光シミュレーション＠グレア

光の評価軸に「照度」「輝度」があることは既に示している。

輝度分布図　単位はcd/m2.　GH＋HBによる。

用語（リンク）

　

グレア(glare)とは、視野の中に不適当な輝度分布があるか、輝度の範囲が広すぎるか、または過度の輝度対比があるために、視野内の細部や物体を見る能力の減少(減能グレア：disabitiy glare)もしくは不快感(不快グレア：discomfort glare)を生じさせる視覚の条件または状態をいいます。
グレアを生じさせる面から分けると次のようになります。

直接グレア(direct glare)

視野内、特に視線に近い方向にある輝度の大きい面によって生じるグレア。

反射グレア(glare by reflection)

反射像が観察する物体と同じか、または近い方向にあるような正反射によって生じるグレア。

光幕反射(veiling reflection)

見るものと重なって、輝度対比を低下させることによって物体の細部を部分的または全面的に見分けにくくする正反射、または指向性が強い拡散反射。

昼光利用においても、開口からの「光」による「グレア」が大きくなると、
不快感が増す。

追記：現状では、水平面照度を目安にして　開口部の配置、大きさなどに気を配るのが
　　　妥当だと思う。輝度についてはまだ実設計での段階では難しい。

ライトシェルフ （velux daylight visualizer)

Radiance で　コマンドラインを打ち込み作業をするより
随分と簡易な方法がある。
（それでも難しいです）

このパースにあるような　開口途中の庇を　「ライトシェルフ」といいます。

夏の直射日光を遮り、室温上昇を抑えた省エネ空調と、冬の太陽光を部屋の奥まで届け照明の省エネを実現します。
https://www.ipros.jp/product/detail/2000211598/
例えば（リンク先）こんな感じで。

ライトシェルフ　のある状態と無い状態で　部屋の奥の明るさが違ってきます。

間違っていたら、ご指摘を。
sinn.tomoken.biz@gmail.com まで。

昼光利用とシミュレーション（Radiance)

こんな風に、レンダリングして、

そのHDR画像から　輝度を求め　コンタ表示

照度は、ちょっとファイルに書き込みをして（-i)
照度を求める

こんなコマンドを　コマンドシェル（WIN・DOS窓）に・・・

昼光利用とシミュレーション（Radiance)

一般的に水平面照度を目安にする。
また、輝度も尺度の一つ。

これは、sketchup でのモデリングを、Radiance（照明解析プログラム）でレンダリング
した結果。

光解析は、温熱に比べると　はるかに難しい。
  

（続く）

サーモカメラ 庭

毎日暑いですね。
夜のウォーキングのついでに事務所周辺の温度をサーモカメラで計ってみました。

 

時刻は、２１時ごろ。
スポット１が、道路の真ん中。　31.9度も有ります。
アスファルトに触れてみると確かに、暖かい。

スポット３は、コンクリートＢＣの塀、
こちらは、27.9度

スポット２は、駐車場（土）です。
27.9度。

スポット１は、庭の温度。、20.1度です。
引き換え、ガレージのコンクリートは28.6度。（スポット３）

家を周囲を、コンクリートで覆いたいというご要望は多いのですが
夏には、アスファルト・コンクリートは　昼間の熱を蓄え（蓄熱）
夜間に放熱します。

エアコンの室外機から出る「熱」や、蓄えられた「熱」によって
街中はどんどん熱く（暑く）なっていきます。

一方で、最近は　「庭ブーム」
敷地の中に、少しでも多く　緑を残すことで
お住まいの暑さが和らぎそうです。

気温と湿度 日本では湿度

こちらを見比べていただくと

 

上は、日本（徳島）の年間　温湿度分布。
下は、ドイツ（ベルリン）の年間　温湿度分布。

快適な時間域はよく似ていますが、２５度～、の絶対湿度が　日本とは全く違います。
「蒸し暑い」時間が少ない（ほとんどない）。

こうしてみると、日本とドイツ（に限らず）では、住まいの在りようは、全く違ってきそうです。
他にも　日本の各地であったり、ドイツに限らず　欧州、アジア、中東、アメリカ・・・

