屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発
Optimization
背景・目的
住宅・建築物におけるエネルギー消費量が著しく増加している現代において、持続可能な社会の構築に向け、建築分野においてこれまで以上に環境に対する配慮が求められている。本研究では、最適化手法を用いて、敷地周辺の気候や隣地などの影響も含め、建物内部の熱負荷が最適となる建物配置、形状、外皮性能、開口を導出する設計支援ツールの開発を行う。本研究では、設計の初期段階に使用できる環境要素を変数とした建物の最適化ツールの開発を最終的な目標としている。
成果
本研究では、設計変数の離散性や制約条件の設定により得られる解の傾向や多様性などについて検証を行った。今後は、材料や冷暖房に掛かるコスト面での評価指標を組み込むことや結果の視覚化を行い、実務的かつユーザーにとって操作が容易で結果情報が視覚的に分かりやすいツールへと発展する必要がある。
修士論文
屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発 -解の検証と評価-
屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発 -最適化プログラムの設計変数・制約条件の検証-
屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発 -最適な建物形状・開口部・外皮性能・建物配置の導出-
環境要素による最適化手法を用いた建物設計支援ツールの開発 -環境最適化問題における発見的多点探索手法の解の探索特性-
環境要素による最適化手法を用いた建物設計支援ツールの開発 -外皮平均熱貫流率を目的関数とした最適な形態と外皮性能、開口部の探索-
学士論文
屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発 -屋根形状の展開-
屋内熱負荷の最適化に基づく建物設計支援ツールの開発 -周辺建物の影響を加味した最適な建物配置-
環境要素による最適化手法を用いた建物設計支援ツールの開発 -年間冷暖房熱負荷を指標とした開口部の最適化 その2 日射影響の加味-
環境要素による最適化手法を用いた建物設計支援ツールの開発 -年間冷暖房熱負荷を指標とした開口部の最適化-
簡易ライフサイクルアセスメントツールの開発② -建物の資材製造時と運用時の評価-
簡易ライフサイクルアセスメントツールの開発 -建物の資材製造段階と外皮性能の評価-
査読論文
長田 亮平 , 鷹野 敦 , 本間 俊雄 , 徳田 優志:屋内熱負荷の最適化に基づく建築設計支援ツールの研究 , 最適化プログラムの構築と最適化手法の検証 ,日本建築学会計画系論文集 87 巻 801 号, p. 2159-2168,2022 年