長引くコロナ禍により、室内換気など建物の安全性を高める環境設計のニーズが高まっている。アドバンスドナレッジ研究所は、気流や温熱環境を可視化する「FlowDesigner」(フローデザイナー)を活用し、室内空調・換気検討の高速化に貢献する次世代BIM気流シミュレーションシステムの開発を進めている。「FlowDesigner」は従来から簡単な操作性で専門知識がなくてもすぐに使えることが特長だが、さらに解析用データをBIMモデルから自動で取り出すシステムを提供し、気流シミュレーションをより身近なものにすることを目指している。
環境設計のポイントは、熱、光、風、音、日照など自然のエネルギーを制御し、快適性を高めることにある。従来の環境制御に加え、最近は省エネルギー化が特に重視されるほか、3密を回避する室内換気に配慮した建築設計の必要性も急速に高まっている。
一方、設計者は、こうした付加価値の提供による顧客訴求力の向上と働き方改革のための業務効率化という相反する要求が求められている状況だ。設計者が板挟みの状態にある中、アドバンスドナレッジ研究所の黒岩真也ソリューション技術部部長は「過渡期にある設計者の作業環境の改善に貢献するため、シミュレーションソフトも一皮むけて発展しなければならない」とソフトウェアベンダーとしての使命を語る。
BIMソフトとの連携イメージ
■気流シミュレーションを活用した換気設計
特に新型コロナウイルス感染症対策では、人の行動を抑えるだけで3密空間を完全に避けるのは難しい。設計段階から換気に配慮した空間づくりが求められており、「換気設計に取り組むことがウィズコロナ、アフターコロナの時代に不可欠になる」と力を込める。
その際、換気回数を増やすだけでは、空気のとどまりやすい場所は入れ替わらないため、レイアウト変更が必要になるケースもある。そのため、3密対策を施した安全な建物にするには、室内の換気設計が有効になる。空気が室内にどの程度とどまっているかを示す「空気齢」を気流シミュレーションで示し、とどまる時間の長さに応じて色分けして表示できるようにした。
例えばボックス席のように空気がとどまりやすい場所は色濃く表示され、換気の必要性を可視化する。流入口や排気口の位置を動かして気流の動きの変化を把握することに加え、パーティション設置効果を3次元で見える化するなどさまざまな検討にも活用できる。また企画、設計、施工、維持管理の各段階で簡単に換気シミュレーションを行い、専門家でなくても気流の動きを理解できるため、高精度な換気設計の実施に役に立つ。
新鮮な空気が到達しにくいエリアを見える化
■新たなデータ連携手法でシミュレーションを容易に
換気設計の普及には、FlowDesignerと建物の形状を持つBIMデータとの連携が重要になる。同社は10年以上にわたりFlowDesignerとBIMソフトの連携に取り組み、気流シミュレーションのワークフローを確立している。今回のコロナ禍により、環境設計のニーズが急速に増したことから、設計者がより使いやすくなるため、多様なBIMソフトとデータ連携を簡単に行う次世代型データ連携のあり方を探っている。
気流シミュレーションで使うBIMモデルは、面積や間取りが分かる程度のシンプルな形状が適するため、BIMモデルの詳細度が高くなると使いにくくなりがちだ。現状では、解析用のシンプルな形状に編集し、オブジェクトにデータ設定するのに多大な時間と手間をかけている。
■解析専用データ自動出力で作業工数を大幅削減
こうした負担を解消するため、BIMソフトから形状を簡略化した解析用データを自動出力し、FlowDesignerで読み込む専用フォーマットを作成した。気流シミュレーションを行う部屋やゾーンを選択すると、BIMソフトから数分で専用データを出力し、FlowDesigner側で換気・空調シミュレーションする。「従来2、3日かかっていた編集作業をわずか2、3分で行うことができるため、いろいろな設計案を試すことができる」と説明する。
現在、福井コンピュータアーキテクトの「GLOOBE」と連携して共同開発を進めており、FlowDesignerで実施したシミュレーションの結果を今度はGLOOBEにインポートし、BIMモデル内で確認できる。黒岩部長は「シミュレーションエンジンとしてBIMソフトの裏側でFlowDesignerが作動し、解析結果を表示する。解析結果をBIMモデルに集約することで、どのような根拠で設計したのか理解しやすくなる」とメリットを挙げる。