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JP4538593B2 - Mass system heat transfer model creation support method - Google Patents
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Description

本発明は、屋外熱環境を数値計算を用いて予測評価するために必要となる建物や地面などの質点系伝熱モデルを作成する上で、使用者が専門的な知識を有せずとも設計行為の延長上で前記モデルの作成を可能にするための質点系伝熱モデル作成支援方法に関する。 The present invention is designed to create a mass system heat transfer model for buildings, ground, etc., which is necessary for predicting and evaluating the outdoor thermal environment using numerical calculations. The present invention relates to a mass-system heat transfer model creation support method for enabling creation of the model on extension of an action.

我が国では都市部における夏季のヒートアイランド現象に代表される熱環境問題が顕在化しており、熱環境に配慮した建築-街区設計や都市開発の必要性が叫ばれている。このため、設計段階に屋外空間の熱環境の予測(及び評価)を行い得る技術が求められている。   In Japan, thermal environmental problems represented by the summer heat island phenomenon in urban areas are becoming apparent, and the need for architectural-block design and urban development that considers the thermal environment has been screamed. For this reason, there is a need for a technique that can predict (and evaluate) the thermal environment of the outdoor space at the design stage.

かかる要請より近年建築環境工学の熱環境分野では、研究レベルのものから汎用化を目指したものまで、数多くのシミュレーション用ソフトが開発されている。その多くは、シミュレーションを行うために専門的な知識が必要となるため、設計者自身による予測評価を行うことが非常に困難である。しかし、熱環境を配慮した設計を行う上で設計者自身による予測評価は不可欠であり、また、その要請が高まっている。   In recent years, a lot of simulation software has been developed in the thermal environment field of architectural environmental engineering, from research level to general purpose. Many of them require specialized knowledge to perform simulation, and it is very difficult to perform predictive evaluation by designers themselves. However, predictive evaluation by the designer himself is indispensable for designing in consideration of the thermal environment, and the demand is increasing.

3D−CADを用いて屋外熱環境をシミュレーションするツール(例えば特開2003-99697:特許文献1)は屋外の熱環境を解析する手法を開示しており、3D−CADを用いて建物や樹木の形状を再現した解析が行えるようになっている。   A tool for simulating an outdoor thermal environment using 3D-CAD (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-99697: Patent Document 1) discloses a method for analyzing an outdoor thermal environment, and a building or tree using 3D-CAD is disclosed. Analysis that reproduces the shape can be performed.

図1は3D−CADを用いた屋外熱環境のシミュレーションツールの動作例を示しており、3D−CADにより建物、樹木、地面データを入力して街区設計を行い(ステップS1)、座標データを得た(ステップS2)後にメッシュデータ化し(ステップS3)、建物の断面の仕様及び材料の選択を行う(ステップS4)。その後、気象条件の設定(ステップS5)を行って受熱量を求め(ステップS6)、一次元熱伝導計算・表面温度の計算を行い(ステップS7、S8)、計算された表面温度を3D−CADへ出力する(ステップS9)と共に、屋外熱環境における熱的快適性の1つの指標として平均放射温度MRT(Mean
Radiant Temperature)、街区からの大気への顕熱負荷としてのHIP(Heat Island Potential)を得る(ステップS10)。
特開2003−99697 山村真司,梅干野晁,浅輪貴史:「建築外部空間デザインの設計支援を目的とした熱放射環境の予測手法の開発」、日本建築学会計画系論文集、第554号, pp.85-92,2002.4
FIG. 1 shows an example of operation of a simulation tool for an outdoor thermal environment using 3D-CAD. Building, tree, and ground data are input by 3D-CAD to perform block design (step S1) to obtain coordinate data. After (step S2), mesh data is converted (step S3), and the specifications and materials of the cross section of the building are selected (step S4). After that, the weather conditions are set (step S5), the amount of heat received is obtained (step S6), the one-dimensional heat conduction calculation / surface temperature is calculated (steps S7, S8), and the calculated surface temperature is calculated by 3D-CAD. (Step S9) and an average radiation temperature MRT (Mean as an index of thermal comfort in the outdoor thermal environment
Radiant Temperature) and HIP (Heat Island Potential) as a sensible heat load from the block to the atmosphere is obtained (step S10).
JP 2003-99697 A Shinji Yamamura, Satoshi Umebino, Takashi Asawa: "Development of a prediction method for thermal radiation environment for the purpose of design support for external space design of architecture", Architectural Institute of Japan Planning Series, No. 554, pp.85-92, 2002.4

