(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析対象期間内に複数の解析時点を設定するとともに、建物の外壁面をｎ個の微小要素に分割し、前記各解析時点におけるｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の微小要素の放射束Ｂi を算出し、算出した各放射束Ｂi に基づいて、前記建物の外壁面で生じる顕熱流の解析を行う方法であって、
太陽の軌跡及び一日当たりの太陽からの全天日射熱量Ｅa を少なくとも前記解析対象期間にわたって記録した標準気象データをあらかじめ記憶手段に格納しておく格納ステップと、
前記記憶手段の標準気象データを参照して、天空を仮想的に複数の領域に分割したときのそれら領域のうち前記各解析時点において太陽が位置する領域を選定するに際して、重複領域が存在するときはその重複分を除いた選定を行う選定ステップと、
選定した領域に太陽が位置すると想定して、前記全天日射熱量Ｅa により正規化された前記放射束Ｂi である正規化放射束Ｂi ／Ｅa を、前記ｉ番目の微小要素の放射能、反射率及び形態係数をそれぞれＥi 、ρi 及びＦi として下式により算出し、算出した正規化放射束Ｂi ／Ｅa を前記記憶手段に格納する算出ステップと、
前記各解析時点に対応させて前記正規化放射束Ｂi ／Ｅa を前記記憶手段から読み出す読出ステップと、
前記記憶手段の標準気象データを参照して、前記各解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa に、当該解析時点の属する日における全天日射熱量Ｅa を乗じて、前記各解析時点における放射束Ｂi を算出する算出ステップと、を含むことを特徴とする顕熱流解析方法。
【数１】
0004152512.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の外壁面で生じる顕熱流の解析を行う解析方法に係り、特に、数日から最大で年間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なうのに好適な顕熱流解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市気候モデルにおける建物の外壁面で生じる顕熱流は、外壁面を水平な地面と同様に取り扱うか、ある１時刻の熱平衡状態を対象として計算を行なう場合が多い。都市キャノピーから大気への伝熱モデルとしては、今までいくつかのモデルが提案されており、例えば、東西方向に無限に長い単体の２次元建物を仮定したモデルや、単体建物またはその無限繰り返しの形状を仮定したモデルが提案されている。さらに、ＧＩＳデータに基づく任意形状を対象とした顕熱流の解析方法としては、都市キャノピ−の内部とその上空のエクマン層の２層に分けたモデルを用いて行うものがあった。
【０００３】
顕熱流の解析を行う際に用いられる代表的なモデルには、建物間の長波・短波の相互反射を取り扱う放射モデルと、建物間の気流分布を取り扱う気流モデルと、があった。
放射モデルは、ＣＧの分野から都市キャノピーの放射解析方法として導入されたラジオシティ法を用いた放射解析方法を改良し、街区内における建物の外壁面を微小要素に分割してその領域間の相互反射を解析するものであり、その概要は以下のとおりである。
【０００４】
射出・反射特性がともに方向に無関係である場合、放射輸送方程式は、下式（１）で示される。
【０００５】
【数２】
0004152512.tif 000002
【０００６】
ここで、Ｂは放射発散度、Ｅは放射能、ρは反射率、Ｆは形態係数であり、∫ΩｄＦはＦについて半球で積分することを示す。建物の外壁面をｎ個の微小要素に分割し、ｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の微小要素（以下、単に微小要素ｉという。）の放射発散度、放射能および反射率をそれぞれＢi 、Ｅi およびρi として上式（１）を離散化すると、下式（２）となる。
【０００７】
【数３】
0004152512.tif 000003
【０００８】
上式（２）は、各微小要素からの放射の影響を受けた微小要素ｉからの放射束を求めるものであり、直接解くと行列式の演算の負荷が大きいが、微小要素ｉからの放射が他の微小要素ｊ（ｊ＝１〜ｎ）に対して与える影響を下式（３）で示し、下式（３）のＢjiが未吸収の外向き放射束であると考えて、以下の作業を行うことにより、演算の負荷が低減される。
【０００９】
【数４】
0004152512.tif 000004
【００１０】
ここで、Ｂjiは微小要素ｉからの放射を受けて各微小要素ｊで反射した放射束、Ｆijは微小要素ｊに対する微小要素ｉの形態係数、Ａj ，Ａi はそれぞれ微小要素ｉ，ｊの面積である。
