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太陽経路図
太陽経路図——日影曲線図や太陽軌跡図とも呼ばれます——は、ある地点について太陽が空のどこにあるかを、一日の各時刻と一年の各日にわたって平面に描いたものです。
要約：太陽経路図は、特定の緯度における太陽の方位角（方角）と高度角（地平線からの高さ）を図示します。弧線は夏至・冬至と春分・秋分における太陽の軌道を描くため、一枚の図で任意の日付と時刻に太陽がどこにあるかがわかり、これはまさに日影検討が必要とする入力です。
太陽経路図が示すもの
太陽経路図——sun-path chart、sun chart、solar path diagram とも書かれます——は、一つの問いにできるだけ簡潔に答えます。この地点で、一年のどの瞬間に、太陽は空のどこにあるのか？
これは天空ドームを平面の円に投影したものなので、図上のすべての点は一つの方向と一つの高さに対応します。どの点も二つの座標で表されます。
- 方位角——太陽の方角で、円周に沿って北（0°）から東（90°）、南（180°）を経て西（270°）まで測ります。
- 高度角（仰角）——地平線から太陽がどれだけ高いかで、外縁の 0° から中心の真上 90° までです。
その結果、一連の曲線が得られます。各曲線はある一日の太陽の軌道で、それぞれが時刻線と交差するため、日付曲線と時刻線の交点はその瞬間の太陽の正確な位置を示します。
太陽経路図の読み方
図を読むには三つの手順があります。日付を見つけ、時刻を見つけ、角度を読み取ります。
1. 日付を見つける
多くの図には三、四本の主要な弧線が描かれます。
- 夏至（北半球では6月21日頃）——最も高く長い弧線。
- 春分と秋分（3月20日と9月22日頃）——中央の弧線で、多くの投影では直線として現れます。
- 冬至（12月21日頃）——最も低く短い弧線。
熱帯向けに描かれた図では、太陽が真上を通過する二つの日付が追加されることがあります。
2. 時刻を見つける
時刻線は弧線を横切って走り、通常は一時間間隔です。建築用の図では、夏の各月を暑さ（オーバーヒート）の帯、冬の各月をパッシブソーラーの帯としてまとめて陰影を付け、ファサードを一目で評価できるようにすることがよくあります。
3. 方位角と高度角を読み取る
日付と時刻が交わる点が、両方の角度を与えます。
- 中心の周りの角度が方位角——太陽が来る方向です。
- 外側の円からの距離が高度角——太陽の高さです。
これら二つの数値は、まさに日影計算に必要な太陽ベクトルであり、だからこそこの図と建築日影解析は同じデータの二つの見方なのです。
図が緯度と半球で変わる理由
太陽経路は建物ではなく場所の属性です。緯度は弧線の傾きの急さを決め、日当たりのよい側が北か南かを決めます。
- 赤道付近の低緯度では、太陽はほぼ真上まで昇り、弧線は高く細くなります。
- 中緯度では季節変動が大きく、冬に日が当たるファサードも、夏には太陽とほぼ平行になることがあります。
- 高緯度では一年の大半を通して太陽が地平線すれすれにあり、長い夏の日と非常に短い冬の日の対比が設計を左右します。
- 南半球では図は鏡像になり、正午の太陽は南ではなく北側にあります。
半球を正しく設定することは他のどの設定よりも重要です。なぜなら、図を逆向きに読むと、太陽が空のまったく逆の位置に置かれてしまうからです。
太陽経路図と日影検討の違い
両者はしばしば混同されますが、答える問いが異なります。
- 太陽経路図は入力源を表します。建物を一切含めず、太陽がどこにあるかです。
- 日影検討は結果を表します。実際のジオメトリが遮ったときに、その太陽がどの面に届くかです。
両者をつなぐのが日影モデリングであり、太陽ベクトルを3Dシーンに投影します。この二つを組み合わせると、図は参照用のチャートではなくなり、特定の設計における日照時間、日影の影響、日射量の測定結果になります。
設計で太陽経路図を活用する
3Dモデルがなくても、太陽経路図は素早い意思決定を支えます。
- 方位：ファサード、街路、中庭がいつ太陽に面するかを確認します。
- 日除け：夏の太陽が高い位置に水平ルーバーを、低い位置に垂直フィンを配置し、夏の日射を遮り冬の日射を取り入れます。
- ランドスケープと公共空間：テラスや遊び場が、人が実際に利用する時間帯に日が当たっているかを確認します。
- 採光：直射日光がいつ室内に入り、いつ眩しさを引き起こしそうかを判断します。
これらの位置をモデルに投影すれば、同じ図が測定可能な日照時間と日射量を伴う日影解析になります。
Heliodon で太陽経路と日影を生成する
- モデルをインポート：.3dm、.obj、.dae ファイルを開きます。ブラウザ内でローカルに解析され、アップロードされることはありません。
- 敷地を設定：地図上で位置を選び、その緯度とタイムゾーンに対応する正しい太陽経路を使用します。
- 太陽を動かす：一日と一年を順にたどり、影がリアルタイムに更新されるのを確認します。
- 結果を累積：動く太陽を日照時間・日影ヒートマップ、または日射量に変換します。
- 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、Excel レポートの出力ができます。
自分のモデルで太陽経路を見る
Heliodon は無料でブラウザ上で動作します——インストール不要、アカウント不要。.3dm、.obj、.dae モデルを読み込み、地図上で敷地を選べば、太陽経路がリアルタイムの影を動かす様子を確認できます。
Heliodon を起動よくある質問
太陽経路図とは何ですか？
太陽経路図とは、特定の緯度における太陽の空での位置を描いた図です。横軸は方位角（方角）、縦軸は高度角（地平線からの角度）で、弧線は夏至、春分・秋分、冬至における太陽の軌道を描きます。
太陽経路図はどうやって読むのですか？
自分の日付に対応する弧線を見つけ、それを自分の時刻の時刻線までたどり、その点を中心に対して読み取ります。図の周りの角度が太陽の方角を示し、外側の円からの距離がその高度角を示します。この一つの点が、日影計算に用いられる太陽ベクトルです。
太陽経路図はなぜ緯度によって変わるのですか？
太陽の経路は緯度に依存します。赤道付近では太陽はほぼ真上を通過し弧線は急になり、高緯度では太陽は低いままで弧線は浅くなり、夏の日は長く冬の日は非常に短くなります。
太陽経路図は日影検討と同じものですか？
いいえ。太陽経路図は太陽がどこにあるかを示しますが、ジオメトリは含みません。日影検討は、その太陽経路を建物や都市の3Dモデルと組み合わせて、どの面がいつ影になるかを算出します。
CAD ソフトウェアなしで太陽経路と日影を生成できますか？
はい。Heliodon はブラウザ内で敷地の座標から太陽経路を計算し、それらの太陽位置をインポートした .3dm、.obj、.dae モデルに投影するので、一日を通して影が動く様子を確認できます。