特開 2024-155130 設計支援システム、設計支援方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155130

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】設計支援システム、設計支援方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/18 20200101AFI20241024BHJP

   G06F 30/28 20200101ALI20241024BHJP

   G06F 113/14 20200101ALN20241024BHJP

   G06F 113/08 20200101ALN20241024BHJP

【ＦＩ】

G06F30/18

G06F30/28

G06F113:14

G06F113:08

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069572

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100161883

【弁理士】

【氏名又は名称】北出 英敏

(72)【発明者】

【氏名】橋本 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】西本 舞

【テーマコード（参考）】

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B146AA03

5B146DG02

5B146DJ03

5B146DJ14

(57)【要約】

【課題】配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする設計支援システム、設計支援方法、及び、プログラムを提供する。
【解決手段】設計支援システムは、表示装置２２ａ及び入力装置２１に接続される演算回路２５を備える。演算回路２５は、表示装置２２ａにより、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報Ｄ１の入力のための入力画面を表示し、入力装置２１により、入力情報Ｄ１の入力を受け付け、表示装置２２ａにより、入力情報Ｄ１に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する出力画面を表示する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示装置及び入力装置に接続される演算回路を備え、
前記演算回路は、
前記表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び前記配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、
前記入力装置により、前記入力情報の入力を受け付け、
前記表示装置により、前記入力情報に基づいて、前記配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する、
設計支援システム。

【請求項2】

前記第１情報は、前記配管形式に関連付けられたカテゴリ変数を含み、
前記第２情報は、前記管径を示す離散変数、又は、前記管径に関連付けられたカテゴリ変数を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項3】

前記入力画面は、前記第１情報に関して、互いに異なる複数の配管形式から一つを選択するための領域を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項4】

前記複数の配管形式は、第１配管形式と、第２配管形式と、を含み、
前記第１配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致する雨樋システムの配管形式に対応し、
前記第２配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致しない雨樋システムの配管形式に対応する、
請求項３の設計支援システム。

【請求項5】

前記入力画面は、前記第２情報に関して、互いに異なる複数の管径から一つを選択するための領域を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項6】

前記入力情報は、前記第３情報を含み、
前記出力情報は、前記入力情報に含まれる前記第３情報に対応する排水能力を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項7】

前記第３情報は、前記高さを示す連続変数である、
請求項６の設計支援システム。

【請求項8】

前記第１情報で特定される前記配管システムの配管部材による圧力損失の和に対応する係数をΣｄ、
前記第１情報で特定される前記配管システムの長さをＬ、
前記第２情報で特定される前記配管システムの管径をｄ、
前記第３情報で特定される前記配管システムの高さをｈ、
重力加速度をｇ、
前記配管システムの下流側開放点における流速をＶ_０とすると、
Ｖ_０は、

【数1】

を満たすように決定され、
前記配管システムの下流側開放点における流量の理論値をＱ_Ｔとすると、
Ｑ_Ｔは、

【数2】

を満たすように決定され、
前記排水能力は、Ｑ_Ｔに基づいて決定される、
請求項１の設計支援システム。

【請求項9】

前記排水能力を示す流量をＱ_Ａとすると、
Ｑ_Ａは、ａ×Ｑ_Ｔで表され、
ａは、前記配管システムの下流側開放点における流量の理論値及び実測値に基づいて決定される、
請求項８の設計支援システム。

【請求項10】

前記出力情報は、前記第１情報と前記第２情報との組み合わせにおける、前記第３情報と前記排水能力との対応関係を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項11】

前記出力画面は、前記対応関係を表形式で提示する、
請求項１０の設計支援システム。

【請求項12】

前記出力画面は、前記対応関係をグラフ形式で提示する、
請求項１０の設計支援システム。

【請求項13】

前記演算回路は、ウェブブラウザにより前記入力画面及び前記出力画面の表示を行う、
請求項１の設計支援システム。

【請求項14】

前記第１情報は、前記配管形式と、前記配管形式で用いられる１以上の配管部材の情報と、を含む、
請求項１の設計支援システム。

【請求項15】

表示装置及び入力装置に接続される演算回路により実行され、
前記表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び前記配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、
前記入力装置により、前記入力情報の入力を受け付け、
前記表示装置により、前記入力情報に基づいて、前記配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する、
設計支援方法。