すなわち、以下の作業とは、まず、ステップ(a)として、すべての微小要素のうち未吸収の外向き放射束が最大となる微小要素ｉを選定し、ステップ(b)として、選定した微小要素ｉからの放射が各微小要素ｊで反射した放射束Ｂjiを上式（３）により算出し、ステップ(c)として、算出した放射束Ｂjiをその微小要素ｉの未吸収の外向き放射束に加算し、ステップ(a)に戻るものである。こうした作業を繰り返し行うことにより、未吸収の放射束の値を実用上無視できる値にまで収束させ、合理的な計算量により外壁面における放射量が求められる。
【００１１】
一方、気流モデルとしては、例えば、ｋ−Ｅモデルを等温気流について適用した式を用い、都市キャノピー内の気流分布の解析を行うものがある。ｉ方向の平均流Ｕi および乱流エネルギーｋ、乱流の散逸εの輸送方程式は、それぞれ下式（４）〜（６）に示すようになる。
【００１２】
【数５】
0004152512.tif 000005
【００１３】
【数６】
0004152512.tif 000006
【００１４】
【数７】
0004152512.tif 000007
【００１５】
建物の外壁面に直近の流体セルの運動量の各方向成分から風速の絶対値Ｕを求め、それにｕｒｇｅｓの式による対流熱伝達率αを用いて、下式（７）により顕熱フラックスＦs を算出する。
【００１６】
【数８】
0004152512.tif 000008
【００１７】
なお、熱量に対する輸送方程式を上式（４）〜（６）とともに放射モデル等と連成させて解くことにより、大気温度であるｔa の空間中の３次元分布を求める方法も考えられる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の顕熱流解析方法にあっては、長期間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なうことが一般的でなく、非定常解析を行うにあたっては、次のような問題点があった。
まず、従来の顕熱流解析方法において、放射モデルでは、短波放射量の解析を行う場合、ステップ(a)の解析を行う前の当初の外向き放射束として、解析を行う時点における直達・天空日射熱量により求めた値をそのまま入力しているため、例えば、解析対象期間内に複数の解析時点を設定し、各解析時点における微小要素ｉの放射束Ｂi を算出する場合は、各解析時点ごとに微小要素ｉの放射束Ｂi を算出する必要があった。したがって、長期間にわたって短波放射量の解析を行う場合は、計算量が膨大となって解析を行うのが困難であった。
【００１９】
また、気流モデルでは、流体解析における数値積分の時間きざみが１秒以内になることがあるため、同様に長時間にわたって積分を行う場合は、計算量が膨大となって解析を行うのが困難であった。
そこで、本発明では、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、数日から最大で年間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なうのに好適な顕熱流解析方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の顕熱流解析方法は、解析対象期間内に複数の解析時点を設定するとともに、建物の外壁面をｎ個の微小要素に分割し、前記各解析時点におけるｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の微小要素の放射束Ｂi を算出し、算出した各放射束Ｂi に基づいて、前記建物の外壁面で生じる顕熱流の解析を行う方法であって、太陽の軌跡および一日当たりの太陽からの全天日射熱量Ｅa を少なくとも前記解析対象期間にわたって記録した標準気象データをあらかじめ記憶手段に格納しておく格納ステップと、前記記憶手段の標準気象データを参照して、天空を仮想的に複数の領域に分割したときのそれら領域のうち前記各解析時点において太陽が位置する領域を選定するに際して、重複領域が存在するときはその重複分を除いた選定を行う選定ステップと、選定した領域に太陽が位置すると想定して、前記全天日射熱量Ｅa により正規化された前記放射束Ｂi である正規化放射束Ｂi ／Ｅa を、前記ｉ番目の微小要素の放射能、反射率および形態係数をそれぞれＥi 、ρi およびＦi として下式（８）により算出し、算出した正規化放射束Ｂi ／Ｅa を前記記憶手段に格納する算出ステップと、前記各解析時点に対応させて前記正規化放射束Ｂi ／Ｅa を前記記憶手段から読み出す読出ステップと、前記記憶手段の標準気象データを参照して、前記各解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa に、当該解析時点の属する日における全天日射熱量Ｅa を乗じて、前記各解析時点における放射束Ｂi を算出する算出ステップと、を含む。
