JP6804058B2

JP6804058B2 - 直達日射関連時間計算システム、直達日射関連時間表示方法、プログラム、及び太陽存在時間データ

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Publication number: JP6804058B2
Application number: JP2016164412A
Authority: JP
Inventors: 潤吉原; 泰男柳澤
Original assignee: 株式会社インテグラル
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: JP2018032233A

Description

この発明は、敷地空間で日影がどの位置にどの程度の時間できるか計算・表示するための直達日射関連時間計算システムに関する。

従来より、建築予定の建物や既存の建物といった評価対象が、冬至等のある１日にどのような範囲の影を落とすかを示すために、日影図が用いられている。この日影図は、平面上で、影となる範囲を時間ごとに「等高線」のように表す図であり、評価対象が周辺エリアにもたらす日影の影響（すなわち、日照時間の影響）を把握することができる。

また、特許文献１では、周辺の建物等によって発生する日影を検証対象の建物に投影し、当該日影の時間的変化を３Ｄ表示によってシミュレーションすることができる日影シミュレーションシステムが提案されている。

特開２０１３−３７５２３号公報

しかしながら、従来の日影図や特許文献１の日影シミュレーションシステムは、建物が落とす平面上の影や、建物の壁面が（他の建物等から）受ける影を表すことができるに過ぎず、敷地空間において、周辺の隣棟等により日影となる時間（積算時間）を、当該敷地空間の各点について把握することはできない。

したがって、本発明の目的は、敷地空間において、周辺の建物といった障害物により日影となる日影時間や障害物に遮られることなく日向となる日向時間を、当該敷地空間の各点について３次元的に表現することができる直達日射関連時間計算システムを提供することにある。

また、本発明の目的は、敷地空間の各点の日影時間等を表す図形が、当該日影時間等に応じた表示態様で３Ｄ表示される直達日射関連時間計算システムを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、敷地空間における各図形の表示を、その図形が表す日影時間等に応じてオン／オフすることができ、また、指定した障害物を除去した状態での日影時間等のシミュレーションを行うことができる直達日射関連時間計算システムを提供することにある。

本発明は、以下のような直達日射関連時間計算システム、直達日射関連時間表示方法、プログラム、及び直達日射関連時間積算データを提供する。

本発明の第１の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する（例えば、図１３に示すような敷地等設定入力画面４０４の隣棟指定部や樹木指定部で指定された内容を入力する）障害物データ受信手段（例えば、図６に示す設定情報受信部１７１）と、
前記領域の上の３次元空間（例えば、図１４に示すような仮想壁面４２０により画定される３次元空間）に設定された複数の基準点（例えば、図１７（Ａ）に示すようなキューブ４３０の中心点）のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出手段（例えば、図６に示す日影時間積算部１７３）と、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様（例えば、図形の表示色）を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定手段（例えば、図６に示す図形表示態様設定部１７４）と、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成手段とを有し、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置される直達日射関連時間計算システム（例えば、図１（Ｂ）に示す直達日射関連時間計算システム２）。

このような本発明の構成によって、敷地空間において、周辺の建物といった障害物により日影となる日影時間や障害物に遮られることなく日向となる日向時間を、当該敷地空間の各点について３次元的に表現することができる。

本発明の第２の実施態様に係る発明は、第１の実施態様において下記の構成を有する。
前記ユーザの指示により、前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形が、前記図形に対応付けられた前記基準点の直達日射関連時間に応じて非表示となるよう制御される（例えば、図１９の表示範囲選択部５０４において「４時間以上」をチェックすると、図２１に示すように、４時間未満の日影時間である基準点に対応するキューブは非表示となる）。

このような本発明の構成によって、ユーザは、敷地空間において、所定の時間、日影又は日向となる基準点に関する図形のみを表示させる（又は表示させない）よう指示することができる。

本発明の第３の実施態様に係る発明は、第１又は２の実施態様において下記の構成を有する。
前記３次元空間において、前記領域のなかの建物の輪郭が、少なくとも前記図形と重複しない箇所では透過的に３Ｄ表示される（例えば、図１９に示すように、半透明の敷地内建物４０７’が太線で表示され、敷地内建物４０７’の壁面がキューブと交差する場合に、そのキューブの表面に、敷地内建物４０７’の壁面との交差面を示す太線が表示される）よう制御される。

このような本発明の構成によって、ユーザは、敷地空間において、建物の各位置に関し日影等が発生する場所と時間を把握することができる。

本発明の第４の実施態様に係る発明は、第１ないし３のいずれかの実施態様において下記の構成を有する。
前記直達日射関連時間算出手段は、前記ユーザが指定した期間に応じて、前記直達日射関連時間の算出を行う（例えば、図１４の３Ｄ日影確認設定入力部５０２に示すように、計算対象期間として冬、夏のいずれかを選択したり、その他の期間を個別に指定できる）よう制御される。

このような本発明の構成によって、ユーザは、所定期間における日影時間等の敷地空間における分布を把握することができる。

本発明の第５の実施態様に係る発明は、第１ないし４のいずれかの実施態様において下記の構成を有する。
前記直達日射関連時間算出手段は、前記ユーザの指示により、前記ユーザが選択した前記障害物を考慮しないで前記直達日射関連時間の算出を行う（例えば、図１４の３Ｄ日影確認設定入力部５０２に示すように、障害物である隣棟や樹木を日影計算において考慮しないよう一括又は個別に指定できる）よう制御する。

このような本発明の構成によって、ユーザは、敷地空間における日影時間等の分布を、特定の障害物を考慮した状況で把握することができる。

本発明の第６の実施態様に係る発明は、第１ないし５のいずれかの実施態様において下記の構成を有する。
前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形は六面体の形状であり（例えば、図１７（Ｂ）に示すような六面体のキューブとして表示される）、
前記六面体の中心のそれぞれに、対応する前記基準点が位置づけられ（例えば、図１７（Ｂ）に示すような六面体のキューブの中心に基準点が設定される）、
前記六面体と隣接する六面体とが同じ表示態様に設定された場合に、前記六面体と隣接する六面体を連結して表示する（例えば、図１６の３Ｄ表示部５０３に示すように、同じ表示態様の隣接する複数の六面体は連結されて１つの立方体として表示されている）ように構成される。

このような本発明の構成によって、ユーザは、敷地空間における日影時間等の分布を、日影時間等に基づいて表示態様が設定されたキューブの配置によって把握することができる。

本発明の第７の実施態様に係る発明は、第１ないし６のいずれかの実施態様において下記の構成を有する。
前記ユーザの指示により、前記領域の上にラインが設定された場合に（例えば、図３０に示すように、敷地４０６ａにラインＥ１〜Ｅ３、ラインＮ１〜Ｎ３が設定される）、
前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形を、前記ラインに沿った断面で表示する（例えば、図３１ないし図３３に示すように、ラインＥ１〜Ｅ３に沿ったキューブの断面が表示される）ように構成される。

このような本発明の構成によって、ユーザは、敷地空間における日影時間等の分布を、ユーザが指定したラインに沿った断面で把握することができる。

本発明の第８の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
直達日射関連時間計算システムにおいて実行される直達日射関連時間計算方法であって、
ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する障害物データ受信ステップと、
前記領域の上の３次元空間に設定された複数の基準点のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出ステップと、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定ステップと、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成ステップとを有し、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置される直達日射関連時間計算方法。

このような本発明の構成によって、敷地空間において、周辺の建物といった障害物により日影となる日影時間や障害物に遮られることなく日向となる日向時間を、当該敷地空間の各点について３次元的に表現することができる。また、第２ないし７のいずれかの実施態様をこの第８の実施態様に適用することができる。

本発明の第９の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
コンピュータを、
ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する障害物データ受信手段、
前記領域の上の３次元空間に設定された複数の基準点のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出手段、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定手段、及び、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成手段として動作させるプログラムであって、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置されるプログラム。

このような本発明の構成によって、敷地空間において、周辺の建物といった障害物により日影となる日影時間や障害物に遮られることなく日向となる日向時間を、当該敷地空間の各点について３次元的に表現することができる。また、第２ないし７のいずれかの実施態様をこの第９の実施態様に適用することができる。

本発明の第１０の実施態様に係る発明は、下記の構成を有する。
複数の区画のそれぞれに、時間を表すデータが対応付けられる太陽存在時間データであって、
ユーザにより指定された領域の周囲に仮想的に配置された、太陽の軌道に対応付けるための半球状領域に、前記複数の区画が設定され、
前記複数の区画のそれぞれには、所定位置から太陽を見た場合に、前記区画に太陽が存在する時間を表す太陽存在時間が対応付けられるように構成される。

このような本発明の構成によって、領域状の基準点、領域の周囲に仮想的に配置された半球状領域の区画、及び障害物データの位置関係に基づいて、当該基準点に関する日影時間等を容易に算出することができる。

本発明に係る直達日射関連時間計算システムによって、敷地空間において、周辺の建物といった障害物により日影となる日影時間や障害物に遮られることなく日向となる日向時間を、当該敷地空間の各点について３次元的に表現することができる。このような３次元表示を行うことによって、敷地空間の各点における日影時間等を容易に把握することができる。敷地空間内のどの点の日当たりがよいか（又は悪いか）を把握することで、当該敷地内に建物を建設する場合や、当該敷地内の建物を改修等する場合の参考にすることができる。

また、本発明に係る直達日射関連時間計算システムによって、敷地空間の各点の日影時間等を表す図形が、当該日影時間等に応じた表示態様で３Ｄ表示されるため、敷地空間内における日影時間等の分布を一目で把握することができる。

さらに、本発明に係る直達日射関連時間計算システムによって、敷地空間における日影時間等を表す各図形の表示を、その図形が表す日影時間等に応じてオン／オフすることができ、また、指定した障害物を除去した状態での日影時間等のシミュレーションを行うことができるため、敷地空間内の日影時間等の分布を、様々な切り口でユーザに提供することができる。

