JP7460845B1 - 環境外力予測システム、耐久性情報提供システム、環境外力予測方法及び環境外力予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】建築材料が受ける環境因子が複合して作用することに起因して生じる劣化の外力を示す環境外力を予測する。【解決手段】環境外力予測システム１は、対象建築材料に関する場所情報、照射面が向く方向を示す方向情報、建築材料特定情報、及び、壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部１１と、場所情報に基づいて、算出対象期間及び建築材料が設けられた場所の太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部１２と、方向情報及び太陽光線強度に基づいて特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部１３と、対象建築材料の特性情報及び壁構造に関する壁構造情報並びに特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部１４と、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出部１５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、環境外力予測システム、耐久性情報提供システム、環境外力予測方法及び環境外力予測プログラムに関する。

建築物に用いられるプラスチック、樹脂及びゴム等を素材とした有機系建築材料（例えば、ＷＰＲＣ（木材・プラスチック再生複合材）、塗料、防水材及びシーリング材等、材料自体が有機系であるものだけでなく、少なくとも表面に有機系材料が用いられているもの全てを含む）は、屋外環境下において経年で劣化が進行するため、点検、調査及び診断により劣化度が判定され、判定結果に基づいて補修及び改修が行われる。例えば、特許文献１には、太陽光線の外装塗装への影響を予測する予測情報提供システムが開示されている。

特開２０２２－９７７８１号公報

建築物に用いられるプラスチック、樹脂、ゴムなどを素材とした建築材料の屋外環境下の経年劣化及び耐候性は、例えばＪＩＳ規格に規定された屋外暴露試験により評価される。建築物の仕様を決める際に建築材料の耐候性を考慮する場合において、当該建築物において使用される状態と同じ場所及び方角に建築材料を設置して劣化状態を評価することが好ましいが、建築材料の劣化状態の情報を事前に得るためには長期の暴露期間を要するため、前述の屋外暴露試験で評価するのが一般的であった。しかしながら、建築材料が使用される建築物と前述の屋外暴露試験とでは暴露環境が異なるので、材料劣化の進行速度に差異が生じ、詳細な材料の寿命を推定することが困難であった。また、実際の建築材料の劣化は、場所に応じた環境因子が複雑に関連して生じるので、屋外暴露試験を行う場所の環境因子だけでは、実際に使用される建築物での建築材料の寿命に至る期間を求めることは困難であった。なお、環境因子は、建築材料が曝されている地域の環境条件であって、気温、湿度、紫外線量及び降雨量等を含む。

そこで本発明は、評価対象となる建築材料が存在する場所又は設置が計画される場所に応じて、建築材料が受ける環境因子が複合して作用することに起因して生じる劣化の外力を示す指標である環境外力を予測及び提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一側面に係る環境外力予測システムは、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムであって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出部と、算出された環境外力を出力する出力部と、を備える。

本開示の一側面に係る環境外力予測方法は、少なくとも一つのプロセッサを備え、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムによって実行される環境外力予測方法であって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出ステップと、算出された環境外力を出力する出力ステップと、を有する。

本開示の一側面に係る環境外力予測プログラムは、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムとしてコンピュータを機能させるための環境外力予測プログラムであって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出ステップと、算出された環境外力を出力する出力ステップと、をコンピュータに実行させる。

上記の側面によれば、対象建築材料が設けられた場所及び日時における太陽光線強度が取得され、更に対象建築材料の照射面が向く照射方向に基づいた特定方向太陽光線強度が算出されるので、太陽光線に基づく環境因子が適切に評価される。また、対象建築材料の特性情報及び対象建築材料が設けられる壁構造に関する壁構造情報が更に考慮されて熱影響予測情報が算出されるので、熱に関する複数の環境因子が適切に評価される。そして、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて環境外力が算出されるので、対象建築材料に対して作用する劣化の外力が適切に評価された情報を得ることが可能となる。

他の側面に係る環境外力予測システムでは、太陽光線強度算出部は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された全天日射量を太陽光線強度として取得し、全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光による日射量を含むこととしてもよい。

上記の側面によれば、全天日射量が太陽光線強度情報として取得又は算出されるので、主要な環境因子の一つである太陽光線に関する情報が適切に考慮される。

他の側面に係る環境外力予測システムでは、特定方向太陽光線強度算出部は、太陽光線強度として取得又は算出された全天日射量に基づいて、照射面への各方向からの直達光及び散乱光の光線強度の積算により特定方向太陽光線強度を算出することとしてもよい。

上記の側面によれば、照射面が向く照射方向が受ける直達光及び散乱光の光線強度の積算により算出された特定方向太陽光線強度が環境外力の算出に用いられるので、対象建築材料の照射面が受ける太陽光線の強度が環境外力に適切に反映される。

他の側面に係る環境外力予測システムでは、熱影響予測情報算出部は、照射面の時間ごとの平均表面温度を熱影響予測情報として算出することとしてもよい。

上記の側面によれば、対象建築材料の劣化に大きな影響を与える照射面の平均表面温度が、環境外力の算出に用いられるので、環境因子の一つとしての温度に関する要素が、環境外力の算出において適切に反映される。

