JP4113652B2 - 住宅開発設計システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅専用のＣＡＤ（設計支援装置）に関する。さらには鉄骨軸組み工法によるプレハブ住宅を効率良く、所定の品質基準を保って設計するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＡＤは配置設計に使用され、表示画面上にたとえば、基盤上の電気回路部品および配線の配置を行なうと、配置データが作成され、この作成データが工作機械で使用されて基盤上への部品の取り付けが行なわれる。また、化学プラントなどで使用されるＣＡＤでは表示画面上にパイプの配置設計を行なうと、ＣＡＤは配管の長さや口径を自動的に取得し、配管工事に必要なパイプの本数を口径の種類ごとにリストアップする。
【０００３】
住宅に関するＣＡＤはほとんどなく、間取り図や施工図を表示画面上で作成するだけである。せいぜい、表示画面上に配置した各種の電気機器等の機器名のリストを作成する程度の機能しかない。
【０００４】
プレハブ工法ではそこに使用される部材または部品をあらかじめ規格化することで品質を確保した効率的な設計を目指すものである。特に鉄骨軸組み工法と呼ばれる梁と柱および外壁材を組み立てて建築する工法は間取り自由度が高いもの。しかしながら設計自由度の高さを確保する為に部材、部品の種類とその組合せルールなどの標準化が必要であり、自由度の高い住宅建築を可能とする為に多様な部材、部品を準備する程関連するデータ、規約類は大量でかつ相互に関連した複雑なものとなる。
【０００５】
設計者がそうした規約を遵守しながら設計を行なうことは困難なことであり、矛盾が発生し易いものであった。更に、既存の部材、部品体系を修正したり、新規な部材、部品を導入することで新規なプレハブ住宅を開発する場合も既存体系との整合を矛盾なく行なうことが困難な為に容易ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、表示画面上で間取り図を作成することで必要な部材の仕様を決定できるＣＡＤが望まれている。本願出願人は本願の出願に前後して、このような機能を有するＣＡＤ（工業化注文住宅システム）を提案している。この提案は、設計者が住宅の間取り図をＣＡＤの表示画面上に描画すると、間取り図に応じて必要な各種部材の候補を提示し、その候補から適当な部材を選択することで住宅設計が可能となるシステム。
【０００７】
しかしながらこの提案においてはデータベースに記載している部材や規約類を逸脱した間取り、住宅構造は設計できないという解決すべき課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は新規な部材導入、住宅構造開発に際して発生する各種構造を既存のデータベース体系に対して矛盾なく追加あるいは修正させることにより、これまでの設計制約条件を超えた住宅を開発設計できる住宅開発設計システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
階層的なキーワードを用いた部材、部品および関連する規約類のデータベース構築。個々の仕様情報、規約類は見掛け上表形式で記述できる様にし、複雑な規約類も形式上同様に表形式で記述し、実際の判断は個別のプログラムを起動させて処理する。
【００１０】
また新規な開発に関連しては規約類を記述しているデータベースにおいて特定のキーワードに関連するキーワード項目および対応する値を表示させ、かつ対応の整合性を検査する仕組みを内包させる。
【００１１】
部材の特定に際して、修正・追加された第１のデータベースと第２のデータベースを用いて、特定の状況を模擬的に再現して不具合の有無を検査する仕組みを内包させる。
【００１２】
特定のキーワードに対して、関係する仕様規定、規約類の各種記憶データを網羅的に抽出する仕組みを内包させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用した住宅開発設計システムのシステム構成を示す。図１において、基本設計用CAD１００、詳細設計用CAD２００、設計規約データベース３００、部材データベース４００、およびその他、住宅建築に係るデータベースがLAN接続されている。
【００１５】
基本設計用CAD１００は間取りを決定するに必要な部材を特定しながら住宅の間取り設計を行なう。詳細設計用CADは基本設計用CADで作成された間取り図とその間取り図で使用される部材の仕様に基づいて、基本設計用CADにおいて特定していないが住宅建築に必要な詳細な部材の配置設計や電気器具等の配置設計を行なう。
