WO2012124672A1 - 都市設計方法、都市のヒートアイランド特性評価方法及び都市設計システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a city design method considering heat island characteristics, a city heat island characteristic evaluation method, and a city design system capable of considering heat island characteristics.
- the urban heat island phenomenon is considered to be a civil engineering structure such as roads, pavements, parking lots, exteriors, etc. in addition to buildings such as buildings built on the site when considering a somewhat large site.
- the outer skin of other spatial components Due to the outer skin of other spatial components.
- the outer skin is a surface that receives sunlight among spatial components such as a road surface as well as a building wall and a rooftop.
- the area of the outer skin per site area expands due to the rise of buildings, etc., especially in the summer, because the outer skin reflects sunlight toward the ground and the pavement absorbs the heat of sunlight.
- Patent Documents 1 to 3 have been proposed.
- the technique disclosed in Patent Document 1 intends to configure the outer skin of a building with a wooden chip or the like.
- the technique disclosed in Patent Document 2 is configured so that the paved surface can reflect solar radiation, and the granular resin is mixed during paving.
- the technique disclosed in Patent Document 3 is configured so that the pavement surface can reflect solar radiation, and a heat conductive material is mixed during pavement. If these technologies are adopted, it is considered that the chip or the like reflects the infrared rays of sunlight and can suppress the heat island phenomenon.
- the resin and heat conductive material in the pavement can prevent heat storage in the pavement and can also suppress the heat island phenomenon.
- the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and it is an issue to be solved to make it possible to directly suppress the urban heat island phenomenon.
- the urban design method of the present invention performs a design for constructing a building, civil engineering structure, or other space component on the site, and selects a color element for the surface divided for each predetermined range of the space component.
- a city design method for designing a city by performing design An elevation design process for creating three-dimensional first diorama data including a direction for the site, the space component, and the color element;
- An albedo calculating step of calculating the albedo of the city based on the third diorama data and the relationship between the color element and the reflectance of sunlight is provided (claim 1).
- the present invention intends to directly suppress the urban heat island phenomenon in the urban design method.
- the urban design method is effective when a new city is designed and constructed on the site.
- a general urban design method is to design buildings, civil engineering structures and other space components on the site.
- a building is a residential building, an office building, or the like.
- One or more buildings are designed and built in the city.
- Civil engineering structures are roads, pavements, parking lots, exteriors, and the like.
- the term “space component” includes a building and a civil engineering structure. For example, it is designed where and how large a building will be built on the site. In a building, it is designed where a wall surface or a roof surface is provided. It is also designed where windows and doorways will be installed in the building. Furthermore, on the road and the sidewalk, how to pass them is designed.
- a general urban design method performs a design in which color elements are selected for a surface divided for each predetermined range of spatial components. For example, in a building, what kind of building materials such as tiles are provided on a wall surface or a roof surface is designed. In addition, it is designed whether roads and sidewalks should be asphalt, concrete or interlocking block.
- three-dimensional first diorama data including a direction is created for a site, a space component, and a color element.
- This elevation design process can be performed during a general urban design method. For example, determine the site and orientation, determine the area and height of buildings and civil structures, determine the structure of the outer skin of buildings and civil structures, determine the shape of the roof of the building, etc.
- One diorama data may be performed by general architectural two-dimensional CAD software or by architectural three-dimensional CAD software. It is preferable that the elevation design process is performed by architectural 3D CAD software.
- the design office etc. may design for each building, or the design office etc. may design the buildings on the site of a certain area at once.
- a certain site is configured as a single city together with spatial components. Recent urban developments such as large apartment buildings and shopping malls are examples.
- the location information of the latitude and longitude of the site is added to the first diorama data to create the second diorama data.
- the position on the earth of the city is specified.
- Location information on the latitude and longitude of one point in the site may be added, but if the site is large, it is preferable to add location information on the latitude and longitude of each point that divides the site.
- the latitude and longitude can be acquired by, for example, a coordinate acquisition tool on the Internet for checking latitude and longitude from an address or the like using Google Maps API.
- the third diorama data is created by adding the sunshine information of a predetermined date and time to the second diorama data.
- the predetermined date and time may be, for example, only a moment such as noon of the summer solstice, or may be a continuous time such as summer or one year.
