(57)【要約】【課題】熱放射シミュレーション（定常および非定常問題）を従来よりも簡便な手法で実現し、小規模な計算機システムでも上記シミュレーションを実施できるようにする。【解決手段】解析空間５０および人体３０を形状モデルで表すステップと、人体の形状モデルから各壁面に対する形態係数を算出するステップと、多面体を仮想的に設置するステップと、この多面体の各面から各壁面要素に対する形態係数を算出するステップと、人体の形状モデルから解析空間の壁面要素に対する形態係数Ｆｐｅｒｓｏｎ→ｗｊを下記式（１）で表してから重み係数αｉを算出するステップと、重み係数αｉを多面体で求められた熱放射に関する諸量に乗ずることにより人体の表面での熱放射に関する諸量を算出し記憶装置２１に格納するステップとを有する。【数１】2004198128.tif 000021【選択図】図１
2004198128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の代わりに設置された多面体の各面における熱放射に関する諸量を、重み係数で変換することにより、詳細な人体表面と解析空間の壁面との間における熱放射に関する諸量を算出する方法において、
解析空間およびこの解析空間内に居る人体を形状モデルで表すステップと、前記人体の形状モデルから前記解析空間の各壁面要素に対する形態係数を算出するステップと、前記解析空間内に多面体を仮想的に設置するステップと、この多面体の各面ｉ（ｉ＝１〜Ｍ；Ｍは前記多面体の面の総数）から前記解析空間の各壁面要素ｊ（ｊ＝１〜Ｎ；Ｎは前記解析空間の壁面を任意に分割して生成された面の総数）に対する形態係数をそれぞれ算出するステップと、前記人体の形状モデルから前記解析空間の壁面要素ｊに対する形態係数Ｆｐｅｒｓｏｎ→ｗｊを下記式（１）で表してから重み係数αｉを算出するステップと、前記重み係数αｉを前記多面体で求められた熱放射に関する諸量に乗ずることにより前記人体の表面における熱放射に関する諸量を算出し、前記算出された重み係数αｉおよび熱放射に関する諸量を所定の記憶装置に格納するステップとを有することを特徴とする人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法。
【数１】
2004198128.tif 000018
【請求項２】
前記多面体は、微小立方体である請求項１に記載の人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法。
【請求項３】
前記微小立方体における背面、右壁面、正面、左壁面、床面および天井面で前記重み係数を定義し、かつ、前記人体が立位である場合に、前記重み係数αｉを下記表１に示す数値範囲内にした請求項２に記載の人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法。
【表１】
2004198128.tif 000019
【請求項４】
前記微小立方体における背面、右壁面、正面、左壁面、床面および天井面で前記重み係数を定義し、かつ、前記人体が椅座位である場合に、前記重み係数αｉを下記表２に示す数値範囲内にした請求項２に記載の人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法。
【表２】
2004198128.tif 000020
【請求項５】
算出された重み係数αｉが負値となった場合、その値を０にし、かつ、その他の値を物理的に矛盾が生じないように補正する請求項１〜４の何れか一項に記載の人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のステップを実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする人体表面での熱放射に関する諸量の算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法およびプログラムに関し、特に建築物や自動車といった閉じた空間内に居る人体表面での熱放射に関する諸量を算出するための方法およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築物や自動車内に居る人体が感じる温熱快適性を数値シミュレーションにより評価し、その結果を建築物等の設計にフィードバックしたり、既存の建築物等の性能評価に利用したりすることが行われている。室内における快適性評価する方法の一つに、人体の熱バランスに基づいた手法があるが、その場合人体表面での熱放射に関する諸量（例えば放射温度、放射熱量等）を正確に評価する必要がある。