熱環境の予測を行うツールの多くは、熱環境の専門的な知識を持つ研究者の使用を前提としており、一般の設計者が設計行為の中でシミュレーションを行い、その結果を設計に反映させていくということは、非常に困難である。また、3D−CADを用いて屋外熱環境のシミュレーションするツールは、一般の設計者の使用が増えている3D−CADを用いて建物や樹木などの屋外の空間形態の入力を可能にしているものの、その構成材料の入力や樹木、熱環境対策手法の要素伝熱モデルの設定や入力には、伝熱解析に関する高度な専門知識が必要となる。このため、伝熱解析の専門知識を有さない行政担当者や設計者にとって自らが熱環境解析を行うことができず、その結果を設計に反映させることができなかった。   Many tools for predicting the thermal environment are premised on the use of researchers with specialized knowledge of the thermal environment, and general designers perform simulations during design activities and reflect the results in the design. It is very difficult to go. Moreover, although the tool which simulates an outdoor thermal environment using 3D-CAD enables the input of outdoor space forms, such as a building and a tree, using 3D-CAD which use of a general designer is increasing. Advanced expertise in heat transfer analysis is required for the input of components, trees, and the setting and input of element heat transfer models for thermal environment measures. For this reason, administrative personnel and designers who do not have expertise in heat transfer analysis cannot perform thermal environment analysis themselves, and the results cannot be reflected in the design.

設計者が、熱環境解析の結果を設計に反映させ、熱環境を考慮した建築-街区設計を進めていくには、専門知識を有せずとも、設計者が通常の設計行為の延長上として、熱環境解析を行える必要がある。   In order for the designer to reflect the results of the thermal environment analysis in the design and proceed with the building-block design considering the thermal environment, the designer must extend the normal design activities without having expertise. It is necessary to perform thermal environment analysis.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、3D−CADを用いて屋外熱環境をシミュレーションするツールにおいて、建築部位、樹木、熱環境対策手法などのオブジェクトと熱環境解析に必要な各オブジェクト毎の要素伝熱モデルを連動させることで、使用者がオブジェクトを選択することで、質点系伝熱モデルが実用的に生成される質点系伝熱モデルのオブジェクト化技術を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above. The object of the present invention is to use a tool for simulating an outdoor thermal environment using 3D-CAD, such as an object such as a building part, a tree, a thermal environment countermeasure technique, and a thermal environment. Object-oriented technology for mass-based heat transfer models that enable practical creation of mass-based heat transfer models when users select objects by linking element heat transfer models for each object required for environmental analysis Is to provide.

このため、従来伝熱解析に関する専門家が作成していた質点系伝熱モデルを、設計者など設計行為の延長上として作成することが可能となる。   For this reason, it is possible to create a mass-based heat transfer model that has been created by experts related to heat transfer analysis as an extension of the design act such as a designer.

なお、本発明で「オブジェクト」とは、CAD上において、その物体固有の情報を保有した対象物のことをいい、例えば材料や表面の色彩情報を保有している壁などが相当する。プログラミング言語上では、データとそれを操作する関数(メソッド)がひとまとまりになって独立したものを「オブジェクト」といい、「オブジェクトツール」とはオブジェクトを生成するCADソフト上の機能をいう。   In the present invention, an “object” refers to an object that holds information unique to the object on CAD, and corresponds to, for example, a wall that holds color information of materials and surfaces. On the programming language, data and functions (methods) for manipulating the data are collectively referred to as “object”, and “object tool” refers to a function on CAD software for generating an object.

