JP3801119B2 - System and program for determining optimum shape of building - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計画建物の最適な形態を決定する際に用いて好適な建物の最適形状決定支援システムおよびプログラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
良好な居住環境を確保するために、建築基準法では、斜線制限や日影規制によって、建物の高さを制限するようにしている。斜線制限とは、前面道路の反対側の境界線や隣地境界線までの距離に比例した高さを限度として、建物の各部分の高さを制限するものである。また、日影規制とは、中高層建物の敷地境界線から水平距離5mおよび10mの測定線(5mライン、10mライン)を越える点において、その建物による日影時間が一定の時間以上とならないよう規制するものである。
【0003】
このような高さに関する規制をクリアするか否かを判定するシステムとしては、例えば、日影チェックシステムが知られている。この日影チェックシステムは、具体的な計画建物の試案に対して日影規制に対する合否を判定するためのシステムである。
【0004】
一方、種々の条件(例えば、敷地の位置、道路の位置、北側方位、チェックラインの位置、許容日影時間など)を設定入力し、これら設定条件に基づいて斜線制限と日影規制を満足する建築可能領域を算出するシステムとして、逆日影システムが一般に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の日影チェックシステムでは、試案の一つ一つに対して合否の判定を行うようにしているので、設計者の希望を計画建物の設計に直接反映させることはできるものの、必要な建築ボリュームを得るのに多くの試行錯誤が必要になるという問題点があった。
【0006】
一方、上記従来の逆日影システムでは、条件の与え方次第によって多様な解(建築可能領域)を得ることが可能であるが、得られた解と与条件との相関関係を把握し難く、設計者の希望を直接反映し難いという問題点があった。また、建物の具体的な計画内容ではなく、単に建築可能領域が出力されるのみであったため、出力結果を評価し難いという問題点や、各与条件に対応する建築可能領域を同時に比較することができないといった問題点などもあった。
また、上記システムの何れにおいても、最適な建物の形態を見逃す虞があり、そのうえ最適解を得るのに多大な手間と時間を要するという問題点もあった。
【0007】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、建物の最適な形態を容易に得ることができる建物の最適形状決定支援システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明に係る建物の最適形状決定支援システムは、予め空間上での位置と形状が決定された複数のユニット配置枠を設定し、そのユニット配置枠のいくつかに建物の単位構成要素となるユニットを配置することで建物モデルを作成する建物モデル作成手段と、建物の形状に関する制約条件を設定入力する入力手段と、上記建物モデル作成手段により作成された建物モデルが、上記入力手段によって入力された上記制約条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、上記制約条件を満たす建物モデルのうち、1つでも別のユニットを加えると上記制約条件を満たさなくなるような建物モデルを極大状態の建物モデルとして、この極大状態の建物モデルを、上記制約条件を満たす建物モデルの中から抽出する極大状態抽出手段と、上記極大状態抽出手段によって抽出された上記極大状態の建物モデルのみを、所定の評価項目で評価して出力する出力手段とを備えることを特徴とするものである。
【0009】
また、請求項4に記載の本発明に係る建物の最適形状決定支援プログラムは、建物の形状に関する制約条件を設定入力する入力ステップと、予め空間上での位置と形状が決定された複数のユニット配置枠を設定し、そのユニット配置枠のいくつかに建物の単位構成要素となるユニットを配置することで建物モデルを作成する建物モデル作成ステップと、上記建物モデル作成ステップで作成された建物モデルが、上記入力ステップで入力された上記制約条件を満たしているか否かを判定する判定ステップと、上記制約条件を満たす建物モデルのうち、1つでも別のユニットを加えると上記制約条件を満たさなくなるような建物モデルを極大状態の建物モデルとして、この極大状態の建物モデルを、上記制約条件を満たす建物モデルの中から抽出する極大状態抽出ステップと、上記極大状態抽出手段によって抽出された上記極大状態の建物モデルのみを、所定の評価項目で評価して出力する出力ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【0010】
ここで、ユニットは、例えば集合住宅などの建物にあっては1住戸または複数の住戸の組合せに相当し、ホテルなどの建物にあっては1客室または複数の客室の組合せに相当する。建物は、複数のユニットの組合せによって構成される建物であれば如何なる形態の建物であってもよい。特に、集合住宅においては、生産性の要請によって同じ平面形の住戸ユニットを縦に積み上げる手法が一般に採用されていることから、集合住宅の設計に際して、本発明に係る最適形状決定支援システムを好適に用いることができる。
【0011】
建物モデルは、当該建物モデルを構成するユニットの組合せパターン(どのユニットがどこに配置されているか)を特定することができれば、如何なる態様のものであってもよい。この建物モデルを作成する方法としては、例えば制約条件に基づいてユニットを配置可能な空間領域を求めて、この空間領域に収容し得る全ユニットを導き出し、これらユニットの中から任意の数のユニットを適宜抽出して、この抽出したユニットの組合せパターンに基づいて建物モデルを作成する方法などが挙げられる。
【0012】
建物の形状に関する制約条件としては、例えば、各種制限条件(建築基準法による建物の斜線制限、容積率制限、建築基準法の日影規制、特定位置における天空率など)や、建物の計画内容に応じて定められる設定条件(例えば、空中に浮かんだユニットの存在を許さないというような構造的制約や、各階の水平動線の連続性の指標となる頂上数など)が含まれる。
所定の評価項目としては、ユニット数あるいは総床面積(ボリューム)が代表的な評価項目として挙げられるが、この他に、単位面積あたりの建築コストに影響を与える床面積/外壁面積比率、延べ床面積に対する収益面積の比率、各ユニットが受ける日照時間の合計などが挙げられる。これら評価項目は、システム内に予め設定しておくようにしてもよいし、利用者がその都度設定入力あるいは選択入力するものであってもよい。また、建物モデルを所定の評価項目で評価する方法としては、例えば、各建物モデルの評価項目に対応する情報を数値化して、これを所定の演算式に代入または判定式で判定することによって各建物モデルに評価点を付与する方法などが挙げられる。この場合の出力方法としては、例えば、請求項2に記載の発明のように、評価点の高い建物モデルから順に並べて出力する方法や、所定の評価点以上の建物モデルのみを出力する方法などが挙げられる。
【0013】
請求項1または4に記載の発明によれば、建物モデルを自動的に作成して、この建物モデルが制約条件を満たしているか否かを判定し、その後、制約条件を満たしていると判定した建物モデルの中から極大状態にある建物モデルを抽出し、この極大状態にある建物モデルを所定の評価項目で評価して出力するようにしたので、設計者は、制約条件を満足する建物モデルの中から所望の建物モデルを容易に得ることができ、この建物モデルに基づいて、建物の最適な形態を容易に決定することができる。また、設計者の希望を計画建物の設計に直接反映させることができるようになる。
【0016】
なお、極大状態とは、上記建物モデル作成手段で作成された建物モデルに対応するユニットの組合せパターンが、上記制約条件を満たしかつその建物形態を完全に包含して上記制約条件を満たす別の組合せパターンがひとつも存在しないような限界状態のことを云い、例えば、ある建物モデルに対応するユニットの組合せパターンPが制約条件Cを満たし、且つパターンPを完全に包含する別のパターン(P+α)で制約条件Cを満足するものが存在しない場合、パターンPが制約条件Cに対する極大状態となる。
【0017】
請求項1または4に記載の発明においては、制約条件を満たす建物モデルの中から極大状態にある建物モデルを抽出するようにしたので、設計に用いる建物モデルの絞り込みが容易となり、建物の最適な形態を容易且つ速やかに得ることができる。
なお、このような効果が得られるのは、次のような背景に基づくものである。
【0018】
