JP6513504B2 - シミュレーションシステムおよびシミュレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、シミュレーションシステムおよびシミュレーション方法に関し、特に建物の内部における空気の流れの向きや速さ等の空気流値のシミュレーションを行うためのシミュレーションシステムおよびシミュレーション方法に関する。

従来、住宅などの建物について、その内部における空気流値をシミュレートする技術が知られている（たとえば下記特許文献１参照）。

特許開２００２−２２２２０号公報

シミュレーションの対象となる建物の周りに周辺建物が存在する場合、建物の内部における空気流値は、周辺建物の影響を受ける。しかしながら、特許文献１に記載されたシミュレーション技術では、周辺建物の影響は考慮されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、周辺建物の影響を含めた、建物の内部における空気流値のシミュレーションを行うことが可能な、シミュレーションシステムおよびシミュレーション方法を提供する。

本発明の一態様に係るシミュレーションシステムは、建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムにおいて、建物に関する建物データの入力を受け付ける入力手段と、建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、近接領域の空気流値に基づいて、建物内の空気流値を求める通風状態導出手段と、建物内の空気流値を出力する出力手段と、を備え、入力手段は、近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、通風状態導出手段は、周辺建物データに基づいて、近接領域の空気流値を求める。

本発明の一態様に係るシミュレーション方法は、建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムによって実行されるシミュレーション方法において、建物に関する建物データの入力を受け付けるステップと、建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、近接領域の空気流値に基づいて、建物内の空気流値を求めるステップと、建物内の空気流値を出力するステップと、を含み、入力を受け付けるステップでは、近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、建物内の空気流値を求めるステップでは、周辺建物データに基づいて、近接領域の空気流値を求める。

上記のシミュレーションシステムまたはシミュレーション方法では、周辺建物データに基づいて、建物を取り囲む近接領域の空気流値が求められるとともに建物内の空気流値とが求められる。これにより、周辺建物の影響を含めた、建物の内部における空気流値のシミュレーションを行うことができる。

通風状態導出手段は、周辺建物データに基づいて、周辺領域の空気流値を求め、通風状態導出手段は、周辺領域の空気流値に基づいて、近接領域の空気流値を求めてよい。このようにして近接領域の空気流値を求めることができる。通風状態導出手段は、周辺領域、近接領域および建物内に分割領域を設定して、周辺領域、近接領域および建物内の空気流値を分割領域によって分割された分割領域ごとに求め、周辺領域に設定された分割領域は、近接領域および建物内に設定された分割領域よりも粗く設定されてよい。これにより、周辺領域の空気流値を求める際にかかる演算処理の負荷（計算負荷）を軽減することができる。

周辺建物データは、周辺建物の位置および形状を含んでよい。このようにして、周辺建物の影響を含めたミュレーションを行うことができる。

通風状態導出手段は、周辺領域に進入する外気の空気流値を用いて、近接領域の空気流値を求めてもよい。このようにして、周辺領域に進入する風に応じたシミュレーションを行うことができる。

シミュレーションシステムは、地域、季節および時間帯と、風向および風速とを対応付けて記憶する記憶部をさらに備え、入力手段は、地域、季節および時間帯を示すデータの入力を受け付け、通風状態導出手段は、入力手段で受け付けられた地域、季節および時間帯を示すデータから記憶部を参照して外気の空気流値を取得し、取得した外気の空気流値を周辺領域に進入する外気の空気流値として用いてよい。これにより、地域、季節および時間帯をも考慮したシミュレーションを行うことができる。

本発明によれば、周辺建物の影響を含めた、建物の内部における空気流値のシミュレーションを行うことが可能になる。

シミュレーション対象となる建物の一例を示す図である。 シミュレーション結果の一例を示す図である。 シミュレーションシステムの概略構成を示す図である。 記憶部に記憶されるデータテーブルの一例を示す図である。 端末装置のハードブロックを示す図である。 シミュレーションシステムによって実行される処理の一例を示す図である。 シミュレーション過程を模式的に示す第１の図である。 シミュレーション過程を模式的に示す第２の図である。 シミュレーション過程を模式的に示す第３の図である。 シミュレーション過程を模式的に示す第４の図である。 変形例に係るシミュレーションシステムの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るシミュレーションシステムによるシミュレーションの対象となる建物の一例を示す図である。本実施形態に係るシミュレーションシステムは、建物１０内の空気流値（空気の流れの向きと速さ）の状態を立体的に（三次元的に）シミュレートする。

建物１０は、都市部の住宅街などの近隣の建物が密集して建設される地区に建設される中低層建物（２階建ないし３階建ての建物）を想定している。建物１０は略矩形状の敷地に建設される。建物１０は、複数の周辺建物１〜８によって取り囲まれている。周辺建物１〜８は、建物１０が建設される敷地に隣接する（あるいは道路を挟んで隣接する）略矩形状の敷地に建設され、建物１０を直接的に取り囲むように配置された建物である。なお、ここで言う「隣接」とは、敷地の隅角部やその近傍のみで接する状態も含む。