比較してみて初めて分かる、こともありそうです。

気温と湿度 徳島の秋

そして、中間期（１０月）

意外や意外、
さぞかし、快適だろうと思っていると　何もしなければ　１４３時間（１９．^２％）。

そこで、

passive solar direct gain　(日射取得）で、３５５時間（全体の４７.7%）が
快適な時間になります。

夏と冬の中間域ということで、絶対湿度が高い時間もあるようです。
そこには、「除湿」も効果があると　解ります。（水色エリア）

こうして、複合技で９７％の時間帯で快適な時間を過ごせそうです。

気温と湿度 徳島の冬

一方、徳島の冬（一月）です。

何もしなければ（外気温のまま）だと、快適範囲は　無し　（０時間）

でも、internal gain を考慮すると、４１時間ほど快適な時間が。（５．^５％）。

０度～１３度の温域では日射取得によって２７．^３％。

 

先の、投稿（リンク）でも表したように、冬は南面の日射量が多いので集熱の開口部を
計画配置するとよさそうですね。
話が、結びついてきます。

気温と湿度 徳島の夏

絶対湿度　が高く　快適が損なわれている徳島の夏。

新たに、水色のエリアをマーキングしてみました。
この範囲では「除湿」をすることで、快適に過ごせる可能性があります。
快適時間も３４．９％増加しています。

今どきのエアコンには、「除湿モード」がありますが
実はこの「除湿モード」、省エネ的にはお高くついてしまいます。
寧ろ、細目に　冷房を切ったり、温度調節したり　で運転する方が
効率がいいかもしれません。

この事には、別でまた触れたいと思います。

この図の、パープルの部分では、「窓の日射遮蔽」が有効だと出ています。
７月の約２７％の時間帯で「日射遮蔽」は有効な手段です。

窓の日射遮蔽で思い浮かべるのは「カーテン」かもしれませんが、
室内側のカーテンでは、熱の７０％は侵入してきてしまい、３０％しか防げません。

外での遮蔽の方が圧倒的に効果があります。（リンク）

YKKサイト　http://www.ykkap.co.jp/company/japanese/news/detail.html?s=20180327

による。

ヴァレーマ・ドイツの外付けブラインド
これだと、光・風　との調整もできていいですね。
http://osmo-edel.jp/product/warema/

空気線図と快適

早速、復習を兼ねて「空気線図」を。

横軸に「気温」、縦軸に「絶対湿度」、曲線に「相対湿度」です。
「気温」と「相対湿度」は、私たちが通常持っている、温湿度計で測れます。

ブルーで囲まれた部分が「快適（とされる）」ゾーンです。

ある範囲の「気温」と「湿度」の関係にあるとき、私たちの　多数が快適だと感じるのです。

例えば、上図の中の「点」一つ一つが、
徳島の７月（一月間）、✖　２４時間　計７４４時間の　気温と絶対湿度です

この中で、快適範囲に入っているのは、５８時間。つまり7.⁸％しかありません。

多くの時間帯では、オレンジの〇　にあるように「絶対湿度」が高くなっています。

徳島の夏は、絶対湿度が高く　快適ではないようです。

環境勉強会（結露編）

月に一度の　環境設計道場。
今期は、結露をテーマに　復習をしています。
空気線図についての　基礎の基礎　を。
湿り空気線図。

こうした勉強会に　参加するのは

・地元大学に建築学科が無いため、建築系の専門知識を得られる機会が少ない中、
　専門分野での研究者から情勢・知識を　得られるから。

・それぞれの、分野での向上心の高い　設計者、施工者　と出会えること。
　そうした場所では、次々と　学びがあります。

技術の問題は、答え（正解）があります。
気持ちいい空間という曖昧模糊とした雰囲気は　「その基礎の上にあるもの」だあってこそだと感じています。
正解　を知って　でも自分はそれをどう扱うか？
シミュレーションで数値的な最適化は出来るけど、それをそのまま　設計上の　正解にするとは限らない
というようなことでしょうか・・・

目を養い、手を練れ＠宮脇檀（みやわき・まゆみ）

宮脇檀ドローイング展　へ。

多くの建築家が、事務所規模拡大、「公共建築へとターゲットをシフト」していった中、
終始、「住まう場所」についての、問題提起をしてきた住宅作家　”　宮脇　檀”（みやわきまゆみ）。
徳島にも何度も、来られている。
サービス精神旺盛で、講演会も多くあったし、必ずしも建築士向けではなく「住まい手」向けの
セミナーも行ったように聞いている。
私も、一度　聴講している。

①
今では、ＢＩＭ、コンピュテーショナルな時代
私たちの世代ぐらいが、手書きの　「エスキース」（下絵）で、プランを練って
清書した最後の世代かもしれない。

②
ＬＤＫ＋N（個室）という形式に「住まう」という立場で、考え続けた

③
旅好き、スケッチ
旅先では常に、スケッチを残し　それは決して有名建築のみならず「宿泊した宿の採寸」も
学生時代から「デザインサーベイ」を積極的に行っている。

文化の森　図書館にも　多くの著書があります。（多くは閉架書庫に）
一度お読みすることをお薦め！

 

