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北海道大学建築環境学研究室
での地図情報利用
森 太郎
自己紹介
森 太郎(1970/8/7)
趣味:
マラソン(練習はきらいですが,GISの研究の一環として今
年は練習しようと思っています)
バレーボール(現在,北大バレー部顧問(飲み会担当),
前任校の釧路高専では監督業)
所属学会:
日本建築学会,空気調和衛生工学会,太陽エネルギー学
会???
専門:建築環境?設備
1
Introduction about our lab.
Lab. Of Building Environment, Graduate School of
Eng.,
Hokkaido Univ.
2
Research topics are
Energy conservation
-> Residential and non-
Residential building
-> Data Center
Planning and Evaluation of
high performance housings
Renewable energy
PCM
Fuel Poverty in Japan
GIS
Etc.
3 prof. and 20 students
Prof.
Hirofumi Hayama
Assoc. prof.
Taro Mori
Assistant prof.
Koki Kikuta
いったいなにをやっているのか?
建築環境学というのは建物(場合によっては都市)の室内
環境やエネルギーを扱う分野です.
とくにうちの研究室は「断熱化」を推進してきた研究室です.
この分野では,以前から都市レベルの現象(ヒートアイラ
ンド)の解明にGISが用いられてきましたが,もっとミクロな
モデル(建物そのもののエネルギー消費量や室内環境)
の分析にはほとんど用いられてきませんでした.
そのような状況の中で,北海道大学の建築環境学研究室
では,あまりよくわかっていないながらも少しずつ地図情
報の利用を進めてきております.
3
Research topics in this fiscal year, professors
1. Facility management
2. Investigation and evaluation on air-conditioning system for datacenter
3. Investigation and evaluation on healthy thermal environment for elderly
facility
4. Evaluation on high efficiency air-conditioning system on office building
and factory
5. Pre-heating system for ventilation by solar collector with PCM
6. Evaluation on urban thermal environment by using PV output
7. Fuel poverty in Hokkaido, counter plan for vacant houses in
shrinking area
8. Numerical simulations of indoor climate and energy consumption
with GIS data
9. R-housing project, R=Renovation
10. Development of ZEH in cold climate area
11. Improvement of working environment and energy consumption in office
building
4
Research topics in this fiscal year, phD students
1. Tatematsu, NBRI, Improvement of energy consumption on high thermal
performance houses in Hokkaido (finish)
2. Hirakawa, Dau co. ltd, LCA of RC apartment housings renovated with
external insulation (finish)
3. Kohata, NTT-F, Evaluation of high-efficiency radiant ceiling cooling
system coupled with
4. Uozumi, HSU, Evaluation of free cooling system in cold climate
area
5. Futawatari, NTT-F, Evaluation on energy conservation in Data
center with outdoor air cooling
6. Takada, excel-shanon window, Development of new plastic flame
for high performance window system
7. Abe, NBRI, Research on possibility of district heating in rural area,
Hokkaido
8. Koichi Shinagawa, Nihon sekkei co. ltd., Development of design
method for ZEB in Japan
5
Chise (house for
indigenous
people)
Thermal
environment of CLT
Evacuation facility Wood biomass
PCM
6
GIS
Low-energy
houses
Thank you for your attention
GIS関係
最初の動機:住宅の热环境のシミュレーションに周辺の建
物の影響をいれたい.
→知り合い(都市環境の解析をやっている人)に聞く
→R使うと基盤地図情報からモデル作れるよ.高さの情報
は東大と共同研究すればデータもらえる(敷居が高そうな
ので躊躇する)
→防災関係の知り合いに,津波の浸水マップとかどうやっ
て作ってんの?と聞く
→あれは,道庁が都市計画基礎調査データというのを
持っていて,建物の階数,用途,延床???
→頂戴!
7
GIS関係
都市計画基礎調査データは宝の山,でもあまり活用され
ていない.
→結構,お金がかかっている調査なので,道庁はひきぎ
み???数年するとやらなくなるかも(そもそもこんなデータ
があることを知っている人が少ないのが問題)
→やらなくなったらOSMなのかな?
→いろいろ活用する方法を(昨年度は空家マップの作製
に利用(実は専門外))
8
利活用可能な空家
改修が必要な空家
除却すべき空家
ある町の空家マップ
特定空家の判断シート
位置情報
写真の位置情報(EXIF)
をリンク
市の中心部
市の中心部の広範囲
に渡って空家が点在
することがわかる
空家
ある町の空家マップ
y = 0.44x + 0.04
R? = 0.15
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
0% 10% 20% 30% 40%
空家率
高齢化率
S市地区別の高齢化率と空家率の相関図
高齢化率=
その地区に75歳以
上の人がいる割合
N=143
国勢調査とのリンク
0%
5%
10%
15%
20%
25%
1930
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
建築年
空家、全戸建住宅建築年頻度分布図
空家 全ての住居
都市計画基礎調査とのリンク
住宅の热环境のシミュレーション
使っているデータ
基盤地図情報
(都市計画基礎調査)
建物の外形線
建物の情報(用途等)
地盤面高さ
14
20km 2km
DSM
15
建物の外形線は基盤地図情報(都
市計画基礎調査)から
地盤面の高さは基盤地図情報から
DSMを使って建物の高さを求める
ポリゴンに高さを与える
建物の熱環境のシミュレー
ションを行う場合,標準気象
データというものがあります.
日射は直達日射と拡散日射
に分かれて入っています.
右図を使って新しい,気象
データを作ってあげます.
