周辺建物による住宅の日射取得影響とその配置に関する研究

山﨑1.はじめに滉佑析できるLadybugというツールを使用した。プログラ

1-1.研究背景と目的

ムの概要を以下に示す。

近年地球温暖化の影響による気候変動等が問題視さ① epw データ形式の気象データを格納し、スカイマれるようになり、建築の分野でも地域の環境と調和し、トリックスを出力。

将来に渡って人々の生活の質を維持するサステナブル②解析の期間を指定。

な建築を目指すことが重要となっている。

③積算日射量を解析し図示する。

一方で、戦後の高度経済成長期以降、多くの建築需④凡例のレンジを指定する。

要の存在や効率的な供給のため、現在のハウスメー

ここではレンジを 0 ～ 400[kWh/㎡ ] としている。

カーの住宅にあるようなカタログに載った「商品」と2-2. 解析の諸設定しての建築が多く見られるようになった。それにより、（a） 対 象 事 例： 本 研 究 で は 過 去 10 年（2011 年 ～敷地の文脈が置き去りにされ、画一化された都市が各2021 年）に「新建築」誌の住宅特集に掲載された住地に見られる。

宅建築事例から配置状況、形態等が把握できるものか

本論文では、近年建築家によって設計された住宅がらピックアップした 70 事例を解析の対象とした。

受ける日射量に関して、その対象物の配置や形態が周（b）地域区分：本研究において、地域の気候による辺環境とどのような関係性をもって設計されているか影響を考慮したうえで、同地域ごとの特徴や傾向を分を明らかにし、日射コントロールに関して設計時の有析するために、建築事例の所在地をもとに図 2 に示効な考え方を得ることを目的とする。

す 8 つの地域に分類する。

2-1.Grasshopperによる解析について

A:北海道地域

本研究では3次元CADソフトRhinocerosおよびそのプ

B:日本海側地域

ラグインソフトのGrasshopperを用いる。

C:太平洋側地域

2.解析

今回の解

析に用いた積算日射量解析コンポーネントを図1に示

D:内陸性気候地域

す。今回はGrasshopperの気象データを視覚化して分

E:瀬戸内気候地域
F:九州地域
G:沖縄地域
図2

地域区分（c）夏季と冬季の定義：本研究では、夏季と冬季の積算日射量をそれぞれ解析する。ここでは 6 月から 8月のデータを夏季の積算日射量と定義し、12 月から2 月にかけてのデータを冬季の積算日射量と定義してデータを取った。
（d）解析精度：解析精度（注 1） は 1000 に、対象面から解析対象までの距離（注 2）は 1 に設定した。
（e）補正係数の算定：対象とするデータそれぞれについて気候条件や周辺状況が異なる。所在地の気候や周辺の建物などの環境の影響を考慮せずに平等に評価を
図1

日射解析コンポーネント行う場合の為に補正係数を次の手順で算定する。
（Step1)対象建築物を除き、敷地の形状のサーフェ
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3-1.建物全表面

イスと周辺建物のモデルを作成。
（Step2)気象データとして対象建築物の所在地のepw

建物全表面における夏季と冬季の積算日射量の関係データを設定。

を図 4 に示す。

（結果）：図 4 より、全体的な特徴としては、夏季（Step3)遮蔽物として周辺建物のモデルを指定（Step4)敷地サーフェイスの表面での積算日射量を夏の積算日射量が大きくなるにつれて冬季の積算日射量季の場合と冬季の場合をそれぞれ解析によって求める。
上記で求めた積算日射量をR、70事例のRの平均値をRaveとすると、補正係数αは以下の式として定義する。
α=Rave/R
得られた積算日射量の値とこの補正係数の積を補正値とした。

2-3.解析の流れ（ⅰ）モデリング：解析対象の建築物のモデルは新建築に掲載されている各事例の平面図と断面図を参照しな

図4

がら Rhinoceros を用いてサンプルのモデルを作成する。

建物全表面の夏季と冬季の積算日射量の関係

なお、モデル作成の際、平面形状や高さ情報、屋根形状も大きくなる傾向にあり、相関があることがわかった。

を反映させそれ以外の要素は簡略化して作成した。また、同じ地域区分ごとに共通する有意な特徴は特にみられ同時に対象建築物の周り一周分の周辺建築物のモデルをなかった。

作成する。周辺建築物のモデルに関しては、配置図にも（考察・分析）：積算日射量の相関関係に関しては、とづいて位置関係を特定し雑誌の写真や敷地情報などか夏に日射量が比較的多い地域は冬も大きいといったよら読み取れる対象建築物との相対的な関係から大まかなうに地域の気候の影響が大きく、敷地の周辺状況や対高さ情報を反映したモデルを立ち上げた。なお、周囲建象建物の配置の仕方の影響が反映されていないことが築物に関しては屋根形状は反映させず簡略化したフラッわかる。これは、ほとんどの解析データにおいて、外トなボリュームとした。