なお、図中、建物１０および周辺建物１〜８が含まれる領域における各方向を説明するため、ＸＹＺ座標系を設定している。このＸＹＺ座標系は、水平面をＸＹ面として設定される。Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交し、Ｚ軸はＸＹ面と直交する。Ｚ軸は、垂直方向、つまり各建物の高さ方向となる。

図２は、本実施形態に係るシミュレーションシステムによるシミュレーション結果の一例を示す図である。図２において、三次元的なシミュレーションの結果として、建物１０の内部における所定の高さの空気流値が、複数の矢印（ＡＲ１）によって示されている。矢印の向きは、その位置における空気の流れの向きを示している。矢印の長さはその位置における空気の流れの速さを概念的に示しており、矢印が長いほど速さは大きい。速さが十分に小さい位置では、矢印は示されない。

なお、シミュレーション結果の表示のしかたはこれに限定されず、空気流値を三次元的に示してもよい。また、風速は色の濃淡で示してもよい。

図３は、本実施形態に係るシミュレーションシステムの概略構成を示す図である。図３に示されるように、シミュレーションシステム１１は、端末装置２０として実現される。端末装置２０は、入出力部３０と、計算部４０と、制御部５０と、記憶部６０と、通信部７０とを含む。

入出力部３０は、ユーザインタフェースとして機能し得る部分である。入出力部３０は、表示部３１と、操作部３２と、受渡し部３３とを含む。

表示部３１は、図２に示されるようなシミュレーション結果を出力（表示）する部分（出力手段）である。表示部３１は、ディスプレイなどによって構成される。

操作部３２は、端末装置２０のシミュレーションに必要なデータ（入力データ）の入力を受け付ける部分（入力手段）である。操作部３２は、入力キーなどによって構成される。なお、前述の表示部３１がタッチパネルによって構成される場合には、操作部３２の機能は、表示部３１に含まれてよい。

入力データは、建物１０に関するデータ（建物データ）を含む。建物データは、建物１０を特定可能なデータであり、建物１０の建設地情報、外周壁・屋根等の外装部や建物１０の内部構成の情報を含む。建物１０の内部構成の情報は、建物１０に含まれる複数の部屋の間取り、たとえば各部屋の位置および各部屋を仕切る間仕切壁の位置、外周壁に設けられた開口部（ドア・窓）の位置・形状・開閉形式などの情報を含む。

また、入力データは、周辺建物１〜８を特定可能なデータ（周辺建物データ）を含む。周辺建物データとは、少なくとも周辺建物１〜８の位置および形状が特定可能となるデータである。周辺建物１〜８の位置および形状は、たとえば、建物１０の中心を原点としたＸＹＺ座標を用いて定められ、周辺建物１〜８の位置および形状を特定するためには、ＸＹＺ座標の所定のエリアを特定するための座標値が必要である。つまり、周辺建物データとは、たとえば、この座標値が相当する。なお、周辺建物１〜８の形状については、外郭の形状が分かっていればよく、内部の詳細な構成は必須ではない。

周辺建物データから周辺建物１〜８の位置および形状を特定する態様は様々であるが、一例として、たとえば後述の記憶部６０に格納された建物の外郭の平面的な形状が示された住宅地図情報（以後、単に「地図情報」と言う場合もある）から取得する手法が挙げられる。その場合、周辺建物データとしては、建物１０の建設地情報などが用いられる。具体的には、建物１０の建設地情報が入力データとして入力されると、後述の計算部４０によって、入力された建設地情報を検索キーとして地図情報が検索され、その結果、建物１０の位置が特定されるとともに周辺建物１〜８の位置および形状が特定される。なお、周辺建物データ自体が、周辺建物１〜８の位置および形状のデータであってもよい。

また、入力データは、シミュレーションの対象となる建物１０および周辺建物１〜８を含む領域に進入する外気の流れの向きと速さに関する条件（風条件）が特定可能なデータ（風データ）を含む。風条件の詳細については後述する。

受渡し部３３は、端末装置２０の外部の要素と、データの受け渡しを行うための部分である。端末装置２０の外部の要素は、光磁気ディスクおよび半導体メモリのような記憶媒体であってよい。上述のシミュレーション結果は、受渡し部３３によって端末装置２０の外部に出力され得る。この場合、受渡し部３３は、シミュレーション結果を出力する部分（出力手段）として機能する。また、上述の入力データは、受渡し部３３を介して端末装置２０に入力され得る。この場合、受渡し部３３は、入力データの入力を受け付ける部分（入力手段）として機能する。