【請求項16】

請求項１５の設計支援方法を、前記演算回路に実行させるための、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、設計支援システム、設計支援方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、サイフォンの原理を利用する雨水排水構造を開示する。特許文献１は、雨水を溜める水溜り部に設けられた排水口と、前記排水口から雨水を排出する為の排水管とを有し、サイフォンの原理による排水を行なう雨水排水構造において、前記水溜り部の高さは、排水管の水封トラップを含む逆勾配により生じる水頭の総和よりも高いことを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１３９６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

配管システムの排水能力は、配管システムが設置される建物の規模、建物の周囲環境等に応じて適切な範囲で設定されることが好ましい。一般に、建物の規模が大きいほど、より大きな排水能力が求められる。建物の建設予定地が比較的降雨量が多い土地である場合にもより大きな排水能力が求められる。

【0005】

特許文献１は、排水の流量を計算する方法をいくつか開示する。しかしながら、排水の流量の計算には、専門的な知識を必要とし、専門知識を持たないユーザが排水の流量を計算することは難しい場合が多い。

【0006】

そのため、従来、配管システムの設計にあたっては、配管システムに用いる配管部材のカタログ等に記載の排水能力を参考にしていた。しかしながら、配管システムの実際の排水能力は、カタログ等に記載の排水能力よりも高かったり、低かったりする場合がある。そして、配管システムの実際の排水能力が必要な排水能力に満たない場合には、配管システムから雨水等が溢れるオーバーフロー等の問題が生じる可能性がある。一方で、このようなオーバーフロー等を避けるために、配管システムの排水能力に余裕をもたせて設計した場合には、配管システムの実際の排水能力が必要な排水能力に対して過剰になることがある。このような場合、結果として、配管システムに無駄なコストをかけていたことになる。

【0007】

本開示は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする設計支援システム、設計支援方法、及び、プログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様にかかる設計支援システムは、表示装置及び入力装置に接続される演算回路を備え、演算回路は、表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、入力装置により、入力情報の入力を受け付け、表示装置により、入力情報に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する。

【0009】

本開示の一態様にかかる設計支援方法は、表示装置及び入力装置に接続される演算回路により実行され、表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、入力装置により、入力情報の入力を受け付け、表示装置により、入力情報に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する。

【0010】

本開示の一態様にかかるプログラムは、上記の設計支援方法を、演算回路に実行させるための、プログラムである。

【発明の効果】

【0011】

本開示の態様は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１にかかる設計支援システムのブロック図

【図2】実施の形態１にかかる設計支援システムの情報端末のブロック図

【図3】実施の形態１にかかる設計支援システムの処理装置のブロック図

【図4】配管システムの第１配管形式の概略図

【図5】配管システムの第２配管形式の概略図

【図6】配管システムの第１配管形式の計算モデルの説明図

【図7】配管システムの高さと流量との関係を示すグラフ

【図8】配管システムの第２配管形式の計算モデルの説明図

【図9】実施の形態１にかかる設計支援システムで表示される画面の一例の説明図

【図10】変形例１にかかる設計支援システムで表示される画面の一例の説明図

【図11】変形例２にかかる設計支援システムで表示される画面の一例の説明図

【発明を実施するための形態】

【0013】

［１．実施の形態］
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

【0014】

上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。

【0015】

なお、以下の説明において、複数ある構成要素を互いに区別する必要がある場合には、「第１」、「第２」等の接頭辞を構成要素の名称に付すが、構成要素に付した符号により互いに区別可能である場合には、文章の読みやすさを考慮して、「第１」、「第２」等の接頭辞を省略する場合がある。

【0016】

［１．１ 構成］
図１は、一実施の形態にかかる設計支援システム１のブロック図である。設計支援システム１は、配管システムの設計の支援のために用いることができる。配管システムは、サイフォン現象を利用して排水を行うように設計される。配管システムは、例えば、雨樋システムである。雨樋システムは、建物からの雨水を地面のます部に流すために用いられる。建物は、例えば、店舗、オフィス、工場、ビル、学校、福祉施設又は病院等の非住宅施設、及び戸建住宅、集合住宅、又は戸建住宅若しくは集合住宅の各住戸等の住宅施設の建物である。非住宅施設には、劇場、映画館、公会堂、遊技場、複合施設、百貨店、ホテル、旅館、幼稚園、図書館、博物館、美術館、地下街、駅及び空港等も含む。

