2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Mixed Reality Tool for Visualizing Building Performance of Zero Energy House on Energy-saving
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19K04750
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
沈 振江 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (70294543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉原 健一 岐阜協立大学, 経営学部, 教授 (80259267)
西野 達也 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (90403584)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 建築環境総合性能評価システム / ゼロエネルギーハウス / 建物パフォーマンス / エネルギー消費 / 事前評価 / Oculus / BIM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ZEH化改修のために情報技術により事前評価を支援するありかたが学術の問いである。このため、オンラインゲームシステムと連携できるVR技術を用いて、ZEH化改修対策の効果を評価できるシステムの開発を行う。ZEH化改修予定のハウスにおいて、24時間の住民生活とエネルギー消費を反映できる4次元シミュレーション（時間軸）を行い、MRやVR環境で建物パフォーマンスの評価や体験ができるシステムを事前評価ツールとして開発する。これにより、計画案のイメージを示すことだけでなく、省エネルギーの効果とゼロエネルギーの目標達成度を事前に提示できる。
本研究の学術的な特色・独創的な点は、持続可能な社会の観点から、情報技術を用いた建 物の省エネルギー性能の効果を可視化するには、居住者の生活行為に基づくエネルギー消費、 ZEH化改修（太陽光発電、高断熱窓と外皮、高効率換気及び空調、高効率照明と給湯、蓄電システム等）による省エネルギー効果とゼロエネルギーの達成度を示すことである。
本研究グループでは、可視化の技術に注目し、科研費の支援により10年前からJava3D、 WebGIS、Unity3Dなどの方法を用いて建物自動生成、建築の形態制限と省エネルギー効果等の可視化ツールの研究を独自に行ってきた。これまでの科研費支援により計画規制、建物形状がソーラー発電との関連等を調べて可視化VRツールを開発してきた。今回申請の独創性については、 ZEH化改修の事前評価の可能性を検討するには、新しい可視化技術であるミックスドリアリティ（MR）環境を生かして居住者のエネルギーの消費量、建物パフォーマンスの評価とゼロエネルギーの目標達成度を示す可視化ツールを開発することである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、HololensとOculusと関連ソフトウェアの充実と設備の購入と共に、計画支援システムの開発を中心に進めていく必要がある。研究遂行には、金沢大学においては視覚シミュレーション室を構築し、HololensやOculusの設備を購入した。仮想的には、大学の実験室を用いてシミュレーションシステムの開発を行う。
今年度には、研究事項１ ZEH化改修案のBIMデータモデルの検討について、関連の建物パフォーマンス評価項目である照明，空気調和，換気設備，給湯設備等の昇降機のエネルギー消費量を調べて、建物のデータモデルとして構築し、一部の研究成果を論文として発表し、さらに新たな研究成果を論文としてまとめている。
研究事項２ 可視化ツールを用いたZEH化改修案のエネルギー消費量と設備の稼働状況の推測について、関連評価項目をオンラインゲームシステムに導入する。照明に関して関連成果を学会で発表をしたほか、さらに空気調和システムに関して新たな研究成果を論文としてまとめている。
研究事項３ 可視化ツールを用いたZEH改修案の建物パフォーマンスの事前評価ツールの開発について、BIMのモデルと建物のパフォーマンスの項目を用いて建物の省エネルギーの効果をシミュレーションできる事前評価ツールの開発を行い、可視化ツールに導入して可視化を行ったが、関連成果は国際会議で発表したほか、新たな研究成果を論文としてまとめている。
研究事項4 可視化ツールによるZEH化改修案の社会実験について、以上で構築したプロトタイプの可視化ツールを用いて、大学のVR実験室において仮想的なスマートサービスの開発、スマートシティ管理システムの構築を試み、国際会議で発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画通り、研究を遂行する。研究事項１ ZEH化改修案のBIMデータモデルの検討では、建物パフォーマンス評価項目を調べて、継続的に建物のデータモデルを完成させる。データモデルについて、改修案の関連設備を含む宅地の形状や方向、宅地の隣地、前面道路、用途地域等の計画規制等も必要である。
研究事項２ 可視化ツールを用いたZEH化改修案のエネルギー消費量と設備の稼働状況の推測では、 建物データ、宅地データや関連評価項目をUnity3Dに導入する。Unity3Dを用いて24時間の電気消費の推測を行い、アバターを作成して居住者の生活行為をシミュレーションし、照明と空調設備のエネルギー消費量の計測を行って可視化を行った。改修後、エネルギー消費量を提示できるシミュレーションモデルを開発した。
研究事項３ 可視化ツールを用いたZEH改修案の建物パフォーマンスの事前評価ツールの開発では、 事前評価をするには、Unity3Dに導入したBIMのモデルと評価項目を用いて省エネルギーの事前評価ツールの開発を行い、Unity3Dで開発しOculusに導入して可視化する。具体的には、ゼロエネルギーの効果を達成できるかどうか、事例対象において設備の入れ替え、夏や冬には改修案の24時間の省エネルギーの効果を提示できる事前評価ツールを開発した。これから、壁や窓の作り直しなどにより、省エネルギーの効果を提示できる事前評価ツールを開発する。
研究事項4 可視化ツールによるZEH化改修案の社会実験では、以上で構築したプロトタイプの可視化ツールを用いて、改修案の設備負荷、建物パフォーマンスの評価結果をMRツールにより計画案の評価と比較を行い、設備の入れ替え、ソーラーパネルの発電、居住者のエネルギー消費などによりゼロエネルギーの効果を確認したが、来年度には、より完成度が高いシステムにより社会実験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初、国際学会で研究成果を発表する予定で、その出張旅費と参加費を当科研費で執行予定であったが、コロナ危機で中止となり、参加をキャンセルした。その結果、当該助成金が生じた。分担者杉原健一先生も同様に国際学会での発表の出張旅費と参加費を当科研費で執行予定であったが、中止となり、当該助成金が生じた。
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Research Products
(18 results)