【０００３】
これを実施するには、主に（１）対流による熱輸送、（２）放射による熱輸送、および（３）物体同士の接触による熱輸送（熱伝導）の３形態を考慮する必要があり、さらには潜熱による熱輸送（人体の発汗等による水分移動）を考慮する必要がある。
【０００４】
これらの中でも放射による熱輸送をシミュレーションにより評価するには、一般に人体と居室の壁面との間における形態係数を算出する必要があり、従来においては、居室の形状モデル内に人体の形状モデルを配置し、数値計算により形態係数を算出することが行われていた。また、人体表面における熱放射に関する諸量は、人体から周囲の壁面に対する形態係数、人体および人体周辺の壁面の表面温度によって表される。なお、例えば特許文献１や特許文献２には、温熱環境の評価に関する発明が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８６９４９３号公報（第１−８頁）
【特許文献２】
特開平１０−１４１７３６号公報（第１−７頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、形態係数の算出には、人体の形状モデル（以下、人体形状モデルという）を構成する表面要素と、解析空間を構成する表面要素との間での光線の往来を一つ一つシミュレーションにより評価する必要があり、数千から数万以上の表面要素を有する上記温熱シミュレーションにおいては、その計算量が膨大である。特に、上記温熱シミュレーションを非定常で行った場合、人体の位置の変化に伴って形態係数も変化するため、時間ステップ毎に形態係数を算出し直さなければならない。したがって、短時間でシミュレーションを実施することは困難であり、また計算能力の高い高価な計算機を用いる必要があるといった種々の問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、時間ステップ毎に形態係数を算出し直すことなく非定常の放射温度または放射熱量を計算できるようにし、従来よりも簡便かつ小規模な計算機システムでも実施できるようにした人体表面での熱放射に関する諸量の算出方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、人体の代わりに設置された多面体の各面における熱放射に関する諸量を、重み係数で変換することにより、詳細な人体表面と解析空間の壁面との間における熱放射に関する諸量を算出する方法において、解析空間およびこの解析空間内に居る人体を形状モデルで表すステップと、前記人体の形状モデルから前記解析空間の各壁面要素に対する形態係数を算出するステップと、前記解析空間内に多面体を仮想的に設置するステップと、この多面体の各面ｉ（ｉ＝１〜Ｍ；Ｍは前記多面体の面の総数）から前記解析空間の各壁面要素ｊ（ｊ＝１〜Ｎ；Ｎは前記解析空間の壁面を任意に分割して生成された面の総数）に対する形態係数をそれぞれ算出するステップと、前記人体の形状モデルから前記解析空間の壁面要素ｊに対する形態係数Ｆｐｅｒｓｏｎ→ｗｊを下記式（２）で表してから重み係数αｉを算出するステップと、前記重み係数αｉを前記多面体で求められた熱放射に関する諸量に乗ずることにより前記人体の表面における熱放射に関する諸量を算出し、前記算出された重み係数αｉおよび熱放射に関する諸量を所定の記憶装置に格納するステップとを有することを特徴とする人体に対する熱放射に関する諸量の算出方法を提供する。
【０００９】
【数２】
2004198128.tif 000003
【００１０】
ここで、本発明の原理について説明する。上述のように従来においては、解析空間と膨大な表面要素を有する人体形状モデルとの間の形態係数を人体の移動に応じて計算し直していたが、これでは計算量が膨大となってしまい、短時間で計算するのは困難である。そこで、本願発明者らは、このような従来技術の問題を解決すべく、以下に示す新規の手法を提案するに至った。すなわち、時間ステップ毎に位置の変化する人体の代わりに、人体形状モデルよりも表面要素数の少ない多面体（例えば微小立方体や四面体等）を仮想的に設置し、この多面体から解析空間の各壁面に対する形態係数を求める。そして、求められた形態係数に対して、予め求めておいた重み係数により重み付けすることで、人体から解析空間の表面に対する形態係数を算出する。
