JP2006293888A - 建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 建築空間配置の多種多様なバリエーションを短時間で取得することができる建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法を提供すること。
【解決手段】 建築空間全体を一定サイズの立方体である空間セルの集合体と考え、空間セル設定部１２４で、空間セルの属性および属性間の距離指標（親和度）を設定する。そして、満足度計算部１２６、判定部１２８、および空間セル配置部１３０で、セル・オートマトンを適用して親和度に対応した空間セルの移動を計算して、空間セルの最適配置を求める。得られた空間配置結果は、コンピュータグラフィックスでディスプレイ（出力装置１５０）に表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法に関し、特に、コンピュータを用いて建築空間配置の計画を支援する建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法に関する。

従来、建築空間配置の計画は、基本的に以下の手順によって進められる。

（１）まず、プログラミングを行う。すなわち、建築空間に求められる機能または想定される用途を、ある空間のまとまり（室）として定義する。例えば、プログラミングの例として、住宅においてリビングやダイニング、寝室、書斎などを定義することを挙げることができる。

（２）次に、ゾーニングを行う。すなわち、室ごとに必要な床面積を設定し、各室相互の関係を整理する。例えば、ゾーニングの例として、住宅において、ツインベッドの主寝室を２階に配置したり、リビングと書斎を隣接させたりすることを挙げることができる。

（３）次に、プランニングを行う。すなわち、法律等との整合性などから判断して、各々の室の配置と形状を決める。例えば、プランニングの例として、住宅における動線計画や採光計画などを挙げることができる。

このように、従来の建築空間配置の計画法では、プログラミング→ゾーニング→プランニングという手順を重視することで、建築空間配置の計画の合理性を高めるようにしている。

しかし、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、上記した従来の建築空間配置の計画法においては、根本的にひとりの人間（専門家個人）の計画能力による機能主義的思考が前提となっているため、このような思考構造の必然として、ある計画条件を解決できるより多様な建築空間配置のバリエーションを見出すことは、現実的な時間的制約の中ではほとんど不可能であるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、建築空間配置の多種多様なバリエーションを短時間で取得することができる建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法を提供することを目的とする。

本発明の建築空間配置計画支援装置は、コンピュータを用いて建築空間配置の計画を支援する建築空間配置計画支援装置であって、建築空間を構成する単位構造である空間セルの特性を設定する設定手段と、設定された空間セルの特性に基づいて、空間セルの満足度を計算する計算手段と、計算された空間セルの満足度に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する判定手段と、空間セルを移動させると判定された場合、空間セルを移動させる配置手段と、を有する構成を採る。

本発明の建築空間配置計画支援方法は、コンピュータを用いて建築空間配置の計画を支援する建築空間配置計画支援方法であって、建築空間を構成する単位構造である空間セルの特性を設定する設定ステップと、前記設定ステップで設定した空間セルの特性に基づいて、空間セルの満足度を計算する計算ステップと、前記計算ステップで計算した空間セルの満足度に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで空間セルを移動させると判定した場合、空間セルを移動させる配置ステップと、を有するようにした。

本発明によれば、建築空間配置の多種多様なバリエーションを短時間で取得することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る建築空間配置計画支援装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す建築空間配置計画支援装置１００は、グラフィックス機能を有するコンピュータシステムで構成されており、大別して、入力装置１１０、コンピュータ本体１２０、および出力装置１５０を有する。入力装置１１０は、例えば、キーボードやマウスなどである。また、出力装置１５０は、例えば、ディスプレイやプリンタなどである。

コンピュータ本体１２０は、入力部１２２、空間セル設定部１２４、満足度計算部１２６、判定部１２８、空間セル配置部１３０、記憶部１３２、出力データ作成部１３４、出力部１３６、制御部１３８、およびバス１４０を有する。記憶部１３２は、図示しないが、例えば、プログラムやデータを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭとを有する。ＲＯＭは、電気的に内容の書き直しが可能なフラッシュメモリであってもよい。制御部１３８は、バス１４０を介して各部１２２〜１３６と接続され、各部１２２〜１３６を統括的に制御する。