本発明に係る直達日射関連時間計算システムの概要を説明するための概略図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムのユーザ端末を構成するコンピュータのハードウエア構成の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムのサーバを構成するコンピュータのハードウエア構成の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムのユーザ端末に関する機能ブロック図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムのサーバに関する機能ブロック図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムのユーザ端末に関する機能ブロック図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムにおいて仮想的に設定される天球分割区画を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムにおいて仮想的に設定される天球分割区画を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムにおける日影時間計算・日影時間表示の手順の概略を示すフローチャートである。本発明に係る直達日射関連時間計算システムにおける太陽存在時間データの算出の手順を示すフローチャートである。本発明に係る直達日射関連時間計算システムの太陽存在時間データの例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムにおける、日影時間計算・日影時間表示の手順を示すフローチャートである。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される日影時間計算設定画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、仮想的に設定された敷地内建物が３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、日影時間２時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示されるキューブを示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される図形とキューブの表現を説明するための略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、仮想的に設定された敷地内建物と、日影時間２時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。図１９に示す３Ｄ日影確認画面における敷地範囲を、上方向からの視点で３Ｄ表示した略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、日影時間４時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、仮想的に設定された敷地内建物と、日影時間４時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。図２２に示す３Ｄ日影確認画面における敷地範囲を、上方向からの視点で３Ｄ表示した略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、日影時間６時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、仮想的に設定された敷地内建物と、日影時間６時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。図２５に示す３Ｄ日影確認画面における敷地範囲を、上方向からの視点で３Ｄ表示した略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、日影時間８時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、仮想的に設定された敷地内建物と、日影時間８時間以上のキューブが３Ｄ表示されている３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。図２８に示す３Ｄ日影確認画面における敷地範囲を、上方向からの視点で３Ｄ表示した略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される日影時間計算設定画面の他の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、Ｅ１における垂直断面を表示する３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、Ｅ２における垂直断面を表示する３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。本発明に係る直達日射関連時間計算システムで表示される、Ｅ３における垂直断面を表示する３Ｄ日影確認画面の例を示す略線図である。

最初に、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムの概要を、図１を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムは、いくつかのシステム構成をとることができ、図１には２つの代表的な構成が示されている。

また、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムでは、基準点から太陽を見た場合に太陽が障害物によって遮られる時間を表す日影時間、又は基準点から太陽を見た場合に太陽が障害物に遮られていない時間を表す日向時間を算出し、算出したこれらの時間に基づいて設定された表示態様の図形を、敷地上の３次元空間に配置するが、ここでは、日影時間に関して図形の表示を行うシステムを例にとって説明する。

図１（Ａ）に示す直達日射関連時間計算システム１は、いわゆるクライアントサーバシステムであり、ユーザ端末１０ａ、及びネットワーク３０を介してユーザ端末１０ａに接続されるサーバ２０を含んでいる。本実施形態では、ユーザ端末１０ａはＷＥＢクライアントとして動作し、サーバ２０は、ＷＥＢサーバとして動作する。

ユーザ端末１０ａが、指定した敷地上の空間について日影時間を計算・表示させるリクエスト５１（ｈｔｔｐプロトコルによるリクエスト）をネットワーク３０を介してサーバ２０に送信すると、サーバ２０は、太陽存在時間データ４１ａと、ユーザから指定された情報（地点、敷地データ、建物データ、障害物データ等）を用いて、敷地上の空間について１日における日影時間を計算し、計算結果をレスポンス５２（ＨＴＭＬデータ）として、ネットワーク３０を経由してユーザ端末１０ａに送信する。

ユーザ端末１０ａは、レスポンス５２を受信すると、ユーザ端末１０ａで実行されるＷＥＢブラウザでこれを解釈し、３Ｄの表示形態を含む所定の表示形態で、ユーザ端末１０ａのディスプレイに、敷地上の空間の複数の基準点について日影時間を表示する。

図１（Ａ）に示す直達日射関連時間計算システム１では、ＷＥＢシステムを構成するクライアントサーバシステムを例として挙げたが、ＷＥＢシステムを用いない、クライアントプログラムとサーバプログラムとの通信によって実現されるクライアントサーバシステムを用いることもできる。

太陽存在時間データ４１ａは、前もって他のコンピュータ（又は、サーバ２０）によって計算されていてもよいし、日影時間の計算が指示されたタイミング等、所定のタイミングでサーバ２０によって計算されたり、他のコンピュータからネットワーク等を介してダウンロードされるように構成してもよい。なお、太陽存在時間データ４１ａについては、後で詳細に説明する。

図１（Ｂ）に示す直達日射関連時間計算システム２は、いわゆるスタンドアロンシステムであり、ユーザ端末１０ｂが含まれる。

ユーザ端末１０ｂは、敷地上の空間について日影時間を計算・表示させる指示を受け取ると、インストールされたプログラムにより太陽存在時間データ４１ｂと、ユーザから指定された情報（地点、敷地データ、建物データ、障害物データ等）を用いて、敷地上の空間について１日における日影時間を計算し、３Ｄの表示形態を含む所定の表示形態で、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに、敷地上の空間の複数の基準点について日影時間を表示する。

太陽存在時間データ４１ｂは、前もって他のコンピュータ（又は、ユーザ端末１０ｂ）によって計算され、プログラムとともにユーザ端末１０ｂにインストールされていてもよいし、日影時間の計算が指示されたタイミング等、所定のタイミングでユーザ端末１０ｂによって計算されたり、他のコンピュータからネットワーク等を介してダウンロードされるように構成してもよい。なお、太陽存在時間データ４１ｂは、太陽存在時間データ４１ｂと同様の構成であり、これらは後で詳細に説明する。

図１では、本発明の実施形態に係る直達日射関連時間計算システムの構成について代表的な２つの例を挙げて説明したが、これ以外の様々な構成を用いて直達日射関連時間計算システムを実現することができる。

図２は、図１（Ａ）に示すユーザ端末１０ａのハードウエア構成を示す図である。ユーザ端末１０ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、メモリ１０２、音声出力装置１０３、ディスプレイコントローラ１０４、ディスプレイ１０５、入力機器インタフェース１０６、キーボード１０７、マウス１０８、外部記憶装置１０９、外部記録媒体インタフェース１１０、及びこれらの構成要素を互いに接続するバス１１１を含んでいる。さらに、ユーザ端末１０ａは、ネットワークインタフェース１２０を含んでいる。

ＣＰＵ１０１は、ユーザ端末１０ａの各構成要素の動作を制御し、ＯＳの制御下で、本発明に係る機能、すなわち、敷地上の空間の日影時間に関する情報をサーバ２０から受信し表示する機能等を実行する。

メモリ１０２は、不揮発性メモリであって、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリを含むＲＯＭ、及び揮発性メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される。マスクＲＯＭには、ユーザ端末１０ａの起動時に実行されるプログラム等が格納される。フラッシュメモリやＲＡＭには、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムや、それらのプログラムが実行中に作成・使用するデータが一時的に格納される。

音声出力装置１０３は、例えば、スピーカ等の機器であり、ＯＳの下で動作するアプリケーションから音声データを受け取り、音声を出力する。

ディスプレイコントローラ１０４は、ＣＰＵ１０１が発行する描画命令を実際に処理するための専用コントローラである。ディスプレイコントローラ１０４で処理された描画データは、例えば、一旦グラフィックメモリに書き込まれ、その後、ディスプレイ１０５に出力される。ディスプレイ１０５は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成される表示装置である。

入力機器インタフェース１０６は、キーボード１０７やマウス１０８から入力された信号を受信して、その信号パターンに応じて所定の指令をＣＰＵ１０１に送信する。なお、ディスプレイ１０５がタッチパネルで構成される場合、入力機器インタフェース１０６は、ユーザによるディスプレイのタッチを検知し、当該タッチの検知信号をＣＰＵ１０１に送信する。

外部記憶装置１０９は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような記憶装置であり、この装置内には上述したプログラムやデータが記録され、実行時に、必要に応じてそこからメモリ１０２のフラッシュメモリやＲＡＭにロードされる。

外部記録媒体インタフェース１１０は、可搬型の外部記録媒体１３０にアクセスして、そこに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータを外部記憶装置１０９やメモリ１０２に転送する。外部記録媒体インタフェース１１０には、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録面にアクセスする駆動装置や、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルで接続された機器に記憶されたデータにアクセスするＵＳＢインタフェースが含まれる。

ネットワークインタフェース１２０は、ネットワーク１４０に接続し、ネットワーク１４０を介したデータ送受信を制御する。ネットワーク１４０は、例えば、図１に示したネットワーク３０に対応する。

外部記録媒体１３０には、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムを記録することが可能である。外部記録媒体１３０に記録されているデータは、外部記録媒体インタフェース１１０を介して外部記憶装置１０９に格納され、プログラムであれば、実行時にメモリ１０２のＲＡＭにロードされる。

また、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムは、上述のネットワークインタフェース１２０を介して他のコンピュータから提供されてもよい。

図１（Ｂ）に示すユーザ端末１０ｂは、図２に示したユーザ端末１０ａのハードウェア構成と同様のものであるが、太陽存在時間データ４１ｂを、ネットワークを介して取得しない場合は、ネットワークインタフェース１２０を有しないように構成することができる。

図３は、サーバ２０のハードウエア構成を示す図である。サーバ２０は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、ネットワークインタフェース２０３、ディスプレイコントローラ２０４、ディスプレイ２０５、入力機器インタフェース２０６、キーボード２０７、マウス２０８、外部記憶装置２０９、外部記録媒体インタフェース２１０、及びこれらの構成要素を互いに接続するバス２１１を含んでいる。

ＣＰＵ２０１は、サーバ２０の各構成要素の動作を制御し、ＯＳの制御下で、本発明に係る各機能、すなわち、敷地上の空間の日影時間を計算によって求め、計算結果を送信する機能等を実行する。