【００１１】
図１は、解析空間内に位置する人体と、形態係数の算出に用いられる微小立方体との位置関係を模式的に示す部分破断斜視図である。同図に示すように、直方体状の解析空間５０内に人体３０が立っているものとした場合、形態係数の算出に使用される微小立方体４０を人体３０の体中心（ここではASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）の規定に従って人体３０の足下から１ｍの高さとする）に仮想的に設置する。
【００１２】
したがって、微小立方体４０から各壁面５１〜５６に対する形態係数を算出することになり、表面温度の異なる壁面からの熱放射を考慮してシミュレーションを実施できる。なお、微小立方体４０は、その大きさが人体３０よりも小さいものがよく、例えば１辺の長さを数ｃｍ（センチメートル）程度とするとよい。また、壁面に窓５４Ｗ等がある場合はここから入射する日射等を考慮して温熱快適性シミュレーションを実施できる。
【００１３】
図２は、図１の微小立方体４０を拡大したものであり、微小立方体４０は計６個の面４１〜４６で構成されている。そして、面４１〜４６は解析空間５０の各壁面と平行になるよう設置されている。また、同図の場合、表面４４は解析空間５０の右壁面５４と平行に面しており、右壁面５４に対する形態係数が最も大きくなる。それに対して、正面５３、背面５５、天井面５１および床面５６に対する形態係数は右壁面５４に対するものより小さく、左壁面５２に対しては面４２が微小立方体４０の陰になっているため形態係数は「０」となる。
【００１４】
ここで、重み係数の算出手順について説明する。上記式（２）に示すように、多面体から解析空間の各壁面に対して求められた形態係数に重み係数αｉを乗じてから加算することにより、人体から解析空間の各壁面に対する形態係数を求めることができる。したがって、本発明においては、人体形状モデルよりも圧倒的に表面要素数の少ない多面体の形態係数を求めるだけで、人体から解析空間の各壁面に対する形態係数を求めることができる。
【００１５】
図３は、重み係数の算出手順を示したフローチャートである。まず、解析空間および解析空間内の人体を形状モデルで表す（ステップ１０１）。すなわち、複数の表面要素に分割する。次いで、この表面要素を用い、人体から解析空間の各壁面に対する形態係数を数値計算により算出する（ステップ１０２）。形態係数の具体的な算出としては、公知の手法を用いることができ、例えば文献「尾関他，数値計算による矩形面と全身との形態係数の評価，日本建築学会計画系論文集，第５２２号，ｐ．１５−２２，１９９９年８月」に開示されている手法を用いるとよい。
【００１６】
次いで、人体の体中心に微小立方体を仮想的に設置し（ステップ１０３）、微小立方体から解析空間の各壁面に対する形態係数を数値計算により算出する（ステップ１０４）。次いで、上述の式（２）にステップ１０２で求められた人体から解析空間の各壁面に対する形態係数Ｆｐｅｒｓｏｎ→ｗｊ、およびステップ１０４で求められた微小立方体から解析空間の各壁面に対する形態係数を代入し、最小二乗法等をもちいることにより、重み係数αｉを算出する。このとき算出された重み係数αｉが負値となった場合は、算出された負値の代わりに「０」を用い、その他の重み係数を物理的に矛盾しないように補正するとよい。算出された重み係数αｉは磁気ディスク装置等の記憶装置に格納することにより、以降はこの重み係数αｉを繰り返し再利用できる。
【００１７】
なお、非定常問題を計算する場合（例えば解析空間内を人体が移動する場合）、人体の姿勢は時間ステップ毎に変化することが予想される。例えば、ある時は歩行し、ある時は椅子に座るなどし、その結果解析空間に対する形態係数および重み係数も変化する。そのため、より精度の高いシミュレーションを実現するためには、人体表面における放射熱量を算出する際に姿勢に応じた重み係数を使用すべきであるが、計算量の増大を抑制するためには、予め１種類の重み係数を求めておき、姿勢の変化に拘わらずこの係数を代表して用いてもよい。