計算部４０は、シミュレーションに必要な種々の計算を行う部分（通風状態導出手段）である。計算部４０は、設定部４１と、演算部４２とを含む。設定部４１は、シミュレーションに必要な条件を設定する部分である。演算部４２は設定部４１によって設定された条件に基づいて、種々の演算を実行する部分である。計算部４０によって実行される計算処理の詳細については、後に図６〜図１０を参照して説明する。

制御部５０は、端末装置２０に含まれる各要素を制御することによって端末装置２０の全体制御を行う部分である。たとえば、制御部５０は、シミュレーションを行うためのプログラムが適切に実行されるように、端末装置２０に含まれる各要素を制御する。

記憶部６０は、シミュレーションに必要な種々のデータを記憶する部分である。たとえば、記憶部６０は、先に説明した地図情報（建設地情報を検索キーとして検索可能なもの）や後述のデータテーブル６０ａ（図４参照）を格納（記憶）している。また、記憶部６０は、シミュレーションを実行するのに必要なソフトウェア（シミュレーションソフト）も格納していてよい。

前述したように、入力データは、風条件を特定可能な風データ（風条件を特定可能なデータ）を含む。実際の風条件は、シミュレーションの対象となる場所、つまり、建物１０が建設される場所（地域）によってさまざまである。そこで、建物１０の建設地の最寄りの気象観測所で観測された風条件を、入力データ（風データ）として記憶部６０に格納しておくとよい。これにより、シミュレーションにおいては、建物１０の建設地に対応した風条件が設定される。さらに、本実施形態では、種々の風条件を採用し得る。これについて、図４を参照して説明する。

図４は、記憶部６０に記憶される情報（データテーブル６０ａ）の一例を示す図である。データテーブル６０ａは、基本的に、気象特性の類似性等に基づいて区分された地域ごとに準備されており、季節と時間帯との組み合わせに対応して、複数の風条件がそれぞれの地域の気象特性に応じて設定されている。図４には、建物１０の建設地が属する地域のデータテーブル６０ａが例示されており、季節は「春」、「夏」、「秋」、「冬」の４通り、時間帯は「朝」、「昼」、「夜」の３通りが規定されている。

各季節および各時間帯の組み合わせに対して、異なる風条件（ただしいくつかの風条件の内容が同じであってもよい）がそれぞれ設定されている。たとえば、季節「春」および時間帯「朝」の組み合わせに対しては、風条件「条件ａ１」が設定されている。なお、季節および時間帯は、図４に示される例に限定されない。たとえば、季節は、１月から１２月の各月によって分類されてもよい。時間帯は、具体的な時刻（たとえば１０時から１２時など）によって分類されてもよい。さらには、建物の窓を開放して外気を導入する季節および時間帯（たとえば、夏の夜間、春秋の日中など）をあらかじめ特定しておき、上記気象観測所での当該季節および時間帯における観測値に基づくデータ（例えば外気の流れの向きと速さの平均値など）を予め記憶したデータテーブルを用意しておいてもよい。

再び図３に戻り、通信部７０は、端末装置２０の外部と通信を行うための部分である。端末装置２０は、通信部７０を用い、図示しないインターネットなどを介して種々の情報を取得し得る。たとえば、気象庁等が公表する地域ごとの風条件（外気の流れの向きと速さ）に関する統計情報（気象データ）を適宜に取得することによって、記憶部６０に記憶された情報を最新のデータにアップデートできる。

図５は、端末装置２０のハードウェア構成図である。図５に示されるように、端末装置２０は、物理的には、１または複数のＣＰＵ（Central Processing unit）８１、主記憶装置であるＲＡＭ（RandomAccess Memory）８２およびＲＯＭ（Read Only Memory)８３、データ送受信デバイスである通信モジュール８４、半導体メモリなどの補助記憶装置８５、操作盤（操作ボタンを含む）やタッチパネルなどのユーザの入力を受け付ける入力装置８６、ディスプレイなどの出力装置８７、などのハードウェアを備えるコンピュータとして構成することができる。図３における端末装置２０の各機能は、たとえば、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２などのハードウェア上に１または複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ８１の制御のもとで通信モジュール８４、入力装置８６、出力装置８７を動作させるとともに、ＲＡＭ８２および補助記憶装置８５におけるデータの読み出しおよび書き込みを行うことで実現される。なお、後述の端末装置２０Ａおよび９０(図１１)についても、端末装置２０と同様のハードウェア構成とすることができる。

次に、端末装置２０の動作（端末装置２０によって実行されるシミュレーション方法）について、図６〜図１０を参照して説明する。図６は、端末装置２０によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。図７〜１０は、端末装置２０によるシミュレーション過程を模式的に示す図である。