また、「要素伝熱モデル」とは、建築部位、樹木、パッシブ手法などの一つ一つの要素が熱環境解析のために伝熱モデル化されたものを指し、各質点に格納される。「質点」とは、メッシュに伝熱計算可能となる情報が格納されたものをいう。「質点系伝熱モデル」とは、熱環境解析を行う対象である建物や地面、樹木などの質点で構成された伝熱モデルであり、「要素伝熱モデル」の組み合わせで作られている。   In addition, the “element heat transfer model” refers to a model in which each element such as a building part, a tree, and a passive method is converted into a heat transfer model for thermal environment analysis, and is stored in each mass point. The “mass point” refers to information in which heat transfer calculation is possible in a mesh. The “mass point system heat transfer model” is a heat transfer model composed of material points such as buildings, ground, and trees, which are targets for thermal environment analysis, and is created by a combination of “element heat transfer models”.

設計に使用される壁や樹木、熱環境対策手法などの設計要素を集めた部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベース(DB)と、各部位や樹木、熱環境対策手法といったオブジェクトに対応する伝熱モデル(質点の配置の方法、計算式など)を格納しているデータベースと、伝熱モデルに必要となる材料の物性値などを格納している材料のデータベースとを具備し、上記3つのデータベースを連動させることで、使用時にオブジェクトを用いて設計を行うことで、前記質点系伝熱モデルが自動的に生成される。   Database (DB) of parts and thermal environment countermeasure method objects that collect design elements such as walls and trees used in design, thermal environment countermeasure techniques, and heat transfer corresponding to objects such as each part, tree, thermal environment countermeasure technique It has a database that stores models (mass point arrangement method, calculation formula, etc.) and a material database that stores physical properties of materials necessary for heat transfer models. By linking them, the mass system heat transfer model is automatically generated by designing using the object at the time of use.

図2は本発明の概要を示しており、ステップS11〜S16が本発明に相当し、得られた結果を気象条件の設定(ステップS5)に入力する。即ち、先ず汎用3D−CADによるオブジェクトを用いた街区設計(建物、地面、樹木など)を行うが(ステップS11)、その際、部位・熱環境対策手法のデータベースを利用する(ステップS12)。また、材料のデータベース(ステップS14)に基づいて要素伝熱モデルのデータベースを利用し(ステップS13)、設計された街区の座標データを取得すると共に、メッシュデータ化を行い(ステップS15)、質点系伝熱モデルの生成を行い(ステップS16)、そのデータを気象条件の設定以降に利用する。   FIG. 2 shows an outline of the present invention. Steps S11 to S16 correspond to the present invention, and the obtained result is input to the setting of weather conditions (step S5). That is, first, a block design (building, ground, trees, etc.) using objects by general-purpose 3D-CAD is performed (step S11), and at that time, a database of part / thermal environment countermeasure methods is used (step S12). In addition, the element heat transfer model database is used based on the material database (step S14) (step S13), the coordinate data of the designed block is acquired, and mesh data is generated (step S15). A heat transfer model is generated (step S16), and the data is used after the weather condition is set.

