(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を有する建物において、
多数方向の外部風向を設定し、
各方向の外部風向による室内各部の通風状態を算出し、
前記複数の通風状態を重ね合わせることにより建物の総合的な通風状態を算出することを特徴とする通風評価システム。
【請求項２】
建物の間取りと、
外壁または各部屋間の開口部と、
室内各部の通風状態と、
多数方向の外部風向による通風状態を重ね合わせたものである旨とを表示したことを特徴とする通風評価表示物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅などの建物の開口部による通風を評価する方法、及び通風状態を示すための表示物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、住宅などの建物を設計する場合において、通風状態を改善するためには、経験に基づいて多くの開口部を設定したり、開口部配置を工夫することが行われていた。しかし、客観的に比較できる指標がなく、本当に通風状態の改善に寄与しているかどうかは判然としなかった。
【０００３】
一方、流体解析計算を用いることで、従来から、ある一定条件下での通風状態を解析することは可能であった。しかしながら流体解析結果を判断することはかなりの専門知識を必要とし、その開口部配置によって通風状態が結局満足のゆくものであるのか否か判断できかねるものであった。またその汎用流体解析の結果は、あくまである特殊な予条件に対する結果、すなわち瞬間的なものであり、風向が変化するようなことは考慮されていない。
【０００４】
これらのことから、従来は常に風が淀む部分がどこか判らないまま設計しており、通風状態は実際に住んでみるまでわからなかった。このため通風状態を満足させるために開口部を大にしすぎる傾向があり、いわゆる過剰設計をしてしまっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、間取りの中で開口部を適宜配置することで通風を確保することが図られるが、従前は開口部を配置することで通風状態の改善が図られるのか、図られるとしてどの程度に改善が見込まれるのかは比較すべき指標がないために十分な客観的検討がなされていなかった。
【０００６】
従って設計段階においては適切な開口部の配置を決定するために経験が必要となり、またその経験による配置も適切であるか否か判断するのは困難であった。
【０００７】
また経験の蓄積が想定されない顧客においては、その開口部の配置が適切であるか否かの判断は極めて困難となり、実際に住んでみるまで通風状態を判断することはできなかった。
【０００８】
また、同様の開口部を有する建物であっても地域による気象条件によって通風状態が異なるが、かかる特定の地域に最適化した開口部を設定することはさらに困難なものとなっていた。
【０００９】
そこで本発明は、住宅などの建物の開口部による通風状態を解析して客観的に比較できる判断指標を示し、開口部設定及びその評価を合理的に行うことのできる通風評価システム、及び通風評価表示物を提供することを目的としている。
【００１０】
すなわち、本発明に係る通風評価システムを使用することにより通風状態を確認しながら設計することを可能とし、最も理想的かつ必要十分な開口部を有する建物を設計することができる。これにより、冷暖房の過剰設計をしないばかりか、住人のエネルギー消費量を大幅に削減しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る通風評価システムの代表的な構成は、複数の開口部を有する建物において、多数方向の外部風向を設定し、各方向の外部風向による室内各部の通風状態を算出し、前記複数の通風状態を重ね合わせることにより建物の総合的な通風状態を算出することを特徴とする。
【００１２】
上記外部風向の多数方向とは、建物の全周（360°）を略均等に分割した方向であって、少なくとも３方向、好ましくは４、８、16方向である。また、前記各方向毎の通風状態に対し重み付けをし、その重みは建物が設置される地域の気象条件から、季節毎、または年毎の各方向の外部風向の割合とすることを特徴とする。
【００１３】
また上記課題を解決するために、本発明に係る通風評価表示物の代表的な構成は、建物の間取りと、外壁または各部屋間の開口部と、室内各部の通風状態と、多数方向の外部風向による通風状態を重ね合わせたものである旨とを表示したことを特徴とする。
【００１４】