【００１８】
また、非定常に変化する人体の姿勢を大きく２種類（またはそれ以上）に分類するとともに各分類の重み係数を求めておき、時間ステップ毎に人体の姿勢がどちらの分類に属するかを判定した上で、該当する分類の重み係数を使い分けるようにしてもよい。例えば、人体の姿勢を立位と椅座位といった具合に分類し、各分類での重み係数を予め求めておき、人体の形態係数を算出する際に人体の姿勢がどちらの分類に属するかを判定した上で、該当する姿勢の重み係数を使用するとよい。さらに、解析空間の大きさに応じて重み係数を使い分けてもよいし、人体の大きさや体型に応じて重み係数を使い分けてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
図４は、温熱快適性シミュレーション装置の一実施形態を示すブロック図である。同図に示す温熱快適性シミュレーション装置１０は、ワークステーションなどの計算機システムで構成され、その外部には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive ）、光ディスク装置または光磁気ディスク装置などの外部記憶装置２１と、キーボードやマウスなどの操作部２２と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイまたはＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの表示装置２３とが接続されている。
【００２０】
また、温熱快適性シミュレーション装置１０は、中央処理部１１とＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部１２と、入出力インタフェースとして機能するＩ／Ｆ１３、１４および１５と、バス１６とを内部に備えている。バス１６は温熱快適性シミュレーション装置１０内の各部と接続されており、したがって各部はバス１６を介してアドレス信号、データ信号および各種の制御信号を送受信する。中央処理部１１は、演算機能および制御機能を備えたＣＰＵ（Central Processing Unit ）などの装置であり、数値シミュレーションを実施するためのプログラムを外部記憶装置２１から読み出し、記憶部１２を作業領域として実行する。
【００２１】
また、Ｉ／Ｆ１３には操作部２２が接続され、ユーザによる操作はこの操作部２２を介して中央処理部１１へ送信される。Ｉ／Ｆ１４には種々のデータ（例えば構造物および人体などの形状データ、解析条件に関する各種のデータ、および窓ガラスとして使用されるガラスの品種・特性に関するデータ、重み係数および形態係数等）からなるデータベースを記憶保持した外部記憶装置２１が接続されている。
【００２２】
外部記憶装置２１からのデータの読み出しおよび外部記憶装置２１へのデータの書き込みは、中央処理部１１の制御によって行われる。Ｉ／Ｆ１５に接続されている表示装置２３には、操作部２２によって入力された情報や可視化されたシミュレーション結果等が表示される。
【００２３】
このように、温熱快適性シミュレーション装置１０は、外部記憶装置２１から構造物および人体の数値モデルに関する形状データを読み出し、このデータを使って居室内や車室内の温熱シミュレーションを行う。シミュレーション結果は外部記憶装置２１に記憶保持されるとともに、表示装置２３に可視化された映像が表示される。
【００２４】
ここで、人体表面での熱放射に関する諸量の算出の手順について説明する。なお、以下では、放射熱量の算出手順について取り上げる。
図５は、熱放射に関する諸量の算出手順を示すフローチャートであり、以下の一連の手順は図４の中央処理部１１によって実施される。まず、解析空間内に設置された微小立方体における放射熱量を算出したい。その方法としては、計算機のみで算出する方法と、放射計を利用して物理的に測定した放射熱量を利用する方法との２種類がある。そこで、計算機のみまたは実測により計測するかの何れかを選択し（ステップ２０１）、計算機で算出する場合は図１に示したような仮想的な解析空間内に微小立方体を仮想的に設置し（ステップ２０２）、微小立方体の各表面から解析空間の各壁面に対する形態係数を算出する（ステップ２０３）。次いで、微小立方体表面における放射熱量を算出する（ステップ２０４）。最後に、ステップ２０６に示す熱平衡式に重み係数および算出された放射熱量を代入し演算することにより、人体表面における放射熱量Ｑｐｅｒｓｏｎ＿ｒａｄを求める。なお、Ｑｉは微小立方体の表面ｉにおける放射熱量である。
