JP3595066B2 - Solar energy distribution data creation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光エネルギー量分布データ作成装置に関し、更に詳細には開口部又は太陽光が透過可能な外面部を有する建築物の床面における太陽光エネルギー量分布データを作成する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年において建設され、または建設が予定されているスタジアムには、JリーグやJFL(Japan Football League)等の公式試合開催に鑑み、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設したもの又は植設する予定のものが多く見られる。
【0003】
ところが、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設する場合には以下のような問題点があった。すなわち、日本サッカー協会の規定によれば、Jリーグ等の公式試合を開催するスタジアムには、グラウンドの周囲に設けられる観客席部の上部に庇が形成されていることが義務付けられている。
【0004】
この規定に従い観客席上部に庇を設けると、グラウンド上には庇の影がかかるため、グラウンドに植設される天然芝の一部は、育成に充分な日照を得られず発育不良になるおそれがあった。特に、太陽高度が低くなり且つ日照時間の短くなる冬季には、日照不足による影響が大きく及ぶと考えられる。
【0005】
従って、スタジアムのグラウンドに天然芝を植設する場合や、スタジアムを新規に建築する場合には、スタジアムのグラウンドにおける所定時間あたりの光エネルギー量分布を把握できることが好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、スタジアムのグラウンドにおける日照時間をシミュレートする方法や、スタジアムのグラウンドにおける特定時刻の照度分布をシミュレートする方法しか知られておらず、スタジアムのグラウンドにおける積算太陽光エネルギー量分布をシミュレートする方法は知られていなかった。
【0007】
従って、スタジアムのグラウンドにおける所定時間の間における太陽光エネルギー量分布は実測により得るしかなく、建設予定のスタジアムについての太陽光エネルギー量分布を前もって把握することは不可能であった。
【0008】
本発明の目的は、所定時間の間における建築物の床面の太陽光エネルギー量分布を把握することのできる太陽光エネルギー量分布データ作成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部又は太陽光が透過可能な外面部を有する建築物の床面における太陽光エネルギー量分布データを作成する装置であって、前述した技術的課題を解決するため以下の構成を採用する。
【0010】
すなわち、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置は、複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データをそれぞれ作成する照度分布データ作成手段と、前記複数の照度分布データを太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換するとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段とを備えることを特徴とする。
【0011】
本発明によると、照度分布データ作成手段により、複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データがそれぞれ作成される。そして、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段により、前記複数の照度分布データが太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換されるとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データが作成される。
【0012】
ここに、太陽光が透過可能な外面部とは、例えばガラス製又は合成樹脂製の窓や、透明又は半透明の部材で形成された壁等である。建築物には、例えば屋根を有しないスタジアム、ビニルハウス、家屋又はビル等が挙げられる。
【0013】
設定時刻とは、建築物の床面における照度の検出時刻であり、適宜設定可能である。また、光エネルギー量には、例えば光量子束密度(単位:μmol/m2),電力量(単位:W)又は仕事量(単位:J)等が挙げられる。
【0014】
また、照度分布データは照度を実測することにより作成するものであっても良く、又はシミュレーションソフトをコンピュータで実行することにより作成するものであっても良く、照度分布データを作成する方法は問わない。
(本発明の具体的構成要素)
本発明は具体的には以下のように構成されている。その具体的構成要素とは、前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段が、前記複数の照度分布データから二つの照度分布データを取り出す取出手段と、前記二つの照度分布データにおける各設定時刻の時刻間隔を複数の分割時刻間隔に分ける分割手段と、前記複数の分割時刻間隔の中間時刻における照度分布データをそれぞれ作成する中間時刻照度分布データ作成手段と、前記複数の中間時刻照度分布データを光エネルギー量分布データにそれぞれ変換する変換手段と、前記複数の光エネルギー量分布データをそれぞれ前記分割時刻分積算する積算手段と、前記積算手段による複数の積算結果を加算して前記取出手段により取り出した前記二つの照度分布データの各設定時刻間における太陽光エネルギー量分布データを作成する設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段と、複数の設定時刻間光エネルギー量分布データを加算して前記積算太陽光エネルギー量分布データを得る加算手段とを有することである。
【0015】
このようにすると、照度分布データ作成手段により得られる照度分布データの数に拘わらず精度の高い積算太陽光エネルギー量分布データを得ることが可能となる点で好ましい。もっとも、照度分布データの数が多い程、精度の高い積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【0016】
また、前記照度分布データ作成手段が、前記建築物の床面に複数配置され、その配置位置が計測点とされ、この計測点の照度を計測する照度計測手段と、前記計測点の照度による照度分布に基づいて、前記計測点の間を補間した照度分布データを作成する計測点補間照度分布データ作成手段とを有するようにされていていても良い。このようにすると、照度計測手段の配置数が少ない場合でも、微細な照度分布データが得られる点で好ましい。
(本発明の付加的構成要素)
本発明は、上記した必須の構成要素からなるものであるが、以下の構成要素を付加した場合でも成立する。その付加的構成要素とは、前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段により作成された積算太陽光エネルギー量分布データを出力する出力手段である。出力手段には、例えばCRT(陰極線管)、液晶ディスプレイ又はプリンタ等を挙げることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
〈第1の実施の形態〉
以下、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置を、図に示される好適な実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。図1には本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置が符号10で示されている。
【0018】
この太陽光エネルギー量分布データ作成装置10は、バスB1に相互に接続されたCRT(出力手段に相当)11、CRTコントローラ12、キーボード13、キーボードインターフェイス14、プリンタ15(出力手段に相当)、外部記憶インターフェイス16、外部記憶装置17から構成されている。
【0019】
CRT11はデータ等を表示する装置であり、CRTコントローラ12は文字や画像等のデータを表示装置34に表示する際の処理を司る装置である。また、キーボード13はオペレータが文字等を入力するための装置である。