メモリ２０２は、不揮発性メモリであって、マスクＲＯＭやフラッシュメモリを含むＲＯＭ、及び揮発性メモリであるＲＡＭから構成される。マスクＲＯＭには、サーバ２０の起動時に実行されるプログラム等が格納される。フラッシュメモリやＲＡＭには、ＣＰＵ２０１で実行されるプログラムや、それらのプログラムが実行中に使用するデータ等が一時的に格納される。

ネットワークインタフェース２０３は、ネットワーク２４０に接続し、ネットワーク２４０を介したデータ送受信を制御する。ネットワーク２４０は、例えば、図１に示したネットワーク３０に対応する。

ディスプレイコントローラ２０４は、ＣＰＵ２０１が発行する描画命令を実際に処理するための専用コントローラである。ディスプレイコントローラ２０４で処理された描画データは、例えば、一旦グラフィックメモリに書き込まれ、その後、ディスプレイ２０５に出力される。ディスプレイ２０５は、例えば、ＬＣＤ等で構成される表示装置である。

入力機器インタフェース２０６は、キーボード２０７やマウス２０８から入力された信号を受信して、その信号パターンに応じて所定の指令をＣＰＵ２０１に送信する。

外部記憶装置２０９は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような記憶装置であり、この装置内には上述したプログラムやデータが記録され、実行時に、必要に応じてそこからメモリ２０２のフラッシュメモリやＲＡＭにロードされる。

外部記録媒体インタフェース２１０は、可搬型の外部記録媒体２３０にアクセスして、そこに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータを外部記憶装置２０９やメモリ２０２に転送する。外部記録媒体インタフェース２１０には、例えば、ＣＤやＤＶＤなどの記録面にアクセスする駆動装置や、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルで接続された機器に記憶されたデータにアクセスするＵＳＢインタフェースが含まれる。

外部記録媒体２３０には、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムを記録することが可能である。外部記録媒体２３０に記録されているデータは、外部記録媒体インタフェース２１０を介して外部記憶装置２０９に格納され、プログラムであれば、実行時にメモリ２０２のＲＡＭにロードされる。

また、本発明に係る各機能を実現するためのプログラムは、上述のネットワークインタフェース２０３を介して他のコンピュータから提供されてもよい。

なお、サーバ２０に関する操作やサーバ２０を利用した機能については、このサーバ２０にリモート接続される別のコンピュータによって行われることが一般的であり、その場合、上述の、ディスプレイコントローラ２０４、ディスプレイ２０５、入力機器インタフェース２０６、キーボード２０７、マウス２０８等は特段必要のない構成要素となる。

図４は、ユーザ端末１０ａによって実行される機能を表す機能ブロック図である。ユーザ端末１０ａは、ＷＥＢアクセス制御部１５１、表示制御部１５２、入力制御部１５３、及びネットワークＩ／Ｆ部１５４を含む。また、ユーザ端末１０ａは、記憶装置１６０（図２の外部記憶装置１０９に対応）に、設定情報１６１、及び日影時間計算結果１６２を記憶する。日影時間計算結果１６２には、指定された敷地上の空間の各基準点に関する日影時間積算データが含まれる。

ＷＥＢアクセス制御部１５１は、ユーザの操作に応じて、サーバ２０にリクエストを送信し、レスポンスとしてサーバ２０からＨＴＭＬデータ受信する。

表示制御部１５２は、ＷＥＢアクセス制御部１５１によって受信したＨＴＭＬデータを解釈し、ディスプレイにＷＥＢページを表示するよう制御する。

入力制御部１５３は、ＷＥＢページ上でのユーザの操作により受信した入力データをＷＥＢアクセス制御部１５１を介してサーバ２０に送信する。

ＷＥＢアクセス制御部１５１、表示制御部１５２、及び入力制御部１５３は、この例では、実質的にＷＥＢブラウザが実施するものである。ＷＥＢブラウザによって、ユーザが入力した設定情報や日影時間計算・表示の指示がサーバ２０に送信され、サーバ２０から送信される日影時間計算結果が、例えば、３Ｄ表示といった表示形態でディスプレイに表示される。

ネットワークＩ／Ｆ部１５４は、図２に示したネットワークインタフェース１２０を制御して、ネットワーク１４０（図１のネットワーク３０に対応）を介して、サーバ２０との間のデータ送受信を実現する。

また、ユーザは、必要に応じて、ＷＥＢブラウザで指示を行い、入力した設定情報を記憶装置１６０の設定情報１６１として記憶させることができ、さらに、サーバ２０から受信した日影時間計算結果を、記憶装置１６０の日影時間計算結果１６２として記憶させることができる。

図５は、サーバ２０によって実行される機能を表す機能ブロック図である。サーバ２０は、ＷＥＢアクセス管理部２５１、設定情報受信部２５２、太陽存在時間データ算出部２５３、日影時間積算部２５４、図形表示態様設定部２５５、３Ｄ表示用データ送信部２５６、及びネットワークＩ／Ｆ部２５８を含む。

また、記憶装置２６０（図３の外部記憶装置２０９に対応）に、ＨＴＭＬデータ２６１、ユーザ管理データ２６２、太陽存在時間データ２６３、設定情報２６４、及び日影時間計算結果２６５を記憶する。日影時間計算結果２６５には、指定された敷地上の空間の各基準点に関する日影時間積算データが含まれる。

ＷＥＢアクセス管理部２５１は、ユーザ端末１０ａからリクエストを受信すると、これに応じたＨＴＭＬデータが、ユーザ端末１０ａにレスポンスとして送信される。ＨＴＭＬデータは、ＷＥＢページを表示するためのＨＴＭＬソース、３Ｄ表示用データ、画像データ、ＣＳＳデータ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）等を含み、これらは、記憶装置２６０に記憶されているＨＴＭＬデータ２６１を元に編集・生成される。

設定情報受信部２５２は、ＷＥＢアクセス管理部２５１を介して、ユーザ端末１０ａから、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、その設定情報を、記憶装置２６０の設定情報２６４に記憶する。当該設定情報は、敷地上の空間の日影時間を計算するために、後述する太陽存在時間データ算出部２５３や日影時間積算部２５４によって利用される。

太陽存在時間データ算出部２５３は、ＷＥＢアクセス管理部２５１を介して、ユーザ端末１０ａから、ユーザによる日影時間計算の指示があった場合に、設定情報に含まれる地点データ（計算対象となる敷地の地点を表すデータ）に基づいて、天球分割区画ごとに太陽が存在する時間（太陽存在時間データ４１ａ）を求める。ここで、天球分割区画は、敷地の周囲に仮想的に設定された半球状領域に割り当てられた複数の分割区画である。

また、太陽存在時間データ算出部２５３は、上述のように、太陽存在時間データ４１ａを前もって算出しておくことができ、さらに、他のコンピュータから取得するように構成することもできる。

日影時間積算部２５４は、上述の太陽存在時間データ４１ａと、設定情報に含まれる敷地データ、障害物データ等に基づいて、敷地上の３次元空間に設定した複数の基準点のそれぞれについて、どの天球分割区画の太陽が隣棟等の障害物に遮られているかを判定し、各基準点に関する日影時間を積算する。

図形表示態様設定部２５５は、各基準点に関連付けられた図形の表示態様を、対応する基準点に関する日影時間に応じて設定する。

３Ｄ表示用データ送信部２５６は、各基準点に関連付けられた図形を、図形表示態様設定部２５５により設定された表示態様で、対応する基準点に関する位置に３Ｄ表示するための３Ｄ表示用データを生成し、これをＨＴＭＬデータに含めて、あるいはＨＴＭＬデータとともにＷＥＢアクセス管理部２５１を介してユーザ端末１０ａに送信する。

ネットワークＩ／Ｆ部２５７は、図３に示したネットワークインタフェース２０３を制御して、ネットワーク２４０（図１のネットワーク３０に対応）を介して、ユーザ端末１０ａとの間のデータ送受信を実現する。

また、記憶装置２６０には、ユーザ管理データ２６２が記憶されているが、これは、複数のユーザ端末１０ａがアクセスしてサーバ２０を利用しようとする場合に、各ユーザの認証を行うための、実行許諾有無、ユーザＩＤ、パスワード等を記憶する。

図６は、スタンドアロンコンピュータとして機能するユーザ端末１０ｂによって実行される機能を表す機能ブロック図である。ユーザ端末１０ｂは、設定情報受信部１７１、太陽存在時間データ算出部１７２、日影時間積算部１７３、図形表示態様設定部１７４、表示制御部１７５、及び入力制御部１７６を含む。

また、記憶装置１８０に、太陽存在時間データ１８１、設定情報１８２、及び日影時間計算結果１８３を記憶する。日影時間計算結果１８３には、指定された敷地上の空間の各基準点に関する日影時間積算データが含まれる。

設定情報受信部１７１は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、その設定情報を、記憶装置１８０の設定情報１８２として記憶する。当該設定情報は、敷地上の空間の日影時間を計算するために、後述する太陽存在時間データ算出部１７２や日影時間積算部１７３によって利用される。

太陽存在時間データ算出部１７２は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる日影時間計算の指示があった場合に、設定情報に含まれる地点データ（計算対象となる敷地の地点を表すデータ）に基づいて、天球分割区画ごとに太陽が存在する時間（太陽存在時間データ４１ｂ）を求める。

また、太陽存在時間データ算出部１７２は、上述のように、太陽存在時間データ４１ｂを前もって算出しておくことができ、さらに、他のコンピュータから取得するように構成することもできる。

日影時間積算部１７３は、上述の太陽存在時間データ４１ｂと、設定情報に含まれる敷地データ、障害物データ等に基づいて、敷地上の３次元空間に設定した複数の基準点のそれぞれについて、どの天球分割区画の太陽が隣棟等の障害物に遮られているかを判定し、各基準点に関する日影時間を積算する。