【００１６】
設計規約データベース３００は、建築基準法で規定される住宅に関する設計上の制限を規定した規約、強度部材の組みあわせに関する設計上の制約を規定した規約、その他住宅設計を行なう上での各種の制約を規定した規約を記憶している。
【００１７】
部材データベース４００は、部屋の間取りや設備など、検索用のキーワードに関連付けて、その間取り等で使用可能な部材の仕様情報を記憶している。部材データベース４００の記憶データの一例を図４に示す。図４において、情報種、分類１および分類２、品番．．．がキーワードとなる。
【００１８】
基本設計用CADのシステム構成を図２に示す。図２において、CPU１０１、システムメモリ１０２、入力装置１０３、表示装置１０４、ハードディスク１０５、通信インターフェース１０６がバスに接続されている。
【００１９】
CPU１０１はシステムメモリ１０２にロードされた図５のプログラムを実行することにより間取り設計および本発明に係る開発設計を実行する。システムメモリ１０２はCPU１０１が実行するプログラムを記憶する記憶領域、CPU１０１の演算データを記憶する領域を有する。入力装置１０３はマウスおよびキーボードを有し、CPU１０３に対して情報や動作指示を入力する。
【００２０】
表示装置１０４は間取り図、上述のデータベースの記憶データ、入力装置１０３から入力された情報、その他CPU１０１の情報処理結果を表示する。ハードディスク１０５はシステムの基本動作を制御するオペレーティングシステムや開発設計に係る図５のプログラムを記憶している。通信インターフェース１０６ＬＡＮを介して他の装置と通信を行う。
【００２１】
次に、間取り設計や開発設計を行なうためのＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェースを図３を参照して説明する。
【００２２】
図３において、１０は基本動作メニューであり、ファイルの読み出し（通常は開くと呼ばれる）、作成したファイル（間取り図等）の保存や、プログラムの環境設定などの設定を行なう。
【００２３】
２０は間取り図を作成する領域である。この領域で、マウスにより線や図形を描画し、文字を配置することで、間取り図を作成する。３０は、描画された間取り図に対する強度計算等を指示する領域である。この指示はアイコン３１の操作により実行される。４０は操作者に対して操作の案内メッセージや警告メッセージを表示する領域である。５０等は領域２０の表示の拡大，縮小などを指示する領域であり、アイコン５１の操作で画像処理の内容を指示する。
【００２４】
以上述べたシステム構成で行なう間取り設計処理および開発設計処理を図５および図６を参照して説明する。
【００２５】
入力装置１０３からのプログラムの起動の指示に応じて、ハードディスク１０５から図５のプログラムがシステムメモリ１０２にロードされ、ＣＰＵ１０１により実行される。不図示のメニュー画面で、設計モードを指示すると、手順は設計処理に移行し、図３の表示画面が表示される（ステップＳ１０→Ｓ１５）。
【００２６】
この設計処理の詳細を図６に示す。図６において、ＣＰＵ１０１は間取り設計を行なう（ステップＳ１００）。より具体的には、周知の描画機能を使用して、入力装置から線，図形、文字の描画の指示を受け付け、システムメモリにポストスクリプト形態で作画データを記憶する。また、この描画に関連して、自動／手動による部材の配置を行なう。たとえば、部屋の間取りを入力装置の操作で指示すると、その間取りに関して予め定められた部材データ、たとえば、強度に影響を与える強度部材で、デフォルトとして定められた強度部材の使用が部材データベース４００から読み出され、システムメモリ１０２の専用領域に格納される。
【００２７】
また、部材の指定は入力装置１０３によっても可能であり、アイコン３１を操作して所望の部材候補を表示させ、その中の候補を選択者が選択すると、選択された部材が、間取り図の特定の位置の線や、図形と関連付けけられてシステムメモリに記憶される。
【００２８】
図３の領域３０の中の強度計算ボタンを操作者が操作するとこれまでに指定された部材の仕様を使用してＣＰＵ１０１は強度計算を行なう（ステップＳ１１０）。 強度計算の結果は設計規約データベース３００に記憶された許容値と比較され、比較結果が許容範囲内にあれば（ステップＳ１２０がＹＥＳ判定）、指定された部材が建築に使用される部材として決定される。手順はステップＳ１００に戻るので、操作者は新たな間取り図の設計を続行する。
【００２９】
一方、許容範囲内にない場合には、部材の変更を案内するエラーメッセージが図３の領域４０に表示される（ステップＳ１２０）。操作者は手動で部材の指示をやり直したり、間取りの変更を行なって許容範囲内での設計に成る様に修正を行なう。
