風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算のフリーソフトです。
建築物の風圧力・風力係数・角度から勾配係数の計算、壁面・陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算、換気設備・燃焼設備・換気器具の設定検討、壁体の内部結露を計算、床や壁の結露の算定、採光計算などのフリーソフトやエクセルテンプレートが、無料でダウンロードできます。
フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算などができるソフトウェアや、Excelのシステムツール、テンプレートなども揃っています。
ランキング上位の人気アプリを選んだので、まずは今までの作業と比較してみてください。
風圧力・風荷重計算のフリーソフト・エクセル
風圧力とは、風が建物に影響を与える圧力です。風荷重の計算は、速度圧と風力係数を掛け合わせて計算をします。風圧力の計算は、全ての建物に行わないといけない計算です。風圧力のソフトは、建築基準法施行令第87条の、風圧力の計算をします。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算ができるソフトウェアやExcelのシステムツールもあります。
風圧力 Kさん
建築基準法施行令第87条 風圧力の計算を行う、比較ランキング上位の人気ソフトです。壁面、陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算が出来ます。分かりやすい入力画面で直感的に操作できます。閉鎖型及び開放型建物のCpi・フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も求めることができます。
QValue
建築基準法施行令第87条 風圧力の計算を行うソフトです。建築基準法改正に対応しています。速度圧の算定用に開発したものがパワーアップされ、風圧力の算定ができるように改良されました。看板等工作物の柱脚モーメントを計算します。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
建築物 風圧力計算
建築物の構造計算時に使用する、風圧力を計算するソフトです。母屋、胴縁、間柱、耐風梁、小梁等の二次部材の計算ができます。建物の大梁、柱等の計算、閉鎖型・開放型建築物の切妻、片流れ屋根、陸屋根、軒先面、独立上屋、板状建造物の計算ができます。また、フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
建築物の風圧力計算
建築物の風圧力、風力係数、角度から勾配係数の計算を行います。風圧力は、建築物が風によって受ける風圧力(Kg/m2)です。地盤面からの高さ H(m)を指定して風圧力計算をします。建築物の部分によって決められた風力係数を、角度から求めます。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
排煙計算・結露計算のフリーソフト・エクセル
排煙計算とは、換気量の計算を行います。排煙には設置基準があり、設置基準に該当している建物は、排煙計算をしなくてはいけません。特殊建築物で延べ床面積が500㎡を超えるもの、特殊建築物以外で3階以上で500㎡を超えるもの、これらに該当している建物には、排煙計算が必要となります。ただし、建物の高さが31m以下の居室で、100㎡ごとに防煙垂れ壁、防煙壁で区画された部分については、排煙計算は除外さます。
結露計算とは、結露の原因となる室温や外気温、室内相対湿度などの条件が影響します。それらの使用環境の条件を事前に考慮して、結露の発生の有無を推定する計算です。
EXEL 火気使用室換気計算 (ガス換気計算)
EXCELのワークシートで換気量の計算を行う換気計算ソフトです。火気使用室の換気設備、ガス・LPG・灯油など、燃焼設備・換気器具の設定検討を行います。必要項目を選ぶか入力するだけで、自動計算されます。セルの保護により、計算式の誤削除を防止します。
結露 Kさん
壁体の内部結露を計算するソフトです。室内温度・湿度、外気温度・湿度や名称部分を入力し、計算ボタンを押すと計算結果が表示され、露点温度が赤い場合結露します。材料は10まで入力できます。印刷やグラフ表示もかんたんに行なえるので、おすすめのソフトウェアです。