他の側面に係る環境外力予測システムでは、環境外力算出部は、式（１）により、
環境外力＝Ｃ×Σ［Ｓ^τｅｘｐ（－Ｅａ／ＲＴ）］ ・・・式（１）
（定数Ｃ：日射と気温による劣化特性値（４．６８×１０^４）
変数Ｓ：所定の単位期間における特定方向太陽光線強度
定数τ：日射による劣化特性値（０．２７６）
定数Ｅａ：日射と気温による劣化の活性化エネルギー（３５．６ＫＪ／ｍｏｌ）
定数Ｒ：気体定数（８．３１４×１０^－３ＫＪ／ｍｏｌ／Ｋ）
変数Ｔ：熱影響予測情報に含まれる所定の単位期間における照射面の平均表面温度）
環境外力を算出することとしてもよい。

上記の側面によれば、対象建築材料の劣化に対する全天日射量及び照射面の平均表面温度の環境因子が積算されることにより、算出対象として設定された期間にわたって対象建築材料に対して作用する劣化の外力の適切な指標値を得ることが可能となる。

本開示の一側面に係る耐久性情報提供システムは、任意の暴露場所に設けられた建築材料からなる試験体に関して、請求項１～５のいずれか一項に記載の環境外力予測システムにより出力された、所与の単位期間における環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得部と、試験体が暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出部と、を備える。

上記の側面によれば、単位期間環境外力に経年劣化期間を乗じて総環境外力を算出することにより、当該建築材料が寿命を終えるまでに受けることが可能な環境外力の情報を当該建築材料の属性情報として得ることが可能となる。

他の側面に係る耐久性情報提供システムは、環境外力予測システムにより算出及び出力された建築材料が設けられる評価対象の場所である評価場所における単位期間の環境外力を取得し、当該建築材料からなる試験体に基づいて算出された総環境外力を、評価場所における単位期間の環境外力で除すことにより、評価場所に建築材料が設けられた場合における、単位期間により表される寿命情報を算出及び出力する寿命情報算出部、を更に備えることとしてもよい。

上記の側面によれば、当該建築材料に関する総環境外力を、評価場所における単位期間の環境外力で除すことにより、当該評価場所における当該建築材料の精度の高い寿命情報を得ることが可能となる。

本開示の一側面によれば、評価対象となる建築材料が存在する場所又は設置が計画される場所に応じて、建築材料が受ける環境因子が複合して作用することに起因して生じる劣化の外力を示す指標である環境外力を予測及び提供することが可能となる。

本実施形態に係る環境外力予測システムの機能的構成を示すブロック図である。 環境外力予測装置のハードウェア構成を示す図である。 図３は照射面が向く照射方向を示す方向情報を模式的に示す図であって、図３（ａ）は、方向情報の要素である方位角を示す図であり、図３（ｂ）は、方向情報の要素である仰角を示す図である。 太陽光線強度情報記憶部に記憶された太陽光線強度情報の構成の例を示す図である。 特定方向太陽光線強度の算出処理を説明するための図である。 建築材料特性情報記憶部に記憶された建築材料特性情報の構成の例を示す図である。 壁構造情報記憶部に記憶された壁構造情報の構成の例を示す図である。 建築材料の時間ごとの平均表面温度の算出式の例を示す図である。 耐久性情報提供システム及び耐久性情報提供装置の機能的構成を示す図である。 環境外力予測システムにおいて実施される環境外力予測方法の処理内容を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る環境外力予測システムの機能的構成を示すブロック図である。本実施形態の環境外力予測システム１は、一例として環境外力予測装置１０により構成される。図１に示されるように、環境外力予測装置１０は、プロセッサ１０１を備えるコンピュータにより構成される。本実施形態の環境外力予測装置１０は、機能的には、建築材料情報取得部１１、太陽光線強度算出部１２、特定方向太陽光線強度算出部１３、熱影響予測情報算出部１４、環境外力算出部１５及び出力部１６を備える。これらの機能部については、後に詳述する。

また、環境外力予測装置１０の各機能部１１～１６は、太陽光線強度情報記憶部２１、建築材料特性情報記憶部２２及び壁構造情報記憶部２３といった記憶手段にアクセス可能に構成されている。太陽光線強度情報記憶部２１、建築材料特性情報記憶部２２及び壁構造情報記憶部２３は、図１に示されるように、環境外力予測装置１０に備えられることとしてもよいし、環境外力予測装置１０からのアクセスが可能に設けられた外部の記憶手段として構成されてもよい。

図２は、環境外力予測装置１０のハードウェア構成図である。環境外力予測装置１０は、物理的には、図２に示すように、プロセッサ１０１、ＲＡＭ及びＲＯＭといったメモリにより構成される主記憶装置１０２、ハードディスク等で構成される補助記憶装置１０３、通信制御装置１０４などを含むコンピュータシステムとして構成されている。環境外力予測装置１０は、入力デバイスであるキーボード、タッチパネル、マウス等の入力装置１０５及びディスプレイ等の出力装置１０６をさらに含むこととしてもよい。

