(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の設計を行う際に用いる建築用ＣＡＤシステムであって、
前記建築物の大きさによって使用量が異なる部品について、該部品を使用した場合の単位面積当たりの前記エネルギー消費量が定義されるとともに、形状及び大きさが固定の装備品について、該装備品を使用した場合の１つ当たりの前記エネルギー消費量が定義され、該エネルギー消費量と、前記部品または前記装備品の形状を含む設計情報とが予め関係付けられて記憶された部品マスターデータ記憶部と、
前記建築物の躯体部分の作図を行うことにより作図データを得る作図部と、
前記部品マスターデータ記憶部に記憶された装備品のデータに基づいて、前記建築物に装備される装備品の配置を行うことにより装備品配置データを得る装備品配置部と、
前記作図データから、前記躯体部分を構成する部位の投影図の面積を算出するとともに、前記投影図の面積に対して、前記部品マスターデータ記憶部に記憶されている該部位を構成する部品の単位面積当たりのエネルギー消費量を乗算して、投影図によるエネルギー消費量を算出する第１のエネルギー消費量算出部と、
前記装備品配置データから、使用された装備品の数量を求め、該装備品の数量に対して、前記部品マスターデータ記憶部に記憶されている装備品１つ当たりの前記エネルギー消費量を乗算して装備品の数量によるネルギー消費量を算出する第２のエネルギー消費量算出部と、
前記投影図によるエネルギー消費量と前記装備品の数量によるネルギー消費量とを合計した結果に対して、所定の係数を乗算して、前記建築物の二酸化炭素発生量を算出する二酸化炭素発生量算出部と、
前記二酸化炭素発生量算出部において算出された二酸化炭素発生量を表示する表示部と
を備えたことを特徴とする建築用ＣＡＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物を設計するＣＡＤシステムに係わり、特に設計対象の建築物が環境に与える負荷を算出することができる建築用ＣＡＤシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保護を目的として、各種の産業活動の結果発生する二酸化炭素の放出量を制限しようとする気運が高まっている。
住宅をはじめとする各種の建築物やその構成部品も、工業製品である以上、その生産には二酸化炭素の発生が避けられないから、その設計に当たっては、本質的な性能や生産コストのみならず、地球環境の保護のためにいかにして二酸化炭素発生量を最小限にするかについての配慮が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二酸化炭素発生量を設計条件の一部として導入することは従来行われておらず、わずかに、住宅等の生産が結果的にどれだけの二酸化炭素を発生したかを事後的に計量するに留まっていた。
【０００４】
すなわち、二酸化炭素発生量が設計条件の一部として考慮されることはなく、当然に、設計段階において二酸化炭素発生量を評価する手法も開発されてはいなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、対象とする建築物の設計データに基づいて二酸化炭素発生量を算出することによって、環境負荷予測評価を行うことができる建築用ＣＡＤシステム及び建築物設計方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、建築物の設計を行う際に用いる建築用ＣＡＤシステムであって、前記建築物の大きさによって使用量が異なる部品について、該部品を使用した場合の単位面積当たりの前記エネルギー消費量が定義されるとともに、形状及び大きさが固定の装備品について、該装備品を使用した場合の１つ当たりの前記エネルギー消費量が定義され、該エネルギー消費量と、前記部品または前記装備品の形状を含む設計情報とが予め関係付けられて記憶された部品マスターデータ記憶部と、前記建築物の躯体部分の作図を行うことにより作図データを得る作図部と、前記部品マスターデータ記憶部に記憶された装備品のデータに基づいて、前記建築物に装備される装備品の配置を行うことにより装備品配置データを得る装備品配置部と、前記作図データから