図形表示態様設定部１７４は、各基準点に関連付けられた図形の表示態様を、対応する基準点に関する日影時間に応じて設定する。

表示制御部１７５は、各基準点に関連付けられた図形を、図形表示態様設定部１７４により設定された表示態様で、対応する基準点に関する位置に３Ｄ表示する（ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示する）よう制御する。また、設定情報を入力するための画面等、ユーザの操作に応じて、様々な画面をユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示するよう制御する。

入力制御部１７６は、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面におけるユーザの操作を入力するよう制御する。上述した各機能部は、当該入力に応じて所定の処理を実行する。

次に、図７ないし図１２を参照して、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムにおける日影時間計算方法、日影時間表示方法について説明する。なお、上述の通り、本発明の直達日射関連時間計算システムでは、クライアントサーバシステムやスタンドアロンシステムを含む様々な構成のコンピュータシステムで実現可能であるが、ここでは、本発明の直達日射関連時間計算システムが、ユーザ端末１０ｂによるスタンドアロンシステムで実現されるものとして説明する。

図７は、日影時間の計算において利用する半球状領域３１０の一例を表している。半球状領域３１０は、計算対象の敷地上に構成される３次元空間３０４の上空を取り囲むよう配置された仮想的な半球状の領域である。また、半球状領域３１０は、複数の区画（以降、天球分割区画と称する）に分割され、それぞれの天球分割区画に、３次元空間３０４の基準点からみた太陽３００の存在時間（太陽存在時間）が対応付けられる。

本実施形態では、３次元空間３０４の内部に複数の基準点（例えば、敷地上の３次元空間を格子状に区切って得られた複数の六面体にそれぞれ関連付けられた点）を設定し、各基準点について、どの天球分割区画の太陽が遮られていたかを判定し、その遮られていた天球分割区画の太陽存在時間を積算することにより、簡易的な日影時間の計算を可能にしている。例えば、図７では、隣棟３０５ａや、隣棟３０５ｂが、各基準点について太陽を遮る障害物となりうる。

図８は、図７に示した半球状領域３１０に設定された天球分割区画をさらに詳細に示した図である。図８（Ａ）は、図７に示した半球状領域３１０を、真上、すなわち、図７の矢印Ｘの方向から見た図であり、図８（Ｂ）は、図７に示した半球状領域３１０を、水平方向から見た図である。

図８（Ａ）に示すように、半球状領域３１０に設定された天球分割区画は一定の方位角で分割されており、円の中心から放射状に延びる直線によって１６の扇形に等分されるよう設定され（ｉ＝１〜１６）、それぞれの扇形の中心角は２２．５°となっている。

また、図８（Ｂ）に示すように、天球分割区画は、半円を水平方向に９分割するよう設定され（ｊ＝１〜９）、半球状領域３１０の表面には、９つの同心円が形成される（図８（Ａ）参照）。これら９つの同心円に関する高度角（すなわち、同心円と半球状領域３１０を球体としたときの中心がなす角）は、それぞれ１０°、２０°、・・・９０°であり、高度角の刻み幅は、１０°という一定の角度となっている。

したがって、半球状領域３１０は、上方向から１６分割、水平方向に９分割され、図８（Ａ）に示すように、全体で１４４の区画（天球分割区画）が設定される。天球分割区画のそれぞれは、図８（Ａ）に示すハッチングで示された天球分割区画Ｒ（５，４）のように、ｉとｊの２次元配列で特定することができる。また、ｉ＝１〜１４４のように、１次元配列で管理することも可能である。

なお、図８に示すような天球分割区画は一例に過ぎず、他の様々な天球分割区画や分割方法を採用することができる。例えば、図８のような、一定の方位角、高度角で天球を分割するのではなく、太陽の軌道となる区画について、分割の間隔をより小さくすることで、計算量を増大させずに簡易計算の精度を向上させることができる。

また、季節や地点によって、太陽の軌道が異なるので、季節や地点に応じて天球分割区画の分割方法を変えることも考えられる。

さらに、分割の間隔を小さくして天球分割区画の数をより多くすることにより、簡易計算の精度を向上させることもできる。なお、この場合、天球分割区画の数が多くなればなるほど、各基準点における日影時間計算に時間がかかり、結果的に日影時間に係る３Ｄ表示が遅くなるため、天球分割区画の数については、このような精度と表示速度とのトレードオフの関係を考慮する必要がある。

次に、図９のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムにおける日影時間計算、及び日影時間表示の方法を概略説明する。

最初に、ステップＳ３１において、ユーザがユーザ端末１０ｂに入力した地点、敷地、障害物、計算対象期間に関する情報を含む設定情報を受信し、地点の情報に基づいて、天球分割区画ごとの太陽存在時間を算出する。こうして算出された太陽存在時間データ４１ｂは、太陽存在時間データ１８１として記憶装置１８０に記憶される。

その後、ステップＳ３２において、設定情報から、計算対象とする敷地を特定し、ステップＳ３３において、特定された敷地上の３次元空間内に複数の基準点を設定する。基準点は、例えば、敷地上の３次元空間を格子状に区切り、その結果得られた各六面体の中心点である。ユーザは、３次元空間をどのような数（サイズ）、形状で分割するかを設定することができる。

次に、ステップＳ３４において、３次元空間内の各基準点に関して、どの天球分割区画の太陽が遮られるかを判定する。この判定は、設定情報として入力された障害物の情報（例えば、隣棟の位置や高さ等）と各基準点の座標を用いた計算により行われる。

次に、ステップＳ３５において、各基準点について、太陽が遮られていた天球分割区画の太陽存在時間を、その基準点に対応付けて積算し、基準点ごとの日影時間を求める。

ステップＳ３６において、各基準点に対応する図形の表示態様を、基準点ごとに求めた日影時間に基づいて設定する。例えば、各基準点に対応する図形は、３次元空間を格子状に区切った結果得られた六面体であって、各六面体は、この３次元空間内で互いに隣接して配置される。また、各六面体の表面は、対応する各基準点の日影時間が長いほど、濃い色に着色される。

次に、ステップＳ３７において、各図形を、設定された表示態様で、対応する基準点に関連する位置に３Ｄ表示する。

次に、図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムにおける太陽存在時間データの算出処理について説明する。

最初に、ステップＳ４１において、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、設定情報に含まれる対象地点を取得し、この対象地点を計算対象地点にセットする。

次に、ステップＳ４２において、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示された画面から、ユーザによる設定情報の入力があった場合に、設定情報に含まれる計算対象期間を取得し、この計算対象期間の最初の日時を、計算スタート時の計算対象日時としてセットする。

その後、ステップＳ４３において、計算対象日時が計算対象期間の最後の日時となり、全ての期間について処理が終了したか否かが判定される。全ての期間についての処理が終了していない場合（ステップＳ４３のＮＯ）、ステップＳ４４に進み、そこで、計算対象地点における、計算対象日時での太陽の位置を求める。

次に、ステップＳ４５において、対象地点（緯度・経度）と太陽の位置から、このときの太陽に対応する天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を求め、ステップＳ４６において、求めた天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応する積算時間Ｈ（ｉ，ｊ）に、太陽存在時間（この例では１分）を積算する。

その後、ステップＳ４７において、次の日時（この例では、１分後の日時）を計算対象日時にセットしてステップＳ４３に進み、再び、全ての期間について処理が終了したか否かの判定が行われる。

ステップＳ４３において、全ての期間について処理が終了したと判定された場合（ステップＳ４３のＹＥＳ）、ステップＳ４８において、計算対象期間における太陽存在時間が積算されている積算時間Ｈ（ｉ，ｊ）のそれぞれを、計算対象期間の日数で割って、日単位の太陽存在時間とする。

このような処理によって、それぞれの天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応して積算時間Ｈ（ｉ，ｊ）が計算され、結果的に太陽存在時間データが生成される。

なお、図１０の例では、太陽の軌道から１分ごとの太陽の位置を計算し、これによる存在時間を対応する天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に当てはめるようにして太陽存在時間データを算出しているが、他の様々な方法で太陽存在時間データを算出することができる。例えば、それぞれの天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の端部が太陽の軌道と重なる２点を求めて、その２点を通る太陽の時間を積算することで太陽存在時間データを算出することもできる。

また、この例では、ユーザが指定した対象地点（緯度・経度）と太陽の位置から、このときの太陽に対応する天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）を求めているが、他の地点や、他の複数の地点を利用するようにしてもよい。

図１１は、図１０に示すような処理によって算出された、ある地点における太陽存在時間データ１８１の例を示しており、計算対象期間が夏期（７月〜９月）である場合と冬期（１２月〜２月）である場合の２つのパターンが示されている。天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応する太陽存在時間Ｈ（ｉ，ｊ）は、１日における太陽存在時間であり、それぞれ分の単位で表されている。例えば、夏期の太陽存在時間Ｈ（６，６）は、２３．５となっており、この区画に２３分３０秒存在することを表している。

図１１の例では、ｉ＝２〜５、１３〜１５については省略しているが、積算の結果、太陽の軌道に沿って、太陽存在時間がゼロより大きくなっていることが分かる。

次に、図１２のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システムにおける日影時間計算、及び日影時間表示の方法を詳細に説明する。

最初に、ステップＳ８１において、ユーザがユーザ端末１０ｂに入力した地点、敷地、障害物等の設定情報を受信する。地点は、敷地の代表位置を示す情報であって、計算対象地点として利用されるものであり、例えば、緯度・経度の情報からなる。

次に、ステップＳ８２において、ユーザがユーザ端末１０ｂに入力した計算対象期間を受信する。ユーザは、この計算対象期間として、例えば、夏期・冬期といった、あらかじめ設定されている所定の期間から選択することもできるし、特定の１日（例えば、冬至や夏至の１日）や特定の期間を指定することもできる。

また、本実施形態では、代表的な地域や都市における所定の期間の太陽存在時間データ１８１を事前にいくつか算出しておいて、ユーザが、こうした事前に算出された太陽存在時間データ１８１のなかから、所望のものを選択するようにすることもできる。