※　エスキース
フランス語で､スケッチや下絵のこと。絵を描く前に､あらかじめ自分の描こうとしている絵のイメージを､本画とは異なる素材も用いながら描きだしたもの。本画よりもやや小さな画面で行うことが多く､漠然としたアイデアから一歩進めた作業と考えてよい。

聴竹居ー藤井厚二

聴竹居の主であり、設計者でもあった藤井厚二
＜其の国の建築を代表するものは住宅建築である＞

制振装置を入れてみた

wallstatのVER４では、制振装置を設定できるようになったので早速。
一番右手奥が単純に「筋交い」モデル。
真ん中が「筋交いに構造用合板を付加」
手前が「筋交いモデルに、制振装置付加」

どうだろう？
制振装置のモデルは、外周部の「装置」を設置した壁は確かに揺れが少ない。
一方、「装置の無い中央部」は、結構揺れているように思うがいかがだろう？

合板補強モデルは、揺れてはいるが　全体的に安定性が高いようにも思えるが
まだまだ検証の余地あり。

制振装置を入れてみた

wallstatのVER４では、制振装置を設定できるようになったので早速。
一番右手奥が単純に「筋交い」モデル。
真ん中が「筋交いに構造用合板を付加」
手前が「筋交いモデルに、制振装置付加」

どうだろう？
制振装置のモデルは、外周部の「装置」を設置した壁は確かに揺れが少ない。
一方、「装置の無い中央部」は、結構揺れているように思うがいかがだろう？

合板補強モデルは、揺れてはいるが　全体的に安定性が高いようにも思えるが
まだまだ検証の余地あり。

制振装置を入れてみた

wallstatのVER４では、制振装置を設定できるようになったので早速。
一番右手奥が単純に「筋交い」モデル。
真ん中が「筋交いに構造用合板を付加」
手前が「筋交いモデルに、制振装置付加」

どうだろう？
制振装置のモデルは、外周部の「装置」を設置した壁は確かに揺れが少ない。
一方、「装置の無い中央部」は、結構揺れているように思うがいかがだろう？

合板補強モデルは、揺れてはいるが　全体的に安定性が高いようにも思えるが
まだまだ検証の余地あり。

季節の日射利用ーパッシブデザインー

今度は、季節ごとの日射量を　ビジュアル化　してみました。
まずは、夏。（７～９月）

水平屋根部分が一番、日射量が多いようです、次いで　東西・南ですね。

次は、冬（１２～２月）
南面が多くなってきています、そして水平面。

 

最後に、中間期（９中～１１月）

よく見ていただきたいのですが、「巾（レンジ）」が違っています。

同じ「赤」でも
夏は　「０～４４２ｋｗｈ/ｍ２」
冬は　「０～２７８　　　　　」
秋は　「０～３０８　　　　　」

ですから、”　夏の水平面赤エリア　”　は　”　冬の赤エリア　”　の　６割増しになっています。

私が、大学校で、又は　建築士試験の折に　学んだ頃は

一日当たりの日射量は、
夏至、水平面がずば抜けて大きく、南が　思った以上に少ない。

太陽の軌跡をみると

 

こんな具合になっているわけです。

冬至には、やはり南面が多くなっていますね。
でも、総量としては夏の水平面には及ばないのです。

こんな、季節感あふれる　地域（国）に添った　住まいつくり

徳島の建築設計事務所　共建築設計事務所　にお声掛けください。

太陽光発電と日照・日射

太陽光の発電量には，実際は直接，日照時間ではなく，日射量，太陽光発電の種類，
温度，光の周波数，などで左右される。

先日から、３Ｄアプリケーション(sketchup)や、日影図（jw_cad）で見ているのは日照時間になる。
一方、室温のシミュレーションに使っている「パッシブデザインツール、Energyplus」や「solardesigner」は日射を含んだ　を計算している。
夏と冬では、日射を多く受ける「面（屋根面と南面etc）」などで違いがある。

