デザインとエコを両立!大林組がGrasshopper出力から正確に熱負荷計算

2018年11月9日

管理人のイエイリです。

BIM(ビルディング・インフォメーション・モデリング)など3次元設計技術の普及により、複雑な曲面でデザインされた建物が増えています。

その裏で問題になっているのが、オーバースペックな空調機器です。これまでは複雑な曲面でデザインされた建物では、冷暖房に必要な「熱負荷」の計算精度に限界がありました。そのため安全をみて、能力に余裕を持たせた空調機器を設置せざるを得なかったからです。

そこで大林組は、複雑な曲面からなる建物が太陽光などから受ける熱負荷を、正確に計算できる熱負荷シミュレーションツール「ParaLoad」を開発しました。

建物の曲面デザインによく使われているソフト「Rhinoceros(ライノセラス)」と「Grasshopper(グラスホッパー)」で作成した建物の3Dモデルから、

ナ、ナ、ナ、ナント、

熱負荷計算ソフト

である「NewHASP」の入力データを自動作成するシステムなのです。(大林組のプレスリリースはこちら

Grasshopperの出力から月ごとの正確な熱負荷計算を行ったイメージ(以下の資料:大林組)

Grasshopperの出力から月ごとの正確な熱負荷計算を行ったイメージ(以下の資料:大林組)

今回、開発された「ParaLoad」は、Grasshopperで作成した3Dモデルをサーフェスという大きな面に分け、さらにサーフェスを細かいメッシュに分割して、メッシュごとに面積や方位角、傾斜角を算出します。

このメッシュごとのデータから、熱負荷計算ソフト「NewHASP」用の入力データを自動作成してくれるのです。

設計者は、Grasshopperで3Dモデルを作成する際に、建物の空調条件や室内条件など熱負荷計算に必要な項目も入力します。

「ParaLoad」は、曲面デザインを行う「Grasshopper」で作った建物の3Dモデルから、熱負荷シミュレーションソフト「NewHASP」用の入力データを自動作成する役割を担っている(以下の資料:大林組)
「ParaLoad」は、曲面デザインを行う「Grasshopper」で作った建物の3Dモデルから、熱負荷シミュレーションソフト「NewHASP」用の入力データを自動作成する役割を担っている(以下の資料:大林組)

このシステムができたおかげで、設計者は建物のねじれ角を少しずつ変えながら、

エネルギー効率が最高

の建物デザインを追求するといったことが簡単にできるようになります。

計算結果も正確なので、建物に設置する空調機器も適正な能力のものでよくなり、オーバースペックによるムダをなくすことができます。

これまで、熱負荷計算などのシミュレーションソフトの入力データは、テキストエディターや表計算ソフトなどを駆使して手作業で作ることが普通でした。

そのため、どうしてもメッシュの分割数が少なくなったり、意匠設計へのフィードバック回数に限りがあったりして、意匠的なデザインと環境性能の最適化を両立させることが難しかったのです。

大林組では既に、BIMモデルと「NewHASP」を連携させる「NewHASP入出力支援システム」や、自然換気や昼光利用などで省エネ設計を行う「エコシミュレ」などを開発しており、これらのシステムからなる「熱負荷シミュレーション総合プラットフォーム」を構築しています。

今回、開発されたParaLoadも、このプラットフォームに追加され、ZEB(ゼロ・エネルギー・ビル)の実現など、顧客のニーズに応えていくとのことです。

大林組が構築した熱負荷シミュレーション総合プラットフォームにおける「ParaLoad」の位置づけ

大林組が構築した熱負荷シミュレーション総合プラットフォームにおける「ParaLoad」の位置づけ

ビルの省エネというと、空調機器や照明機器などのハード面に目が向いてしまいがちですが、設計ソフトの改良によるオーバースペック防止という観点での攻め方も、まだまだ余地がありそうですね。

 
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