- sunshine information for one year.
- the albedo of the city is calculated based on the third diorama data and the relationship between the color element and the reflectance of sunlight.
- the albedo is the reflectivity of the whole city, and is an evaluation value that can be used as an index to indicate how much the city can suppress the heat island phenomenon.
- the albedo is determined by the area of the spatial component that specifies the color element and the reflectance of sunlight by the color element. Each area is obtained from the third diorama data. For this reason, the relationship between a color element and the reflectance of sunlight is calculated
- the area of the wall surface of a building is A, and the reflectance when the wall surface is designed with a certain color element is a.
- the area of the roof surface of the building is B, and the reflectance when the roof surface is designed with a certain color element is b.
- C is the road area
- c is the reflectance when the roof is designed with a certain color element.
- the area of the parking lot is D, and the reflectance when the roof surface is designed with a certain color element is d.
- albedo Albedo (Aa + Bb + Cc + Dd +...) / (A + B + C + D +%) (1)
- the third diorama data is grasped as a still image from the viewpoint of the sun at that moment. It is also possible to grasp in the same way as a perspective image.
- the third diorama data can be first subjected to image processing. In this image processing, a plurality of colors corresponding to each color element and specified by RGB values and an area occupied by each color are grasped.
- the third diorama data after image processing is converted from color to reflectance. At this time, it is possible to replace each color and the reflectance of each color by a predetermined conversion table.
- the reflectance may be for all wavelengths of sunlight, in particular for infrared.
- integration based on the above equation (1) is performed.
- the third diorama data is obtained by adding sunshine information for a continuous period
- the third diorama data is grasped as a moving image with the sun of the continuous period as a viewpoint.
- the amount of data processing increases, but image processing, conversion from color to reflectance, and integration are performed in the same way as for still images. You may calculate the average albedo of a continuous period from the integrated albedo.
- the albedo of the city being designed is calculated.
- a city with an albedo of 0.5 or more reflects sunlight 50% or more into the universe (the sky), and has a great effect of suppressing the heat island phenomenon. For this reason, it is expected that cities with an albedo of 0.5 or more are less likely to cause the heat island phenomenon and are liable to live.
- a city with an albedo of less than 0.5 is likely to cause a heat island phenomenon, and it is expected that humans are difficult to live in.
- the city design method of the present invention since the albedo of the city being designed is calculated, it is possible to design a city that can directly suppress the heat island phenomenon.
- the city design method of the present invention preferably includes a redesign process in which the first diorama data is changed and the location information addition process, the sunshine information addition process, and the albedo calculation process are performed again (Claim 2). .
- the albedo calculation process it is possible to recreate the first diorama data in the redesign process.
- the position of the spatial component is changed, the configuration of the spatial component is changed, or the color element is changed.
- the location information addition process, the sunshine information addition process, and the albedo calculation process are performed after changing them, the albedo of the city after the change is calculated. If the albedo of the city after the change is 0.5 or more, the city is unlikely to cause the heat island phenomenon, and it is expected that the city is liable to live.
- the city heat island property evaluation method includes a building, a civil engineering structure, and other space components constructed on a site, and color elements set for a surface divided for each predetermined range of the space components.
- An albedo calculating step of calculating the albedo of the city based on the third diorama data and the relationship between the color element and the reflectance of sunlight is provided (claim 3).
- the present invention intends to directly suppress the urban heat island phenomenon in the urban heat island characteristic evaluation method, as in the above urban design method.
- the city heat island property evaluation method can evaluate how much heat island property an existing city has. If an existing city is likely to cause a heat island phenomenon, it is possible to make the city less susceptible to the heat island phenomenon and more livable to humans by reforming the city. Also, in the sunshine information adding step, if the predetermined date and time is set as the actual date and the sunshine information taking into account the actual weather at that time is added, the albedo at that date and time of the year can be calculated.
- a city capable of directly suppressing the heat island phenomenon can also be designed and constructed by the city heat island property evaluation method of the present invention.
- the urban design system of the present invention is composed of a computer having at least architectural CAD software installed therein, Solid including a direction created for a site, a building, a civil engineering structure or other space component to be constructed on the site, and a color element selected for a surface divided for each predetermined range of the space component First diorama data, Second diorama data created by adding location information of latitude and longitude of the site to the first diorama data; Third diorama data created by adding sunshine information of a predetermined date to the second diorama data; An albedo calculation program for calculating the albedo of the city based on the third diorama data and the relationship between the color element and the reflectance of sunlight is provided (claim 4).