周辺環境や、庇、袖壁、樹木　によって　同日射量への影響があるのか
基本設計から序盤の内に把握できる」と、設計・デザインにフィードバックできる。

かりに、夏の西日は本当に遮りがたく忌々しいのだけども、「西に絶景or夏の夜の花火大会」なんてものがあるとしたら
それでも、「西窓」を確保しないか？どうでしょう。

そこで、シミュレーションを行って、予めそれを知ったうえで　選択・決断をする。
そこが　省エネ絶対主義とパッシブデザインの違いである。これはどちらが正しい。誤りというジャッジが出来ない
価値観の問題だ。

 

上図は、その面への日射量を示すシミュレーション結果である。
（Rhino+Ladybug)

Energyplus　でも類似したことができる（面にあたる日射量を時刻別に時間変動で視ることができる）

シミュレーションは「省エネでない　”すまい”　を「制限」するものじゃなくて
設計者や住まい手に、インスピレーションを与える　ツールなのかもしれない。

よく見ると、北だって（水色だけど）日射はあるんですね。

日本の美しい庭園には、北向きのものが多くあることはよく知られている。

制振装置の効果が検証可能に ーwallstatー

新建ハウジング
http://www.s-housing.jp/archives/137640
より引用

木造住宅の耐震シミュレーションソフト最新版を公開　制振装置の効果が検証可能に

2018年7月4日

　京都大学生存圏研究所（京都府宇治市）の中川貴文准教授はこのほど、木造住宅の地震時の損傷状況や倒壊過程をシミュレートする「ウォールスタット（ｗａｌｌｓｔａｔ）」の最新版をフリーソフトとして公開した。ホームページよりダウンロードが可能。

　同ソフトは、パソコン上で建物を３次元的にモデル化し、想定される極大地震などさまざまな地震動を与え、木造住宅の変形の大きさ、損傷状況、倒壊の有無を視覚的に確認することができる。

　今回、木造住宅の倒壊過程を再現するオリジナルの解析方法を開発したことで、倒壊後の計算も可能となり、より精度の高い結果が出せるようになった。最新版では、３タイプの制振装置をモデル化。市販の制振装置に幅広く対応し、効果を検証できるようになった。また、木造住宅用ＣＡＤとの連携を強化し、詳細な建物情報を読み込めるようにしたため、ほとんどの木造住宅について簡単な操作で耐震シミュレーションを行うことが可能となった。

　同ソフトは、研究者・技術者だけでなく、工務店・ハウスメーカー・地方自治体などのさまざまな実務者が使えるように改良されており、耐震性能の検証や顧客へのプレゼン、防災意識の啓発などへの活用が期待されている。

開発者の中川先生によると、３年ぶりのメジャーアップデートとのこと。（ＦＢより）です。

地震倒壊シミュレーションーwallstatで等級３を揺らせてみた、

ふたたび、

 

今度は「構造計算から導いた耐震等級３」の住宅を　益城町の第二震で揺らせてみる。
先日との一番の違いは、「許容応力度計算での等級３」であること。
その他、諸々　先の弱点らしきところをフォローしてみた。

荷重は、余力としての内装材は計算に入れていない。
荷重は、基準法ではなく、実情考慮荷重。
外壁材の効果は余力として評価し、面外座屈抑止にも有効と設定。

 

 

阪神大震災の地震波で揺らせてみる。
荷重は、余力としての内装材は計算に入れていない。
荷重は、基準法ではなく、実情考慮荷重。
外壁材の効果は余力として評価し、面外座屈抑止にも有効と設定。

 

益城町の地震波で揺らせてみる。
荷重は、余力としての内装材は計算に入れていない。
荷重は、基準法ではなく、基準法考慮荷重。
外壁材の効果は余力として評価し、面外座屈抑止にも有効と設定。

先日の、損傷の激しかった、モデルに比べると、損傷は少ない。
現実に起これば、「調査してみないとわからない」という判断になると思うが、これなら、建て直ししなくても「修繕」で済みそう。

日射利用 自立循環型住宅の場合

今回は、自立循環型住宅の中で　日射利用がどのように扱われているかについてです。
このテキストは当初「自立循環の温暖地版テキスト」として受講の上、受け取ったものです。
（販売はされていません・きちんと講習を受けたうえでいただけます
省エネ住宅に関心がある方は、設計者にこのテキストを持っているか尋ねてみたほうがいいです）

まずは、開口部が以下の条件の時　に分かれています。
（特に真南に向いているのは有利です・方位１）

方位１	真南＋－１５度
方位２	真南；－３０度

利用の仕方（手法）

手法１	開口部の断熱性能の強化（また、日射取得型ガラス）
手法２	開口部からの集熱手法（開口部の面積増加（また、日射取得型ガラス）
手法３	蓄熱手法（蓄熱素材の使用