まず、図６および図７を参照して、ステップＳ１〜Ｓ５の処理について説明する。

ステップＳ１において、端末装置２０は、データの入力を受け付ける。たとえば、操作部３２が、ユーザ操作による入力データ（建物データ、周辺建物データ、風データなど）の入力を受け付ける。あるいは、受渡し部３３が、端末装置２０の外部の記憶媒体からの入力データの入力を受け付ける。

ステップＳ２において、端末装置２０は、建物のモデリングを行う。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、図７に示されるように、建物１０の外形形状に加えて、建物１０に含まれる複数の部屋の間取りなどを含む詳細な形状がモデリングされる。図７において平面視して示される建物１０の左下に位置する部屋１０ａの部分について見ると、たとえば、部屋１０ａと近接領域Ｒ１とを区画する外周壁１０ｃ、外周壁１０ｃに設けられ部屋１０ａと近接領域Ｒ１との間の風の流路となる開口部（窓およびドアなど）１０ｂ、部屋１０ａと他の部屋とを区画する間仕切り壁１０ｄ、および間仕切り壁１０ｄに設けられ部屋１０ａと他の部屋との間の風の流路となる出入り口１０ｅといった要素の位置および形状がモデリングされる。

ステップＳ３において、端末装置２０は、周辺建物のモデリングを行う。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、まず、周辺建物１〜８の位置および形状が特定される。たとえば、先のステップＳ１において入力された入力データに建物１０の建設地情報が含まれていれば、その建設地情報を用いて記憶部６０に格納された地図情報が検索され、周辺建物１〜８の位置および形状のデータが取得される。なお、先のステップＳ１において、周辺建物１〜８の位置および形状のデータが直接入力された場合には、その情報がそのまま用いられる。そして、図７に示されるように、周辺建物１〜８の位置および形状がモデリングされる。

ステップＳ４において、端末装置２０は、近接領域を設定する。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、図７に示されるように、建物１０を取り囲む近接領域Ｒ１が設定される。近接領域Ｒ１は、建物１０の外側に位置する近傍領域である。近接領域Ｒ１は、建物１０および周辺建物１〜８を含まないように設定される。近接領域Ｒ１の内側の境界は、建物１０の外周壁に沿って、建物１０と、周辺建物１〜８との間に位置するように設定される。

ステップＳ５において、端末装置２０は、周辺領域を設定する。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、図７に示すように、近接領域Ｒ１を取り囲む周辺領域Ｒ２が設定される。周辺領域Ｒ２は、周辺建物１〜８を含む領域である。つまり、周辺建物１〜８は、周辺領域Ｒ２に配置された建物となる。周辺領域Ｒ２は、近接領域Ｒ１および建物１０を含まないように設定される。周辺領域Ｒ２の内側の境界と、近接領域Ｒ１の外側の境界とは連続していてよい。周辺領域Ｒ２の外側の境界は、周辺建物１〜８を挟んで、建物１０とは反対側に位置している。

次に、図６および図８を参照して、ステップＳ６およびステップＳ７の処理について説明する。

ステップＳ６において、端末装置２０は、近接領域および建物内において分割領域を設定する。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、図８に示されるように、近接領域Ｒ１および建物１０が、仮想の立体的なメッシュにより複数の分割領域Ｍ１に分割される。分割領域Ｍ１は、近接領域Ｒ１および建物１０内における空気流値の計算対象となる最小単位の領域である。つまり、空気流値は、分割領域Ｍ１ごとに計算される。メッシュを細かくする（分割領域Ｍ１を小さくする）と分割領域Ｍ１の数が増えるので、より細やかな空気流値の計算が可能になる。分割領域Ｍ１の大きさは、建物１０に含まれる複数の部屋のそれぞれにおける空気流値を求めるのに適切な大きさとされる。そのような分割領域Ｍ１として、たとえば、尺モジュールで設計がなされた建物においては、一辺が３０ｃｍ程度（一尺）の立方体形状の領域を採用することができる。

ステップＳ７において、端末装置２０は、周辺領域において分割領域を設定する。この処理は、設定部４１によって実行される。具体的には、図８に示されるように、周辺領域Ｒ２が、複数の分割領域Ｍ２に分割される。分割領域Ｍ２は、周辺領域Ｒ２における空気流値の計算対象となる最小単位の領域である。メッシュを粗くする（分割領域Ｍ２を大きくする）と分割領域Ｍ２の数が減るので、空気流値の計算負荷が低減する。分割領域Ｍ２の大きさは、周辺建物１〜８の外形形状による空気流値の変化を求めるのに適切な大きさとされる。そのような分割領域Ｍ２は、上述の分割領域Ｍ１よりも大きくてよい。分割領域Ｍ２として、たとえば、一辺が９０〜１００ｃｍ程度（分割領域Ｍ１の３倍程度）の立方体形状の領域を採用することができる。

