JP2000065954A - 日影シュミレーション方法および装置 - Google Patents
日影シュミレーション方法および装置Info
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- JP2000065954A JP2000065954A JP10238626A JP23862698A JP2000065954A JP 2000065954 A JP2000065954 A JP 2000065954A JP 10238626 A JP10238626 A JP 10238626A JP 23862698 A JP23862698 A JP 23862698A JP 2000065954 A JP2000065954 A JP 2000065954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射光を利用することなく、直接光により日
影シュミレーションを実現でき、しかも、光源と離すこ
とができるので、装置そのものは大型にする必要がな
く、使い勝手のよいものである。 【解決手段】 建物または都市模型１を用いて日影を模
造するものであり、光源である人工照明を離れた場所に
設定し、または、太陽を使用し、この光源に対して建物
または都市模型１を設けた台板２を回転装置８に載せ、
この台板２を地上に見立てた場合の緯度方向および経度
方向に回転することで光源を黄道にそって移動したと同
様の相対的動きを回転装置８に行わさせるようにした。
影シュミレーションを実現でき、しかも、光源と離すこ
とができるので、装置そのものは大型にする必要がな
く、使い勝手のよいものである。 【解決手段】 建物または都市模型１を用いて日影を模
造するものであり、光源である人工照明を離れた場所に
設定し、または、太陽を使用し、この光源に対して建物
または都市模型１を設けた台板２を回転装置８に載せ、
この台板２を地上に見立てた場合の緯度方向および経度
方向に回転することで光源を黄道にそって移動したと同
様の相対的動きを回転装置８に行わさせるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市開発、都市計
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建築基準法の改正による都心部における
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
【０００３】特に日影は一般の人々にとって最も理解し
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
【０００４】一方、景観は視覚的に確認できるという点
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
【０００５】最近では、コンピュータグラフィックを使
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
【０００６】そこで、模型を利用した日影シュミレーシ
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
【０００７】これに対して建物または都市模型に対して
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】日影シュミレーション
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
【０００９】これに対して装置全体を大型化することを
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
【００１０】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、反射光を利用することなく、直接光により日影シュ
ミレーションを実現でき、しかも、光源と離すことがで
きるので、装置そのものは大型にする必要がなく、使い
勝手のよい日影シュミレーション方法および装置を提供
することにある。
し、反射光を利用することなく、直接光により日影シュ
ミレーションを実現でき、しかも、光源と離すことがで
きるので、装置そのものは大型にする必要がなく、使い
勝手のよい日影シュミレーション方法および装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、日影シュミレーション方法としては、第１
に、建物または都市模型を用いて日影を模造するもので
あり、光源を離れた場所に設定し、この光源に対して建
物または都市模型を設けた台板を回転装置に載せ、この
台板を地上に見立てた場合の緯度方向および経度方向に
回転することで光源を黄道にそって移動したと同様の相
対的動きを行わせるようにしたこと、第２に、光源は、
人工照明であること、または、太陽光であること、第３
に、回転は連続した動作とすること、第４に、回転装置
の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、この
コンピュータに任意の測定点に緯度、経度、年月日を入
力することで、太陽の日周運動を追尾すること、第５
に、さらにその状態で加速することで、太陽を照明の代
わりに利用することを要旨とするものである。
するため、日影シュミレーション方法としては、第１
に、建物または都市模型を用いて日影を模造するもので
あり、光源を離れた場所に設定し、この光源に対して建
物または都市模型を設けた台板を回転装置に載せ、この
台板を地上に見立てた場合の緯度方向および経度方向に
回転することで光源を黄道にそって移動したと同様の相
対的動きを行わせるようにしたこと、第２に、光源は、
人工照明であること、または、太陽光であること、第３
に、回転は連続した動作とすること、第４に、回転装置
の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、この
コンピュータに任意の測定点に緯度、経度、年月日を入
力することで、太陽の日周運動を追尾すること、第５
に、さらにその状態で加速することで、太陽を照明の代
わりに利用することを要旨とするものである。
【００１２】日影シュミレーション装置としては、第１
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承した回
転装置と、この回転装置から離れた場所に設定する光源
とからなること、第２に、ターンテーブルは、テーブル
板の下面にこれを回転自在に支承する台枠を設け、台枠
の底板から立ち上がる垂直軸がテーブル板を軸支し、台
枠に取り付けたモータの出力軸と前記垂直軸とを減速機
構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠を水平方向の回転軸
に沿わせて結合させ、基台に設置する駆動モータを伝達
機構を介して水平方向の回転軸と結合すること、第３
に、基台下部には移動用のキャスターを設けること、第
４に、基台下部にこの基台を水平面を回転面として回転
させる回転機構を設けることを要旨とするものである。
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承した回
転装置と、この回転装置から離れた場所に設定する光源
とからなること、第２に、ターンテーブルは、テーブル
板の下面にこれを回転自在に支承する台枠を設け、台枠
の底板から立ち上がる垂直軸がテーブル板を軸支し、台
枠に取り付けたモータの出力軸と前記垂直軸とを減速機
構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠を水平方向の回転軸
に沿わせて結合させ、基台に設置する駆動モータを伝達
機構を介して水平方向の回転軸と結合すること、第３
に、基台下部には移動用のキャスターを設けること、第
４に、基台下部にこの基台を水平面を回転面として回転
させる回転機構を設けることを要旨とするものである。
【００１３】請求項１記載に本発明によれば、建物また
は都市模型を用いて日影を模造するものであり、景観を
踏まえつつ、客観的基準を持つ合意形式のものが得ら
れ、しかも、固定された光源（照明）に対して、建物ま
たは都市模型を載置する台座を動かすようにしたので、
離れた場所に光源を設定して平行光またはそれに近い光
を得ることができ、回転装置も大型のものでなくてす
む。
は都市模型を用いて日影を模造するものであり、景観を