【００３０】
このようにして試行錯誤的に部材の指定、強度計算、許容範囲にあるか否かの判定を行なうと、許容範囲にある部材が検出され、建築に使用する部材がＣＰＵ１０１により決定される。
【００３１】
以上の説明は強度に関する設計上の制約を考慮した間取り設計であるが、その他、描画された図形や線の長さ、距離との関係、あるいは、指定された部材同士の間の関係が設計規約データベース３００上の現在作成中の間取り図の種類に関する規約とと比較される。比較結果が許容範囲にない場合には仕様部材を手動あるいは自動で変更する点は上述と同様である。また、許容範囲内にないとの判定が得られた場合には、エラーメッセージが表示され、設計変更を促す点も上述と同様である。
【００３２】
間取りの設計を終了し、操作者がメニュー１０（図３参照）で保存を指示すると、システムメモリ１０２に格納されている作画データおよび部材データ、配置データ、間取り名（設備名）が操作者により与えられたファイル名でハードディスク１０５に保存される（ステップＳ１３０→Ｓ１３５）。
【００３３】
最後に操作者がメニュー１０で終了を指示すると図６の間取り設計処理が終了し、手順は図５のステップＳ４０のプログラム終了指示の有無判定に移行する。正常に間取り設計が終了した場合は不図示のメニュー画面で操作が終了を指示すると、ＣＰＵ１０１は図５のプログラムを終了する。
【００３４】
以上説明した様な設計方法では部材データベース４００や設計規約データベース３００を参照しながら許容か否かを判断して作業を進めている。この様な設計方法に対して新規な部材を導入したり、新しく構築した住宅構造を反映させたい場合とは部材データベース４００や設計規約データベース３００等の関連データベースを整合性を保ったまま修正、追加することに他ならない。
【００３５】
このような場合図５の手順はステップＳ１０〜Ｓ２０→Ｓ２１へと進み、開発したい間取り（部屋）や設備名をキーワードとして入力する（ステップＳ２１）。
【００３６】
ここで注目して欲しいことは、設計規約データベース３００、部材データベース４００およびその他の図１に示された様な原価情報等のデータベースに記憶されたデータであって、設計に関連するデータ全てが間取りや設備名などの検索用のキーワードを有することにある。このため、ＣＰＵ１０１は、操作者が開発設計に関して、関連するデータ群を上記キーワードにより全てのデータベースを検索し、抽出してシステムメモリ１０２に記憶する。また、表示装置１０４の表示画面にたとえば、図７に示すように表示させることができる。（ステップＳ２２→Ｓ２３）。この図はデータベース保存・管理機能を起動し、編集操作する対象をキーワード入力することで特定し、そのキーワードに関連する規約類を抽出する。また起動当初に、編集するべき範囲を決めてから作業を行う。この図の場合は第２のデータベースの範囲（設計規約に関わる範囲）としている。
【００３７】
これは、本住宅開発設計システムにおいて、第１データベース（部材データベース４００）に記憶する部材の仕様情報および第２のデータベース（設計規約データベース３００）に記憶する規約には、少なくとも、空間の使用用途を規定する部位についての識別子および設備名、部材名、部位，設備、または部材の属性記述を行なうパラメーターのいずれかがキーワードとして付加されており、該キーワードに該当する記憶データを第１のデータベースおよび／または第２のデータから検索により抽出する抽出手段（ＣＰＵ１０１）と、当該抽出された記憶するデータを表示する表示手段（表示装置１０４）を使用して得られる一例である。
【００３８】
この例の場合は関連する設計規約データベースに記憶されているデータの一覧であるが操作者はこうした表示を見て、修正や追加の場合に影響を受ける範囲を特定出来、間違いのない修正、追加を行なうことができる。
【００３９】
さらに、個々のデータベースに記憶しているデータの修正に関して例を示して説明する。図8〜１１で示そうとしていることは玄関収納“トールタイプ”という部材に関連した設計規約データベースの編集例でキーワード項目、関連規約の状態、個々の規約の中身を見ることができる。また、図８〜図１１はキーワードを新規に追加する場合の画面の推移をも示す。
【００４０】
これは本住宅開発設計システムにおいて、第２のデータベース（設計規約データベース３００）に記憶する規約を登録する際にキーワードの項目および設定する値の整合を検査する手段（ＣＰＵ１０１）を用いて得られる一例である。
【００４１】