次に、ステップＳ８３において、指定した地点と計算対象期間に基づいて、太陽存在時間データ１８１を算出する。太陽存在時間データ１８１は、例えば、図１０に説明した処理を行うことによって求められる。

ここで、直達日射関連時間計算システムは、ステップＳ８４で、ユーザから日影時間計算の指示があったか否かを判定し、日影時間計算の指示があるまで、当該判定を繰り返す。ユーザから日影時間計算の指示があった場合（ステップＳ８４のＹＥＳ）、ステップＳ８５に進み、そこで、指定された敷地上の３次元空間に複数の基準点を設定する。３次元空間の高さや基準点の間隔等は、ユーザによって指定される。

次に、ステップＳ８６において、上記の複数の基準点のなかから１つの基準点を選択し、計算対象としてセットする。

次に、ステップＳ８７において、全ての基準点についての処理が完了したか否かが判定され、基準点の処理が完了していない場合は（ステップＳ８７のＮＯ）、ステップＳ８８において、計算対象の基準点から見て、各天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の位置にある太陽が、ユーザにより設定された障害物のデータに基づいて遮られるか否かを判定し、判定結果を、天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）に対応する障害物有無計数Ｏ（ｉ，ｊ）にセットする。

次に、ステップＳ８９において、各天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）の太陽存在時間Ｈ（ｉ，ｊ）と、障害物有無計数Ｏ（ｉ，ｊ）に基づき、計算対象の基準点に関する日影時間を積算する。

例えば、障害物有無係数Ｏ（ｉ，ｊ）に、障害物なしの場合「０」、障害物ありの場合「１」をセットする、積算日影時間［時間］は、以下の式により求められる。
積算日影時間＝Σ_{ｉ＝１〜１６，ｊ＝１〜９}（天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）における積算日影時間）
＝Σ_{ｉ＝１〜１６，ｊ＝１〜９}（Ｈ（ｉ，ｊ）×Ｏ（ｉ，ｊ））・・・式１

次に、ステップＳ９０は、次の基準点を計算対象としてセットし、ステップＳ８７に進む。

一方、ステップＳ８７において、全ての基準点についての処理が完了したと判定された場合は（ステップＳ８７のＹＥＳ）、ステップＳ９１において、各基準点に対応する図形の表示態様を、その基準点に関して積算された日影時間に応じて設定する。例えば、図形は、六面体、正六面体、球体といった図形にすることができ、サイズを設定することもできる。また、日影時間が長いほど図形の表面を濃い色に着色するといった表示を行うことができる。

なお、図形の色数をいくつにするか（言い換えれば、日影時間を何段階に設定するか）については、様々に設定することができる。ユーザが選択するようにしてもよい。図形のサイズを小さくして色数を多くすれば、色や濃淡が連続した階調で表示され、なめらかなグラデーション表示が実現される。

次に、ステップＳ９２において、各図形の表示位置を、対応する基準点の位置に基づいて設定する。例えば、対応する基準点を中心点として図形を所定方向に配置するようにできる。

次に、ステップＳ９３において、各図形を、設定された表示形態・表示位置でユーザ端末１０ｂのディスプレイに３Ｄ表示する。なお、サーバ２０では、このような３Ｄ表示を行うための関連データをユーザ端末１０ａに送信する。

なお、ここでは詳細を省略するが、３Ｄ表示は、例えば、既存の３Ｄ表示プログラム（モジュール）によって実行され、ユーザが、３Ｄ表示に対して、回転や拡大・縮小の指示を行うと、これに応じて、３Ｄ表示の視点が変化したり、拡大・縮小が行われたりする。

なお、本実施形態では、図１２に示すような方法で、敷地上の３次元空間における複数の基準点に関する日影時間を求めることとしたが、他の方法を利用して日影時間を求めることもできる。例えば、従来の平面の日影図を求める計算方法を、高さを変えて何層も実施することで、敷地上の３次元空間における各基準点の日影時間を求めることができる。なお、日影時間を求める従来の計算方法として、様々なものが存在する。

次に、図１３ないし図３３を参照して、本発明の一実施形態に係る直達日射関連時間計算システム２によりユーザ端末１０ｂのディスプレイに提供されるＧＵＩについて説明する。

図１３は、ユーザがユーザ端末１０ｂに対し所定の操作を行うことで表示される日影時間計算設定画面４００の例である。日影時間計算設定画面４００には、メニュー表示部４０１、及び方位表示部４０２が表示され、メニュー表示部４０１の下部には、敷地や隣棟等が表示されるＣＡＤ画面が配置される。

ここで、ユーザがメニュー表示部４０１の敷地等設定入力をマウス等で選択（クリック）すると（矢印４０３）、図１３の左下に示すような敷地等設定入力画面４０４がポップアップ表示される。敷地等設定入力画面４０４には、方位・地点指定部、敷地指定部、敷地内建物指定部、隣棟指定部、樹木指定部、及び垂直断面指定部が配置される。

方位・地点指定部では、上述した日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面に表示される敷地や隣棟等の方位を指定するためのＧＵＩが提供される。こうした方位の指定に応じて、日影時間計算設定画面４００に方位表示部４０２が表示される。

また、方位・地点指定部では、計算対象となる敷地の地点を緯度、及び経度で入力するためのＧＵＩが提供される。こうした地点の指定によって、太陽存在時間データ１８１を算出する際に、入力された地点にしたがって太陽の軌道が計算されることになる。

なお、この計算対象の敷地の位置に近い地位や都市を、選択肢のなかから選択するようにすることもでき、その場合、太陽存在時間データ１８１の算出には、選択された地域・都市の緯度・経度が用いられる。

敷地指定部では、計算対象の敷地を指定するためのＧＵＩが提供される。例えば、ＢＯＸボタンにより矩形を指定したり、ＬＩＮＥボタンで複数の直線を指定したり、数値ボタンで複数の点の座標を指定したりすることにより敷地の領域を指定することができる。なお、この数値ボタンで指定される敷地は、矩形であるとは限らない。図１３の例では、敷地指定部での指定により、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面に、敷地４０６ａが表示されている。

敷地内建物指定部では、敷地内の建物の位置を指定するためのＧＵＩが提供される。例えば、ＬＩＮＥ位置指定ボタンにより、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面の敷地４０６ａに、ユーザにより位置の変更が可能な４本のラインが示され、ユーザは、これらのラインの位置を操作することにより、敷地内の建物の位置を指定することができる。図１３の例では、敷地４０６ａに、４本のラインで囲まれた領域４０７が指定され、この領域４０７が建物の位置となる。なお、敷地内建物指定部では、敷地内の建物の高さや各階の高さ等を指定することができる。

隣棟指定部では、計算対象の敷地に隣接する領域と、その隣接領域に建てられた建物（隣棟）を指定するためのＧＵＩが提供される。例えば、ＢＯＸボタンにより矩形を指定したり、ＬＩＮＥボタンで複数の直線を指定したり、多角形ボタンで複数の多角形のパターンから１つを選択したりすることにより、複数の隣接領域と隣棟を指定することができる。また、隣棟のそれぞれについて、軒高を指定することができる。

さらに、隣棟指定部では、隣棟のそれぞれについて、屋根の設定を行うことができる。ユーザが、隣棟指定部に配置されている屋根設定ボタンをマウス等で選択すると、図１３の右下に示すような屋根設定画面４０５がポップアップ表示される。屋根設定画面４０５では、屋根形状指定部と勾配等指定部が配置され、屋根形状指定部では、切妻や寄棟といった屋根の形状を選択することができ、勾配等指定部では、屋根の勾配、軒の出、ケラバの出等の値を入力することができる。

図１３の例では、このような隣棟指定部での指定により、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面に、隣接領域４０６ｂ、隣接領域４０６ｃ、隣接領域４０６ｄが表示され、さらに、隣接領域４０６ｂには隣棟４０８が、隣接領域４０６ｃには隣棟４１０が、隣接領域４０６ｄには隣棟４０９が表示されている。隣棟は、計算対象の敷地上の３次元空間に影を落とす障害物となりうるため、隣棟の位置、高さ、屋根の形状等は、直達日射関連時間計算システムにおいては重要な要素となりうる。

なお、このような隣棟に関する情報は、ユーザから指定されるものとは限らない。例えば、所定の地図データから隣棟に関するデータを取得し、敷地の位置等に基づいて、隣棟に関する情報が自動的に設定されるようにすることもできる。

樹木指定部では、周辺の樹木（常緑樹、落葉樹）を配置することができ、これらの指定が、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面に反映される。樹木は、計算対象の敷地上の３次元空間に影を落とす障害物となりうるため、樹木の位置や高さ等は、直達日射関連時間計算システムにおいては重要な要素となりうる。このような樹木の形状は、便宜上、葉と幹からなる所定の形状を用いることができる。また、常緑樹については、夏期・冬期ともに葉と幹を障害物として考慮し、落葉樹については、夏期は葉と幹を障害物とし、冬期は幹のみを障害物（あるいは障害物なし）として考慮することができる。

垂直断面指定部では、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面に表示された敷地４０６ａに対して、断面を表示するためのラインを設定することができる。図１３の例では、ラインは、東側の断面を表示するためのライン、西側の断面を表示するためのライン、南側の断面を表示するためのライン、北側の断面を表示するためのラインを、断面設定追加ボタンによりそれぞれ複数設定することができる。これらのラインに沿って、日影時間に応じて着色された図形の断面が表示されることになる。

図１３に示す日影時間計算設定画面４００は、図１３で各種設定入力がされた後の状態を示しており、日影時間計算設定画面４００のＣＡＤ画面には、ユーザの設定操作に応じて、敷地４０６ａ、隣接領域４０６ｂ、隣接領域４０６ｃ、隣接領域４０６ｄ、隣棟４０８、隣棟４０９、及び隣棟４１０が示されている。

ユーザは、メニュー表示部４０１の３Ｄ敷地確認をマウス等で選択すると、上記の敷地４０６ａや敷地４０６ａに設定した敷地内建物のほか、隣接領域や隣棟を３Ｄ表示にて確認することができる。