次に、図６および図９を参照して、ステップＳ８の処理について説明する。

ステップＳ８において、端末装置２０は、周辺領域に進入する外気の条件（風条件）を設定する。この処理は、設定部４１によって実行される。たとえば、図９に示されるように、周辺領域Ｒ２におけるＹ軸負方向側に位置する縁部に設けられた仮想的な起立面Ｗ１が設定される。起立面Ｗ１は、周辺領域Ｒ２に進入する外気（図９中の白抜き矢印）を出力する。起立面Ｗ１から周辺領域Ｒ２に進入する外気の条件（風条件）は、先に図３および図４を参照して説明したとおりである。

次に、図６および図１０を参照して、ステップＳ９〜Ｓ１１の処理について説明する。

ステップＳ９において、端末装置２０は、周辺領域の空気流値を求める（計算する）。ここで、演算部４２は、先のステップＳ３においてモデリングされた周辺建物１〜８の位置および形状等と、Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８において設定された条件とを用いて、周辺領域Ｒ２の空気流値を求めるための演算処理を実行する。具体的には、演算部４２は、操作部３２で受け付けられた時間および時間帯を示すデータから記憶部６０に格納されたデータテーブル６０ａを参照して風条件を取得し、取得した風条件を周辺領域に進入する風の空気流値として用いる。次に、演算部４２は、周辺領域に進入する外気の空気流値と、モデリングされた周辺建物１〜８の位置および形状とから、空気流値を計算するための所定の演算処理を実行し、周辺領域の空気流値を計算する。空気流値を計算するために必要な演算処理（以下の演算処理も同様）は、特に限定されるものではないが、たとえば数値流体力学（ＣＦＤ：Computational Fluid Dynamic）の手法を採用してよい。

ステップＳ９の演算処理によって、図１０に示されるように、起立面Ｗ１から周辺領域Ｒ２に進入した外気が、周辺建物１〜８の影響を受けてその空気流値を変化させる状態がシミュレートされる（ＡＲ２）。これは、建物の密集地では風が建物の間（道路などを含む）の空間を縫うように流れる傾向を有するためである。

ステップＳ１０において、端末装置２０は、近接領域の空気流値を求める（計算する）。この処理は、演算部４２によって実行される。具体的には、まず、先のステップＳ９における計算結果のうち、周辺領域Ｒ２と近接領域Ｒ１との境界部分における空気流値が、近接領域Ｒ１に進入する外気あるいは近接領域Ｒ１から出ていく外気として設定される。そして、設定された風条件と、先のステップＳ２においてモデリングされた建物１０の外形形状と、ステップＳ４，Ｓ６において設定された条件とを用いて、近接領域Ｒ１の空気流値を求めるための演算処理が実行される。

ステップＳ１０における演算処理は、先のステップＳ９における演算処理と同様の手法が用いられてよい。ただし、先のステップＳ６，Ｓ７で説明したように、ステップＳ１０での演算処理におけるメッシュは、先のステップＳ９での演算処理におけるメッシュよりも細かくなっている。このことは、後述のステップＳ１１における演算処理についても同様である。ステップＳ１０の演算処理によって、図１０に示されるように、近接領域Ｒ１、つまり、建物１０の外周壁に沿う領域の空気流値がシミュレートされる。

このステップＳ１０において演算された建物１０の外周壁に沿う領域の空気流値のうち、特に、建物１０の開口部近傍領域の空気流値が、後述のステップＳ１１の処理に用いられるので重要である。そのため、このステップＳ１０においては、建物１０の開口部の近傍領域の空気流値のみを求めればよいとも考えられる。しかしながら、建物１０の開口部近傍領域の空気流値は、それ以外の部分、つまり建物１０の外周壁に沿った領域を含め、近接領域Ｒ１全体の空気流値が影響する。たとえば、建物１０の開口部から風がどのように進入し、あるいは開口部から風がどのように出ていくかは、開口部の周辺の気圧の関係などによっても変化する。本実施形態では、近接領域Ｒ１が、建物１０の外周壁に沿う領域を全て含むように設定されているので、建物１０の開口部から建物１０内部に進入する外気の空気流値を精度良くシミュレートすることができる。

ステップＳ１１において、端末装置２０は、建物内の空気流値を求める（計算する）。この処理は、演算部４２によって実行される。具体的には、先のステップＳ１０における演算結果、つまり、建物１０の外周壁に沿う領域の空気流値（特に、建物１０の開口部の近傍領域の空気流値）、および先のステップＳ２においてモデリングされた建物１０に含まれる複数の部屋の間取りなどを含む詳細な形状を用いて、建物１０内の空気流値を求めるための演算処理が実行される。

ステップＳ１１の演算処理によって、図１０に示されるように、近接領域Ｒ１を吹く風が開口部を通過して建物１０内に進入し、間仕切り壁等の影響を受けて空気流値を変化させながら他の開口部から流れ出る状態がシミュレートされる。

