製品機能

STREAMとの連成

株式会社ソフトウェアクレイドル社の熱流体解析ソフトウェアSTREAM®とデータを相互に連携することでより高度でリアルなシミュレート結果を得ることが可能となりました。

街区内の表面温度分布の影響を考慮した
気流・気温分布の算出

ThermoRenderで出力される表面温度分布をSTREAM側で読み込むことで、気流・気温分布の算出を実現します。

街区内の気流・気温分布の影響を考慮した
表面温度分布の算出

STREAM側で出力される気流・気温分布をThermoRender側で読み込むことで、表面温度分布の算出を実現します。

都市空間のどのような場所に熱が溜まりやすいのか、また冷気が発生するかといった、対流による熱の移動について評価することが可能となり、熱的快適性に影響を及ぼす熱放射に加え、気流や気温についての議論も可能となります。

ThermoRenderの計算結果

ThermoRender+STREAMの連成解析結果

STREAMへの出力

ThermoRenderで計算した表面温度と建物・樹木・地面のメッシュデータを、STREAM用に取り出します。ThermoRenderの表面温度を、STREAMでの境界条件として利用し、風速・気温の分布を解析することが可能です。

専用プログラムによる連成(Windows 64bit環境のみ)

ThermoRenderとSTREAMとの間で、表面温度と気温ならびに表面近傍の風速を連成されるためのアプリケーションにより、ThermoRenderで取り出したCFDデータをSTREAM用のデータに変換します。

非定常熱収支計算と定常気流計算の連成

24時間の非定常熱収支計算(ThermoRender)と、時刻ごとの定常気流計算(STREAM)の両ツールの間でデータをやり取りすることで、実用的に「連成」を実現します。

  • ① ThermoRenderで出力される表面温度→ STREAMで読み込み気流・気温の計算
    ThermoRenderにおいて出力する時刻を指定し、当該時刻の表面温度をSTREAM側で読み込むことで、表面温度分布の影響を反映した気流・気温分布が算出されます。
  • ② STREAMで出力される気流・気温→ ThermoRenderで読み込み表面温度の計算
    ThermoRender側で、読み込む気流・気温分布の時刻(複数可)を指定し、24時間の非定常熱収支計算を行うことで、当該時刻において、気流・気温分布の影響を反映した表面温度分布が算出されます。気流・気温分布を読み込んでいない時刻に関しては、従来のThermoRenderと同様、気象データから得られる風速と気温を空間分布一様として与えて計算を行います。これは、表面温度を出力して見たい時刻が決まっている場合には有効です。
    STREAMにより、24時刻分の気流・気温分布の算出を行うことで、ThermoRenderにおいて、すべての時刻で気流・気温分布の影響を反映した表面温度の算出が行えます。
  • ③ 計算の収束について
    上記の①のプロセスでは、STREAMの気流数値計算に与えられる表面温度は、最初は、風速と気温の空間分布一様と仮定した場合に計算された表面温度です。
    厳密には②で計算される表面温度(気流・気温の影響を考慮したもの)とは一致しませんが、①と②の計算を繰り返すことで、表面温度の計算値を収束させることができます。実用的なレベルでは、①→②→①(→②)の計算を行うと、表面温度と気流・気温はほぼ収束値になります。

温度差画像表示

部位仕様設定を変更した2つのケースを比較することが可能です。材料変更による表面温度の改善効果を一目で分かりやすく表示します。

GIS建物設定

GISから取り出したShapeファイルをもとに、3D化と部位仕様の設定を同時に行います。Shapeファイルでなくとも、高さなどのレコードが付加された2Dオブジェクトでも可能です。

  • Shapeファイルの取り込みにはArchitect以上が必要です。

表面温度ヒストグラム

表面温度のヒストグラムをテキストで取り出します。各時刻における温度別メッシュ数が取り出されるため、Excel等を使って、表面温度のヒストグラムを簡単に作成することが可能です。

MRTヒストグラム

MRTのヒストグラムを取り出すことが可能です。指定した時刻におけるMRT温度別メッシュ数をテキストで取り出します。同時に、Vectorworks上に簡単なグラフも作成されます。

日射を含むMRT

MRTの計算時に、日射を考慮するオプションが追加されました。 これにより、樹木や建物の陰の影響を加味してMRTを算出することが可能です。

受熱日射量表示

各メッシュが受ける日射量を可視化します。 表面温度と同様、任意の時刻(15分ごと)を指定し、レイヤの作成と熱量の表示を行います。

建物・樹木領域の表示

建物と樹木の領域確認が素早くできます。 計算領域をはみ出してしまう場合は、警告ダイアログとともに、該当する領域オブジェクトを強調表示します。

面の表裏とメッシュの表示

ThermoRenderが認識する面の表裏を表示します。 また、書き出したメッシュの形状を表示する機能も搭載しました。メッシュの表示は任意の範囲を指定することも可能です。

