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公開番号2025079046
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191455
出願日2023-11-09
発明の名称環境外力予測システム、耐久性情報提供システム、環境外力予測方法及び環境外力予測プログラム
出願人鹿島建設株式会社,BIPROGY株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G06Q 10/04 20230101AFI20250514BHJP(計算;計数)
要約【課題】建築材料が受ける環境因子が複合して作用することに起因して生じる劣化の外力を示す環境外力を予測する。
【解決手段】環境外力予測システム1は、対象建築材料に関する場所情報、照射面が向く方向を示す方向情報、建築材料特定情報、及び、壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部11と、場所情報に基づいて、算出対象期間及び建築材料が設けられた場所の太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部12と、方向情報及び太陽光線強度に基づいて特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部13と、対象建築材料の特性情報及び壁構造に関する壁構造情報並びに特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部14と、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出部15とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムであって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出部と、
前記算出された環境外力を出力する出力部と、
を備える環境外力予測システム。
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
前記太陽光線強度算出部は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を前記太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された前記全天日射量を前記太陽光線強度として取得し、
前記全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光による日射量を含む、
請求項１に記載の環境外力予測システム。
【請求項３】
前記特定方向太陽光線強度算出部は、前記太陽光線強度として取得又は算出された前記全天日射量に基づいて、前記照射面への各方向からの直達光及び散乱光の光線強度の積算により前記特定方向太陽光線強度を算出する、
請求項２に記載の環境外力予測システム。
【請求項４】
前記熱影響予測情報算出部は、前記照射面の時間ごとの平均表面温度を前記熱影響予測情報として算出する、
請求項１に記載の環境外力予測システム。
【請求項５】
前記環境外力算出部は、式（１）により、
環境外力＝Ｃ×Σ［Ｓ
τ
ｅｘｐ（－Ｅａ／ＲＴ）］・・・式（１）
（定数Ｃ：日射と気温による劣化特性値（４．６８×１０
４
）
変数Ｓ：所定の単位期間における前記特定方向太陽光線強度
定数τ：日射による劣化特性値（０．２７６）
定数Ｅａ：日射と気温による劣化の活性化エネルギー（３５．６ＫＪ／ｍｏｌ）
定数Ｒ：気体定数（８．３１４×１０
－３
ＫＪ／ｍｏｌ／Ｋ）
変数Ｔ：前記熱影響予測情報に含まれる所定の単位期間における前記照射面の平均表面温度）
前記環境外力を算出する、請求項１に記載の環境外力予測システム。
【請求項６】
任意の暴露場所に設けられた前記建築材料からなる試験体に関して、請求項１に記載の環境外力予測システムにより出力された、所与の単位期間における前記環境外力である単位期間環境外力を取得する単位期間環境外力取得部と、
前記試験体が前記暴露場所に設けられてから所定の性能を満たすことができなくなるまでの期間として予め得られた経年劣化期間を前記単位期間環境外力に乗じることにより総環境外力を算出及び出力する総環境外力算出部と、
を備える耐久性情報提供システム。
【請求項７】
環境外力予測システムにより算出及び出力された前記建築材料が設けられる評価対象の場所である評価場所における前記単位期間の環境外力を取得し、当該建築材料からなる前記試験体に基づいて算出された前記総環境外力を、前記評価場所における前記単位期間の環境外力で除すことにより、前記評価場所に前記建築材料が設けられた場合における、前記単位期間により表される寿命情報を算出及び出力する寿命情報算出部、を更に備える、
請求項６に記載の耐久性情報提供システム。
【請求項８】
少なくとも一つのプロセッサを備え、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムによって実行される環境外力予測方法であって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出ステップと、
前記算出された環境外力を出力する出力ステップと、
を有する環境外力予測方法。
【請求項９】
建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムとしてコンピュータを機能させるための環境外力予測プログラムであって、
予測の対象の前記建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、前記対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、前記対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、前記対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、
前記場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び前記対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、前記太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、
前記方向情報及び前記太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における、前記方向情報により示される前記照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、
前記建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた前記対象建築材料に関する前記特性情報、及び、前記壁構造特定情報に基づく前記壁構造情報の参照により得られた前記対象建築材料が設けられた壁構造に関する前記壁構造情報、並びに、前記特定方向太陽光線強度に基づいて、前記対象建築材料が設けられた場所における前記照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、前記建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、前記壁構造情報は、前記建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、