すなわち、建物の収益性の面から一般的に可能な限り大きいボリュームの建物形状が要求されるという傾向があり、建物のボリュームが最も重要な評価項目のひとつとなっている。それに対して、建物形状に関する制約条件の中での必須のものとして各種の法規制があり、これらの多くは、大きさに関する制約条件となっている。大きさに関する制約条件とは、ある建物形態がその条件を満たすとき、それに完全に包含される形態がすべて同条件を満たすような条件のことを云う。大きさに関する制約条件は、必ずしも単に定められた1領域内に建物外形を収めることを要求するものではなく、例えば日影規制や天空率による斜線制限の緩和規定などは、仮にこれ以上1ユニットも付け加えることができないという制約条件上の極限状態をひとつ見出したとしても、その状態からいくつかのユニットを取り除くと別の位置にそれと同数以上のユニットを加えることができるというように極めて多くの可能な形態を許容するものとなっている。
設計者はこのような大きさに関する制約条件を満たす多くの可能性の中から、可能な限り大きなボリュームを志向して、最適な形態を探し出さなければならない。
【0019】
一方、最大ボリュームを得ることだけが目標でないことも事実であり、ボリュームと相反する評価項目もいくつか存在する。そのような相反する評価項目が存在する場合には、それらを同時に総合的に数値評価するような評価点の合成手法を定めることが困難である。さらに評価項目の中には、設計者の視覚による直観によらざるを得ないものもあり、評価点の順位付けによる最適案の抽出という手法に全面的に頼ることはできない。
そのため、設計者は、数値評価可能な評価項目のいくつかを特に選択して、評価点の高いパターンを得ようとする場合においても、その最高評価点のものだけでなく、それよりかなり評価点の低いパターンにも気を配る必要がある。
【0020】
ところが、一般的には、最高評価点から、僅かしか下回らないパターンだけに限定したとしても、その数が非常に多数になることが多く、それらすべてを閲覧して最適な案を見出すことは困難である。
このような理由により、制約条件を満たす建物モデルの中から極大状態にある建物モデルを抽出し、その抽出結果を設計者に示すことは、総合的な最適案の選出の手法として極めて有効である。極大状態にある建物モデルの集合は、その特徴から考えて、制約条件に適合する膨大な数のユニットの組合せパターンの中から、設計者の決定のために有益な情報を与える比較的少数の案を選出したものになっている。それは、より大きなボリュームを志向しつつも、ユニット配置枠の異なった様々な部分に重心を置いた個性豊かな案を設計者に示し、そこから最適な案、あるいは、簡単なユニット除去だけで最適案を得られるような示唆にとんだパターンを設計者に示すことができる。
【0021】
なお、極大状態にある建物モデルとその集合は、次に示すような特徴点を有している。
先ず第1に、極大状態にある建物モデルは、制約条件を満たす建物モデル全体に比べて、非常に数が少ない。所定の評価項目に対する一定評価点以上のものをリストアップする場合も、極大状態にある建物モデルだけに絞ってリストアップすれば、その数は一般に非常に少数になる。
第2に、極大状態にある建物モデルの集合には、制約条件を満足する最大ボリュームのものが必ず含まれる。
【0022】
第3に、極大状態にある建物モデルの各々は、上記最大ボリュームよりかなり小さい場合もあるが、それ自身に近い形態の中では、最大ボリュームを志向した結果の限界状態になっている。
第4に、制約条件を満たす建物モデルの全ては、極大状態にある建物モデルを構成するユニットの組合せからユニットを一方的に取り去るという手続きだけで得ることができる。さらに、その建物モデルがより大きいボリュームを志向した結果のものであるなら、それ自身が極大状態でない場合でも、あるひとつの極大状態から少数のユニットを取り去るという簡素な手続きでその建物モデルを得ることができる。
【0023】
第5に、極大状態にある建物モデルの集合は、単に制約条件を満たす建物モデルの中からボリュームの大きいものだけを集めた集合よりも内容に多様性がある。すなわち、極大状態にある建物モデルの集合は、所定のユニット配置枠のうちの任意の1部分に全部ユニットを埋めた場合のユニットの組合せパターンが必ず含まれる。例えば10スパンの建物に対する極大状態の集合を得たとすれば、その中には、その10スパンの中の特定の1スパンを最大限高くするというような前提を条件に加えた場合の極大状態がやはり存在する。
【0025】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の建物の最適形状決定支援システムにおいて、上記出力手段は、上記所定の評価項目に対する評価点の高い建物モデルから順に並べて出力するようになっていることを特徴とするものである。
この請求項2に記載の発明によれば、所定の評価項目に対する評価点の高い建物モデルから順に並べて出力されるので、得られた建物モデル間の比較検討が容易となる。また、所望の建物モデルを短時間で見つけることができる。
【0026】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の建物の最適形状決定支援システムにおいて、建物モデルを構成するユニットの組合せパターンを識別可能な状態で、建物モデルの全体形状を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
この請求項3に記載の発明によれば、建物モデルを構成するユニットの組合せパターンを識別可能な状態で、建物モデルの全体形状を表示するようにしたので、設計者が視覚によって直感的に建物モデルの適否を判断することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る建物の最適形状決定支援システムの一実施形態を示す概略構成図である。
この建物の最適形状決定支援システム10は、図1に示すように、CPU11、RAM12、表示装置(表示手段)13、入力装置(入力手段)14、記憶装置15等により構成され、各部はバス16により接続されている。
CPU(Central Processing Unit )11は、記憶装置15の記憶領域に格納されている各種処理プログラム、入力装置14から入力される各種指示、あるいは指示に対応する各種データ等をRAM12に格納し、それら入力指示および各種データに応じてRAM12に格納した各種処理プログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をRAM12に一時的に記憶するとともに、表示装置13等に出力する。
【0028】
このCPU11は、本発明に係る建物モデル作成手段を構成しており、予め空間上での位置と形状が決定された複数のユニット配置枠を設定し、そのユニット配置枠のいくつかに建物の単位構成要素となるユニット(例えば、建物が集合住宅である場合には、住戸に対応するユニット)を配置することで建物モデルを作成する処理を実行する。具体的には、建物の形状に関する一部の制約条件(例えば、斜線制限など)に基づいてユニットを配置可能なフレーム(ユニット配置枠)を求めて、それらフレームの各々にユニットが存在するか否かを設定する(例えば、10のフレームがある場合、10桁のビット列でフレームを表現し、ユニットが存在する場合を「1」、存在しない場合を「0」として、「1011011110」、「0101111101」というようにユニットの組合せパターンを設定する)ことによって、複数の建物モデルを作成する。また、例えば、ユニットを積層配置可能な平面領域A、B、Cが存在する場合においては、各平面領域A、B、Cに積層するユニットの数を設定する(例えば、「Aにおけるユニット積層数、Bにおけるユニット積層数、Cにおけるユニット積層数」として、「7、6、9」、「5、9、8」というようにユニットの組合せパターンを設定する)ことにより、複数の建物モデルを作成することも可能である。
【0029】
また、CPU11は、本発明に係る判定手段および出力手段を構成しており、作成した建物モデルが、建物の形状に関する制約条件を満たしているか否かを判定し、この判定結果に基づいて、制約条件を満足する建物モデルを所定の評価項目(例えば、総床面積など)で評価して出力する処理を実行する。
なお、建物の形状に関する制約条件は、入力装置14より設定入力されるものであり、この制約条件には、例えば、法的な制限条件(建築基準法による建物の斜線制限や日影規制など)や、建物の計画内容に応じて定められる設定条件(空中に浮かんだユニットの存在を許さないというような構造的制約や、各階の水平動線の連続性の指標となる頂上数など)が含まれる。
【0030】