、前記躯体部分を構成する部位の投影図の面積を算出するとともに、前記投影図の面積に対して、前記部品マスターデータ記憶部に記憶されている該部位を構成する部品の単位面積当たりのエネルギー消費量を乗算して、投影図によるエネルギー消費量を算出する第１のエネルギー消費量算出部と、前記装備品配置データから、使用された装備品の数量を求め、該装備品の数量に対して、前記部品マスターデータ記憶部に記憶されている装備品１つ当たりの前記エネルギー消費量を乗算して装備品の数量によるネルギー消費量を算出する第２のエネルギー消費量算出部と、前記投影図によるエネルギー消費量と前記装備品の数量によるネルギー消費量とを合計した結果に対して、所定の係数を乗算して、前記建築物の二酸化炭素発生量を算出する二酸化炭素発生量算出部と、前記二酸化炭素発生量算出部において算出された二酸化炭素発生量を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による建築用ＣＡＤシステムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は中央処理部である。符号１ａは、建築物を設計する建築物設計部、１ｂは設計した建築物のデータを一時記憶する一時記憶部である。符号１１は、環境負荷算出部であり、建築物設計部１ａにて設計された建築物のエネルギー消費量を算出するエネルギー量算出部１ｃと、エネルギー消費量から二酸化炭素の発生量を算出する二酸化炭素発生量算出部１ｄと、一時記憶部１ｂに記憶されている建築物の投影図を作成する投影図作成部１ｅとからなる。
【００１２】
符号１ｆは、中央処理部１と外部装置との間でデータの入出力を行う入出力インタフェースである。符号２は、建築物を設計する際に使用する部品データが記憶されている記憶部である。符号３は、ディスプレイ等の表示部であり、符号４は、キーボードやマウスで構成された入力部である。
【００１３】
次に、図１、２を参照して、建築用ＣＡＤシステムを使用して建築物の設計を行うとともに消費するエネルギー量を算出する動作を説明する。
図２は、建築物の設計及びエネルギー消費量算出を行う動作を示したフローチャートである。
まず、建築物設計部１ａは、建築物の躯体部分の設計を行う（ステップＳ１）。ここでいう躯体部分の設計とは建築物の基本設計を行うことであり、骨組みや屋根等の設計のことである。
【００１４】
躯体部分の設計は、オペレータが、表示部３の画面上の座標を入力部４によって指定して、外形図を作図することによって行う。このとき、オペレータは、記憶部２に記憶されている部品マスタの中から必要な部品を選択し、作図した外形図のどの部分にどのような部材を使用するかを指定することによって躯体部分の設計を行う。
【００１５】
図３は、記憶部２に予め記憶されている部品マスタのテーブル構成を示した説明図である。この図に示すように、部品番号、部品名、設計情報、エネルギー消費量の４つのフィールドからなる。部品番号は、その部品を識別するための識別番号であり、部品マスタの中で一意になる番号である。部品名は、その部品をオペレータが識別できるようにした識別名である。この部品マスタには、屋根材、壁材、床材、建具、空調設備等の建築物を構成する部品のすべてが記憶されている。設計情報は、その部品の形状や仕様等の設計を行う場合に必要な情報であり、オペレータはこの情報に基づいて設計作業を行う。
【００１６】
エネルギー消費量は、その部品が直接的または間接的に消費するエネルギー量である。またこのエネルギー消費量は、屋根材のように建築物の大きさによって使用する量が異なるものは単位面積当たりのエネルギー消費量が記憶されており、建具のように形状が固定であるものは、その部品１個当たりの消費エネルギー量が記憶されている。さらに、空調設備のように稼働時にエネルギーを消費するものについては、１年当たりのエネルギー消費量が記憶されている。
【００１７】
この動作によって、躯体部分の設計が行われ、作図及ぶ部品配置されたデータは一時記憶部１ｂに記憶される。
【００１８】