また前記多数方向の外部風向とは、特定の地域によるもの、又は特定の期間によるものである旨を表示したことを特徴とする。また室内各部の通風状態の表示とは、等高線表示、さらには所定の大きさのグリッド単位で行うことを特徴とする。ここでグリッドの所定の大きさとは、建物の設計におけるモジュール単位であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る通風評価システム及び通風評価表示物の実施形態について、図を用いて説明する。図１〜図３は第一〜第三モデルにおける各方向の外部風向による通風状態を示す図、図４〜図６は第一〜第三モデルにおいて通風状態を重ね合わせた状態を示す図、図８は通風評価表示物の例を示す図、図９はグリッド単位で表示した通風評価表示物の例を示す図である。本実施形態においては建物の例として住宅を用いて説明する。
【００１６】
図１は第一モデル（基本モデル）における、東西南北の四方向からの外部風向による、室内各部の通風状態を流速によって示している。図に示す住宅は部屋R1、R2（子供部屋）、R3（居間）、R4（階段）、R5（玄関）、R6（主寝室）を有する間取りとなっており、東側に窓E1、西側に窓W1、W2、南側に窓S1、S2、S3、北側に窓N1、N2、N3、N4を有している。
【００１７】
図1(a)は南側からの外部風向による通風状態を示したものであり、主として南側の窓S1〜S3から空気が流入し、主として北側の窓N1〜N4から空気が流出していることがわかる。同様に、図1(b)は北側からの外部風向による通風状態、図1(c)は西側からの外部風向による通風状態、図1(d)は東側からの外部風向による通風状態を示している。これらの図から、第一モデルの間取りによっては、南北の風によっては比較的通風がよいが、東西の風によっては通風があまりよくないことがわかる。
【００１８】
ここで、それぞれの場合における通風状態の解析は既知の流体解析手法を用いることができ、ここでは詳述しない。また、解析を行う場合には近隣の家屋の状態、具体的には例えば隣接する家屋の直近の面をモデル化して、通風状態のシミュレーション解析を行うこともできる。
【００１９】
図４は、図１に示した各方向からの外部風向による通風状態を単純に重ね合わせた例である。すなわち、各方向毎の通風状態に対する重み付けは等価となっている。この図から、例えば一年を通じて仮に各方向の風がまんべんなく吹いた場合の室内各部の通風状態を知ることができる。
【００２０】
図４において子供部屋R2の部位A1（図において左下角部）の通風状態を改善することを目的として、子供部屋R2の西側の窓W2を大きくしたのが、図２及び図５に示す第二モデルである。これにより、図2(a)〜図2(c)に示されるように、部位A1の通風状態が改善されていることがわかる。そして図５に示すように、これを単純に重ね合わせた状態においても、部位A1の通風状態が改善されていることがわかる。
【００２１】
また図４において主寝室R6の部位A2、A3（図において右上角部および右下角部）の通風状態を改善することを目的として、さらに二つの窓E1、S4を追加したのが、図３及び図６に示す第三モデルである。これにより図3(a)、(b)、(d)に示されるように、部位A2、A3の通風状態が改善されていることがわかる。そして図６に示すように、これを単純に重ね合わせた状態においても、部位A2、A3の通風状態が改善されていることがわかる。
【００２２】
すなわち、特定の予条件における室内各部の通風状態については従来からも解析することが可能であったところ、本発明の如く各方向からの外部風向による通風状態（流速）を重ね合わせて一つの図として表示することにより、その間取りにおいて通風が良好な部分と、あまり通風がよくなく淀みを発生させる可能性の高い部分を簡易に表示することができ、視覚的、総合的かつ客観的な判断指標とすることができる。これにより建物を設計する段階において通風状態を考慮して通風の淀みを少なくするよう開口部の大きさ及び配置を設定することができ、また顧客においても直感的にその開口部配置の適正を判断することが可能となる。
【００２３】
また気象データを用いて特定の地域における各方向の外部風向の割合を取得し、各方向毎の通風状態を重ね合わせる際に重み付けを行うことにより、建物を建設する地域にあわせた判断指標を得ることができる。図７に、特定の地域における各方向の外部風向の割合の例を示す。図において、例えば東京においては、一年を通じて北北西の割合が多く、逆に南東方向の風はほとんどない。従って東京においては、北北西の風向の外部風向に大きな重み付けをして設計することが有効である。同様に、堺においては東付近及び西付近の割合が多く、南北方向の割合は小さい。したがって、堺においては東西方向に大きな重み付けをして設計することが有効である。このように地域に応じた方向の重み付けにより、有益な通風状態のシミュレーション解析を行うことができる。尚、図７のデータ出典は、拡張アメダス気象データ（編集  日本建築学会）のうち、東京と堺の標準年気象データより編集したものである。
【００２４】
また外部風向の割合を取得する期間は、一年を通じてでもよいし、また夏季や冬季など季節毎に算出することでもよく、それぞれ有用な判断指標を得ることができる。これにより環境に適応した建物の設計を行うことができ、構造のみでなるべく快適な居住空間を提供することのできる建物を提供することができる。