【００２１】
【数９】
0004152512.tif 000009
【００２２】
ここで、選定ステップは、天空を仮想的に複数（例えば、１５１個）の領域に分割したときのそれら領域のうち各解析時点において太陽が位置する領域を選定する。ただし、領域の選定に際して、選定した領域に重複する領域が存在するときは、その重複分を除いて、重複する領域を一つの領域として選定する。
また、算出ステップにおいて各解析時点における放射束Ｂi を算出したのちは、各解析点における放射束Ｂi を、例えば、記憶手段に格納してもよいし、出力手段に出力してもよい。出力手段としては、例えば、ＣＲＴ等の表示手段、プリンタ等の印刷手段、ＦＤＤ等の情報書込手段、若しくはモデム等の送信手段であってもよく、またはこれらの手段に解析結果を出力するための処理であってもよい。
【００２３】
また、正規化とは、例えば、無次元化をいう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図５は、本発明に係る顕熱流解析方法の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、解析対象期間内に複数の解析時点を設定し、各解析時点において、建物内の室温変動、建物間の長波・短波の相互反射、建物間の気流分布により建物の外壁面で生じる顕熱収支を、連成して解析するものであり、解析に用いるモデルは、図１に示すように、大別して放射モデル、気流モデルおよび室温モデルの３つからなる。
【００２５】
放射モデルおよび気流モデルは、従来の技術で説明した通りであるが、室温モデルは、街区内における建物の外壁面の温度の解析をその内部温度とともに行うものである。
建物の外壁面における顕熱収支は、下式（９）で示される。
【００２６】
【数１０】
0004152512.tif 000010
【００２７】
ここで、Ｒs は建物の外壁面における短波放射フラックス、Ｒt は建物の外壁面における長波放射フラックス、ｈ0 は外壁面の顕熱の熱伝達率、ｔs は外壁面の温度、ｔa は大気温度である。そして、Ｒs ，Ｒt の解析は放射モデルにより、ｈ0 の解析は流体モデルにより、ｔS ，ｑcon の解析は室温モデルにより行われる。
【００２８】
本実施の形態は、本発明に係る顕熱流解析方法を、放射モデルにおいて短波放射フラックスＲs および長波放射フラックスＲt の解析を行うのに必要な建物の外壁面の放射束を算出する場合、並びに、流体モデルにおいて熱伝達率ｈ0 の解析を行うのに必要な建物間の気流分布を算出する場合について適用したものである。
【００２９】
まず、本発明に係る顕熱流解析方法を実施するための構成を図２を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る顕熱流解析方法を実施するための構成を示すブロック図である。
顕熱流解析装置１０は、図２に示すように、制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ１２と、所定領域にあらかじめＣＰＵ１２の制御プログラム等を格納しているＲＯＭ１４と、ＲＯＭ１４等から読み出したデータやＣＰＵ１２の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ１６と、外部装置とのデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ１８と、で構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス２９で相互にかつデータ授受可能に接続されている。
【００３０】
Ｉ／Ｆ１８には、外部装置として、ヒューマンインターフェースとしてデータの入力が可能なキーボードやマウス等からなる入力装置３０と、ファイル等を格納する記憶装置４０と、画像信号に基づいて画面を表示する表示装置５０と、が接続されている。
ＲＡＭ１６は、特定領域として、表示装置５０に表示するための表示用データを格納するＶＲＡＭ１７を有しており、ＶＲＡＭ１７は、図示しないＣＲＴＣとＣＰＵ１２とで独立にアクセスが可能となっている。なお、ＣＲＴＣは、ＶＲＡＭ１７に格納されている表示用データを先頭アドレスから所定周期で順次読み出し、読み出した表示用データを画像信号に変換して表示装置５０に出力するようになっている。
【００３１】
記憶装置４０には、太陽の軌跡および一日当たりの太陽からの全天日射熱量Ｅa と、建物間の解析対象領域の側面境界に与える接近風の風向および風速と、を少なくとも解析対象期間にわたって記録した標準気象データが格納されている。