入力部１２２は、ユーザによって操作される入力装置１１０とコンピュータ本体１２０とを接続するインタフェースとしての機能を有し、入力装置１１０から入力されるデータ（例えば、後述する各種設定情報）を入力処理してコンピュータが処理可能なデータ形式に変換する。例えば、入力装置１１０から入力される空間セル設定情報は、入力部１２２で入力処理された後、空間セル設定部１２４に送られる。

空間セル設定部１２４は、入力された空間セル設定情報に従って空間セルの設定を行う。

ここで、本発明の構成の基本要素である空間セルについて説明する。

本発明において、「空間セル」とは、建築空間全体を単位構造の集まりとして捉えたときのその単位構造のことである。本発明では、建築空間全体を多種多様な属性を持つかかる空間セルの集合体として捉え、セル・オートマトンを適用して各空間セルを配置する。より具体的には、建築空間全体を、例えば、一定サイズの立方体である空間セルの集合体と考え、後述する空間セルの属性および属性間の距離指標（親和度）を設定した後、セル・オートマトンを適用して親和度に対応した空間セルの移動をコンピュータで計算することで、空間セルの最適配置を求める。

なお、本実施の形態では、空間セルは一定サイズの立方体であるが、形状は立方体に限定されるわけではなく、例えば、直方体であってもよい。

空間セルは、特性として、属性および属性間の距離指標（親和度）を持つ。ここで、「属性」とは、空間セルの特質、つまり、例えば、機能（例えば、トイレや台所など）、構造（例えば、柱や壁など）、性能（例えば、防音や換気など）、性格（例えば、プライベートやパブリックなど）など空間に付与する性質のことである。また、「属性間の距離指標（親和度）」とは、属性に応じた空間セル間の距離指標であり、親和度が高いほど互いに近い距離に位置し、親和度が低いほど互いに離れた距離に位置することが期待される。

空間セルの設定では、各空間セルに対して属性と親和度（属性間の距離指標）を設定するとともに、空間セルの数を設定する。空間セルの数は、属性ごとに適当な数を設定する。また、建築空間全体を直方体として捉えた場合、使用する空間セルの合計数は、空間セル全体の間口方向のセル数、奥行き方向のセル数、および高さ方向のセル数によって与えられる（合計数＝間口方向のセル数×奥行き方向のセル数×高さ方向のセル数）。空間セル設定情報は、このような、空間セルの属性、親和度（属性間の距離指標）、および数、ならびに空間セル全体の行数と列数などから構成されている。

図２は、空間セルの設定の一例を示す図である。ここでは、属性が互いに異なる任意の数（ｎ個）の種類の空間セルに対する設定結果の様子が示されている。具体的には、図２の設定例では、属性Ｃ_１を持つ空間セル１は、ｍ_１個存在し、属性Ｃ_２を持つ空間セル２は、ｍ_２個存在し、属性Ｃ_３を持つ空間セル３は、ｍ_３個存在し、属性Ｃ_４を持つ空間セル４は、ｍ_４個存在し、属性Ｃ_ｎを持つ空間セルｎは、ｍ_ｎ個存在する。好ましくは、同じ属性を持つ空間セルは、色別に表示されるようになっている。これにより、コンピュータの計算結果をコンピュータグラフィックスで表現する場合、ユーザは、空間セルの計算結果（配置状態）を視覚的に把握することができる。

図３は、親和度表の一例を示す図である。ここでは、属性が互いに異なる空間セル間の親和度、つまり、ある属性の空間セルの、他の属性の空間セルに対する親和度が、表の形で示されている。例えば、空間セル１の空間セル２に対する親和度はｆ_１２で、空間セル２の空間セル１に対する親和度はｆ_２１でそれぞれ表される。親和度ｆ_１２とｆ_２１は、必ずしも一致しない。親和度表は、あらかじめ一または複数作成され、記憶部１３２に格納されている。

