建物外皮の窓の計画における３次元都市データの利用

真島
1. はじめに凜太郎

3. 3D 都市データを利用した眺望推定、評価ツール
3D 都市データから、対象敷地の周辺の状況を推定し、建物外皮に設ける窓は、昼光や外気を取り入れるのに必要不可欠であるだけでなく、眺望を得る役割もあ外皮の計画段階で眺望を意識するための指標を提示する。良い眺望は執務者に幸福感を与え、生産性の向上るツールの作成を目標とした。

1)。しかし、現在のオフUnity 内に 3D 都市モデルと計画中のオフィスビルのィス建築において、眺望を意識して窓の計画がなされ3D モデルを配置する。実行すると、オフィスビルのフることはほとんどない。

ァサード面から、一定間隔ごとに垂直に光線（Ray）をにもつながると言われている

眺望は窓を通して得られる、室外の状況によって決飛ばし、光線が物に当たるまでの距離と当たったオブ2)定される。現在は ZENRIN や PLATEAU がいくつかジェクトの種類を判定し、出力するプログラムを作成の都市で 3D データの整備を進めている。これを用いした。当たったオブジェクトの種類は、建物、地面、ることで、設計段階でより詳細に室外の状況を予測す緑に分けて判定する。600 ｍ以上光線が物に当たらなることが可能となっている。

い場合は空と判定した。光線を出力する間隔や数は自3)

本研究では、オフィス建築において、眺望を考慮し由に設定できる。出力結果を図 1 に示す。この図は、た窓の計画を行う方法として、3D 都市データから眺望ファサード面に対する周辺状況を、視覚的に伝えるこ内容を推定し、評価する手法を提案する。また、VR ヘとができる。

ッドマウントディスプレイを用いて被験者に眺望画像同様に指定した間隔ごとに上下 50°、左右 60°のを評価させる実験を行い、3D 都市データから得た各物間で放射状に光線を飛ばし、空視率と緑視率を取得し、理量から、眺望内容を評価する関数を作成する。

出力するプログラムを作成した（図 2）。
このように、3Ｄ都市データを用いると、ファサード

2. 眺望性評価に関する既往研究面に対して、周辺の眺望要素の様々な量を得ることが井上（2022）は、オフィスの眺望性を評価する眺望できる。本研究の実験では、このようにして得た眺望性指数（view quality index）を、眺望量（view quantity）要素の量から、眺望を評価する関数を作成することをと眺望内容(view contents)の関数によって表される評目的とする。

4)価関数として提案している 。眺望量の要素としては、窓壁比（壁面の室内側面積に対する窓面の面積比）が挙げられ、眺望の満足度との関係が対数関数によって表された。眺望内容の要素としては、窓外の主要対向物までの距離、空が占める割合（空視率）と植物が占める割合（緑視率）、光の時間変化などが考えられた。
緑視率と眺望の満足度の関係、窓の外の主要向物までの距離とそれに対する気になる度合いを表す関数はこ

図 1 周辺状況の可視化
空視率
階 ⾼さ
⾼さ
10 39.2(m) 38 38 34 36 34 31 30 39.2(m)こで提案されているが、空視率や、スカイラインに関緑視率0 0 0 0 0 0 0
9 35.2(m) 35 35 31 32 33 29 28 35.2(m) 1 0 0 0 0 0 0
8 31.2(m) 33 31 27 29 30 27 26 31.2(m) 0 0 0 0 0 0 0
7 27.2(m) 27 27 23 25 26 24 22 27.2(m) 0 0 0 0 0 0 0
6 23.2(m) 23 22 19 21 23 22 19 23.2(m) 0 0 0 0 0 0 0
5 19.2(m) 21 20 17 19 20 19 18 19.2(m) 0 0 0 0 0 0 04 15.2(m) 16 17 14 16 17 15 14 15.2(m) 0 0 0 0 0 0 0
3 11.2(m) 12 13 12 14 14 14 14 11.2(m) 7 8 9 9 10 8 52 6.2(m)8 10 9 8 7 6 6 6.2(m) 31 44 45 45 39 30 20
1 1.2(m)0 0 0 0 0 1 3 1.2(m) 28 42 41 35 23 20 15する分析は行われていない。
Hellinga（2014）は、見えているレイヤーの数や、対向建物のファサード面の状態を考慮してフローチャー
トによって眺望を分類し、0 点〜12 点で評価する方法を提案している 5)。この方法では、眺望要素を含むか否かを考慮し、眺望要素の量は考慮されていない。また、評価する眺望はオフィスに限っていない。