ここで、ユーザがメニュー表示部４０１の３Ｄ日影確認をマウス等で選択すると、ユーザ端末１０ｂのディスプレイの表示が、図１４に示すような３Ｄ日影確認画面５００に遷移する。

図１４に示す３Ｄ日影確認画面５００には、方位表示部５０１、３Ｄ日影確認設定入力部５０２、３Ｄ表示部５０３、表示範囲選択部５０４、及び３Ｄ操作指示部５０５が配置される。

方位表示部５０１は、３Ｄ表示部５０３に示された敷地４０６ａ等の方位を示している。

３Ｄ日影確認設定入力部５０２は、ユーザに、日影計算のためのさらなる設定入力を可能とするものである。季節指定部は、計算対象期間を指定するものであり、図１４の例では、冬期と夏期がマウス等により選択可能となっており、「冬期」が選択されている。この選択に応じて、日影時間の計算の際に、対応する冬期の太陽存在時間データ１８１が用いられる。

計算期間指定部では、設定ボタンをマウス等で選択することによって、計算期間を個別に設定することができる。冬期、夏期以外の期間を設定することもできるし、１年や１日といった期間を選択することもできる。

計算条件指定部では、敷地上の３次元空間の壁面の高さ、敷地上の３次元空間の水平面に関する計算区画のサイズ、及び敷地上の３次元空間の垂直面に関する計算区画（ここでは、壁面間隔）のサイズを指定する。こうした指定により、敷地上の３次元空間が、縦、横、高さがそれぞれ１８２０ｍｍの正六面体（ここでは、これ以降、「キューブ」と称する）に分割され、そのキューブの中心が、日影計算を行う基準点として設定される。

ユーザが設定ボタンをマウス等で選択して、上記の計算区画、壁面間隔の値をより小さく設定することができ、その場合、３次元空間内における日影時間の変化をより詳細な単位で把握することができる。

障害物指定部では、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した隣棟や樹木について、日影計算の際に実際に考慮するか否かを指定することができる。また、個別設定ボタンをマウス等で選択することにより、隣棟に対して、個々に考慮するか否かを選択することができる（樹木についても同様の仕様とすることができる）。

さらに、３Ｄ表示部５０３に表示された隣棟等の障害物をマウス等によって直接選択し、日影計算の際に考慮するか否かを切り替えることができる。このとき、日影計算の際に考慮されるか否かに応じて、障害物の表現方法を切り替えることができる。例えば、日影計算において考慮される障害物がカラーのポリゴンで表現されている場合に、日影計算の対象外となった障害物については、ポリゴンを消去しワイヤーのみで表現することができる。

上述した３Ｄ日影確認設定入力部５０２による設定、及び表示範囲選択部５０４の設定を行った後、ユーザは、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等で選択し、３Ｄ日影時間の計算と日影時間の表示を行うことできる。

３Ｄ表示部５０３には、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地、隣接領域、隣棟が３Ｄ表示されており、これは、図１３の日影時間計算設定画面４００の３Ｄ敷地確認ボタンをマウス等で選択した場合に表示される３Ｄ表示と同様のものである。ただし、図１４の例では、説明の便宜上、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物の表示は省略されている。

また、３Ｄ表示部５０３には、計算条件指定部での指定に応じて、敷地４０６ａに、計算区画に対応するサイズで区切られた格子模様（グリッド又はメッシュ）が表示されている。さらに、３Ｄ表示部５０３には、敷地上の３次元空間の外周を表す仮想壁面４２０が表示され、この仮想壁面の高さは、計算条件指定部での指定に応じて６４００ｍｍに設定されている。なお、ここでは省略されているが、影ができる位置が把握しやすいように、仮想壁面４２０に格子模様（メッシュ）を表示することができる。

３Ｄ操作指示部５０５は、３Ｄ表示部５０３に表示された３Ｄ表示に対して指示を行う。例えば、印刷ボタンにより３Ｄ表示の印刷を可能とし、拡大ボタンにより３Ｄ表示の拡大を可能とし、縮小ボタンにより３Ｄ表示の縮小を可能とする。また、移動ボタンをマウス等により選択した後、マウスカーソルを３Ｄ表示上で移動させれば、その移動に応じて、３Ｄ表示の内容が移動する。また、回転ボタンをマウス等により選択した後、マウスカーソルを３Ｄ表示上で移動させれば、その移動に応じて、３Ｄ表示は、視点の異なる３Ｄ表示に遷移する。

３Ｄ操作指示部５０５の凡例ボタンがマウス等により選択されると、日影時間ごとにどの色（本明細書の図面では、色の違いを異なるハッチングで表すものとする）でキューブが着色されているかを示す凡例表示部５０６がポップアップ表示される。この例では、日影時間が０時間以上２時間未満の色、日影時間が２時間以上４時間未満の色、日影時間が４時間以上６時間未満の色、日影時間が６時間以上８時間未満の色、日影時間が８時間以上の色がそれぞれ示されている。

日影時間ごとに設定される色は、例えば、日影時間が長いほど濃い色とすることができ、このようにすることで、日影時間が短い空間から長い空間への遷移を容易に把握することができる。また、計算期間指定部で指定された夏期や冬期といった計算期間に応じて、日影時間と色との対応関係や１色に対応付けられる日影時間の範囲（日影分布表示パターン）を変更することもできる。

表示範囲選択部５０４には、日影時間が所定時間以上であるキューブを表示するためのチェックボックスが設けられており、例えば、「４時間以上」のチェックボックスがチェックされると、日影時間が４時間以上であるキューブが表示される。すなわち、凡例表示部５０６に示されるような、日影時間が４時間以上６時間未満の色、日影時間が６時間以上８時間未満の色、日影時間が８時間以上の色のキューブがそれぞれ、３Ｄ表示部５０３に表示されることになる。

当該チェックボックスのオン／オフは、一旦、日影時間の計算が行われた後でも変更することができ、それによって、ダイナミックに所定時間以上の日影時間となるキューブを表示させることができる。

また、表示範囲選択部５０４は、３Ｄ日影確認設定入力部５０２の季節指定部で冬期が選択されたことに応じて、冬の日影分布表示パターンが示されている。

図１５に示す３Ｄ日影確認画面５００では、３Ｄ表示部５０３に、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物４０７’が太線の輪郭を持った半透明の図形として表わされている。なお、図１５の例では、敷地内建物４０７’が２階建ての建物として表示され、２階の床部分の状況も把握することができるが、以降に図示する敷地内建物４０７’では、見やすさのために２階の床部分の表示を省略する。

図１３の日影時間計算設定画面４００で３Ｄ日影確認ボタンを選択した場合に、最終的に示される形態は、図１５に示す３Ｄ日影確認画面５００である。

ここで、表示範囲選択部５０４の日影時間が２時間以上に対応するチェックボックスをマウス等で選択し（矢印５１０）、次に、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等により選択すると（矢印５１１）、図１６に示すように、日影時間２時間以上の基準点に対応するキューブが仮想壁面４２０の内側に表示されることになる。

図１６は、図１５の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００である。図１６の例では、３Ｄ表示部５０３において、仮想壁面４２０の内側に、日影時間２時間以上の基準点に対応する図形（キューブ）が、日影時間に応じた色（ハッチング）によって表現されている。この例では、同じ色に設定されたキューブが隣接する場合、それらのキューブは連結した１つの立方体として表現される。

また、この例では、表示範囲選択部５０４で日影時間２時間以上に対応するチェックボックスがチェックされているため、日影時間が０時間以上２時間未満（すなわち、日当たりの良い空間）である基準点に対応する図形（キューブ）は表示されていない。

なお、ここでは、説明の便宜上、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物の表示は省略されている。

３Ｄ表示部５０３での３Ｄ表示で分かるように、仮想壁面４２０の内側は、敷地４０６ａの南側に位置する隣棟４１０、隣棟４０９の影響により、比較的高い位置まで日影となる空間が存在していることが分かる。また、仮想壁面４２０の内側に積み上げられたキューブは、上層部分は日影時間２時間以上４時間未満のものが多く観察され、日影時間８時間以上といった長く日影になる空間は、（この時点では）下層のほうに存在すると予想される。

このような表示状態で、３Ｄ操作指示部５０５の回転ボタンによる操作を行うことにより、３Ｄ表示の視点を変更することができ、様々な角度から日影時間の分布を確認することができる。なお、隣棟４０８、隣棟４０９、隣棟４１０、及び仮想壁面４２０は、透過状態で表示されているため、様々な視点から、キューブの位置や色を確認することができる。

キューブのサイズは、上述のように、計算条件（計算区画、壁面間隔）で任意に設定されるが、本明細書では、説明の便宜のために、比較的大きなサイズとしている。詳細に日影時間の分を把握するため、キューブのサイズをより小さく設定可能であることは言うまでもない。

ここで、基準点とその基準点に対応する図形の関係について、図１７を参照して説明する。

図１７（Ａ）には、図１６の３Ｄ日影確認画面５００に示した仮想壁面４２０の内側に積み上げられたキューブの１つ（キューブ４３０）が取り出され、示されている。仮想壁面４２０の底辺に対応する敷地４０６ａには、ユーザが設定した計算区画のサイズでグリッドが表示されている。

図１７（Ｂ）には、図１７（Ａ）に示したキューブ４３０とその中心点４３０ａが示されており、本実施形態では、この中心点４３０ａの位置（座標）が基準点となり、当該基準点に基づいて計算した日影時間に応じてキューブ４３０の色が決定される。このようなキューブを、敷地４０６ａの上の３次元空間内（仮想壁面４２０の内側）に互いに隣接して並べると、それぞれのキューブに対して基準点の位置が求められ、さらに、そのような各基準点について日影時間が求められ、対応するキューブの色が日影時間に応じて設定される。