ＣＰＵ１２は、マイクロプロセッシングユニットＭＰＵ等からなり、各解析時点における微小要素ｉの放射束Ｂi を算出するときは、ＲＯＭ１４の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、図３のフローチャートに示す放射束算出処理を実行し、各解析時点における気流分布を算出するときは、同様にＲＯＭ１４の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、図４のフローチャートに示す気流分布算出処理を実行するようになっている。
【００３２】
まず、放射束算出処理を図３を参照しながら説明する。図３は、放射束算出処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１２において、放射束算出処理が実行されると、ステップＳ１００に移行して、標準気象データの太陽の軌跡を記憶装置４０から読み出し、ステップＳ１０２に移行して、読み出した太陽の軌跡を参照して、図５に示すように、天空を仮想的に複数の領域に分割したときのそれら領域のうち各解析時点において太陽が位置する領域を選定する。
【００３３】
図５（ａ）は、地上から天空を見上げたときの分割形態を示す図であり、図５（ｂ）は、地球の側方から天空を見たときの分割形態を示す図である。ステップＳ１０２は、まず、図５に示すように、天空を仮想的に複数（例えば、１５１個）の領域にあらかじめ分割しておき、それら領域のうち各解析時点において太陽が位置する領域を、読み出した太陽の軌跡を参照して選定する。ただし、領域の選定に際して、選定した領域に重複する領域が存在するときは、その重複分を除いて、重複する領域を一つの領域として選定する。
【００３４】
次いで、ステップＳ１０４に移行して、選定した領域に太陽が位置すると想定して、全天日射熱量Ｅa により正規化された放射束Ｂi である正規化放射束Ｂi ／Ｅa を上式（８）により算出し、ステップＳ１０６に移行して、算出した正規化放射束Ｂi ／Ｅa を記憶装置４０に格納し、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８では、標準気象データの全天日射熱量Ｅa を記憶装置４０から読み出し、ステップＳ１１０に移行して、各解析時点に対応させて正規化放射束Ｂi ／Ｅa を記憶装置４０から読み出し、ステップＳ１１２に移行して、読み出した各全天日射熱量Ｅa を参照して、各解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa に、その解析時点の属する日における全天日射熱量Ｅa を乗じて、各解析時点における放射束Ｂi を算出し、ステップＳ１１４に移行して、算出した各放射束Ｂi を記憶装置４０に格納し、一連の処理を終了する。
【００３５】
なお、放射束算出処理の終了に伴って、各解析時点における放射束Ｂi を記憶装置４０から読み出し、読み出した各放射束Ｂi に基づいて、短波放射フラックスＲs および長波放射フラックスＲt の解析を行うための処理を実行するようにしてもよい。また、長波放射フラックスＲt の解析を行う場合、全天日射熱量Ｅa は、ステファン・ボルツマン定数をσとすると、下式（10) により算出し、上式（２），（３）により各解析時点ごとに室温モデルと連成して解析する。ここで、Ｔs は、各解析時点における室温モデルの解析結果を用いて算出するものである。
【００３６】
【数１１】
0004152512.tif 000011
【００３７】
次に、気流分布算出処理を図４を参照しながら説明する。図４は、気流分布算出処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１２において、気流分布算出処理が実行されると、ステップＳ２００に移行して、上式（４）〜（６）中の風速Ｕを正規化された値として、これらの式により接近風の流体解析を複数方位（例えば、１６方位）の風向について行い、ステップＳ２０２に移行して、それぞれの流体解析結果を記憶装置４０に格納し、ステップＳ２０４に移行する。
【００３８】
ステップＳ２０４では、標準気象データの接近風の風向および風速を記憶装置４０から読み出し、ステップＳ２０６に移行して、読み出した接近風の風向を参照して、上記流体解析結果のうち各解析時点における接近風の風向と一致する風向についての流体解析結果を、各解析時点に対応する流体解析結果として記憶装置４０から読み出し、ステップＳ２０８に移行して、各解析時点に対応する流体解析結果に、その解析時点における接近風の風速を乗じて、各解析時点における気流分布を算出し、ステップＳ２１０に移行して、算出した各気流分布を記憶装置４０に格納し、一連の処理を終了する。