【0020】
また、キーボードインターフェイス14は、キーボード13から入力された文字等のデータをバスB1に伝達する装置である。プリンタ15はデータ等を紙に印字して出力する装置である。
【0021】
外部記憶装置16は、制御部22が実行するOS(Operatinng System)、照度分布検出プログラム、照度分布積算プログラム、データベース等の各種のプログラム、及びデータベースが管理するデータ等が記憶されたハードディスクである。
【0022】
また、外部記憶インターフェイス17は、外部記憶装置16に記憶されたデータ等を読み出す際、又は外部記憶装置16へデータを書き込む際における処理を司る装置である。
【0023】
制御部18は、CPU(中央演算処理装置)、RAM(Random Access Memory)等で構成されている。この制御部18は、外部記憶装置16に記憶された各種のプログラムの実行を行う。
【0024】
また、制御部12は、外部記憶装置16に記憶されたデータ等の読み出し、又は外部記憶装置16へのデータの書き込みを外部記憶インターフェイス17に対して指示する。また、CRTコントローラ12に対してデータ等の表示を指示し、プリンタ20に対してデータ等の出力指示を行う。メモリ19は制御部18の作業用に用いられるものである。
【0025】
このような太陽光エネルギー量分布作成装置10の制御部18による処理を図2及び図3に示されるフローチャートを用いて説明する。前提として、オペレータが、太陽光エネルギー量分布作成装置10のキーボード13から、建築物に関するデータ、太陽光等の光源に関するデータ、複数の設定時刻等の時間に関するデータ等の照度分布を検出するに必要な各種のデータを入力するとともに、照度分布検出プログラムの実行指示を入力する。
【0026】
すると、太陽光エネルギー量分布データ作成装置10の制御部18が、外部記憶装置16に記憶された照度分布検出プログラムをメモリ19に読み出して実行する。これにより、入力された設定時刻に対応する数の照度分布データが得られる(ステップS101、照度分布データ作成手段に相当)。この照度分布データは、設定時刻の古い順に並べられて外部記憶装置16に記録される。
【0027】
複数の照度分布データが得られると、オペレータは、建築物データ、出力位置特定データ、時間データ等の積算太陽光エネルギー量分布データを得るために必要なデータをキーボード13から入力する。
【0028】
ここに、建築物データとは、建築物の開口部数、開口部構成接点数、開口部構成接点における高さの平均値(以下、「開口部代表高さ」と称する。)、及び建築物の設置位置の緯度、経度等である。
【0029】
また、出力位置特定データとは、積算太陽光エネルギー量照度分布データを特定の画面に割り付けるためのデータである。また、時間データとは、積算太陽光エネルギー量分布データの検出月、検出日及び検出時刻等のデータである。
【0030】
上記の各データに加え、オペレータが照度分布積算プログラムの実行命令を入力すると、制御部18が外部記憶装置16から照度分布積算プログラムをメモリ19に読み出して実行する(ステップS102〜ステップS116、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段に相当)。
【0031】
最初に、制御部18は、ステップS101で得られた照度分布データの数に基づいて第1繰り返し回数を検出する(ステップS102)。ここに、第1繰り返し回数とは、ステップS103〜ステップS116の処理を制御部18が繰り返す回数である。
【0032】
この第1繰り返し回数は、(照度分布データ数−1)=第1繰り返し回数 の算出式より求められる。次に、制御部18は、第1処理回数をカウントする(ステップS103)。ここに、第1処理回数とは、ステップS103を経る回数である。
【0033】
次に、制御部18は、複数の照度分布データから、そのデータ間を補間及び積算すべき二つの照度分布データを取り出す(ステップS104、取出手段に相当)。このとき、二つの照度分布データは、設定時刻の古いものから取り出される。
【0034】
すなわち、例えば照度分布データが設定時刻a、b及びcに基づいて得られたものである場合には、第1処理回数が1のときには、設定時刻a及びbに係る照度分布データが取り出され、第1処理回数が2のときには、設定時刻b及びcに係る照度分布データが取り出される。
【0035】
次に、制御部18は、ステップS104で取り出された二つの照度分布データに基づいて第2繰り返し回数を算出する(ステップS105)。ここに、第2繰り返し回数とは、ステップS106〜ステップS113の処理を繰り返す回数である。この第2繰り返し回数は、(二つの照度分布データ間における時間間隔/刻み幅)=第2繰り返し回数 の算出式により得られる。
【0036】
刻み幅とは、二つの照度分布データに係る設定時刻の時刻間隔を分割時刻間隔に分けるための時間間隔である。この刻み幅は適宜設定可能なものである。例えば、刻み幅が2分に設定されている場合には、ステップS103で取り出された二つの照度分布データの時間間隔が1時間であるとき、制御部18は第2繰り返し回数として30回を得る。
【0037】
次に、制御部18は第2処理回数をカウントする(ステップS106)。ここに、第2処理回数とはステップS106を経る回数である。次に、制御部18は指定時刻を算出する(ステップS107、分割手段に相当)。ここに、指定時刻とは、{補間開始時刻+(刻み幅×第2処理回数)}=指定時刻 の算出式により得られる時刻である。また、補間開始時刻とは、ステップS103で取り出された二つの照度分布データの設定時刻のうち古い方の検出時刻である。
【0038】
次に、制御部18は、キーボード13から入力された時刻データ、緯度や経度等の建築物データ等に基づいて、積算時刻(中間時刻)における太陽位置を算出する(ステップS108)。
【0039】
ここに、積算時刻とは、補間開始時刻と指定時刻との中間時刻、指定時刻と指定時刻との中間時刻、又は指定時刻と補間終了時刻との中間時刻である。また、補間終了時刻とは、ステップS103で取り出された二つの照度分布データの検出時刻のうち新しい方の時刻である。
【0040】
すなわち、例えばステップS103で取り出された二つの照度分布データの設定時刻が12:00と12:06とである場合には、補間開始時刻が12:00になり、補間終了時刻が12:06になる。
【0041】
また、指定時刻は第2処理回数が1の場合には12:02になり、第2処理回数が2の場合には12:04になり、第2処理回数が3の場合には12:06、すなわち補間終了時刻になる。また、積算時刻は第2処理回数が1の場合には12:01になり、第2処理回数が2の場合には12:03になり、第2処理回数が3の場合には12:05になる。
【0042】
次に、制御部18は、キーボード13から入力された建築物30の開口部代表高さに基づいて、建築物の床面における日影の移動ベクトルを算出する(ステップS109)。次に、制御部18は、ステップS109で算出した移動ベクトル、及びステップS103で取り出した照度分布データに基づいて、積算時刻における照度分布データを作成する(ステップS110)。
【0043】
すなわち、制御部18は、ステップS104で取り出した二つの照度分布データのいずれか一方を移動ベクトル分だけ移動した照度分布データを作成する。なお、ステップS108〜ステップS110の処理が本発明の中間時刻照度分布データ作成手段に相当する。
【0044】
次に、制御部18は、ステップS110で作成した照度分布データを光エネルギー量分布データに変換する(ステップS111、変換手段に相当)。すなわち、制御部18は、いわゆるフィルタを用いて照度(単位:lx)を光量子束密度(単位:μmol/m2)に変換する。そして、処理が図3に示されるステップS112に移る。
【0045】
ステップS112では、制御部18は、光エネルギー量データを刻み幅分積算する(積算手段に相当)。これにより、補間開始時刻から指定時刻までの間における光エネルギー量分布データが得られる。
【0046】
次に、制御部18は、ステップS112の積算結果を加算する(ステップS113)。これにより、最終的には補間開始時刻から補間終了時刻までの間における光エネルギー量分布データ(以下、「設定時刻間光エネルギー量分布データ」と称する。)が得られる(設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段に相当)。
【0047】
次に、制御部18は、ステップS106で得られた第2処理回数がステップS105で得られた第2繰り返し回数以上か否かを判断する(ステップS114)。このとき、第2処理回数が第2繰り返し回数未満の場合には、処理が図2に示されるステップS106に戻る。そして、制御部18は、第2処理回数が第2繰り返し回数以上になるまでステップS106〜ステップS113の処理を繰り返す。
