風雪シミュレーションを用いた融雪負荷と建物熱負荷を低減する街区形態の開発
積雪寒冷都市における都市デザイン その１９
正会員 ○横山
積雪寒冷都市 風雪シミュレーション 風洞実験
都市デザインガイドライン 除雪エネルギー 環境評価

融雪負荷

評価方法
除雪エネルギーとして、冬期１日当たりの融雪負荷を算出。
日射による自然融雪量を考慮した日積雪量をロードヒーティング(RH)により、融雪する。
［算出式］
融雪負荷 =( 日積雪量ー自然融雪量 )* 雪密度 * 融解熱 / 設備効率
[ 設定 ]
注 5)
札幌市の雪密度 393.9kg/ ㎥ RH の設備効率 85% 融雪に必要な熱量 756kJ/kg
建物の消費エネルギーとして、冬期１日当たりの熱負荷を算出。外皮の熱損失量から建物の各面が受ける冬至の日射取得量(直達日射量＋天空日射量)を引いた値を熱負荷とした。

建物熱負荷
雪環境

［算出式］
熱負荷 =( 外皮熱損失量ー日射熱取得量 )
熱損失量= 外皮面積*熱貫流率*(冬期設計温度ー日平均外気温)*営業時間/設備効率
日射熱取得量=i時間毎の斜面日射量*i時間毎の日射受領面積*窓面積率*日射透過率/設備効率
[設定]
注 6)
注7)
暖房設定温度22℃
冬期日平均外気温 -2.2℃ 営業時間15.5h
設備効率 85%
注3)
仕様 _ 窓：フロート(基壇部)Low-eペア(高層部)、外壁：RC、断熱：ウレタン吹き付け
素材厚さ_ 外壁:RC 80mm 断熱材 50mm、屋根：RC 150mm 断熱材 100mm
注 8)
熱貫流率
フロート5.9 Low-eペア1.9
RC 0.6( 熱伝導率1.6w/mK)W/㎡ K
注 8)
日射透過率
フロート0.81 Low-eペア0.39①積雪分布：冬期１日当たりの積雪深さの等高線図を作成し、吹き溜まりの分布を相対的に評価。
注10)②積雪深さ：歩行空間上の積雪深さの折線グラフを作成し、積雪の深さをa.最大値
注11)
b.平均値c.自然融雪量以上の積雪深さの箇所数 の３つで相対的に評価。

風環境注12)積雪寒冷都市における屋外での風の感じ方の評価［評価基準］：やや寒くやや不快1.5m/s 未満
1.5m/s 以上 2.9m/s 未満：寒く不快対象をもとに、風による快適性を評価。
2.9m/s 以上：非常に寒く不快検討フロー