満足度計算部１２６は、空間セルの満足度を計算する。ここで、空間セルの満足度とは、ある空間セルについて、その空間セルを中心に一定範囲（近傍範囲）内にある他の空間セルとの親和度とセル間距離とを変数とした量である。例えば、空間セルの満足度は、親和度とセル間距離の関数として、次の式（１）により与えられる。
ここで、
Ｓ_ｉ：ある空間セルｉの満足度
ｆ_ｉｊ：ある空間セルｉとその空間セルを中心に一定範囲（近傍範囲）内にある他の空間セルｊとの親和度（但し、ｉ≠ｊ）
ｒ_ｉｊ：ある空間セルｉとｊとの距離（但し、ｉ≠ｊ）
α：距離に対する重み指数

判定部１２８は、空間セルの満足度を用いて、所定のロジックに従って、空間セルを移動させるか否かを判定する。

具体的には、例えば、空間セルの移動方法（位置交換方法）は、次のロジックに従う。すなわち、空間セルは、次の満足度条件１〜３のいずれかに基づいて、その空間セルを中心に一定範囲（近傍範囲）内にある他の空間セルと位置を交換する。
・条件１：当該空間セルの満足度が向上する場合
・条件２：他の空間セルの満足度が向上する場合
・条件３：当該空間セルおよび他の空間セルの両方とも満足度が向上する場合
ここで、条件１は利己主義的戦略に対応し、条件２は利他主義的戦略に対応し、条件３は互恵主義的戦略に対応する。したがって、どの条件を使用するかは、ユーザが選定する戦略による。

図４を用いて、上記の空間セル移動方法（位置交換方法）について、より具体的に説明する。ここでは、現在選択されている空間セル（当該空間セル）Ａの満足度をＳａとし、当該空間セルＡの近傍範囲内にある他の空間セルＢの満足度をＳｂとする。そして、空間セルＡが空間セルＢの位置に移動した場合の空間セルＡの満足度をＳａ’とし、空間セルＢが空間セルＡの位置に移動した場合の空間セルＢの満足度をＳｂ’とする。

条件１を採用した場合（利己主義的戦略の場合）、Ｓａ＜Ｓａ’のときには、空間セルの位置を交換し、Ｓａ≧Ｓａ’のときには、空間セルの位置は交換しない。

条件２を採用した場合（利他主義的戦略の場合）、Ｓｂ＜Ｓｂ’のときには、空間セルの位置を交換し、Ｓｂ≧Ｓｂ’のときには、空間セルの位置は交換しない。

条件３を採用した場合（互恵主義的戦略の場合）、Ｓａ＜Ｓａ’かつＳｂ＜Ｓｂ’のときには、空間セルの位置を交換し、Ｓａ≧Ｓａ’またはＳｂ≧Ｓｂ’のときには、空間セルの位置は交換しない。

空間セル配置部１３０は、判定部１２８の判定結果に従って空間セルの再配置を行う。具体的には、判定部１２８で空間セルの位置を交換すると判定された場合に、当該空間セルＡと他の空間セルＢの位置を交換する。なお、空間セルの位置を交換した場合は、この情報を満足度計算部１２６に送り、これを受けて、満足度計算部１２６は、影響を受ける空間セルの満足度を計算し直す。

出力データ作成部１３４は、コンピュータの計算結果の数値ファイルおよびグラフィックスデータを作成する。作成された数値ファイルおよびグラフィックスデータは、出力部１３６を介して外部の出力装置（ディスプレイやプリンタなど）１５０に出力され、計算結果として、画面上に表示され、または、紙に印刷される。

次いで、上記構成を有する建築空間配置計画支援装置の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５に示すフローチャートは、あらかじめ記憶部１３２（例えば、ＲＯＭ）に制御プログラムとして記憶されており、制御部１３８によって実行される。

まず、ステップＳ１０００では、ユーザの入力操作に基づいて、各種の設定を行う。具体的には、例えば、セル全体の間口方向のセル数、奥行き方向のセル数、および高さ方向のセル数の設定、近傍範囲の設定、戦略（満足度条件）の設定、空間セルの属性の設定、空間セルの親和度（属性間の距離指標）の設定、空間セルの数（属性ごと）の設定、空間セルの初期分布の設定、ならびに終了条件の設定などを行う。このうち、空間セルの属性の設定、空間セルの親和度（属性間の距離指標）の設定、および空間セルの数（属性ごと）の設定は、空間セル設定部１２４で行われる。また、空間セルの親和度（属性間の距離指標）の設定は、あらかじめ一または複数の親和度表を作成しておき、計算開始時にその中の一つを選定するという方法をとることも可能である。各種設定の結果は、記憶部１３２に格納される。

