データ連携：WPDXの変換について

さて、Windperfect DX（WPDX)のデータ変換について考えてみましょう

単に変換の検証として、下記のようなソファを変換してみました。

このように曲面などもあるソファです。これをＳＴＬで変換してWPDXに渡しました。

変換するとこのように、Ｒｅｖｉｔでの形状とまったく同じ形状がWPDXに表示されます。

これを格子化すると上図のような形状になり、これで格子数は１２万です。

これを格子間隔を狭めてみました。かなりそれらしい形状が見えていると思います。

これで格子数が375万となりました。

ソファの手間の曲面をさらに細かく表示するために、その部分の格子間隔だけを狭くしてみました。

これで格子数は334万です

WPDXでは、このように、とりあえずＲｅｖｉｔのデータを読み込み、、格子の間隔を自在に調整することで、解析に最適な格子形状を得ることができます。

ということは、Ｒｅｖｉｔ側では特に何の調整もせず形状を連携しても、格子調整によって、計算精度と計算時間を判断した解析モデルにすることができるようです。

また、この程度のデータ連携や格子調整に時間はほとんどかかりません。

さらに、次は、変換後の調整機能について考えてみましょう。

データ連携：データ連携の分類

ＢＩＭにおける環境解析を考えた場合、Ｒｅｖｉｔなどのコアとなるソフトには内蔵されているわけではないので、なんらかの形での連携が必要になってきます。しばらく、このあたりを少し整理したいと思います。

そもそも、ＢＩＭ時代における環境解析というのは、それぞれの解析ソフトで解析モデルを作成していたというプロセスが、ＢＩＭのワークフローの中で、ＢＩＭモデルがそのまま解析モデルとして活用できるといったところから、始まったのではないかと思います。

解析モデルをつくるという作業は実は手間のかかる作業で、もちろんそれぞれのソフトでも可能ではありますが、整合性の確保のためにも、データ連携を行うべきでないかと思います。

まずＡｕｔｏｄｅｓｋが用意している、ＣＥＡやＷｉｎｄｔｕｎｎｎｅｌなどの解析ツールですが、これは、Ｒｅｖｉｔの解析という機能のひとつとして機能していて、Ｒｅｖｉｔで作成したモデルをそのまま、Ｒｅｖｉｔで解析条件を設定をして、クラウドで解析を行い、その結果をＲｅｖｉｔに戻して、解析結果を確認します。

これがＡｕｔｏｄｅｓｋ３６０エネルギー解析サービスというものです。

ただ、これは、設計の初期段階での検討を主としたもので、アメリカなどの基準にしか対応してなく、我々が使うにはいろいろと問題もあります。ま、傾向を見たり比較するにはよいとは言われていますが、設計段階の提案に使うにはちょっと躊躇するところですね。

でも計算に時間のかかる解析の部分がクラウドで行われるっていうことと、Ｒｅｖｉｔ自体でデータのやりとりができるということは、よいことだと思います。

また、中間ファイルを介して連携するという方法があります。

中間ファイルとは、ＤＸＦやＳＴＬなどの形状データや、ＩＦＤやＧＢｘｍｌなどの属性情報を持ったものなどがあります。こういってしまえば、連携自体は同じように思うのですが、連携するソフトによって連携後のデータの活用方法は実はかなり違うということがいえます。

たとえば、Windperfectでは、ＳＴＬで連携した場合、Ｒｅｖｉｔでかなり重たいデータであっても、読み込むことができます。

ほぼ、Ｒｅｖｉｔと同じ状態で読み込まれ、そのモデルをベースに構造格子という、解析のためのモデルに変換できるということで、Windperfect自体で、どの程度細かいモデルにするかという調整などが行われます。これらのモデルを活用して解析条件をどう設定しているか？というのも、とても面白い部分です。このように、ＢＩＭで連携したモデルをいかに活用するかという部分はとても重要だと思います。

Ｄｉａｌｕｘについては、内部（室内）のデータはＧＢｘｍｌで連携できると話しましたが、外部の解析についてはＤＸＦで形状を読むことができます。

あまり、Ｄｉａｌｕｘで外部の光の解析をする方はいないみたいですが、実はこういった機能もあるんですね。

ということで、ＢＩＭによる環境解析のもっとも重要な部分でもあるデータ連携について、これから少し考えてみたいと思います。

設計者のための環境解析

ひととおり、ざっとであるが、設計者が使う環境解析ツールについての説明ができたと思います。
これからは、それぞれのツールをさらに深く説明できればと考えています。

私がこのブログを始めたのは、設計者が設計のワークフローの中に環境解析というツールを使いこなしていくことが、これからは当たり前になるはずだし、そうなってほしいという思いからです。
そのためには建物の計画段階での活用が必要なのです。なぜなら、ある程度設計が進んでしまったら、おっつけの環境解析はできても、環境のためにといってもなかなか設計変更は難しいと思うからです。

ただ、環境解析というのは、ツールとしては使いやすくわかりやすいものになっていますが、解析条件などや解析結果の分析などという部分では、やはりある程度は専門的な知識を要求されるんだと思うのです。