【0048】
これに対し、第2処理回数が第2繰り返し回数以上である場合には、処理がステップS115に移る。ステップS115では、制御部18はステップS113で得た設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を加算する(加算手段に相当)。
【0049】
このとき、第2処理回数が1の場合には、零に設定時刻間光エネルギー量分布データを加算し、第2処理回数が2以上の場合には、設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を累積的に加算する。これにより、最終的には、最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における光エネルギー量分布データ、すなわち積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【0050】
次に、制御部18は、ステップS104で得られた第1処理回数がステップS102で得られた第1繰り返し回数以上か否かを判断する(ステップS116)。このとき、第1処理回数が第1繰り返し回数未満の場合には、処理が図2に示されるステップS103に戻る。そして、制御部18は、第1処理回数が第1繰り返し回数以上になるまでステップS103〜ステップS115の処理を繰り返す。
【0051】
これに対し、第1処理回数が第1繰り返し回数以上の場合には、処理がステップS117に移る。ステップS117では、制御部18は、ステップS116で得た積算太陽光エネルギー量分布データを外部記憶装置16に保存する。
【0052】
次に、制御部18は、CRTコントローラ12に対し、ステップS115で得られた積算太陽光エネルギー量分布データの表示指示を行う(ステップS118)。これに従い、CRTコントローラ12は、キーボード13から入力された出力位置特定データや建築物データ等に基づいてCRT11に積算太陽光エネルギー量分布データを表示させる。そして、処理がステップS119に移る。
【0053】
ステップS119では、制御部18が、プリンタ15に対してステップS115で得られた積算太陽光エネルギー量分布データの出力指示を行う。これに従い、プリンタ15は、出力位置特定データ等に基づいて積算太陽光エネルギー量分布データを出力する。そして、制御部18の処理が終了する。
【0054】
このような太陽光エネルギー量分布データ作成装置10を用い、図4及び図5に示される建築物30について、その床面35における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する場合について説明する。ここで、建築物30の概略について説明すると、建築物30はいわゆるビニルハウスであり、その長手方向を南北方向に向けて設置されている。
【0055】
この建築物30は、複数のアーチ状の支柱31と、複数の横梁32と、ビニル製の膜33とから構成されている。各支柱31は南北方向の軸線に直交し、且つその頂点が同一軸線上に位置する状態で設けられ、これらの支柱31に複数の横梁32が取り付けられている。
【0056】
膜33は、一部を除いてが支柱31及び横梁32を覆うように設けられている。
これにより、膜33に覆われていない部位、すなわち、建築物10の南側上面及び南側側面上部に開口部34が設けられている。南側上面の開口部34はV字状にされている。そして、支柱31で囲まれた地面が、建築物30の床面35を構成する。
【0057】
以下、上記した建築物30の床面35に対し、任意の年月日の12:00から14:00までの間に、建築物30の床面35に与えられる積算太陽光エネルギー量分布を得る場合について説明する。
【0058】
最初に、オペレータが、前述した照度分布データを検出するに必要な各種のデータをキーボード13から入力し、また、設定時刻を例えば12:00、13:00及び14:00に指定して入力し、さらに照度分布検出プログラムの実行命令を入力する。
【0059】
すると、太陽光エネルギー量分布作成装置10の制御部18は、ステップS101で12:00における照度分布データ(以下、「データA」と称する。)、13:00における照度分布データ(以下、「データB」と称する。)及び14:00における照度分布データ(以下、「データC]と称する。)をそれぞれ検出する。
【0060】
オペレータは、制御部18によるステップS101の処理が終了すると、前述した積算太陽光エネルギー量分布データを作成するに必要な各種のデータをキーボード13から入力し、さらに照度分布積算プログラムの実行命令を入力する。
【0061】
すると、制御部18はステップS102で第1繰り返し回数を算出し、これにより第1繰り返し回数として2が得られる。次に、制御部18はステップS103で第1処理回数をカウントし、これにより第1処理回数として1が得られる。
【0062】
次に、制御部18はステップS104で二つの照度分布データとしてデータAとデータBとを取り出す。次に、制御部18はステップS105で第2繰り返し回数を算出する。このとき、刻み幅が2分に設定されている場合には、第2繰り返し回数として30が得られる。次に、制御部18はステップS106で第2処理回数をカウントし、これにより第2処理回数として1が得られる。
【0063】
次に、制御部18はステップS107で指定時刻を算出し、これにより指定時刻として12:02が得られる。次に、制御部18はステップS108で積算時刻(中間時刻)として12:01を得るとともに、12:01における太陽位置を算出する。
【0064】
次に、制御部18はステップS109で建築物30の床面35における日影の移動ベクトルを算出し、この移動ベクトルに基づいてデータA又はデータBを移動した場合における照度分布データを作成する(ステップS110)。
【0065】
次に、制御部18はステップS111で照度分布データを光エネルギー量分布データに変換し、この光エネルギー量分布データを刻み幅分だけ積算する(ステップS112)。次に、制御部18はステップS113でステップS112の積算結果を加算する。このとき、第2処理回数が1であるため零にステップS112の積算結果を加算する。
【0066】
次に、制御部18はステップS114で第2繰り返し回数と第2処理回数とを対比し、第2処理回数が第2繰り返し回数未満であると判断して処理をステップS106に戻す。制御部18は、このようにしてステップS106〜ステップS113の処理を30回繰り返す。これにより、12:00から13:00までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データが得られる。
【0067】
そして、制御部18は、ステップS114にて第2繰り返し回数が第2処理回数以上であると判断した場合には、ステップS115で零に12:00から13:00までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データを加算し、ステップS116に処理を移す。
【0068】
ステップS116では、制御部18は第1処理回数が第1繰り返し回数未満であると判断し、処理をステップS103に戻す。制御部18はステップS103で第1処理回数をカウントし、第1処理回数として2を得る。すると、制御部18はステップS104でデータBとデータCとを取り出す。
【0069】
そして、制御部18は、第1処理回数が1のときと同様にしてステップS105〜ステップS113の処理を行う。このようにして、ステップS113で13:00から14:00までの間における設定時刻間光エネルギー量分布データが得られ、ステップS114で第2繰り返し回数が第2処理回数以上であると判断されると、処理がステップS115に移る。
【0070】
ステップS115では、制御部18が設定時刻間光エネルギー量分布データ同士を加算し、これにより12:00から14:00までの間における積算太陽光エネルギー量分布データが得られる。
【0071】
そして、処理がステップS116に移り、制御部18が、第1繰り返し回数は第1処理回数以上であると判断すると、ステップS115で得られた積算太陽光エネルギー量分布データが、外部記憶装置16に保存され(ステップS117)、CRT11に表示され(ステップS118)るとともに、プリンタ15から出力される(ステップS119)。
【0072】
また、このような太陽光エネルギー量分布データ作成装置10を用い、任意の月における一日あたりの太陽光エネルギー量分布を得る場合を、図6に示されるフローチャートを用いて以下に説明する。