また、CPU11は、本発明に係る極大状態抽出手段を構成しており、制約条件を満たす建物モデルの中から極大状態にある建物モデルを抽出する処理を実行する。ここで、極大状態とは、作成した建物モデルに対応するユニットの組合せパターンが、制約条件を満たしかつその建物形態を完全に包含して制約条件を満たす別の組合せパターンがひとつも存在しないような限界状態のことを云う。例えば、前述したユニットの組合せパターン「1011011110」が制約条件を満たしていて、このパターンに単数または複数の別のユニットを加えた組合せパターン(「1111011110」、「1011111110」、「1011011111」、「1111011111」など)の何れもが制約条件を満たさない場合、この組合せパターン「1011011110」が制約条件に対する極大状態となる。同様に、前述したユニットの組合せパターン「7、6、9」が制約条件を満たしていて、このパターンに単数または複数の別のユニットを加えた組合せパターン(「8、6、9」、「7、7、9」、「7、6、10」、「8、7、9」など)の何れもが制約条件を満たさない場合、この組合せパターン「7、6、9」が制約条件に対する極大状態となる。
【0031】
なお、この極大状態にあるユニットの組合せパターンから一部のユニットを除いたユニットの組合せパターン(例えば、「0011011110」、「6、6、9」など、極大状態にあるユニットの組合せパターンに完全に包含されるユニットの組合せパターン)は、上記極大状態の定義によれば、極大状態になることはないので、このような組合せについては、極大状態であるか否かの判定が不要となる。一方、極大状態にあるユニットの組合せパターンに別のユニットを加えたユニットの組合せパターン(例えば、「1111011110」、「8、6、9」など、極大状態にあるユニットの組合せパターンを完全に包含する別のユニットの組合せパターン)については、制約条件を満たすことはない(したがって、極大状態になることはない)ので、このような組合せについても、極大状態であるか否かの判定が不要となる。
なお、ユニットの組合せパターンを2進数で表現するようにした場合には、2つのユニットの組合せパターンの包含関係を一回のビット演算(OR演算)で瞬時に判断することができる。すなわち、ユニットの組合せパターンAに対応するビット列を(a)、ユニットの組合せパターンBに対応するビット列を(b)とした場合に、各桁において、(a)or(b)=(a)が成立するなら、A⊇Bとなる。
【0032】
RAM(Random Access Memory)12は、CPU11により実行される各種処理プログラムや、その処理に係るデータを一時的に記憶する記憶領域などを備えている。
表示装置13は、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、CPU11から入力される表示データに基づいて各種画面を表示する。
入力装置14は、キーボードやポインティングデバイス等により構成され、入力指示信号をCPU11に対して出力する。この入力装置14は、本発明に係る入力手段を構成しており、表示装置13に表示される入力画面に従って、建物の形状に関する各種制約条件を設定入力する機能を有している。
【0033】
記憶装置15は、プログラムやデータ等が記憶される記憶媒体15aを有し、この記憶媒体15aは磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体15aは記憶装置15に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものであり、CPU11により実行される各種処理プログラム(本発明に係る建物の最適形状決定支援プログラムを含む。)や制御データ等を記憶する記憶領域などを備えている。この記憶媒体15aに格納された建物の最適形状決定支援プログラムをCPU11が実行することにより、後述の建物の最適形状決定支援処理(図2)が行われるようになっている。なお、この記憶媒体15aに格納された最適形状決定支援プログラムなどは、その一部若しくは全部を他のコンピュータ等からネットワーク等を介して受信して記憶する構成とすることも可能である。
【0034】
次に、上記構成からなる建物の最適形状決定支援システムによって実行される建物の最適形状決定支援処理について説明する。
この建物の最適形状決定支援処理は、図2に示すように、ステップS1〜S6の処理からなり、これら一連の処理は、記憶装置15の記憶媒体15aに格納された建物の最適形状決定支援プログラムに従って順次行われるようになっている。
【0035】
先ず、ステップS1では、建物の形状に関する制約条件を設定入力する処理が行われる(入力ステップ)。この処理で設定入力する項目としては、日影規制や斜線制限などの法的な制限条件に関する項目(例えば、敷地の入力、道路の設定、境界条件の設定、北側方位の設定、チェックラインまたは観測点の設定、各観測点における許容日影時間の設定など)や、建物の計画内容に応じて定められる設定条件に関する項目(例えば、空中に浮かんだユニットを許容するか否かの設定、頂上の許容数の設定など)が含まれる。
【0036】
この処理の際には、表示装置13の表示画面に、各制約条件の設定入力を促す入力画面が表示され、この入力画面に従って、入力装置14より各制約条件の設定入力が行われる。また、この入力画面においては、建物モデルを作成するにあたって必要となる種々の設計条件に関する項目(例えば、ユニットの平面配置の設定、ユニットの平面形状や階高の設定など)の設定入力も行われるようになっている。それぞれの設定内容は、例えば、図3に示すように、表示装置13の表示画面に表示された後、記憶装置15の記憶領域等に格納される。なお、図3において、符号21は敷地の境界線、22は建物の平面配置、23はユニットの平面配置、24aは5mライン、24bは10mライン24b、25は観測点をそれぞれ示している。
【0037】
次いで、ステップS2では、建物モデルを作成する処理が行われる(建物モデル作成ステップ)。
この処理では、先ず、制約条件の中の一部条件(例えば、斜線制限など)に基づいて建築可能領域を設定し、この建築可能領域内で採り得る最大の建物モデルMxを求める。その後、この建物モデルMxを構成するユニット群の中から任意の数のユニットを抽出して様々なパターンのユニットの組合せを生成し、各々の組合せパターンに対応する建物モデルを作成する。図4の例では、建物モデルMxが93個のユニットの組合せによって構成されているので、93個のユニットの各々に対応する「0」〜「92」のフレームを設定し、それらフレームの中からユニットを配置するフレームの組合せを順次抽出して、各々の組合せパターンに対応する建物モデルを作成する。
【0038】
次いで、ステップS3では、ステップS2で作成した建物モデルが、ステップS1で入力された制約条件を満たしているか否かを判定する処理が行われる(判定ステップ)。ここでは、ステップS2における建物モデルの作成段階で加味した一部条件(例えば、斜線制限など)を除く制約条件(例えば、日影規制など)を、ステップS2で作成した建物モデルが満たしているか否かを判定する処理が行われる。例えば、ステップS2で作成した建物モデルが日影規制を満足するか否かを判定する場合には、当該建物モデルを実際に構築した場合の日影時間を全観測点25(図3)について算出し、それら算出結果を、各観測点毎に予め設定されている許容日影時間と比較する。その結果、全観測点25における日影時間が許容日影時間未満である場合には、当該建物モデルは日影規制を満足しているものと判定し、一方、算出した日影時間が許容日影時間を超える観測点25が一つでも存在する場合には、当該建物モデルは日影規制を満足していないものと判定する。
【0039】
このステップS3における判定の結果、制約条件を満たしていないと判定される場合には、ステップS2に戻り、一方、制約条件を満たしていると判定される場合には、ステップS4に移行する。
【0040】
次いで、ステップS4では、ステップS3で制約条件を満たしていると判定された建物モデルが極大状態の建物モデルであるか否かを判定する処理が行われる。この判定の結果、極大状態の建物モデルである場合には、この建物モデルに対応するユニットの組合せパターンを記憶装置15の記憶領域等に格納する処理を実行する(極大状態抽出ステップ)。その後、ステップS5において、すべての建物モデルに対する判定が完了したと判定されるまで、ステップS2〜S4の処理を繰り返し、ステップS2で作成したすべての建物モデルに対する判定が完了したら、ステップS6に移行する。
【0041】
なお、上記ステップS2〜S4の繰り返し処理では、例えば、次のような手法を採用することにより、処理効率を高めることができる。
先ず、前述したように、フレーム(ユニット配置枠)を設定し、それらフレームを一列に並べて、このフレームの下10桁(以下、下桁部と略称する。)とそれより上の桁(以下、上桁部と略称する。)とに分ける。そして、上桁部の全組合せパターン(A1、A2、A3、・・・AN)について、一つ一つのパターンを順次呼び出し、呼び出した上桁部のパターン(例えば、A1)と下桁部のそれぞれのパターン(「0000000000」〜「1111111111」の1024通り)との組合せに基づいて建物モデルを順次作成する。
