風の快適性を評価するために4つの方向、あるいは1つの方向だけを使用した場合、あるデザインを他のデザインに対して定量的に評価するのに十分なのか、もしそうであれば、より多くの方向を使用した場合と比較して精度はどうなのかという質問をよく受けます。
回答
風向を多く解くほどシミュレーションコストは増加します。何方向から行うと十分でしょうか。
- ロンドンのガイドラインに従う場合36風向での実施が求められます
- しかし、多くのユースケースにおいて、これは必要ありません。
| 注意 |
| 必要な風向数はケースバイケースなので、明確にお答えすることはできません。この記事では、何が十分であるかについての洞察を提供するケーススタディを紹介します。 |
ケーススタディ
快適さの基準は風環境評価で解決されたすべての方向を使うので、当然、方向数が多いほど正確で、少ないほど不正確であると予想されます。
このケーススタディでは、パートナーであるAccuCities社から提供された非常に詳細なモデルを使用しています。このモデルでは、シャード周辺のロンドンの広大なエリアが、建物の詳細、トポロジーの詳細、樹木まで含めて詳細に表現されています。この評価では、1から36までのさまざまな風向で結果がどのように異なるかを見ています。
図4の数値の求め方を明確にするために、図3に例を示します。この例は8方向の場合で、カテゴリーのおおよその面積％が示されています。ここで重要なことは、上記の画像はRegion of interest (関心領域)のほんの一部を示しているに過ぎないということです。
上のグラフは、ロンドンのガイドラインのLawson基準におけるカテゴリーAからEが、Region of interest (関心領域)内の面積に占める割合を示しています。
X軸はカテゴリーA～Eで、それぞれが図3の凡例に示されている快適性マップに対応しています。各カテゴリーには、シミュレーションで実行された方向の数だけが変化する異なる実行を表すバーがあります。Y軸は対数目盛りのパーセンテージです。しかし、実行された方向数の増加による精度の向上により、いくつかの偏差が見られます。
例えば、カテゴリー A「長時間座るのに適している」 は、面積でRegion of interest (関心領域)の約80％を占めますが、対照的に、カテゴリーC「ウォーキングに適している」は、面積の約2.5％を占めます。方向数の感度を評価するために、各カテゴリーのすべての方向を比較することができます。
上のプロットは1方向、12方向、36方向の快適さのカテゴリーを示しており、この変動が実際の快適さマップでどのように見えるかを示しています。
重要なことは、1方向は12方向や36方向と比べて不快に感じる領域(赤い領域)が非常に多いということです。12方向は、36方向と比較して同じようなレベルの快適さを示していますが、36方向は、他の結果では露呈していない不快に感じる領域を示しています。さらに、36方向は、各快適カテゴリーの境界がより滑らかであることを示しています(離散化が少ない)。
まとめ
結果を要約すると、実際には、1方向は概ねの最終的な結果を把握するためには役立つと言えますが、カテゴリーBを著しく過小に予測し、カテゴリーDとEを過大に予測します。特にカテゴリーEは大きく異なっており、不快に感じる領域の指標としては信頼するべきではないでしょう。
4方向、8方向、12方向、16方向はすべてかなり似たような結果となり、これらの間で良いバランスを選ぶとしたら、8方向か12方向が安全だといえます(ベストプラクティスでは通常12方向を選ぶとされています)。これらの結果は、いくつかのカテゴリーでは30%まで精度を当てにすることができますが、今回のケースではカテゴリーEのエリアではこれを満たしていません。
しかし、36方向を採用すると、すべてのカテゴリーでわずかな変化を示し、(4、8、12、16方向と同様に)カテゴリーE がないと予測する代わりに、 0.01 ％の小さなエリアを予測します。
つまり、ほとんどの目的には4、8、12方向で十分かもしれませんが、しかし、最終設計が快適であることを証明するためには、36方向が必要とされる場合があります。1方向は設計間の定量的分析に使用できますが、このユースケースでは4方向が適しています。