【0073】
最初に、任意の月日における一日の積算太陽光エネルギー量分布データを晴天の場合(以下、「データX」と称する。)と曇天の場合(以下、「データY」と称する。)とについてそれぞれ得る(ステップS201、ステップS202)。
【0074】
これらのデータX及びデータYは、前述したステップS101〜ステップS115と同じ処理により得られ、外部記憶装置16に保存される(ステップS203)。
【0075】
次に、オペレータが、積算太陽光エネルギー量分布データを検出した月の日照率(例えば50%)等の各種データをキーボード13から入力し、さらにその月における一日あたりの積算太陽光エネルギー量分布データ作成命令を入力する。なお、日照率は気象庁データを利用する。
【0076】
すると、データXが外部記憶装置16から読み出されるとともに、入力された日照率に基づいて乗算される(ステップS204)。すなわち、データXが0.5倍される。次に、データYが外部記憶装置16から読み出されるとともに、入力された日照率に基づいて乗算される(ステップS205)。すなわち、データXが0.5倍される。
【0077】
そして、ステップS204で得られた結果とステップS205で得られた結果とが加算され(ステップS206)、最後に、ステップS206の結果がプリンタ15から出力される(ステップS207)。
【0078】
図7は、前述したステップS201〜ステップS207の処理により出力された建築物30の床面35における積算太陽光エネルギー量分布データ(予測値)を示す図であり、10月の一日あたりの平均値を示すものである。
【0079】
これに対し、図8は、実測による建築物30の床面35の太陽光エネルギー量分布データ(実測値)を示す図であり、10月の一日あたりの平均値を示すものである。また、図9は予測値と実測値とを対比して示すグラフである。このように、予測値と実測値とは、ほぼ一致しており、本実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置10により作成される積算太陽光エネルギー量分布データが高い精度を有することが分かる。
【0080】
本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置10によると、従来得ることのできなかった所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることが可能になる。このため、所定時間の間に建築物30の床面35には、どの程度の太陽光エネルギー量がどのような状態で与えられるかを判断することが可能になる。
【0081】
従って、例えば建築物30の床面35に天然芝を植える場合には、床面35のどの位置に植えるのが適切かを判断することが可能になる。あるいは、新規にスタジアム等の建築物を建築する場合において、建築物の床面に適切な太陽光エネルギー量分布が得られるように、建築物の形状、建築物の開口部形状又は建築物の向き等を考慮して建築物を設計することが可能になる。あるいは、建築物30に補助光を取り付けて床面35における太陽光エネルギー量分布を均一にする場合において、建築物30のどの位置に補助光を取り付けるのが適切かを容易に判断することも可能になる。
【0082】
また、複数の照度分布データを検出し、これらを単に積算することでも所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることは可能であるが、照度分布データの設定時刻の時間間隔が大きい場合には太陽光エネルギー量分布データが精度の低いものになる問題点があった。これは、多数の照度分布データを検出し、積算することで回避可能であるが、多数の照度分布データの検出にはかなりの時間を要するという問題点があった。
【0083】
本実施形態では、ステップS108〜ステップS110において積算時刻における照度分布データを作成するようにしてあるため、ステップS101で得る照度分布データの数が比較的少数の場合でも、ステップS101で多数の照度分布データを得た場合とほぼ同じ内容の積算太陽光エネルギー量分布データを得ることができる。また、ステップS101で得る照度分布データの数が少なくても良いため、積算太陽光エネルギー量分布データを比較的短時間で得ることができる。
【0084】
なお、本実施形態では積算時刻における光エネルギー量分布データを作成して刻み幅分積算する構成を採っているが、刻み幅の時間間隔を比較的大きく設定した場合には、指定時刻における光エネルギー量分布データを作成し、補間開始時刻又は指定時刻から積算時刻までを、補間開始時刻における光エネルギー量分布データを用いて積算するとともに、積算時刻から指定時刻までを指定時刻における光エネルギー量分布データを用いて積算し、これらを加算して刻み幅分の太陽光エネルギー量分布データを得るようにしても良い。
【0085】
〈第2の実施の形態〉
以下、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第2実施形態を図に基づいて説明する。図10には、第2実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置10が示されている。
【0086】
本実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置10は、第1実施形態と同様に、建築物30(図4、図5参照)の床面35の積算太陽光エネルギー量分布データを得るものである。
【0087】
また、本実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置10は、第1実施形態による太陽光エネルギー量分布データ作成装置10とほぼ同じ構成を有しているが、複数の照度計(照度計測手段に相当)23を備える点、及び外部記憶装置16に補間照度分布データ作成プログラムがさらに記憶されている点が異なっている。
【0088】
複数の照度計23は、建築物30の床面35の所定位置にそれぞれ配置され、その配置位置(以下、「計測点」と称する。)における照度を検出する。なお、その他の構成要素については第1実施形態の太陽光エネルギー量分布データ作成装置10と同じであるため説明を省略する。
【0089】
次に、本実施形態における太陽光エネルギー量分布データ作成装置10の制御部18の処理を図11〜14に示されるフローチャートを用いて説明する。最初に、制御部18は、建築物30の床面35に配置された複数の照度計23により、設定時刻における各計測点の照度をそれぞれ得る(ステップS301)。そして、これらの各計測点の照度を、設定時刻における照度分布(以下、「設定時刻照度分布」と称する。)として外部記憶装置16に保存する(ステップS302)。このとき、設定時刻が複数設定されている場合には、複数の設定時刻照度分布が保存される。
【0090】
ここで、オペレータが、第1実施形態で説明した建築物データならびに出力指定位置特定データ、計測点に関するデータ(計測点データ)、計測月日や計測開始時等の計測日時データ、出力指定時刻等の出力指定データ及び照度分布データ作成数等の補間照度分布データを作成するに必要な各種のデータを、キーボード13から入力し、さらに、補間照度分布データ作成プログラムの実行命令を入力する。
【0091】
すると、制御部18は、外部記憶装置16から補間照度分布データ作成プログラムを読み出して実行する(ステップS301〜ステップS316、計測点補間照度分布データ作成手段に相当)。最初に、制御部18は、各計測点の天空率を算出する(ステップS303)。
【0092】
ここに、天空率とは、受照面上のある点が天空から光を受ける割合である。例えば、受照面上のある点に対して天空から照射される光が、全てその点に照射される場合の天空率を1とすると、その受照面のある点に対して照射される光が、天空を遮蔽する要因により半分さえぎられる場合の天空率は0.5となる。
【0093】
次に、制御部18は、各出力点の天空率を算出する(ステップS304)。ここに、出力点とは建築物30の床面35における所定位置であって、補間照度分布データ作成プログラムにより照度算出を予定する位置である。
【0094】
次に、制御部18は、外部記憶装置16に保存した設定時刻照度分布を読み出す(ステップS305)。このとき、外部記憶装置に16に複数の設定時刻照度分布が保存されている場合には、設定時刻の古いものから順に一つづつ読み出される。次に、制御部18は、ステップS305を経た回数をカウントする(ステップS306)。
【0095】
次に、制御部18は、設定時刻照度分布の設定時刻における各出力点の照度を算出する(ステップS307〜ステップS312)。この各出力点の照度算出にあたっては、以下の点が仮定されている。すなわち、