【0017】

図１に示すように、設計支援システム１は、情報端末２－１，２－２，…，２－ｎ（以下、総称して符号２を付す）と、処理装置３と、を備える。

【0018】

情報端末２は、通信ネットワーク４を介して、処理装置３に通信可能に接続可能である。通信ネットワーク４は、インターネットを含み得る。通信ネットワーク４は、単一の通信プロトコルに準拠したネットワークだけではなく、異なる通信プロトコルに準拠した複数のネットワークで構成され得る。通信プロトコルは、周知の様々な有線及び無線通信規格から選択され得る。有線通信規格の例としては、イーサネット（登録商標）等の規格が挙げられる。無線通信規格の例としては、ＩＥＥＥ８０２．１１、４Ｇ、又は５Ｇ等の規格が挙げられる。通信ネットワーク４は、リピータハブ、スイッチングハブ、ブリッジ、ゲートウェイ、ルータ等のデータ通信機器を含み得る。

【0019】

設計支援システム１では、情報端末２は、配管システムに関する入力情報Ｄ１の入力に用いられる。情報端末２に入力された入力情報Ｄ１は、通信ネットワーク４を介して、処理装置３に送信される。処理装置３は、入力情報Ｄ１を用いて配管システムに関する出力情報Ｄ２を生成する。処理装置３で生成された出力情報Ｄ２は、通信ネットワーク４を介して、入力情報Ｄ１の送信元の情報端末２（図１では、情報端末２－１）に送信される。情報端末２は、出力情報Ｄ２を提示する。

【0020】

図２は、情報端末２のブロック図である。情報端末２は、配管システムに関する入力情報Ｄ１の入力、及び、配管システムに関する出力情報Ｄ２の提示に用いられる。図１に示すように、情報端末２－１，２－２，…，２－ｎは、ユーザ５－１，５－２，…，５－ｎ（以下、総称して符号５を付す）により操作される。ユーザ５は、例えば、配管システムの施工業者である。

【0021】

情報端末２は、入力装置２１と、出力装置２２と、通信装置２３と、記憶装置２４と、演算回路２５と、を備える。情報端末２は、例えば、パーソナルコンピュータ（デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、）、携帯端末（スマートフォン、タブレット端末等）等により実現され得る。

【0022】

入力装置２１は、情報入力のための１以上のヒューマン・マシン・インターフェースを備える。ヒューマン・マシン・インターフェースの例としては、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、トラックボール等）、タッチパッド、タッチパネルディスプレイの位置入力装置等の入力インターフェースが挙げられる。本実施の形態において、入力装置２１の１以上のヒューマン・マシン・インターフェースは、タッチパネルディスプレイの位置入力装置２１ａを含む。入力装置２１の１以上のヒューマン・マシン・インターフェースは、情報端末２に内蔵されてもよいし、外付けされてもよい。つまり、入力装置２１は、情報端末２それ自体のヒューマン・マシン・インターフェース、及び、情報端末２に接続されたヒューマン・マシン・インターフェースを含み得る。

【0023】

出力装置２２は、情報出力のための１以上のヒューマン・マシン・インターフェースを備える。ヒューマン・マシン・インターフェースの例としては、ディスプレイ、スピーカ、タッチパネルディスプレイの表示装置等の出力インターフェースが挙げられる。本実施の形態において、出力装置２２の１以上のヒューマン・マシン・インターフェースは、タッチパネルディスプレイの表示装置２２ａを含む。出力装置２２の１以上のヒューマン・マシン・インターフェースは、情報端末２に内蔵されてもよいし、外付けされてもよい。つまり、出力装置２２は、情報端末２それ自体のヒューマン・マシン・インターフェース、及び、情報端末２に接続されたヒューマン・マシン・インターフェースを含み得る。

【0024】

通信装置２３は、通信ネットワーク４を通じた処理装置３との通信に用いられる。通信装置２３は、１以上の通信インターフェースを備える。通信装置２３は、通信ネットワーク４に接続可能であり、通信ネットワーク４を通じた通信を行う機能を有する。通信装置２３は、所定の通信プロトコルに準拠している。所定の通信プロトコルは、周知の様々な有線及び無線通信規格から選択され得る。

