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公開番号2025020700
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124226
出願日2023-07-31
発明の名称建物外装の設計支援システム及び建物外装の設計支援方法
出願人大成建設株式会社,合同会社高木秀太事務所
代理人園田・小林弁理士法人
主分類G06F 30/27 20200101AFI20250205BHJP(計算;計数)
要約【課題】外装材を、高いデザイン性で、かつ建物に必要とされる他の性能を考慮しつつ設置可能な外装デザイン案を、提案する。
【解決手段】建物10の外装デザインの設計を支援する、建物外装の設計支援システム1は、建物10に外装材20を割り付けた外装材設置案を複数生成する外装材設置案生成部2と、外装材設置案生成部2で生成された複数の外装材設置案の各々に対して、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について評価する外装材設置案評価部4と、評価の結果を基に、複数の外装材設置案の中から、外装デザイン案を提案する外装デザイン案提案部5と、を備え、外装材設置案生成部2が、評価された外装材設置案を基に、新たな外装材設置案を生成し、外装材設置案評価部4が新たな外装材設置案を評価することを繰り返す。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建物の外装デザインの設計を支援する、建物外装の設計支援システムであって、
前記建物に外装材を割り付けた外装材設置案を複数生成する外装材設置案生成部と、
前記外装材設置案生成部で生成された複数の前記外装材設置案の各々に対して、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について評価する外装材設置案評価部と、
前記評価の結果を基に、複数の前記外装材設置案の中から、外装デザイン案を提案する外装デザイン案提案部と、
を備え、
外装材設置案生成部が、評価された前記外装材設置案を基に、新たな前記外装材設置案を生成し、前記外装材設置案評価部が新たな前記外装材設置案を評価することを繰り返す
ことを特徴とする建物外装の設計支援システム。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記外装材設置案評価部は、
前記意匠性として、前記外装材が並んで設けられることによる外観の良否と、前記外装材を通した前記建物の内部からの眺望の良否を評価し、
前記構造性能として、前記外装材に作用する風圧力への耐性を評価し、
前記環境設備的な要求に関する性能として、前記外装材周りの風の流れの良否と、前記外装材による日射量の遮蔽性能を評価する
ことを特徴とする請求項１に記載の建物外装の設計支援システム。
【請求項３】
前記外装材設置案生成部は、
前記外装材及び前記外装材の設置に関する複数の変数の各々に対して値を設定することで、前記値に対応する前記外装材設置案を生成し、
遺伝的アルゴリズムの選択操作によって、前記外装材設置案評価部で評価された前記外装材設置案から、複数の前記外装材設置案を選択し、遺伝的アルゴリズムの交叉及び突然変異の各操作によって、選択された複数の前記外装材設置案が生成される基となった前記値を基とした、新たな前記値を、複数の前記変数の各々に対して設定することで、新たな前記外装材設置案を複数生成し、
前記外装デザイン案提案部は、複数の前記外装材設置案の中から、複数のパレート解を、前記外装デザイン案として提案する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の建物外装の設計支援システム。
【請求項４】
建物の外装デザインの設計を支援する、建物外装の設計支援方法であって、
前記建物に外装材を割り付けた外装材設置案を複数生成する外装材設置案生成工程と、
前記外装材設置案生成工程で生成された複数の前記外装材設置案の各々に対して、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について評価する外装材設置案評価工程と、
前記評価の結果を基に、複数の前記外装材設置案の中から、外装デザイン案を提案する外装デザイン案提案工程と、
を含み、
外装材設置案生成工程で、評価された前記外装材設置案を基に、新たな前記外装材設置案を生成し、前記外装材設置案評価工程で、新たな前記外装材設置案を評価することを繰り返す
ことを特徴とする建物外装の設計支援方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の外装デザインの設計を支援する、建物外装の設計支援システムに関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
建物を設計、施工するに際し、デザイン性が求められることがある。
例えば特許文献１には、集合住宅の建物本体の内部と外部とを区画する外壁と、外壁から所定の距離を隔てて建物本体の外側に設けられる略矩形平板状の外側外壁と、を備え、外側外壁は、外側外壁を厚さ方向に貫通する略矩形状に形成された複数の開口部を有し、複数の開口部は、外側外壁の辺に沿って行列状に配列されている集合住宅用外観構造が記載されている。このような集合住宅用外観構造においては、集合住宅を設計する設計者の技量に左右されずに外観デザインを整えることができると、特許文献１には記載されている。
【０００３】
このような、特に建物の外観にデザイン性が求められるような場合に、デザインの設計を、情報処理装置などにより支援することがある。
例えば特許文献２には、周囲環境を考慮した建物の外観形状の設計を支援するための、建物設計支援システムが開示されている。この建物設計支援システムにおいては、切土された造成地に構築する建物の設計を支援する制御部を備え、制御部が、造成地の周囲領域において、異なる標高を含む地形情報を取得し、地形情報を用いて、造成地における仮想形状を予測し、仮想形状を用いて、建物の屋根の外観形状を特定し、外観形状を、建物構造に応じて調整する。
特許文献２の構成においては、建物の屋根の外観形状を、造成地において予測された仮想形状にあわせて調整しようとするものであり、人間の創意が意匠性として発揮された、新規なデザインを創出するようなものではない。
【０００４】
これに対し、意匠性の高いデザインの創出を自動化することで、より優れたデザインを創出することが、一般に、研究されている。