(1) 光源は太陽と天空との二つであり、天空は等輝度等拡散光源とする。
(2) 建築物30の床面35に到達する光は、太陽光源からの直射日光と、天空光源からの光や建築物30内部の反射光等の間接光との二種類である。建築物30内部の反射光等は天空率に比例すると考える。従って、間接光照度は
で求められる。但し、式中のαは建築物30内部の反射光による照度である。また、式中の(全天空照度+α′)を以後、全天空照度とみなす。
(3) 直射日光の当たらない領域の照度は、(全天空照度)×(天空率)で決定され、直射日光の当たる領域の照度は、直射日光の当たらない領域の照度に直射日光による照度を加えたものとする。
【0096】
以上の仮定に基づいて、ステップS307では、制御部18は、キーボード13から入力された出力指定時刻データ等に基づいて、設定時刻における太陽位置を算出する。次に、ステップS308では、制御部18は、キーボード13から入力された建築物の開口部形状データに基づいて、建築物30の床面35における直射日光の当たる領域を算出する。
【0097】
次に、図12に示されるステップS309では、制御部18は、全天空照度を求める。すなわち、直射日光が当たっていない計測点の照度値のみを処理対象とし、前述した仮定(2)における(式1)、すなわち、(全天空照度)=(照度値)÷(天空率) の算出式を用いて幾つかの全天空照度を求め、これらの平均値を全天空照度とする。
【0098】
次に、ステップS310では、制御部18は直射日光による照度を求める。すなわち、直射日光が当たっている計測点の照度値を処理対象とし、前述した仮定(3)より導かれる (直射日光による照度)=(照度値)−(全天空照度)×(天空率) の算出式を用いる。
【0099】
そして、図11に示されるステップS301で得た計測点の照度、ステップS309で得た全天空照度、及びステップS304で得た天空率を上式に代入して直射日光による照度を求める。さらに、この直射日光による照度を幾つかの計測点について求め、これらの平均値を直射日光による照度とする。
【0100】
次に、ステップS311では、制御部18は、ステップS304で得た各出力点の天空率とステップS309で得た全天空照度とに基づいて、各出力点における照度を算出する。次に、ステップS312では、制御部18は、図11に示されるステップS308で得た直射日光の当たる領域に、直射日光による照度を加える。これにより、計測点補間照度分布データが得られる(照度分布データ作成手段に相当)。
【0101】
次に、制御部18は、CRTコントローラ12に対し、ステップS312で得られた計測点補間照度分布データを、CRT11(出力手段に相当)に表示すべき旨の指示を行う(ステップS313、)。これにより、CRT11に計測点補間照度分布データが表示される。続いて、制御部18はプリンタ15(出力手段に相当)に対し、ステップS312で得られた計測点補間照度分布データを出力させる(ステップS314)。
そして、ステップS315に処理が移ると、制御部18は、キーボード13から入力された設定時刻照度分布の検出数とステップS306で得た処理回数とを対比する。処理回数が設定時刻照度分布の検出数未満の場合には、処理が図11に示されるステップS305に戻り、制御部18は、外部記憶装置16から次の設定時刻照度分布を読み出してステップS306〜ステップS314の処理を再び行う。なお、ステップS305〜ステップS315により構成される閉ループは、設定時刻照度分布の検出数だけ繰り返される。
【0102】
これに対し、処理回数が設定時刻照度分布の検出数以上の場合には、処理が図13に示されるステップS316に移る。ステップS316では、ステップS303〜ステップS315により得られた複数の計測点補間照度分布データを外部記憶装置16にそれぞれ保存する。
【0103】
この時点で、オペレータが、積算太陽光エネルギー量分布データを得るために必要なデータをキーボード13から入力し、さらに照度分布積算プログラムの実行命令を入力すると、制御部18が、外部記憶装置16から照度分布積算プログラムをメモリ19に読み出して実行する(ステップS317〜ステップS334、積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段に相当)。
【0104】
このステップS317〜ステップS334の処理は、第1の実施形態において説明したステップS102〜ステップS118の処理(図2及び図3参照)と同じであるため説明を省略する。
【0105】
また、本実施形態による太陽光照度分布データ作成装置10を用いて任意の月における一日あたりの太陽光エネルギー量分布を得る場合には、制御部18は、図15に示されるステップS401〜ステップS407の処理を行うが、これは第1実施形態において説明したステップS201〜ステップS207の処理(図6参照)と同じであるため説明を省略する。これにより、図7に示される積算太陽光エネルギー量分布データと同様のデータが得られる。
【0106】
本実施形態における太陽光照度分布データ作成装置10によれば、建築物30の床面35における照度を計測することにより、所定時間の間における積算太陽光エネルギー量分布データを得ることができる。これにより得られる効果は、第1実施形態において説明されている既に建築された建築物についての効果とほぼ同じである。
【0107】
また、本実施形態では、計測点を補間した照度分布データを得る構成を採っている。このため、建築物30の床面35に配置される照度計23の数が少ない場合でも、微細な照度分布データを得ることができる。このため、照度計23の必要数を減少させることができ、コスト減少に寄与する効果がある。
【0108】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置によれば、従来得ることのできなかった所定時間の間における建築物の床面の太陽光エネルギー量分布を把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図3】図1に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図4】図1に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置を用いて床面の太陽光エネルギー量分布データを作成する建築物を示す平面図である。
【図5】図4に示した建築物の側面図である。
【図6】図1に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図7】建築物の床面における太陽光エネルギー量分布の予測値を示す図である。
【図8】建築物の床面における太陽光エネルギー量分布の実測値を示す図である。
【図9】太陽光エネルギー量分布の予測値と実測値とを対比して示すグラフである。
【図10】本発明の太陽光エネルギー量分布データ作成装置の第2実施形態を示すブロック図である。
【図11】図10に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図12】図10に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図13】図10に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図14】図10に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図15】図10に示した太陽光エネルギー量分布データ作成装置の制御部における処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 太陽光エネルギー量分布データ作成装置
11 CRT(出力手段)
13 キーボード
15 プリンタ(出力手段)
16 外部記憶装置
18 制御部
19 メモリ
23 照度計(照度計測手段)
30 建築物
34 開口部
35 床面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for creating solar energy distribution data, and more particularly to an apparatus for creating solar energy distribution data on a floor of a building having an opening or an outer surface through which sunlight can pass.