プロセッサ１０１は、オペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行する演算装置である。プロセッサの例としてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が挙げられるが、プロセッサ１０１の種類はこれらに限定されない。例えば、プロセッサ１０１は専用回路により構成されてもよい。専用回路はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなプログラム可能な回路でもよいし、他の種類の回路でもよい。

主記憶装置１０２は、環境外力予測装置１０を実現させるためのプログラム、プロセッサ１０１から出力された演算結果などを記憶する装置である。主記憶装置１０２は例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のうちの少なくとも一つにより構成される。

補助記憶装置１０３は、一般に主記憶装置１０２よりも大量のデータを記憶することが可能な装置である。補助記憶装置１０３は例えばハードディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性記憶媒体によって構成される。補助記憶装置１０３は、コンピュータを環境外力予測装置１０として機能させるためのプログラムＰ１（環境外力予測プログラム）と各種のデータとを記憶する。また、太陽光線強度情報記憶部２１、建築材料特性情報記憶部２２及び壁構造情報記憶部２３が環境外力予測装置１０に含まれる場合には、太陽光線強度情報記憶部２１、建築材料特性情報記憶部２２及び壁構造情報記憶部２３は、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３及びその他の記憶素子のいずれかに構成されてもよい。

通信制御装置１０４は、通信ネットワークを介して他のコンピュータ及び装置等との間でデータ通信を実行する装置である。通信制御装置１０４は例えばネットワークカードまたは無線通信モジュールにより構成される。

図１に示した各機能部は、図２に示すプロセッサ１０１、主記憶装置１０２等のハードウェア上にプログラムＰ１を読み込ませてプロセッサ１０１にそのプログラムＰ１を実行させることにより実現される。プログラムＰ１は、環境外力予測装置１０の各機能要素を実現するためのコードを含む。プロセッサ１０１は、プログラムＰ１に従って通信制御装置１０４等を動作させるとともに、主記憶装置１０２及び補助記憶装置１０３におけるデータの読み出し及び書き込みを実行する。処理に必要なデータ及びデータベースは主記憶装置１０２及び補助記憶装置１０３内に格納される。なお、本実施形態では、各機能部１１～１６が、環境外力予測装置１０に構成されることとしているが、複数のコンピュータに分散して構成されることとしてもよい。

プログラムＰ１は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどの有形の記録媒体に固定的に記録された上で提供されてもよい。あるいは、プログラムＰ１は、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。

再び図１を参照して、環境外力予測装置１０の機能部を説明する。建築材料情報取得部１１は、環境外力の予測の対象の建築材料である対象建築材料に関する場所情報、方向情報、建築材料特定情報及び壁構造特定情報を取得する。

場所情報は、対象建築材料が設けられた場所を示す情報であって、例えば緯度及び経度であってもよい。また、場所情報は、建築物の所在位置を表す情報により代替されてもよい。

方向情報は、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す情報である。図３は、方向情報を模式的に示す図である。方向情報は、図３（ａ）に示されるように、照射面ｓｆが向く照射方向ｒｓの水平方向における方位角と、図３（ｂ）に示されるように、照射面ｓｆが向く照射方向ｒｓの垂直方向における仰角とを含む。また、照射面が曲面の場合には、照射面を細分化することで、方向情報を示すことが可能である。

建築材料特定情報は、対象建築材料を特定する情報であって、具体的には製品の仕様の情報であってもよい。建築材料特定情報は、製品を特定する情報及び施工厚さを含んでもよく、また、材料を特定する材料種別（例えば、ＷＰＲＣ、塗料、防水材、シーリング材等）を含んでもよい。

壁構造特定情報は、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する情報であって、具体的には、対象建築材料が設けられる下地の構造を特定する情報である。
さらに具体的には、壁構造特定情報は、壁（下地）構造の断面構成を特定する情報であって、例として、（コンクリート１５０ｍｍ＋断熱材３０ｍｍ＋石膏ボード２５ｍｍ）というように、壁構造の断面を順に構成する複数の材料の種別及び厚さ等の情報を含んでもよい。

建築材料情報取得部１１は、場所情報、方向情報、建築材料特定情報及び壁構造特定情報を、入力手段を介した情報の入力に基づいて取得してもよいし、対象建築材料の属性とした予め記憶された情報を取得又は受信してもよい。

太陽光線強度算出部１２は、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する。太陽光線強度算出部１２は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された全天日射量を太陽光線強度として取得する。なお、全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光を含む。