そして、ステップＳ１１００では、満足度計算部１２６で、ステップＳ１０００の設定結果に基づいて、上記の式（１）を用いて、すべての空間セルについて、その満足度を計算する。

そして、ステップＳ１２００では、いまだ選択されていない空間セルの中から、ランダムな順番で任意の空間セルＡ（例えば、図４における空間セルＡ参照）を選択する。ここでは、選択した空間セルＡの満足度（ステップＳ１１００で計算した値）をＳａとする。

そして、ステップＳ１３００では、ステップＳ１２００で選択した空間セルＡの近傍範囲内にある空間セルＢ（例えば、図４における空間セルＢ参照）をランダムに選択する。ここでは、選択した空間セルＢの満足度（ステップＳ１１００で計算した値）をＳｂとする。

そして、ステップＳ１４００では、満足度計算部１２６で、ステップＳ１２００で選択した空間セルＡおよびステップＳ１３００で選択した空間セルＢに関して、空間セルＡが空間セルＢの位置に移動した場合の空間セルＡの満足度Ｓａ’を計算するとともに、空間セルＢが空間セルＡの位置に移動した場合の満足度Ｓｂ’を計算する。

そして、ステップＳ１５００では、ステップＳ１０００で設定した戦略ならびにステップＳ１１００およびステップＳ１４００の計算結果に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する。具体的には、上記のように、利己主義的戦略の場合には、Ｓａ＜Ｓａ’の場合、つまり、少なくとも当該空間セルＡの満足度が向上すれば、空間セルＡと空間Ｂの位置を交換し、利他主義的戦略の場合には、Ｓｂ＜Ｓｂ’の場合、つまり、少なくとも他の空間セルＢの満足度が向上すれば、空間セルＡと空間Ｂの位置を交換し、互恵主義的戦略の場合には、Ｓａ＜Ｓａ’かつＳｂ＜Ｓｂ’の場合、つまり、当該空間セルＡおよび他の空間セルＢの両方とも満足度が向上する場合にのみ、空間セルＡと空間Ｂの位置を交換するものと判定する。この判定の結果として、設定された戦略に対応する判定条件を満たす場合は（Ｓ１５００：ＹＥＳ)、ステップＳ１６００に進み、設定された戦略に対応する判定条件を満たさない場合は(Ｓ１５００：ＮＯ)、空間セルＡと空間セルＢの位置をそのままにして、直ちにステップＳ１８００に進む。

ステップＳ１６００では、空間セル配置部１３０で、ステップＳ１５００の判定結果に従って、空間セルＡと空間セルＢの位置を交換する。

そして、ステップＳ１７００では、満足度計算部１２６で、ステップＳ１６００で空間セルＡと空間セルＢの位置を交換したために影響を受ける空間セルの満足度を計算し直して、ステップＳ１８００に進む。

ステップＳ１８００では、すべての空間セルについてステップＳ１２００からステップＳ１７００までの処理が終了したか否か、つまり、未選択の空間セルが存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、ステップＳ１２００で選択されたことを示すフラグを利用することによって容易に行われる。この判断の結果として、すべての空間セルについて処理が終了していない場合、つまり、未選択の空間セルが存在する場合は(Ｓ１８００：ＮＯ)、ステップＳ１２００に戻り、すべての空間セルについて処理が終了している場合、つまり、未選択の空間セルが存在しない場合は(Ｓ１８００：ＹＥＳ)、ステップＳ１９００に進む。

ステップＳ１９００では、ステップＳ１０００で設定した終了条件を満たすか否かを判断する。終了条件としては、例えば、所定の反復計算数（すべての空間セルについてステップＳ１２００からステップＳ１７００までの処理を終了した状態を１回の計算とカウントする）に達したこと、すべての空間セルについて満足度が所定値以上に達したこと、空間セルの移動がなくなることなどを挙げることができる。この判断の結果として、終了条件を満たす場合は(Ｓ１９００：ＹＥＳ)、ステップＳ２０００に進み、終了条件を満たさない場合は(Ｓ１９００：ＮＯ)、ステップＳ１１００に戻って、再度、ステップＳ１１００からステップＳ１８００までの処理を繰り返す。