前記特定方向太陽光線強度及び前記熱影響予測情報に基づいて、前記対象建築材料に対する前記環境外力を算出する環境外力算出ステップと、
前記算出された環境外力を出力する出力ステップと、
を前記コンピュータに実行させる環境外力予測プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境外力予測システム、耐久性情報提供システム、環境外力予測方法及び環境外力予測プログラムに関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
建築物に用いられるプラスチック、樹脂及びゴム等を素材とした有機系建築材料（例えば、ＷＰＲＣ（木材・プラスチック再生複合材）、塗料、防水材及びシーリング材等、材料自体が有機系であるものだけでなく、少なくとも表面に有機系材料が用いられているもの全てを含む）は、屋外環境下において経年で劣化が進行するため、点検、調査及び診断により劣化度が判定され、判定結果に基づいて補修及び改修が行われる。例えば、特許文献１には、太陽光線の外装塗装への影響を予測する予測情報提供システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－９７７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建築物に用いられるプラスチック、樹脂、ゴムなどを素材とした建築材料の屋外環境下の経年劣化及び耐候性は、例えばＪＩＳ規格に規定された屋外暴露試験により評価される。建築物の仕様を決める際に建築材料の耐候性を考慮する場合において、当該建築物において使用される状態と同じ場所及び方角に建築材料を設置して劣化状態を評価することが好ましいが、建築材料の劣化状態の情報を事前に得るためには長期の暴露期間を要するため、前述の屋外暴露試験で評価するのが一般的であった。しかしながら、建築材料が使用される建築物と前述の屋外暴露試験とでは暴露環境が異なるので、材料劣化の進行速度に差異が生じ、詳細な材料の寿命を推定することが困難であった。また、実際の建築材料の劣化は、場所に応じた環境因子が複雑に関連して生じるので、屋外暴露試験を行う場所の環境因子だけでは、実際に使用される建築物での建築材料の寿命に至る期間を求めることは困難であった。なお、環境因子は、建築材料が曝されている地域の環境条件であって、気温、湿度、紫外線量及び降雨量等を含む。
【０００５】
そこで本発明は、評価対象となる建築材料が存在する場所又は設置が計画される場所に応じて、建築材料が受ける環境因子が複合して作用することに起因して生じる劣化の外力を示す指標である環境外力を予測及び提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一側面に係る環境外力予測システムは、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムであって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得部と、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出部であって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出部と、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出部と、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出部であって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出部と、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出部と、算出された環境外力を出力する出力部と、を備える。
【０００７】
本開示の一側面に係る環境外力予測方法は、少なくとも一つのプロセッサを備え、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムによって実行される環境外力予測方法であって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出ステップと、算出された環境外力を出力する出力ステップと、を有する。
【０００８】
本開示の一側面に係る環境外力予測プログラムは、建築物に設けられた建築材料における、環境因子に起因する劣化の外力である環境外力を予測する環境外力予測システムとしてコンピュータを機能させるための環境外力予測プログラムであって、予測の対象の建築材料である対象建築材料が設けられた場所を示す場所情報、対象建築材料が太陽光線の照射を受ける面である照射面が向く照射方向を示す方向情報、対象建築材料を特定する建築材料特定情報、及び、対象建築材料が設けられた壁構造を特定する壁構造特定情報を取得する建築材料情報取得ステップと、場所情報に基づいて、太陽光線強度情報の参照により、算出対象の期間及び対象建築材料が設けられた場所における太陽光線強度を算出する太陽光線強度算出ステップであって、太陽光線強度情報は、日時及び場所ごとの太陽光線強度を含む、太陽光線強度算出ステップと、方向情報及び太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における、方向情報により示される照射方向の太陽光線強度である特定方向太陽光線強度を算出する特定方向太陽光線強度算出ステップと、建築材料特定情報に基づく建築材料特性情報の参照により得られた対象建築材料に関する特性情報、及び、壁構造特定情報に基づく壁構造情報の参照により得られた対象建築材料が設けられた壁構造に関する壁構造情報、並びに、特定方向太陽光線強度に基づいて、対象建築材料が設けられた場所における照射方向の太陽光線の熱影響予測情報を算出する熱影響予測情報算出ステップであって、建築材料特性情報は、各建築材料の材質、材質ごとの密度、比熱、反射率及び熱伝導率のうちの少なくとも一つを含む特性情報であり、壁構造情報は、建築材料の下地を構成する壁構造に関する情報であって、壁構造の材質、材質ごとの密度、比熱、熱伝導率等のうちの少なくとも一つを含む、熱影響予測情報算出ステップと、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて、対象建築材料に対する環境外力を算出する環境外力算出ステップと、算出された環境外力を出力する出力ステップと、をコンピュータに実行させる。
【０００９】
上記の側面によれば、対象建築材料が設けられた場所及び日時における太陽光線強度が取得され、更に対象建築材料の照射面が向く照射方向に基づいた特定方向太陽光線強度が算出されるので、太陽光線に基づく環境因子が適切に評価される。また、対象建築材料の特性情報及び対象建築材料が設けられる壁構造に関する壁構造情報が更に考慮されて熱影響予測情報が算出されるので、熱に関する複数の環境因子が適切に評価される。そして、特定方向太陽光線強度及び熱影響予測情報に基づいて環境外力が算出されるので、対象建築材料に対して作用する劣化の外力が適切に評価された情報を得ることが可能となる。
【００１０】
他の側面に係る環境外力予測システムでは、太陽光線強度算出部は、少なくとも太陽高度に基づいて全天日射量を太陽光線強度として算出し、又は、予め算出された全天日射量を太陽光線強度として取得し、全天日射量は、地上に到達する直達光及び散乱光による日射量を含むこととしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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