【００３９】
なお、気流分布算出処理の終了に伴って、各解析時点における気流分布を記憶装置４０から読み出し、読み出した各気流分布に基づいて、熱伝達率ｈ0 の解析を行うための処理を実行するようにしてもよい。
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
解析対象期間内に複数の解析時点（例えば、Ｐ1 〜Ｐ5 ）を設定し、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における解析結果に基づいて、上式（９）により顕熱流の解析を行うに際しては、まず、上式（９）中の短波放射フラックスＲs および長波放射フラックスＲt の解析を行う。短波放射フラックスＲs および長波放射フラックスＲt の解析には、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における放射束Ｂi が必要であり、これら放射束Ｂi は、放射束算出処理を実行することにより算出される。
【００４０】
例えば、解析者が実行開始命令を入力装置３０から入力することにより、放射束算出処理が実行されると、ステップＳ１００，Ｓ１０２において、記憶装置４０の標準気象データが参照されて、天空を仮想的に１５１個の領域Ｅ1 〜Ｅ151 に分割したときのそれら領域Ｅ1 〜Ｅ151 のうち各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 において太陽が位置する領域が選定されるが、選定した領域に重複する領域が存在するときは、その重複分を除いて、重複する領域が一つの領域として選定される。例えば、各解析点Ｐ1 〜Ｐ5 において太陽が位置する領域がそれぞれＥ1 ，Ｅ2 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ4 であるとすると、領域Ｅ1 と領域Ｅ2 がそれぞれ重複しているので、その重複分が除かれることにより領域Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ4 の３つの領域が選定される。
【００４１】
こうして領域の選定が行われると、ステップＳ１０４，Ｓ１０６において、選定された各領域Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ4 に太陽が位置すると想定して、正規化放射束Ｂi ／Ｅa がそれぞれ上式（８）により算出され、算出された各正規化放射束Ｂi ／Ｅa が記憶装置４０に格納される。ここでは、選定された領域が３つであるので、算出される正規化放射束Ｂi ／Ｅa も３つとなる。
【００４２】
次いで、ステップＳ１１０において、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 に対応させて正規化放射束Ｂi ／Ｅa が記憶装置４０から読み出される。すなわち、解析時点Ｐ1 に対応するものとしては、領域Ｅ1 に太陽が位置すると想定して算出された正規化放射束Ｂi ／Ｅa が読み出され、解析時点Ｐ2 に対応するものとしては、領域Ｅ2 に太陽が位置すると想定して算出された正規化放射束Ｂi ／Ｅa が読み出される。同様に、解析時点Ｐ3 〜Ｐ5 に対応するものとしては、各領域Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ4 に太陽が位置すると想定して算出された正規化放射束Ｂi ／Ｅa が読み出される。
【００４３】
そして、ステップＳ１１２，Ｓ１１４において、記憶装置４０の標準気象データが参照されて、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa に、その解析時点が属する日における全天日射熱量Ｅa が乗じられて、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における放射束Ｂi が算出され、算出された各放射束Ｂi が記憶装置４０に格納される。
【００４４】
なお、長波放射フラックスＲt の解析を行う場合、全天日射熱量Ｅa は、上式（10) により算出される。
さて、上式（９）により顕熱流の解析を行うに際しては、次に、上式（９）中の熱伝達率ｈ0 の解析を行う。熱伝達率ｈ0 の解析には、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における気流分布が必要であり、これら気流分布は、気流分布算出処理を実行することにより算出される。
【００４５】