屋外表面温度のビジュアル表示

計画・設計する建物や、地面の表面温度をサーモグラフィーで表示します。これは、建物の3Dモデルを計算用質点メッシュ化した後、建物位置情報、太陽位置情報、気象条件、建築材料の熱物性値を考慮し、建物と屋外空間の全表面で熱収支を解析計算、モデルへと反映します。

  • 出力された熱画像は、数値シミュレーションレベルでは適切な値を示しますが、実際の場所との比較においては、誤差が生じます。

部分MRTマップの作成

MRTの全体表示以外に部分的にMRTを作成できます。この機能により、同一平面上で異なる高さのMRTを表示したり、街区モデル内の生活空間部だけをクローズアップするなど、表現方法は多種多彩です。

地点MRTマップの作成

3D空間内の任意のポイントを指定することで、その指定点のMRTを色とテキストで表示します。任意の3D空間内上に配置できるので、視覚的に確認しやすく、プレゼンテーションなどにも活用できます。

樹木作成ツール

Vectorworks上で樹木を作成することは非常に簡単でしたが、このツールを使うことで、さらに早く正確に計算用樹木モデルを作成することができます。

任意の位置でクリックし、ダイアログ内の数値を入力するだけで樹高や葉張りなど、目的の大きさの樹木を素早く正確に作成することができます。

建物熱負荷計算

建物屋内環境は、屋外からの外的要因に大きく左右されます。特に日射の影響は大きく、この要素をコントロールすることで建物熱負荷量や空調機のエネルギー消費を抑制ことが可能です。また屋外の熱、特に外壁面の熱を室内側へ伝えないことも重要です。

HIP(ヒートアイランドポテンシャル)の算出

屋外熱環境負荷の指標であるHIP(ヒートアイランドポテンシャル)をテキストデータとグラフで算出することができます。これらのデータから、開発前の敷地と開発後の敷地から、どれだけの顕熱負荷(大気を温める要素)の増減があるかを評価することが可能です。

  • HIP(ヒートアイランドポテンシャル)とは、東京工業大学・梅干野教授が提唱する「当該敷地が大気に対してどれくらい熱的負荷を与えているかを評価する指標」です。
  • HIPで開発対象地を評価することで、ヒートアイランドの形成要素の内の「全表面からの顕熱」の増減を評価することができ、緑化や高反射・保水材料を用いた場合の効果を数値的に見ることが可能です。

HIPの新しい算出単位

HIPを従来の「℃」と、一般的な熱量単位である「W/m2」で算出することができます。「℃」表記では、直感的に熱負荷を見るには便利です。さらに熱量単位での算出により、建物から放出される人工排熱などの他の熱量データと比較しやすくなり、比較表などでの活用が行いやすくなります。

任意ポイントの温度データ抽出

作成した3Dモデル上の測定したい部位に指定点を置くことで、その場所の表面温度の時系列グラフを作成することができます。樹木や隣接する建物の影の影響などを受けて、刻々と変化する建物表面温度を、グラフとテキストデータで把握することが可能です。

表面・建物断面性能表示

屋根や壁などの熱的性能値を、3Dモデル上で確認することができます。確認できる表面・断面性能は以下の3つです。

  • 「日射反射率」
  • 「熱貫流率」
  • 「熱容量」

MRTマップの作成

MRT(平均放射温度)は、全方向から受ける熱放射を、平均化して温度表示したものです。ThermoRenderではこれをサーモグラフィーにより視覚化することで、屋外空間のどの位置で熱放射を多く受けるかをビジュアルで確認することができます。

建物や地面からの熱放射は、その表面温度に依存し、空間形態と構成材料により直接的に規定されるため、対策効果が計りやすい要素と言えます。

保水性舗装

保水性舗装の潜熱計算に対応しています。ThermoRenderに搭載されている保水性材料を用いることで、表面温度画像やMRT上でその効果を視覚的に確認することができます。また、乾燥過程を計算することも可能です。

  • 搭載している保水性材料は、一定の特性を持ったインターロッキングブロックの実測結果を基に、モデル化して搭載しています。従って、他の保水性材料とは差異が生じます。

エネルギー消費量計算

ThermoRenderで計算された建物熱負荷を基に、街区全体、または建物が消費するエネルギーを算出することが可能です。

[各種データの設定(簡易)]

事務所や飲食店、戸建住宅等の設定条件が、デフォルト設定されていますので、詳細な設定を行わずに、簡単に計算を行うことが可能です。

[各種データの設定(詳細)]

設計初期段階においても、詳細なエネルギ-設定を行うことで、詳細な出力結果を得ることができます。

  • エネルギー消費量計算機能は、株式会社 日建設計総合研究所と共同開発したものです。

ワークフロー

ThermoRenderのデザインワークフローは、とても使いやすく、かつ詳細に設定できるよう設計されています。

 詳細 

熱環境コンサルテーション

エーアンドエーでは、サーモレンダー開発のノウハウを活かし、屋内外の熱環境に関する受託解析業務を承っております。

 詳細 

Vectorworks

2D/3Dのシームレスな作図機能に、彩色豊かなプレゼンテーション、リアルなレンダリングなど、デザイナーの設計環境を支援する汎用CADソフトウエアです。

 詳細