- the city design system of the present invention it is possible to easily execute the city design method and the characteristic evaluation method.
- the albedo calculation program is a program for executing the above albedo calculation process.
- the architectural CAD software may be two-dimensional CAD software or three-dimensional CAD software.
- This city design system preferably has image processing software installed.
- the city design system of the embodiment is a computer in which an albedo calculation program 4 is installed as shown in FIG.
- architectural two-dimensional CAD software and image processing software are installed in the computer.
- the computer memory stores a conversion table 7 in which each color and the reflectance of each color are correlated.
- the city design method and the city heat island characteristic evaluation method are executed by this computer.
- three-dimensional first diorama data 1 including azimuths is created for a site, a spatial component element, and a color element by an architectural two-dimensional CAD software as an elevation design process S1.
- determination of the site and orientation, determination of the area and height of the building and civil engineering structure, determination of the outer structure of the building and civil engineering structure, the roof of the building Determine the shape of the.
- the location information adding step S2 the location information 5 of the latitude and longitude of the site is added to the first diorama data 1 to create the second diorama data 2. Thereby, the position on the earth of the city is specified.
- the third diorama data 3 is created by adding the sunshine information 6 at midday of the summer solstice to the second diorama data.
- the sunshine information 6 at midday of the summer solstice is specified from which direction the city in a specific position on the earth receives sunlight at noon on the summer solstice.
- a virtual elevation view of the third diorama data 3 at noon of the summer solstice is shown in FIG. 3, and a virtual plan view thereof is shown in FIG. FIG. 3 shows that the left is true south and the right is true north, and the optical path from the viewpoint of the sun indicates the incident light of the sun.
- the sunlight irradiated to the wall surfaces of the buildings A to C does not reflect toward the ground surface but reflects toward the sky.
- the building materials described in JP-A-2007-192016 are used for the wall surfaces. It depends on. In summer, building materials that easily reflect sunlight are provided on the roof. By these, all the sunlight irradiated to the wall surfaces and rooftops of the buildings A to C is reflected to the sky, so that the ground surface and the building are not stored, and the cooling costs in summer can be saved.
- the third diorama data 3 is created by adding the sunshine information 6 at midday of the winter solstice. Thereby, it is specified from which direction the city in a specific position on the earth receives sunlight at noon of the winter solstice.
- a virtual elevation view of the third diorama data 3 at noon of the winter solstice is shown in FIG. 5, and a virtual plan view thereof is shown in FIG. FIG. 5 also shows that the left is true south and the right is true north, and the optical path from the viewpoint of the sun indicates the incident light of the sun.
- the sunlight irradiated to the wall surfaces of the buildings A to C does not reflect toward the sky, but reflects toward the ground surface.
- 2007-192016 are reflected on the wall surfaces.
- building materials that do not easily reflect sunlight are provided on the roof. With these, heat is stored in the ground and buildings from sunlight irradiated on the walls and rooftops of buildings A to C, so that the heating costs in winter can be saved.
- the albedo calculation program 4 is executed in the albedo calculation step S4.
- the albedo calculation program 4 first starts up image processing software.
- the image processing software takes in the third diorama data 3 and calculates a plurality of colors corresponding to each color element and specified by RGB values and an area occupied by each color.
- the image processing software performs conversion from color to reflectance using the conversion table 7 for the third diorama data after the image processing.
- integration based on the above equation (1) is performed. In this way, the albedo of the city under design and the existing city is calculated.
- the albedo of the city is less than 0.5
- the first diorama data 1 is recreated in the redesign step S5.
- the position of the building is changed, the configuration of the building is changed, or the building materials on the wall surface are changed.
- the location information adding step S2, the sunshine information adding step S3, and the albedo calculating step S4 are performed.
- the albedo of the city after the change is calculated. If the albedo of the city after the change is 0.5 or more, the city is unlikely to cause the heat island phenomenon, and it is expected that the city is liable to live.
- this heat island property evaluation method is used to evaluate the degree of heat island property of an existing city, it is possible to make that city easy for people to live.