踏まえつつ、客観的基準を持つ合意形式のものが得ら
れ、しかも、固定された光源（照明）に対して、建物ま
たは都市模型を載置する台座を動かすようにしたので、
離れた場所に光源を設定して平行光またはそれに近い光
を得ることができ、回転装置も大型のものでなくてす
む。
【００１４】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、光源として人工照明を用いることで室内での
使用が可能となり、気候や時間の制限を受けることはな
い。
に加えて、光源として人工照明を用いることで室内での
使用が可能となり、気候や時間の制限を受けることはな
い。
【００１５】請求項３記載の本発明によれば、光源とし
て実際の太陽を利用できるので、太陽光は限りなく平行
光線に近く、固定照明とは違い広面積の隅々まで誤差の
ない影を得ることができる。
て実際の太陽を利用できるので、太陽光は限りなく平行
光線に近く、固定照明とは違い広面積の隅々まで誤差の
ない影を得ることができる。
【００１６】請求項４記載の本発明によれば、回転は連
続した動作とすることで時間の経過にともなう日影の変
化を観察することができる。
続した動作とすることで時間の経過にともなう日影の変
化を観察することができる。
【００１７】請求項５記載の本発明によれば、回転装置
の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、この
コンピュータに任意の測定点の緯度、経度、年月日を入
力することで、太陽の日周運動を追尾して実際により近
い日影シュミレーションを得ることができる。
の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、この
コンピュータに任意の測定点の緯度、経度、年月日を入
力することで、太陽の日周運動を追尾して実際により近
い日影シュミレーションを得ることができる。
【００１８】請求項６記載の本発明によれば、さらにそ
の状態で加速することで、太陽を照明の代わりに利用す
ることで、任意の日影シュミレーションをその場合で作
り出すことができる。
の状態で加速することで、太陽を照明の代わりに利用す
ることで、任意の日影シュミレーションをその場合で作
り出すことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
【００２０】回転装置８は、図２、図３に示すように、
建物または都市模型１設けた台板２を載置するターンテ
ーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転方
向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
建物または都市模型１設けた台板２を載置するターンテ
ーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転方
向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
【００２１】前記ターンテーブル９は、テーブル板10の
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
【００２２】そして前記ターンテーブル９は、台枠11の
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
【００２３】このターンテーブル９は前記水平方向の回
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
【００２４】前記基台17は天板17ａと脚柱17ｂを有する
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
【００２５】前記モータ14やモータ21はサーボモータを
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
【００２６】なお、基台17の下部にはこの基台17を水平
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
【００２７】このコンピュータ27にはその地点（緯度、
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
【００２８】以上が回転装置８であるが、これに対して
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
【００２９】次に、前記回転装置８を使用して行う本発
明の日影シュミレーション方法について説明する。
明の日影シュミレーション方法について説明する。
【００３０】先に、人工照明29を使用する場合である
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
【００３１】その際、予め建物または都市模型１が実際
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
【００３２】この位置で回転装置８を停止し、日影図を
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
【００３３】また、日影の変化を目で見て知るには、人
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１設けた台板２を
地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力した
年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として行
わせればよい。
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１設けた台板２を
地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力した
年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として行
わせればよい。
【００３４】ところで、図５に示すように、人工照明29
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
【００３５】また、人工照明29は直接光なので、直接光
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
【００３６】影の長さｈ１′，ｈ２′，ｈ３′について
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】全体的に理論値と実験結果の値に大きな差
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
【００３９】前記のように、固定された人工照明29に対
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
【００４０】まず、回転装置８を太陽30の日周運動を追
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
【００４１】これにより、図９に示すように、回転装置
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
【００４２】さらにその状態で、太陽30の動きよりも早
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、直接光により日影シュミレーションを実現でき、し
かも、光源と離すことができるので、装置そのものは大
型にする必要がなく、使い勝手のよいものである。
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、直接光により日影シュミレーションを実現でき、し
かも、光源と離すことができるので、装置そのものは大
型にする必要がなく、使い勝手のよいものである。
【図１】本発明の日影シュミレーション方法および装置
の１実施形態を示す説明図である。
の１実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す側面図である。
態を示す側面図である。
【図３】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す正面図である。