ユーザはデータベース保守・管理機能を起動し、データ編集機能を起動する。次に編集対象を指定する。図８の場合では“玄関収納トールタイプ”という部材を指定する。すると関連する設計規約データベースの内容を概説する図が表示される。この状態でこの部材に関する“設計規約”の概要が解る。
【００４２】
例えば、図８で“色”というキーワードに関連する設計規約は“◎表１２”と賦番された表の形式で纏められている。表の内容は“◎表１２”と示しているセルをダブルクリックすることで表示でき、図９に示したものとなる。図９では関連するキーワードの一覧も表示している。キーワード一覧は表示機能を起動することで表示する。
【００４３】
図１０は新規にキーワードとして“鏡”を指定条件に追加しようとしている画面を示す。この操作は“◎表１２”の条件指定欄の空欄部分に新規なキーワードを書き込むことで対応する画面が表示される。因みに既存の項目は直接セル表示の値を変更する操作を行う。図１０の右側に表示されている“特定部編集画面”が条件指定に掛かる画面。この画面で取り得る値や範囲を記入する。
【００４４】
“◎表１２”への“鏡”に対する値の入力は対応するセルに直接値を入力することで行なう。その際に“鏡”の取り得る値は“特定部編集画面”にて定義した範囲の拘束を受け矛盾回避される。図１０の場合では“鏡”に対応する値は設定していない。この状態のままでは“鏡”の状態を特定できない。
【００４５】
図１１は図１０の入力状態で、データベース保守・管理機能の一つである〔エラーチェック〕を、行なった結果、エラーが存在すること、“鏡”のキーワードに関連して値を設定していないことが示されている。
【００４６】
この様にデータベースのデータ修正に際して、まず図８に示す様に関連するキーワードと規約の一覧が表示し、また図９に示す様に関連キーワードの一覧、個々の規約の具体的な設定例などが表示できる。規約の修正の場合、例えばキーワードの追加等は図１０に示す様にキーワード名の追加、対応する設定値の登録等が画面上で明示的に行なえ、さらには図１１に示す様に登録内容の検証をも行う。この様にデータベースのデータ登録に際して矛盾を起こさない方法を取ることでデータベースの整合性を確保している。
【００４７】
またデータベースの参照動作を検証する仕組みを内在させており、データが健全かデータベースの参照動作が健全を模擬的に検査し、データベースが矛盾なく動作することを確保している。
【００４９】
これによりキーワードを入力装置１０３からキーワードを入力し、第１のデータベース（部材データベース４００）および第２のデータベース（設計規約データベース３００）を入力されたキーワードにより検索し、その検索結果を表示手段（表示装置１０４）に表示しても、問題が生じない。図１２は検索結果の一例である。
【００５０】
図１２ではある設定条件で部材を特定していった最終的な状態を示している。途中の選択過程も表示可能であり容易に検証できる。この例の場合“玄関収納トールタイプ”という部材に関して設計規約データベースにおける特定状況を示している。図では示していないが別の表示画面では関連するキーワードや設定されている値の候補等が表示できる。図の場合は適当な条件を与えた時に部材の特定が可能か、可能としてどの様な部材が具体的には設定されているのかを示している。
【００５１】
例えば条件に見合う部材がない場合はその旨の表示が行れる。こうした行為で部材特定が意図した通りに行われているか、部材が特定されているかを検証する。
【００５２】
このようにして、新規に規約、部材情報を登録したり、上記情報を修正することにより、上述の様な住宅設計を行なっても、エラーが生じることはなく、これまでにない新規な住宅設計にも対応することができる。
【００５３】
上述の実施形態の他に次の実施形態を実施できる。
１）上述の実施形態では、販売に供する住宅のための住宅設計で使用する情報と開発中の住宅のための情報がデータベース上に混在する。そこで、販売住宅の設計に使用可、開発設計にのみ使用可などのフラグ情報をデータベースの記憶情報に付帯させると、販売住宅の住宅設計に開発用の情報を間違って使用することはない。開発設計が終了した時点で上記フラグ情報を販売住宅設計に使用可に設定すればよい。
２）上述の実施形態では、規約を満足する部材が自動検出されなかったとき、あるいは手動で指定した部材が規約を満足しなかった場合には、その旨の案内メッセージを表示させているが、メッセージ表示の代わりに、該当する部材に対応する間取り図上の線や図形を他の色に変化させたり、点滅させることで案内したり、警告音を発生したり、これらの案内を併用６４することも可能である。この場合の処理はＣＰＵ１０１の制御により行なわれることはいうまでもない。