例えば、解析者が実行開始命令を入力装置３０から入力することにより、気流分布算出処理が実行されると、ステップＳ２００，Ｓ２０２において、上式（４）〜（６）中の風速Ｕを正規化された値として、これらの式により接近風の流体解析が１６方位の風向Ｗ1 〜Ｗ16について行われ、それぞれの流体解析結果Ｒ1 〜Ｒ16が記憶装置４０に格納される。
【００４６】
次いで、ステップＳ２０４，２０６において、流体解析結果Ｒ1 〜Ｒ16のうち各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における接近風の風向と一致する風向についての流体解析結果が、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 に対応する流体解析結果として記憶装置４０から読み出される。例えば、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における接近風の風向がそれぞれＷ1 ，Ｗ2 ，Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ4 であるとすると、解析時点Ｐ1 に対応するものとしては、風向Ｗ1 と一致する風向についての流体解析結果Ｒ1 が読み出され、解析時点Ｐ2 に対応するものとしては、風向Ｗ2 と一致する風向についての流体解析結果Ｒ2 が読み出される。同様に、解析時点Ｐ3 〜Ｐ5 に対応するものとしては、各風向Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ4 と一致する風向についての流体解析結果Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ4 が読み出される。
【００４７】
こうして流体解析結果の読み出しが行われると、ステップＳ２０８，２１０において、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 に対応する流体解析結果Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ4 に、その解析時点における接近風の風速が乗じられて、各解析時点Ｐ1 〜Ｐ5 における気流分布が算出され、算出した各気流分布が記憶装置４０に格納される。
【００４８】
このように放射束Ｂi および気流分布が算出されると、これらに基づいて、短波放射フラックスＲs 、長波放射フラックスＲt および熱伝達率ｈ0 の解析が行われ、これら解析結果に基づいて、上式（９）により顕熱流の解析が行われる。顕熱流の解析結果は、例えば、表示装置５０に表示される。
このようにして、本実施の形態では、天空を仮想的に１５１個の領域に分割したときのそれら領域のうち各解析時点において太陽が位置する領域を選定するに際して、重複領域が存在するときはその重複分を除いた選定を行い、選定した領域に太陽が位置すると想定して、正規化放射束Ｂi ／Ｅa を上式（８）により算出して記憶装置４０に格納し、各解析時点に対応させて正規化放射束Ｂi ／Ｅa を記憶装置４０から読み出し、各解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa に、その解析時点の属する日における全天日射熱量Ｅa を乗じて、各解析時点における放射束Ｂi を算出した。
【００４９】
このため、異なる２以上の解析時点において太陽が位置する領域が重複する場合は、それら解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa の算出処理が１回で済み、特に、長期間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なう場合は、異なる２以上の解析時点において太陽が位置する領域が重複することが多いので、こうした場合は、従来に比して、顕熱流の解析を行うための計算量を低減することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、上式（４）〜（６）中の風速Ｕを正規化された値として、これらの式により接近風の流体解析を１６方位の風向について行い、それぞれの流体解析結果を記憶装置４０に格納し、流体解析結果のうち各解析時点における接近風の風向と一致する風向についての流体解析結果を、各解析時点に対応する流体解析結果として記憶装置４０から読み出し、各解析時点に対応する流体解析結果に、その解析時点における接近風の風速を乗じて、各解析時点における気流分布を算出した。
【００５１】
このため、解析時点の数によらず、高々１６方位の風向について流体解析を行えばよいので、長期間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なう場合は、従来に比して、顕熱流の解析を行うための計算量を低減することができる。