態を示す正面図である。
【図４】コンピュータの入力画面の一例を示す正面図で
ある。
ある。
【図５】光源からの距離と高さの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図６】光源からの距離と誤差の考え方を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】実験で使用し照明光の拡散を示す説明図であ
る。
る。
【図８】屋外での使用例を示す正面図である。
【図９】屋外での使用例を示す説明図である。
【図１０】従来例を示す斜視図である。
１…建物または都市模型 ２…台板 ３…ターンテーブル ４…レー
ルフレーム ５…光源 ６…反射
板 ７…ワイヤー ８…回転
装置 ９…ターンテーブル 10…テー
ブル板 11…台枠 11ａ…底
板 11ｂ…脚柱 12…摩擦
低減機構 13…垂直軸 14…モー
タ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平
方向の回転軸 17…基台 17ａ…天
板 17ｂ…脚柱 18…キャ
スター 19…ジャッキベース 20…軸受
け 21…モータ 22…第２
の水平方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォ
ーム 25…ウォームホィール 26…制御
機構 27…コンピュータ 28…回転
機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モ
ータ 29…人工照明 30…太陽
ルフレーム ５…光源 ６…反射
板 ７…ワイヤー ８…回転
装置 ９…ターンテーブル 10…テー
ブル板 11…台枠 11ａ…底
板 11ｂ…脚柱 12…摩擦
低減機構 13…垂直軸 14…モー
タ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平
方向の回転軸 17…基台 17ａ…天
板 17ｂ…脚柱 18…キャ
スター 19…ジャッキベース 20…軸受
け 21…モータ 22…第２
の水平方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォ
ーム 25…ウォームホィール 26…制御
機構 27…コンピュータ 28…回転
機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モ
ータ 29…人工照明 30…太陽
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月１日（１９９９．６．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 日影シュミレーション方法および装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市開発、都市計
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建築基準法の改正による都心部における
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
【０００３】特に日影は一般の人々にとって最も理解し
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
【０００４】一方、景観は視覚的に確認できるという点
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
【０００５】最近では、コンピュータグラフィックを使
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
【０００６】そこで、模型を利用した日影シュミレーシ
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
【０００７】これに対して建物または都市模型に対して
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】日影シュミレーション
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
【０００９】これに対して装置全体を大型化することを
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
【００１０】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、反射光を利用することなく、直接光により日影シュ
ミレーションを実現でき、しかも、光源と離すことがで
きるので、装置そのものは大型にする必要がなく、使い
勝手のよい日影シュミレーション方法および装置を提供
することにある。
し、反射光を利用することなく、直接光により日影シュ
ミレーションを実現でき、しかも、光源と離すことがで
きるので、装置そのものは大型にする必要がなく、使い
勝手のよい日影シュミレーション方法および装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、日影シュミレーション方法としては、第１
に、建物または都市模型を用いて日影を模造するもので
あり、光源を離れた場所に設定し、この光源に対して建
物または都市模型を設けた台板を回転装置に載せ、回転
装置の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、
このコンピュータに任意の測定点の緯度、経度、年月日
を入力することで、太陽の日周運動を追尾する動きを回
転装置に行わせるようにしたこと、第２に、光源は、人
工照明であること、第３に、回転は連続した動作とする
こと、第４に、光源は、太陽光であり、さらにその状態
で速度を加速することで、太陽を照明の代わりに利用す
ることを要旨とするものである。
するため、日影シュミレーション方法としては、第１
に、建物または都市模型を用いて日影を模造するもので
あり、光源を離れた場所に設定し、この光源に対して建
物または都市模型を設けた台板を回転装置に載せ、回転
装置の駆動モータはコンピュータにより動きを制御し、
このコンピュータに任意の測定点の緯度、経度、年月日
を入力することで、太陽の日周運動を追尾する動きを回
転装置に行わせるようにしたこと、第２に、光源は、人
工照明であること、第３に、回転は連続した動作とする
こと、第４に、光源は、太陽光であり、さらにその状態
で速度を加速することで、太陽を照明の代わりに利用す
ることを要旨とするものである。
【００１２】日影シュミレーション装置としては、第１
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承した回
転装置と、この回転装置から離れた場所に設定する光源
とからなること、第２に、ターンテーブルは、テーブル
板の下面にこれを回転自在に支承する台枠を設け、台枠
の底板から立ち上がる垂直軸がテーブル板を軸支し、台
枠に取り付けたモータの出力軸と前記垂直軸とを減速機
構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠を水平方向の回転軸
に沿わせて結合させ、基台に設置する駆動モータを伝達
機構を介して水平方向の回転軸と結合すること、第３
に、基台下部には移動用のキャスターを設けること、第
４に、基台下部にこの基台を水平面を回転面として回転
させる回転機構を設けることを要旨とするものである。
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承した回
転装置と、この回転装置から離れた場所に設定する光源
とからなること、第２に、ターンテーブルは、テーブル
板の下面にこれを回転自在に支承する台枠を設け、台枠
の底板から立ち上がる垂直軸がテーブル板を軸支し、台
枠に取り付けたモータの出力軸と前記垂直軸とを減速機
構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠を水平方向の回転軸
に沿わせて結合させ、基台に設置する駆動モータを伝達
機構を介して水平方向の回転軸と結合すること、第３
に、基台下部には移動用のキャスターを設けること、第
４に、基台下部にこの基台を水平面を回転面として回転
させる回転機構を設けることを要旨とするものである。
【００１３】請求項１および請求項５〜８記載の本発明
によれば、建物または都市模型を用いて日影を模造する
