JP2014010732A

JP2014010732A - 空調設計方法、および建築ｃａｄシステム

Info

Publication number: JP2014010732A
Application number: JP2012148184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Aiga; 洋相賀
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2014-01-20

Abstract

【課題】建築ＣＡＤ上で空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を迅速に且つ正確に行うことのできる空調設計方法。
【解決手段】空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を行う本発明の空調設計方法は、建築ＣＡＤ上において、平面図データおよび立面図データに基づいて、空調ゾーニングを自動的に作成すること（Ｓ１）と、作成した空調ゾーニングを建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示すること（Ｓ２）と、建築ＣＡＤの操作者が、ディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更すること（Ｓ３）と、変更された空調ゾーニングに基づいて、建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成すること（Ｓ４）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調設計方法、および建築ＣＡＤシステムに関するものである。

ＢＩＭ（Building Information Modeling：ビルディングインフォメーションモデリング）を実現するＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）システムが知られている。この種のＣＡＤシステムでは、コンピュータ上に建物の三次元デジタルモデルを作成し、設計から施工、維持管理に至るまで建築ライフサイクル全体でモデルに蓄積された情報を活用することにより、建築ビジネスの業務を効率化する。

しかしながら、現行の建築ＣＡＤ（建築図ＣＡＤ）上では、空調ゾーニングを行うことができず、紙の図面上で空調ゾーニングを行い、各ゾーンの建築部材面積を手計算で求めることにより、熱負荷計算データを作成していた。その結果、熱負荷特性などを考慮しつつ、ペリメータゾーン、インテリアゾーン、非空調ゾーンにゾーニングした後に、空調ゾーン毎の建築部材面積を求めるのに多大な時間を要するという不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、建築ＣＡＤ上で空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を迅速に且つ正確に行うことのできる空調設計方法、および建築ＣＡＤシステムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を行う空調設計方法であって、
建築ＣＡＤ上において、平面図データおよび立面図データに基づいて、空調ゾーニングを自動的に作成することと、
作成した空調ゾーニングを建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示することと、
建築ＣＡＤの操作者が、ディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更することと、
変更された空調ゾーニングに基づいて、建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成することとを含むことを特徴とする空調設計方法を提供する。

本発明の第２形態では、建築ＣＡＤシステムにおいて、第１形態の空調設計方法を実行するプログラムがアドインソフトとして建築ＣＡＤソフトに組み込まれていることを特徴とする建築ＣＡＤシステムを提供する。

本発明の空調設計方法では、建築ＣＡＤ上において空調ゾーニングを自動的に作成して、建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示する。そして、建築ＣＡＤの操作者がディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更し、変更された空調ゾーニングに基づいて建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成する。すなわち、本発明では、建築ＣＡＤ上で空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を迅速に且つ正確に行うことができる。

本発明の実施形態にかかる空調設計方法のフローチャートを示す図である。本実施形態における空調ゾーニングの対象領域の構成例を概略的に示す図である。対象領域において空調ゾーンと非空調ゾーンとが自動的に識別された状態を示す図である。空調ゾーンにおいて複数のペリメータゾーンが自動的に作成された状態を示す図である。ペリメータゾーンの深さがデフォルト値から変更された状態を示す図である。複数のペリメータゾーンのうちの１つが削除された状態を示す図である。複数のペリメータゾーンが１つのペリメータゾーンに統合された状態を示す図である。本実施形態の空調設計方法を実行するプログラムをアドインソフトとして複数の建築ＣＡＤソフトに組み込んで得られる建築ＣＡＤシステムの作用効果を説明する図である。隣室の種類別に内壁を自動分割する様子を示す図である。

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる空調設計方法のフローチャートを示す図である。図１を参照すると、本実施形態にかかる空調設計方法では、建築ＣＡＤ上において、平面図データおよび立面図データなどに基づいて、空調ゾーニングを自動的に作成する（Ｓ１）。まず、ステップＳ１では、空調ゾーニングの対象領域を構成する各室の用途に基づいて、対象領域を空調ゾーンと非空調ゾーンとに大別する（Ｓ１１）。

以下、比較的単純な構成例として、図２に示すように、空調ゾーニングの対象領域が事務室２１と化粧室２２と機械室２３と階段室２４とを含み、事務室２１には東側に面した窓２１ａと南側に面した窓２１ｂとが設けられているケースについて考える。この場合、ステップＳ１１では、図３に示すように、室名に基づいて、すなわち各室の用途に基づいて、事務室２１を空調ゾーン３１として自動的に識別し、化粧室２２、機械室２３、および階段室２４を非空調ゾーン３２として自動的に識別する。