【0042】
その際に、先ず、呼び出した上桁部のパターン(例えば、A1とする。)と、下10桁がすべて「0」の下桁部のパターン(「0000000000」)とを組み合わせた建物モデルを作成する。そして、この建物モデルについて、制約条件の中に含まれる大きさに関する制約条件(ある建物形態がその条件を満たすとき、それを完全に包含する形態がすべて同条件を満たすような条件のことを云い、この条件には、例えば、日影規制などが含まれる。)を満たすか否かを判定し、この判定の結果、大きさに関する制約条件を満たさない場合には、呼び出した上桁部のパターン(A1)を完全に包含する建物モデルの中で極大状態にある建物モデルは無いと判定し、次の上桁部のパターン(A2)に移行する。この場合、上桁部のパターン(A1)と、「0000000000」以外の下桁部のパターン(「0000000001」〜「1111111111」の1023通り)との組合せに対応する建物モデルの判定をすべて省略することができる。
【0043】
一方、呼び出した上桁部のパターン(A1)と下桁部のパターン(「0000000000」)とを組み合わせた建物モデルが上記大きさに関する制約条件を満たす場合には、呼び出した上桁部のパターン(A1)と、下10桁がすべて「1」の下桁部のパターン(「1111111111」)とを組み合わせた建物モデルを新たに作成し、この建物モデルについて、上記大きさに関する制約条件を満たすか否かを判定する。この判定の結果、上記大きさに関する制約条件を満たす場合には、呼び出した上桁部のパターン(A1)と下桁部のそれぞれのパターンとの組合せに基づいて建物モデルをそれぞれ作成し、一つ一つの建物モデルについて、上記大きさに関する制約条件以外の制約条件(例えば、頂上部分の数や構造上の制約、特定スパンの最低確保階数など)を満たすか否かの判定を行い、当該条件を満たす場合には、極大状態であるか否かの判定を行う。この場合、上桁部のパターン(A1)と下10桁のパターン(「1111111111」)以外との組合せは、いずれも「1111111111」との組合せの形態に完全に包含されるため極大状態にはなりえない。したがって、それら組合せに対する極大状態の判定処理は省略できる。一方、呼び出した上桁部のパターン(A1)と下桁部のパターン(「1111111111」)とを組み合わせた建物モデルが上記大きさに関する制約条件を満たさない場合には、呼び出した上桁部のパターン(A1)と下桁部のそれぞれのパターンとの組合せに基づいて建物モデルをそれぞれ作成し、一つ一つの建物モデルについて、上記大きさに関する制約条件を含む全制約条件を満たすか否かの判定を行い、当該条件を満たす場合には、極大状態であるか否かの判定を行う。
【0044】
そして、呼び出した上桁部のパターン(A1)と下桁部のそれぞれのパターンとの組合せに対する判定がすべて完了したら、次の上桁部のパターン(A2)に移行し、同様の処理を繰り返す。このように、上記手法によれば、一部判定を省略することができ、これにより、ステップS2〜S4の処理時間を短縮することができる。例えば、上桁部の桁数がなお多い場合には、上桁部の下位10桁に関して同様の手法を適用することも可能である。このステップS2〜S4の繰り返し処理が完了したら、ステップS6に移行する。
【0045】
ステップS6では、ステップS4で抽出した極大状態にある建物モデルを、所定の評価項目で評価して出力する処理が行われる(出力ステップ)。所定の評価項目としては、例えば、ユニット数や総床面積、延べ床面積に対する外壁面積の比率、各ユニットが受ける日照時間の合計などが挙げられる。これらの評価項目は、入力装置14より選択入力可能な状態で、記憶装置15の記憶領域等に予め格納されている。
【0046】
ステップS4で抽出した極大状態にある建物モデルは、図5に示すように、入力装置14より選択された評価項目に対する評価点が高い順に表示装置13の表示画面にリスト表示される。評価項目が複数選択されている場合には、各評価項目に対する重み付けや優先順位等に基づいて総合評価点が算出され、この総合評価点が高い順に建物モデルがリスト表示される。このリスト表示された建物モデルの何れかを入力装置14より選択すれば、図4に示すように、建物モデルを構成するユニットの組合せパターンを識別可能な状態で、建物モデルの全体形状が表示装置13の表示画面に表示される。したがって、設計者が視覚によって直感的に建物モデルの適否を判断することができる。
【0047】
なお、図4(a)の例は、「0」〜「92」のフレームの中で、「2」、「22」、「41」、「63」、「72」、「73」、「74」、「75」、「84」、「92」のフレームを除く各フレームにユニットが存在する建物モデル(ユニットの組合せパターン)を表しており、図4(b)の例は、「7」、「14」、「22」、「41」、「52」、「63」、「72」、「73」、「74」、「75」、「84」、「92」のフレームを除く各フレームにユニットが存在する建物モデルを表している。そして、「0」〜「92」のフレームのすべてにユニットを配置した建物モデルが、前述した建物モデルMxとなっている。例えば、ユニット数を評価項目とする場合には、ユニット数が「83」である図4(a)の建物モデルが、ユニット数が「81」である図4(b)の建物モデルよりも上位に表示されることとなる。
【0048】
このように、設計者が設定した評価項目に対する評価点が高い順に、極大状態にある建物モデルがリスト表示されるので、設計者は、そのリスト表示の上の方から建物モデルの形態を順次確認していくことによって、設計者のイメージに合致する、若しくはイメージに近い所望の建物モデルを容易且つ速やかに見つけることができる。
なお、極大状態にあるユニットの組合せパターンから一部のユニットを除いたユニットの組合せパターンは、少なくとも大きさに関する制約条件を満たすこととなるので、極大状態にあるユニットの組合せパターンから一部のユニットを取り去るという簡単な操作によって、所望の建物モデルを得ることもできる。
【0049】
以上説明したように、本実施形態によれば、入力装置14より制約条件を入力することにより(ステップS1)、建物モデルを自動的に作成して(ステップS2)、この建物モデルが制約条件を満たしているか否かを判定し(ステップS3)、その後、制約条件を満たしていると判定した建物モデルの中から極大状態にある建物モデルを抽出し(ステップS4)、この極大状態にある建物モデルを所定の評価項目で評価して出力する(ステップS6)ようにしたので、設計者は、制約条件を満足する建物モデルの中から所望の建物モデルを容易に見つけることができ、その建物モデルに基づいて、建物の最適な形態を容易且つ速やかに決定することができる。つまり、設計者の希望を計画建物の設計に直接反映させることができるようになる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1または4に記載の発明によれば、最適案を選出するための有効な情報を設計者に提供することができる。したがって、建物の最適な形態を決定するのが容易となり、設計者の希望を計画建物の設計に直接反映させることができるようになる。
また、制約条件を満たす建物モデルの中から極大状態にある建物モデルのみを抽出するようにしたので、最適案を選出するための有効な情報を少数に集約した状態で設計者に提供することができる。したがって、設計者は、建物の最適な形態を容易且つ速やかに決定することができる
請求項2に記載の発明によれば、得られた建物モデル間の比較検討が容易となり、所望の建物モデルを短時間で見つけることができる。
請求項3に記載の発明によれば、設計者が視覚によって直感的に建物モデルの適否を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建物の最適形状決定支援システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1の最適形状決定支援システムによって実行される建物の最適形状決定支援処理のフローチャートである。
【図3】ユニットの平面配置と観測点の設定例を示す模式図である。
【図4】極大状態にある建物モデルの表示例を示す模式図である。
【図5】極大状態にある建物モデルのリスト表示例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 建物の最適形状決定支援システム
11 CPU
(建物モデル作成手段、判定手段、出力手段、極大状態抽出手段)
13 表示装置(表示手段)
14 入力装置(入力手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a system and a program for determining the optimum shape of a building suitable for use in determining the optimum form of a planned building.