結露算定プログラム V2
エクセルのワークシートを利用して、床や壁の結露の算定を行います。床や壁を構成する部材(10以内)をリストから選択することによって、結露の判定を行うことができます。構成部材は27部材を用意しています。物性値の変更や、部材の新規設定も可能な、おすすめのソフトウェアです。
開口計算のフリーソフト・エクセル
開口計算、採光計算のフリーソフトです。
建築基準法による採光・換気・排煙の面積計算、換気計算、換気扇能力等のチェックと確認申請図の作成、日影の交点計算、採光有効面積の計算ツール、日影解析と太陽高度・方位角・日影倍率の計算などのフリーソフトやexcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。どのアプリやテンプレートも、ランキング上位の人気を備えていますよ。ぜひ、今までの作業と比較してみてください。
開口 Kさん
採光・換気・排煙の計算をするソフトです。タブで切り替えて、それぞれの項目を入力し、計算ボタンをクリックすると、換気計算や採光計算などが自動計算されます。分かりやすい入力画面で直感的な操作が行えます。付属のサンプルデータやヘルプファイルは、不明なときに見ると便利です。
建基法による開口面積
建築基準法による採光、換気、排煙面積をエクセルシートで計算し、チェックします。シートは「使い方」「法規チェック」「DATA」の3つで構成されています。「使い方」のシートを見ると、ソフトの使い方が手順を追って書いてあり、分かりやすいです。ぜひ、このアプリを今までの作業と比較してみてください。
開口部検討
建築基準法の採光有効面積の算定方法による「採光補正係数」を求めルソフトです。採光・換気・排煙の計算シート、無窓階の検討シートにより開口部の全ての検討ができます。採光・水平距離シートで、関係諸数を入れることで、必要水平距離が算定できます。
JpEx法 チェック表
エクセルを使用した採光・排煙・換気面積、換気扇能力等のチェックと確認申請図の作成システムです。簡単な入力で、スピーディーに建築確認申請用の法チェック図が作成できます。変更不可なものは選択ができないようになっているので、誤入力を防げます。
ガラスの安全設計
「ガラスを用いた開口部の安全設計指針」を、エクセルにより計算するソフトです。日本建築防災協会機能ガラス普及推進協議会編の手引きを参考にしています。シートは、表紙、衝撃計算、早見表、DATAの4つからなります。
採光計算のフリーソフト・エクセル
日影交点計算プログラム
この計算プログラムは、建築基準法、日影による中高層の建築物の高さの制限に基づく、日影の交点計算プログラムです。規制ラインから何mmクリアしているかが計算できます。もし規制ラインが傾きを持った直線であれば、その最短距離が算出されます。採光計算が簡単にできる、ランキング上位のおススメのシステムツールです。
採光有効面積計算
人気の採光有効面積計算プログラムです。建築基準法施行令20条の採光有効面積計算をします。建物名・居室名・床面積・水平距離・垂直距離・窓面積・窓仕様、道路に面するか面しないかを入力し、用途地域と割合を選ぶだけで、採光有効面積が自動計算されます。
日照る君 30
ビル、マンション等建築物の高さと長さを入力し、年月日、場所、緯度、経度から太陽軌道計算し、その日影を時刻毎に表示するソフトです。周辺の建物が日影になる時間帯を把握することができます。日照権の判断基準となる資料を簡単に作成できます。
風荷重とは
構造計算を進めるときに必要な荷重は、固定荷重・積載荷重・地震荷重などがあり、そのほかに重要な要素として、風荷重があります。
建物の構造により、計算の比重を置く荷重は様々です。
特に、鉄骨造で屋根が折板であるときなどは、風荷重が重要な要素を占めます。
自社設計で意匠・構造計算を行い、設計・施工をされている企業は数多くありますが、経験値から導き出した構造で進めている例が多いかと思います。
鉄骨造では、鉄筋コンクリート造とは違い、荷重計算よりも風荷重が重要な場面がかなりあります。
例えば、折板などの屋根構成であれば、荷重は施工時の荷重が最大となる場合が多いです。
経済的な屋根設計を行うことにより、施工コストダウンが可能となるのです。
