2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of VR tool for visualizing workstyle-based energy-saving of Zero Energy Building
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23K04156
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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 金沢大学, 地球社会基盤学系, 研究協力員 (80259267)
西野 達也 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (90403584)
滕 瀟 金沢大学, 地球社会基盤学系, 特任助教 (20984181)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 省エネルギー・マネジメント / 事前評価ツール / ZEB化 / 建物パフォーマンスBEI / HVAC / ワークスタイル / VR / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2014年に閣議決定された「エネルギー基本計画」では、2020年までに新築公共建築物等で、2030年までに新築建築物の平均でZEBを実現することを目指している。本研究は、設計段階においてUnity3DをベースにWebGLやOculusを用いてワークスタイルを考慮したZEB化の省エネルギー・マネジメントを検討できる事前評価ツールを開発する。
今年度では、まず、科学研究費の交付を希望する期間内にZEB補助事業の事例を調べ、パッシプ技術やアクティブ技術、そしてワークスタイルを反映した省エネルギー・マネジメントの計画施策を調査する。
そして、HVACのエネルギー消費を時間経過のシミュレーションを行ったが、センサーによる執務者の移動空間やタスク空間における照明や空調のエネルギー消費、BEI評価をVR環境で評価できるようにシステム開発を検討した。ゼロエネルギーの目標達成度を事前にWebGLによる検討できるようにする。
さらに、ZEB化の計画施策を検討するには、大学研究オフィスを対象にVR技術を用いた事前評価ツールの利用実験を行う。事例として金沢大学と海外リエゾンオフィスを取り上げ、研究オフィスをZEB化にする計画案を事例に、Unity3Dの時間シミュレーション機能による24時間のワークスタイルや執務者による省エネルギー行動等の可視化を行った。
来年度には、第一には、ゼロエネルギーの目標達成度を事前にWebGLによる検討できるようシステムの開発を行う。第二には、24時間のワークスタイルや執務者による省エネルギー行動等最適化を行う。第三には、今後にはICTを活用したエネルギーマネジメントシステムの高度化によるBEIなどの省エネルギー診断、業務部門の運用改善、ゼロエネルギーの目標達成度を可視化する。
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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、ZEBの計画対策を事前に検討できるツールの開発を行う。このため、個別に建材及び設備の性能と効果を検討することだけではなく、執務者のワークスタイルに対応したエネルギー消費をシミュレーションすることにより、エネルギーの利用効率、建物パフォーマンスBEI（Building Energy Index）、そしてゼロエネルギーの目標達成度を提示することとする。
「研究事項１ ZEH化のBIMデータモデルの検討」：日本の各地を対象に、関連の建物パフォーマンス評価項目を調べて、関連設備を含む建物のBIMデータと建物パフォーマンス評価項目を作成することを行った。研究成果を求める段階にある。
「研究事項２ WebGLを用いたZEB化のワークスタイルによるHVACのエネルギー消費量推測」：BIMで作成した設備を含む建物データ、宅地データや関連評価項目をUnity3Dに導入する。Unity3Dを用いて、センサーの設置、24時間執務者のワークスタイルの再現、HVACのタスクとアンビエントの照明・空調システムによる省エネルギー行動等の最適化、BEIなどの省エネルギー診断、すなわち、ZEB化案において執務者のエネルギー消費量とHVAC設備の稼働状況を提示できるシミュレーションモデルの開発を行った。
「研究事項３ WebGLを用いたZEB化のHVACのエネルギー消費による事前評価ツールの開発」：ゼロエネルギーの効果を達成できるかどうか、異なる執務者ワークスタイルの設定、センサーを用いたHVACのエネルギー消費とその消費量の計算に基づいて、Unity3Dにより省エネルギー効果を確認する事前評価ツールをWebGLツールとして開発した。
「研究事項4 OculusによるZEB化の社会実験」：金沢大学と金沢大学の海外リエゾンオフィスにおいて、実験の準備を整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究事項１ ZEH化のBIMデータモデルの検討」：日本の各地を対象に、関連設備を含む建物のBIMデータと建物パフォーマンス評価項目を作成することを行ったので、今後日本各地を対象にしたZEBのデザインガイドラインに必要な指標の作成を検討する。研究成果を論文化することにより研究成果を公表する。
「研究事項２ WebGLを用いたZEB化のワークスタイルによるHVACのエネルギー消費量推測」：BIMで作成した設備を含む建物データ、宅地データや関連評価項目をUnity3Dに導入し、Unity3Dを用いて、ZEB化案において執務者のエネルギー消費量とHVAC設備の稼働状況を提示できるシミュレーションモデルの開発を継続的に行う。
「研究事項３ WebGLを用いたZEB化のHVACのエネルギー消費による事前評価ツールの開発」：ゼロエネルギーの効果を達成できるかどうか、異なる執務者ワークスタイルの設定、センサーを用いたHVACのエネルギー消費とその消費量の計算に基づいて、Unity3Dにより省エネルギー効果を確認する事前評価ツールをWebGLツールとして継続的に開発する予定である。なお、これまでの研究成果を論文化する予定である。
「研究事項4 OculusによるZEB化の社会実験」：金沢大学と金沢大学の海外リエゾンオフィスにおいて、実験の準備を整った後、国際共同研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
令和５年度、研究代表者が海外サバティカルの関係で、科研費により学会への出席などのための旅費利用があまりなかった。なお、SPSD2023国際会議も金沢大学において行い、学生による旅費の利用もなかった。プログラム作業など、研究協力者により研究補助も事務的には確認が難しい場合が多いので、主な補助作業は研究者により行い、研究補助も来年度の計画に移ることにしている。
令和５年度に利用できなかった旅費は来年度には、国際会議と国内学会への研究発表などに利用したいと計画している。
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