ものであり、景観を踏まえつつ、客観的基準を持つ合意
形式のものが得られ、しかも、固定された光源（照明）
に対して、建物または都市模型を載置する台座を動かす
ようにしたので、離れた場所に光源を設定して平行光ま
たはそれに近い光を得ることができ、回転装置も大型の
ものでなくてすむ。
によれば、建物または都市模型を用いて日影を模造する
ものであり、景観を踏まえつつ、客観的基準を持つ合意
形式のものが得られ、しかも、固定された光源（照明）
に対して、建物または都市模型を載置する台座を動かす
ようにしたので、離れた場所に光源を設定して平行光ま
たはそれに近い光を得ることができ、回転装置も大型の
ものでなくてすむ。
【００１４】また、回転装置の駆動モータはコンピュー
タにより動きを制御し、このコンピュータに任意の測定
点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の日周
運動を追尾して実際により近い日影シュミレーションを
得ることができる。
タにより動きを制御し、このコンピュータに任意の測定
点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の日周
運動を追尾して実際により近い日影シュミレーションを
得ることができる。
【００１５】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、光源として人工照明を用いることで室内での
使用が可能となり、気候や時間の制限を受けることはな
い。
に加えて、光源として人工照明を用いることで室内での
使用が可能となり、気候や時間の制限を受けることはな
い。
【００１６】請求項３記載の本発明によれば、回転は連
続した動作とすることで時間の経過にともなう日影の変
化を観察することができる。
続した動作とすることで時間の経過にともなう日影の変
化を観察することができる。
【００１７】請求項４記載の本発明によれば、光源とし
て実際の太陽を利用できるので、太陽光は限りなく平行
光線に近く、固定照明とは違い広面積の隅々まで誤差の
ない影を得ることができる。さらにその状態で加速する
ことで、太陽を照明の代わりに利用することで、任意の
日影シュミレーションをその場合で作り出すことができ
る。
て実際の太陽を利用できるので、太陽光は限りなく平行
光線に近く、固定照明とは違い広面積の隅々まで誤差の
ない影を得ることができる。さらにその状態で加速する
ことで、太陽を照明の代わりに利用することで、任意の
日影シュミレーションをその場合で作り出すことができ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
【００１９】回転装置８は、図２、図３に示すように、
建物または都市模型１設けた台板２を載置するターンテ
ーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転方
向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
建物または都市模型１設けた台板２を載置するターンテ
ーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転方
向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
【００２０】前記ターンテーブル９は、テーブル板10の
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
【００２１】そして前記ターンテーブル９は、台枠11の
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
【００２２】このターンテーブル９は前記水平方向の回
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
【００２３】前記基台17は天板17ａと脚柱17ｂを有する
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
【００２４】前記モータ14やモータ21はサーボモータを
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
【００２５】なお、基台17の下部にはこの基台17を水平
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
【００２６】このコンピュータ27にはその地点（緯度、
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
【００２７】以上が回転装置８であるが、これに対して
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
【００２８】次に、前記回転装置８を使用して行う本発
明の日影シュミレーション方法について説明する。
明の日影シュミレーション方法について説明する。
【００２９】先に、人工照明29を使用する場合である
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
【００３０】その際、予め建物または都市模型１が実際
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
【００３１】この位置で回転装置８を停止し、日影図を
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
【００３２】また、日影の変化を目で見て知るには、人
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１設けた台板２を
地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力した
年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として行
わせればよい。
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１設けた台板２を
地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力した
年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として行
わせればよい。
【００３３】ところで、図５に示すように、人工照明29
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
【００３４】また、人工照明29は直接光なので、直接光
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
【００３５】影の長さｈ１′，ｈ２′，ｈ３′について
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】全体的に理論値と実験結果の値に大きな差
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
【００３８】前記のように、固定された人工照明29に対
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
【００３９】まず、回転装置８を太陽30の日周運動を追
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
【００４０】これにより、図９に示すように、回転装置
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
【００４１】さらにその状態で、太陽30の動きよりも早
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、直接光により日影シュミレーションを実現でき、し
かも、光源と離すことができるので、装置そのものは大
型にする必要がなく、使い勝手のよいものである。
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、直接光により日影シュミレーションを実現でき、し
かも、光源と離すことができるので、装置そのものは大
型にする必要がなく、使い勝手のよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の日影シュミレーション方法および装置