また、ステップＳ１では、窓の位置および方位に基づいて、空調ゾーンを、インテリアゾーンと、１つまたは複数のペリメータゾーンとに分別する（Ｓ１２）。具体的に、ステップＳ１２では、図４に示すように、東側の窓２１ａに対応するように東ペリメータゾーン３１ａを自動的に作成し、南側の窓２１ｂに対応するように南ペリメータゾーン３１ｂを自動的に作成する。

建築ＣＡＤ上におけるペリメータゾーン３１ａおよび３１ｂの自動作成では、東側の窓２１ａのある外壁２５ａから所与のペリメータ深さＬだけ後退した境界線３１ａａを自動的に発生させ、南側の窓２１ｂのある外壁２５ｂから所与のペリメータ深さＬだけ後退した境界線３１ｂａを自動的に発生させる。ここで、ペリメータ深さＬは、予め設定されたデフォルト値、または予め入力された標準値である。

東ペリメータゾーン３１ａに対する所与のペリメータ深さと、南ペリメータゾーン３１ｂに対する所与のペリメータ深さとは、互いに異なる値であっても良い。図５に示すように東ペリメータゾーン３１ａと南ペリメータゾーン３１ｂとが重なる隅角部では、境界線３１ａａと３１ｂａとの交点と外壁２５ａと２５ｂとの交点とを結ぶ線分を、東ペリメータゾーン３１ａと南ペリメータゾーン３１ｂとの境界線とする。

また、ステップＳ１２では、空調ゾーン３１から東ペリメータゾーン３１ａおよび南ペリメータゾーン３１ｂを除いた部分を、インテリアゾーン３１ｃとして自動的に識別する。本実施形態にかかる空調設計方法では、ステップＳ１により建築ＣＡＤ上において自動的に作成した空調ゾーニングを、建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示する（Ｓ２）。

ステップＳ１により建築ＣＡＤ上において自動的に作成された空調ゾーニング図は、最も細分化されたゾーニング図である。したがって、本実施形態では、建築ＣＡＤの操作者である空調設計者（設備設計者）の熱負荷特性などを考慮した判断により、自動作成された空調ゾーニングを変更する。すなわち、本実施形態にかかる空調設計方法では、建築ＣＡＤの操作者が、ディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更する（Ｓ３）。

ステップＳ３では、必要に応じて、ペリメータゾーンの深さをディスプレイ上で変更する（Ｓ３１）。具体的には、熱負荷特性などを考慮して、図５に示すように、東ペリメータゾーン３１ａのペリメータ深さをデフォルト値のＬからＬａに変更し、南ペリメータゾーン３１ｂのペリメータ深さをデフォルト値のＬからＬｂに変更する。

空調設計者は、ペリメータ深さの変更に際して、例えばマウスを用いて東ペリメータゾーン３１ａをカーソルにより選択し、所望のペリメータ深さＬａをキーボードのような入力手段により入力する。同様に、南ペリメータゾーン３１ｂをカーソルにより選択し、所望のペリメータ深さＬｂをキーボードにより入力する。

あるいは、ペリメータ深さの変更に際して、東ペリメータゾーン３１ａの境界線３１ａａをカーソルにより選択し、所望のペリメータ深さＬａの位置まで境界線３１ａａをカーソルにより移動させる。同様に、南ペリメータゾーン３１ｂの境界線３１ｂａをカーソルにより選択し、所望のペリメータ深さＬｂの位置まで境界線３１ｂａをカーソルにより移動させる。なお、ペリメータ深さの変更に関する具体的な操作方法については、様々な形態が可能である。

したがって、ステップＳ３１では、例えば図６に示すように、南ペリメータゾーン３１ｂをカーソルにより選択して、所望のペリメータ深さＬｂとして「０」をキーボードで入力することにより、あるいはキーボード上の削除ボタンを押すことにより、南ペリメータゾーン３１ｂを削除（廃止）することができる。また、南ペリメータゾーン３１ｂの境界線３１ｂａをカーソルにより選択し、外壁２５ｂの位置まで境界線３１ｂａをカーソルにより移動させることにより、南ペリメータゾーン３１ｂを削除することができる。