具体的には、太陽光線強度算出部１２は、太陽光線強度情報記憶部２１を参照して、太陽光線強度を算出する。図４は、太陽光線強度情報記憶部２１に記憶された太陽光線強度の構成の一例を示す図である。太陽光線強度情報記憶部２１は、場所及び日時（最小単位は１時間単位）ごとの年間を通した通年の太陽光線強度情報を記憶している記憶手段である。太陽光線強度情報は、時間ごとの全天日射量であり、地上に到達する紫外線量、赤外線量、及び可視光線量等の電磁波量、並びに日射量などの情報である。これらの情報は、太陽高度の位置から既知の放射伝達方程式などに基づいて算出される。放射伝達方程式等による全天日射量の算出は、「奥村知之，天空光源シミュレーション，Unisys Technology Review第145，SEP.2020」等において開示された既知の手法により可能である。

また、放射伝達方程式を用いた全天日射量の算出は、本発明の発明者による特許出願の「太陽放射強度算出装置及び太陽放射強度算出方法（特許第６８１７０９５号）」において開示された既知の手法により実施可能である。さらに、全天日射量の算出の一部を構成しうる紫外線の強度の算出は、本発明の発明者による特許出願の「紫外線情報提供システム及び紫外線情報提供プログラム（特許第７１５３４７３号）」において開示された既知の手法により実施可能である。

太陽光線は太陽中心部における水素の核融合を発生源とする電磁波エネルギーである。太陽から放射された電磁波エネルギーは地球大気の上端に達したあと、大気中の微粒子によって散乱・吸収を受けながら地上まで到達する。従って、対象建築材料が設けられた位置に到達する太陽光及びそのエネルギーは、太陽の方向からの直達光に加えて、様々な方向からの散乱光を含む。

太陽光線強度情報は、場所及び波長ごとの、直達光及び散乱光の分光放射輝度（単位：Ｗ・ｍ^-２・ｓｒ^-１・ｎｍ^-１）を含む。具体的には、太陽光線強度情報は、直達光の太陽光線強度として、太陽方向天頂角及び太陽方向方位角ごとの分光放射輝度を含み、散乱光の太陽光線強度として、散乱光の方向の相当する天頂角及び方位角ごとの分光放射輝度を含む。

太陽光線強度算出部１２は、太陽光線強度情報記憶部２１を参照して、対象建築材料が設けられた場所における、算出対象の期間に亘る太陽光線強度を取得する。なお、場所及び日時ごとの太陽光線強度が太陽光線強度情報記憶部２１に予め記憶されていることに代えて、放射伝達方程式等による当該対象建築材料が設けられた場所における全天日射量の算出を、太陽光線強度算出部１２が実施してもよい。

特定方向太陽光線強度算出部１３は、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における特定方向太陽光線強度を算出する。特定方向太陽光線強度は、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である。即ち、全天日射量は、水平面で受けた単位面積あたりの全天日射エネルギーであるところ、特定方向太陽光線強度は、水平面とは異なりうる照射面における日射エネルギーに相当する。

図５は、特定方向太陽光線強度の算出処理を模式的に示す図である。具体的には、特定方向太陽光線強度算出部１３は、太陽光線強度算出部１２により太陽光線強度として取得又は算出された全天日射量に基づいて、照射面ｓｆへの各方向からの直達光及び散乱光の光線強度の積算により特定方向太陽光線強度を算出する。

図５に示されるように、地上に到達する直達光及び散乱光を含む各方向に向かう太陽光（ｓｌａ，ｓｌａ，ｓｌｂ）のうち、太陽光ｓｌａは、照射面ｓｆに照射され、太陽光ｓｌｂは、照射面ｓｆに照射されない。特定方向太陽光線強度算出部１３は、太陽光線強度算出部１２により取得又は算出された太陽光線強度（全天日射量）に基づいて、図５の模式図における太陽光ｓｌａに相当する太陽光の光線強度の積算により特定方向太陽光線強度を算出する。

熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料に関する特性情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する。具体的には、熱影響予測情報算出部１４は、照射面の時間ごとの平均表面温度を熱影響予測情報として算出する。

熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料に関する特性情報を、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により取得する。建築材料特性情報は、例えば、建築材料特性情報記憶部２２に記憶されている。

図６は、建築材料特性情報記憶部２２に記憶された建築材料特性情報の構成の例を示す図である。図６に示されるように、建築材料特性情報記憶部２２は、ＷＰＲＣ、塗料、防水材及びシーリング材といった材料の種別ごとに、密度、比熱、反射率及び熱伝導率等の特性情報を関連づけて記憶している。熱影響予測情報算出部１４は、建築材料特定情報により特定される対象建築材料の種別に関連づけられている特性情報を、建築材料特性情報記憶部２２から取得する。

熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報を、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により取得する。壁構造情報は、例えば、壁構造情報記憶部２３に記憶されている。

図７は、壁構造情報記憶部２３に記憶された壁構造情報の構成の例を示す図である。図７に示されるように、壁構造情報記憶部２３は、コンクリート、ＡＬＣ、窯業系サイディング、鋼材及びアルミといった壁構造の材質の種別ごとに、密度、比熱、反射率及び熱伝導率等の壁構造情報を関連づけて記憶している。熱影響予測情報算出部１４は、壁構造特定情報により特定される壁構造の材質に関連づけられている壁構造情報を、壁構造情報記憶部２３から取得する。

熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料の特性情報、壁構造情報及び特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料の照射面における時間ごとの平均表面温度を算出する。図８は、建築材料の時間ごとの平均表面温度の算出式の例を示す図である。なお、図８に示される算出式は、本発明の発明者により出願された特許文献１から引用された既知のものであって、外壁塗装の温度予測の例として示されているが、外壁塗装以外の対象建築材料にも適用される。

図８に示されるように、物体表面（対象建築材料の表面）が外界から受け取る熱量は、対流熱伝達、日射量、大気放射及び潜熱量の加算並びに物体赤外放射の減算により表される。
熱影響予測情報算出部１４は、式中のθ_ｓｉ ^ｐを対象建築材料の表面温度に相当する解として、その他の変数及び定数を代入して式を解くことにより、対象建築材料の表面温度を得る。式中の変数は、予め機能部１２～１４等により取得され、式中の定数は予め設定されている。なお、この算出式で算出される表面温度の算出単位は任意に設定されるが、例えば時間単位とされることにより、熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料の時間ごとの平均表面温度を算出できる。

環境外力算出部１５は、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する。具体的には、環境外力算出部１５は、以下の式（１）により設定された期間における環境外力を算出する。
環境外力＝Ｃ×Σ［Ｓ^τｅｘｐ（－Ｅａ／ＲＴ）］ ・・・式（１）
定数Ｃ：日射と気温による劣化特性値（４．６８×１０^４）
変数Ｓ：特定方向太陽光線強度（照射面の全天日射量）（例えば、原則として月単位）
定数τ：日射による劣化特性値（０．２７６）
定数Ｅａ：日射と気温による劣化の活性化エネルギー（３５．６ＫＪ／ｍｏｌ）
定数Ｒ：気体定数（８．３１４×１０^－３ＫＪ／ｍｏｌ／Ｋ）
変数Ｔ：照射面の平均表面温度（例えば、原則として日単位）
なお、式（１）による環境外力の算出は、「劣化外力を指標としたシーリング材の対候性評価に関する研究、日本建築学会大会学術講演梗概集（東海）、２０２１年９月」等において開示された既知の手法により可能である。

環境外力算出部１５は、特定方向太陽光線強度算出部１３により算出された特定方向太陽光線強度（照射面における全天日射量）を変数Ｓに代入し、熱影響予測情報算出部１４により算出された照射面における平均表面温度を変数Ｔに代入し、予め設定された定数Ｃ，τ，Ｅａ，Ｔを用いて、設定された所定期間における環境外力を算出する。なお、環境外力算出部１５は、環境外力の算出の対象とする期間に、変数Ｓ及び変数Ｔの単位期間を整合させる。

出力部１６は、算出された環境外力を出力する。出力の態様は限定されず、所定の表示手段に表示させること、所定の記憶手段に記憶させること、所定の送信先に送信させること等であってもよい。

次に、環境外力予測システム１により予測された環境外力を用いて建築材料の耐久性情報を提供するシステムについて説明する。図９は、耐久性情報提供システム及び耐久性情報提供装置の機能的構成を示す図である。図９に示されるように、耐久性情報提供システム１Ａは、一例として、耐久性情報提供装置１０Ａにより構成される。耐久性情報提供装置１０Ａは、環境外力予測装置１０と同様に、図２に示したハードウェア構成を有する。耐久性情報提供装置１０Ａは、図１に示される環境外力予測システム１の機能を含み、更に機能的には、単位期間環境外力取得部１７、総環境外力算出部１８及び寿命情報算出部１９を備える。

単位期間環境外力取得部１７は、任意の暴露場所に設けられた建築材料からなる試験体に関して、環境外力予測システム１により予測及び出力された、所与の単位期間における環境外力である単位期間環境外力を取得する。

図１に示された環境外力予測システム１は、任意の建築物の所在地の環境、建築材料が施工される部位、並びに、太陽光線の照射方向からの方位及び角度等の施工面の環境における環境外力を算出するものと想定して説明されたが、任意の暴露場所（試験場所）における試験体を対象として、その暴露場所及び照射面の方向における試験体が受ける環境外力を算出できる。単位期間環境外力取得部１７は、例えば１年を算出対象の期間として、環境外力予測システム１により算出された、暴露場所における試験体の年間の環境外力を取得する。

総環境外力算出部１８は、試験体が暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する。経年劣化期間は、当該試験体に係る建材がその性能を満たすことが出来なくなり寿命を迎えるまでにかかった期間であって、予め暴露試験を行って情報を得られているものとする。ここでの建材の性能は、建材の美観及び／又は機能であってもよい。建材の美観は、例えば、光沢保持率、色差及び白亜化度などを基準とすることができる。また、建材の機能は、力学的な強度及び伸び率などの指標を基準とすることができる。これにより、当該試験体が建材としての寿命を迎えるまでに暴露場所で受けた環境外力の総量を算出することが可能となり、当該試験体を構成する建築材料の属性情報として総環境外力を得ることができる。