【００２５】
一方、解析空間に相当する実際の空間（実験設備）を用意できれば、その中で放射計を取り付けた微小立方体を実際に移動させることで、微小立方体が受ける放射熱量を測定することができる（ステップ２０５）。その後、上記同様にステップ２０６における熱平衡式に重み係数および測定された放射熱量を代入し演算することにより、人体表面における放射熱量が求まる。
【００２６】
なお、上述したように、人体の姿勢に拘わらず１種類の重み係数を使用してもよいし、人体の姿勢を判定して姿勢に応じた重み係数を使用するようにしてもよい。また、人体表面における放射熱量が算出されれば、解析空間内における気流の計算等の連成を行うことにより、人体とその周辺空間との間で授受される熱量を計算でき、６５ＭＮモデル（文献「田辺他、温熱環境評価のための６５分割体温調節モデルに関する研究、日本建築学会計画系論文集  第５４１号、２００１年３月」を参照）等を利用することにより、人体の非定常な生理反応をシミュレーションできる。
【００２７】
また、人体３０の温熱指標（ＳＥＴ＊、ＴＳＶ等）を、特願２００１−２０８７７２号に開示されている手法を用いて求めることにより、解析空間内における人体の温熱快適性を、形態係数を求めるための大規模な計算をすることなくシミュレートできる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、アトリウム等の大空間から一般住宅等の住空間といった種々の大きさの空間における人体全身の重み係数を算出した。以下ではケース１〜３、４−１〜４−４に示す計７種類の大きさの解析空間について検討した。各ケースの詳細は表３および４に示すとおりである。なお、幅［ｍ］×高さ［ｍ］によって構成される面が空間の側面となり、幅［ｍ］×奥行［ｍ］によって構成される面が天井面または床面となる。
【００２９】
【表３】
2004198128.tif 000004
【００３０】
【表４】
2004198128.tif 000005
【００３１】
人体の立位、椅座位における全身の重み係数を算出する。用いた人体形状を図６に示す。同図（ａ）は立位の人体、同図（ｂ）は椅座位の人体を示す。本実施例では、立位および椅座位ともに表面形状を４，３９６個の微小四角形に分割した。重み係数を評価する微小立方体を体中心に設定し、具体的には立位の場合に床面から鉛直上方に１．０ｍ、椅座位の場合に床面から鉛直上方に０．６ｍの位置に微小立方体を設置した。
【００３２】
また、空間の大きさが重み係数に与える影響を検討するため、人体を床面中央に設定した４種類の大きさの異なる空間を対象とした。ケース１は大規模アトリウム、ケース２は中規模アトリウム、ケース３は小規模アトリウム、ケース４は住宅の一室を想定した。ケース４については、各鉛直壁面から０．６ｍ離れた位置に人体を設定し、人体の位置が重み係数に与える影響を検討した。
【００３３】
〔算出結果〕
（１）人体全身から解析空間の各壁面に対する形態係数
立位・椅座位の人体全身から解析空間の各壁面に対し、数値計算により得られた形態係数を図７に示す。人体に対して空間が相対的に大きいケース１〜3では、立位および椅座位ともに床面に対する形態係数が最も大きく、天井面に対する形態係数が最も小さく算出されている。
【００３４】
また、椅座位では、正面に対する形態係数が、背面より３０％程度大きく算出されている。空間が相対的に小さいケース４−１では、立位および椅座位ともに床面に対する形態係数が相対的に小さく、天井面に対する形態係数が大きく算出される。図７のケース４−１〜４−４を参照すると、立位および椅座位ともに、人体の位置に応じて各壁面に対する形態係数が大きく変化している。床面では椅座位の形態係数が、立位より３０％程度大きく算出されている。
【００３５】
（２）重み係数
各解析空間に対して得られた立位および椅座位の重み係数を図８に示す。立位では空間の大きさおよび人体位置によらず、正面および背面の重み係数が大きく、床面および天井面の重み係数が小さく算出されている。人体に対して空間が相対的に大きいケース１〜３ではケース間での重み係数にほとんど差がないが、空間が相対的に小さいケース４−１を参照すると、正面、背面、右および左壁面の重み係数はケース１〜３に比べて１０％程度小さく、天井面は約１．５倍、床は約２倍大きくなっている。