の１実施形態を示す説明図である。
の１実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す側面図である。
態を示す側面図である。
【図３】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す正面図である。
態を示す正面図である。
【図４】コンピュータの入力画面の一例を示す正面図で
ある。
ある。
【図５】光源からの距離と高さの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図６】光源からの距離と誤差の考え方を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】実験で使用し照明光の拡散を示す説明図であ
る。
る。
【図８】屋外での使用例を示す正面図である。
【図９】屋外での使用例を示す説明図である。
【図１０】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】 １…建物または都市模型 ２…台板 ３…ターンテーブル ４…レールフレ
ーム ５…光源 ６…反射板 ７…ワイヤー ８…回転装置 ９…ターンテーブル 10…テーブル板 11…台枠 11ａ…底板 11ｂ…脚柱 12…摩擦低減機
構 13…垂直軸 14…モータ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平方向の
回転軸 17…基台 17ａ…天板 17ｂ…脚柱 18…キャスター 19…ジャッキベース 20…軸受け 21…モータ 22…第２の水平
方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォーム 25…ウォームホィール 26…制御機構 27…コンピュータ 28…回転機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モータ 29…人工照明 30…太陽 ─────────────────────────────────────────────────────
ーム ５…光源 ６…反射板 ７…ワイヤー ８…回転装置 ９…ターンテーブル 10…テーブル板 11…台枠 11ａ…底板 11ｂ…脚柱 12…摩擦低減機
構 13…垂直軸 14…モータ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平方向の
回転軸 17…基台 17ａ…天板 17ｂ…脚柱 18…キャスター 19…ジャッキベース 20…軸受け 21…モータ 22…第２の水平
方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォーム 25…ウォームホィール 26…制御機構 27…コンピュータ 28…回転機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モータ 29…人工照明 30…太陽 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月２４日（１９９９．９．２
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 日影シュミレーション方法および装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市開発、都市計
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
画を促進する上でしばしば問題となる日影について、調
査、検討を行う日影シュミレーション方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建築基準法の改正による都心部における
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
容積率緩和の実現により、都市景観、都市環境が大きく
変化することが予想される。また、都市開発による環境
の変化を予測する際に客観的基準となる重要な要素とし
て日照があげられる。
【０００３】特に日影は一般の人々にとって最も理解し
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
易い手段であり、誰もが興味を持つ課題であるが、従
来、紙面に建物を示す枠を記載してそれに影の部分を記
載した日影図が多く使用されているが、このような日影
図を一般の人が理解することは難しい。
【０００４】一方、景観は視覚的に確認できるという点
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
で重要な施策であるが、主観による現象であるため、客
観的基準を持ちえない。そのため、景観を踏まえつつ
も、客観的基準を持つ合意形式の手段の開発が求められ
ている。
【０００５】最近では、コンピュータグラフィックを使
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
用した日影シュミレーションも盛んであるが、これは操
作が面倒で、コストがかかるなど操作性およびコストに
課題を抱えている。
【０００６】そこで、模型を利用した日影シュミレーシ
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
ョンが検討され、その一つは建物または都市模型を太陽
光の下に置き、この模型で生じる影を観察する方法があ
るが、これでは長時間もしくは長期間の観察を必要と
し、また、同一条件下で繰り返し検討することができな
いという問題がある。
【０００７】これに対して建物または都市模型に対して
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
平行光線を照射する方法があり、装置として、図10に示
すように建物または都市模型１を設けた台板２をターン
テーブル３上に載置し、このターンテーブル３の上方空
間に半球状のアーチ型のレールフレーム４を架設してこ
のレールフレーム４に反射板６を有して反射光を発光す
る光源５を走行させるようにした。光源５はワイヤー７
で牽引してレールフレーム４に沿って動かす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】日影シュミレーション
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
を行う際に問題となるのは光の拡散であるが、この図10
に示すような平行光線を照射する場合に反射光を利用す
る装置では、太陽軌道を模したレール４を架設するた
め、広範囲の模型に照射するためには全体が非常に大き
な装置となり、特に、一日の日影変化をシュミレートす
るにはレールフレーム４もそれに合わせて長いものとな
る。
【０００９】これに対して装置全体を大型化することを
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
極力なくすには、模型の縮尺を大きくすることも考えら
れなくはないが、小型ＣＣＤカメラを利用したアイレベ
ルからのシュミレーションを行う場合に、模型敷地範囲
が狭くなり、また、縮尺を大きくした模型では小型ＣＣ
Ｄカメラを利用しにくい。
【００１０】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、反射光を利用することなく、太陽を用いた直接光に
より日影シュミレーションを実現でき、しかも、装置そ
のものは大型にする必要がなく、使い勝手のよい日影シ
ュミレーション方法および装置を提供することにある。
し、反射光を利用することなく、太陽を用いた直接光に
より日影シュミレーションを実現でき、しかも、装置そ
のものは大型にする必要がなく、使い勝手のよい日影シ
ュミレーション方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、日影シュミレーション方法としては、建物ま
たは都市模型を用いて日影を模造するものであり、太陽
を光源とし、光源に対して建物または都市模型を設けた
台板を回転装置に載せ、回転装置の駆動モータはコンピ
ュータにより動きを制御し、このコンピュータに任意の
測定点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の