３）図５に示したプログラムはＣＤＲＯＭやその他携帯用記録媒体に記憶しておき、基本設計用ＣＡＤ１００にインストールすればよい。また、詳細設計用ＣＡＤ２００にインストールしてもよい。
４）ＣＡＤとして使用するコンピュータは汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーションやその他、コンピュータを使用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、第１のデータベース上の部材の仕様情報や第２のデータベースの設計に係る規約を変更、あるいは新規登録可能であり、これまでにない住宅開発が容易であるという効果を奏する。
【００５５】
また、第１のデータベースや第２のデータベースに記憶する情報には間取り名や設備名などのキーワードを付加するので、新開発設計に関連する情報を簡単に、しかも自動的に検出し、表示されることができる。
【００５６】
また、データベースの修正、追加に際して修正した内容の検証およびデータベースの参照動作を模擬的に実施、検証できる為にデータベースの修正、追加を矛盾無く行なえる。
【００５７】
さらには、住宅設計が不可となった場合には、案内表示がなされるので、案内表示が出されるまでは、第１のデータベースおよび第２のデータベースを修正する必要はなく、開発設計時に先立って、第１のデータベースおよび第２のデータベースの記憶データをチェックする必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施形態の基本設計用ＣＡＤのシステム構成を示すブロック図である。
【図３】表示画面の一例を示す説明図である。
【図４】部材データベースの記憶データの一例を示す説明図である。
【図５】ＣＰＵ１００が実行するプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ１５の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】関連規約の一覧の一例を示す説明図である。
【図８】設計規約データベースのデータ表示画面の一例を示す説明図である。
【図９】設計規約データベースのデータ表示画面の一例を示す説明図である。
【図１０】設計規約データベースのデータ表示画面の一例を示す説明図である。
【図１１】設計規約データベースのデータ表示画面の一例を示す説明図である。
【図１２】設計規約データベースのデータ表示画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ 基本設計用ＣＡＤ
２００ 詳細設計用ＣＡＤ
３００ 設計規約データベース
４００ 部材データベース
５００ 検証規約データベース

Claims (3)

1. プレハブ工法で使用される部材または部品を予め規格化した住宅設計で使用可能な部材の仕様情報を記憶した第１のデータベースと、
   前記住宅設計における設計上の制約を規定した規約を記憶した第２のデータベースと、
   前記第１のデータベースに記憶された部材の仕様情報の中の前記第２のデータベース上の規約の示す制約を満足する部材の仕様情報を試行錯誤的に検出することにより、建築で使用する部材を決定する設計手段と
   を備え、前記第１のデータベースに記憶する部材の仕様情報および前記第２のデータベースに記憶する規約には、少なくとも、部位という主に空間の使用用途を規定する概念を表す識別子または設備名、部材名、あるいは部位、設備、部材の属性記述を行なうパラメーターのいずれかが前記第１のデータベースおよび前記第２のデータベースの双方に共有のキーワードとして付加されており、
   キーワードを入力する入力手段と、
   当該キーワードに該当する記憶データを前記第１のデータベースおよび第２のデータベースから抽出する抽出手段と、
   当該抽出された記憶データを表示する表示手段と
   を具え、さらに、
   前記第２のデータベースに記憶する規約を新規に登録する際にキーワードについて設定する値の有無をチェックする手段と、
   該手段により、チェックする値なしの判定が得られた場合にはその旨を表示するエラー表示手段と
   を備えたことを特徴とする住宅開発設計システム。
2. 請求項１に記載の住宅開発設計システムにおいて、前記設計手段により前記第２のデータベース上の規約を満足しない部材が検出された場合には、その旨の案内を行なう案内手段を具えたことを特徴する住宅開発設計システム。
3. 請求項２に記載の住宅開発設計システムにおいて、前記案内手段は案内メッセージを表示することを特徴とする住宅開発設計システム。

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