また、ステップＳ３では、互いに隣接する複数のペリメータゾーンを、必要に応じて、１つのペリメータゾーンに統合する（Ｓ３２）。具体的には、例えば図７に示すように、東ペリメータゾーン３１ａと南ペリメータゾーン３１ｂとをカーソルにより同時に選択し、キーボード上の統合ボタンを押すことにより、東ペリメータゾーン３１ａと南ペリメータゾーン３１ｂとを１つのペリメータゾーン３１ｄに統合することができる。その結果、東ペリメータゾーン３１ａの境界線３１ａａおよび南ペリメータゾーン３１ｂの境界線３１ｂａは、統合されたペリメータゾーン３１ｄの境界線３１ｄに自動的に変更される。

最後に、本実施形態にかかる空調設計方法では、ステップＳ３を経て変更された空調ゾーニングに基づいて、建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成する（Ｓ４）。具体的に、ステップＳ４では、空調ゾーニングにおける各ゾーンの建築部材面積を自動的に計算し、熱負荷計算データを自動的に作成する。なお、建築ＣＡＤ上における各ゾーンの建築部材面積の自動計算および熱負荷計算データの自動作成の詳細については、周知であり重複する説明を省略する。

以上のように、本実施形態にかかる空調設計方法では、建築ＣＡＤ上において空調ゾーニングを自動的に作成して、建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示する。そして、建築ＣＡＤの操作者がディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更し、変更された空調ゾーニングに基づいて建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成する。すなわち、本実施形態にかかる空調設計方法では、建築ＣＡＤ上で空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を迅速に且つ正確に行うことができる。

なお、本実施形態の空調設計方法を実行するプログラムを、アドインソフト（またはアドオンソフト）として各種の既存の建築ＣＡＤソフトにそれぞれ組み込むことにより、同じ操作法にしたがって空調ゾーニングを行うことのできる建築ＣＡＤシステムを実現することができる。具体的に、建築設計者は、図８に示すように、例えばＢＩＭ建築モデル用のＣＡＤソフトＡ、またはＢＩＭ建築モデル用のＣＡＤソフトＢを用いて、建築設計を行う。

ＣＡＤソフトＡとＣＡＤソフトＢとは、互いに独立したソフトであって、互いに異なる操作法にしたがって動作するソフトである。本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、図１〜図７を参照して説明した空調設計方法のステップＳ１〜Ｓ４を実行するプログラムが、アドインソフト（またはアドオンソフト）として、ＣＡＤソフトＡおよびＢにそれぞれ組み込まれている。したがって、ＣＡＤソフトＡにおいてもＣＡＤソフトＢにおいても、空調ゾーニングが自動的に作成される（Ｓ０１ａ，Ｓ０１ｂ）。ステップＳ０１ａ，Ｓ０１ｂは、図１におけるステップＳ１に対応している。

本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、ＣＡＤソフトＡまたはＢ上で自動的に作成された空調ゾーニングがディスプレイに表示される（Ｓ０２）。ステップＳ０２は、図１におけるステップＳ２に対応している。次いで、本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、建築ＣＡＤの操作者である空調設計者が、ディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更する（Ｓ０３）。すなわち、ステップＳ０３では、ペリメータゾーンの深さを変更したり、ペリメータゾーンを統廃合したりする。ステップＳ０３は、図１におけるステップＳ３に対応している。こうして、空調ゾーニングの設計が決定される（Ｓ０４）。

このように、本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、ＣＡＤソフトＡを使用しても、ＣＡＤソフトＢを使用しても、同じ操作法にしたがって空調ゾーニングの設計を行うことができる。ＣＡＤソフトＡは、ステップＳ０４で決定した空調ゾーニングにしたがって空調ゾーン毎の建築部材面積を自動的に計算し（Ｓ０５ａ）、その計算結果を熱負荷計算用入力データファイルに書き込むことにより熱負荷計算データを自動的に作成する（Ｓ６）。

ＣＡＤソフトＢは、ステップＳ０４で決定した空調ゾーニングにしたがって空調ゾーン毎の建築部材面積を自動的に計算し（Ｓ０５ｂ）、その計算結果を熱負荷計算用入力データファイルに書き込むことにより熱負荷計算データを自動的に作成する（Ｓ６）。ステップＳ０５ａ，Ｓ０５ｂ，Ｓ０６は、図１におけるステップＳ４に対応している。