STEP1

風雪シミュレーションに用いた粉体装置

Ⅰ. 現況型

バグフィルター
送風機

ᡛ᫘ೞȐǰȕǣȫǿȸ᫘
風向6-1章 高層部形状の比較
三井

Ⅱ. 高層部板状型

×

Ⅲ. 高層部塔状型○ብ˳̓ዅȎǺȫ
ብ˳̓ዅᘺፗ
粉体供給装置೉‫׹‬ᚨፗˮፗ

模型設置位置

JPビル
STEP2

6-2章 基壇部形状の比較
Ⅲ. 高層部塔状型○日本生命札幌ビルsとした。模型の縮尺は 1/500 とした。
4. 評価視点
街区形態の評価として、文献 5)6)7) より、エネルギー ( 融雪負荷、建物熱負荷 ) と歩行空間の風雪環境 ( 雪環境、風環境 ) とした。( 表 1)
5. 風雪シミュレーションで検討する街区形態 ( 図 2)
STEP1 では、三井 JP ビルの高層部形状について、①高層部を板状にすることで外皮面積を縮小し、建物熱負荷( 以下、熱負荷 ) を低減する、②高層部を塔状にし雪の吹き払い範囲を増加させ、風雪の影響と融雪負荷を低減する街区形態を検討した 6)7)。STEP2 では、STEP1 の優位な街区形態を基本に、三井 JP ビルの③基壇部を縮小し日射による融雪を増加する街区形態を検討した 6)。STEP3 では、STEP2 の優位な街区形態を基本に、日本生命札幌ビルの高層部形状を検討した。建物足元の風速を低減するため①高層部を板状にし外皮面積を縮小する、風雪の影響と融雪負荷を低減するため②塔状の高層部を風下に配置し雪の吹き払い範囲を増加する、③塔状の高層部を風上に配置し風下の基壇部に積雪させる街区形態を検討した 6)7)。また、

評価視点

歩行空間の風雪環

N各モデルの容積率注 3)、用途別延べ床面積注 3)、窓面積率注 4)、
素材仕様注 3) は、現況と同様とした。
6. 三井 JP ビルの検討 ( 図 3)
はじめに広場への日射の影響が大きい三井 JP ビルを対象とした。敷地全体に基壇部が配置され、その 2/3 ほどに高層部を持つ現況型に対し、高層部の高さを抑え基壇部全体に配置した高層部板状型、高層部を高く塔状に配置した
表 1. 評価視点

エネルギー

にぎわいの軸駅( 前通り )1. 研究の背景と目的
近年の都心開発では、高容積化による高度利用と共に、環境負荷の少ない都市づくりが求められている 1)。特に、積雪寒冷都市では、建物の消費エネルギーに加え、風雪の影響や除雪に要するエネルギーを低減する街区形態が重要である 2) 3)。しかし、消費エネルギーと街区形態の関係は明らかになっていない。
よって、本研究では積雪寒冷都市の都心部において、高容積街区を対象に、消費エネルギーと街区形態の関係を明示し、建築の配置や形態により、風雪の影響と除雪エネルギーを低減する街区形態を開発する。
2. 対象街区の選定 ( 図 1)
札幌市都心部において、都市拠点として重要である北 3 条広 日本生命
札幌ビル
場 4)( 以 下、 広 場 ) と、 そ れ にうけつぎの軸
北 3 条広場( 北 3 条通り)
隣接する三井 JP ビル、日本生
三井 JPビル
命札幌ビルを対象とした。
3. 風雪シミュレーションの概要
粉体装置と風洞装置を使用し都市再生特別地区
対象街区
0 10 50100
地区計画区域た。風向は過去 5 年の気象デー
注 1)
図 1. 対象街区
タより北西とし、風速は 4.0m/
注 2)

翔太 *
瀬戸口 剛 **
渡部 典大 ***
堤拓哉 ****
日下 みのり *****

同同
同
同

7章 高層部形状、配置の比較

STEP3Ⅴ. 高層部板状風上型

×

Ⅳ. 基壇部縮小型

×

Ⅵ. 高層部塔状北配置型○Ⅶ. 高層部塔状南配置型

×

図 2. 風雪シミュレーションの検討フロー

The Development of Urban Block Design for Reducing Building Thermal Load and Snow Melting Load Using Snow and Wind Simulations
The Urban Design on Winter Cities #19
YOKOYAMA Shota,et al.