次に、建築物の躯体部分の設計が終了した時点で、建築物設計部１ａはオペレータに対して、この時点でのエネルギー量の算出を行うか否かの問い合わせを表示部３に表示する（ステップＳ２）。この問い合わせに対して、オペレータは入力部４から応答し、その結果エネルギー量を算出すると応答された場合に建築物設計部１ａは、エネルギー量算出部１ｃに対してエネルギー量の算出を行うように指示を出す。これを受けて、エネルギー量算出部１ｃは、投影図作成部１ｅに対して、投影図を作成するように指示を出す。投影図作成部１ｅは、この時点で一時記憶部１ｂに記憶されている建築物データを読み込み、床、屋根、壁などの各部位毎に投影図を作成し、その面積を算出して（ステップＳ３）、エネルギー量算出部１ｃに渡す。投影図の作成は、各部位の正投影された外形図から作成する。
【００１９】
続いて、エネルギー量算出部１ｃは、投影図作成部１ｅより受け取った各部位毎の投影図の面積と、その部位に用いた部材の部品番号を一時記憶部１ｂの部位テーブルへ記憶する。
【００２０】
図４にこの部位テーブルの一例を示す。この図に示すように部位テーブルは部位名、使用部品番号、面積、エネルギー消費量、二酸化炭素発生量の５つのフィールドからなる。
【００２１】
エネルギー量算出部１ｃは、使用部品番号に対応する単位面積当たりのエネルギー消費量を記憶部２に記憶されている部品マスタから読み出し、この値に部位の投影面積を乗算することによって算出し、このエネルギー消費量をエネルギー消費量フィールドに記憶する。
また、二酸化炭素発生量算出部１ｄは、ここで算出したエネルギー消費量に係数Ａを乗算することによって、二酸化炭素発生量を算出し、二酸化炭素発生量フィールドに記憶する。
ここで係数Ａは、エネルギー消費量の単位が［Ｍｃａｌ／ｍ2］、二酸化炭素発生量の単位が［ｋｇ／ｍ2］である場合に係数Ａ＝「０．４」となる。
この動作によって求められた、エネルギー消費量及び二酸化炭素発生量を表示部３へ表示する（ステップＳ４）。
【００２２】
次に、建築物設計部１ａはステップＳ４において算出されたエネルギー量が適当な値であるか否かの問い合わせを表示部３に表示する（ステップＳ５）。この問い合わせに対して、オペレータは入力部４から応答し、その結果不適当であると応答された場合、建築物設計部１ａは、ステップＳ１に戻って、躯体部分に設計内容を修正して同じ処理を繰り返す。
【００２３】
次にステップＳ５において、適当であると応答された場合、建築物設計部１ａは対象とする建築物に詳細部分の設計を行う（ステップＳ６）。このとき、躯体部分の設計と同様に、記憶部２に記憶されている部品マスタから部品を選択して、適当な位置に配置することによって、この建築物に取り付けられる建具や空調などの設備の位置や数量が具体化される。その結果は、躯体部分の設計データと同様に一時記憶部１ｂに記憶される。
【００２４】
次に、建築物の詳細部分の設計が終了した時点で、建築物設計部１ａはオペレータに対して、この時点でのエネルギー量の算出を行うか否かの問い合わせを表示部３に表示する（ステップＳ７）。この問い合わせに対して、オペレータは、入力部４から応答し、その結果エネルギー量を算出すると応答された場合に建築物設計部１ａは、エネルギー量算出部１ｃに対してエネルギー量の算出を行うように指示を出す。これを受けて、エネルギー量算出部１ｃは、この時点で一時記憶部１ｂに記憶されている設計データの中から建具や設備の部品番号を取り出し、部品毎に分類した部品テーブルを一時記憶部１ｂ内に作成する。図５にこの部品テーブルの一例を示す。この図に示すように、部品テーブルは、部品番号、その部品の使用数量、エネルギー消費量、二酸化炭素発生量の４つのフィールドからなる。
【００２５】
エネルギー量算出部１ｃは、部品番号に対応する１個当たりのエネルギー消費量を記憶部２に記憶されている部品マスタから読み出し、この値に部品の数量を乗算することによって求め、このエネルギー消費量をエネルギー消費量フィールドに記憶する。
また、二酸化炭素発生量算出部１ｄは、ここで算出したエネルギー消費量に係数Ａを乗算することによって、二酸化炭素発生量を算出し、二酸化炭素発生量フィールドに記憶する。
ここで係数Ａは、エネルギー消費量の単位が［Ｍｃａｌ／ｍ2］、二酸化炭素発生量の単位が［ｋｇ／ｍ2］である場合に係数Ａ＝「０．４」となる。
この動作によって求められた、エネルギー消費量及び二酸化炭素発生量を表示部３へ表示する（ステップＳ８）。
【００２６】