ステップＳ２０００では、得られた計算結果を最適な空間配置として出力する。具体的には、出力データ作成部１３４で、コンピュータの計算結果の数値ファイルおよびグラフィックスデータを作成した後、出力部１３６を介して外部の出力装置（ディスプレイやプリンタなど）１５０に出力する。これにより、出力装置１５０は、コンピュータの計算結果を、画面上にグラフィックス表示し、または、紙に印刷する。

このように、本実施の形態によれば、建築空間全体を多種多様な属性を持つ空間セルの集合体として捉え、セル・オートマトンを適用して各空間セルを配置するため、建築空間配置の多種多様なバリエーションを短時間で取得することができる。

このことは、従来の機能主義的計画からの脱却、計画内容の質的向上、および複雑な建築空間への対応を可能にする。

すなわち、まず、機能主義的計画からの脱却に関しては、上記のように、建築空間全体を多種多様な属性を持つ空間セルの集合体として捉え、セル・オートマトンを適用して各空間セルを配置するため、１室１機能に還元することなく建築空間を計画することができ、人間の思考構造では困難な新たな建築空間配置を発見することが可能になる。また、例えば、本発明によって創発された、ある「構造体が少なく開放的で、日当たりも良く、プライバシーも確保されている」という空間を、家族で団らんする場所として再検討するという逆転の発想から、新たな建築空間の質の創造へとつなげることができる。

また、計画内容の質的向上に関しては、ある限られた時間内で得られる建築空間配置のバリエーションの数を飛躍的に大きくすることで、設計者などがより理想的な計画を判断するための検討材料を増やすことができる。これは、同時に、建築空間配置のバリエーションを得ること自体の時間を短縮させることでもあり、設計者などは計画の最適解へ向けての検討により多くの労力を費やすことが可能になり、計画内容の質的向上を期待することができる。

また、複雑な建築空間への対応に関しては、近年、現在の計画技術では限界が指摘されつつある大規模都市開発や超高層建築などの計画において、複雑な建築空間の最適配置の発見と計画−建設プロセスの効率向上とを実現することができる。コンピュータの演算能力を最大限に活用する本発明は、コンピュータの性能向上と共に、その効用が格段に高まるものと予測される。

以下では、本実施の形態に係る建築空間配置計画支援装置の動作の具体例を実施例として示す。

実施例１は、プライバシー（性格）と開口（性能）から計画する居住空間の場合である。

実施例１では、空間セルを次のように設定した。

まず、属性に関しては、空間の性格として「プライバシー」を、空間の性能として「開口」をそれぞれ設定した。プライバシーは、「プライベート」、「セミパブリック」、「パブリック」の３つの性格を設定し、開口は、「窓」、「壁」の２つの性能を設定した。

また、親和度に関しては、次の表１に示すような設定を行った。

また、空間セルの数に関しては、計画する建築空間を、間口１５空間セル×奥行き１５空間セル×高さ１０空間セルとした。また、建築空間全体に対する空間セルの属性ごとの比率は、プライベートが３５％、セミパブリックが２０％、パブリックが５％、窓が２０％、壁が２０％とした。

また、初期状態に関しては、空間セルの移動を始める前の空間セルの配置はランダムであるとした。

次に、実施例１では、空間セルの移動方法を次のように設定した。

まず、空間セルの満足度に関しては、ある空間セルについて、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルとの満足度を計算した。

また、戦略に関しては、当該空間セルの満足度が向上する場合に（利己主義的戦略）、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルと位置を交換することにした。

さらに、実施例１では、最適化計算法と結果の表示を次のように設定した。

まず、計算回数に関しては、上記した空間セルの移動方法によりすべての空間セルについて算定を行い、それを１回とした計算を最大１０００回繰り返すことにより、最適な空間配置を求めた。