[0002]
[Prior art]
In recent years, stadiums constructed or planned to be constructed have natural turf planted or planned to be planted on the stadium ground in view of holding official games such as J-League and JFL (Japan Football League). There are many things.
[0003]
However, planting natural turf on the stadium ground has the following problems. That is, according to the rules of the Japan Football Association, a stadium where an official game such as the J-League is held must have an eave above the spectator seat provided around the ground.
[0004]
If eaves are placed above the spectator seats in accordance with this regulation, the shadow of the eaves will be cast on the ground, and some natural grass planted on the ground may not be able to obtain sufficient sunshine for growth and may fail to grow. was there. In particular, in winter, when the sun altitude is low and the sunshine time is short, it is considered that the influence of insufficient sunshine greatly affects.
[0005]
Therefore, when planting a natural turf on a stadium ground or constructing a new stadium, it is preferable to be able to grasp the light energy distribution per predetermined time on the stadium ground.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, only a method of simulating daylight hours on a stadium ground or a method of simulating an illuminance distribution at a specific time on a stadium ground is known. No way to simulate was known.
[0007]
Therefore, the distribution of the amount of solar energy in the ground of the stadium during the predetermined time can only be obtained by actual measurement, and it is impossible to grasp in advance the distribution of the amount of solar energy for the stadium to be constructed.
[0008]
An object of the present invention is to provide a solar energy distribution data creating device capable of grasping a solar energy distribution on a floor of a building during a predetermined time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an apparatus for creating solar energy distribution data on a floor of a building having an opening or an outer surface through which sunlight can pass, and has the following configuration to solve the above-described technical problem. adopt.
[0010]
That is, the solar energy distribution data creating device according to the present invention, based on a plurality of set times, illuminance distribution data creating means for creating illuminance distribution data on the floor of the building at each set time, respectively, The illuminance distribution data is converted into sunlight energy amount distribution data, and based on these sunlight energy amount distribution data, integration between the oldest set time and the newest set time among the plurality of set times is performed. It is characterized by including integrated solar energy distribution data creating means for creating solar energy distribution data.
[0011]
According to the present invention, the illuminance distribution data creating means creates the illuminance distribution data of the floor of the building at each set time based on the plurality of set times. The plurality of illuminance distribution data are respectively converted into solar energy distribution data by the integrated solar energy distribution data creating means, and the plurality of set times are set based on the solar energy distribution data. Among them, the integrated solar energy distribution data from the oldest set time to the newest set time is created.
[0012]
Here, the outer surface portion through which sunlight can pass is, for example, a window made of glass or synthetic resin, a wall formed of a transparent or translucent member, or the like. The building includes, for example, a stadium without a roof, a vinyl house, a house or a building.
[0013]
The set time is a detection time of the illuminance on the floor of the building, and can be set as appropriate. The light energy amount includes, for example, the photon flux density (unit: μmol / m 2 ), Electric energy (unit: W) or work amount (unit: J).
[0014]
The illuminance distribution data may be created by actually measuring the illuminance, or may be created by executing simulation software on a computer, and the method of creating the illuminance distribution data is not limited. .
(Specific components of the present invention)
The present invention is specifically configured as follows. The specific constituent elements are: an integrated solar energy distribution data creating unit that extracts two illuminance distribution data from the plurality of illuminance distribution data; and a time of each set time in the two illuminance distribution data. Dividing means for dividing an interval into a plurality of divided time intervals; intermediate time illuminance distribution data creating means for respectively creating illuminance distribution data at intermediate times of the plurality of divided time intervals; Conversion means for respectively converting the amount distribution data, integration means for integrating the plurality of light energy amount distribution data for the respective division times, and a plurality of integration results obtained by the integration means, and a plurality of integration results taken out by the extraction means. When setting to create solar energy distribution data between each set time of two illuminance distribution data And between light energy distribution data creation means, is that by adding a plurality of set time between light energy distribution data and an addition means for obtaining the cumulative solar energy amount distribution data.
[0015]
This is preferable in that it is possible to obtain highly accurate integrated solar energy distribution data regardless of the number of illuminance distribution data obtained by the illuminance distribution data creating means. However, as the number of illuminance distribution data is larger, more accurate integrated solar energy amount distribution data can be obtained.
[0016]
Further, the illuminance distribution data creating means is arranged on the floor of the building, a plurality of the illuminance distribution data creating means are arranged at measurement points, illuminance measurement means for measuring illuminance at the measurement points, and illuminance by the illuminance at the measurement points Measurement point-interpolated illuminance distribution data creating means for creating illuminance distribution data interpolated between the measurement points based on the distribution may be provided. This is preferable in that fine illuminance distribution data can be obtained even when the number of illuminance measurement units is small.
(Additional components of the present invention)
The present invention is composed of the essential components described above, but is also realized when the following components are added. The additional component is an output unit that outputs the integrated solar energy distribution data created by the integrated solar energy distribution data creating unit. Examples of the output means include a CRT (cathode ray tube), a liquid crystal display, a printer, and the like.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First Embodiment>
Hereinafter, the solar energy distribution data creating device of the present invention will be described in more detail based on a preferred embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows a solar energy amount distribution
[0018]
The solar energy distribution
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The external storage device 16 is a hard disk in which various programs such as an OS (Operating System), an illuminance distribution detection program, an illuminance distribution integration program, and a database executed by the control unit 22 and data managed by the database are stored.
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
Further, the
[0025]
The processing by the
[0026]
Then, the
[0027]
When a plurality of illuminance distribution data is obtained, the operator inputs data necessary for obtaining integrated solar energy distribution data such as building data, output position specifying data, and time data from the keyboard 13.
[0028]
Here, the building data includes the number of openings of the building, the number of contact points constituting the opening, the average value of the heights at the contact points constituting the opening (hereinafter, referred to as “representative opening height”), and the building. The latitude and longitude of the installation position.
[0029]
The output position specifying data is data for allocating the integrated solar energy amount illuminance distribution data to a specific screen. The time data is data such as a detection month, a detection date, and a detection time of the integrated solar energy distribution data.
[0030]
In addition to the above data, when the operator inputs an execution instruction of the illuminance distribution integration program, the
[0031]
First, the
[0032]
The first number of repetitions is obtained from a calculation formula of (number of illuminance distribution data−1) = first number of repetitions. Next, the
[0033]
Next, the
[0034]
That is, for example, when the illuminance distribution data is obtained based on the set times a, b, and c, the illuminance distribution data related to the set times a and b is extracted when the first number of processes is 1, When the first processing count is 2, the illuminance distribution data relating to the set times b and c is extracted.