採光計画とは
太陽光は李節・大候・方位・時刻により変化するため、採光計画を行う際は、太陽光の変化を正確に把握し、太陽光を上手に取り入れられる工夫が必要になります。
透明なガラスの美しい外観に、自然光があたる開放的な空間は、たいへん魅力的です。西欧では古くからガラス建築が採用されていましたが、わが国では1980年代からガラスを多用した建築物が出現しだしました。光の拡散が大きくなり、やわらかな光環境を創出できますが、効率はわるくなります。
換気扇能力等のチェックと確認申請図の作成、日影解析と太陽高度・方位角・日影倍率の計算など、開口計算、採光計算のソフトです。直接照明は、光源が直接室内を照らすもので、経済的ですが、天井面と輝度対比、陰影が強くなりすぎる欠点があります。
透明で大きな開口部は、夏の直射日光、冬の熱損失などの課題があります
透明で大きな開口部をもつことは、夏の直射日光のまぶしさ、熱の過剰な流入、冬の熱損失の増大などの課題があるため、工夫が必要になります。建築基準法による採光・換気・排煙の面積計算、日影の交点計算、採光有効面積の計算などの開口計算、採光計算のソフトです。
周辺状況を把握し、建物の形状、窓の高さ、庇やバルコニー、ガラスの種類、内装など総合的に検討することが重要です。間接照明は、壁や天井、照明のカバーに当てられた光が、空間を明るくするものです。
建築基準法、熱損失係数、日射計算、住宅性能表示、ダクト計算、照明計算、換気量計算、風圧力計算、ダクト排気計算など、採光・換気・排煙計算のフリーソフトです。日中、太陽光を利用して室内を明るくすることを昼光照明といいます。採光計画、ガラス建築の採光、人工照明からの採光について検討します。熱負荷を抑えるために、高断熱複層ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、ダブルスキン工法などが開発され、快適なガラス建築が増えてきています。
建築物の総合的な設計を行うことを意匠設計といいます
建築物の平面計画や立体計画、使用する材料などについて、総合的な設計を行うことを意匠設計といいます。設備設計では、照明やコンンセントなど、電気設備の位置を表した電気設備図、吸気口や排気口などの機器類の配置を描いた空調設備図などを作成します。
今までの作業と比較すれば、雲泥の差ですよ。意匠設計で作成する図書は、敷地に対する建物の位置や高低差の関係、配水管の計画などを表した配置図、間取りやドアの開閉、窓の位置などを表現した基本的な平面図などを作成します。
工事写真、 cad、vectorworks、確認申請、業務台帳、見積書、設置届、建築確認申請書、設置届、建築書式、シックハウス対策、構造設計概要書、申請業務台帳、工事管理報告書など、建築設計・建築設備のソフトです。建築物の意匠設計では、建物の構造から下地・仕上げまでの材料や寸法などの詳細を表した矩計図などを作成します。
耐風設計について
風は気圧差によりおこる大気の運動ですが、日本の強風現象としては、温帯低気圧、雷雨に伴う突風、台風、ダウンバースト、竜巻などがあげられます。看板構造計算、基礎地盤支持力計算、基礎杭、基礎ボルト計算ソフトウェア、基礎構造設計、日影図データの作成、風圧係数の計算など、風圧力の計算、屋根構造、フェンスや足場などの風圧計算、耐風圧計算、風荷重計算のフリーソフトです。
耐風設計では、風の作用に対して安全な建築物を設計するものですが、構造体と外装材の風圧力を検討する必要があります。壁面・陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算、壁体の内部結露を計算、床や壁の結露の算定など、風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算のソフトです。
強風地域に建設される低層建物では、防風林で風速を低減したり、飛来物の衝突を防ぐために雨戸を設置するなどの対策が必要です。風荷重、風圧力、屋根瓦、屋根構造、看板における風圧力計算、看板直接基礎の安定計算、看板風圧力などのフリーソフトやexcelのシステムツール、テンプレートが、無料でダウンロードできます。
ビル風、風圧力による騒音問題など、周辺環境に対する配慮が必要
