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解析事例・インタビュー

ペイエット 様
建築設計とエネルギーモデリングプロセスを加速させるCFDツール

写真1 デューク大学
アメリカ・ノースカロライナ州 環境学部棟 環境ホール
©Warren Jagger Photography

[前編] 米国ボストンに拠点を置くペイエットは、従業員数165名の建築事務所だ。科学機関、医療施設、研究施設などの先端技術関連の建築設計を専門とし、デューク大学の環境学部棟環境ホール(写真1)、ジョージ・ワシントン大学の公衆衛生学部棟など、設計を手掛けた建築物は数々の賞を受賞し、業界の注目を集めている。ペイエットでは、建物全体のエネルギー消費を低減する工夫として、自然換気を生かした空間づくりや、日射熱を利用して温度調節を行うサーマルコリドールと呼ばれる廊下を用いることが多い。2013年からSTREAM®を導入し、建物や周辺の空気の流れを予測することで、省エネ性能を高める建築設計に活かしている。

写真2 ペイエット建築科学者
博士(工学) アレハンドラ・メンチャーカ氏

 ペイエットが他の建築事務所と違う大きな特徴は、設計者と科学者が連携してプロジェクトを進めている点だ。アレハンドラ・メンチャーカ博士(写真2)はそのような建築科学者の一人だ。ペイエットで建築科学者として、持続可能性とエネルギー性能の観点から設計を指導し監督する役割を担っている。メンチャーカ氏はメキシコ国立自治大学の機械工学部で学士号を修め、マサチューセッツ工科大学(MIT)で機械・航空工学の修士、および博士号を取得。その後、日本のヒューリック株式会社の建築コンサルタントとして、商業用施設内の自然換気システムの設計に携わるなど、様々な建築設計の経験を持つ。現在はペイエットでの業務のほかに、ハーバード大学デザイン大学院と、母校MITの客員講師として、自然換気の効率性改善などをテーマに講義を行っている。ペイエットで携わる工程は基本設計から細かな仕様決定までにおよび、解析ツールもおおよその値を短時間で簡単に計算できるものから、詳細な日光やエネルギーの解析、CFDをフルに使うシミュレーションツールまで、複数の種類を使い分けているという。

図1 屋内空間における温度変化の検証例
​検証モデル図(上)と解析結果(下)
※クリックで拡大

建築設計に効果的なCFDツール

 自然換気のスペシャリストであるメンチャーカ氏がペイエットで推進したのは、建物における自然風のシミュレーションだ。自然換気の効果を活かした空間内で、空気の温度成層がどう変化するかを予測するモデルを組み立てた。シミュレーションに必要な解析ツールを探してみたところ、精度も汎用性も高いSTREAM®が目に留まったそうだ。特に精度については申し分なかったという。「評価テストの結果が不十分だったツールは採用しないのが、ペイエットの方針です。STREAM®は私たちが求める条件をほとんど満たしていました。外的な空気の流れだけでなく、輻射や対流による室内の熱移動を正確に捉えることができ、高性能だと感じました」とメンチャーカ氏は語る。他社ツールに比べ、予算面でも性能の面でも満足だったそうだ。「私たちが希望する価格帯のツールの中で、これほど精度の高い結果を出したのはSTREAM®だけでした。テストでは、ある空間を温度が高い壁と低い壁に囲われていると仮定し、STREAM®を使って空気の流れを計算しました(図1)。輻射熱を考慮した場合とそうではない場合で温度と流速を比較したところ、テストした全てのツールの中でSTREAM®による結果が 最も実験値に近い数値だったのです」。

​​※STREAMは、日本における株式会社ソフトウェアクレイドルの登録商標です。
※その他、本パンフレットに記載されている会社名、製品・サービス名は、各社の商標または登録商標です。
※本パンフレットに掲載されている製品の内容・仕様は2015年2月現在のもので、予告なしに変更する場合があります。また、誤植または図、写真の誤りについて弊社は一切の責任を負いません。

プロフィール

 

 

 

     

ペイエット
設立 1932年
事業内容 建築設計
代表者 ケビン・サリバン
​(代表取締役社長、アメリカ建築家協会フェロー)
従業員数 165名(2014年10月現在)
所在地 マサチューセッツ州、ボストン(アメリカ)
URL http://www.payette.com

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