Ⅰ. 現況型
三井 JP ビル

Ⅱ. 高層部板状型

Ⅲ. 高層部塔状型

Ⅳ. 基壇部縮小型

日本生命札幌ビル

形態モデル［三井 JP ビル _ 現況］ ［日本生命札幌ビル _現況］
［高層部板状型］［日本生命札幌ビル _現況］［高層部塔状型］［日本生命札幌ビル _現況］［基壇部縮小型］［日本生命札幌ビル _現況］
最高高さ ：99.80m
最高高さ ：99.87m
最高高さ ：79.05m最高高さ ：99.87m
最高高さ ：133.00m 最高高さ ：99.87m
最高高さ ：133.00m 最高高さ ：99.87m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
高層部高さ：76.75m
高層部高さ：81.87m
高層部高さ：56.00m
高層部高さ：81.87m
高層部高さ：109.95m 高層部高さ：81.87m
高層部高さ：109.95m 高層部高さ：81.87m
容積率：1276%
容積率：1102%
容積率：1276%
容積率：1102%
容積率：1276%
容積率：1102%
容積率：1276%
容積率：1102%
外皮面積 ：23,308 ㎡ 外皮面積 ：25,192 ㎡ 外皮面積 ：21,838 ㎡ 外皮面積 ：25,192 ㎡
外皮面積 ：26,254 ㎡ 外皮面積 ：25,192 ㎡
外皮面積 ：26,039 ㎡ 外皮面積 ：25,192 ㎡

日積雪量
融雪負荷
熱負荷

エネルギー

北三条広場：115.0 ㎥ / 日㎥/日
三井東側広場 ：1.5㎥/日
三井西側広場 ：1.5
日生東側広場 ：76.9 ㎥ / 日㎥/日
日生西側広場 ：1.3
合計(Ⅰとの比較) ：196.2 ㎥ / 日
北三条広場：39.9 GJ/ 日
GJ/ 日
三井東側広場 ：0.5
GJ/ 日
三井西側広場 ：0.3
日生東側広場 ：26.7 GJ/ 日
GJ/ 日
日生西側広場 ：0.4
合計(Ⅰとの比較) ：67.8 GJ/ 日
三井熱損失量 ：129.5 GJ/ 日
三井日射取得量：14.8 GJ/ 日
日生熱損失量 ：142.9 GJ/ 日
日生日射取得量：18.0 GJ/ 日
合計(Ⅰとの比較) ：240.0 GJ/ 日

北三条広場：120.9 ㎥ / 日㎥/日
三井東側広場 ：2.4㎥/日
三井西側広場 ：3.0
日生東側広場 ：78.8 ㎥ / 日㎥/日
日生西側広場 ：1.0(±0%) 合計(Ⅰとの比較) ：206.2 ㎥ / 日
北三条広場：42.0 GJ/ 日
GJ/ 日
三井東側広場 ：0.7
GJ/ 日
三井西側広場 ：0.9
日生東側広場 ：27.4 GJ/ 日
GJ/ 日
日生西側広場 ：0.3(±0%) 合計(Ⅰとの比較) ：71.3 GJ/ 日
三井熱損失量 ：112.5
三井日射取得量：21.1
日生熱損失量 ：142.9
日生日射取得量：16.5(±0%) 合計(Ⅰとの比較) ：217.9

冬期主風向
北西

北三条広場：109.8 ㎥ / 日㎥/日
三井東側広場 ：3.4㎥/日
三井西側広場 ：0.1
日生東側広場 ：74.0 ㎥ / 日㎥/日
日生西側広場 ：1.1(＋11.4%) 合計(Ⅰとの比較) ：188.3 ㎥ / 日
北三条広場：38.1 GJ/ 日
GJ/ 日
三井東側広場 ：1.1
GJ/ 日
三井西側広場 ：0.0
日生東側広場 ：25.7 GJ/ 日
GJ/ 日
日生西側広場 ：0.3(＋5.2%) 合計(Ⅰとの比較) ：65.0 GJ/ 日
三井熱損失量 ：139.7 GJ/ 日
三井日射取得量：17.2 GJ/ 日
日生熱損失量 ：142.9 GJ/ 日
日生日射取得量：20.5 GJ/ 日(－9.2%) 合計(Ⅰとの比較) ：244.9 GJ/ 日

GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

冬期主風向
北西

2612.0cm

20.7cm34GJ/ 日(＋11.2%)