[0002]
[Prior art]
In order to ensure a good living environment, the Building Standards Law restricts the height of buildings by means of oblique line restrictions and shade restrictions. The oblique line restriction is to restrict the height of each part of the building, up to a height proportional to the distance to the boundary line on the opposite side of the front road or the adjacent land boundary line. In addition, the shading regulation is a regulation that the shading time by the building does not exceed a certain time at the point where it exceeds the measuring line (5m line, 10m line) with a horizontal distance of 5m and 10m from the boundary line of the medium- and high-rise building. To do.
[0003]
For example, a shadow check system is known as a system for determining whether or not to clear such a restriction on height. This shade check system is a system for determining whether or not the shade regulation is acceptable for a concrete plan of a planned building.
[0004]
On the other hand, various conditions (for example, site position, road position, north direction, check line position, allowable shade time, etc.) are set and input, and the oblique line restriction and the shade restriction are satisfied based on these setting conditions. A reverse shade system is generally known as a system for calculating a building area.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the conventional shadow check system described above, pass / fail is determined for each tentative proposal.BecauseAlthough the designer's wishes can be directly reflected in the design of the planned building, there has been a problem that a lot of trial and error is required to obtain a necessary building volume.
[0006]
On the other hand, in the conventional reverse shadow system, it is possible to obtain various solutions (constructable areas) depending on how the conditions are given, but it is difficult to grasp the correlation between the obtained solutions and the given conditions. There was a problem that it was difficult to directly reflect the wishes of the designer. In addition, because the building plan area is simply output, not the specific plan contents of the building, it is difficult to evaluate the output result, and the building range corresponding to each given condition should be compared at the same time. There was also a problem that it was not possible.
Further, in any of the above systems, there is a possibility that an optimum building form may be missed, and furthermore, there is a problem that it takes a lot of time and effort to obtain an optimum solution.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a building optimum shape determination support system and program capable of easily obtaining an optimum form of a building.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The building optimum shape determination support system according to the present invention as set forth in claim 1 sets a plurality of unit arrangement frames whose positions and shapes in space are determined in advance, and sets some of the unit arrangement frames in the building A building model creating means for creating a building model by arranging units as unit constituent elements, an input means for setting and inputting a constraint condition regarding the shape of the building, and the building model created by the building model creating means are Determination means for determining whether or not the constraint condition input by the input means is satisfied;Of the building models that satisfy the above constraint conditions, a building model that does not satisfy the above constraint conditions when at least one other unit is added is defined as the maximum state building model. The maximum state extracting means for extracting from the building model and only the building model in the maximum state extracted by the maximum state extracting means.Output means for evaluating and outputting with predetermined evaluation items.
[0009]
  Also,Claim 4The program for determining the optimum shape of a building according to the present invention described in the present invention sets an input step for setting and inputting a constraint condition related to the shape of the building, and sets a plurality of unit arrangement frames whose positions and shapes in space are determined in advance. The building model creation step of creating a building model by placing units that are building unit components in some of the unit arrangement frames, and the building model created in the building model creation step are A determination step of determining whether or not the input constraint condition is satisfied;Of the building models that satisfy the above constraint conditions, a building model that does not satisfy the above constraint conditions when at least one other unit is added is defined as the maximum state building model. Only the maximum state extraction step for extracting from the building model and the building model in the maximum state extracted by the maximum state extraction means,An output step of evaluating and outputting with a predetermined evaluation item is executed by a computer.
[0010]
Here, the unit corresponds to one dwelling unit or a combination of a plurality of dwelling units, for example, in a building such as an apartment house, and corresponds to one guest room or a combination of a plurality of guest rooms in a building such as a hotel. The building may be in any form as long as it is a building constituted by a combination of a plurality of units. In particular, in multi-family housings, a method of vertically stacking the same flat unit units according to the demand for productivity is generally adopted. Therefore, the optimal shape determination support system according to the present invention is preferably used when designing multi-family housings. Can be used.
[0011]
The building model may be in any form as long as the combination pattern (which unit is arranged where) of the units constituting the building model can be specified. As a method of creating this building model, for example, a space area where units can be arranged is obtained based on constraints, all units that can be accommodated in this space area are derived, and an arbitrary number of units are selected from these units. For example, a method of appropriately extracting and creating a building model based on the extracted unit combination pattern may be used.
[0012]
  For example, various restrictions (such as building oblique line restrictions, floor area restrictions, shading regulations in the Building Standards Act, sky rate at specific locations, etc.) Setting conditions (for example, structural constraints that do not allow the presence of units floating in the air, the number of peaks that serve as an index of continuity of horizontal flow lines on each floor, and the like) are included.
  Predetermined evaluation items include the number of units or total floor area (volume) as typical evaluation items, but in addition, the floor area / outer wall area ratio that affects the construction cost per unit area, total floor area The ratio of the revenue area to the area, the total sunshine hours received by each unit, etc. These evaluation items may be set in advance in the system, or may be set or selected by the user each time. In addition, as a method of evaluating a building model with a predetermined evaluation item, for example, each piece of information by quantifying information corresponding to the evaluation item of each building model and substituting it into a predetermined arithmetic expression or determining with a determination expression For example, a method for assigning an evaluation score to a building model. As an output method in this case, for example,Claim 2As described in the invention described above, there are a method of sequentially outputting a building model having a high evaluation score, and a method of outputting only a building model having a predetermined evaluation score or higher.
[0013]
  Claim 1 or 4According to the invention described in the above, a building model is automatically created, and it is determined whether or not this building model satisfies the constraint condition,Then, the building model in the maximum state is extracted from the building models that are determined to satisfy the constraints, and the building model in the maximum state is extracted.Since the evaluation is performed using predetermined evaluation items and the output is made, the designer can easily obtain a desired building model from the building models satisfying the constraints, and based on this building model, the building The optimal form can be easily determined. In addition, the designer's wishes can be directly reflected in the design of the planned building.
[0016]
  The maximum state isThe combination pattern of the unit corresponding to the building model created by the building model creation means satisfies the above constraint conditions and does not include any other combination pattern that completely includes the building form and satisfies the above constraint conditions.For example, the unit combination pattern P corresponding to a certain building model satisfies the constraint condition C, and satisfies another constraint pattern (P + α) that completely includes the pattern P. If nothing exists, the pattern P is in a maximal state with respect to the constraint C.
[0017]
  In the invention according to claim 1 or 4,Since the building model in the maximum state is extracted from the building models satisfying the constraint conditions, it becomes easy to narrow down the building models used for the design, and the optimum form of the building can be obtained easily and quickly.
  The reason why such an effect is obtained is based on the following background.
[0018]
That is, there is a tendency that a building shape having a volume as large as possible is generally required from the viewpoint of the profitability of the building, and the volume of the building is one of the most important evaluation items. On the other hand, there are various laws and regulations as indispensable constraints on building shapes, and many of these are constraints on size. A size-related constraint condition refers to a condition that when a building form satisfies the condition, all forms completely included in the building form satisfy the same condition. The size-related constraints do not necessarily require that the building outline be contained within one defined area. For example, the shading regulations and the stipulations for slanting restrictions due to the sky rate are more than one unit. Even if you find one extreme state that cannot be added, you can remove a number of units from that state and add as many units as possible to another location. The form is allowed.
The designer has to find the optimum form by aiming for the largest possible volume among the many possibilities that satisfy the constraints on the size.
[0019]
On the other hand, it is also true that the goal is not just to obtain the maximum volume, and there are some evaluation items that conflict with the volume. When there are such conflicting evaluation items, it is difficult to determine a method for synthesizing evaluation points so that they can be comprehensively evaluated numerically at the same time. Furthermore, some of the evaluation items must be based on the visual intuition of the designer, and it is not possible to rely entirely on the method of extracting the optimum plan by ranking the evaluation points.