本発明によれば、3D−CADを用いて屋外熱環境をシミュレーションするツールを使用者が用いる際、使用者が建物の伝熱解析に関する専門的な知識を有していなくても、予め登録されたオブジェクトツールからオブジェクトを選択するだけで、自動的に熱環境解析が可能な質点系伝熱モデルを構築することができる。そのため、設計者や行政担当者は、通常の設計行為の延長上で3D−CADを用いて屋外熱環境のシミュレーションをするツールを用いて、容易に熱環境解析を行うことできる。専門知識を有さない使用者でも熱環境解析を適切に行うことができるため、熱環境配慮型の設計の普及にとって本発明は非常に有用である。   According to the present invention, when a user uses a tool for simulating an outdoor thermal environment using 3D-CAD, even if the user does not have specialized knowledge about heat transfer analysis of a building, it is registered in advance. By selecting an object from the selected object tool, it is possible to build a mass-based heat transfer model that can automatically analyze the thermal environment. Therefore, a designer or a person in charge of administration can easily perform a thermal environment analysis using a tool that simulates an outdoor thermal environment using 3D-CAD over an extension of a normal design act. The present invention is very useful for the spread of thermal environment-considering design because even a user who does not have specialized knowledge can appropriately perform thermal environment analysis.

CADソフトウェア上のオブジェクトはあらゆる情報を格納することができるか、或いは情報を格納することができる概念を有している。3D−CADを用いた屋外熱環境シミュレーションツールは、壁やベランダといった構成要素(オブジェクト)毎に伝熱モデルを構築することができ、オブジェクト毎に機能を分散させることができる。   Objects on CAD software can store any information or have a concept that can store information. The outdoor thermal environment simulation tool using 3D-CAD can construct a heat transfer model for each component (object) such as a wall or a veranda, and can distribute functions for each object.

3D−CADを用いた屋外熱環境シミュレーションにおいて伝熱計算を行うには、建物や地面などを全て面においてメッシュ化を行い、そのメッシュ(質点)一つ一つに、各部位に適切な要素伝熱モデルを割り当て、質点系伝熱モデルを作成する必要がある。専門知識のない一般の使用者が、各部位に合わせて適切な伝熱モデルを作成、選択し、メッシュ毎に割り当てるという作業を行うのは非常に困難である。しかし、オブジェクト毎に要素伝熱モデルを予め構築したものをデータベース化し、ユーザがその用意したオブジェクトを用いて設計を行うことで、質点系伝熱モデルを自動で生成することが可能となる。本発明は、3D−CADソフトの機能としてのオブジェクトツールに、伝熱計算上の質点系伝熱モデルを組み込むことを特徴としている。   In order to perform heat transfer calculation in an outdoor thermal environment simulation using 3D-CAD, all buildings and the ground are meshed on the surface, and element transmission appropriate for each part is performed for each mesh (mass point). It is necessary to assign a heat model and create a mass system heat transfer model. It is very difficult for a general user who does not have specialized knowledge to create, select and assign an appropriate heat transfer model for each part and assign it to each mesh. However, it is possible to automatically generate a mass-based heat transfer model by creating a database of element heat transfer models constructed in advance for each object and designing the object using the prepared objects. The present invention is characterized in that a mass system heat transfer model for heat transfer calculation is incorporated into an object tool as a function of 3D-CAD software.