次に、図６および再び図２を参照して、ステップＳ１２の処理について説明する。

ステップＳ１２において、端末装置２０は、計算結果を出力する。この処理は、入出力部３０によって実行される。たとえば、表示部３１が、図２に示されるようなシミュレーション結果、つまり建物１０内の空気流値を表示する。あるいは、受渡し部３３を介して、図２に示されるようなシミュレーション結果のデータが、端末装置２０の外部に出力される。

次に、端末装置２０の作用効果について説明する。端末装置２０によれば、周辺建物１〜８を特定可能なデータ（周辺建物データ）に基づいて、建物１０を取り囲む近接領域Ｒ１の空気流値が計算されるとともに建物１０内の空気流値が計算される（ステップＳ１０，Ｓ１１）。これにより、周辺建物１〜８の影響を含めた、建物１０の内部における空気流値のシミュレーションを行うことができる。

周辺領域Ｒ２の空気流値は、周辺建物１〜８のデータに基づいて計算され（ステップＳ９）、計算された周辺領域Ｒ２の空気流値に基づいて、近接領域Ｒ１の空気流値が計算される（ステップＳ１０）。このようにして近接領域Ｒ１の空気流値を求めることができる。

近接領域Ｒ１、周辺領域Ｒ２および建物１０内にはメッシュが設定されたうえで、各領域および建物１０内の空気流値が計算され、周辺領域Ｒ２のメッシュ（分割領域Ｍ２）は、近接領域Ｒ１のメッシュ（分割領域Ｍ１）よりも粗く（大きく）設定される（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ９〜Ｓ１１）。これにより、近接領域Ｒ１および建物１０内と同じメッシュを周辺領域Ｒ２に設定する場合よりも、周辺領域Ｒ２の空気流値を求めるための計算負荷を軽減することができる。

周辺建物１〜８のデータは、周辺建物１〜８の位置および形状を含む。このようにして、周辺建物１〜８の影響を含めたシミュレーションを行うことができる。また、周辺建物１〜８の位置および形状といったシンプルなデータのみを用いてシミュレーションを行えば、たとえば周辺建物１〜８の内部構成まで含めたデータを用いてシミュレーションを行う場合よりも、周辺領域Ｒ２の空気流値を求めるための計算負荷を軽減することができる。

近接領域Ｒ１の空気流値は、周辺領域Ｒ２に進入する風の空気流値を用いて計算される（ステップＳ８〜Ｓ１０）。このようにして、周辺領域Ｒ２に進入する風の空気流値に応じたシミュレーションを行うことができる。また、周辺領域Ｒ２に進入する風の空気流値は、地域、季節および時間帯を示すデータに応じた空気流値とされ得る（ステップＳ８、図４）。これにより、地域、季節および時間帯をも考慮したシミュレーションを行うことができる。

周辺建物１〜８は、建物１０が建設される敷地に隣接する（あるいは道路を挟んで隣接する）敷地に建設され、建物１０を直接的に取り囲むように配置された（あるいは配置される予定の）建物である。建物１０を直接的に取り囲むように配置された建物は、建物１０内の空気流値への影響が大きいので、そのような周辺建物１〜８を考慮したシミュレーションを行うことによって、周辺建物の影響を十分に考慮したシミュレーションを行うことができる。また、仮に、周辺建物１〜８よりもさらに外側の周の（つまり建物１０を周辺建物１〜８等を介して間接的に取り囲むように配置された）建物まで考慮すると、周の増加に応じて周辺領域Ｒ２の面積が指数関数的に増加するので、周辺領域Ｒ２の空気流値の計算に必要な計算負荷が急激に大きくなる。これに対し、建物１０を直接的に取り囲むように配置された建物のみを考慮すれば、そのような問題は生じない。さらに、直接的に取り囲むように配置された建物は、実際に建物１０の建設地から周囲を見渡すことによって確認できる建物であるので、それらの位置や形状などが把握しすい。よって、そのような建物１０を直接的に取り囲むように配置された建物のみを考慮するというシミュレーション手法は、実用性が極めて高い。

［変形例］
図１１は、変形例に係るシミュレーションシステム１１Ａの概略構成を示す図である。シミュレーションシステム１１Ａは、端末装置２０Ａと、サーバ９０とを含む。

端末装置２０Ａは、端末装置２０と比較して、計算部４０を含まない点、および記憶部６０に替えて記憶部６０Ａを含む点において相違する。なお、端末装置２０Ａにおいて、通信部７０は、サーバ９０と通信を行うための部分でもある。記憶部６０Ａは、記憶部６０よりも小さな記憶容量を有する記憶部分であってよい。