寿命情報算出部１９は、耐久性の評価対象の建築材料に関して、環境外力予測システム１により算出及び出力された当該建築材料が設けられる評価対象の場所である評価場所における単位期間の環境外力を取得する。即ち、評価対象の建築材料が実際に使用される施工場所及び向きにおける単位期間（例えば年間）の環境外力が取得される。そして、寿命情報算出部１９は、当該建築材料からなる試験体に基づいて算出された総環境外力を、評価場所における単位期間の環境外力で除すことにより、評価場所に当該建築材料が設けられた場合における、単位期間により表される寿命情報を算出及び出力する。これにより、当該評価場所における当該建築材料の精度の高い寿命情報を得ることが可能となる。

次に、図１０を参照して、本実施形態の環境外力予測システム１の動作について説明する。図１０は、環境外力予測システム１において実施される環境外力予測方法の処理内容を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、建築材料情報取得部１１は、環境外力の予測の対象の建築材料である対象建築材料に関する場所情報、方向情報、建築材料特定情報及び壁構造特定情報を取得する。

ステップＳ２において、太陽光線強度算出部１２は、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する。

ステップＳ３において、特定方向太陽光線強度算出部１３は、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における特定方向太陽光線強度を算出する。

ステップＳ４において、熱影響予測情報算出部１４は、対象建築材料に関する特性情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する。

ステップＳ５において、環境外力算出部１５は、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する。ステップＳ６において、出力部１６は、算出された環境外力を出力する。

次に、環境外力予測システム１を利用した、建築材料に関する各種の有用な情報を取得する手法について説明する。

前述のとおり、熱影響予測情報算出部１４は、有機系の対象建築材料が設けられた場所における特定方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する。この特定方向の太陽光線の熱影響予測情報の算出は、より具体的には、有機系建築材料が太陽光線の照射を受ける照射面の平均表面温度（時間単位）として算出することである。この算出結果は、日単位の期間の照射面の平均表面温度、最高表面温度及び最低表面温度に変換されることができる。

そして、最高表面温度と最低表面温度との温度差、対象建築材料の線膨張係数、対象建築材料の設計長さ等の情報を、以下に示す既知の式（「建築用シーリング材ハンドブック２０１７、日本シーリング材工業会」に開示された温度ムーブメント式）、
δｔ=α・Ｌ・ΔＴ
δｔ：熱伸縮の大きさ（ｍｍ）
α：建築材料の線膨張係数（／℃）
Ｌ：建築材料の設計長さ（ｍｍ）
ΔΤ：建築材料表面の温度差（℃）
に代入することにより、当該有機系の対象建築材料が設けられた場所における特定方向の「熱伸縮の大きさ」（例：｜６ｍｍ｜等）の算出が可能である。

また、［照射面の最高表面温度－照射面の平均表面温度］及び［照射面の最低表面温度－照射面の平均表面温度］のそれぞれと、建築材料の線膨張係数、建築材料の長さ等の情報を、既知の式に代入して、当該有機系建築材料が設けられた場所における特定方向の［熱伸縮の大きさ］（例：伸長＋３ｍｍ、収縮－３ｍｍ等）を算出することが可能である。

さらに、照射面の平均表面温度を任意の期間（季節）の平均表面温度として温度差を計算することが可能である。例えば、建築材料が施工された時期が冬期である場合には、冬期期間中の平均表面温度を適用する。（例：伸長＋２ｍｍ、収縮－４ｍｍ等）。

上記の式により［熱伸縮の大きさ］が算出されることにより、当該建築材料が適用される箇所における目地幅を熱伸縮を考慮して設定する等、より詳細な納まりを検討・提案することが可能となる。

さらに、伸長及び収縮のより詳細な［熱伸縮の大きさ］が求められることにより、例えば、目地幅に充填するシーリング材の熱伸縮による変動に基づいて、目地幅の変動による被着体との接着耐久性を検討することができ、また、ひび割れ直上の防水塗膜が受ける変動幅に基づいて、ひび割れ直上の建築材料の伸縮繰り返しによるひび割れ追従性を検討することができる。

続いて、耐久性情報提供システム１Ａを利用した、建築材料に関する各種の有用な情報を取得する手法について説明する。

例えば、シーリング材の耐久性情報（推定耐久年数Ｙ）の算出を例にすると、熱影響予測情報算出部１４による算出結果を用いて、建材が太陽光線の照射を受ける照射面の表面温度から、その建材を実際に使用している施工場所及び向きにおける日単位の平均表面温度、最高表面温度、最低表面温度が算出される（時間単位で算出したものを日単位に変換する）。

また、［照射面の最高表面温度－照射面の平均表面温度］及び［照射面の最低表面温度－照射面の平均表面温度］のそれぞれ、建築材料の線膨張係数並びに建築材料の長さ等の情報を、上記の熱伸縮の大きさδｔを算出する式に代入して、当該有機系建築材料が設けられた場所における特定方向の［熱伸縮の大きさ］（例：伸長＋３ｍｍ、収縮－３ｍｍ等）を算出できる。