[0035]
Next, the
[0036]
The step size is a time interval for dividing a time interval of a set time concerning two illuminance distribution data into a divided time interval. This step width can be set as appropriate. For example, when the step size is set to 2 minutes and the time interval between the two illuminance distribution data extracted in step S103 is 1 hour, the
[0037]
Next, the
[0038]
Next, the
[0039]
Here, the integrated time is an intermediate time between the interpolation start time and the specified time, an intermediate time between the specified time and the specified time, or an intermediate time between the specified time and the interpolation end time. The interpolation end time is a newer one of the detection times of the two illuminance distribution data extracted in step S103.
[0040]
That is, for example, when the set times of the two illuminance distribution data extracted in step S103 are 12:00 and 12:00, the interpolation start time is 12:00 and the interpolation end time is 12:06. Become.
[0041]
The designated time is 12:02 when the second processing count is 1, 12:04 when the second processing count is 2, and 12:06 when the second processing count is 3. , Ie, the interpolation end time. The integration time is 12:01 when the second processing count is 1, 12:03 when the second processing count is 2, and 12:05 when the second processing count is 3. become.
[0042]
Next, the
[0043]
That is, the
[0044]
Next, the
[0045]
In step S112, the
[0046]
Next, the
[0047]
Next, the
[0048]
On the other hand, if the second number of times is equal to or greater than the second number of times, the process proceeds to step S115. In step S115, the
[0049]
At this time, if the second number of processes is 1, the light energy distribution data between the set times is added to zero, and if the second number of processes is 2 or more, the light energy distribution data between the set times is added to each other. Add cumulatively. As a result, finally, the light energy distribution data from the oldest set time to the newest set time, that is, the integrated solar energy distribution data is obtained.
[0050]
Next, the
[0051]
On the other hand, if the first number of times of processing is equal to or greater than the first number of times of repetition, the process proceeds to step S117. In step S117, the
[0052]
Next, the
[0053]
In step S119, the
[0054]
A case where the integrated solar energy distribution data on the
[0055]
This
[0056]
The
As a result, the
[0057]
Hereinafter, with respect to the
[0058]
First, the operator inputs various data necessary for detecting the above-described illuminance distribution data from the keyboard 13, and also specifies and inputs set times, for example, at 12:00, 13:00, and 14:00. Then, an execution instruction of the illuminance distribution detecting program is input.
[0059]
Then, in step S101, the
[0060]
When the processing of step S101 by the
[0061]
Then, the
[0062]
Next, the
[0063]
Next, the
[0064]
Next, in step S109, the
[0065]
Next, the
[0066]
Next, the
[0067]
If the
[0068]
In step S116, the
[0069]
And the
[0070]
In step S115, the
[0071]
Then, the process proceeds to step S116, and when the
[0072]
Further, a case of obtaining a solar energy distribution per day in an arbitrary month using the solar energy distribution
[0073]
First, the integrated solar energy distribution data for one day on an arbitrary month and day is clear (hereinafter, referred to as “data X”) and cloudy (hereinafter, referred to as “data Y”). Each is obtained (Step S201, Step S202).
[0074]
These data X and data Y are obtained by the same processing as in steps S101 to S115 described above, and are stored in the external storage device 16 (step S203).
[0075]
Next, the operator inputs various data such as the sunshine ratio (for example, 50%) of the month in which the integrated solar energy distribution data is detected from the keyboard 13, and furthermore, the integrated solar energy distribution per day in that month. Enter a data creation instruction. The sunshine ratio uses data from the Japan Meteorological Agency.
[0076]
Then, the data X is read from the external storage device 16 and is multiplied based on the input sunshine rate (step S204). That is, the data X is multiplied by 0.5. Next, the data Y is read from the external storage device 16 and is multiplied based on the input sunshine rate (step S205). That is, the data X is multiplied by 0.5.
[0077]
Then, the result obtained in step S204 and the result obtained in step S205 are added (step S206), and finally, the result of step S206 is output from printer 15 (step S207).
[0078]
FIG. 7 is a diagram showing the integrated solar energy distribution data (predicted value) on the
[0079]
On the other hand, FIG. 8 is a diagram showing solar energy distribution data (actually measured values) of the
[0080]
According to the solar energy amount distribution
[0081]
Therefore, for example, when planting natural grass on the
[0082]
Further, by detecting a plurality of illuminance distribution data and simply integrating them, it is possible to obtain integrated solar energy distribution data during a predetermined time, but the time interval of the set time of the illuminance distribution data is large. In this case, there is a problem that the solar energy distribution data has low accuracy. This can be avoided by detecting and integrating a large number of illuminance distribution data, but there is a problem that detection of a large number of illuminance distribution data requires a considerable time.
[0083]
In this embodiment, since the illuminance distribution data at the integration time is created in steps S108 to S110, even if the number of illuminance distribution data obtained in step S101 is relatively small, a large number of illuminance distribution data are obtained in step S101. It is possible to obtain integrated solar energy distribution data having almost the same contents as in the case where data is obtained. In addition, since the number of the illuminance distribution data obtained in step S101 may be small, it is possible to obtain the integrated solar energy distribution data in a relatively short time.
[0084]
Although the present embodiment employs a configuration in which the light energy distribution data at the integration time is created and integrated by the step size, if the time interval of the step size is set relatively large, the light energy Creates the amount distribution data, integrates from the interpolation start time or the specified time to the integration time using the light energy amount distribution data at the interpolation start time, and calculates the light energy amount distribution data from the integration time to the specified time at the specified time. And may be added to obtain the solar energy amount distribution data for the step size.
[0085]
<Second embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the solar energy amount distribution data creating device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 shows a solar energy distribution
[0086]
The solar energy distribution
[0087]
The solar energy distribution
[0088]
The plurality of
[0089]
Next, the processing of the
[0090]
Here, the operator inputs the building data and the output designation position specifying data described in the first embodiment, the data on the measurement points (measurement point data), the measurement date and time data such as the measurement date and the start of the measurement, the output designation time, and the like. The user inputs from the keyboard 13 various kinds of data necessary for creating the interpolated illuminance distribution data, such as the output designation data and the number of illuminance distribution data created, and further inputs an execution instruction of the interpolated illuminance distribution data creation program.
[0091]
Then, the
[0092]
Here, the sky ratio is a ratio at which a certain point on the light receiving surface receives light from the sky. For example, assuming that the light applied from the sky to a certain point on the light receiving surface has a sky ratio of 1 when all the light is applied to that point, the light applied to a certain point on the light receiving surface is: The sky factor is 0.5 when half of the sky is blocked by a factor that blocks the sky.