日周運動を追尾する動きを回転装置に行わせ、さらに太
陽の動きよりも早く、または、遅く、回転装置を動かす
ように加減速することにより実際の太陽を人工照明のか
わりに利用することを要旨とするものである。
するため、日影シュミレーション方法としては、建物ま
たは都市模型を用いて日影を模造するものであり、太陽
を光源とし、光源に対して建物または都市模型を設けた
台板を回転装置に載せ、回転装置の駆動モータはコンピ
ュータにより動きを制御し、このコンピュータに任意の
測定点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の
日周運動を追尾する動きを回転装置に行わせ、さらに太
陽の動きよりも早く、または、遅く、回転装置を動かす
ように加減速することにより実際の太陽を人工照明のか
わりに利用することを要旨とするものである。
【００１２】日影シュミレーション装置としては、第１
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承し、基
台下部にこの基台を水平面を回転面として回転させる回
転機構を設け、さらに、基台下部には移動用のキャスタ
ーを設けた回転装置とからなること、第２に、ターンテ
ーブルは、テーブル板の下面にこれを回転自在に支承す
る台枠を設け、台枠の底板から立ち上がる垂直軸がテー
ブル板を軸支し、台枠に取り付けたモータの出力軸と前
記垂直軸とを減速機構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠
を水平方向の回転軸に沿わせて結合させ、基台に設置す
る駆動モータを伝達機構を介して水平方向の回転軸と結
合することを要旨とするものである。
に、建物または都市模型を設けた台板と、この台板を載
置するターンテーブルを、基台上に横向きに設置した鉛
直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で支承し、基
台下部にこの基台を水平面を回転面として回転させる回
転機構を設け、さらに、基台下部には移動用のキャスタ
ーを設けた回転装置とからなること、第２に、ターンテ
ーブルは、テーブル板の下面にこれを回転自在に支承す
る台枠を設け、台枠の底板から立ち上がる垂直軸がテー
ブル板を軸支し、台枠に取り付けたモータの出力軸と前
記垂直軸とを減速機構を兼ねる伝達機構で連結し、台枠
を水平方向の回転軸に沿わせて結合させ、基台に設置す
る駆動モータを伝達機構を介して水平方向の回転軸と結
合することを要旨とするものである。
【００１３】本発明によれば、建物または都市模型を用
いて日影を模造するものであり、景観を踏まえつつ、客
観的基準を持つ合意形式のものが得られ、しかも、固定
された光源（照明）に対して、建物または都市模型を載
置する台座を動かすようにしたので、離れた場所に光源
を設定して平行光またはそれに近い光を得ることがで
き、回転装置も大型のものでなくてすむ。
いて日影を模造するものであり、景観を踏まえつつ、客
観的基準を持つ合意形式のものが得られ、しかも、固定
された光源（照明）に対して、建物または都市模型を載
置する台座を動かすようにしたので、離れた場所に光源
を設定して平行光またはそれに近い光を得ることがで
き、回転装置も大型のものでなくてすむ。
【００１４】また、回転装置の駆動モータはコンピュー
タにより動きを制御し、このコンピュータに任意の測定
点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の日周
運動を追尾して実際により近い日影シュミレーションを
得ることができる。
タにより動きを制御し、このコンピュータに任意の測定
点の緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の日周
運動を追尾して実際により近い日影シュミレーションを
得ることができる。
【００１５】前記作用に加えて、光源として人工照明を
用いることで室内での使用が可能となり、気候や時間の
制限を受けることはない。
用いることで室内での使用が可能となり、気候や時間の
制限を受けることはない。
【００１６】回転は連続した動作とすることで時間の経
過にともなう日影の変化を観察することができる。
過にともなう日影の変化を観察することができる。
【００１７】光源として実際の太陽を利用できるので、
太陽光は限りなく平行光線に近く、固定照明とは違い広
面積の隅々まで誤差のない影を得ることができる。さら
にその状態で加速することで、太陽を照明の代わりに利
用することで、任意の日影シュミレーションをその場で
作り出すことができる。
太陽光は限りなく平行光線に近く、固定照明とは違い広
面積の隅々まで誤差のない影を得ることができる。さら
にその状態で加速することで、太陽を照明の代わりに利
用することで、任意の日影シュミレーションをその場で
作り出すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置の第１実施形態を示す説明図
で、図中８は回転装置、２は建物または都市模型１を設
けた台板、29は光源としての人工照明であり、先に本発
明の日影シュミレーション装置について説明すると、前
記図９に示す装置とおなじように建物または都市模型１
を用いて日影を模造するものであるが、本発明は固定さ
れた光源に対して回転装置８を用いて建物または都市模
型１側を動かすようにした。
【００１９】回転装置８は、図２、図３に示すように、
建物または都市模型１を設けた台板２を載置するターン
テーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転
方向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
建物または都市模型１を設けた台板２を載置するターン
テーブル９を基台17上に横向きに設置した鉛直面を回転
方向面とする水平方向の回転軸16で支承する。
【００２０】前記ターンテーブル９は、テーブル板10の
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
下面にこれを回転自在に支承する台枠11を設けるが、該
台枠11は底板11ａと四隅に立ち上がる脚柱11ｂからな
り、脚柱11ｂはその上端がベアリング等の摩擦低減機構
12を介してテーブル板10に当接し、また、底板11ａから
立ち上がる垂直軸13がテーブル板10の中心を軸支する。
【００２１】そして前記ターンテーブル９は、台枠11の
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
底板11ａ下にモータ14を取り付け、このモータ14の出力
軸と垂直軸13とを減速機構を兼ねる伝達機構としての歯
車15ａ，15ｂで連結する。
【００２２】このターンテーブル９は前記水平方向の回
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
転軸16には底板11ａを載置して固定することで、この水
平方向の回転軸16にこれとともに回転するように支承さ
れる。
【００２３】前記基台17は天板17ａと脚柱17ｂを有する
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
枠組みによるもので、脚柱17ｂの先端には移動用のキャ
スター18と固定用のジャッキベース19を設け、天板17ａ
上に設けた軸受け20で前記水平方向の回転軸16を軸支
し、また、天板17ａ上にモータ21で回転駆動する第２の
水平方向の回転軸22を軸受け23で軸支して設置し、この
第２の水平方向の回転軸22に設けたウォーム24と水平方
向の回転軸16の端に設けたウォームホイール25を噛合さ
せた。これらウォーム24を有する第２の水平方向の回転
軸22と水平方向の回転軸16の端に設けたウォームホイー
ル25は駆動源としてのモータ21と水平方向の回転軸16と
を連結する伝達・減速機構を形成する。
【００２４】前記モータ14やモータ21はサーボモータを
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
使用し、その駆動制御機構26を天板17ａ上に設置し、ま
た、コンピュータ27をこの駆動制御機構26に接続してこ
のコンピュータ27でモータ14やモータ21の動きを制御で
きるようにした。
【００２５】なお、基台17の下部にはこの基台17を水平
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