図3は本発明のデータベースの構成例を示しており、本発明のデータベースは、部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベース10と、各部位や樹木、熱環境対策手法といったオブジェクトに対応する要素伝熱モデル(質点の配置の方法、計算式など)のデータベース20と、伝熱モデルに必要となる材料の物性値などを格納している材料のデータベース30との3つで構成されている。また、これらのデータベース10,20,30は、それぞれ「建物」、「地面」、「樹木」によりデータベースの内容が異なる。「建物」は壁、屋根、ベランダ、窓、熱環境対策手法、その他に分けられ、各部位の形状などが再現された部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベースが用意される。要素伝熱モデルのデータベース20には壁、屋根、ベランダ、窓には断面の仕様、表面材料の色が用意され、熱環境対策手法には熱環境対策手法毎の要素伝熱モデル(屋上緑化モデル、壁面緑化モデル等)が用意される。材料のデータベース30には、材料の物性値や要素伝熱モデルに必要となる定数、パラメータなどが用意される。「地面」には、面の図形としてユーザが任意に描き、その図形に要素伝熱モデルのデータベースから断面構成や要素伝熱モデルを選択する。材料のデータベース30は、建物同様物性値や要素伝熱モデルに必要となる定数、パラメータなどが用意される。「樹木」には、樹高、樹形、樹冠下高さなどを再現したオブジェクトが用意され、要素伝熱モデルのデータベース20には樹木モデル(樹種、葉密度等)が用意されている。材料のデータベース30には日射透過率などの情報が格納されている。   FIG. 3 shows an example of the configuration of the database of the present invention. The database of the present invention includes a database 10 of part / thermal environment countermeasure technique objects and element heat transfer corresponding to objects such as each part, tree, thermal environment countermeasure technique. A database 20 of models (mass point arrangement method, calculation formula, and the like) and a material database 30 storing material property values necessary for the heat transfer model are configured. These databases 10, 20, and 30 have different database contents depending on “building”, “ground”, and “tree”, respectively. The “building” is divided into walls, roofs, verandas, windows, thermal environment countermeasure methods, and others, and a database of site / thermal environment countermeasure method objects in which the shape of each site is reproduced is prepared. The element heat transfer model database 20 includes cross section specifications and surface material colors for walls, roofs, verandas, and windows. The heat environment countermeasure method includes an element heat transfer model for each thermal environment countermeasure method (a rooftop greening model). , Wall greening models, etc.) are prepared. In the material database 30, material property values, constants and parameters necessary for the element heat transfer model, and the like are prepared. On the “ground”, a user arbitrarily draws a surface figure, and a cross-sectional configuration and an element heat transfer model are selected from the element heat transfer model database for the figure. The material database 30 is prepared with constants, parameters, and the like necessary for physical property values and element heat transfer models as in buildings. In the “tree”, objects that reproduce the tree height, tree shape, height under the crown, and the like are prepared, and in the element heat transfer model database 20, tree models (tree species, leaf density, etc.) are prepared. Information such as solar transmittance is stored in the material database 30.

本発明では、オブジェクト指向型の汎用CADソフトウェアであるVectorWorksを本技術の実用化の例として用いている。VectorWorksには、建築物の壁やベランダといった部位をオブジェクトとしてまとめたオブジェクトツールという機能がある。そのオブジェクトツールから質点系伝熱モデルが自動生成されるように、要素伝熱モデルのデータベース20とオブジェクトツールを対応付けるコード化を行う。さらに、要素伝熱モデルのデータベース20は材料のデータベース30と対応付けられており、必要な物性値などを材料のデータベース30から取り込む。具体的には、3D−CADを用いた屋外熱環境シミュレーションツールにおいて、先ずオブジェクトツールから直接メッシュ化作業を行い、3次元メッシュモデルを生成する。この生成メッシュモデルの各々のメッシュに、オブジェクト固有の伝熱モデルの情報が格納されるように、前記3つのデータベース10,20,30を連動させる。   In the present invention, VectorWorks, which is object-oriented general-purpose CAD software, is used as an example of practical application of the present technology. VectorWorks has a function called an object tool that collects parts such as building walls and verandas as objects. The element heat transfer model database 20 and the object tool are coded so as to automatically generate the mass system heat transfer model from the object tool. Further, the element heat transfer model database 20 is associated with the material database 30, and necessary physical property values are taken in from the material database 30. Specifically, in an outdoor thermal environment simulation tool using 3D-CAD, a meshing operation is first performed directly from an object tool to generate a three-dimensional mesh model. The three databases 10, 20, and 30 are linked so that information on the heat transfer model unique to the object is stored in each mesh of the generated mesh model.