ここでは、３次元空間を、計算区画と壁面間隔に応じて格子状に区切り、その結果得られたキューブの中心点を基準点としたが、計算アプローチはこの逆であってもよい。すなわち、３次元空間内に、ユーザが設定した計算区画と壁面間隔に応じて格子状に（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って）ラインを引き、それらのラインの交点を基準点とする一方で、その基準点を中心としたキューブを設定し、そのキューブの色を当該基準点における日影時間に応じて設定する。

図１７（Ｃ）は、基準点に対応し、日影時間に応じた色が設定される図形が、図１７（Ｂ）に示すような互いに隣接するキューブではなく、基準点を中心とした球体である例を示している。図１７（Ｂ）のキューブ４３０に対応するキューブ４４０は、ここでは表示されず、代わりに、球体４４０ａが表示され、この球体４４０ａの色が、対応する基準点の日影時間に応じて変化する。

また、対応する基準点の日影時間に応じて球体４４０ａの色を変えるとともに（あるいは、色を変える代わりに）球体４４０ａの大きさを（基本的には、キューブ４４０の範囲内で）変えるようにすることができる。例えば、日影時間が長い基準点に対応する球体を、図１７（Ｃ）の球体４４０ｂのように大きなサイズで表すことができる。

このように、日影時間を求める基準点に対応する図形を様々な図形とすることができる。また、図１７の例では、キューブ４３０や球体４４０ａ、４４０ｂの中心が基準点となるよう配置したが、他の所定のルールにより図形を配置することもできる。

次に、隣接するキューブにおいて、日影時間の差により色が異なるものになった場合の表現方法について、図１８を参照して説明する。

図１８（Ａ）には、敷地４０６ａの上の３次元空間内（仮想壁面４２０の内側）に配置される１つのキューブ４５０と、隣接するキューブ４５１が示されている。キューブ４５０とキューブ４５１は、対応する基準点における日影時間が異なるために、異なる色として表現されているが、２つのキューブの境界線には、所定の色（例えば、黒色）のラインが表示される。

一方、図１８（Ｂ）には、敷地４０６ａの上の３次元空間内（仮想壁面４２０の内側）に配置される１つのキューブ４６０と、隣接するキューブ４６１が示されている。キューブ４６０とキューブ４６１は、対応する基準点における日影時間が異なるために、異なる色として表現されているが、２つのキューブの境界線には、図１８（Ａ）の場合と異なり、所定の色のラインが表示されていない。

なお、本明細書においては、隣接するキューブが同じ色の場合、境界線にラインを表示せず、隣接するキューブが異なる色の場合、境界線にラインを表示している。

このように、２つのキューブが隣接して平面が構成される場合であって、２つのキューブの色が異なる設定となっている場合に、その境界に、ラインを表示してもよいし、表示しなくてもよい。また、キューブのサイズや表示範囲選択部５０４の指定内容等に応じて、自動的にラインの表示／非表示を切り替えるようにしてもよい。

図１９は、図１５の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図１６で省略されていた半透明の敷地内建物４０７’が、仮想壁面４２０の内側に太線で表示されている。

また、図１９では、敷地内建物４０７’の壁面がキューブと交差する場合に、そのキューブの表面に、敷地内建物４０７’の壁面との交差面を示す太線が表示される。このような表示によって、敷地４０６ａに建物を配置した場合に、その建物の壁面のどの部分がどれだけの時間日影になるかや、建物とキューブの位置関係を容易に把握することができ、こうした情報を建物の設計や改修に有効に活かすことができる。

ここで、表示範囲選択部５０４の日影時間が４時間以上に対応するチェックボックスをマウス等で選択し（矢印５２０）、次に、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等により選択すると（矢印５２１）、図２１に示すように、日影時間４時間以上の基準点に対応するキューブが仮想壁面４２０の内側に表示されることになる。

図２０は、図１９の３Ｄ表示部５０３に示された３Ｄ表示を、３Ｄ操作指示部５０５の回転ボタンによる操作で、上方から見た図である。ここでは、敷地４０６ａの領域のみを表示する。

敷地４０６ａの外周には仮想壁面４２０が表示され、敷地４０６ａにおいて、キューブが配置されていない箇所にはグリッドが示されている。また、敷地内建物４０７’の壁面を示す太線が透過的に示されている。さらに、この例では、垂直断面指定部で指定した東側の断面を表示するためのラインＥ１〜Ｅ３が示されている。

図２１は、上述のように、図１９の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図１９と比べて日影時間２時間以上４時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっている。ただし、図２１の例では、説明の便宜上、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物の表示は省略されている。

図２１では、日影時間２時間以上４時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっているため、その下に隠されていた日影時間４時間以上の基準点に対応するキューブの分布を、より効果的に確認することができる。

図２２は、図１９の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図２１で省略されていた敷地内建物４０７’が、仮想壁面４２０の内側に太線で表示されている。

また、図２２では、敷地内建物４０７’の壁面がキューブと交差する場合に、そのキューブの表面に、敷地内建物４０７’の壁面との交差面を示す太線が表示される。このような表示によって、敷地４０６ａに建物を配置した場合に、その建物の壁面のどの部分がどれだけの時間日影になるかを容易に把握することができ、こうした情報を建物の設計や改修に有効に活かすことができる。

ここで、表示範囲選択部５０４の日影時間が６時間以上に対応するチェックボックスをマウス等で選択し（矢印５３０）、次に、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等により選択すると（矢印５３１）、図２４に示すように、日影時間６時間以上の基準点に対応するキューブが仮想壁面４２０の内側に表示されることになる。

図２３は、図２２の３Ｄ表示部５０３に示された３Ｄ表示を、３Ｄ操作指示部５０５の回転ボタンによる操作で、上方から見た図である。ここでは、敷地４０６ａの領域のみを表示する。

敷地４０６ａの外周には仮想壁面４２０が表示され、敷地４０６ａにおいて、キューブが配置されていない箇所にはグリッドが示されている。また、敷地内建物４０７’の壁面を示す太線が透過的に示されている。

図２４は、上述のように、図２２の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図２２と比べて日影時間４時間以上６時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっている。ただし、図２４の例では、説明の便宜上、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物の表示は省略されている。

図２４では、日影時間４時間以上６時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっているため、その下に隠されていた日影時間６時間以上の基準点に対応するキューブの分布を、より効果的に確認することができる。

図２５は、図２２の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図２４で省略されていた敷地内建物４０７’が、仮想壁面４２０の内側に太線で表示されている。

また、図２５では、敷地内建物４０７’の壁面がキューブと交差する部分が無くなっており、このことは、設定した敷地内建物に関し、日影時間が６時間以上となる部分がないことを表している。

ここで、表示範囲選択部５０４の日影時間が８時間以上に対応するチェックボックスをマウス等で選択し（矢印５４０）、次に、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等により選択すると（矢印５４１）、図２７に示すように、日影時間８時間以上の基準点に対応するキューブが仮想壁面４２０の内側に表示されることになる。

図２６は、図２５の３Ｄ表示部５０３に示された３Ｄ表示を、３Ｄ操作指示部５０５の回転ボタンによる操作で、上方から見た図である。ここでは、敷地４０６ａの領域のみを表示する。

敷地４０６ａの外周には仮想壁面４２０が表示され、敷地４０６ａにおいて、キューブが配置されていない箇所にはグリッドが示されている。また、敷地内建物４０７’の壁面を示す太線が示されている。

図２７は、上述のように、図２５の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図２５と比べて日影時間６時間以上８時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっている。ただし、図２７の例では、説明の便宜上、図１３の日影時間計算設定画面４００で設定した敷地内建物の表示は省略されている。

図２７では、日影時間６時間以上８時間未満の基準点に対応するキューブが非表示となっているため、その下に隠されていた日影時間８時間以上の基準点に対応するキューブの分布を、より効果的に確認することができる。

図２８は、図２５の３Ｄ日影確認画面５００において３Ｄ日影時間計算ボタンが選択された場合に、ユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示される３Ｄ日影確認画面５００であり、３Ｄ表示部５０３では、図２７で省略されていた敷地内建物４０７’が、仮想壁面４２０の内側に太線で表示されている。

また、図２８では、敷地内建物４０７’の壁面がキューブと交差する部分が無くなっており、このことは、設定した敷地内建物に関し、日影時間が８時間以上となる部分がないことを表している。

図２９は、図２８の３Ｄ表示部５０３に示された３Ｄ表示を、３Ｄ操作指示部５０５の回転ボタンによる操作で、上方から見た図である。ここでは、敷地４０６ａの領域のみを表示する。

図３０では、日影時間計算設定画面４００において、垂直断面指定部により、敷地４０６ａに対して複数の垂直断面が指定される様子が示されている。ユーザは、垂直断面指定部で東側の断面を表示するためのラインを設定する「東」チェックボックスをチェックし、その後、断面設定追加ボタンを選択して、Ｅ１のラインを敷地４０６ａの最も東側に位置づける。さらにユーザは、「東」チェックボックスをチェックし、その後、断面設定追加ボタンを選択して、Ｅ２のラインを敷地４０６ａのなかで敷地内建物の領域を表す領域４０７の最も東側に位置づける。さらにユーザは、「東」チェックボックスをチェックし、その後、断面設定追加ボタンを選択して、Ｅ３のラインを敷地４０６ａのなかで敷地内建物の領域を表す領域４０７を横断する位置であって、Ｅ２のラインの西側に位置づける。３Ｄ表示でＥ１〜Ｅ３のラインの位置を示すと、図２０に示すようになる。

同様に、垂直断面指定部で北側の断面を表示するためのラインを設定する「北」チェックボックスをチェックし、その後、断面設定追加ボタンを選択して、Ｎ１〜Ｎ３のラインを、図３０に示すような位置に配置することができる。

ここで、Ｅ１〜Ｅ３のラインが上記のように設定された場合に、３Ｄ表示がどのように行われるかを、図３１ないし図３３を参照して説明する。なお、敷地、隣接領域、隣棟を含む設定は、図１３ないし図１６、図１９ないし図２９で示したケースと同様であり、キューブの分布等もこれらと同じ配置となる。