図 2 ファサードの眺望性能の視覚化

40-1

条件1条件1g

条件2条件2g

条件2-2条件3条件3g

条件3-2条件4条件4g

条件5条件5g

図4

実験画像一覧

4. 眺望内容評価に関する実験

Unity でオフィス室内のモデルと３Ｄ都市モデルの本実験では、眺望の内容の満足度に関して、眺望要配置を変えて１２の眺望画像を作成した（図 4）。オフ

素の物理量を変数とする関数を作成することを目的と

ィス室内は Unity で作成した。視点は、窓の中心からする。眺望要素の量と、眺望要素に対する満足度は対室内側に 4.0ｍの地点に設定した。３Ｄ都市モデルは数関数で表されると仮定した。各眺望要素に対する満ＰＬＡＴＥＡＵの東京２４区のデータを用いた 6)。街足度は、眺望の満足度と線形の関係になり、重回帰分

路樹は Unity Asset Store からダウンロードした３Ｄ

析によって眺望の満足度を予測する式を立てられるとモデルを用いた 7)。

考えた（図 3）。

各条件の実験結果の平均値の一覧を表 1 に示す。

そこで、評価者に VR ヘッドマウントディスプレイ

条件 2 と 2-2、条件 3 と 3-2 は同じ空視率で、スカイを通じで、窓の外の条件の異なる眺望をいくつか提示

ラインが異なる条件だが、奥行き感や、気になり度にし、各要素に対する満足度や眺望の満足度を質問で答も差が出たため、スカイラインの影響を分析することえさる実験をおこなった。各要素の満足度として、空はできなかった。緑視率が 18％程度になるように、の見える割合の満足度、緑の見える割合の満足度、対樹木を加えた条件 1g〜5g では、緑の満足度が、平均向建物の気になり度、奥行き感の 4 つを質問した。奥で 50〜60 程度であった。樹木が含まれていない条件

行き感は 0〜5 の 6 段階で、その他は 100 点満点で評は緑の見える割合の満足度を 0 とした。

価させた。また、眺望の満足度の点数に影響を与えた
表1

要素を口述で答えさせた。被験者は大学生 11 名（男性11 名）であった。
3D都市データから取得

実験で質問

非線形
線形物理量
主観値
（x1, x2, x3, x4)（ X1 ,X2 ,X3 ,X4 )b1
空視率
空の見える割合の満足度
a1b2
a2
緑視率
緑の見える割合の満足度a3b3
対向建物距離気になり度
a4b4？
奥行き感

（ X＝blog10(x) )図3

実験結果の平均値一覧

条件 気になり度 奥行き感 緑満足度 空満足度 満足度
186106211g
702587482842033382-276
1025292g
763524553
372205051
3-256
3054513g
6135156594424076
684g
354568080
5363080725g
284588582

実験で質問
主観値
(Y)

眺望の満足度（ Y = a1X1 + a2X2 + a3X3 + a4X4 ）

実験の目的

40-2

眺望の満足度を目的変数に、空の見える割合の満足
対向建物の気になり度

度、緑の見える割合の満足度、対向建物の気になり度を説明変数とし、重回帰分析をおこなった。奥行き感を含めると有意値が低くなるため除外した。結果を表2 に示す。全ての説明変数の有意値は 0.05 以下で、R2値は 0.72 であった。
表2係数

実験結果の平均値一覧
標準誤差T値

P値

0切⽚

46.73

5.939

7.87

1.30E-12***

Mnd-0.29

0.061

4.75

5.40E-06

***

GrS

0.19

0.036

5.25

6.20E-07***

SkS

0.42

0.052

8.07

4.40E-13***

⾃由度調整済み R2:1009080706050
403020100510152025

対向建物までの距離（m）

3035

図 6 対向建物までの距離と気になり度

そこで、対向建物の気になり度を、対向建物距離のおおよその許容値である 30m 以内にある建物の面積0.72で表すことができると考えた。人の水平方向の有効視野 60° 8) に含まれるこの建物面積を、視点位置から重回帰分析の結果から、眺望内容の満足度(Stf)と各60m 以内の建物の面積の割合(𝐵𝑟)で求め（図 7）、気に主観値の値は以下の式で表される。
𝑆𝑡𝑓 = − 0.3𝑀𝑛𝑑 + 0.2𝐺𝑟𝑆 + 0.4𝑆𝑘𝑆 （1）

なり度との関係を調べた（図 8）。60m 以内建物面積率

本実験の条件では奥行き感が、空の見える割合のと、気になり度の関係は対数関数で表された（式 3）。

満足度や、対向建物の気になり度との相関が大きく、
𝑀𝑛𝑑 = 92 log!" (𝐵𝑟) +94 （3）重回帰分析に加えることができなかった。しかし、奥行き感を除いても R2 値はほとんど変化しなかった。
空の見える割合は、空視率 0、4 程度で概ね満足された（図 5）。関係は対数関数によって表すことができた（式 2）。
𝑆𝑘𝑆 = 97 log!" (𝑥 + 0.1) + 100 （2）8060