- the city design method and the characteristic evaluation method can be easily executed.
- the present invention can be used in all cities planned for the future, and existing cities that are already operating socially and economically. Further, the present invention can be used not only in Japan but also in various countries around the world. Furthermore, since the present invention adjusts the albedo according to the position on the earth, the entire earth can be taken as one city.
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Abstract
【課題】都市のヒートアイランド現象を直接的に抑制可能にする。 【解決手段】本発明の都市設計方法は、敷地内にビル等の空間構成要素を建設する設計を行い、かつ空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して色彩要素を選定する設計を行うことにより、都市を設計する。この都市設計方法は、敷地、空間構成要素及び色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータ１を作成する立面図設計工程Ｓ１と、第１ジオラマデータ１に対し、敷地の緯度及び経度の立地情報５を付加して第２ジオラマデータ２を作成する立地情報付加工程Ｓ２と、第２ジオラマデータ２に対し、所定日時の日照情報６を付加して第３ジオラマデータ３を作成する日照情報付加工程Ｓ３と、第３ジオラマデータ３と、色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて都市のアルベドを算定するアルベド算定工程Ｓ４とを備えている。
Description
本発明は、ヒートアイランド特性を考慮した都市設計方法と、都市のヒートアイランド特性評価方法と、ヒートアイランド特性を考慮可能な都市設計システムとに関する。
現在、都市のヒートアイランド現象（灼熱化）が問題になっている。この現象は、住居用のビルやオフィス用のビル等の建築物が多い街にのみ生じるのではなく、全国において生じつつある。また、最近では、この現象は、四季を問わずに気温が上昇する地球温暖化とも結びついているとも考えられている。そのような都市に暮らす人間においては、夏季の体温上昇による生理的障害である熱中症患者が増加の一途を辿るという問題まで提起するに至っている。
近年の研究によれば、都市のヒートアイランド現象は、ある程度広い敷地を考慮した場合、その敷地内に建設されるビル等の建築物の他、道路、舗道、駐車場、外構等の土木構造物その他の空間構成要素の外皮に起因している。外皮とは、建築物の壁面や屋上面の他、道路の表面等、空間構成要素のうち、太陽光を受ける表面である。都市においては、ビルの乱立、高層化等により敷地面積当たりの外皮の面積が拡大し、特に夏季において、外皮が太陽光を地表に向けて反射し、舗装面が太陽光の熱を吸収するからである（非特許文献１）。
このため、特許文献１～３等に開示された技術が提案されてはいる。特許文献１に開示された技術は、建築物の外皮を木質のチップ等で構成しようとするものである。また、特許文献２に開示された技術は、舗装面が日射を反射し得るように構成するとともに、顆粒状の樹脂を舗装中に混合しようとするものである。さらに、特許文献３に開示された技術は、舗装面が日射を反射し得るように構成するとともに、熱伝導性の材料を舗装中に混合しようとするものである。これらの技術を採用すれば、チップ等が太陽光の赤外線を反射し、ヒートアイランド現象を抑制可能と考えられる。また、舗装中の樹脂や熱伝導性材料は舗装内への蓄熱を防止し、やはりヒートアイランド現象を抑制可能と考えられる。
2009-7-13 NIKKEI ARCHITECTURE 第６５～６８頁
しかし、現在行われているヒートアイランド現象の対策は、社会的、経済的成長に伴う都市の拡大の中、ＣＯ2等の温暖化ガス排出量のさらなる増大につながるものであることから、効果が限定的である。
また、ヒートアイランド現象を抑制するための従来の技術は、いずれも個々の建築物や道路の外皮をどのように構成するかという認識に留まっている。このため、仮に、都市の中の一つの建築物等にその技術を採用したとしても、都市のヒートアイランド現象を中々抑制することはできない。
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、都市のヒートアイランド現象を直接的に抑制可能にすることを解決すべき課題としている。