また、グラフィックス表示に関しては、空間配置の状態を、空間の属性および満足度について、例えば、次の色割り当てに基づき、グラフィックスで表示した。すなわち、属性については、プライベートを黄色で、セミパブリックを赤色で、パブリックを青色で、窓を緑色で、壁を灰色でそれぞれ表示した。また、満足度については、赤色が最も満足度が高く、青色が最も満足度が低いものとして表示した。

図６は、実施例１における初期状態（ランダム配置）のグラフィックス表示を示す図であり、特に、図６（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図であり、図６（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図である。

これに対し、図７〜図９は、実施例１における計算結果のグラフィックス表示を示す図である。特に、図７（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図であり、図７（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図である。また、図８（Ａ）は、図７（Ａ）の計算結果配置の高さ方向の断面の一例を示す図であり、図８（Ｂ）は、図７（Ｂ）の計算結果満足度の高さ方向の断面の一例を示す図である。また、図９（Ａ）は、図７（Ａ）の計算結果配置の奥行き方向の断面の一例を示す図であり、図９（Ｂ）は、図７（Ｂ）の計算結果満足度の奥行き方向の断面の一例を示す図である。

この例において、初期状態では、図６に示すように、すべての空間セルが属性ごとにまとまることなくランダムに配置された、満足度が高くない状態にある。この初期状態から、計算後は、図７に示すように、「セミパブリック」、「パブリック」、および「窓」が画面前方へ、「プライベート」と「壁」が画面後方へ移動し、満足度も向上している。この空間セルの移動は、図８および図９を見るとより明確にわかる。建築空間中心部では、特に「プライベート」と「セミパブリック」のまとまりの満足度は非常に高くなっている。さらに、「プライベート」に対してはそれを覆うように「壁」が配置され、所々「窓」が配置されている。「セミパブリック」に対しては「パブリック」と「窓」が混ざるように配置されている。この結果から、前庭へ大きく窓をとった寝室というような居住空間の計画の可能性が考えられる。

実施例２は、サービス（機能）と間仕切（性能）から計画する大規模展示施設の場合である。

実施例２では、空間セルを次のように設定した。

まず、属性に関しては、空間の機能として「サービス」を、空間の性能として「間仕切」をそれぞれ設定した。サービスは、「企画展示」、「常設展示」、「収蔵・研究」の３つの機能を設定し、間仕切は、「バッファ」と「パーティション」の２つの性能を設定した。

また、親和度に関しては、次の表２に示すような設定を行った。

また、空間セルの数に関しては、計画する建築空間を、間口３０空間セル×奥行き３０空間セル×高さ５空間セルとした。また、建築空間全体に対する空間セルの属性ごとの比率は、企画展示が５５％、常設展示が１６％、収蔵・研究が１１％、バッファが１１％、パーティションが７％とした。

また、初期状態に関しては、空間セルの移動を始める前の空間セルの配置はランダムであるとした。

次に、実施例２では、空間セルの移動方法を次のように設定した。

まず、空間セルの満足度に関しては、ある空間セルについて、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルとの満足度を計算した。

また、戦略に関しては、当該空間セルの満足度が向上する場合に（利己主義的戦略）、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルと位置を交換することにした。

さらに、実施例２では、最適化計算法と結果の表示を次のように設定した。

まず、計算回数に関しては、上記した空間セルの移動方法によりすべての空間セルについて算定を行い、それを１回とした計算を最大１０００回繰り返すことにより、最適な空間配置を求めた。

また、グラフィックス表示に関しては、空間配置の状態を、空間の属性および満足度について、例えば、次の色割り当てに基づき、グラフィックスで表示した。すなわち、属性については、企画展示を黄色で、常設展示を赤色で、収蔵・研究を青色で、バッファを緑色で、パーティションを灰色でそれぞれ表示した。また、満足度については、赤色が最も満足度が高く、青色が最も満足度が低いものとして表示した。

図１０は、実施例２における初期状態（ランダム配置）のグラフィックス表示を示す図であり、特に、図１０（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図であり、図１０（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図である。

これに対し、図１１は、実施例２における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、特に、図１１（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図であり、図１１（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図である。