周辺環境に対する配慮として、高層ビルが影響するビル風、風圧力により扉の開閉の不具合、手すりや戸の風切り音による騒音問題などの対策も考慮しなければなりません。建築物の風圧力・風力係数・角度から勾配係数の計算、換気設備・燃焼設備・換気器具の設定検討などの風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算・フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算のソフトや、おすすめのExcelのシステムツールです。
超高層建築の風による揺れを防止する制振装置は、現在広く用いられています。風荷重、風圧力、屋根瓦、屋根構造、看板における風圧力計算、看板直接基礎の安定計算、看板風圧力などのフリーソフトが、無料でダウンロードできます。
設計荷重が地震ではなく、風の影響で決まった高層建築物も多くありますが、横浜ランドマークタワーも、最上階近くに制振装置が設置されています。看板構造計算、基礎地盤支持力計算、基礎杭、基礎ボルト計算、基礎構造設計、日影図データの作成、風圧係数の計算など、風圧力の計算、屋根構造のおすすめのフリーソフトです。
現代住宅の快適性
現代住宅に必要なパッシブデザインとは
日本が高湿度のジメジメとした国土であるのは昔からのこと。それは徒然草にて兼好法師が残した、「家の造り様は夏をもって旨とすべし。冬はいかようにも住み得る」という言葉がすべてを物語っています。
そういった日本独自の風土に加え、昨今の住宅地事情と言えば、「狭小住宅」「密集市街地」と言われているように、隣家とのスペースはごくわずかで、小さな土地に建ぺい率ギリギリまで2階建て・3階建て住宅を建てる。そんな光景が当たり前になりました。
住宅一軒家の建物面積が狭くなり続ける傍ら、日本古来の高温多湿の気候は変わらず、快適性と省エネ性を兼ね備えた住宅作りが求められています。
日本人は自然との共生が好き？
歴史のある街並み、家、庭を調べてみると、西洋の文化とは違った日本人らしい自然との距離感を知ることができます。「家にいても自然を感じていたい」「光や風、自然の恵みと共存していきたい」といった心情を、現代の住宅でどのように暮らしに取り入れていくかが今、問われています。
「窓」の役割とは？西洋と日本の価値観の違い
「厳しい自然から身を守る。」頑丈な石造りが主な西洋の家は、そうした発想で造られてきました。その中での窓とは、石と石の間から外を覗くための「のぞき穴」といったポジションです。
一方、堅牢な石造りの家を建てずとも暮らせる温暖な自然に恵まれた日本では、家といえば木造建築でした。窓は、「間の戸」。文字通り、大きな開口を生み出すことができるものを窓と呼んできました。日本の窓は、ときに全てを開け放って家全体に風を通す、ときに暖かな光を家の奥まで届ける、自然を上手に取り入れるための、可動する間仕切りなのです。
価値が再認識されてきた昔ながらのパッシブデザイン
「パッシブデザイン」という言葉は、「自然のエネルギーや現象を利用し、省エネで快適な生活環境をデザインする」という意味を持っています。近代的な言葉に聞こえますが、日本では昔からパッシブな家作りを行っています。古い民家に見られるパッシブデザインが、今一度再認識されてきています。
知恵が詰まった民家の快適性
古い家は「夏は暑く冬は寒い」「断熱性や気密性は良くない」と思われがちですが、そんなことはありません。最新の設備に頼らずとも、快適に暮らせる建築の工夫がありました。現代の住宅にも取り入れられる要素がたくさん詰まっています。
蒸し暑い季節を凌ぐ、湿度を調節する素材
昔ながらの土壁は調湿効果を持っていて、過度な湿気を吸い込み、空気が乾燥してきたら保有していた湿気を放出する、天然の湿度調節器です。躯体の木材も同じ効果があります。珪藻土や卵の殻など自然の素材を使ったクロスやぬりかべなら、土壁と同じような効果が期待できます。
室内に壁を作らない、襖や障子で仕切る構造
玄関土間から上がると畳の部屋、襖を開けるとさらに畳の部屋が続いていく、そうした間取りの家が昔は多かったですね。必要なときは個室として使える襖や障子は、戸袋へ仕舞う構造にしておけば、開け放てば大きな開口が現れ通気性抜群の家となります。
高床で湿気をこもらせない
昔ながらの家では床を高く作り、地面と床の間に風を通すような仕組みになっていました。床下に湿気がこもらず、日本の風土に適した作りです。
軒は深く