For this reason, even when a designer tries to obtain a pattern with a high evaluation score by selecting some evaluation items that can be numerically evaluated, not only the highest evaluation score but also a considerably higher evaluation score than that. It is necessary to pay attention to low patterns.
[0020]
However, in general, even if it is limited to only a few patterns below the highest evaluation point, the number is often very large, and it is difficult to find the optimal proposal by browsing all of them. It is.
For these reasons, it is extremely effective as a method for selecting a comprehensive optimum plan to extract a building model in a maximal state from building models that satisfy the constraint conditions and to show the extraction result to the designer. . A set of building models in a maximal state is a relatively small number that gives useful information for the designer's decision out of a huge number of unit combination patterns that meet the constraints, considering its characteristics. Has been elected. It shows the designer a unique idea with the center of gravity in various parts of the unit layout frame, while aiming for a larger volume. You can show the designer a pattern that suggests a suggestion.
[0021]
Note that the building model and its set in the maximum state have the following characteristic points.
First of all, the number of building models in the maximum state is very small compared to the whole building model that satisfies the constraint conditions. Even when listing a certain evaluation item above a certain evaluation item, if the list is limited to only the building model in the maximum state, the number is generally very small.
Secondly, the set of building models in the maximum state always includes the one with the maximum volume that satisfies the constraint conditions.
[0022]
Third, each of the building models in the maximal state may be considerably smaller than the maximum volume, but in a form close to itself, it is in a limit state as a result of aiming at the maximum volume.
Fourth, all of the building models that satisfy the constraint conditions can be obtained only by the procedure of unilaterally removing the units from the combination of the units constituting the building model in the maximum state. Furthermore, if the building model is the result of a larger volume orientation, even if it is not itself maximal, it can be obtained with a simple procedure of removing a small number of units from one maximal state. Can do.
[0023]
Fifth, a set of building models in a maximal state is more diverse in content than a set of only building models that have a large volume among building models that satisfy the constraint conditions. That is, the set of building models in the maximum state always includes a unit combination pattern in the case where all the units are buried in an arbitrary part of the predetermined unit arrangement frame. For example, if we obtain a set of local maximums for a 10-span building, there are local maximums when we assume that a particular one of the 10 spans is maximized. It still exists.
[0025]
  Claim 2The invention described inClaim 1In the building optimum shape determination support system described in (2), the output means is arranged to output in order from a building model having a high evaluation score for the predetermined evaluation item.
  thisClaim 2According to the invention described in (4), since the building models with the high evaluation score for the predetermined evaluation item are output in order, the comparison between the obtained building models is facilitated. Moreover, a desired building model can be found in a short time.
[0026]
  Claim 3The invention described inClaim 1 or 2The building optimum shape determination support system described in 1) is characterized by comprising display means for displaying the overall shape of the building model in a state where the combination pattern of the units constituting the building model can be identified.
  thisClaim 3According to the invention described in the above, since the overall shape of the building model is displayed in a state where the combination pattern of the units constituting the building model can be identified, the designer intuitively determines the suitability of the building model. Judgment can be made.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a building optimum shape determination support system according to the present invention.
As shown in FIG. 1, this building optimum shape determination support system 10 includes a CPU 11, a RAM 12, a display device (display means) 13, an input device (input means) 14, a storage device 15, and the like. Connected by.
A CPU (Central Processing Unit) 11 stores various processing programs stored in a storage area of the storage device 15, various instructions input from the input device 14, various data corresponding to the instructions, and the like in the RAM 12, and inputs them Various processes are executed in accordance with various processing programs stored in the RAM 12 in accordance with the instructions and various data, and the processing results are temporarily stored in the RAM 12 and output to the display device 13 or the like.
[0028]
  The CPU 11 constitutes a building model creation means according to the present invention, sets a plurality of unit arrangement frames whose positions and shapes in space are determined in advance, and sets a unit of a building in some of the unit arrangement frames. Create a building model by placing units that serve as components (for example, if the building is an apartment house, the unit corresponding to the dwelling unit)ProcessingExecute. Specifically, a frame (unit arrangement frame) in which the unit can be arranged is obtained based on some constraints on the shape of the building (for example, oblique line restriction), and whether or not the unit exists in each of the frames. (For example, when there are 10 frames, the frame is expressed by a 10-digit bit string, and “1” is set when the unit is present, and “0” is set when there is no unit, “1011011110”, “01011111101”. A plurality of building models are created by setting unit combination patterns. Further, for example, when there are plane areas A, B, and C in which units can be stacked, the number of units stacked in each plane area A, B, and C is set (for example, “the number of unit stacks in A” , B, and unit stacking numbers in C, set unit combination patterns such as “7, 6, 9”, “5, 9, 8”) to create multiple building models It is also possible to do.
[0029]
Further, the CPU 11 constitutes a determination unit and an output unit according to the present invention, and determines whether the created building model satisfies the constraint condition regarding the shape of the building, and based on the determination result, the constraint A process of evaluating and outputting a building model satisfying the condition with a predetermined evaluation item (for example, total floor area) is executed.
In addition, the constraint condition regarding the shape of the building is set and input from the input device 14, and examples of the constraint condition include legal restriction conditions (such as building diagonal line restrictions and shading restrictions according to the Building Standards Act). And setting conditions that are determined according to the plan details of the building (structural constraints that do not allow the presence of units floating in the air, the number of peaks that serve as an indicator of continuity of horizontal flow lines on each floor, etc.) It is.
[0030]
Moreover, CPU11 comprises the maximum state extraction means which concerns on this invention, and performs the process which extracts the building model in a maximum state from the building models which satisfy | fill a constraint condition. Here, the maximal state means that the unit combination pattern corresponding to the created building model satisfies the constraint condition and does not include any other combination pattern that completely includes the building form and satisfies the constraint condition. This is the limit state. For example, the unit combination pattern “1011011110” described above satisfies the constraint conditions, and a combination pattern (“1111011110”, “1011111110”, “1011011111”, “1111011111”) in which one or more other units are added to this pattern. Etc.) does not satisfy the constraint condition, this combination pattern “1011011110” is in a maximal state with respect to the constraint condition. Similarly, the unit combination pattern “7, 6, 9” described above satisfies the constraint condition, and a combination pattern (“8, 6, 9”, “7”) in which one or more other units are added to this pattern. , 7, 9 ”,“ 7, 6, 10 ”,“ 8, 7, 9 ”, etc.) do not satisfy the constraint, this combination pattern“ 7, 6, 9 ”is the maximal state with respect to the constraint It becomes.
[0031]
It should be noted that a unit combination pattern obtained by excluding some units from the combination pattern of units in the maximum state (for example, “0011011110”, “6, 6, 9”, etc.) According to the definition of the maximal state, the included unit combination pattern) does not become the maximal state, and therefore it is not necessary to determine whether or not such a combination is in the maximal state. On the other hand, a unit combination pattern obtained by adding another unit to a combination pattern of units in the maximum state (for example, “1111011110”, “8, 6, 9”, etc.) completely includes a combination pattern of units in the maximum state. As for the combination pattern of another unit, the constraint condition is not satisfied (therefore, the maximum state is not reached). Therefore, it is not necessary to determine whether or not such a combination is in the maximum state. .
When the combination pattern of units is expressed in binary, the inclusion relationship between the combination patterns of two units can be determined instantaneously by a single bit operation (OR operation). That is, assuming that the bit string corresponding to the unit combination pattern A is (a) and the bit string corresponding to the unit combination pattern B is (b), in each digit, (a) or (b) = (a) is If true, A⊇B.
[0032]
A RAM (Random Access Memory) 12 includes various processing programs executed by the CPU 11 and a storage area for temporarily storing data relating to the processing.