【0025】

記憶装置２４は、情報端末２が利用する情報及び情報端末２で生成される情報を記憶するために用いられる。記憶装置２４は、１以上のストレージ（非一時的な記憶媒体）を含む。ストレージは、例えば、ハードディスクドライブ、光学ドライブ、及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）のいずれであってもよい。また、ストレージは、内蔵型、外付け型、及びＮＡＳ（network-attached storage）型のいずれであってもよい。

【0026】

記憶装置２４に記憶される情報は、ウェブブラウザＷＢ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２を含む。図２では、記憶装置２４が、ウェブブラウザＷＢ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２を記憶している状態を示している。ウェブブラウザＷＢ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２は常に記憶装置２４に記憶されている必要はなく、演算回路２５で必要とされるときに記憶装置２４に記憶されていればよい。ウェブブラウザＷＢ１は、例えば、Safari（商標又は登録商標）、Microsoft Edge（商標又は登録商標）、Google Chrome（商標又は登録商標）等の従来周知のウェブブラウザであってよい。

【0027】

演算回路２５は、入力装置２１、出力装置２２及び通信装置２３に接続され、記憶装置２４にアクセス可能である。演算回路２５は、例えば、コンピュータシステムにより実現され得る。コンピュータシステムは、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含む。１以上のプロセッサが（１以上のメモリ又は記憶装置２４に記憶された）プログラムを実行することで、情報端末２の種々の機能を実現する。プログラムは、記憶装置２４に予め記録されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

【0028】

図３は、処理装置３のブロック図である。処理装置３は、配管システムに関する入力情報Ｄ１に基づいて配管システムに関する出力情報Ｄ２を生成するために用いられる。処理装置３は、配管システムの設計支援のサービスを提供する業者等により管理され得る。

【0029】

処理装置３は、入力装置３１と、出力装置３２と、通信装置３３と、記憶装置３４と、演算回路３５と、を備える。処理装置３は、例えば、１以上のサーバ等により実現され得る。

【0030】

入力装置３１は、情報入力のための１以上のヒューマン・マシン・インターフェースを備える。出力装置３２は、情報出力のための１以上のヒューマン・マシン・インターフェースを備える。

【0031】

通信装置３３は、通信ネットワーク４を通じた情報端末２との通信に用いられる。通信装置３３は、１以上の通信インターフェースを備える。通信装置３３は、通信装置２３と同様の機能を有する。

【0032】

記憶装置３４は、処理装置３が利用する情報及び処理装置３で生成される情報を記憶するために用いられる。記憶装置３４は、１以上のストレージ（非一時的な記憶媒体）を含む。

【0033】

演算回路３５は、入力装置３１、出力装置３２及び通信装置３３に接続され、記憶装置３４にアクセス可能である。演算回路３５は、例えば、コンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサが（１以上のメモリ又は記憶装置３４に記憶された）プログラムを実行することで、処理装置３の種々の機能を実現する。プログラムは、記憶装置３４に予め記録されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

【0034】

記憶装置３４に記憶される情報は、演算プログラムＰ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２を含む。図３では、記憶装置３４が、演算プログラムＰ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２を記憶している状態を示している。演算プログラムＰ１、入力情報Ｄ１、及び、出力情報Ｄ２は常に記憶装置３４に記憶されている必要はなく、演算回路３５で必要とされるときに記憶装置３４に記憶されていればよい。

【0035】

演算プログラムＰ１は、入力情報Ｄ１を用いて出力情報Ｄ２を生成する処理を規定する。

【0036】

入力情報Ｄ１は、第１情報と、第２情報と、第３情報と、を含む。

【0037】

第１情報は、配管システムの配管形式に関する情報である。配管形式は、配管システムの流路の形状を特定する。例えば、流路の形状としては、直線形状、折れ曲がり形状、分岐形状等が挙げられる。配管形式には、流路の断面積、流路の長さ等は必ずしも含まれない。配管形式は、配管システムの分類に対応し得る。本実施の形態では、配管形式として、第１配管形式と、第２配管形式とが用いられる。第１配管形式は、建物からの雨水の落とし口の中心軸と竪樋の中心軸とが一致する雨樋システムの配管形式である。第２配管形式は、建物からの雨水の落とし口の中心軸と竪樋の中心軸とが一致しない雨樋システムの配管形式である。