壁面に比べて屋根面での積算日射量がはるかに大き（ⅱ）気象データ：対象事例の所在地の気象データをく、得られたデータのほとんどが屋根の積算日射量のEPW 形式気象データの配布サイト数値によって決まってしまっているからだと考えられ（注 3）からダウンロードし気象条件として用いた。

る。そのため、次に屋根面を抜きにしてデータをとっ（ⅲ）解析期間を指定：本研究では夏季と冬季の積算た。

日射量のデータを得るため、解析ごとに夏季と冬季の期3-2.外壁全面間を指定した。

外壁全面において解析した夏季と冬季の積算日射量の（ⅳ）建物解析：（ⅰ）で作成した対象建築物を解析対関係を図 5 に示す。

象としてインプットし、周辺建築物を遮蔽物としてイン（結果）：全体的な特徴としては、全表面と同様に、プットし解析をかける。

基本的には全外壁面が受ける夏季と冬季の積算日射量（ⅴ）積算日射量の計算：解析によって得られる数値は解析対象全ての総日射量の値であるため、対象建築物のモデルの各面において表面積を計算し、単位面積当たりの値とした。
3.結果と考察図5

図3

外壁全面の夏季と冬季の積算日射量の関係は相関関係があり、その相関は強くなった。また、地対象モデル（左）と周辺建物モデル（左）の例

域区分ごとに比較すると、どの地域も似たような傾向
48-2になっており、地域区分ごとの有意な特徴は同様に見られなかった。

（考察と分析）：屋根の数値を抜いた全外壁面の積算日射量のデータで比較したが、それでも屋根のデータをいれた時と同様なデータしか得られなかった。各
データの解析結果のビジュアルを見ると、各外壁同士にも他の外壁面に比べ、積算日射量が極端に多い面や極端に少ない面が存在していることがわかる。このことから、外壁全面のデータからも日射のコントロール

図7

手法と周辺建物との関係性は現れにくく、外壁をさらA（北海道地域）とG（沖縄地域）の比較（領域Ⅰ）：他のデータと比較して冬季に積算日射量に分割してデータをとった。
3-3. 主開口面が大きく夏季も同様に大きくなっている。冬季に日射外壁全面において解析した夏季と冬季の積算日射量のを多く取り込めているのは、冬季の暖房負荷を軽減で関係を図 5 に示す。

き、気温の低い北海道地域に関してはは適正といえる。

（結果）：図 6 より、夏季と冬季の積算日射量の相

しかし一方で、夏季の日射量も大きい値になってし関に関しては、建物全表面や全外壁面での場合に比べ、まっている。また、図 8 で各データを比較してみると、全て南から南東の方角に対して主開口面を配置しており、日射を積極的に得る配置となっている。その結果、主開口面で全て冬季の積算日射量が夏季の積算日射量を上回っている。主開口面の前面は公園や道路、空地があり、比較的開けた状況にある。この配置の場合、夏の日射も大きくなっているが、どれも寒冷な地域であり夏の気温が他の地域に比べ低いことから多少夏の日射が大きくなっても許容し、冬の日射の最大化を主図6目的にしていると考えられる。

主開口面の夏季と冬季の積算日射量の関係（領域Ⅱ）: Ⅰと同様にほとんど全ての事例で主開口弱くなり散らばりの度合いが大きくなった。地域区分

面の冬季の積算日射量が最も大きくなっている。配置ごとに比較した場合、B（日本海側地域）、C（太平洋図を比較すると、南から南東の方角に主開口面を配置側地域）、D（内陸性気候地域）、E（瀬戸内性地域）、していることがⅠと共通している。また、Ⅰの事例にF（九州地域）に関しては、散らばりの度合いが大き比べ、隣接する建物の距離が近く、密集度が高いこと

く地域によるまとまった傾向は見られなかった。A（北がわかる。そのため、全体的に冬季の積算日射量の値海道地域）は全体的に夏季の値が他のデータに比べ、は小さくなっている。比較的密集地に立地するが、主大きい傾向にあり冬季に関してはあまり傾向は見られ開口面を設けた前面に 5 ｍ～ 10 ｍほどスペースをとなかった。また、G（沖縄地域）は全体的に夏季の値るような配置になっており、密集した中でもより日射が小さい傾向にあることがわかった。