The display device 13 is configured by a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), or the like, and displays various screens based on display data input from the CPU 11.
The input device 14 is configured by a keyboard, a pointing device, and the like, and outputs an input instruction signal to the CPU 11. The input device 14 constitutes input means according to the present invention, and has a function of setting and inputting various constraint conditions related to the shape of the building in accordance with an input screen displayed on the display device 13.
[0033]
The storage device 15 includes a storage medium 15a in which programs, data, and the like are stored. The storage medium 15a is configured by a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory. This storage medium 15a is fixedly attached to the storage device 15, or is detachably mounted, and various processing programs executed by the CPU 11 (including the building optimum shape determination support program according to the present invention). And a storage area for storing control data and the like. When the CPU 11 executes the building optimum shape determination support program stored in the storage medium 15a, the building optimum shape determination support process (FIG. 2), which will be described later, is performed. The optimum shape determination support program stored in the storage medium 15a may be configured to receive a part or all of it from another computer or the like via a network or the like and store it.
[0034]
Next, the optimum shape determination support process for a building executed by the optimum shape determination support system for a building having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 2, the optimum shape determination support process of the building includes the processes of steps S <b> 1 to S <b> 6, and these series of processes are the optimal shape determination support program of the building stored in the storage medium 15 a of the storage device 15. It is designed to be performed sequentially.
[0035]
First, in step S1, a process of setting and inputting a constraint condition regarding the shape of the building is performed (input step). Items to be set and input in this process include items related to legal restriction conditions such as shade restrictions and oblique line restrictions (for example, site input, road setting, boundary condition setting, north direction setting, check line or observation) Point setting, setting of allowable shade time at each observation point, etc.) and items related to the setting conditions determined according to the plan of the building (for example, setting whether to allow units floating in the air, top For example, setting the allowable number).
[0036]
In this process, an input screen for prompting input of setting of each constraint condition is displayed on the display screen of the display device 13, and setting input of each constraint condition is performed from the input device 14 in accordance with this input screen. In addition, on this input screen, setting input of items related to various design conditions necessary for creating a building model (for example, setting of the unit plane arrangement, setting of the unit plane shape and floor height, etc.) is also performed. It is like that. For example, as shown in FIG. 3, each setting content is displayed on the display screen of the display device 13 and then stored in a storage area of the storage device 15. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a boundary line of the site, 22 denotes a plane arrangement of the building, 23 denotes a plane arrangement of the unit, 24 a denotes a 5 m line, 24 b denotes a 10 m line 24 b, and 25 denotes an observation point.
[0037]
Next, in step S2, processing for creating a building model is performed (building model creation step).
In this process, first, a buildable area is set based on a partial condition (for example, oblique line restriction) in the restriction condition, and the maximum building model Mx that can be taken in this buildable area is obtained. Thereafter, an arbitrary number of units are extracted from the unit group constituting the building model Mx to generate a combination of units having various patterns, and a building model corresponding to each combination pattern is created. In the example of FIG. 4, since the building model Mx is configured by a combination of 93 units, frames “0” to “92” corresponding to each of the 93 units are set, and from among these frames A combination of frames in which units are arranged is sequentially extracted, and a building model corresponding to each combination pattern is created.
[0038]
Next, in step S3, a process of determining whether or not the building model created in step S2 satisfies the constraint condition input in step S1 is performed (determination step). Here, whether or not the building model created in step S2 satisfies the constraint conditions (for example, shade restrictions) excluding some conditions (for example, oblique line restrictions) added in the building model creation stage in step S2. Processing for determining whether or not. For example, when it is determined whether or not the building model created in step S2 satisfies the shading regulations, the shading time when the building model is actually constructed is calculated for all observation points 25 (FIG. 3). Then, the calculation results are compared with an allowable shade time set in advance for each observation point. As a result, if the shadow time at all the observation points 25 is less than the allowable shadow time, it is determined that the building model satisfies the shadow regulation, while the calculated shadow time is the allowable day. When even one observation point 25 exceeding the shadow time exists, it is determined that the building model does not satisfy the shadow regulation.
[0039]
As a result of the determination in step S3, when it is determined that the constraint condition is not satisfied, the process returns to step S2. On the other hand, when it is determined that the constraint condition is satisfied, the process proceeds to step S4.
[0040]
Next, in step S4, a process of determining whether or not the building model determined to satisfy the constraint conditions in step S3 is a maximal building model is performed. If the result of this determination is that the building model is in a maximal state, processing for storing the unit combination pattern corresponding to this building model in the storage area of the storage device 15 is executed (maximum state extraction step). Thereafter, in step S5, the processes in steps S2 to S4 are repeated until it is determined that determinations for all building models are completed. When determinations for all building models created in step S2 are completed, the process proceeds to step S6. .
[0041]
In the repetitive processing of steps S2 to S4, for example, the following method can be employed to increase processing efficiency.
First, as described above, frames (unit arrangement frames) are set, the frames are arranged in a line, and the last 10 digits (hereinafter abbreviated as the lower digit portion) of this frame and the upper digits (hereinafter, It is abbreviated as upper girder part). Then, for all combination patterns (A1, A2, A3,... AN) of the upper digit part, each pattern is sequentially called, and the called upper digit part pattern (for example, A1) and the lower digit part respectively. Building models are sequentially created based on combinations of patterns (1024 patterns from “0000000000000” to “1111111111”).
[0042]
In that case, first, a building model is created by combining the upper digit pattern (for example, A1) that has been called and the lower digit part pattern (“0000000”) in which the last 10 digits are all “0”. To do. And, for this building model, the constraint condition regarding the size included in the constraint condition (when a certain building form satisfies the condition, it means that all forms that completely include the condition satisfy the same condition) , This condition includes, for example, shade regulation, etc.), and if the result of this determination does not satisfy the constraint on the size, the pattern of the upper digits that have been called It is determined that there is no building model in the maximum state among the building models that completely include (A1), and the process proceeds to the next upper girder pattern (A2). In this case, all determinations of the building model corresponding to the combination of the upper digit pattern (A1) and the lower digit pattern other than “0000000” (1023 patterns from “0000000001” to “1111111111”) are omitted. Can do.
[0043]
On the other hand, if the building model that combines the called upper girder pattern (A1) and the lower girder pattern ("0000000000000") satisfies the above-mentioned constraints on the size, the called upper girder pattern ( A1) and a building model in which the last 10 digits are all combined with the pattern of the lower digits of “1” (“1111111111”) are created, and whether or not the above-mentioned size constraint condition is satisfied for this building model Determine whether. As a result of this determination, if the size-related constraint condition is satisfied, a building model is created based on the combination of the called upper girder pattern (A1) and the lower girder pattern, respectively. For one building model, determine whether or not the constraint conditions other than the above-mentioned size constraint conditions (for example, the number of tops, structural constraints, minimum reserved floors for a specific span, etc.) are satisfied. When it is satisfied, it is determined whether or not the maximum state is reached. In this case, any combination other than the upper digit pattern (A1) and the lower ten digit pattern (“1111111111”) is completely included in the combination form of “1111111111”, and thus becomes a maximal state. No. Therefore, the maximum state determination process for these combinations can be omitted. On the other hand, if the building model that combines the called upper girder pattern (A1) and the lower girder pattern ("1111111111") does not satisfy the constraint on the size, the called upper girder pattern A building model is created based on a combination of (A1) and each pattern of the lower girder part, and it is determined whether or not each building model satisfies all the constraint conditions including the constraint condition related to the size. If the condition is satisfied, it is determined whether or not the state is a maximum state.
[0044]
When all the combinations of the called upper digit part pattern (A1) and lower digit part combination are completed, the process proceeds to the next upper digit part pattern (A2), and the same processing is repeated. As described above, according to the above method, a part of the determination can be omitted, and thereby the processing time of steps S2 to S4 can be shortened. For example, when the number of digits in the upper digit part is still large, the same method can be applied to the lower 10 digits in the upper digit part. When the repetition process of steps S2 to S4 is completed, the process proceeds to step S6.