【００３６】
一方、人体位置を変えたケース４−１〜４−４を参照すると、鉛直壁面の重み係数がケース４−１に対して±１０％程度変化し、形態係数の大きい面に対する重み係数が小さくなる傾向が見られる。さらに、床面の重み係数は天井面より最大で約６０％大きく算出されており、床面と天井面の重み係数は異なっている。
【００３７】
また、椅座位では正面の重み係数が大きく、床面および天井面の重み係数が小さく算出されている。正面の重み係数が背面より約５０％程度大きく、正面と背面の重み係数が明らかに異なる。また、天井面の重み係数も床面より大きく算出されており、人体の姿勢の影響が見られる。人体に対して空間が相対的に大きいケース１〜３では、立位と同様に重み係数にほとんど差が見られないが、空間が相対的に小さいケース４−１を見ると、立位程大きくないが重み係数に変化が見られる。また、立位と同様に、人体位置に応じて重み係数が変化している様子が見られる。
【００３８】
（３）最適化された重み係数
以上の結果から各ケースにおける最適化された重み係数を表５〜１０に示す。これらは、複数ケースを通しての最大値および最小値を抜き出して収録したものであり、表５であれば解析空間が人体に対して充分に大きなスケールの場合（少なくともケース３よりも大きな空間）でありかつ人体の姿勢が立位である場合に適用できる。
【００３９】
１．人体が立位の場合
【００４０】
【表５】
2004198128.tif 000006
【００４１】
【表６】
2004198128.tif 000007
【００４２】
以上の表５、６の結果を踏まえると、立位の場合における重み係数は、表７に示す範囲内に設定するとよい。
【００４３】
【表７】
2004198128.tif 000008
【００４４】
２.人体が椅座位の場合
【００４５】
【表８】
2004198128.tif 000009
【００４６】
【表９】
2004198128.tif 000010
【００４７】
以上の表８、９の結果を踏まえると、椅座位の場合における重み係数は、表１０に示す範囲内に設定するとよい。
【００４８】
【表１０】
2004198128.tif 000011
【００４９】
次に、部位別の重み係数について検討した結果を示す。
立位を対象として図９に示す４部位に分割した各部位で重み係数を算出した。微小立方体の設定位置が重み係数に与える影響を検討するため、体中心に設定(床面から鉛直上方に１．０ｍ)した場合、および各部位に設定(ヘッド:床面から鉛直上方に１．７ｍ、ボディ:床面から鉛直上方に１．１ｍ、アーム:床面から鉛直上方に１．１ｍ、レッグ:床面から鉛直上方に０．４ｍ)した場合の重み係数をそれぞれ算出した。空間の大きさは、中規模アトリウムを想定したケース２、住宅の一室を想定したケース４を対象とし、人体を床面中央に設定した。
【００５０】
〔算出結果〕
（１）人体各部位から解析空間各壁面に対する形態係数
立位の人体各部位から解析空間の各壁面に対する形態係数を表７、８に示す。人体に対し空間が相対的に大きいケース２では、各部位ともに床面に対する形態係数が最も大きく、天井面に対する形態係数が最も小さく算出された。床面および天井面に対する形態係数を人体各部位でそれぞれ比較すると、床面または天井面に近い部位程、形態係数が大きい。
【００５１】
正面、背面および左右壁面の形態係数を参照と、ヘッド、アーム、レッグではほとんど差が見られないが、ボディではアームによる遮蔽により左右壁面の形態係数が正面および背面より小さい。人体に対して空間が相対的に小さいケース４−１になると、床面に対する形態係数が相対的に小さく天井面が大きくなる。ヘッドでは天井面の形態係数が床より大きい。
【００５２】
（２）重み係数
各解析空間に対し微小立方体の設定位置を変えた場合に得られた重み係数を表１１〜１６に示す。人体に対して空間が相対的に大きいケース２で微小立方体を体中心に設置した場合、ヘッドでは天井面、ボディでは正面・背面の重み係数が大きくなった。アームでは各鉛直壁面に対して大きな差は見られない。レッグでは正面および背面の重み係数が比較的大きくなった。ボディ、レッグの左右壁面の重み係数は、正面および背面に比べ、それぞれアーム、レッグ自身の遮蔽により小さくなったと考えられる。微小立方体を各部位に設置した場合、ヘッドでは天井、レッグでは床面の重み係数が小さくなり、微小立方体の設定位置の影響を受けている。