さらに、試験体において、熱伸縮に起因する変動幅毎の破断が発生する（すなわち寿命を迎える）までの積算量（変動幅（ｃ）×変動回数）を予め取得する。ここで、変動幅（ｃ）に、算出した［熱伸縮の大きさ］が適用される。この積算量の算出において、変動回数の情報は予め試験により得られる。この変動幅毎の積算量は場所及び向きには依存しない一定の値とみなすことができる。そして、これらの情報を。変動幅毎に変動する回数が増えると劣化量が蓄積し、あるしきい値を超えた時点で寿命を迎えるモデルであるマイナー測（線形損傷則）に適用する。

前記の試験体における変動幅毎に、横軸に破断回数、縦軸に変動幅をプロットしグラフ化することにより、変動幅と破断回数のＳ－Ｎ図（材料の疲労破壊において一定の振幅で繰り返し負荷される応力と破断までの負荷の繰り返し数の関係を示した曲線であり、劣化や損傷が蓄積し進行すると仮定した疲労寿命の評価に広く使用されている）が作成される。Ｓ－Ｎ図における３点以上の変動幅と破断回数の情報により、下記式の近似曲線が得られる。
ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２＋・・・＋ｎｉ／Ｎｉ＝Σｎｉ／Ｎｉ＝１
ｎ：変動幅の回数、Ｎ：変動幅の寿命を迎える回数
なお、上記式は、本発明の出願人による特許出願（「防水塗膜の耐久性評価方法及び耐久性評価装置」特開２０２２－１３２４１号公報）に開示された既知の式である。

特定方向の１年間の変動幅毎の積算回数（所定の変動幅の荷重をｎｉ回受けるものとするとき）から、Ｙ＝１／（Σｎｉ／Ｎｉ）の式により、特定の建物に形成される当該有機系建築材料の推定耐久年数Ｙを求めることができる。実際の施工場所及び向きにおいて当該建材が年間に何回動くか、または１日に何回動くかは、環境及び状況次第で異なる判断をすることもありえる。

以上説明した本実施形態の環境外力予測システム１、環境外力予測装置１０、環境外力予測方法及びプログラムＰ１によれば、対象建築材料が設けられた場所及び日時における太陽光線強度が取得され、更に対象建築材料の照射面が向く照射方向に基づいた特定方向太陽光線強度が算出されるので、太陽光線に基づく環境因子が適切に評価される。また、対象建築材料の特性情報及び対象建築材料が設けられる壁構造に関する壁構造情報が更に考慮されて熱影響予測情報が算出されるので、熱に関する複数の環境因子が適切に評価される。そして、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて環境外力が算出されるので、対象建築材料に対して作用する劣化の外力が適切に評価された情報を得ることが可能となる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

本開示の要旨は、以下の［１］～［１０］のとおりである。
［１］
建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムであって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出部と、
前記算出された環境外力を出力する出力部と、
を備える環境外力予測システム。
［２］
前記太陽光線強度算出部は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を前記太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された前記全天日射量を前記太陽光線強度として取得し、
前記全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光による日射量を含む、
［１］に記載の環境外力予測システム。
［３］
前記特定方向太陽光線強度算出部は、前記太陽光線強度として取得又は算出された前記全天日射量に基づいて、前記照射面への各方向からの直達光及び散乱光の光線強度の積算により前記特定方向太陽光線強度を算出する、
［２］に記載の環境外力予測システム。
［４］
前記熱影響予測情報算出部は、前記照射面の時間ごとの平均表面温度を前記熱影響予測情報として算出する、
［１］～［３］のいずれか一項に記載の環境外力予測システム。
［５］
前記環境外力算出部は、式（１）により、
環境外力＝Ｃ×Σ［Ｓ^τｅｘｐ（－Ｅａ／ＲＴ）］ ・・・式（１）
（定数Ｃ：日射と気温による劣化特性値（４．６８×１０^４）
変数Ｓ：所定の単位期間における前記特定方向太陽光線強度
定数τ：日射による劣化特性値（０．２７６）
定数Ｅａ：日射と気温による劣化の活性化エネルギー（３５．６ＫＪ／ｍｏｌ）
定数Ｒ：気体定数（８．３１４×１０^－３ＫＪ／ｍｏｌ／Ｋ）
変数Ｔ：前記熱影響予測情報に含まれる所定の単位期間における前記照射面の平均表面温度）
前記環境外力を算出する、［１］～［４］のいずれか一項に記載の環境外力予測システム。
［６］
任意の暴露場所に設けられた前記建築材料からなる試験体に関して、［１～５のいずれか一項に記載の環境外力予測システムにより出力された、所与の単位期間における前記環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得部と、
前記試験体が前記暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を前記単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出部と、
を備える耐久性情報提供システム。
［７］
環境外力予測システムにより算出及び出力された前記建築材料が設けられる評価対象の場所である評価場所における前記単位期間の環境外力を取得し、当該建築材料からなる前記試験体に基づいて算出された前記総環境外力を、前記評価場所における前記単位期間の環境外力で除すことにより、前記評価場所に前記建築材料が設けられた場合における、前記単位期間により表される寿命情報を算出及び出力する寿命情報算出部、を更に備える、
［６］に記載の耐久性情報提供システム。
［８］
少なくとも一つのプロセッサを備え、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムによって実行される環境外力予測方法であって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出ステップと、
前記算出された環境外力を出力する出力ステップと、
を有する環境外力予測方法。
［９］
建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムとしてコンピュータを機能させるための環境外力予測プログラムであって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出ステップと、
前記算出された環境外力を出力する出力ステップと、
を前記コンピュータに実行させる環境外力予測プログラム。