本発明の都市設計方法は、敷地内に建築物、土木構造物その他の空間構成要素を建設する設計を行い、かつ該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して色彩要素を選定する設計を行うことにより、都市を設計する都市設計方法であって、
前記敷地、前記空間構成要素及び前記色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする（請求項１）。
前記敷地、前記空間構成要素及び前記色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする（請求項１）。
本発明は、都市設計方法において、都市のヒートアイランド現象を直接的に抑制しようとするものである。都市設計方法は敷地に新たに都市を設計、建設する場合に有効である。
すなわち、一般的な都市設計方法は、敷地内に建築物、土木構造物その他の空間構成要素を建設する設計を行う。建築物とは、住居用のビルやオフィス用のビル等である。都市には、１棟以上の建築物が設計、建設される。土木構造物とは、道路、舗道、駐車場、外構等である。本明細書では、建築物、土木構造物を含めて空間構成要素という。例えば、敷地のどこに、どの程度の大きさのビルを建設するかが設計される。また、ビルにおいては、どの位置に壁面や屋上面を設けるかが設計される。また、そのビルのどこに窓や出入口を設けるのかも設計される。さらに、道路や歩道においては、どのようにそれらを通すかが設計される。
また、一般的な都市設計方法は、空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して色彩要素を選定する設計を行う。例えば、ビルにおいては、壁面や屋上面にどのようなタイル等の建材を設けるのかが設計される。また、道路や歩道をアスファルト敷きにするのか、コンクリート敷きにするのか、またインターロッキングブロック敷き等にするのかが設計される。
本発明の都市設計方法では、まず、立面図設計工程において、敷地、空間構成要素及び色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する。この立面図設計工程は、一般的な都市設計方法中に行われ得る。例えば、敷地と方位の決定、建築物や土木構造物の面積や高さの決定、建築物や土木構造物の外皮の構造物の決定、建築物の屋上面の形状の決定等を行い、第１ジオラマデータとする。この立面図設計工程は、一般的な建築用二次元ＣＡＤソフトによって行ってもよく、建築用三次元ＣＡＤソフトによっておこなってもよい。立面図設計工程を建築用三次元ＣＡＤソフトによって行うことが好ましい。
各建築物等毎に設計事務所等が設計を行う場合もあれば、一定面積の敷地内の建築物等を一括して設計事務所等が設計を行う場合もあり得る。敷地が広い程、都市のヒートアイランド現象を抑制する効果が大きいことから、本発明の都市設計方法では、特定の敷地内について、各建築物等の立体的なデータを統合して第１ジオラマデータを作成する必要がある。この都市設計方法により、ある敷地は、空間構成要素とともに一つの都市として構成されることとなる。近年の大型マンション群、ショッピングモール等の都市開発がこの例である。
本発明の都市設計方法では、続く立地情報付加工程において、第１ジオラマデータに対し、敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する。これにより、その都市の地球上の位置が特定される。敷地内の１点の緯度及び経度の立地情報を付加してもよいが、敷地が大きい場合、敷地を区切る各点の緯度及び経度の立地情報を付加することが好ましい。緯度及び経度は、例えば、Google Maps APIを利用した住所等から緯度及び経度を調べるインターネット上の座標取得ツール等で取得可能である。
本発明の都市設計方法では、続く日照情報付加工程において、第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する。これにより、地球上の特定の位置にある都市が何月何日の何時何分にはどの方向から太陽光を受けるのかが特定される。所定日時は、例えば夏至の正午等の瞬間だけであってもよく、夏季、１年間等の連続時間であってもよい。最も正確にその都市のヒートアイランド特性を評価しようとする場合には、１年間の日照情報を付加することが好ましい。
本発明の都市設計方法では、続くアルベド算定工程において、第３ジオラマデータと、色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて都市のアルベドを算定する。アルベドとは、その都市全体の反射能であり、その都市がヒートアイランド現象をどの程度抑制できるかを指標可能な評価値である。
アルベドは、色彩要素を特定した空間構成要素の面積と、その色彩要素による太陽光の反射率とによって決定される。各面積は第３ジオラマデータで得られる。このため、色彩要素と太陽光の反射率との関係を予め求めておく。