[0045]
In step S6, a process of evaluating and outputting the building model in the maximum state extracted in step S4 with a predetermined evaluation item is performed (output step). Examples of the predetermined evaluation items include the number of units, the total floor area, the ratio of the outer wall area to the total floor area, and the total sunshine hours received by each unit. These evaluation items are stored in advance in a storage area or the like of the storage device 15 in a state that can be selectively input from the input device 14.
[0046]
The building models in the maximum state extracted in step S4 are displayed in a list on the display screen of the display device 13 in descending order of evaluation score for the evaluation item selected from the input device 14, as shown in FIG. When a plurality of evaluation items are selected, comprehensive evaluation points are calculated based on weights, priorities, and the like for each evaluation item, and building models are displayed in a list in descending order of the total evaluation points. If any one of the building models displayed in the list is selected from the input device 14, the overall shape of the building model is displayed in a state where the combination pattern of units constituting the building model can be identified as shown in FIG. 13 display screens. Therefore, the designer can intuitively determine the suitability of the building model visually.
[0047]
In the example of FIG. 4A, “2”, “22”, “41”, “63”, “72”, “73”, “74” in the frames “0” to “92”. ”,“ 75 ”,“ 84 ”, and“ 92 ”frames, each representing a building model (unit combination pattern) in which the unit exists, and the example of FIG. For each frame except frames “14”, “22”, “41”, “52”, “63”, “72”, “73”, “74”, “75”, “84”, “92” Represents the building model where the unit exists. A building model in which units are arranged in all the frames “0” to “92” is the building model Mx described above. For example, when the number of units is used as the evaluation item, the building model in FIG. 4A with the number of units “83” is higher than the building model in FIG. 4B with the number of units “81”. Will be displayed.
[0048]
In this way, the building models in the maximum state are displayed in a list in descending order of the evaluation score for the evaluation items set by the designer, so the designer sequentially checks the form of the building model from the top of the list display. By doing so, it is possible to easily and quickly find a desired building model that matches or is close to the image of the designer.
Note that the combination pattern of units excluding some units from the combination pattern of units in the maximal state will satisfy at least the size restriction condition, so some units from the combination pattern of units in the maximal state A desired building model can also be obtained by a simple operation of removing the.
[0049]
As described above, according to the present embodiment, by inputting a constraint condition from the input device 14 (step S1), a building model is automatically created (step S2). It is determined whether or not it is satisfied (step S3), and then a building model in the maximum state is extracted from the building models determined to satisfy the constraint conditions (step S4), and the building model in this maximum state is extracted. Is evaluated by a predetermined evaluation item and output (step S6), the designer can easily find a desired building model from among the building models satisfying the constraint conditions. Based on this, the optimum form of the building can be determined easily and quickly. That is, the designer's wish can be directly reflected in the design of the planned building.
[0050]
【The invention's effect】
  As explained above,Claim 1 or 4According to the invention described in the above, it is possible to provide the designer with effective information for selecting the optimum plan. Therefore, it becomes easy to determine the optimum form of the building, and the designer's wish can be directly reflected in the design of the planned building.
  Also, because only the building models that are in the maximum state are extracted from the building models that satisfy the constraints,Effective information for selecting the optimum plan can be provided to the designer in a state of being collected in a small number. Thus, the designer can easily and quickly determine the optimal form of the building..
  Claim 2According to the invention described in (1), it becomes easy to compare and compare the obtained building models, and a desired building model can be found in a short time.
  Claim 3According to the invention described in (4), the designer can intuitively determine the suitability of the building model visually.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a building optimum shape determination support system according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a building optimum shape determination support process executed by the optimum shape determination support system of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of setting a unit layout and observation points.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a display example of a building model in a maximum state.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a list display example of a building model in a maximum state.
[Explanation of symbols]
10 Optimal shape determination support system for buildings
11 CPU
(Building model creation means, judgment means, output means, maximum state extraction means)
13 Display device (display means)
14 Input device (input means)

Claims (4)

予め空間上での位置と形状が決定された複数のユニット配置枠を設定し、そのユニット配置枠のいくつかに建物の単位構成要素となるユニットを配置することで建物モデルを作成する建物モデル作成手段と、
建物の形状に関する制約条件を設定入力する入力手段と、
上記建物モデル作成手段により作成された建物モデルが、上記入力手段によって入力された上記制約条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、
上記制約条件を満たす建物モデルのうち、1つでも別のユニットを加えると上記制約条件を満たさなくなるような建物モデルを極大状態の建物モデルとして、この極大状態の建物モデルを、上記制約条件を満たす建物モデルの中から抽出する極大状態抽出手段と、
上記極大状態抽出手段によって抽出された上記極大状態の建物モデルのみを、所定の評価項目で評価して出力する出力手段とを備えることを特徴とする建物の最適形状決定支援システム。
Create a building model by setting a plurality of unit arrangement frames whose positions and shapes in space are determined in advance and arranging units that are unit components of the building in some of the unit arrangement frames Means,
An input means for setting and inputting a constraint on the shape of the building;
Determining means for determining whether the building model created by the building model creating means satisfies the constraint condition input by the input means;
Of the building models that satisfy the above constraint conditions, a building model that does not satisfy the above constraint conditions when at least one other unit is added is defined as the maximum state building model. Maximal state extraction means for extracting from the building model;
An optimum shape determination support system for a building, comprising: an output unit that evaluates and outputs only the building model in the maximum state extracted by the maximum state extracting unit using a predetermined evaluation item.
上記出力手段は、上記所定の評価項目に対する評価点の高い建物モデルから順に並べて出力するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の建物の最適形状決定支援システム。2. The building optimum shape determination support system according to claim 1, wherein the output unit outputs the building models arranged in order from a building model having a high evaluation score for the predetermined evaluation item. 建物モデルを構成するユニットの組合せパターンを識別可能な状態で、建物モデルの全体形状を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の建物の最適形状決定支援システム。3. The optimum shape determination support system for a building according to claim 1 or 2, further comprising display means for displaying an entire shape of the building model in a state in which a combination pattern of units constituting the building model can be identified. 建物の形状に関する制約条件を設定入力する入力ステップと、An input step for setting and inputting constraints on the shape of the building;
予め空間上での位置と形状が決定された複数のユニット配置枠を設定し、そのユニット配置枠のいくつかに建物の単位構成要素となるユニットを配置することで建物モデルを作成する建物モデル作成ステップと、Create a building model that creates a building model by setting multiple unit placement frames whose positions and shapes in space are determined in advance, and placing units that are unit components of the building in some of the unit placement frames Steps,
上記建物モデル作成ステップで作成された建物モデルが、上記入力ステップで入力された上記制約条件を満たしているか否かを判定する判定ステップと、A determination step of determining whether the building model created in the building model creation step satisfies the constraint condition input in the input step;
上記制約条件を満たす建物モデルのうち、1つでも別のユニットを加えると上記制約条件を満たさなくなるような建物モデルを極大状態の建物モデルとして、この極大状態の建物モデルを、上記制約条件を満たす建物モデルの中から抽出する極大状態抽出ステップと、Of the building models that satisfy the above constraint conditions, a building model that does not satisfy the above constraint conditions when at least one other unit is added is defined as the maximum state building model. A maximum state extraction step to extract from the building model;
上記極大状態抽出手段によって抽出された上記極大状態の建物モデルのみを、所定の評価項目で評価して出力する出力ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする建物の最適形状決定支援プログラム。An optimal shape determination support program for a building, which causes a computer to execute an output step of evaluating and outputting only the building model in the maximum state extracted by the maximum state extracting means using a predetermined evaluation item.
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