図74020

各評価

平均点60m 以内建物面積率1000900.000.20

図50.400.600.80

対向建物の気になり度空の⾒える割合の満⾜度

1001.00

空視率
空視率と空の満足度

各条件の対向建物までの距離と対向建物の気になり度は相関が小さく（図 6）、以前の実験で得たような

807060504030
各評価者

20

平均値

10対数関数によって表すことはできなかった。道路を挟0んだ向かいの建物ファサードが揃っていない場合、気

00.2

0.4

0.6

0.8

60m以内建物⾯積率になり度を対向建物までの距離の関数で表すことは適図8切でないと考えられる。
40-360m 以内建物面積率と気になり度1同様に、一定距離以上の建物面積率などで、奥行き6050
403020100-10 0.00-20-30-40感を予測できると考えたが、相関は小さかった。今後眺望の満⾜度の差奥行き感を関数に加えるならば、奥行き感を表す物理量が必要である。また、奥行き感は 0〜5 の 6 段階で質問したため、ばらつきが大きくなったと考えられる。
条件 1〜５を、樹木を含む条件と比較すると、どの条件でも樹木によって眺望の満足度の値が増加しているが、条件 1〜3 では評価のばらつきが大きくなった。
また、条件 1 では樹木による加点が 30 点と大きく、条0.20

0.40

空視率
各評価者の加点幅件 2 で半分程度、条件 3〜5 では 10 点の差であった。
図9

何人かの評価者は、樹木を含む画像の方を低く評価し0.60

平均値

空視率と樹木による眺望の満足度の加点幅た。図 9 に各空視率ごとの樹木による眺望の満足度の加点幅を示す。自由口述によると、極端に近い位置に100樹木は、低い評価の原因になる。

80

眺望の満⾜度

今回の実験の各要素の満足度を、重回帰分析で得られた式 1 に代入して、眺望の満足度を求めると、緑の満足度の影響が大きくなる空視率 0％の条件 1g では実験値と大きく異なった（図 10）。仮定のように、眺望

式1実験値

604020

内容の満足度と、各眺望要素の満足度は線形の関係に0はなっていないことが分かる。

15. 考察とまとめ1g

図 1022-2 2g

33-3 3g4

条件名4g

55g

式 1 と各条件の実験値との差

本研究で作成したツールを用いて外皮の眺望性能
H -1.2mが推測できれば、窓の設置高さや、窓ガラスの種類をより適切に選択することができる。今後都市データの整備が進むと、設計段階で利用の幅が広がっていくと最⼤空視率：1-!.#$

1.2m考えられる。

フルハイトの窓枠
天井⾼Hm

空の見える割合の満足度と対向建物の気になり度は、それぞれ空視率とある距離内の建物面積率の対数地平線関数で表すことができた。本研究で用いたオフィスの視点

ように天井高 3 m でフルハイトの窓の場合、空視率は最大で 0.6 である（図 11）。フルハイトの窓で空視率

図 110.6 以上の場合は、天井高が 3 m 以上になり、窓は人の空視率の最大値

参考文献

有効視野の外に広がる。このような状況も考え、現実のオフィス建築に即した評価方法を作る必要がある。

1)

ヒューマン・スペース, 世界中の職場におけるバイオフィ
リックデザインの効果, 2015

2)

ZENRIN City Asset SeriesTM
https://www.zenrin.co.jp/contents/product/service/3d/asset/index.html
PLAYEAU by milt https://www.mlit.go.jp/plateau/about/
井上幹太，オフィス建築における窓の眺望性指数の開発，
2022
Hester Hellinga, The D&V analysis method : A method for theanalysis of daylight acces and view quality(2014)
Ｇ空間情報センター, 3D 都市モデル（ProjectPLATEAU）,東京都 23 区
https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/plateau-tokyo23ku
Unity Asset Store, Mobile Tree Package
https://assetstore.unity.com/packages/3d/vegetation/trees/mobile-tree-package-18866
Human dimension & interior space(1979), 9 AudiovisualSpaces

眺望内容の評価は空視率、緑視率、近景の建物の割合で十分に表せると考える。ただし、緑の見える割合の満足度は、空視率によるため、眺望性指数を 1 つの3)4)関数にまとめるのは難しい。Hellinga によるフローチ

5)

ャートの考え方を検証する必要がある。

6)

謝辞

7)

本研究は、株式会社大林組との共同研究である。ここに記して謝意を表す。

8)40-4