太陽は、夏は高く冬は低く弧を描きます。軒を深く張り出すことにより、夏の暑い日差しは軒で遮る一方、冬の低い位置から差し込む日光は部屋の中まで届けることができます。また、軒が深いことで縁側や濡れ縁との一体感も生まれます。雨が降っても屋内まで雨が吹き込むことを防ぎます。
半戸外空間を活用する
窓を開け放てば外になる縁側、家と庭を調和させる濡れ縁、土間といった日本独自の空間は、どれも外のような中のような、どちらとしても使える多様性のある空間で、自然を感じ、楽しむためには丁度良い場所です。
伝統的な住まいをどう現代住宅に活かすか？
自然をうまく利用した伝統的な民家の知恵を、現代の住宅にそのまま利用するのは難しいことです。大きな開口を作っても、目の前が隣家という場合も。風はよく通るかも知れませんが、プライバシーの観点から見ると住み心地の良い家とは言えなくなってしまいます。現代の住宅事情に合った、日本の伝統的な住まいを実現するには、どんな工夫が必要でしょうか。
深い軒の代わりに、植栽・オーニングを使おう
狭い土地では、軒を深く出すことが難しい場合が多々あります。軒を出すことができない場合は、庭に木を植えてみましょう。特に冬に葉を落とす落葉樹がおすすめです。夏は生い茂った葉が直射日光を遮ることで屋内の温度上昇を防ぎ、冬は落葉することにより、柔らかな日差しを屋内へ届けてくれます。
植栽以外にも、オーニングなどで日差しをコントロールすることができます。
家の土台の湿気対策には床下換気計画を
床下は家を支える土台であり基礎である、家の要ともいえる重要な場所です。湿気が溜まると土台が腐るリスク、白アリ被害のリスクが高まります。住宅密集地で十分な換気を確保するためには、換気口の数を増やす、基礎パッキンを用いるなどして通風の工夫が必要です。
採光とプライバシー性の両立
昔の家のように大きな開口を作っても、すぐそばが道路や隣家では景観もあまり良くありませんし、もしそうした開口部を作ったとしても、プライバシー・防犯の観点から開口する機会は訪れないでしょう。周辺環境などのそうした事情で大きな開口を取れないときは、外からの視線が気にならない高い位置に窓を設けるハイサイドライト、逆に足元に窓を設けるローサイドライトという窓の取り方をすることにより、視線を遮りつつ採光や通風を確保する手法があります。
また、外周に窓を設けづらいような立地でも、2階建ての吹き抜け部分にハイサイドライトを設ける、ロの字型、コの字型の形で家を作り中庭を設ける、といった工夫により、日の届きにくい場所にまで日差しを確保することができます。
ルーフバルコニー、中庭、ウッドデッキスペースで自然を楽しむ
深い軒と縁側で半戸外を楽しむことが難しい現代の住宅事情でも、できる限り自然を楽しめる住まいにしたいものです。最近の住宅では縁側の代わりにウッドデッキスペースを庭に設けるのが主流となっていますが、外からの視線をカットするためには庭と周辺環境との配置関係に工夫が必要になり、完全にプライベートな空間を実現するのは難しいことが懸念されます。
そうした問題をクリアするためには、２階リビングも一つの手です。リビングを2階に作り、バルコニーを屋根付きのルーフバルコニーとすれば、空中庭園のようなプライベートな庭を作ることも可能です。また、アウトドアリビングという、リビングの床の高さとフラットなバルコニー空間を作ることで、リビングと地続きの庭、第2リビングとして活用する方向性もあります。
バルコニーでなくとも、屋上を緑化しても良いでしょう。バルコニーを広くとって庭の代わりにする場合も、植物プランターなどで自然を肌で感じられる空間づくりが理想的です。家族とのティータイム、子どもの遊び場、ブランチや読書タイム、さまざまなシーンで使える自由な空間です。
耐風圧計算、風荷重計算における風圧力と耐震計算における地震力
梁の断面算定は、固定荷重、積載荷重、積雪荷重などの鉛直荷重に対する安全性を確認します。柱の断面算定の場合は、吹抜けに面した柱や階高の高い柱など、部材の位置や長さ、周辺部材の状況によって、鉛直荷重だけでなく地震力や風圧力などの水平力に対する検討をしなければならない場合もあります。そこで以下では、地震力計算と風圧力計算、耐風圧計算の方法について説明します。地震力計算や風圧力計算を行うことができるソフトやアプリは無料のものも含めたくさんあります。比較ランキングサイトなどを参考にすると、人気のあるおすすめソフトがわかります。さまざまなexcelシートのテンプレートもあるので比較してみましょう。また、構造計算だけでなく、排煙計算、換気計算、結露計算、採光計算をすることができるソフトウェア、システムやエクセルを使用したツールもあります。
