の分割方法を変えることも考えられる。
【０２５２】
［速度向上について］
積算日射量への影響が小さい区画については無視して積算値に加味しないようにすることで、障害物判定処理をスキップし、その結果、簡易計算の計算速度を向上させることが考えられる。
【０２５３】
図３０は、上述した精度向上の観点に鑑み、図１１に示した天球分割区画とは異なる区画の例を示したものである。図１１の半球状領域３１０に設定された天球分割区画は、一定の方位角・高度角によって分割された区画であるが、図３０の半球状領域３１０’では、積算日射量が大きい領域には小さなサイズの区画を配置し、逆に、積算日射量が小さい領域には大きなサイズの区画を配置している。このような天球分割区画の配置により、積算日射量の大きな領域ではより細かい区画が設定されているため誤差を低減させ、精度を向上させることができる。また、積算日射量の小さな領域では大きな区画を設定するかまたは、区画を設定しないことで全体の区画数を増大させることなく、結果的に計算時間を増大させないようにできる。
【０２５４】
図３０に示す半球状領域３１０’の例では、図３０（Ｂ）に示すように、天球分割区画は、半球を水平方向に９分割するよう設定され（ｊ＝１〜９）、半球状領域３１０’の表面には、９つの同心円が形成される（図３０（Ａ）参照）。これら９つの同心円に関する高度角（すなわち、同心円と半球状領域３１０’を球体としたときの中心がなす角）は、それぞれ１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４５°、６０°、８０°、９０°であり、８０°と９０°の間には区画が設定されない。高度角の刻み幅は、それぞれ、１０°、５°、５°、５°、５°、１０°、１５°、２０°といった異なる角度となっており、積算日射量の大きい領域について、小さな角度が設定されている。
【０２５５】
また、図３０に示す半球状領域３１０’は、図３０（Ａ）に示すように、北側の半円部分に区画が設定されていない。なお、北側の半円部分に区画を設定しないという上記の区画設定は、南向きの壁を対象とした場合に考えられる設定である。さらに、上述したように、中心部分（高度角が８０°と９０°の間の領域）にも区画の設定がない。
【０２５６】
また、図３０に示す半球状領域３１０’は、上述したように、水平方向に９分割され（ｊ＝１〜９）、さらに、図３０（Ａ）に示すように、分割されたそれぞれの領域をそれぞれ異なる方位角で分割し、天球分割区画を設定する。例えば、ｊ＝１で表される領域は、少なくとも一部が異なる方位角で分割された区画を含む１２の区画に分割され（ｉ＝１〜１２）、ｊ＝２で表される領域は、少なくとも一部が異なる方位角で分割された区画を含む８の区画に分割される（ｉ＝１〜８）。
【０２５７】
図３０（Ａ）には、ｊ＝５の領域に属する天球分割区画Ｒ（５，５）と、ｊ＝７の領域に属する天球分割区画Ｒ（２，７）がハッチングにより示されており、この２つの天球分割区画Ｒが、同じ方位角の範囲で分割されていないことが分かる。
【０２５８】
このように、図３０に示す半球状領域３１０’では、積算日射量の大きい領域をより小さな区画に割り当て、積算日射量の小さい領域をより大きな区画に割り当てる（または、区画を割り当てない）ために、様々な高度角と方位角で分割された区画が設定される。また、半球上の積算日射量の分布は、壁面の方位や計算期間によって変化するため、計算対象となる壁面の方位ごとに異なる天球分割区画の分割方法を設定する。
【０２５９】
なお、図１１に示す半球状領域３１０に設定された天球分割区画や、図３０に示す半球状領域３１０’に設定された天球分割区画は例示に過ぎず、これら以外の様々な態様で天球分割区画を設定することができる。また、天球分割区画の数も様々に調整可能であり、天球分割区画の数は、計算速度と精度のトレードオフで任意に調整可能である。
【符号の説明】
【０２６０】
１、２・・・日射量計算システム
１０ａ、１０ｂ・・・ユーザ端末
２０・・・サーバ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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