したがって、これらのことを換言すれば、従来と同じ計算量で、数日から最大で年間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なうことができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態における顕熱流の解析方法は、特に、建築設備における熱負荷シミュレーションを行う場合に適用するのが好適である。例えば、年間の日射受熱量の解析結果を空調熱負荷エネルギーシミュレーションの入力データとして与えれば、年間の建物消費エネルギーの解析が可能となる。
また、上記実施の形態においては、室温モデルについて詳細な説明を省略したが、室温モデルは、街区内における建物の外壁面の温度の解析をその内部温度とともに行うものであって、室温変動の微分方程式は、下式（11）により示される。
【００５３】
【数１２】
0004152512.tif 000012
【００５４】
ここで、Ｑraは室内空気と家具などの熱容量の合計、ｔraは室温、ｄｔは時間微分、Ａj は内壁面の表面積、ｈcjは内壁面の対流熱伝達率、ｔsjは内壁面ｊの表面温度、Ｑvaはすきま風・換気により室を出入りする空気の熱容量、Ｈr は室内で発生する熱量（人工廃熱のうち対流により室内空気に直接伝えられる成分）、Ｈout は空調装置により室外に除去される熱量である。なお、下式（12）における壁面は室内側の表面を指す。また、ｔsjは壁体の非定常熱伝導の式（下式（12））による。
【００５５】
【数１３】
0004152512.tif 000013
【００５６】
ここで、壁体を各構成材料ごとに表面に垂直方向に数点ずつに分割してその質点をｋとすると、各質点についてｔk は壁体の温度、λk は熱伝導率、ｃpkは比熱、ρk は密度、ｘk は質点間の距離である。街区内の各建物の各階室について、上式（９）と上式（12）と連成して解析することにより、壁体の外表面および室内側の表面温度がそれぞれ求められる。
【００５７】
道路・土壌などの建物以外の都市キャノピー構成材料については、ｔraを一定値とすることにより、上記と同様に解析可能である。
以上の室温モデルにおける解析ステップは、上記実施の形態と同じ要領で、ＲＯＭ１４にあらかじめ格納されている所定プログラムをＣＰＵ１２において実行することにより実現することができる。このとき、演算結果は、必要に応じて記憶装置４０に格納され、必要に応じて記憶装置４０から読み出される。
【００５８】
また、上記実施の形態において、図３および図４のフローチャートに示す処理を実行するにあたってはいずれも、ＲＯＭ１４にあらかじめ格納されているプログラムを実行する場合について説明したが、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラムをＲＡＭ１６に読み込んで実行するようにしてもよい。
【００５９】
ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の顕熱流解析方法によれば、異なる２以上の解析時点において太陽が位置する領域が重複する場合は、それら解析時点に対応する正規化放射束Ｂi ／Ｅa の算出処理が１回で済むので、従来に比して、顕熱流の解析を行うための計算量を低減することができるという効果が得られる。
【００６１】
したがって、換言すれば、従来と同じ計算量で、数日から最大で年間にわたって建物の本体への蓄熱過程を考慮した非定常解析を行なうことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る顕熱流解析方法に用いるモデルの概要を示す図である。
【図２】本発明に係る顕熱流解析方法を実施するための構成を示すブロック図である。
【図３】放射束算出処理を示すフローチャートである。
【図４】気流分布算出処理を示すフローチャートである。
【図５】天空の分割形態を示す図である。
【符号の説明】
１０                顕熱流解析装置
１２                ＣＰＵ
１４                ＲＯＭ
１６                ＲＡＭ
１７                ＶＲＡＭ
１８                Ｉ／Ｆ
２９                バス
３０                入力装置
４０                記憶装置
５０                表示装置
【図１】
0004152512.tif 000015
【図２】
0004152512.tif 000016
【図３】
0004152512.tif 000017
【図４】
0004152512.tif 000018
【図５】
0004152512.tif 000019