たとえば、上図のような解析結果が出たとして、この結果をどう判断するのか？問題点がどこにあるのか？そういったことはなかなか判断ができないことだと思うのです。
また、これらの結果が本当に正しいのか？そういったことにも不安を抱きながら使っているのが現状だと思うのです。

しかし、こういったことについての情報が足りません。実際に使おうと思った時の、実務的な情報がなかなか手に入らないように思うのです。

私自身もこういった研究をしているわけではないし、CFDについても照明解析についても素人のようなものです。ここでも、間違ったことを書いている部分もあると思います。

でも、知っていることを公開することで、これらのツールを整理し、活用する糸口になればと思っています。

BIMということでは、環境解析以外にもいろいろ書きたいことはあるのですが、まず、環境解析がきちんとBIMでできること、ここができるようになりたいということで、できる限り続けてゆきたいと考えています。

ま、誰のためってわけでなく、自分の中で整理するためでもあります。

空調解析：エアコンの設定

さて、次にエアコンの性能設定を行いましょう。Windperfectには、パーツという便利な機能があります。このパーツを使えば、エアコンや換気扇などの設定が簡単にできます。

そもそも、エアコンの吹き出し温度と風量（ＣＭＨ）の設定値をいくらぐらいにすればいいのか、というのが難しいように思います。
風量というのは、１時間あたりにどのくらいの空気が室内に入ってくるかという量なのですが、デフォルトでは５００となっています。１時間に５００㎥というのは、ちょっと多いんじゃないのかな？
この数値については、今後考えてみたいと思います。

そして、空気が入ってくるっていうことは、出る方の設定も必要です。今回は、換気扇で吹き出し風量と同じ量を設定しました。

それで、計算を実施すると上記のような結果が得られます。これは温度分布ですね。

こちらは風速分布。

エアコンの条件設定は風に比べるとちょっと項目が多いですが、こうやって結果がでるとうれしいですね。

こういった解析は設計者でも十分できるように思えます。

設計者のための環境解析というのはすでに現実的なものになっていると思えますね。

空調解析：熱貫流率の設定

さて、熱貫流率の設定についてです。
私はRevitのCASBEE extentionを使ったりします。
これは、Revitのサブス特典のツールです。
PAL計算のために、熱貫流率の計算が必要になるのですが、この部分を使っているのです。

PAL計算の部位の部位タイプというものを使います

床・壁・屋根の各部分に対し、その壁の構成を設定します。

たとえばＡＬＣで厚みが100とか入力すると、熱貫流率を出すことができます。

もちろん、これだけのためにＲｅｖｉｔを使う必要はないとは思いますが、ま、使えるものは使いましょうということで、ご紹介しました。

さて、次回は空調機器の設定について説明しましょう。

空調解析：空調解析をやってみよう

さて、windperfectに話を戻しましょう。

これから、風の解析だけでなく、室内の解析にも挑戦します。

だけど、風の解析に比べると室内の空調解析は敷居が高いです。いろいろと事前に決めておかねばならないことが多いからです。

建物のデータなんですが、やはりRevitで形状を作ってwindperfectで読み込んでいます。
このあたりの手順は同じですが、室内の場合、解析したい部分だけの形状が欲しいので、新たに作っています。
開口部とかも作っておくひつようはなく、床・壁・天井だけのモデルなので、簡単に作れます。

さて、解析にあたって、事前に決めておかねばならないことがあります。
外気温の設定とか各部位の熱還流率の設定などです。

上記が事前に決めておかねばならないことです。

隣室温度や各部位の熱還流率などを設定しておく必要があります。

こういった解析というのは、条件設定をきちんとしておかないととんでもない結果になってしまうので、こういった設定内容をきちんと理解しておくことが必要です。

室内の熱負荷についても、人体・機器・照明の熱負荷を考慮できます。

上図はWindperfectにおいて設定条件を入れる画面です。壁については、東西南北それぞれに設定をすることができます。

さて、熱還流率については、計算をして出せばいいのですが、Revitを使って簡単に出す方法があるので、次回はそれを説明します。

海外でのセミナーにて

海外で開催されたセミナーに参加してきました。いろいろ勉強してきて、感じたことも多いいですが、少しＢＩＭにおける環境解析について書いておきたいと思います。

ここの会社では、設計の最初の段階を「imagination」をとらえ、想像力を発揮するツールとしてＢＩＭツールを位置づけ、デザインの新たな可能性を広げるとしています。

その中で、そのデザインを具現化するツールとして、「simulation」を強く協調しているように思いました。

「simulation」によって、自由なデザインから最適な設計を導き出すといったイメージです。

この「simulation」というものは、環境解析だけでなく、構造解析なども含んでいますが、クラウドをベースにした解析によって、計算の負荷をなくしていうというのが、ここの会社の戦略のようです。

「simulation」の内容としては、エネルギー解析・CFD（風・温熱環境）・照明解析・日照解析など、いままで見てきたものと大きくは変わらないように思いました。

ひとつのセミナーでエネルギー解析ツールについての説明を受けてきましたので、いつか紹介できればと思います。

このツールについては、そんなに新しい内容はなかったのですが、よくまとめられていてわかりやすかったように思いました。

ただ、英語ですので、理解度は低いですけど・・・（笑）

今後は、設計初期段階での環境解析はあたりまえになるように実感してきました。