このため、オブジェクト毎に予め伝熱モデルと対応付けられた情報(番号)を格納しておき、メッシュ化された段階で自動的に各々のメッシュに割り当てられるようにコード化を行う。例えば壁であれば、オブジェクトツールのオブジェクトには、壁に関する詳細な描画情報と伝熱モデルと対応付けるための情報を格納しておく。一方で、要素伝熱モデルのデータベース20には壁の断面の仕様や表面材料の色などが用意され、ユーザは断面の仕様などに関しては変更することができる。さらに、材料のデータベース30には、各材料の熱伝導率、容積比熱などの物性の情報が格納されている。これら3つのデータベース10,20,30の情報が完全に対応付けられている。熱橋部位などについては、伝熱解析の専門知識のない使用者はそれらを特定し、CADモデルとして質点系伝熱モデルを生成することはできないが、「柱」、「梁」といった設計情報として入力することで、前記3つのデータベース10〜30にも対応させることにより、適切な伝熱モデルを生成することができる。   For this reason, information (number) associated with the heat transfer model is stored in advance for each object, and coding is performed so that each mesh is automatically assigned to each mesh. For example, in the case of a wall, detailed drawing information about the wall and information for associating with the heat transfer model are stored in the object of the object tool. On the other hand, the specification 20 of the cross section of the wall and the color of the surface material are prepared in the database 20 of the element heat transfer model, and the user can change the specification of the cross section. Further, the material database 30 stores physical property information such as thermal conductivity and volumetric specific heat of each material. Information of these three databases 10, 20, and 30 is completely associated. As for thermal bridge parts, users without specialized knowledge of heat transfer analysis cannot identify and generate a mass system heat transfer model as a CAD model, but as design information such as “columns” and “beams” By inputting, it is possible to generate an appropriate heat transfer model by corresponding to the three databases 10 to 30.

図4は建物の質点系伝熱モデルの例を示しており、質点系伝熱モデルは複数の要素伝熱モデルの組合わせで作成され、各質点には部位毎の要素伝熱モデルが格納される。   FIG. 4 shows an example of a mass system heat transfer model of a building. The mass system heat transfer model is created by combining a plurality of element heat transfer models, and each mass point stores an element heat transfer model for each part. The

図5は一例として壁面緑化を質点系伝熱モデル化する過程を示したものである。使用者は、部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベース10より壁面緑化のオブジェクトを選択する。このとき、使用者は、緑化する面積、緑化する植物の種類、葉密度、外壁からの距離といったパラメータを選択・設定する。これらのパラメータは設計に必要なパラメータであるため、入力に専門的な知識を必要としない。屋上緑化のオブジェクトは、要素伝熱モデルのデータベース20の壁面緑化の要素伝熱モデルに対応しており、使用者が設定した設計パラメータを計算パラメータに変換し、選択された条件に適合した要素伝熱モデルを完成させる。具体的には、植物の種類は葉の表面温度、葉密度は日射透過率、壁からの距離は外壁と壁面緑化の間にできる空気層の風速、気温といった計算パラメータに変換される(材料のデータベース30に基づいて変換される)。   FIG. 5 shows a process of modeling a wall surface greening as a mass system heat transfer model as an example. The user selects the wall greening object from the database 10 of the part / thermal environment countermeasure technique object. At this time, the user selects and sets parameters such as the area to be greened, the type of plant to be greened, the leaf density, and the distance from the outer wall. Since these parameters are necessary for the design, specialized knowledge is not required for input. The rooftop greening object corresponds to the elemental heat transfer model for wall greening in the element heat transfer model database 20, converts the design parameters set by the user into calculation parameters, and element transfer that conforms to the selected conditions. Complete the thermal model. Specifically, the plant type is converted into calculation parameters such as the leaf surface temperature, the leaf density is the solar transmittance, and the distance from the wall is a calculation parameter such as the wind speed and temperature of the air layer formed between the outer wall and the wall greening (the material Converted based on the database 30).