また、本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、インテリアゾーンまたはペリメータゾーンに属する内壁について、その隣室の種類別（用途別）に内壁を自動分割し、分割された各内壁について部材面積リストを出力することができる。具体的に、例えば図９（ａ）に示すように、空調ゾーンが３つのペリメータゾーンＰ１，Ｐ２，Ｐ３と１つのインテリアゾーン４０とからなり、非空調ゾーンに化粧室４１、エレベータホール４２および階段室４３があるとき、インテリアゾーン４０およびペリメータゾーンＰ１，Ｐ３に属する内壁４４を、図９（ｂ）に示すように分割する。

図９（ｂ）を参照すると、内壁４４は、ペリメータゾーンＰ１に属し且つ化粧室４１に隣接する分割内壁４４ａと、インテリアゾーン４０に属し且つ化粧室４１に隣接する分割内壁４４ｂと、インテリアゾーン４０に属し且つエレベータホール４２に隣接する分割内壁４４ｃと、インテリアゾーン４０に属し且つ階段室４３に隣接する分割内壁４４ｄと、ペリメータゾーンＰ３に属し且つ階段室４３に隣接する分割内壁４４ｅとに分割される。

このように、従来技術ではインテリアゾーン４０の内壁として識別される内壁４４が、隣室の種類別に５つの分割内壁４４ａ〜４４ｅとして建築ＣＡＤソフト上で自動識別される。その結果、分割内壁４４ａ〜４４ｅ毎に熱負荷特性などを考慮して熱負荷計算データの作成を行うことができ、ひいては熱負荷計算の精度を向上させることができる。

また、本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、熱負荷計算上の部材面積計算において、内壁に設けられたドア等の開口部を、別種の内壁として扱うことなく、開口部が設けられた内壁と同一の内壁で置換しても良い。

また、本実施形態の建築ＣＡＤシステムでは、通常の建築ＣＡＤソフトと同様に、図面照合機能を有する。すなわち、古い図面と新しい図面との照合を行い、変更部と非変更部とを自動的に判定することができる。したがって、変更部に対してだけ新たな空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を追加的に行い、非変更部に対しては既存の空調ゾーニングおよび熱負荷計算データをそのまま適用すれば良い。

２１事務室
２１ａ，２１ｂ窓
２２化粧室
２３機械室
２４階段室
２５ａ，２５ｂ外壁
３１空調ゾーン
３１ａ，３１ｂペリメータゾーン
３１ｃインテリアゾーン
３１ａａ，３１ｂａ境界線
３２非空調ゾーン

Claims

空調ゾーニングおよび熱負荷計算データの作成を行う空調設計方法であって、
建築ＣＡＤ上において、平面図データおよび立面図データに基づいて、空調ゾーニングを自動的に作成することと、
作成した空調ゾーニングを建築ＣＡＤ上のディスプレイに表示することと、
建築ＣＡＤの操作者が、ディスプレイに表示された空調ゾーニングをディスプレイ上で変更することと、
変更された空調ゾーニングに基づいて、建築ＣＡＤ上で熱負荷計算データを自動的に作成することとを含むことを特徴とする空調設計方法。
前記空調ゾーニングを自動的に作成することは、
各室の用途に基づいて、空調ゾーニングの対象領域を空調ゾーンと非空調ゾーンとに大別することと、
窓の位置および方位に基づいて、前記空調ゾーンを、インテリアゾーンと、１つまたは複数のペリメータゾーンとに分別することとを含むことを特徴とする請求項１に記載の空調設計方法。
前記空調ゾーニングをディスプレイ上で変更することは、前記１つまたは複数のペリメータゾーンの深さをディスプレイ上で変更することを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の空調設計方法。
前記空調ゾーンは、互いに隣接する複数のペリメータゾーンを有し、
前記空調ゾーニングをディスプレイ上で変更することは、複数のペリメータゾーンを１つのペリメータゾーンに統合することを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の空調設計方法。
前記熱負荷計算データを自動的に作成することは、インテリアゾーンまたはペリメータゾーンに属する内壁について、その隣室の種類別に該内壁を自動的に分割することを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調設計方法。
建築ＣＡＤシステムにおいて、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空調設計方法を実行するプログラムがアドインソフトとして建築ＣＡＤソフトに組み込まれていることを特徴とする建築ＣＡＤシステム。