次に、建築物設計部１ａはステップＳ８において算出されたエネルギー量が適当な値であるか否かの問い合わせを表示部３に表示する（ステップＳ９）。この問い合わせに対して、オペレータは入力部４から応答し、その結果不適当であると応答された場合は、ステップＳ６に戻って、詳細部分の設計内容を修正して同じ処理を繰り返す。
【００２７】
次にステップＳ９において、適当であると判断された時点で建築物の設計作業が終了し、建築物設計部１ａは、この建築物のエネルギー消費量及び二酸化炭素発生量の算出を行う（ステップＳ１０）。ここでは、ステップＳ４、Ｓ８のおいて算出されたエネルギー消費量及び二酸化炭素発生量の総合計を算出して、表示部３へその結果を表示する。
図６は、表示部３へ表示された算出結果を表示した例である。この図のように、躯体部分と装備品に分けて各アイテム毎にエネルギー消費量及び二酸化炭素発生量の算出結果を表示する。
なお、この算出結果は表示部３に表示するだけでなく、入出力インタフェース１ｆにプリンタ等の印刷部を接続して印刷するようにしてもよい。
【００２８】
次に建築物設計部１ａは、オペレータに対して設計変更を行うか否かの問い合わせを表示部３に表示する（ステップＳ１１）。これに対して、オペレータは、ステップＳ１０において表示された算出結果を参照して、設計変更を行うか否かの応答を入力部４から行い、その結果設計変更を行うと応答された場合、建築物設計部１ａはステップＳ１に戻って同じ処理を繰り返す。
なお、ステップＳ２、Ｓ７においてエネルギー量を算出するか否かを問い合わせをせずに部品マスタより部品を読み出す度に、図４に示した部位テーブル及び図５に示した部品テーブルを追加・更新して、ステップＳ１０においてその結果を表示するようにしてもよい。
【００２９】
このように、対象となる建築物の設計を行う際に設計した躯体部分の投影図を作成して、この結果からエネルギー消費量を計算するようにしたので、複雑な形状をした建築物であっても精度よくエネルギー消費量を算出することができる。
また、対象となる建築物の設計データからこの建築物において使用される部品とその数量を抽出してその結果からエネルギー消費量を計算するようにしたので、精度よくエネルギー消費量を算出することができる。
【００３０】
また、この発明によれば、設計変更や改築・増築があった場合においても、簡単に計算のやり直しをすることができるため、環境負荷予測評価に要する時間を短縮することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、建築物の設計の初期段階で建築物の環境負荷を予測し、環境負荷低減に有効な材料の選択や工法の選択を行うことができるため、環境負荷の小さい適切な建築物の設計をすることができるという効果が得られる。また、人間の感性を入りにくくなるため、環境負荷の算出を客観的に行うことができる。さらに、建築物の面積や使用される建具などの数量を人手によって求める必要がないため、複雑な形状をした建築物であっても精度良く環境負荷を算出することができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す同実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す記憶部２に記憶された部品マスターのテーブル構成を示す説明図である。
【図４】図１に示す一時記憶部１ｂに記憶された躯体部分の環境負荷の算出結果を示す説明図である。
【図５】図１に示す一時記憶部１ｂに記憶された装備品の環境負荷の算出結果を示す説明図である。
【図６】図１に示す一時記憶部１ｂに記憶された建築物の環境負荷の算出結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・中央処理部、
１ａ・・建築物設計部、
１ｂ・・一時記憶部、
１ｃ・・エネルギー量算出部、
１ｄ・・二酸化炭素発生量算出部、
１ｅ・・投影図作成部、
１ｆ・・入出力インタフェース、
１１・・環境負荷算出部、
２・・・記憶部、
３・・・表示部、
４・・・入力部。
【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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