例えば、ある建築物の壁面の面積をＡ、その壁面をある色彩要素で設計した場合のその反射率をａとする。また、その建築物の屋上面の面積をＢ、その屋上面をある色彩要素で設計した場合のその反射率をｂとする。また、道路の面積をＣ、その屋上面をある色彩要素で設計した場合のその反射率をｃとする。さらに、駐車場の面積をＤ、その屋上面をある色彩要素で設計した場合のその反射率をｄとする。他の空間構成要素の面積と、色彩要素による反射率とについても同様とする。この場合、アルベドは、
アルベド＝（Ａａ＋Ｂｂ＋Ｃｃ＋Ｄｄ＋…）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋…）…（１）式
で表わされる。
アルベド＝（Ａａ＋Ｂｂ＋Ｃｃ＋Ｄｄ＋…）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋…）…（１）式
で表わされる。
第３ジオラマデータがある瞬間の日照情報を付加したものであれば、第３ジオラマデータは、その瞬間の太陽を視点とした静止画として把握される。パース画と同様に把握することも可能である。この場合、アルベド算定工程では、その第３ジオラマデータをまず画像処理することが可能である。この画像処理では、各色彩要素に相当し、ＲＧＢ値で特定される複数の色と、各色が占める面積とを把握する。次いで、アルベド算定工程では、画像処理後の第３ジオラマデータに対し、色から反射率への変換を行う。この際、予め定めた変換テーブルにより、各色と各色の反射率とを置換することが可能である。反射率は、太陽光の全ての波長に対するものであってもよく、特に赤外線に対するものであってもよい。そして、アルベド算定工程では、上記（１）式に基づく積算を行う。
第３ジオラマデータが連続期間の日照情報を付加したものであれば、第３ジオラマデータは、その連続期間の太陽を視点とした動画として把握される。この場合、データ処理量は多くなるが、静止画に対して行うのと同様、画像処理、色から反射率への変換及び積算を行う。積算されたアルベドから、連続期間の平均アルベドを算出してもよい。
こうして、設計している都市のアルベドが算定される。発明者らの知見によれば、アルベドが０．５以上の都市は、太陽光を５０％以上宇宙（天空）に反射し、ヒートアイランド現象の抑制効果が大きい。このため、アルベドが０．５以上の都市はヒートアイランド現象を生じ難く、人間が住みやすいことが予想される。一方、アルベドが０．５未満の都市はヒートアイランド現象を生じ易く、人間が住み難いことが予想される。
したがって、本発明の都市設計方法によれば、設計している都市のアルベドを算定することから、ヒートアイランド現象を直接的に抑制可能な都市を設計することが可能である。
本発明の都市設計方法は、第１ジオラマデータに変更を加え、再度、立地情報付加工程、日照情報付加工程及びアルベド算出工程を行う再設計工程を有していることが好ましい（請求項２）。
この場合、一旦、アルベド算定工程において、設計中の都市のアルベドが例えば０．５未満であることが明らかになれば、再設計工程において、第１ジオラマデータを作成し直すことが可能である。この際、空間構成要素の位置を変更したり、空間構成要素の構成を変更したり、色彩要素を変更する。それらを変更後、立地情報付加工程、日照情報付加工程及びアルベド算定工程を行えば、変更後の都市のアルベドが算定される。変更後の都市のアルベドが０．５以上であれば、その都市はヒートアイランド現象を生じ難く、人間が住みやすいことが予想される。
本発明の都市のヒートアイランド特性評価方法は、敷地内に建設した建築物、土木構造物その他の空間構成要素と、該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して設定された色彩要素とからなる都市のヒートアイランド特性評価方法であって、
前記敷地、前記空間構成要素及び前記材質要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする（請求項３）。
前記敷地、前記空間構成要素及び前記材質要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする（請求項３）。
本発明は、都市のヒートアイランド特性評価方法において、上記都市設計方法と同様、都市のヒートアイランド現象を直接的に抑制しようとするものである。都市のヒートアイランド特性評価方法は、既存の都市がどの程度のヒートアイランド特性を有しているかを評価することができる。既存の都市がヒートアイランド現象を生じ易ければ、その都市をリフォームすることによって、ヒートアイランド現象を生じ難く、人間が住みやすい都市にすることが可能である。また、日照情報付加工程において、所定日時を現実の日時とし、その際の実際の天候を加味した日照情報を付加することとすれば、その年のその日時でのアルベドを算定することができる。
したがって、本発明の都市のヒートアイランド特性評価方法によっても、ヒートアイランド現象を直接的に抑制可能な都市を設計、建設できる。
本発明の都市設計システムは、少なくとも建築用ＣＡＤソフトがインストールされたコンピュータで構成され、