【００５３】
人体に対して空間が相対的に小さいケース４−１で微小立方体を体中心に設置した場合、ヘッドでは天井、レッグでは床の重み係数がケース２に比べ１．５〜２倍大きくなり、空間の大きさの影響を受けている。微小立方体を各部位に設置した場合、ヘッドで天井の重み係数にやや差異が見られる他はケース２とほぼ同じであり、空間の大きさが重み係数に与える影響は小さい。
【００５４】
【表１１】
2004198128.tif 000012
【００５５】
【表１２】
2004198128.tif 000013
【００５６】
【表１３】
2004198128.tif 000014
【００５７】
【表１４】
2004198128.tif 000015
【００５８】
【表１５】
2004198128.tif 000016
【００５９】
【表１６】
2004198128.tif 000017
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、人体に対する周囲空間からの熱放射を簡便に評価する人体全身および部位別の重み係数を数値計算により算出でき、空間の大きさに応じた最適な人体全身の重み係数を算出できる。また、人体全身の重み係数を空間の大きさにより使い分けることにより、人体表面での熱放射に関する諸量をさらに精度良く評価することができる。さらに、人体の移動に応じて形態係数を算出し直すことなく非定常の放射温度または放射熱量を計算でき、従来よりも簡便かつ小規模な計算機システムでも実施できる。
【００６１】
なお、以上においては、人体表面での熱放射に関する諸量を算出する手法について説明したが、本発明は人体だけでなくその他の生物（牛、馬、豚もしくは鶏といった家畜、または犬もしくは猫といった愛玩動物、さらには魚類、は虫類もしくは両生類といった変温動物等）にも適用される。例えば、養豚場の例をあげると、豚のストレスを緩和するためには、温熱環境の優れた畜舎の建設または既存の畜舎における温熱環境の評価が求められており、本発明はこれらの設計支援や評価に対して充分に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】室内に居る人体とその体中心に設置された微小立方体との位置関係を模式的に示す部分破断斜視図である。
【図２】微小立方体と壁面との間における形態係数を説明するための説明図である。
【図３】重み係数の算出手順を示すフローチャートである。
【図４】温熱快適性シミュレーション装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図５】温熱快適性シミュレーションの手順を示すフローチャートである。
【図６】人体の姿勢を説明するための正面および側面図である。
【図７】実施例の結果（形態係数）を示すグラフである。
【図８】実施例の結果（重み係数）を示すグラフである。
【図９】人体の部位を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：温熱快適性シミュレーション装置
１１：中央処理部
１２：記憶部
１３，１４，１５：インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１６：バス
２１：外部記憶装置
２２：操作部
２３：表示装置
３０：人体
３１：ヘッド
３２：ボディ
３３，３４：アーム
３５，３６：レッグ
４０：微小立方体
４１〜４６：面
５０：解析空間
５１：天井面
５２：左壁面
５３：正面
５４：右壁面
５５：背面
５６：床面
【図１】
2004198128.tif 000022
【図２】
2004198128.tif 000023
【図３】
2004198128.tif 000024
【図４】
2004198128.tif 000025
【図５】
2004198128.tif 000026
【図６】
2004198128.tif 000027
【図７】
2004198128.tif 000028
【図８】
2004198128.tif 000029
【図９】
2004198128.tif 000030