【0038】

図４は、第１配管形式に対応する雨樋システム１００Ａの概略図である。雨樋システム１００Ａは、建物２００Ａの屋根２１０からの雨水を受けて、地面３００のます部３１０に流す。ます部３１０に集められた雨水は、ます部３１０から埋設管３２０を通って雨水管に流れ出る。

【0039】

雨樋システム１００Ａは、軒樋１２０と、竪樋１３０と、ドレン１４０とを備える。

【0040】

軒樋１２０は、建物２００Ａの屋根２１０からの雨水を受ける。軒樋１２０は、建物２００Ａの屋根２１０の下に設置される。軒樋１２０は、長尺の桶状である。軒樋１２０は、底壁１２０ａを有する。底壁１２０ａに落とし口１２０ｂがある。

【0041】

ドレン１４０は、軒樋１２０の落とし口１２０ｂに配置される。ドレン１４０は、落とし口１２０ｂでの渦の発生及び空気の巻き込みを低減する。ドレン１４０は、サイフォン現象の発生に寄与し得る。ドレン１４０は、周知の構成であってよい。

【0042】

竪樋１３０は、落とし口１２０ｂから雨水を排水するために設置される。竪樋１３０は、控金具１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃにより建物２００の壁面２２０に固定される。竪樋１３０は、落とし口１２０ｂからの雨水を垂直に流すための流路を構成する。雨樋システム１００Ａでは、竪樋１３０には、軒樋１２０とは別の軒樋からの枝管等は接続されていない。つまり、竪樋１３０に、落とし口１２０ｂとは別の落とし口からの雨水が流入しないように構成されている。

【0043】

竪樋１３０は、上流側の端部１３０ａと下流側の端部１３０ｂとを有する。上流側の端部１３０ａは、竪樋１３０において落とし口１２０ｂに接続される端部（図５での上端部）である。竪樋１３０は落とし口１２０ｂに直接的に接続される。つまり、落とし口１２０ｂから雨水が竪樋１３０内に垂直に落下して、ます部３１０内に流入する。下流側の端部１３０ｂは、竪樋１３０において、ます部３１０に挿入される端部（図５での下端部）である。竪樋１３０とます部３１０との隙間からます部３１０内に雨水が流入しないように排水管カバー１３２が配置される。

【0044】

雨樋システム１００Ａでは、竪樋１３０が、落とし口１２０ｂに直接的に接続され、建物２００Ａからの雨水の落とし口１２０ｂの中心軸と竪樋１３０の中心軸とが一致する。第１配管形式では、配管システムの流路の形状は直線状である。第１配管形式は、慣用的に、直管タイプとも呼ばれる。

【0045】

図５は、配管システムの第２配管形式に対応する雨樋システム１００Ｂの概略図である。雨樋システム１００Ｂは、建物２００Ｂの屋根２１０からの雨水を受けて、地面３００のます部３１０に流す。ます部３１０に集められた雨水は、ます部３１０から埋設管３２０を通って雨水管に流れ出る。

【0046】

建物２００Ｂは、建物２００Ａよりも軒が長い。建物２００Ｂでは、落とし口１２０ｂに竪樋１３０を直接的に接続すると、竪樋１３０と建物２００Ｂの壁面２２０との距離が大きくなり、竪樋１３０の施工基準を満たさなくなる。雨樋システム１００Ｂは、軒が長い建物に適した構造を有する。

【0047】

雨樋システム１００Ｂは、軒樋１２０と、竪樋１３０と、ドレン１４０と、呼び樋１５０と、第１エルボ１６１と、第２エルボ１６２と、接続管１７０と、を備える。

【0048】

雨樋システム１００Ｂの軒樋１２０、竪樋１３０及びドレン１４０は、雨樋システム１００Ａの軒樋１２０、竪樋１３０及びドレン１４０と同様である。

【0049】

雨樋システム１００Ｂでは、雨樋システム１００Ａとは異なり、竪樋１３０は、落とし口１２０ｂに直接的に接続されていない。竪樋１３０は、呼び樋１５０、第１エルボ１６１、第２エルボ１６２及び接続管１７０を介して、落とし口１２０ｂに接続される。