敷地と、該敷地に建設する建築物、土木構造物その他の空間構成要素と、該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して選定する色彩要素とについて作成される方位を含む立体的な第１ジオラマデータと、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して作成される第２ジオラマデータと、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して作成される第３ジオラマデータと、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定プログラムとを備えていることを特徴とする（請求項４）。
敷地と、該敷地に建設する建築物、土木構造物その他の空間構成要素と、該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して選定する色彩要素とについて作成される方位を含む立体的な第１ジオラマデータと、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して作成される第２ジオラマデータと、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して作成される第３ジオラマデータと、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定プログラムとを備えていることを特徴とする（請求項４）。
本発明の都市設計システムによれば、上記都市設計方法及び上記特性評価方法を容易に実行することが可能である。
アルベド算定プログラムは、上記アルベド算定工程を実行するためのプログラムである。建築用ＣＡＤソフトとしては、二次元ＣＡＤソフトであってもよく、三次元ＣＡＤソフトであってもよい。この都市設計システムは、画像処理ソフトがインストールされていることが好ましい。
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
実施例の都市設計システムは、図１に示すように、アルベド算定プログラム４がインストールされたコンピュータである。コンピュータには、他に建築用二次元ＣＡＤソフト及び画像処理ソフトがインストールされている。また、コンピュータのメモリには、各色と各色の反射率とが相関付けられた変換テーブル７が記憶されている。以下、このコンピュータにより、都市設計方法及び都市のヒートアイランド特性評価方法を実行する。
まず、図２に示すように、立面図設計工程Ｓ１として、建築用二次元ＣＡＤソフトにより、敷地、空間構成要素及び色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータ１を作成する。この際、一般的な都市設計方法として、敷地と方位の決定、建築物や土木構造物の面積や高さの決定、建築物や土木構造物の外皮の構造物の決定、建築物の屋上面の形状の決定等を行う。
次いで、立地情報付加工程Ｓ２において、第１ジオラマデータ１に対し、敷地の緯度及び経度の立地情報５を付加して第２ジオラマデータ２を作成する。これにより、その都市の地球上の位置が特定される。
そして、日照情報付加工程Ｓ３において、第２ジオラマデータに対し、夏至の正午の日照情報６を付加して第３ジオラマデータ３を作成する。これにより、地球上の特定の位置にある都市が夏至の正午にどの方向から太陽光を受けるのかが特定される。夏至の正午の第３ジオラマデータ３の仮想の立面図を図３に示し、その仮想の平面図を図４に示す。図３は左が真南、右が真北であることを示しており、太陽を視点とした光路が太陽の入射光を示している。なお、図３において、建築物Ａ～Ｃの壁面に照射した太陽光が地表に向かって反射せず、天空に向かって反射するのは、特開２００７－１９２０１６記載の建材をその壁面に採用していることによる。また、夏季には、屋上面に太陽光を反射し易い建材を設けることとしている。これらにより、建築物Ａ～Ｃの壁面や屋上面に照射した太陽光を全て天空に反射し、地表や建築物に蓄熱を行わないようにし、夏季の冷房費を節約できるようにしている。
また、冬至の正午の日照情報６を付加して第３ジオラマデータ３を作成する。これにより、地球上の特定の位置にある都市が冬至の正午にどの方向から太陽光を受けるのかが特定される。冬至の正午の第３ジオラマデータ３の仮想の立面図を図５に示し、その仮想の平面図を図６に示す。図５も左が真南、右が真北であることを示しており、太陽を視点とした光路が太陽の入射光を示している。なお、図５において、建築物Ａ～Ｃの壁面に照射した太陽光が天空に向かって反射せず、地表に向かって反射しているのは、特開２００７－１９２０１６記載の建材をその壁面に採用していることによる。また、冬季には、屋上面に太陽光を反射し難い建材を設けることとしている。これらにより、建築物Ａ～Ｃの壁面や屋上面に照射した太陽光から地表や建築物に蓄熱を行い、冬季の暖房費を節約できるようにしている。