例えば、特許文献３には、新規性のあるデザインを支援する、デザイン支援装置が開示されている。このデザイン支援装置は、設計のモチーフが属する第１ドメインの入力画像を与えると、設計対象の製品が属する第２ドメインの出力画像を生成する。演算処理装置には、入力画像に対応する出力画像を生成可能に学習された、ＣｙｃｌｅＧＡＮの学習済みモデルが実装される。機械学習の工程において使用される損失関数は、第１係数で重み付けされた第１ドメインの一貫性損失の項と、第１係数と異なる第２係数で重み付けされた第２ドメインの一貫性損失の項を含む。
【０００５】
特許文献３のようなデザイン支援装置を用いることで、人間の経験や勘に基づかない、新規で斬新なデザインが創出される可能性がある。
しかし、例えば建物に外装材をどのように設置するかをデザインするに際しては、建物を外から観た場合の意匠性のみを考えて、外装デザイン案を創出すると、建物の利用者の居住のしやすさ等の、建物の環境設備的な要求に関する性能や、外装材の部分に関係する構造性能が、十分に検討されなかったり、損なわれたりする可能性がある。したがって、建物に外装材を配する外装デザイン案を検討する際には、意匠性を含めた、複数の評価軸に基づいて、外装材設置案を評価するのが望ましい。
外装材を、高いデザイン性で、かつ建物に必要とされる他の性能を考慮しつつ設置可能な外装デザイン案を、提案することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－６７１０９号公報
特開２０２２－５３２５６号公報
特開２０２１－１２０８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、外装材を、高いデザイン性で、かつ建物に必要とされる他の性能を考慮しつつ設置可能な外装デザイン案を、提案することができる、建物外装の設計支援システム及び設計支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、建物の外装デザインの設計を支援する、建物外装の設計支援システムであって、前記建物に外装材を割り付けた外装材設置案を複数生成する外装材設置案生成部と、前記外装材設置案生成部で生成された複数の前記外装材設置案の各々に対して、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について評価する外装材設置案評価部と、前記評価の結果を基に、複数の前記外装材設置案の中から、外装デザイン案を提案する外装デザイン案提案部と、を備え、外装材設置案生成部が、評価された前記外装材設置案を基に、新たな前記外装材設置案を生成し、前記外装材設置案評価部が新たな前記外装材設置案を評価することを繰り返すことを特徴とする建物外装の設計支援システムを提供する。
上記のような構成によれば、建物に外装材を割り付けた外装材設置案を、複数生成して、この複数の外装材設置案に対して、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について性能を評価する。このように、複数の外装材設置案の各々を、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について評価するため、外装材設置案の評価が意匠性のみに偏重することが抑制される。
また、複数の外装材設置案の生成と評価が行われた後には、評価された複数の外装材設置案を基に、新たな外装材設置案を生成し、評価することが、繰り返される。このように、既に評価された外装材設置案を基に新たな外装材設置案が生成されて評価されるため、意匠性と、構造性能、環境設備的な要求に関する性能の各々において、より最適に近いと考えられる外装材設置案を、効率的に、探索することが可能となる。
このようにして、外装材を、高いデザイン性で、かつ建物に必要とされる他の性能を考慮しつつ設置可能な外装デザイン案を、提案することが可能となる。
【０００９】
本発明の一態様においては、前記外装材設置案部は、前記意匠性として、前記外装材が並んで設けられることによる外観の良否と、前記外装材を通した前記建物の内部からの眺望の良否を評価し、前記構造性能として、前記外装材に作用する風圧力への耐性を評価し、前記環境設備的な要求に関する性能として、前記外装材周りの風の流れの良否と、前記外装材による日射量の遮蔽性能を評価する。
上記のような構成によれば、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々について、適切に性能を評価することが可能となる。
【００１０】
本発明の別の態様においては、前記外装材設置案生成部は、前記外装材及び前記外装材の設置に関する複数の変数の各々に対して値を設定することで、前記値に対応する前記外装材設置案を生成し、遺伝的アルゴリズムの選択操作によって、前記外装材設置案評価部で評価された前記外装材設置案から、複数の前記外装材設置案を選択し、遺伝的アルゴリズムの交叉及び突然変異の各操作によって、選択された複数の前記外装材設置案が生成される基となった前記値を基とした、新たな前記値を、複数の前記変数の各々に対して設定することで、新たな前記外装材設置案を複数生成し、前記外装デザイン案提案部は、複数の前記外装材設置案の中から、複数のパレート解を、前記外装デザイン案として提案する。
上記のような構成によれば、構造性能、環境設備的な要求に関する性能、及び意匠性の各々に関する、複数の目的関数に関して適切な外装材設置案を外装デザイン案として提案するに際し、多目的最適化アルゴリズムである遺伝的アルゴリズムを用いて外装材設置案が探索される。このため、外装材設置案を適切に探索することができる。
そして、上記のような処理が繰り返された結果として生成された複数の外装材設置案には、例えばある目的関数に関して優れた外装材設置案や、他の目的関数に関して優れた外装材設置案が含まれ得るし、目的関数の各々においては理想的ではないもの、複数の目的関数の間でのバランスに優れて共に良好な状態となる、折衷案としての外装材設置案等も含まれ得る。このように、生成された複数の外装材設置案には、理想的な解にできるだけ近く、目的関数同士のバランスが異なるような、複数のパレート解が含まれ得る。上記のような構成においては、複数の外装材設置案の中から、複数のパレート解が、外装デザイン案として提案されるため、建物外装の設計支援システムの使用者が最終的に採用すべき外装デザイン案の選択肢を広げることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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