面を回転面として回転させる回転機構28を設けてもよ
い。この回転機構28は回転軸28ａとそれに噛合するモー
タ28ｂからなり、このモータ28ｂも駆動制御機構26を介
してコンピュータ27で制御する。
【００２６】このコンピュータ27にはその地点（緯度、
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
経度）、年、月、日に応じた黄道（太陽の軌跡）がプロ
グラムされており、任意の緯度、経度、年、月、日を入
力すると、この入力に応じて回転装置８をこのプログラ
ムにそって動かすように、前記モータ14やモータ21、モ
ータ28ｂを制御する。
【００２７】以上が回転装置８であるが、これに対して
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
離れた場所に設定する光源としては人工照明29の場合と
太陽30を利用した太陽光である場合がある。
【００２８】次に、前記回転装置８を使用して行う本発
明の日影シュミレーション方法について説明する。
明の日影シュミレーション方法について説明する。
【００２９】先に、人工照明29を使用する場合である
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
が、回転装置８から離れた場所に人工照明29を設置し、
人工照明29からの光が回転装置８のターンテーブル９上
に載置する台板２上の建物または都市模型１に照射して
影を作り出す。
【００３０】その際、予め建物または都市模型１が実際
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
の太陽等で作り出す影を描くようにコンピュータ等で作
成した日影図を台板２上にのせ、この日影図の影と同じ
形状の影を建物または都市模型１が作るように回転装置
８のモータ14やモータ21を動かす。
【００３１】この位置で回転装置８を停止し、日影図を
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
作成した際の緯度、経度、年、月、日をコンピュータ27
に入力する。これで動作の起点が決定されるので、以後
は日影シュミレートを行いたい緯度、経度、年、月、日
をコンピュータ27に入力すれば、その位置に移動するよ
うな計算がなされ、コンピュータ27の出力で回転装置８
が駆動され、ターンテーブル９自体の回転およびターン
テーブル９のテーブル板10の回転で、人工照明29に対し
て建物または都市模型１設けた台板２をその位置まで移
動させる。図４にかかるコンピュータ27での入力画面を
示す。
【００３２】また、日影の変化を目で見て知るには、人
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１を設けた台板２
を地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力し
た年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として
行わせればよい。
工照明29と建物または都市模型１設けた台板２の相対的
な動きがあたかも建物または都市模型１を設けた台板２
を地上に見立てた場合の人工照明29の動きが当該入力し
た年、月、日の黄道を描くような動きを連続動作として
行わせればよい。
【００３３】ところで、図５に示すように、人工照明29
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
による点光源の位置をＯ、対象までの距離をＬ、対象で
ある建物または都市模型１の高さをＨとしたとき、点光
源ＯからＨに光を当てたときのＨの影をＨ′とする。図
５から、Ｈに対してＬが大きいほどＨとＨ′の差は小さ
くなる。したがって、平行光線に近い状態を作り出すた
めには、Ｌを大きくとればよい。ただし、光度は距離の
逆二乗法則に従って弱くなるので、人工照明29は十分な
光度を持つ必要がある。
【００３４】また、人工照明29は直接光なので、直接光
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
による影の長さの誤差について検討すると、光源から7.
75ｍ離れた台板２の上に長さ10cmの棒を立てたときのＡ
地点とＣ地点における影の長さ（ｈ１′、ｈ３′）につ
いて誤差〔（ｈ３′−ｈ１′）／ｈ１′〕を求めた。た
だし、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの間隔（ｌ）は
50cmである（図６）。また、光源となる人工照明29につ
いては、ガラス面の直径は16cm、距離7.75ｍ先での光の
広がりは直径1.59ｍである（図７）。また、人工照明29
と台板２の設置については、光の中心が点Ｂを通るよう
にし、冬至の南中を想定して光の入射角をθ＝30°とし
た。
【００３５】影の長さｈ１′，ｈ２′，ｈ３′について
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
理論値と実験結果の値（実験値）を下記表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】全体的に理論値と実験結果の値に大きな差
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
は見られない。また、最大誤差もほとんど同じ値であ
る。そこで、最大誤差が３％以内となる条件を理論式よ
り求めた。その結果、誤差を３％以内に収めるための必
要条件として、点光源からの距離Ｌ≧39ｍ若しくはｌ／
Ｌ≦0.013 を得た。したがって、実際の光源から建物ま
たは都市模型１までの距離を比較的短くするためには光
源のガラス窓の径を大きくする必要があることがわか
る。
【００３８】前記のように、固定された人工照明29に対
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
して建物または都市模型１を設けた台板２を回転装置８
で動かすだけではなく、図８に示すように回転装置８を
屋外に出して実際の太陽30を利用して日影シュミレーシ
ョンを行うこともできる。
【００３９】まず、回転装置８を太陽30の日周運動を追
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
尾するように動かす場合で、回転装置８の所定の位置を
北に合わせ、コンピュータ27にその測定点の緯度、経
度、年月日を入力する。
【００４０】これにより、図９に示すように、回転装置
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
８は太陽30の日周運動を追尾するように動くが、この場
合は太陽30との関係で地球の自転が影響してくるので、
前記人工照明29による屋内の場合と異なり、基台17の下
部の回転機構28も使用して基台17を水平面を回転面とし
て回転させる動きも付け加える。
【００４１】さらにその状態で、太陽30の動きよりも早
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
く、または、遅く、回転装置８を動かすように加減速す
ることにより実際の太陽30を照明のかわりに利用するこ
とも可能である。この加減速する値はコンピュータ27に
速度として入力する。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように本発明の日影シュミレ
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、太陽による直接光により日影シュミレーションを実
現でき、装置そのものは大型にする必要がなく、使い勝
手のよいものである。
ーション方法および装置は、反射光を利用することな
く、太陽による直接光により日影シュミレーションを実
現でき、装置そのものは大型にする必要がなく、使い勝
手のよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の日影シュミレーション方法および装置
の１実施形態を示す説明図である。
の１実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す側面図である。
態を示す側面図である。
【図３】本発明の日影シュミレーション装置の１実施形