三井熱損失量 ：140.3
三井日射取得量：16.1
日生熱損失量 ：142.9
日生日射取得量：20.1(＋2.0%) 合計(Ⅰとの比較) ：247.1

GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日(＋3.0%)14912.0cm

23.4cm12.1cm22.1cm1320.5cm

157.2cm

71122.0cm

8

積雪分布

6.4cm

34.0cm 1716.4cm

冬期主風向
北西

冬期主風向
北西

雪環境

6114.0cm

169.7cm

4.2cm

1213.4cm

冬期主風向
北西

2GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日

冬期主風向
北西

105(＋9.7%)

北三条広場：47.3
三井東側広場 ：1.9
三井西側広場 ：0.1
日生東側広場 ：25.7
日生西側広場 ：0.5(－4.1%) 合計(Ⅰとの比較) ：75.4

冬期主風向
北西

112.2cm

北三条広場：136.4 ㎥ / 日㎥/日
三井東側広場 ：6.1㎥/日
三井西側広場 ：0.7
日生東側広場 ：74.0 ㎥ / 日㎥/日
日生西側広場 ：1.5(－4.0%) 合計(Ⅰとの比較) ：218.6 ㎥ / 日

冬期主風向
北西

105

14913

歩行空間の風雪環境

1537411816

12
17〜49mm50〜99mm200〜249mm
150〜199mm
250〜299mm
250〜299mm>34.9mm：3点

積雪深さ

200

100〜149mm
N

冬期主風向：北西
0 10 2050m>34.9mm：61点

220200400

100〜149mm
N

冬期主風向：北西
0 10 2050m>34.9mm：72点〜49mm
50〜99mm200〜249mm
150〜199mm
250〜299mm
250〜299mm>34.9mm：2点
200

400

最大値：219.8

300

最大値：71.5
100 平均値：23.6

2000mm0mm

300

最大値：207.3
100

平均値：76.7

平均値：87.4

100

3:ME周囲〜49mm
50〜99mm200〜249mm
150〜199mm
250〜299mm
250〜299mm>34.9mm：7点

三井東側広場

4側
駅前通り

冬期主風向
北西

5側
三井東側広場

300
200

0mm

0mm

最大値：220.6
平均値：108.0〜49mm
50〜99mm200〜249mm
150〜199mm
250〜299mm
250〜299mm
平均値：61.7 >34.9mm：7点