[0093]
Next, the
[0094]
Next, the
[0095]
Next, the
(1) There are two light sources, the sun and the sky, and the sky is a diffused light source with equal luminance.
(2) The light that reaches the
Is required. Here, α in the expression is the illuminance due to the reflected light inside the
(3) The illuminance of the area not exposed to direct sunlight is determined by (all sky illuminance) × (sky ratio). Shall be added.
[0096]
Based on the above assumption, in step S307, the
[0097]
Next, in step S309 shown in FIG. 12, the
[0098]
Next, in step S310, the
[0099]
Then, the illuminance at the measurement point obtained in step S301 shown in FIG. 11, the whole sky illuminance obtained in step S309, and the sky factor obtained in step S304 are substituted into the above equation to obtain the illuminance due to direct sunlight. Further, the illuminance due to the direct sunlight is obtained for several measurement points, and the average value thereof is defined as the illuminance due to the direct sunlight.
[0100]
Next, in step S311, the
[0101]
Next, the
Then, when the process proceeds to step S315, the
[0102]
On the other hand, if the number of times of processing is equal to or greater than the number of times of detection of the set time illuminance distribution, the process proceeds to step S316 shown in FIG. In step S316, the plurality of measurement point interpolation illuminance distribution data obtained in steps S303 to S315 are stored in the external storage device 16, respectively.
[0103]
At this point, when the operator inputs data necessary for obtaining integrated solar energy distribution data from the keyboard 13 and further inputs an execution instruction of the illuminance distribution integration program, the
[0104]
The processing of Steps S317 to S334 is the same as the processing of Steps S102 to S118 described in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), and a description thereof will be omitted.
[0105]
In addition, when obtaining the solar energy distribution per day in an arbitrary month using the solar illuminance distribution
[0106]
According to the sunlight illuminance distribution
[0107]
In the present embodiment, a configuration is employed in which illuminance distribution data obtained by interpolating measurement points is obtained. For this reason, even when the number of
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the solar energy amount distribution data creating device of the present invention, it is possible to grasp the solar energy amount distribution on the floor of a building during a predetermined time, which could not be obtained conventionally. become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a solar energy amount distribution data creating device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy distribution data creating device shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy amount distribution data creating device shown in FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a building for creating solar energy distribution data on a floor using the solar energy distribution data creating device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a side view of the building shown in FIG.
6 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy distribution data creating device shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a predicted value of a solar energy distribution on a floor of a building.
FIG. 8 is a diagram showing measured values of a solar energy distribution on a floor of a building.
FIG. 9 is a graph showing a comparison between a predicted value and a measured value of a solar energy distribution.
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of a solar energy distribution data creating device according to the present invention.
11 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy amount distribution data creating device shown in FIG.
12 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy distribution data creating device shown in FIG.
13 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy amount distribution data creating device shown in FIG.
14 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy amount distribution data creating device shown in FIG.
15 is a flowchart showing a process in a control unit of the solar energy amount distribution data creating device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Solar energy distribution data creation device
11 CRT (output means)
13 Keyboard
15 Printer (output means)
16 External storage device
18 Control unit
19 Memory
23 Illuminance meter (illuminance measurement means)
30 Building
34 opening
35 floor
Claims (3)
複数の設定時刻に基づいて、各設定時刻における前記建築物の床面の照度分布データをそれぞれ作成する照度分布データ作成手段と、
前記複数の照度分布データを太陽光エネルギー量分布データにそれぞれ変換するとともに、これらの太陽光エネルギー量分布データに基づいて、前記複数の設定時刻のうち最も古い設定時刻から最も新しい設定時刻までの間における積算太陽光エネルギー量分布データを作成する積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段と、
を備え、
前記積算太陽光エネルギー量分布データ作成手段は、
前記複数の照度分布データから二つの照度分布データを取り出す取出手段と、
前記二つの照度分布データにおける各設定時刻の時刻間隔を複数の分割時刻間隔に分ける分割手段と、
前記複数の分割時刻間隔の中間時刻における照度分布データをそれぞれ作成する中間時刻照度分布データ作成手段と、
前記複数の中間時刻照度分布データを光エネルギー量分布データにそれぞれ変換する変換手段と、
前記複数の光エネルギー量分布データをそれぞれ前記分割時刻分積算する積算手段と、
前記積算手段による複数の積算結果を加算して前記取出手段により取り出した前記二つの照度分布データの各設定時刻間における太陽光エネルギー量分布データを作成する設定時刻間光エネルギー量分布データ作成手段と、
複数の設定時刻間光エネルギー量分布データを加算して前記積算太陽光エネルギー量分布データを得る加算手段と
を有することを特徴とする太陽光エネルギー量分布データ作成装置。An apparatus for creating sunlight energy distribution data on a floor of a building having an opening or an outer surface through which sunlight can pass,
An illuminance distribution data creating unit that creates illuminance distribution data of a floor surface of the building at each set time based on a plurality of set times,
The plurality of illuminance distribution data are respectively converted into solar energy distribution data, and based on the solar energy distribution data, the plurality of illuminance distribution data are converted from the oldest set time to the latest set time among the plurality of set times. Means for creating integrated solar energy distribution data for creating integrated solar energy distribution data in
Equipped with a,
The integrated solar energy distribution data creating means,
Extracting means for extracting two illuminance distribution data from the plurality of illuminance distribution data,
Dividing means for dividing the time interval of each set time in the two illuminance distribution data into a plurality of divided time intervals,
Intermediate time illuminance distribution data creating means for creating illuminance distribution data at intermediate times of the plurality of divided time intervals,
Conversion means for respectively converting the plurality of intermediate time illuminance distribution data into light energy distribution data,
Integrating means for integrating each of the plurality of light energy distribution data for the division time;
A set time light energy distribution data creating means for adding a plurality of integration results by the integrating means and creating solar energy distribution data between each set time of the two illuminance distribution data extracted by the extracting means; ,
Adding means for adding a plurality of set time-period light energy distribution data to obtain the integrated solar energy distribution data;
Solar energy distribution data generating apparatus characterized by having a.
前記建築物の床面に複数配置され、その配置位置が計測点とされ、この計測点の照度を計測する照度計測手段と、
前記計測点の照度による照度分布に基づいて、前記計測点の間を補間した照度分布データを作成する計測点補間照度分布データ作成手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の太陽光エネルギー量分布データ作成装置。The illuminance distribution data creating means,
A plurality of illuminance measurement means are arranged on the floor of the building, the arrangement position is a measurement point, and the illuminance of the measurement point is measured,
Based on the illuminance distribution by the illumination of the measuring point, sunlight according to claim 1, characterized in that it comprises a measurement point interpolated luminance distribution data generating means for generating an illumination distribution data obtained by interpolating between the measuring points Energy distribution data creation device.
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