態を示す正面図である。
態を示す正面図である。
【図４】コンピュータの入力画面の一例を示す正面図で
ある。
ある。
【図５】光源からの距離と高さの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図６】光源からの距離と誤差の考え方を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】実験で使用し照明光の拡散を示す説明図であ
る。
る。
【図８】屋外での使用例を示す正面図である。
【図９】屋外での使用例を示す説明図である。
【図１０】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】 １…建物または都市模型 ２…台板 ３…ターンテーブル ４…レールフレ
ーム ５…光源 ６…反射板 ７…ワイヤー ８…回転装置 ９…ターンテーブル 10…テーブル板 11…台枠 11ａ…底板 11ｂ…脚柱 12…摩擦低減機
構 13…垂直軸 14…モータ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平方向の
回転軸 17…基台 17ａ…天板 17ｂ…脚柱 18…キャスター 19…ジャッキベース 20…軸受け 21…モータ 22…第２の水平
方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォーム 25…ウォームホィール 26…制御機構 27…コンピュータ 28…回転機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モータ 29…人工照明 30…太陽
ーム ５…光源 ６…反射板 ７…ワイヤー ８…回転装置 ９…ターンテーブル 10…テーブル板 11…台枠 11ａ…底板 11ｂ…脚柱 12…摩擦低減機
構 13…垂直軸 14…モータ 15ａ，15ｂ…歯車 16…水平方向の
回転軸 17…基台 17ａ…天板 17ｂ…脚柱 18…キャスター 19…ジャッキベース 20…軸受け 21…モータ 22…第２の水平
方向の回転軸 23…軸受け 24…ウォーム 25…ウォームホィール 26…制御機構 27…コンピュータ 28…回転機構 28ａ…回転軸 28ｂ…モータ 29…人工照明 30…太陽
Claims (10)
- 【請求項１】 建物または都市模型を用いて日影を模造
するものであり、光源を離れた場所に設定し、この光源
に対して建物または都市模型を設けた台板を回転装置に
載せ、この台板を地上に見立てた場合の緯度方向および
経度方向に回転することで光源を黄道にそって移動した
と同様の相対的動きを回転装置に行わせるようにしたこ
とを特徴とする日影シュミレーション方法。 - 【請求項２】 光源は、人工照明である請求項１記載の
日影シュミレーション方法。 - 【請求項３】 光源は、太陽光である請求項１記載の日
影シュミレーション方法。 - 【請求項４】 回転は連続した動作とする請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の日影シュミレーション方
法。 - 【請求項５】 回転装置の駆動モータはコンピュータに
より動きを制御し、このコンピュータに任意の測定点の
緯度、経度、年月日を入力することで、太陽の日周運動
を追尾する請求項１、請求項２、請求項４のいずれかに
記載の日影シュミレーション方法。 - 【請求項６】 さらにその状態で速度を加速すること
で、太陽を照明の代わりに利用する請求項５記載の日影
シュミレーション方法。 - 【請求項７】 建物または都市模型を設けた台板と、こ
の台板を載置するターンテーブルを、基台上に横向きに
設置した鉛直面を回転方向面とする水平方向の回転軸で
支承した回転装置と、この回転装置から離れた場所に設
定する光源とからなることを特徴とする日影シュミレー
ション装置。 - 【請求項８】 ターンテーブルは、テーブル板の下面に
これを回転自在に支承する台枠を設け、台枠の底板から
立ち上がる垂直軸がテーブル板を軸支し、台枠に取り付
けたモータの出力軸と前記垂直軸とを減速機構を兼ねる
伝達機構で連結し、台枠を水平方向の回転軸に沿わせて
結合させ、基台に設置する駆動モータを伝達機構を介し
て水平方向の回転軸と結合する請求項７記載の日影シュ
ミレーション装置。 - 【請求項９】 基台下部には移動用のキャスターを設け
る請求項７または請求項８記載の日影シュミレーション
装置。 - 【請求項１０】 基台下部にこの基台を水平面を回転面
として回転させる回転機構を設ける請求項７ないし請求
項９のいずれかに記載の日影シュミレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23862698A JP3491672B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 日影シュミレーション装置および日影シュミレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23862698A JP3491672B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 日影シュミレーション装置および日影シュミレーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065954A true JP2000065954A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3491672B2 JP3491672B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=17032950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23862698A Expired - Fee Related JP3491672B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 日影シュミレーション装置および日影シュミレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491672B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841582A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-13 | 长安大学 | 一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法 |
| CN109918848A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 桂林理工大学 | 一种基于bim技术的建筑房屋日照分析与模拟装置 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23862698A patent/JP3491672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841582A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-13 | 长安大学 | 一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法 |
| CN106841582B (zh) * | 2017-02-27 | 2023-03-24 | 长安大学 | 一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法 |
| CN109918848A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 桂林理工大学 | 一种基于bim技术的建筑房屋日照分析与模拟装置 |
| CN109918848B (zh) * | 2019-03-29 | 2024-02-27 | 桂林理工大学 | 一种基于bim技术的建筑房屋日照分析与模拟装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3491672B2 (ja) | 2004-01-26 |
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