この例においても、初期状態では、図１０に示すように、すべての空間セルが属性ごとにまとまることなくランダムに配置された、満足度が高くない状態にある。この初期状態から、計算後は、図１１に示すように、「企画展示」が建築空間の中心へ集まり、それを囲むように２箇所の「常設展示」のまとまりと１箇所の「収蔵・研究」のまとまりができている。同時に、機能のまとまりごとの満足度が向上している。また、「企画展示」のまとまりに添うように「バッファ」が配置され、「パーティション」は「常設展示」および「収蔵・研究」のまとまりの境界へ配置されている。この結果から、企画展示室の外周にループ状の通路を持ち各諸室をつなぐ大規模展示施設の計画の可能性が考えられる。

実施例３は、用途混在型の超高層ビルの場合である。

実施例３では、空間セルを次のように設定した。

まず、属性に関しては、主な用途として「住居」、「店舗」、「事務所」、「オープンスペース」、「工房」の５つの機能を設定した。

また、親和度に関しては、次の表３に示すような設定を行った。

また、空間セルの数に関しては、計画する建築空間を、間口１０空間セル×奥行き１０空間セル×高さ５０空間セルとした。また、建築空間全体に対する空間セルの属性ごとの比率は、住居が２０％、店舗が２０％、事務所が２０％、オープンスペースが２０％、工房が２０％とした。

また、初期状態に関しては、空間セルの移動を始める前の空間セルの配置は、チェッカー（高さ１空間セルごとにストライプ状に属性を配置する）であるとした。

次に、実施例３では、空間セルの移動方法を次のように設定した。

まず、空間セルの満足度に関しては、ある空間セルについて、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルとの満足度を計算した。

また、戦略に関しては、当該空間セルの満足度が向上する場合に（利己主義的戦略）、その空間セルを中心に近傍３空間セルの範囲内にある他の空間セルと位置を交換することにした。

さらに、実施例３では、最適化計算法と結果の表示を次のように設定した。

まず、計算回数に関しては、上記した空間セルの移動方法によりすべての空間セルについて算定を行い、それを１回とした計算を最大１０００回繰り返すことにより、最適な空間配置を求めた。

また、グラフィックス表示に関しては、空間配置の状態を、空間の属性および満足度について、例えば、次の色割り当てに基づき、グラフィックスで表示した。すなわち、属性については、住居を黄色で、店舗を赤色で、事務所を青色で、オープンスペースを緑色で、工房を灰色でそれぞれ表示した。また、満足度については、赤色が最も満足度が高く、青色が最も満足度が低いものとして表示した。

図１２は、実施例３における初期状態（チェッカー配置）のグラフィックス表示を示す図であり、特に、図１２（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図であり、図１２（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図である。

これに対し、図１３は、実施例３における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、特に、図１３（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図であり、図１３（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図である。

図１２のように、基準階を計画しそれを積み重ねるという従来の超高層ビル計画に近似させた空間配置とした場合、満足度は高くはならない。このような初期状態から計算した結果である図１３では、初期状態に比べ一見複雑な配置となっているが、全体的な満足度は格段に向上している。この結果から、超高層ビルのようなより複雑な機能を持つ建築空間の計画の場合、基準階を設定した反復積層型計画よりも、満足度が向上する建築空間配置計画のあり方の可能性が示唆される。

本発明に係る建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法は、建築空間配置の多種多様なバリエーションを短時間で取得することができる建築空間配置計画支援装置および建築空間配置計画支援方法として有用である。

さらに、例えば、ＣＡＤなどと連携可能な計画・設計思考支援ソフト、新たなプレハブ／ユニット型の建築空間の計画と建設プロセスの構築、仮説リサイクル型の住環境整備における計画−建設プロセスの最適化（大規模災害仮設住宅とそのコミュニティ環境など）、用途混在型の大規模都市開発や超高層建築における空間配置の最適化、建物の用途転換や市街地再開発などの更新計画・プロセスの最適化、省エネルギーや地球温暖化防止に貢献する建築空間形態の考案、海中・宇宙建築の空間配置と建設プロセスの最適化などの目的を持つツールの開発への応用が考えられる。