340
220
200

8側
駅前通り

冬期主風向
北西

11:ME周囲100〜149mm
N

冬期主風向：北西
0 10 2050m>34.9mm：58点

400

最大値：140.3

300

100

2000mm0mm

最大値：204.6
平均値：91.1

100

1000mm7:ME周囲>34.9mm：72点

100

100 平均値：114.30mm

1側

冬期主風向：北西
0 10 2050m

400

最大値：42.1
平均値：12.5

最大値：234.0

200

100〜149mm
N

12側
駅前通り

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

三井東側広場
冬期主風向
北西

16側
三井東側広場
冬期主風向
北西
15:ME周囲

13側

17側
駅前通り

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

快適性

風環 境

9側

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

図 4.
図 3. 三井 JP ビルの風雪シミュレーション結果

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

Ⅴ. 高層部板状風上型

Ⅵ.高層部塔状北配置型

Ⅶ.高層部塔状南配置型

形態モデル［高層部塔状型］
最高高さ ：133.00m
基壇部高さ：23.05m
高層部高さ：109.95m
容積率：1276%
外皮面積 ：26,254 ㎡

日積雪量［高層部板状型］［高層部塔状型］［高層部塔状北配置型］ ［高層部塔状型］［高層部塔状南配置型］
最高高さ ：69.60m
最高高さ ：133.00m
最高高さ ：157.80m
最高高さ ：133.00m
最高高さ ：157.80m
基壇部高さ：18.00m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
基壇部高さ：23.05m
基壇部高さ：18.00m
高層部高さ：50.40m
高層部高さ：109.95m
高層部高さ：139.80m
高層部高さ：109.95m
高層部高さ：139.80m
容積率：1102%
容積率：1276%
容積率：1102%
容積率：1276%
容積率：1102%
外皮面積 ：22,284 ㎡ 外皮面積 ：26,254 ㎡
外皮面積 ：30,850 ㎡ 外皮面積 ：26,254 ㎡ 外皮面積 ：30,850 ㎡
北三条広場：124.1 ㎥ / 日
北三条広場：126.4 ㎥ / 日
北三条広場：150.6 ㎥ / 日
㎥/日
㎥/日
㎥/日
三井東側広場 ：2.9
三井東側広場 ：1.9
三井東側広場 ：2.0
㎥/日
㎥/日
㎥/日
三井西側広場 ：0.1
三井西側広場 ：0.1
三井西側広場 ：0.2
日生東側広場 ：76.6 ㎥ / 日
日生東側広場 ：55.2 ㎥ / 日日生東側広場 ：113.3 ㎥ / 日㎥/日㎥/日㎥/日
日生西側広場 ：2.5
日生西側広場 ：3.2
日生西側広場 ：1.4
合計(Ⅲとの比較) ：206.2 ㎥ / 日(＋9.5%) 合計(Ⅲとの比較) ：186.8 ㎥ / 日(－0.8%) 合計(Ⅲとの比較) ：267.4 ㎥ / 日 (＋42.0%)

融雪負 荷GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

熱負荷

エネルギー

北三条広場：43.1
三井東側広場 ：0.9
三井西側広場 ：0.0
日生東側広場 ：26.6
日生西側広場 ：0.8
合計(Ⅲとの比較) ：71.4
三井熱損失量 ：139.7
三井日射取得量：17.2
日生熱損失量 ：110.1
日生日射取得量：16.5
合計(Ⅲとの比較) ：216.0

GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

北三条広場：43.9
三井東側広場 ：0.5
三井西側広場 ：0.0
日生東側広場 ：19.1
日生西側広場 ：1.1(＋9.8%) 合計(Ⅲとの比較) ：64.6

GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

三井熱損失量 ：139.7
三井日射損失量：17.2
日生熱損失量 ：158.3
日生日射損失量：29.2(－11.8%) 合計(Ⅲとの比較) ：251.6

冬期主風向
北西GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

北三条広場：52.3
三井東側広場 ：0.6
三井西側広場 ：0.0
日生東側広場 ：39.5
日生西側広場 ：0.4(－0.6%) 合計(Ⅲとの比較) ：92.8

GJ/ 日(＋42.8%)

GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日GJ/ 日

三井熱損失量 ：139.7
三井日射損失量：17.2
日生熱損失量 ：158.3
日生日射損失量：27.2(＋2.7%) 合計(Ⅲとの比較) ：253.6

GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日
GJ/ 日(＋3.6%)