地震力は各階ごとに求めます。構造計算では、地震力は各階床に作用するものとして考えますので、階ごとに求めます。地震力Qeは、地震層せん断力係数Ci×対象階の負担する建物重量Wiにより求めます。対象階が負担する建物重量は、その階だけでなく、それより上層にあるすべての階の重量を合計した重量です。
対象階の重量は、その階の上下階の階高1/2の範囲内にあるものの荷重です。具体的には、１階の重量の場合、1階の重量＝1階の階高の上半分の柱等の重量＋1階天井の荷重＋2階床の荷重（固定荷重＋積載荷重）＋2階階高の下半分の柱等重量となります。1階の地震力を算定するときは、同じようにして算定した2階以上の荷重を加えて計算します。
風圧力は建物形状によって異なります。また、建物だけでなく、フェンスや足場の耐風圧計算にも風荷重計算、耐風圧計算は必要です。風圧力も地震力と同じように、各階・各方向に対して求めます。風圧力Qwは、建物の見付け面積Aw×速度圧q×風力係数Cfにより求めます。見付け面積とは風が作用する建物の立面積を指し、対象階の床面から1.35mを超える範囲の建物の垂直投影面積です。
速度圧は、簡単に言うと強風により建物が押される平均的な圧力です。過去の台風の影響等により地域ごとに設定された基準風速と対象階の高さにより求めることができます。風力係数は、建物の形状による風の乱れを考慮した係数のことです。建物の形状や屋根勾配により求めることができます。建物外周部に大きな吹抜けがあると、床に荷重がうまく伝達しないため、外壁や屋根面が受けた荷重は面材耐力壁や筋かいに伝達しにくくなります。このような建物では、剛床仮定が成立しないため、耐力壁線で囲まれた区画ごとに風圧力を算定する必要があります。区画ごとに求める風圧力を区間風圧力と呼びます。
また、外壁面から付属物が飛び出ている場合も同様に架構全体に力が伝達しないため、壁面に加わる風圧力は、付属物が取り付いている壁に直接力が加わるものとみなして算定します。これを通り風圧力と呼びます。使用するソフトウェアによってはこのような計算のツールが付属しているものもあります。さまざまなダウンロードサイトを覗いて、それぞれのソフトやexcelテンプレートの特徴をチェックして、自分なりに比較ランキングしてみてください。また、フリーソフトでもフェンスや足場の計算に対応しているものがありますので、おすすめです。
地震力計算
地震力計算は単独のアプリではなく、構造計算のアプリのシステムやエクセルツールの一部として組み込まれていることが多いです。excelテンプレートやフリーソフトでも組み込まれているものがありますので、ダウンロードサイトの人気ランキングからおすすめ無料ソフトをダウンロードしてみましょう。
地震力の算定式
Qe=Ci×W
Qe：地震力［kN］
Ci：地震層せん断力係数
W：建物重量［kN］
地震層せん断力係数Ciの算定式
Ci=Z×Rt×Ai×Co
Z：地域係数（0.7～1.0）
Rt：振動特性係数。高さが13m以下の木造住宅の場合1.0
Ai：層せん断力分布係数
Ai=1+{(1/√αi)－αi}×2T/(1+3T)
αi：i階より上の部分の建物重量と地上部分の建物重量の比
T：設計用1次固有周期（T=0.03h、h：建物の高さ［m］）
Co：標準せん断力係数（0.2以上、ただし、著しい軟弱地盤として特定行政庁が指定した地域は0.3以上）
建物重量の考え方
建物重量：最上部から当該階までの全重量（ΣWi）
３階建ての場合では
３階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量
２階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量＋２階の重量
１階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量＋２階の重量＋１階の重量
風圧力計算と風荷重計算