【0050】

呼び樋１５０は、建物２００Ｂからの雨水の落とし口１２０ｂと竪樋１３０との間にある。第１エルボ１６１は、呼び樋１５０の上流側の端部１５０ａを落とし口１２０ｂに接続する。第２エルボ１６２は、呼び樋１５０の下流側の端部１５０ｂを竪樋１３０の上流側の端部１３０ａに接続する。接続管１７０は、落とし口１２０ｂと第１エルボ１６１との間を接続する。

【0051】

雨樋システム１００Ｂでは、竪樋１３０が、落とし口１２０ｂに呼び樋１５０を介して接続され、建物２００Ａからの雨水の落とし口１２０ｂの中心軸と竪樋１３０の中心軸とが一致しない。第２配管形式では、配管システムの流路の形状は直線状ではなく、折れ曲がり状、特にクランク状又はＳ字状である。第２配管形式は、慣用的に、エルボ振りタイプとも呼ばれる。

【0052】

本実施の形態では、第１情報は、第１配管形式と第２配管形式とから選択される。第１情報は、配管形式に関連付けられたカテゴリ変数を含む。例えば、カテゴリ変数「１」が第１配管形式に関連付けられ、カテゴリ変数「２」が第２配管形式に関連付けられる。

【0053】

第２情報は、配管システムの管径に関する情報である。配管システムの管径は、配管システムの流路の内径に相当する。従来から、配管システムの構築に利用可能な管材として、サイズが異なる管材が提供されている。管材のサイズとしては、呼び径を用いることができる。呼び径は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７４１「硬質ポリ塩化ビニル管」の硬質ポリ塩化ビニル管（一般）の規格における呼び径であってよい。

【0054】

表１は、ＪＩＳ Ｋ ６７４１「硬質ポリ塩化ビニル管」の硬質ポリ塩化ビニル管（一般）の規格におけるＶＰの硬質ポリ塩化ビニル管の呼び径の一例である。表１において、外径（基準寸法）、厚さ（最小寸法）及び近似内径の単位はｍｍである。

【0055】

【表1】

【0056】

表２は、ＪＩＳ Ｋ ６７４１「硬質ポリ塩化ビニル管」の硬質ポリ塩化ビニル管（一般）の規格におけるＶＵの硬質ポリ塩化ビニル管の呼び径の一例である。表２において、外径（基準寸法）、厚さ（最小寸法）及び近似内径の単位はｍｍである。

【0057】

【表2】

【0058】

本実施の形態では、第２情報は、互いに異なる複数の管径から選択される。第２情報は、管径に関連付けられたカテゴリ変数を含む。例えば、カテゴリ変数「１」が、ＶＵ７５（＝内径８３ｍｍ）に関連付けられ、カテゴリ変数「２」がＶＰ７５（＝内径７７ｍｍ）、カテゴリ変数「３」が、ＶＰ１００（＝内径１００ｍｍ）に関連付けられ、カテゴリ変数「４」がＶＰ１２５（＝内径１２５ｍｍ）に関連付けられる。

【0059】

第３情報は、配管システムの高さに関する情報である。配管システムの高さは、サイフォン現象が有効な高さであり、これは、配管が分断されず、外気との完全な開放部分がなく、サイフォン現象が維持されている高さを意味する。配管システムの高さは、鉛直方向における配管システムの上流側開放点と下流側開放点との間の距離で表される。配管システムの上流側開放点は、配管システムの上流側において外気圧に開放される部位である。配管システムの下流側開放点は、配管システムの下流側において外気圧に開放される部位である。配管システムの上流側開放点と下流側開放点との間には、外気との完全な開放部分が存在しない。つまり、下流側開放点は、大気圧に対して開放となり、サイフォン現象が停止する箇所である。したがって、上流側開放点と下流側開放点とは、配管システムにおいてサイフォン現象が維持される範囲の上流端及び下流端であるといえる。