を得ようとしている。と全体的な散らばりが大きくなったことから、日射の量は少なく、同時に冬季の値も比較的大きい。主開口コントロールに関する計画においては、主開口面の配面は南から南西に配置しており、周囲の建物との間隔置や位置関係が特に特徴づけることが分かった。また、が比較的余裕がある。主開口面が最も夏季の積算日射傾向が見られなかった地域は、傾向が出た地域に比べ量が小さくなっているが、配置の工夫は読み取れな範囲が広く、同じ地域区分の中でも日射に関しての気かった。しかし、主開口面での庇の長さが平均で 1.7候の特性に差があったためだと考えられる。

ｍと長いことから庇によって日射をコントロールして（考察・分析）：主開口面のみに絞ったデータにする

以下、傾向が見られた A（北海道地域）と G（沖縄地域）を抽出して考察する。図 7 のように抽出したデー
タをⅠ～Ⅴの領域に分けて考えた。

（領域Ⅲ）：ⅠやⅡの領域に比べて、夏季の積算日射いることがわかる。

（領域Ⅳ）：Ⅲと同様に比較的夏季の積算日射量は小さくなっている。Ⅲに比べると夏季も冬季も値が小さ
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NNNNN③②④①② ③

① ④②③①④④①③①N②N②④NN② ③① ④NN②①③N③①④②②③④③④①③①④②③②N②③①②③①④④④①

図８

領域ごとの詳細データ

い。主開口面の方角は南から南東と同じ傾向にあるが、事例 64 に関しては庇の長さが約 3.5 ｍと長い。また、た。

4-2 今後の展望

事例 63 に関しては主開口面の前面は建物の 2 倍ほど

本研究では北海道や沖縄といった比較的気候的な特の高さの山があり、事例 69 は主開口面の前面に建物徴が大きい地域でしか、有意な傾向が得られなかった。

が近接している。これにより値が小さくなっていると地域区分をさらに細かい範囲に絞ってその中で解析、考えられる。

比較を行うことで地域の気候に対しての傾向や、設計（領域Ⅴ）: この事例は夏季の積算日射量が最大の面に者の意図がより明らかになってくると考えられる。ま主開口面を設けている。これは主開口面の前面に海がた今回は日射に関して研究を行ったが、通風や日照なあることから眺望を最も重視していることがわかる。

ど他の環境要素に関しても複合的に分析を行っていく

4. 結び

ことでより、より有効な計画のあり方が明らかになっ

4-1 結論てくると考えられる。

本論文では、建築物が受ける日射量に関して、周囲の建物とどのような関係を持って配置されているかを明

注1：Radiation Analysisコンポーネントの入力_gridSize_のこと
注2：Radiation Analysisコンポーネントの入力_disFromBaseのこと

らかにすることを目的として、建物表面の積算日射量と配置の関係を評価した。日射のコントロールに関し

参考文献て、周囲の建物との関係は主開口面の配置の仕方に最[1]金井 恭秀「住宅供給モデルの変遷と今日的課題についての考察--住宅も設計者の意図が現れることが分かった。また北海道

供給プロセスのinnovationという観点から」、住・生活研究 (1), 61-80,のような寒冷な地域では冬季の日射を最大化し、夏季2006-05、の日射に関してはある程度許容する傾向にあった。配[2]楊 光、玄 英麗、持田 灯「建物配置と周辺の風環境と温熱環境の関係の分析:広州、武漢と仙台における緯度の相違による建物周辺環境の変置の特徴としては、南から南東に向けて主開口面を配化」、風工学シンポジウム論文集 23(0), 67, 2014

置するものが多く、敷地が密集している場所では、そ[3]高田 幸枝 、小峯 裕己 、増尾 渉「周辺建物の日影影響による太陽エネの前面はできるだけ広くスペースを取るようにセット

ルギー利用効率の低下に関する研究」、空気調和・衛生工学会大会バックさせるといった工夫も見られた。また、沖縄の学術

講演論文集 2009.2(0), 1395-1398, 2009

ような暑さの厳しい地域では、配置による工夫はあま[4]「Parametric Design with Grasshopper-建 築/プ ロ ダ ク ト の た め の、り見られず、主に庇の長さを長くすることで夏季の日Grasshopperクックブック」、石津 優子(著)、堀川 淳一郎(著)

射を最小化するようにコントロールする傾向にあっ[5]新建築、新建築社

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