これらの計算パラメータを、要素伝熱モデルのデータベース20の壁面緑化の要素伝熱モデルに入力することで、壁面緑化に覆われた壁面の表面温度を算出できる要素伝熱モデルが作成される。このようにして壁面緑化だけでなく各建築部位の要素伝熱モデルにより構成された質点系伝熱モデルが作成される。   By inputting these calculation parameters into the element heat transfer model for wall greening in the element heat transfer model database 20, an element heat transfer model capable of calculating the surface temperature of the wall covered with wall greening is created. In this way, a mass-based heat transfer model is created that includes not only wall greening but also element heat transfer models for each building site.

なお、壁面緑化の要素伝熱モデルにおける壁面表面の熱収支は、下記数1に従って計算される。   In addition, the heat balance of the wall surface in the element heat transfer model of wall greening is calculated according to the following formula 1.

Figure 0004538593
Figure 0004538593

本発明によれば、3D−CADを用いて屋外熱環境をシミュレーションするツールを使用者が用いる際、使用者が建物の伝熱解析に関する専門的な知識を有していなくても、予め登録されたオブジェクトツールからオブジェクトを選択するだけで、自動的に質点系伝熱モデルを構築することができる。   According to the present invention, when a user uses a tool for simulating an outdoor thermal environment using 3D-CAD, even if the user does not have specialized knowledge about heat transfer analysis of a building, it is registered in advance. By simply selecting an object from the selected object tool, a mass system heat transfer model can be automatically constructed.

即ち、設計者などの一般のCAD使用者が設計行為の延長上で熱環境解析が可能となる方法を提案するものであるため、建築設計・都市計画分野、環境設計分野、建築CAD分野における利用可能性は高い。   In other words, it is a method that enables general CAD users, such as designers, to perform thermal environment analysis on extension of design activities, so it can be used in the fields of architectural design / city planning, environmental design, and architectural CAD. The possibility is high.

3D−CADを用いた屋外の熱環境シミュレーションツールの動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the outdoor thermal environment simulation tool using 3D-CAD. 本発明の全体的な流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole flow of this invention. 本発明のデータベースの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the database of this invention. 建物の質点系伝熱モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the mass point system heat transfer model of a building. 壁面緑化の質点系伝熱モデル生成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the mass system heat transfer model production | generation of wall surface greening.

符号の説明Explanation of symbols

10 部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベース
20 要素伝熱モデルのデータベース
30 材料のデータベース
10 Database of part / thermal environment countermeasure method object 20 Element heat transfer model database 30 Material database

Claims (3)