冬期主風向
北西

19

冬期主風向
北西

271813.1cm

232218.0cm

21246.7cm
25

積雪分布

16.0cm

冬期主風向
北西

2912.3cm

13.5cm

雪環境

2318

歩行空間の風雪環境

100〜149mm
N

平均値：12.8 >34.9mm：1点

冬期主風向：北西
0 10 2050m>34.9mm：66点
400〜49mm
150〜199mm
250〜299mm

2950〜99mm
200〜249mm
250〜299mm

100〜149mm
N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

平均値：5.6 >34.9mm：0点>34.9mm：66点

積雪深さ200400

100

200〜49mm
150〜199mm
250〜299mm

50〜99mm200〜249mm
250〜299mm

100〜149mm
N

平均値：2.0 >34.9mm：0点

300

300

2000mm0mm

平均値：133.3

最大値：30.5100

最大値：180.5
平均値：79.9

400

100

200

最大値：13.5

18側

三井東側広場

21側
駅前通り

冬期主風向
北西

0mm

24:ME周囲
三井東側広場
冬期主風向
北西

0mm

22側

25側
駅前通り

最大値：242.1

300

1000mm

冬期主風向：北西
0 10 2050m>34.9mm：66点

200

最大値：352.8

100 最大値：67.1

20:ME周囲

26

28

25

50〜99mm200〜249mm
250〜299mm

200

27

22

24211.4cm

冬期主風向
北西

20〜49mm
150〜199mm
250〜299mm

283.1cm

冬期主風向
北西

1924.2cm18.1cm

35.3cm2015.6cm 26

平均値：109.5

1000mm28:ME周囲
三井東側広場
冬期主風向
北西26側

29側
駅前通り

快適性

風環境

0.8

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

V<1.5m/s
V≧2.9m/s

1.5m/s≦V<2.9m/s

図 4. 日本生命札幌ビルの風雪シミュレーション結果
図N

冬期主風向：北西
0 10 2050m

高層部塔状型の比較を行う。
6.1. 高層部形状の比較
現 況 型： 積 雪 量 の 合 計 は196.2 ㎥ / 日 で あ る。
［エネルギー］融雪負荷は 67.8GJ/ 日である。熱負荷は 240.0GJ/ 日である。［風雪環境］広場北側で12.2cm( 図 3-2)、駅前通り(以下、St.1) 北 側 で 20.7cm( 図 3-1)、南側で 6.4cm( 図 3-4)、三井メインエントランス周囲( 以下、ME)で 7.2cm( 図 3-3) の 吹 き 溜 ま りがある。風環境は悪くない。
高層部板状型：積雪量の合計 は 206.2 ㎥ / 日 と 最 大 で ある。［エネルギー］融雪負荷は71.3GJ/ 日 で あ る。 熱 負 荷 は217.9GJ/ 日と最小である。［風雪環境］広場北側で 12.0cm( 図3-6)、St.1 北 側 で 23.4cm( 図3-5)、南側で 13.4cm( 図 3-8)、
ME で 22.0cm( 図 3-7) の吹き溜まりがある。風環境は悪くない。
高層部塔状型：積雪量の合計 は 188.3 ㎥ / 日 で あ り、 最小である。［エネルギー］融雪
負 荷 は 65.0GJ/ 日 と 最 小 で ある。 熱 負 荷 は 244.9GJ/ 日 と最 大 で あ る。［ 風 雪 環 境 ］ 広場 北 側 で 12.0cm( 図 3-10) の吹き溜まりがあり、St.1 北側で 22.1cm( 図 3-9)、 南 側 で16.4cm( 図 3-12) の 吹 き 溜 まり が あ る。ME で は 4.2cm( 図3-11) で、雪は吹き払われている。風環境は悪くない。
以上より、各モデルに共通して、融雪負荷は熱負荷の約３割である。高層部板状型は、現況型に比べ、熱負荷を 9.2% 低減できる。これは高層部が東西方向に長く日射取得量が増加したことと、外皮面積が小さいため熱損失を低減できるからである。一方、融雪負荷は 5.2% 増加する。高層部塔状型は、現況型に比べ、ME の吹き溜まりを減少し、融雪負荷を 4.1% 低減できる。これは風下側に吹き下ろす風が増加し吹き払い範囲が大きくなるためである。熱負荷は 2.0% 増加する。
したがって、各モデルに共通して、熱負荷に対する融雪負荷の割合は約３割であり、この割合は断熱性能が向上するほど増大する。そのため、融雪負荷の低減を検討することは重要である。また、高層部板状型は、日射取得量を増加し、外皮の熱損失を減少できるため、熱負荷を低減できる。高層部塔状型は、風下側の吹き払い範囲を大きくし、積雪量、融雪負荷を低減できる。