サーバ９０は、計算部４０と、通信部９１と、制御部９２と、記憶部６０とを含む。計算部４０および記憶部６０については、先に説明した端末装置２０が備えるものと同様である。通信部９１は、端末装置２０Ａの通信部７０と通信を行うことによって、サーバ９０が端末装置２０Ａと通信を行うための部分である。制御部９２は、サーバ９０に含まれる各要素を制御することによってサーバ９０の全体制御を行う部分である。たとえば、制御部９２は、シミュレーションを行うためのプログラムが適切に実行されるように、サーバ９０に含まれる各要素を制御する。

シミュレーションシステム１１Ａでは、端末装置２０Ａの入出力部３０に入力された入力データは、サーバ９０に送信される。サーバ９０は、端末装置２０Ａから送信された入力データに基づいて、計算部４０を用いてシミュレーションに必要な計算処理を実行し、計算結果を端末装置２０Ａに送信する。端末装置２０Ａは、サーバ９０から送信された計算結果を、入出力部３０を用いて出力する。

シミュレーションシステム１１Ａによれば、シミュレーションに必要な計算処理がサーバ９０側で実行されるので、端末装置２０Ａにおける処理負担を軽減することができる。また、端末装置２０Ａに含まれる記憶部６０Ａは、記憶部６０のように多くの情報を記憶しておく必要がなく、たとえば、過去の一定期間（たとえば２４時間程度）において利用された情報のみ記憶するようなキャッシュとして用いられてもよい。このようにして、たとえば、端末装置２０Ａの構成を簡素化することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

たとえば、シミュレーションシステムが３次元シミュレーションを行う場合、建物１０の階層を２層あるいは３層までに制限してもよい。換言すれば、シミュレーションの高さ方向の範囲を、たとえば２階建ての建物が含まれる高さの範囲（たとえば地上面から７ｍまでの範囲）、あるいは３階建ての建物が含まれる高さの範囲（たとえば地上面から１０ｍまでの範囲）に制限してもよい。これにより、シミュレーションの計算負荷が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。

また、シミュレーションシステムは、建物内の空気流値の状態を平面的（二次元的）にシミュレートしてもよい。この場合、Ｚ軸方向に関するデータ処理や演算処理を不要とすることができる。その結果、たとえば、分割領域Ｍ１，Ｍ２として、立方体形状ではなく正方形状の領域を採用することで、シミュレーションの計算負荷を軽減することができる。

また、近接領域Ｒ１（つまり建物１０の外周壁に沿う領域）の空気流値の計算（ステップＳ１０）と、建物１０内の空気流値の計算（ステップＳ１１）とは、同時に実行してもよい。たとえば、近接領域Ｒ１における空気流値の計算結果と、建物１０内の空気流値の計算結果とが（つまり近接する２つの領域における空気流値の計算結果が）整合するように演算処理を繰り返し実行することで、両領域における空気流値のシミュレーション精度をさらに高めることができる。

また、周辺領域Ｒ２を平面視した場合の（つまりＸＹ平面における）周辺領域Ｒ２の外周形状は、矩形形状に限定されるものではない。周辺領域Ｒ２の外周形状は、周辺建物１〜８を内側に含む形状であればよく、多角形状であってもよいし、外周の全体あるいは一部が曲線を有する形状であってもよい。

また、仮想的な起立面Ｗ１は、平面に沿って延びている必要はなく、たとえば曲面に沿って延びていてもよい。

また、シミュレーションにおいて、複数の仮想的な起立面Ｗ１が用いられてもよい。たとえば図９，１０に示す例のように周辺領域Ｒ２におけるＹ軸負方向側に位置する縁部に仮想的な起立面Ｗ１を設けるだけでなく、Ｙ軸正方向側に位置する縁部、Ｘ軸正方向側に位置する縁部およびＸ軸負方向側に位置する縁部の少なくとも一つの縁部にも、仮想的な起立面Ｗ１がさらに設けられてもよい。

また、仮想的な起立面Ｗ１から周辺領域Ｒ２に向かって進入する外気の進入方向は、起立面Ｗ１に直交する方向（法線方向）であってもよいし、それ以外の任意の方向であってもよい。

また、シミュレーションにおいて、周辺建物１〜８以外にも、堀等の空気流に影響を与える可能性のある構築物についてもモデリングを行い、その影響がシミュレーション結果に反映されるようにしてもよい。

また、周辺建物１〜８の全部あるいは一部が、今後建設が予定されている建物であってもよい。また、シミュレーションの対象となる建物１０が既築の建物であってよく、その場合にも、周辺建物１〜８の全部あるいは一部が、今後建設が予定されている建物であってもよい。

周辺建物は、建物１０を中心として半径４０ｍ以内の領域に位置する建物に制限してもよい。これによっても、計算負荷が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。なお、建物１０を中心として半径４０ｍ以内の領域の外側（たとえば〜５０ｍ以内の領域）に、比較的大きな高さ（たとえば１５ｍ程度）を有する建物が存在する場合には、シミュレーションの精度への影響が大きいと考えられるので、そのような建物は、周辺建物に含めるようにしてもよい。

