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建築日影解析

建築日影解析とは、建物や市街地が時間の経過とともにどのように影を落とし、日射を受けるかを検討するもので、設計者は施工前に採光・日影の影響・日照を確認できます。

建築日影解析でわかること

日影検討は、設計に関する実用的な問いに答えます。冬に日が当たるファサードや中庭はどこか。新しい高層ビルが近隣にどれだけの影を落とすのか。エントランスやテラス、遊び場はどこに配置すべきか。太陽は同じ位置に二度と来ないため、解析は単一の瞬間ではなく、一日を通して、そして季節を通して行う必要があります。

一般的な出力には次のものがあります。

• 特定の日付・時刻（たとえば12月21日の9:00、12:00、15:00）の日影マップ。
• 面が直射日光を受ける時間数を示す日照時間ヒートマップ。
• 屋根やファサードに蓄積される日射量（受光面基準）。
• プレゼンテーション用の太陽経路と日影のアニメーション。

建築・都市計画で重要な理由

• 採光と快適性：日射は昼光利用率、眩しさのリスク、屋外の温熱快適性を左右します。
• 日影の影響と日照権：多くの行政当局は、計画が近隣の日照を奪わないことを示す根拠を求めています。
• 市街地のボリューム検討：日影の挙動は、密集した敷地でボリューム案を比較する最も速い方法です。
• 太陽エネルギー：日影は屋上の太陽光発電（PV）システムにおける最大の損失要因であり、日影解析は発電量の算出に直結します。
• ランドスケープと公共空間：植栽、広場、遊び場は、一日を通してどのように影になるかで選定されます。

日影解析の仕組み

すべての日影検討は三つの要素を組み合わせます。場所（緯度・経度・タイムゾーン）、日付と時間帯、そして建物と敷地の3D ジオメトリです。場所と時刻から、ソフトウェアは太陽位置アルゴリズムを用いて太陽の位置——高度角と方位角——を計算します。その位置を一年を通して可視化したものが太陽経路図です。次にジオメトリを太陽ベクトルと照合して影を生成し、時刻ごとに累積すると日照時間と日射量が求まります。

これは、影のジオメトリそのものをどのように構築・描画するかを扱う日影モデリングと密接に関係しています。

物理ヘリオドンとデジタル日影解析

コンピュータ以前、建築家はヘリオドン（日影模型実験装置）——光源に対して縮尺模型を傾け、太陽の経路を再現する装置——を用いて太陽を検討していました。この手法は今も建築学校で教えられており、本ツールの名称の由来でもあります。デジタル日影解析は、物理的な模型とランプを3Dモデルと計算された太陽経路に置き換えることで、多くの日付・時刻・設計案をはるかに速く検討できるようにします。

Heliodon で日影検討を実行する

1. モデルをインポート：建物または街区の .3dm、.obj、.dae ファイルを開きます。解析はブラウザ内でローカルに行われます。
2. 場所を設定：地図上で敷地を選び、正しい太陽経路を使用します。
3. 日付と時間帯を選択：一日を順にたどるか、一年を通して累積結果を算出します。
4. 結果を確認：リアルタイムの日影、日照時間・日影ヒートマップ、日射量を表示します。
5. エクスポート：スクリーンショットの保存、アニメーションの録画、詳細な Excel レポートの出力ができます。

シミュレーションはブラウザの GPU 上で動作するため、太陽を動かすと結果が即座に更新され、初期段階の設計検討に適したツールとなっています。

よくある質問