日照時間マップ

日照時間マップは、指定した日付に地面の各地点へ日が当たる時間を計算し、図版と3つの値で出力します。

概要

「02 日照・日影」タブの「3Dモデル」は、1つの時刻の日影を表示します。時刻を変えながら日影の動きを確認するためのもので、ある場所に1日何時間日が当たるかは表示しません。

日照時間マップは、日の出から日没まで日影を10分間隔で計算し、地面の各地点に日が当たった時間を合計した図版です。同じ計算結果は、ダイアグラム一式の「日照時間」としても出力されます。

使い方

1. 敷地と半径を決めます。
2. 「02 日照・日影」タブで「日照時間マップ」を選びます。
3. 日付（夏至・春分・秋分・冬至）を選びます。
4. 「計算する」を押します。
5. 「PNG保存」または「図版のみPNG」で保存します。

「PNG保存」は、タイトル・カラーバー・説明を付けて保存します。「図版のみPNG」は図だけを保存し、報告書に図を直接配置するときに使います。この場合、キャプションは別に付けてください。

出力される値

マップと一緒に、次の3つの値が表示されます。

2つの時間帯と時間数は、場所ごとの日照の多い・少ないを比べるための目安です。法令上の基準を示すものではなく、この値で日影規制などへの適合は判断できません（制限事項を参照）。

時間の基準

真太陽時は、太陽が真南に来る瞬間を12時とする時刻です。日照時間マップの時間帯（9〜15時、8〜16時）は真太陽時で数えます。日照は太陽の位置で決まる物理量だからです。

標準時は、基準経度に合わせた行政上の時刻です。日本標準時（JST、UTC+9）は東経135°を基準にしています。敷地の経度が基準経度からずれている分と均時差の分だけ、南中時刻は標準時の12時からずれます。そのため標準時の9〜15時で数えると、時間帯が太陽の位置に対してずれます。

画面には、真太陽時の9〜15時がその敷地の標準時で何時から何時にあたるかを併記し、使った時間軸を示します。

南中時刻は、地点の経度とEPW気象ファイルのヘッダーにある標準時の値から計算します。経度から標準時を推定すると実際とは異なる値になり、太陽の方位がずれることがあります。これを避けるため、ヘッダーにある実際の値（日本は+9）を使います。

計算方法

日照時間マップは、風・熱的快適性の図版と同じ建物の高さマップと、地形のデータを使います。日影は純粋な幾何計算なのでCFDは必要なく、3分かかるGPU計算も通りません。

1. 指定した日付（冬至・夏至・春分・秋分）の日の出から日没まで、10分間隔で太陽の位置を求めます。
2. 各時刻に、地面のすべての格子点を日なたか日陰かに判定します。
3. 格子点ごとに、日なたと判定された時間を合計します。

10分間隔と6分間隔の計算結果の差は0.01時間です。

日影の判定

日影の判定には漸化式を使います。太陽と反対の方向へ順に進みながら、それまでに通った中で最も高い値から距離に応じた低下分を引いた値を、ランニングマックス（累積最大値）として次へ渡します。この方法は標本の間にある建物を飛ばさず、計算速度は30%速くなります。

計算範囲は図版の内側に限ります。図版の外側にある緩衝帯を計算から外すと、計算量は1/5.5になります。この削減は精度を下げて得たものではありません。

熱的快適性の図版も、同じ日影判定の関数を使います。

計算時間

地平線マップ方式を使わない理由

各格子点で方位別の地平線高度マップを一度作っておけば、その後は太陽高度がその方位の地平線より高いかどうかを比べるだけで済みます。地平線マップの作成には4〜9秒かかり、その後はどの日付・時刻でも追加の計算時間は0秒です。

この方式は、1日を積分した日照時間を正しい値より0.15〜0.29時間多く計算します。1つの時刻の誤差は1〜5%ですが、1日分を足すと誤差が同じ方向にたまります。原因は、方位線に沿って建物の高さを標本化する距離の間隔です。標本の間にある細い建物が抜けます。方位の分解能を2倍にしても、誤差は減りません。

日照を実際より多く見積もる偏りは、日照が足りているという誤った判断につながるため許容できません。このため地平線マップ方式は使いません。

図版の表現

色の区分の境界値は0・1・2・3・4・5・6・8・10・12時間です。2時間と4時間が区分の境界に入っているため、上の2つの値の基準を超える場所を色の区分で見分けられます。この値は地面の日照で、法的な日照・日影の判定の代わりにはなりません（制限事項を参照）。

建物は灰色で塗ります。建物と図版の外側をどちらも白にすると、都心の図版が丸ごと空白に見えるためです。敷地規模の図版で道路を灰色で塗るのと同じ処理です。

制限事項

• 高さが分からない建物の除外：高さが分からない建物は立てられないため、日影を作りません（渋谷駅・半径800mでは3,975棟のうち134棟）。抜けた建物がある場所は、実際より明るく出ます。
• 地面の日照：この図版が計算するのは地面の日照です。窓は壁面に鉛直に付いているため、地面とは違う角度で日を受け、階ごとに条件も異なります。地面の値は、その上にある住戸の窓の日照と同じではありません。
• 樹木を反映しない：街路樹は夏に日陰を作ります。樹冠の日陰は熱的快適性の図版にだけ反映し、この図版には反映しません。落葉樹は冬至には葉を落としているため、樹木の日陰を入れるとかえって誤った結果になります。

この図版は、計画初期の配置検討で、敷地周辺の冬に日が当たる場所と当たらない場所を確認するために使います。確認する対象は次のとおりです。

• 冬に使える屋外空間の位置
• 低層部の店舗が暗くなる面
• 隣の建物の日影が1日中落ちる敷地内の部分

データの出典

関連ガイド

• 太陽軌跡・日影
• 風
• 熱的快適性
• 敷地規模
• データの出典

ダイアグラムを作成