本発明の一実施の形態に係る建築空間配置計画支援装置の構成を示すブロック図 本実施の形態における空間セルの設定の一例を示す図 本実施の形態における親和度表の一例を示す図 本実施の形態における空間セル移動方法の説明に供する図 本実施の形態に係る建築空間配置計画支援装置の動作を示すフローチャート 実施例１における初期状態（ランダム配置）のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図 実施例１における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図 実施例１における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、図７（Ａ）の計算結果配置の高さ方向の断面の一例を示す図、（Ｂ）は、図７（Ｂ）の計算結果満足度の高さ方向の断面の一例を示す図 実施例１における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、図７（Ａ）の計算結果配置の奥行き方向の断面の一例を示す図、（Ｂ）は、図７（Ｂ）の計算結果満足度の奥行き方向の断面の一例を示す図 実施例２における初期状態（ランダム配置）のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図 実施例２における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図 実施例３における初期状態（チェッカー配置）のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの初期配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの初期満足度を示す図 実施例３における計算結果のグラフィックス表示を示す図であり、（Ａ）は、空間セルの計算結果の配置を示す図、（Ｂ）は、空間セルの計算結果の満足度を示す図

符号の説明

１００ 建築空間配置計画支援装置
１１０ 入力装置
１２０ コンピュータ本体
１２２ 入力部
１２４ 空間セル設定部
１２６ 満足度計算部
１２８ 判定部
１３０ 空間セル配置部
１３２ 記憶部
１３４ 出力データ作成部
１３６ 出力部
１３８ 制御部
１４０ バス
１５０ 出力装置

Claims (9)

1. コンピュータを用いて建築空間配置の計画を支援する建築空間配置計画支援装置であって、
   建築空間を構成する単位構造である空間セルの特性を設定する設定手段と、
   設定された空間セルの特性に基づいて、空間セルの満足度を計算する計算手段と、
   計算された空間セルの満足度に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する判定手段と、
   空間セルを移動させると判定された場合、空間セルを移動させる配置手段と、
   を有することを特徴とする建築空間配置計画支援装置。
2. 空間セルは、属性および属性間の距離指標の特性を有し、
   前記設定手段は、
   空間セルの属性および属性間の距離指標を設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の建築空間配置計画支援装置。
3. 空間セルの満足度は、当該空間セルと他の空間セルとの間における属性間の距離指標および空間セル間の距離を変数とする関数であり、
   前記計算手段は、
   設定された属性間の距離指標および空間セル間の距離に基づいて、空間セルの満足度を計算する、
   ことを特徴とする請求項２記載の建築空間配置計画支援装置。
4. 他の空間セルは、当該空間セルを中心に一定範囲内に存在する、ことを特徴とする請求項３記載の建築空間配置計画支援装置。
5. 前記判定手段は、
   利己主義的戦略、利他主義的戦略、および互恵主義的戦略のうち、設定された戦略に従って、計算された空間セルの満足度に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項４記載の建築空間配置計画支援装置。
6. 所定の終了条件を満たすまで動作を繰り返すよう、前記計算手段、前記判定手段、および前記配置手段を統括的に制御する制御手段、をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の建築空間配置計画支援装置。
7. 前記配置手段の配置結果をコンピュータグラフィックスで表示する表示手段、をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の建築空間配置計画支援装置。
8. 前記表示手段は、
   前記配置手段の配置結果を、空間セルの特性および／または満足度について色別に、コンピュータグラフィックスで表示する、
   ことを特徴とする請求項７記載の建築空間配置計画支援装置。
9. コンピュータを用いて建築空間配置の計画を支援する建築空間配置計画支援方法であって、
   建築空間を構成する単位構造である空間セルの特性を設定する設定ステップと、
   前記設定ステップで設定した空間セルの特性に基づいて、空間セルの満足度を計算する計算ステップと、
   前記計算ステップで計算した空間セルの満足度に基づいて、空間セルを移動させるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで空間セルを移動させると判定した場合、空間セルを移動させる配置ステップと、
   を有することを特徴とする建築空間配置計画支援方法。