【００２５】
なお上記実施形態においては東西南北の四方向からの外部風向について解析して示したが、さらに多くの方向からの外部風向によってシミュレーション解析を行うことでもよい。解析を行うに当たっては建物の全周（360°）を略均等に分割した方向の外部風向を用いるのが好ましく、少なくとも３方向、好ましくは４、８、16方向である。実際に市販の気象データには１６方向からの風向、風量のデータが含まれているため、これを全て利用することが好ましい。
【００２６】
また開口部による通風を考慮した場合、特に夏季周辺の６〜９月に窓などを開放することが考えられることから、外部風向の割合をそのまま用いるのではなく、夏季周辺の重み付けを大きくすることでもよい。もっとも、冬季においても換気の必要性などがあることから、これを考慮して重み付けを行うことが好ましい。
【００２７】
上記通風状態を重ね合わせた表示、すなわち通風評価表示物は、パンフレットやレポートなどの印刷物、テレビやモニタなどの表示、もしくはコンピュータによるリアルタイムの演算結果としての表示、その他これに類する視認可能な表示物であればよい。このとき、図８に示すように、その図が各方向毎の通風状態を重ね合わせたものであること、また特定の地域、期間によるものである旨をあわせて表示することにより、見る者の理解を容易とすることができる。
【００２８】
また表示に際しては、図9(a)に示す如く流速を等高線にて表現してもよいし、また図9(b)に示す如くグリッド単位で行うことでもよい。グリッド単位で表示するとは、所定の大きさの矩形を連ねて表示することである。この所定の大きさをモジュール単位、すなわち一間(1820cm)や半間、また使用する壁材の基本寸法(例えばヘーベル板であれば30.5cm)等で設定することにより、設計の変更に対応する影響がより明瞭となり、設計段階においての利用性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態においては流速を絶対値を用いて表示しているが（図４〜図６参照）、全体区分の中での平均値とバラツキ、最大最小程度を用いて表現することもできる。
【００３０】
さらに、顧客に対するアンケートによって居住者の通風に関する判断を取得し、これと本発明による通風評価とを照合することにより、居住者の判断と客観的な判断指標との対応を確立することが可能である。これがある程度確立されれば、逆に客観的な判断指標から人の通風に関する感じ方をも指標化することができ、一層居住者の満足できる閾値を設定して開口部設定を行うことが可能となる。特に本発明の通風評価システムは既存の建物に対しても解析することが可能であるため、アンケートを実施すれば早期に多量のデータを得られる可能性がある。
【００３１】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る通風評価システム及び通風評価表示物は、各方向からの外部風向による室内各部の通風状態を重ね合わせて一つの図として表示することにより、通風が良好な部分と、あまり通風がよくなく淀みを発生させる可能性の高い部分を簡易に表示することができ、視覚的、総合的かつ客観的な判断指標とすることができる。これにより開口部設定及びその評価を合理的に行うことができ、また顧客においても直感的にその開口部配置の適正を判断することが可能となる。
【００３２】
また各方向毎の通風状態を重ね合わせる際に建物が建設される地域の気象条件を用いて重み付けを行うことにより、その地域にあわせた判断指標を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一モデルにおける各方向の外部風向による通風状態を示す図である。
【図２】第二モデルにおける各方向の外部風向による通風状態を示す図である。
【図３】第三モデルにおける各方向の外部風向による通風状態を示す図である。
【図４】第一モデルにおいて通風状態を重ね合わせた状態を示す図である。
【図５】第二モデルにおいて通風状態を重ね合わせた状態を示す図である。
【図６】第三モデルにおいて通風状態を重ね合わせた状態を示す図である。
【図７】特定の地域における各方向の外部風向の割合の例を説明する図である。
【図８】通風評価表示物の例を示す図である。
【図９】グリッド単位で表示した通風評価表示物の例を示す図である。
【符号の説明】
R1〜R6   …部屋
E1〜E2   …東側の窓
W1〜W2   …西側の窓
S1〜S4   …南側の窓
N1〜N4   …北側の窓
A1〜A3   …室内の部位
【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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