6.2. 基壇部形状の比較
融雪負荷の最も少ない高層部塔状型を基本に、日射による融雪の増加が期待できる基壇部縮小型を検討する。
基 壇 部 縮 小 型： 積 雪 量 の 合 計 は 218.6 ㎥ / 日 で ある。［ エ ネ ル ギ ー］ 融 雪 負 荷 は 75.4GJ/ 日 で あ る。 熱負 荷 は 247.1GJ/ 日 で あ る。［ 風 雪 環 境 ］ 広 場 北 側 で12.1cm( 図 3-14)、St.1 北側で 20.5cm( 図 3-13)、南側で9.7cm( 図 3-17)、ME で 14.0cm( 図 3-15)、三井東側広場で34.0cm( 図 3-16) の吹き溜まりがある。風環境は悪くない。
以上より、基壇部縮小型は、高層部塔状型に比べ、基壇部風下側の吹き溜まりが増大し、融雪負荷が増加する。
これは基壇部壁面が隣接する建物壁面より後退したため、風速が乱れためである。熱負荷に差はない。
したがって、基壇部壁面を隣接する建物と揃えることで、建物足元の吹き溜まりを低減できる。
7. 日本生命札幌ビルの検討 ( 図 4)
6 章より三井 JP ビルを高層部塔状型とし、風上の日本生命札幌ビルに対し、より積雪を低減する街区形態の検討を行う。高層部の高さを抑え基壇部全体に板状に配置した
高層部板状風上型、高層部を塔状にし北側に配置した高層部塔状北配置型、高層部を塔状にし南側に配置した高層部塔状南配置型を比較する。
高層部板状風上型：積雪量の合計は 206.2 ㎥ / 日である。［エネルギー］融雪負荷は 71.4GJ/ 日である。熱負荷は 216.0GJ/ 日と最小である。［風雪環境］広場北側で13.1cm( 図 4-19)、St.1 北側で 35.3cm( 図 4-18)、南側で16.0cm( 図 4-21)、ME で 6.7cm( 図 4-20) の吹き溜まりがある。風環境は悪くない。 高層部塔状北配置型：積雪量の合計は 186.8 ㎥ / 日と最小である。［エネルギー］融雪
負荷は 64.6GJ/ 日と最小である。熱負荷は 251.6GJ/ 日である。［風雪環境］広場北側で 18.0cm( 図 4-23)、St.1 北側で 18.1cm( 図 4-22)、南側で 12.3cm( 図 4-25) の吹き溜まりがある。また、ME で 3.1cm( 図 4-24) で、雪は吹き払われている。風環境は悪くない。
高層部塔状南配置型：積雪量の合計は 267.4 ㎥ / 日で、最大である。［エネルギー］融雪負荷は 92.8GJ/ 日と最大である。熱負荷は 253.6GJ/ 日と最大である。［風雪環境］
広 場 北 側 で 15.6cm( 図 4-27)、St.1 北 側 で 24.2cm( 図 4-26)、南側で 13.5cm(図4-29)の吹き溜まりがある。ME で 1.4cm(図4-28）で、雪は吹き払われている。風環境は悪くない。
以上より、高層部板状風上型は、高層部塔状型と比べて、広場東部、St.1 北側には吹き溜まりができ、融雪負荷は9.8% 増加する。一方、熱負荷は 11.8% 低減できる。要因は高層部板状型と同様である。高層部塔状北配置型は、高層部塔状型と比べ、St.1 の吹き溜まりが大幅に小さくなり、融雪負荷を 0.6% 低減する。これは風下側の基壇部に風が吹き下ろし地上部の積雪量が減少するためである。熱負荷は 2.7% 増加する。高層部塔状南配置型は、高層部塔状型と比べて、広場中央部、St.1 北側に吹き溜まりができ、融雪負荷は 42.8% 増加する。熱負荷は 3.6% 増加する。
したがって、高層部塔状北配置型は、基壇部に風が吹き下ろし、風下側の吹き溜まりと融雪負荷を低減できる。
高層部板状風上型は、日射取得量を増加し外皮の熱損失を減少できるため、熱負荷を低減できる。
8. 結論
本研究では、形態検討における融雪負荷の重要性を明示し、風雪の影響とエネルギーを低減する街区形態を開発した。
A）形態検討における融雪負荷の重要性
融雪負荷は、建物熱負荷のおよそ３割に相当し、その割合は断熱性能が向上する程、増大する。融雪負荷は街区形態の影響を受けることから、形態検討の際に融雪負荷を検討することは重要である。
B）風雪の影響、エネルギーを低減する街区形態①高層部を塔状にすると、風下側に吹き下ろす風が増加し吹き払い範囲が大きくなるため、地上部の吹き溜まりと融雪負荷を低減できる。
②高層部を板状にすると、日射取得量が増加し外皮の熱損失量が減少するため熱負荷を低減できるが、地上部の吹き溜まりと融雪負荷は増大する。
③基壇部壁面を隣接する建物の壁面と揃えると、風速が乱れず、建物足元の吹き溜まりと融雪負荷を低減できる。
④高層部を風上に配置すると、風下側の基壇部に風が吹き下ろし地上部の積雪量が減少するため、地上部の吹き溜まりと融雪負荷を低減できる。
以上より、風雪の影響、融雪負荷を低減する街区形態は、塔状の高層部を街区の風上に配置し、基壇部壁面を隣接する建物の壁面と揃えた形態である。