図３０の日影時間計算設定画面４００において、垂直断面としてＥ１〜Ｅ３、Ｎ１〜Ｎ３のラインを設定した後、３Ｄ日影確認ボタンをマウス等により選択すると、図１５に示すような３Ｄ日影確認画面５００がユーザ端末１０ｂのディスプレイに表示され、そこで、表示範囲選択部５０４の日影時間が０時間以上に対応するチェックボックスをマウス等で選択し、さらに３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等で選択すると、図３１に示すような３Ｄ日影確認画面５００に遷移する。

図３１の３Ｄ日影確認画面５００では、３Ｄ表示部５０３において、Ｅ１のラインに沿った断面が表示される。これは、敷地４０６ａの東端部において、南側の下部に、日影時間２時間以上４時間未満の部分と日影時間４時間以上６時間未満の部分が存在することを示している。

図３１の３Ｄ日影確認画面５００において、次へボタンをマウス等で選択すると（矢印５５１）、図３２に示すような３Ｄ日影確認画面５００に遷移する。

図３２の３Ｄ日影確認画面５００では、３Ｄ表示部５０３において、Ｅ２のラインに沿った断面が表示され、さらに、Ｅ２のラインに接する敷地内建物４０７’の東端部輪郭が表示されている。これは、敷地４０６ａのなかに設定された敷地内建物の東端部において、南側の下部に、日影時間２時間以上４時間未満の部分、日影時間４時間以上６時間未満の部分、及び日影時間６時間以上８時間未満の部分がそれぞれ存在しており、敷地内建物の東端部南側に、日影時間４時間以上６時間未満の部分があることを示している。

図３２の３Ｄ日影確認画面５００において、さらに、次へボタンをマウス等で選択すると（矢印５６１）、図３３に示すような３Ｄ日影確認画面５００に遷移する。

図３３の３Ｄ日影確認画面５００では、３Ｄ表示部５０３において、Ｅ３のラインに沿った断面が表示され、さらに、Ｅ３のラインと交差する敷地内建物４０７’の輪郭が表示されている。これは、敷地４０６ａのなかに設定された敷地内建物の断面位置において、南側の下部に、日影時間２時間以上４時間未満の部分、及び日影時間４時間以上６時間未満の部分が存在し、さらに、中央付近下部に、日影時間２時間以上４時間未満の部分がそれぞれ存在していることを示している。

なお、図１３ないし図１６、図１９ないし図２９で示したキューブの３Ｄ表示では、キューブの表面（複数のキューブが連結されている場合は、その連結された立方体の表面）が、日影時間に応じて着色されているが、図３３に示すようなキューブの断面についても、対応するキューブの表面についての色と同じ色で表示される。

この後、次へボタンをマウス等で選択することにより、Ｎ１〜Ｎ３のラインに沿った断面を同様に表示させることができる。

図３１ないし図３３に示すように、敷地上の３次元空間に配置された日影時間に応じて着色されたキューブについて指定した断面を表示させることがき、また、断面の位置を徐々に移動させて断面の表示を自動的にアニメーション表示するように設定することもできる。

一方で、図１３ないし図１６、図１９ないし図２９で示したキューブの３Ｄ表示では、敷地上の３次元空間における日影時間の分布を、断面等を見るまでもなく一目で把握することができる。また、特定の日影時間のキューブを適宜非表示とすることができるので、例えば、上層にある日影時間の短いキューブをめくって、その下の日影時間が長いキューブを表示させるといった直感的かつダイナミックな日影時間の把握が可能となる。

本実施形態では、図１３に示すような日影時間計算設定画面４００において敷地や障害物等の設定情報を入力した後、図１４に示すような３Ｄ日影確認画面５００において計算期間や計算条件等を設定し、３Ｄ日影時間計算ボタンをマウス等で選択した場合に、図１２に示すような日影時間の計算、表示が行われ、日影時間に基づいて表示態様が設定されたキューブが敷地上の３次元空間に表示されるが、一旦、このような日影時間の計算を行った後に、例えば、表示範囲選択部５０４で表示する日影時間を変更するような場合は、再度日影時間の計算を行わず、日影時間の変更に応じて、対応するキューブを３Ｄ表示プログラムが表示しないように制御し、３Ｄ表示部５０３の再表示を行う。

また、本実施形態では、太陽が２４時間のどの方位にあるかにかかわらず、基準点に日影を作る時間を計算したが、基準点が建物の外壁（図３０で指定した垂直断面等も含む）や窓のように壁面の表面にあると想定した場合、その壁面の前方に太陽がある時間のみにおいて、日影を作る時間を考慮する意味があり、そのような計算を行って、日影時間を算出し表示するようにすることもできる。

例えば、壁面の位置と方位を考慮して日影時間を算出する場合、東側の壁面に沿った基準点は、午後には（建物の影によって）日影になるため、日影時間が長くなる。こうした日影時間の計算は、図１２に示す日影時間の計算において、壁面の後方となる天球分割区画Ｒ（ｉ，ｊ）をすべて積算の対象とすることによって求めることができる。

また、本実施形態では、表示範囲選択部５０４で、例えば、２時間以上に対応するチェックボックスをマウス等でチェックすると、日影時間が２時間以上である基準点のキューブ（例えば、図１４等の例では、２時間以上４時間未満、４時間以上６時間未満、６時間以上８時間未満、８時間以上のキューブ）がすべて表示される仕様となっているが、２時間以上４時間未満、４時間以上６時間未満、６時間以上８時間未満、８時間以上のキューブを個別に指定し、その分布のみを３Ｄ表示させるように設計することもできる。

本実施形態では、上述のように、日影時間を３次元空間で把握可能とするために、日影時間に応じた表示態様のキューブを当該３次元空間に配置する例を説明したが、太陽が障害物によって遮られる天球分割区画の太陽存在時間を積算して日影時間を算出する代わりに、太陽が障害物によって遮られない天球分割区画の太陽存在時間を積算することによって日向時間を求め、敷地上の３次元空間に、上記の日向時間に基づいた表示態様のキューブ等を配置するように設計することもできる。

また、こうした日向時間の算出においても、建物の壁面等を考慮せずに、全方位についての日向時間を計算したり、壁面の位置と方位を考慮して日向時間を計算したりすることができる。

なお、本明細書における「日向時間」は、隣棟等の影響による日影を考慮した上で、敷地上の３次元空間の各基準点において太陽光（直達日射）があたる時間を表しており、隣棟等の日影は考慮せずに、天気（曇り）の影響を考慮する、一般的な気象用語である「日照時間」とは異なる。本明細書における「日影時間」と「日向時間」には、以下の関係がある。
日影時間＋日向時間＝日の出から日の入りまでの時間・・・式２
このような日影時間と日向時間は上記の直達日射に関連する時間であり、その意味で、これらを直達日射関連時間と称することができる。

これまで、本発明に係る直達日射関連時間計算システムを、システム構成やＧＵＩの例示を通して説明してきたが、これらは一例にすぎず、他の様々な構成によって本発明の技術的思想を実現することができる。

１、２・・・直達日射関連時間計算システム
１０ａ、１０ｂ・・・ユーザ端末
２０・・・サーバ

Claims

ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する障害物データ受信手段と、
前記領域の上の３次元空間に設定された複数の基準点のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出手段と、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定手段と、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成手段とを有し、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置されることを特徴とする直達日射関連時間計算システム。
前記ユーザの指示により、前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形が、前記図形に対応付けられた前記基準点の直達日射関連時間に応じて非表示となるよう制御されることを特徴とする、請求項１に記載の直達日射関連時間計算システム。
前記３次元空間において、前記領域のなかの建物の輪郭が、少なくとも前記図形と重複しない箇所では透過的に３Ｄ表示されるよう制御されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の直達日射関連時間計算システム。
前記直達日射関連時間算出手段は、前記ユーザが指定した期間に応じて、前記直達日射関連時間の算出を行うよう制御されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の直達日射関連時間計算システム。
前記直達日射関連時間算出手段は、前記ユーザの指示により、前記ユーザが選択した前記障害物を考慮しないで前記直達日射関連時間の算出を行うよう制御することが可能であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の直達日射関連時間計算システム。
前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形は六面体の形状であり、
前記六面体の中心のそれぞれに、対応する前記基準点が位置づけられ、
前記六面体と隣接する六面体とが同じ表示態様に設定された場合に、前記六面体と隣接する六面体を連結して表示することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の直達日射関連時間計算システム。
前記ユーザの指示により、前記領域の上にラインが設定された場合に、
前記３次元空間において３Ｄ表示された前記図形を、前記ラインに沿った断面で表示することを特徴とする、請求項１ないし６に記載の直達日射関連時間計算システム。
直達日射関連時間計算システムにおいて実行される直達日射関連時間計算方法であって、
ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する障害物データ受信ステップと、
前記領域の上の３次元空間に設定された複数の基準点のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出ステップと、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定ステップと、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成ステップとを有し、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置されることを特徴とする直達日射関連時間計算方法。
コンピュータを、
ユーザにより指定された領域の周辺の障害物に関する障害物データを受信する障害物データ受信手段、
前記領域の上の３次元空間に設定された複数の基準点のそれぞれについて、太陽の軌道と前記障害物データに基づき、直達日射関連時間を算出する直達日射関連時間算出手段、
前記複数の基準点にそれぞれ関連付けられる図形の表示態様を、対応する前記直達日射関連時間に応じて設定する図形表示態様設定手段、及び、
前記図形のそれぞれを、前記３次元空間において、対応する前記表示態様で３Ｄ表示するための表示データを生成する表示データ生成手段として動作させるプログラムであって、
前記直達日射関連時間は、前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られている時間、又は前記基準点から太陽を見た場合に太陽が前記障害物に遮られていない時間であり、
前記図形のそれぞれは、対応する前記基準点の前記３次元空間における位置と関連する位置に配置されることを特徴とするプログラム。