１…環境外力予測システム，１Ａ…耐久性情報提供システム、１０…環境外力予測装置、１０Ａ…耐久性情報提供装置、１１…建築材料情報取得部、１２…太陽光線強度算出部、１３…特定方向太陽光線強度算出部、１４…熱影響予測情報算出部、１５…環境外力算出部、１６…出力部、１７…単位期間環境外力取得部、１８…総環境外力算出部、１９…寿命情報算出部、２１…太陽光線強度情報記憶部、２２…建築材料特性情報記憶部、２３…壁構造情報記憶部、Ｐ１…プログラム（環境外力予測プログラム）。

Claims (8)

1. 任意の暴露場所に設けられた建築材料からなる試験体に関して、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムにより出力された、所与の単位期間における前記環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得部と、
   前記試験体が前記暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を前記単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出部と、を備え、
   前記環境外力予測システムは、
   予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、
   前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、
   前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、
   前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、
   前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出部と、
   前記算出された環境外力を出力する出力部と、を備える、
   耐久性情報提供システム。
2. 前記太陽光線強度算出部は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を前記太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された前記全天日射量を前記太陽光線強度として取得し、
   前記全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光による日射量を含む、
   請求項１に記載の耐久性情報提供システム。
3. 前記特定方向太陽光線強度算出部は、前記太陽光線強度として取得又は算出された前記全天日射量に基づいて、前記照射面への各方向からの直達光及び散乱光の光線強度の積算により前記特定方向太陽光線強度を算出する、
   請求項２に記載の耐久性情報提供システム。
4. 前記熱影響予測情報算出部は、前記照射面の時間ごとの平均表面温度を前記熱影響予測情報として算出する、
   請求項１に記載の耐久性情報提供システム。
5. 前記環境外力算出部は、式（１）により、
   環境外力＝Ｃ×Σ［Ｓ^τｅｘｐ（－Ｅａ／ＲＴ）］ ・・・式（１）
   （定数Ｃ：日射と気温による劣化特性値（４．６８×１０^４）
   変数Ｓ：所定の単位期間における前記特定方向太陽光線強度
   定数τ：日射による劣化特性値（０．２７６）
   定数Ｅａ：日射と気温による劣化の活性化エネルギー（３５．６ＫＪ／ｍｏｌ）
   定数Ｒ：気体定数（８．３１４×１０^－３ＫＪ／ｍｏｌ／Ｋ）
   変数Ｔ：前記熱影響予測情報に含まれる所定の単位期間における前記照射面の平均表面温度）
   前記環境外力を算出する、請求項１に記載の耐久性情報提供システム。
6. 環境外力予測システムにより算出及び出力された前記建築材料が設けられる評価対象の場所である評価場所における前記単位期間の環境外力を取得し、当該建築材料からなる前記試験体に基づいて算出された前記総環境外力を、前記評価場所における前記単位期間の環境外力で除すことにより、前記評価場所に前記建築材料が設けられた場合における、前記単位期間により表される寿命情報を算出及び出力する寿命情報算出部、を更に備える、
   請求項１に記載の耐久性情報提供システム。
7. 任意の暴露場所に設けられた建築材料からなる試験体に関して、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測方法により出力された、所与の単位期間における前記環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得ステップと、
   前記試験体が前記暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を前記単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出ステップと、を有し、
   前記環境外力予測方法は、
   少なくとも一つのプロセッサを備え、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムによって実行される方法であって、
   予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、
   前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、
   前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、
   前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、
   前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出ステップと、
   前記算出された環境外力を出力する出力ステップと、を有する、
   耐久性情報提供方法。
8. 耐久性情報提供システムとしてコンピュータを機能させるための耐久性情報提供プログラムであって、
   任意の暴露場所に設けられた建築材料からなる試験体に関して、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムにより出力された、所与の単位期間における前記環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得ステップと、
   前記試験体が前記暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を前記単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出ステップと、を前記コンピュータに実行させ、
   前記環境外力予測システムは、
   予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、
   前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、
   前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、
   前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、
   前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出部と、
   前記算出された環境外力を出力する出力部と、を備える、
   耐久性情報提供プログラム。
   

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