16
正射影図を作る(ArcGISの機能で同じようなものがあるようです)
ポリゴンはこんな状態になっ
ています.
Radianceという建物の照明
計算を行うフリーソフトで計
算をしてみました.
17
都市形状
18
都市形状
10%
40%
30%
60%
70%
90%
日射透過優先
断熱優先
日射透過優先
断熱優先
モデル名 構成 熱貫流率[W/m??K] 日射取得率[-]
modelA E2-Ar12-FL2 1.44 0.66
modelB E2-Ar12-FL2 1.38 0.42
modelC E3-Ar16-FL3-Ar16-E3 0.73 0.56
modelD E3-Ar16-FL3-Ar16-E3 0.69 0.35
トリプルガラス
ペアガラス
窓の構成、および性能
[mm]10800
20%
50%
80%
7100
南立面図(窓面積率を示す)
60030003000500
2F
1F
床下
断面図
小屋裏
[mm]6300
热环境のシミュレーション
热环境のシミュレーション
交差値
0.68
トリプルガラス
断熱優先
ペアガラス
日射優先
热环境のシミュレーション
0.68
暖房負荷
modelD > modelA
日射取得量が多い敷地では
熱取得量が熱損失量を大きく上回る
热环境のシミュレーション
0.68 0.840.58
窓面積率が増加することで
生じる暖房負荷の差が大きくなった
热环境のシミュレーション
24
いま考えていること1:この画像のデータベース
正射影画像
X(西)
Z(天空)
Y(南)
Q2
h
A
O
Q1
Q
250px
L
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
時刻別水平面全天日射量 (energy-plus)[Wh/m?]
時刻別水平面全天日射量 (本手法)[Wh/m?]
あらかじめデータを作っているので,計算時間はモデ
ルを作成した場合の1/150なのでパラメータを振っ
た計算が可能
気象データといえばテキストデータだったけれども画
像データでも気象データは保管が可能
テキストよりも視覚に訴えて理解が進む可能性
但し,障害物が「ある」または「ない」を判断すればよい
画像データは情報が入っていない場所が多く,効率が
悪い→改善
いま考えていること1:この画像のデータベース
利用する画像フォーマット
32bit,tiffフォーマット
1pixelにRGBそれぞれの色信号(単精度実数,但し,
最大値は1)
8区分作ることができる.
画像の特性を生かした補正
本手法は視点の情報を用いているため,建物の重心
が変化すると誤差が生じる.
画像の特性を生かした補正
区分 距離範囲[m] スクリーン位置[m]
区分1 0~20 10
区分2 20~40 30
区分3 40~60 50
区分4 60~80 70
区分5 80~100 90
区分6 100~120 110
区分7 120~140 130
区分8 140~200 170
周辺建物 200~2000 200
補正結果
重心座標を西に9m移動
BA
元データ補正後
本手法 すべてモデリング
重心座標を南に9m移動
BA
補正結果
元データ補正後
本手法 すべてモデリング
重心座標を上に9m移動
BA
補正結果
元データ補正後
本手法 すべてモデリング
マラソンの厳しさは暑さできまる.
暑さの源は日射(実際,北海道マラソ
ンが朝スタートになって僕みたいに遅
いランナーは地獄をみるようになりまし
た)
これを10mごとに作って,気象データと
組み合わせて,WBGTを計算すれば
できそう.
問題点:樹木のデータをどうするか
32
いま考えていること2:マラソンの厳しさランキング
いま考えていること3:札幌エネモレマップ
33
コメント等:撮影日,撮影時間,位置情報,
画像の説明等を書きこむ.
データ表示:規準化された熱画像や温度変動のグ
ラフを表示する.熱画像や温度変動データは収録
された際の外気象の影響をうける.規準化を行い
.比較できる状態で掲載する.
? OpenStreetMap contributors
いま考えていること4:北海道大学周辺の歴史的な建築物マップ
北海道大学内には歴史的に価値を持っている建物が数
多くあります.
有名どころでは,モデルバーン,古川講堂,博物館,農学
部(wikiあり,だが日本語のみ)
植物園(重文6棟,登録有形2)
本部,高等教育,クラ館,百年記念会館なんかも,有名な
方が設計した,きれいな建物です.しかし,だれも知らな
い???
34
よろしくお願いします.
GISに関しては,ほぼ素人で,やってはいけないことを
やっている可能性も多々ありますが,夢は広がっておりま
す.
本日は,このあと,東京に出張しなければならず,懇親会
に行けません.
質問,アドバイスは以下のメールまでお願いします.
mori.taro@eng.hokudai.ac.jp
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北海道大学建筑环境学研究室での地図情报利用

Editor's Notes

  1. I’m taro mori Hokkaido univ. thank you to give me the opportunity. Today id like to introduce the activity we are planning next summer with finish prof.s
  2. The artificial satellite makes this image everyday. The image show you the altitude of the land with buildings, trees , etc. We have high mountains in the southwest zone. The resolution of the image is very high, then we can magnify the image like this. This image shows you the city center area. As you see, we have some high rise building in city center.
  3. Then we can make urban geometry data by using GIS data. we need three data to make the models.
  4. We made two method to calculate thermal env and thermal load We make this image by using GIS data. We combine the image with solar position.
  5. We make building urban geometry by GIS data. We call it detail analysis. Method 1 can’t calculate the distribution of solar radiation. Also, ut has some errors
  6. We made two method to calculate thermal env and thermal load We make this image by using GIS data. We combine the image with solar position.