続いて、アルベド算定工程Ｓ４において、アルベド算定プログラム４を実行する。アルベド算定プログラム４は、まず画像処理ソフトを立ち上げる。画像処理ソフトは、第３ジオラマデータ３を取り込み、各色彩要素に相当し、ＲＧＢ値で特定される複数の色と、各色が占める面積とを算出する。次いで、画像処理ソフトは、画像処理後の第３ジオラマデータに対し、変換テーブル７を用いて色から反射率への変換を行う。そして、アルベド算定プログラムでは、上記（１）式に基づく積算を行う。こうして、設計中の都市や既存の都市のアルベドが算定される。
仮に、その都市のアルベドが０．５未満であれば、再設計工程Ｓ５において、第１ジオラマデータ１を作成し直す。この際、ビルの位置を変更したり、ビルの構成を変更したり、壁面の建材を変更する。それらを変更後、立地情報付加工程Ｓ２、日照情報付加工程Ｓ３及びアルベド算定工程Ｓ４を行う。これにより、変更後の都市のアルベドが算定される。変更後の都市のアルベドが０．５以上であれば、その都市はヒートアイランド現象を生じ難く、人間が住みやすいことが予想される。
したがって、この都市設計方法によれば、設計している都市のアルベドを算定することから、ヒートアイランド現象を直接的に抑制可能な都市を設計することが可能である。
また、このヒートアイランド特性評価方法により、既存の都市がどの程度のヒートアイランド特性を有しているかを評価すれば、その都市を人間が住みやすい都市にすることが可能である。
また、この都市設計システムによれば、上記都市設計方法及び上記特性評価方法を容易に実行することが可能である。
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
本発明は、これから計画されるあらゆる都市、既に社会的、経済的に稼働している既存の都市に利用可能である。また、本発明は、日本国内のみならず、世界各国において利用可能である。さらに、本発明は、地球上の位置によってアルベドを調整することから、地球全体を一つの都市として施策することも可能である。
１…第１ジオラマデータ
Ｓ１…立面図設計工程
５…立地情報
２…第２ジオラマデータ
Ｓ２…立地情報付加工程
６…日照情報
３…第３ジオラマデータ
Ｓ３…日照情報付加工程
Ｓ４…アルベド算定工程
４…アルベド算定プログラム
Ｓ５…再設計工程
７…変換テーブル
Ｓ１…立面図設計工程
５…立地情報
２…第２ジオラマデータ
Ｓ２…立地情報付加工程
６…日照情報
３…第３ジオラマデータ
Ｓ３…日照情報付加工程
Ｓ４…アルベド算定工程
４…アルベド算定プログラム
Ｓ５…再設計工程
７…変換テーブル
Claims (4)
- 敷地内に建築物、土木構造物その他の空間構成要素を建設する設計を行い、かつ該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して色彩要素を選定する設計を行うことにより、都市を設計する都市設計方法であって、
前記敷地、前記空間構成要素及び前記色彩要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする都市設計方法。 - 前記第１ジオラマデータに変更を加え、再度、前記立地情報付加工程、前記日照情報付加工程及び前記アルベド算出工程を行う再設計工程を有している請求項１記載の都市設計方法。
- 敷地内に建設した建築物、土木構造物その他の空間構成要素と、該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して設定された色彩要素とからなる都市のヒートアイランド特性評価方法であって、
前記敷地、前記空間構成要素及び前記材質要素について、方位を含む立体的な第１ジオラマデータを作成する立面図設計工程と、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して第２ジオラマデータを作成する立地情報付加工程と、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して第３ジオラマデータを作成する日照情報付加工程と、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定工程とを備えていることを特徴とする都市のヒートアイランド特性評価方法。 - 少なくとも建築用ＣＡＤソフトがインストールされたコンピュータで構成され、
敷地と、該敷地に建設する建築物、土木構造物その他の空間構成要素と、該空間構成要素の所定範囲毎に区切られた表面に対して選定する色彩要素とについて作成される方位を含む立体的な第１ジオラマデータと、
該第１ジオラマデータに対し、該敷地の緯度及び経度の立地情報を付加して作成される第２ジオラマデータと、
該第２ジオラマデータに対し、所定日時の日照情報を付加して作成される第３ジオラマデータと、
該第３ジオラマデータと、該色彩要素と太陽光の反射率との関係とに基づいて前記都市のアルベドを算定するアルベド算定プログラムとを備えていることを特徴とする都市設計システム。
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