を組み合わせていきます。

STEPとして

ステップ１．日射熱利用の確保・検討
１．地域の気候特性（パッシブ気候区分）の確認
２．立地条件（敷地の日射障害）の検討
３.　建物の方向（開口部の位置）

ステップ２.前提となるたてもの条件の確保（断熱化）
１．前提となるたてもの条件の確保（断熱化）
２．開口部の面積（延べ面積の１０％以上）
　　120ｍ２　の住宅なら12m２（掃き出し窓４か所程度）

ステップ3.　開口部の断熱手法の検討　　　　→手法１
開口部の断熱化（断熱サッシ・ガラス）にするのは前提で
更に、日射取得率（取得型と遮蔽型がある）が高いものを選ぶ

ステップ４．開口部からの集熱手法の検討　　→手法２
集熱開口面積の増加（延べ面積の20％以上）
120ｍ２　の住宅なら12m２（掃き出し窓７か所程度）・・
・・・実際、そこまでいかなくても　シミュレーション、実測からすると
　　　開口部を大きくすれば比率に応じて効果が出ます。

ステップ５．蓄熱手法の採用　　　　　　　　→手法３
蓄熱材の使用（熱容量の見込める材料・工法の採用）

・・と、以上のような手順で省エネ化を図っていきます。

ということで、
敷地の日当たりを　特によく見極め（将来性も考慮）、適切に開口部を配置し
断熱化・ガラスの種類　に気を付ける。
（冬は、その窓から入った「日射熱」が多い方がいいが、前提として断熱が必要。）

こういった技法というのは、エアコンや照明　が普及する前には、
「環境工学」又は「省エネ」という分野というよりは、「建築計画原論」として、
設計する際の基本の「キ」であった。

ただ、ここで書いていることは　温熱環境を云々　で書いてありますが
実際、窓の役割は「採光」「デザイン」「コミュニケーションの場」「通風」・・・
こういった諸々のことにも関係してくるので、調整する必要がある。
それを「デザイン・計画」するのが建築士の役割だとも言えます。

省エネ設計、自立循環型住宅は　徳島の建築設計事務所　共建築設計事務所にご相談ください。

wallstat で 耐震等級3を揺らせてみる

 

例えば、一例として「構造等級３」の木造を、「阪神大震災の地震動」で
揺らせてみる。

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/~nakagawa/
　　　　　　　　　　　　　　　　　「建築研究所開発のwallstat ver.3.3 による」
                                              　　　　　　　CADデータ連携機能による。

本プログラムの利用は研究および教育目的を想定していますが、 その他目的の利用の際は開発者にご相談ください。
また入力値によっては現実とは異なる解析結果が出ることがあり、 不具合等が生じた場合にも解析結果には一切の責任を負いません。
もしプログラムに不具合が出た場合には、ご連絡くだされば可能な範囲で対処いたしますが、 不具合によっては解消できない場合があります。
あらかじめご了承ください。

http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/~nakagawa/　より引用

徳島の地域性 日射量

先の投稿で、徳島は日射量が多い　と書きましたが　その一例です。

このマップはＰＳＰ区分（パッシブ気候区分・パッシブソーラーポテンシャルの略）
というもので、日射利用のポテンシャルが高い地域を分類しています。

徳島北部はオレンジ（に）の区分で、日射量が多い地域
冬に日射量を活用でき、寒さもひどくはない、ただその分夏の日射遮蔽には注意が必要そうです。

内陸部では、緑（ろ）、日射量が少なくて寒い地域
　　　　　　黄（は）、日射量が多くても寒い地域
こうゆう地域では　特に日射熱利用の工夫を活かしたいものです。
県南から高知、九州にかけて太平洋側の地域には（ほ）区分もあり
日射量が多く暖かい地域ですから、冬の日射利用と同時に、夏の
日射遮蔽も特に必要です。

現在の省エネ区分では、年間日射量地域区分　と　暖房期日射地域区分　の二つが「日射区分」
として用意されています。

こちらが、年間を通じての日射量の分布になります。
徳島沿岸区域では概ね　A4　、年間を通じて日射が多い地域です。
このMAPからも、徳島沿岸部では　夏の日射遮蔽に注意を要すること
中間期（春・秋）にどう取捨選択をするかを　デザインしていく必要があります。

また、これが暖房期の日射取得量区分であり、
とりわけ冬に、どの程度日射が見込めるか？というＭＡＰになっています。
徳島市はH3区分、で冬（暖房期）に中程度日射が見込める　ことを示しています。