シミュレーション結果は、空気流値以外にも種々の要素を含んでよい。たとえば、建物１０に含まれる複数の部屋のそれぞれにおける換気量が、シミュレーション結果に含まれてよい。

１〜８…周辺建物、１０…建物、１１，１１Ａ…シミュレーションシステム、３１…表示部（出力手段）、３２…操作部（入力手段）、４０…計算部（通風状態導出手段）。

Claims (6)

1. 建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムにおいて、
   前記建物に関する建物データの入力を受け付ける入力手段と、
   前記建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、前記近接領域の空気流値に基づいて、建物内の空気流値を求める通風状態導出手段と、
   前記建物内の空気流値を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記入力手段は、前記近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、
   前記通風状態導出手段は、前記周辺建物データに基づいて、前記近接領域の空気流値を求め、
   前記通風状態導出手段は、前記周辺領域、前記近接領域および前記建物内に分割領域を設定して、前記周辺領域、前記近接領域および前記建物内の空気流値を前記分割領域によって分割された分割領域ごとに求め、
   前記周辺領域に設定された前記分割領域は、前記近接領域および前記建物内に設定された分割領域よりも粗く設定される、
   シミュレーションシステム。
2. 建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムにおいて、
   前記建物に関する建物データの入力を受け付ける入力手段と、
   前記建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、前記近接領域の空気流値に基づいて、建物内の空気流値を求める通風状態導出手段と、
   前記建物内の空気流値を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記入力手段は、前記近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、
   前記通風状態導出手段は、前記周辺建物データに基づいて、前記近接領域の空気流値を求め、
   前記通風状態導出手段は、前記周辺領域に進入する外気の空気流値を用いて、前記近接領域の空気流値を求め、
   前記シミュレーションシステムは、地域、季節および時間帯と、空気流値とを対応付けて記憶する記憶部をさらに備え、
   前記入力手段は、地域、季節および時間帯を示すデータの入力を受け付け、
   前記通風状態導出手段は、前記入力手段で受け付けられた地域、季節および時間帯を示すデータから前記記憶部を参照して外気の空気流値を取得し、取得した外気の空気流値を前記周辺領域に進入する外気の空気流値として用いる、
   シミュレーションシステム。
3. 前記通風状態導出手段は、前記周辺建物データに基づいて、前記周辺領域の空気流値を求め、
   前記通風状態導出手段は、前記周辺領域の空気流値に基づいて、前記近接領域の空気流値を求める、請求項１または２に記載のシミュレーションシステム。
4. 前記周辺建物データは、前記周辺建物の位置および形状を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシミュレーションシステム。
5. 建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムによって実行されるシミュレーション方法において、
   前記建物に関する建物データの入力を受け付けるステップと、
   前記建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、前記近接領域の空気流値に基づいて、前記建物内の空気流値を求めるステップと、
   前記建物内の空気流値を出力するステップと、
   を含み、
   前記入力を受け付けるステップでは、近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、
   前記建物内の空気流値を求めるステップでは、前記周辺建物データに基づいて、近接領域の空気流値を求め、
   前記建物内の空気流値を求めるステップでは、前記周辺領域、前記近接領域および前記建物内に分割領域を設定して、前記周辺領域、前記近接領域および前記建物内の空気流値を前記分割領域によって分割された分割領域ごとに求め、
   前記周辺領域に設定された前記分割領域は、前記近接領域および前記建物内に設定された分割領域よりも粗く設定される、
   シミュレーション方法。
6. 建物内の空気流値をシミュレートするシミュレーションシステムによって実行されるシミュレーション方法において、
   前記建物に関する建物データの入力を受け付けるステップと、
   前記建物を取り囲む近接領域の空気流値を求めるとともに、前記近接領域の空気流値に基づいて、前記建物内の空気流値を求めるステップと、
   前記建物内の空気流値を出力するステップと、
   を含み、
   前記入力を受け付けるステップでは、近接領域を取り囲む周辺領域に配置された周辺建物を特定可能な周辺建物データを受け付け、
   前記建物内の空気流値を求めるステップでは、前記周辺建物データに基づいて、近接領域の空気流値を求め、
   前記建物内の空気流値を求めるステップでは、前記周辺領域に進入する外気の空気流値を用いて、前記近接領域の空気流値を求め、
   前記入力を受け付けるステップでは、地域、季節および時間帯を示すデータの入力を受け付け、
   前記建物内の空気流値を求めるステップでは、前記入力を受け付けるステップで受け付けられた地域、季節および時間帯を示すデータから、地域、季節および時間帯と、空気流値とを対応付けた記憶部を参照して外気の空気流値を取得し、取得した外気の空気流値を前記周辺領域に進入する外気の空気流値として用いる、
   シミュレーション方法。

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