*石本建築事務所 工修** 北海道大学大学院 副工学研究院長 教授 博士（工学）*** 北海道大学大学院工学研究院 助教 博士 ( 工学 )**** 北方建築総合研究所 主査 博士 ( 工学 )*****日本設計 工修*Ishimoto Architectural & Engineering.Firm,inc.,M.Eng** Vice Dean of Engineering Faculty, Hokkaido Univ., Prof., Dr. Eng.
*** Assist. Prof., Faculty of Eng.,Hokkaido Univ, Dr.Eng.
**** Chief,Northern Regional Building Research Institute,Dr.Eng.
*****NIHON SEKKEI Inc., M.Eng.

本研究は、平成 29 年度科学研究費基盤研究 ( Ａ )「積雪シミュレーションを用いた除雪エネルギーゼロの北方型スマート街区の開発」の研究助成を受けた。
注釈：注 1)2012 年 -2016 年の 12 月 -2 月の気象庁データより、日降雪 5cm 以上の最多風向。注 2) 気象台風速計高さを考慮した流入風速 注 3) 新建築 2016.10、久米設計 HP 注 4) 実測より立面図作成 注 5) 空気調和・衛生工学会便覧 注 6) 設計
資料集成環境 注 7) 各ビル HP 注 8)JISR3106、JISR3107、設計資料集成環境 注 9)
実験は 7 日分に相当。結果を 7 で割り１日の積雪深とした 注 10) 歩行障害がある
深さは札幌市の大雪注意報の基準である 200mm 以上とした 注 11) 札幌市の自然融雪量 34.9mm 以上積雪した箇所数を評価 注 12) 木岡 (2009) より設定
参考文献：1) スマートシティ時代のサスティナブル都市・建築デザイン / 日本建築学会 2) 風雪シミュレーションを用いた高層建築街区と中層建築街区が周辺の公共空間に与える風雪環境評価 / 瀬戸口剛ほか 3) 積雪寒冷都市における風雪シミュ
レーションを用いたスマート街区の空間形態とエネルギー消費 / 渡部典大ほか 4)
第二次都心まちづくり計画 / 札幌市 HP 5) 北国の街づくりと景観 /N.Pressman 6)
風雪シミュレーションを用いた低炭素型の都心空間デザインプロセス / 前田孝輔ほか 7) 省エネを目指す建築形状最適化設計手法の開発に関する研究 / 大岡龍三ほか 8) 冬期の漁港における防風雪施設内の作業効率に関する被験者実験 / 木岡信治