風荷重計算は単独のアプリではなく、構造計算のアプリのシステムやツールの一部として組み込まれていることが多いです。excelテンプレートやフリーソフトでも組み込まれているものがありますので、ダウンロードサイトの人気ランキングからおすすめ無料ソフトをダウンロードしてみましょう。
風圧力Qwと風荷重Wの算定式
Qw=q×Cf
Qw：風圧力［N/m2］
q：速度圧［N/m2］
Cf：風力係数
Ww=Aw×Qw
Ww：風荷重［N］
Aw：建物見付面積［m2］
速度圧qの算定式
速度圧q=0.6×E×Vo2
E=Er2×Gf
Gf：ガスト影響係数。地表面粗度区分と建物高さより算定します。
Er：平均風速の高さ方向の分布を表す係数
H≦Zbのとき、Er=1.7(Zb/ZG)α
H＞Zbのとき、Er=1.7(H/ZG)α
Hは建物の最高高さと軒高の平均とし、Zb、ZG、α、Gfは地表面粗度区分に応じて設定します。
Vo：地域区分に応じた基準風速［m/s］(30～46m/s)
風力係数Cfの算定式
Cf=Cpe－Cpi
Cpe：閉鎖型および開放型の建物の外圧係数。屋外から当該部分を垂直に押す方向を正とします。屋根勾配に応じて係数で補間します。
Cpi：閉鎖型および開放型の建物の内圧係数。閉鎖型建物の場合、0または-0.2です。また一般的な住宅はCpi=0とします。室内から当該部分を垂直に押す方向を正とします。
④Cpeの算定
平成12年5月31日建設省告示第1454号に記載の図表より方向や建物形状、屋根勾配等により決定します。
耐風圧計算、風荷重計算、風圧力計算における必要壁量
フェンスや足場と違い、木造住宅で耐風圧計算、風荷重計算、風圧力計算、風圧計算をする際、建築基準法施行令46条では、風圧力に対する必要壁量が定められており、建物の見付け面積に対して、最低限確保しなければならない耐力壁の量があります。この数値を見付面積に乗じて、風圧力に対する必要壁量を求めます。
建物の見付面積の大きさによって、台風などの強い風が建物を押そうとする力に抵抗するために必要な耐力壁の量が決まってきます。このとき、梁間方向の面と桁行方向を逆に間違えてしまうことがよくあるため、注意しましょう。特にソフトを利用する場合には注意が必要です。
また、必要壁量は、建築基準法では、梁間方向と桁行方向の各方向に対して算定します。建築基準法では両方向同時に風圧力を受けることは想定されていません。必要壁量は、各階・各方向で地震力に対する必要壁量と風圧力に対する必要壁量を求め、どちらか大きい方の数値を建物として必要な壁量とし、存在壁量と比較して、存在壁量が必要壁量を上回ることを確認します。これらの計算はエクセルを使用したソフトウェアなどのシステム、ツールを使用することが一般的です。ソフトウェアは有料のものもありますが無料のフリーソフトをダウンロードすることもできます。ネット上には有料、無料合わせて多くのソフトウェアやエクセルを用いたテンプレートがあります。ランキングサイトなどで人気のアプリを探すのがおすすめです。
耐風圧計算、風圧力計算、風荷重計算に対する必要床倍率
風圧計算で求めた風圧力に対する必要床倍率は、耐力壁線で囲まれた床区画ごとに下式により求めます。
風圧力に対する必要床倍率=α×l／L×Cw
ここで、l：耐力壁線間距離、L：壁線方向距離L、Cw：風圧力の係数
風圧力の係数Cwは地域によって指定された基準風速Voと階数に応じて設定します。
以上より求められた風圧力に対する必要床倍率と存在床倍率を比較し、風圧力に対する存在床倍率が必要床倍率を上回ることを確認します。
また、床は構造の観点から剛床と柔床に分けられます。ただし、建築基準法等により具体的な仕様については示されていません。一般的に、剛床とは、水平構面の剛性が十分確保されており、水平力が作用した際に、各階で耐力壁の水平変位が同じであると仮定できるものをいいます。しかし、木造の床は剛性が低いため、完全な剛床とすることは難しいです。フェンスや足場も同様です。