演算制御部、記憶部、入力部、表示部、出力部を具備したコンピュータの情報処理によって質点系伝熱モデルの作成を支援する方法であって、
3D−CADにより、対象とする敷地内の建物、地面、樹木等の空間構成要素の位置、形状を考慮した街区設計が行われ、
前記演算制御部は、前記街区設計を構成する街区設計データ1から座標データ1を取得し、前記座標データ1をメッシュ分割されたメッシュ1のデータに変換し、
前記入力部より、前記メッシュ1のデータそれぞれに断面構成及び材料が設定され、更に気象条件が設定された後、
前記制御演算部は、建物表面と地表面に対応する前記各メッシュ1における受熱量を熱収支計算によって求め、前記受熱量と一次元熱伝導計算により表面温度の計算を行い、計算された前記表面温度を前記出力部より前記3D−CADの座標に対応して出力するようになっており、
前記記憶部に格納されている部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベースを利用して、前記3D−CADによりオブジェクトを用いた街区設計2が行われ、
前記制御演算部は、前記街区設計2を構成する座標データ2を取得し、前記座標データ2をメッシュ分割されたメッシュ2のデータに変換し、
前記記憶部に格納されている材料のデータベースと、前記材料の物性値などの情報を前記材料のデータベースより参照する要素伝熱モデルのデータベースとを利用して、前記メッシュ2のデータに要素伝熱モデルを格納し、
前記演算制御部により質点系伝熱モデルの生成を行うことを特徴とする質点系伝熱モデル作成支援方法。
A method for supporting creation of a mass system heat transfer model by information processing of a computer including an arithmetic control unit, a storage unit, an input unit, a display unit, and an output unit,
By 3D-CAD, a block design that takes into account the position and shape of spatial components such as buildings, ground, and trees in the target site is performed.
The arithmetic control unit obtains coordinate data 1 from the block design data 1 constituting the block design , converts the coordinate data 1 into mesh-divided mesh 1 data,
After the cross-sectional configuration and material are set for each data of the mesh 1 from the input unit , and further weather conditions are set,
The control calculation unit obtains the amount of heat received in each mesh 1 corresponding to the building surface and the ground surface by heat balance calculation, calculates the surface temperature by the heat reception amount and one-dimensional heat conduction calculation, and calculates the calculated surface The temperature is output from the output unit corresponding to the coordinates of the 3D-CAD,
Using the database of the part / thermal environment countermeasure method object stored in the storage unit, the block design 2 using the object is performed by the 3D-CAD ,
The control calculation unit acquires coordinate data 2 constituting the block design 2 , converts the coordinate data 2 into mesh-divided mesh 2 data,
Using the material database stored in the storage unit and the element heat transfer model database that refers to information such as physical property values of the material from the material database , element heat transfer to the data of the mesh 2 Store the model,
A mass-system heat transfer model creation support method, wherein the arithmetic control section generates a mass-system heat transfer model.
前記質点系伝熱モデルが複数の要素伝熱モデルの組み合わせで作成され、各質点には部位毎の要素伝熱モデルが格納されている請求項1に記載の質点系伝熱モデル作成支援方法。 The mass point system heat transfer model creation support method according to claim 1, wherein the mass point system heat transfer model is created by a combination of a plurality of element heat transfer models, and an element heat transfer model for each part is stored in each mass point. 演算制御部、記憶部、入力部、表示部、出力部を具備したコンピュータの情報処理によって質点系伝熱モデルの作成を支援する方法であって、
建物、地面、樹木の形状や屋上緑化、壁面緑化、保水性舗装などの情報を格納している前記記憶部の部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベースを用い、前記入力部及び前記演算制御部によって街区設計された街区設計データを取得し、
前記演算制御部は、前記街区設計データから座標データを取得し、前記座標データをメッシュ分割されたメッシュデータに変換し、前記部位・熱環境対策手法オブジェクトのデータベースに連動した前記記憶部の要素伝熱モデルのデータベースよりオブジェクトに対応した要素伝熱モデルを自動的に選択し、
前記演算制御部は更に、前記要素伝熱モデルに対応した材料の物性値などを前記記憶部の材料データベースより自動的に選択し、前記メッシュデータと前記要素伝熱モデルから質点系伝熱モデルの生成を行い、設計者が設計行為の延長上で熱環境解析に必要となる質点系伝熱モデルを生成する、
ことを特徴とする質点系伝熱モデル作成支援方法。
A method for supporting creation of a mass system heat transfer model by information processing of a computer including an arithmetic control unit, a storage unit, an input unit, a display unit, and an output unit,
Using the database of the part of the storage unit / thermal environment countermeasure technique object that stores information such as building, ground, tree shape, rooftop greening, wall greening, water retention pavement, etc., by the input unit and the arithmetic control unit Get the block design data designed for the block,
The arithmetic control unit acquires coordinate data from the block design data , converts the coordinate data into mesh data divided into meshes, and transmits element data of the storage unit linked to the database of the part / thermal environment countermeasure technique object. The element heat transfer model corresponding to the object is automatically selected from the heat model database,
The arithmetic control unit further automatically selects a physical property value or the like of the material corresponding to the element heat transfer model from the material database of the storage unit, and calculates the mass system heat transfer model from the mesh data and the element heat transfer model. Generate a mass-based heat transfer model that the designer needs to analyze the thermal environment as an extension of the design act .
A mass-system heat transfer model creation support method characterized by this.
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