そのため、品確法では必要な剛性を確保するために、水平構面の剛性を床倍率という値で分類して、必要床倍率を上回ればよいとしています。火打ち材を用いた床の床倍率は、構造用合板などの面材を使用した床と比較して、とても小さくなります。建築基準法では耐力壁の計算の際に剛床仮定を成立させるために、火打ち材の設置を義務付けています。しかし、火打ち材だけでは剛性が低く、床倍率が不足する可能性があります。そのため、安全な建物とするためには品確法による計算を行うことが望ましいです。 使用しようとしているソフトウェアが品確法に対応しているか事前に比較しましょう。人気のおすすめランキングを参考に比較し、自分にあったものを選ぶとよいでしょう。エクセルフォーマットやexcelテンプレートも便利です。また、建物の設計の際には排煙計算、換気計算、結露計算、採光計算を行うことがあります。無料でダウンロードできるフリーソフトでもこれらのシステム、excelツール、excelアプリやエクセルテンプレートがありますので人気のフリーソフトをランキングサイトで調べてみましょう。
風荷重・排煙計算・結露計算ソフトを導入しない主な理由
・複雑な形状の建物には対応できないんじゃないの？
・専門家じゃないと扱うのが難しいと思う。
・面倒な計算は外注業者に任せたほうがいいと思う。
・コストパフォーマンスが低いんじゃない？
・ソフト単体で計算するから他のソフトに反映出来ないんでしょ。
・結露計算って難しくて自分でできる気がしない。
・排煙計算って面倒なのにソフトを使ってもあまり変わらないんじゃ？
上記のような理由が、主に、ソフトを導入しない企業が抱えている問題点や懸念事項だそうです。
しかしながら、このような理由は必ずしも正しいとは言えないのです。
フリーソフトで解決できる風荷重・排煙計算・結露計算の問題点
風荷重計算は、複雑な形状の建物であればあるほど、条件が重なり、難解な計算となります。
そんなときでもこのソフトを使えば、難なく解決する事ができるのです。
どんな形状であっても、あらかじめ用意されたプルダウンメニューから選択していくことにより、パソコンに不慣れな方でも、簡単に入力することができます。
内容の一つ一つは、専門的な知識が求められる箇所もありますが、じつに豊富なデータが用意されていますから、近似値データを参照することなどで事務職の方が補助的な作業をすることも可能です。
発注コストの削減と業務効率改善
操作方法が確立されているおすすめソフトばかりなので、今まで外注に発注していた内容のものでも簡単に作業することができます。
外注から内務作業に変更することにより、発注コストの削減と業務効率改善に一役買います。
また、ソフト導入時のランニングコストですが、簡易的なものであれば、フリーソフトが優良のものでも、安価な値段で導入する事ができます。
高機能ソフトを導入する場合でも、外注費との比較をした場合、一目瞭然でしょう。
煩雑な作業の時間短縮
様々な部材を扱いながら建物を構築する場合、その組み合わせにより、壁体の構成は千差万別です。
このようなとき、いちいちメーカーサイトから熱損失関連のデータ収集から始めなければなりませんが、結露計算ソフトやエクセルテンプレートを使えば、そのような煩雑な作業から解放されるのです。
フェンスや足場などの風圧計算・風圧力計算・耐風圧計算・換気計算・採光計算に対応したアプリやシステム、Excelのツールもありますよ。
サンプルが豊富なソフトであり、入力方式はプルダウンメニューから選択することができます。
後は、外気温や室内気温の条件を入力することで、必要な数値を算出することができるのです。
また、既存住宅の結露問題解決にも一役買います。
近年の住宅は高気密住宅が増え、室内の水蒸気量は増加傾向にあり、壁面結露などの問題が出やすい環境になっています。
このソフトを使えば、結露のメカニズムを視覚で顧客に説明できるデータシートや換算表を提示することができます。
排煙計算式は、他の計算に比べ単純なものが多いのですが、居室ごとに計算するなど、作業時間がかなりかかります。
そこで、排煙計算ソフトを利用することで、時間短縮を行えますし、豊富なサンプルデータを活用することで、入力項目を削減する事ができます。
まとめ
どれくらいの風圧が建物などに掛かってくるかを計算する風圧計算、室内の煙がどのように排出されるかを計算する排煙計算、屋内外の結露の発生を計算する結露計算、屋内へ日差しがどのように入るかを計算する採光計算…住宅を建てるために必要な計算は数多くあり、どれも快適な住まいづくりには欠かせない要素です。フリーソフトは誰でも無料でダウンロードできるソフトで、万人が使えるように設計されているものが多く、その分、初心者でも使いやすいシステムになっています。エクセルで利用できるテンプレートやひな形なども無料でダウンロードできるものが豊富です。