【0060】

雨樋システム１００Ａ，１００Ｂにおいて、上流側開放点は、ドレン１４０の下端であり、下流側開放点は、竪樋１３０の下流側の端部１３０ｂの開口である。雨樋システム１００Ａ，１００Ｂにおいて、配管システムの高さをｈ［ｍ］とする。ｈは、鉛直方向におけるドレン１４０の下端と竪樋１３０の下流側の端部１３０ｂの開口との間の距離である。なお、上流側開放点は、ドレン１４０の下端ではなく、落とし口１２０ｂの上端又は下端であってよい。一般的に、配管システムの高さｈは、専ら竪樋１３０の長さによって決まるところ、上端側開放点がドレン１４０か落とし口１２０ｂかによるｈの変化は、竪樋１３０の長さに比べれば無視できる程度に小さいと考えられる。なお、雨樋システム１００Ａにおいて、建物２００Ａに庇があり、竪樋１３０が、庇で、一旦、大気圧に対して開放されている場合には、下流側開放点は、竪樋１３０の下流側の端部１３０ｂの開口ではなく、庇で大気圧に対して開放されている部分になる。つまり、ドレン１４０の下端から、竪樋１３０において庇で大気圧に対して開放されている部分までの、鉛直方向の長さが、サイフォン現象が有効な高さ、つまり、配管システムの高さとなる。

【0061】

本実施の形態では、第３情報は、配管システムの高さを示す連続変数である。配管システムの高さは、建物の構造等による影響が大きく、離散変数とするよりは連続変数としたほうが便利である。

【0062】

出力情報Ｄ２は、第３情報に対応する配管システムの排水能力を含む。本実施の形態では、第３情報は、入力情報Ｄ１に含まれているため、配管システムの排水能力は、入力情報Ｄ１に含まれる第３情報に対応する。例えば、配管システムの排水能力は、配管システムの下流側開放点での流量で表される。配管システムの設計にあたっては、流量の実際の値に基づいて、流量の保証値が用いられることが多い。そこで、本実施の形態では、配管システムの排水能力は、配管システムの下流側開放点での流量の保証値を含む。

【0063】

次に、入力情報Ｄ１を用いて出力情報Ｄ２を生成する処理について説明する。

【0064】

図６は、図４の配管システムの第１配管形式の計算モデルの説明図である。第１配管形式の計算モデルは、上流側開放点１１１と下流側開放点１１２との間の流路が竪樋１３０により規定されている。ここで、上流側開放点１１１での位置エネルギーをＨ_１、圧力をＰ_１、運動エネルギーをＶ_１とする。下流側開放点１１２での位置エネルギーをＨ_２、圧力をＰ_２、運動エネルギーをＶ_２とする。配管システムの配管部材による圧力損失の和をΣＤとする。配管システムの管路総圧力損失をＤ_Ｐとする。この場合、ベルヌーイの定理から、次式（１）が成立する。

【0065】

【数1】

【0066】

上流側開放点１１１での位置エネルギーＨ_１と下流側開放点１１２での位置エネルギーＨ_２との差は、上流側開放点１１１と下流側開放点１１２との高さの差で決まる。Ｈ_１，Ｈ_２の単位をｍとした場合、Ｈ_１－Ｈ_２＝ｈである。

【0067】

上流側開放点１１１での圧力Ｐ_１と下流側開放点１１２での圧力Ｐ_２とは、いずれも０である。

【0068】

下流側開放点１１２での流速は０であるから、上流側開放点１１１での運動エネルギーＶ_１と下流側開放点１１２での運動エネルギーＶ_２との差は、下流側開放点１１２での流速で決まる。下流側開放点１１２での流速をＶ_０とし、Ｖ_２の単位をｍとした場合、Ｖ_２＝Ｖ_０ ^２／（２ｇ）［ｍ］である。ｇは重力加速度である。

【0069】

第１配管形式において、ΣＤは、ΣＤ＝Ｄａ＋Ｄｃで表すことができる。Ｄａは、上流側開放点１１１での圧力損失（入口圧力損失）である。Ｄｃは、配管システムにおいて生じるその他の微小な圧力損失の総和である。例えば、Ｄｃは、配管システムの配管同士のつなぎ目の段差等により生じる圧力損失を含む。

【0070】

流速をＶとし、ΣＤの単位をｍとすると、ΣＤ＝Σｄ・Ｖ^２／ｇ＝（ｄａ＋ｄｃ）・Ｖ^２／ｇとすることができる。ｄａ及びｄｃは、実験による雨樋システム１００Ａの評価等から、予め決定することができる。

【0071】

管路圧損Ｄ_Ｐは、配管システムの管径をｄ、管摩擦係数をλ、配管システムの長さをＬ、流速をＶとする。Ｄ_Ｐの単位をｍとすると、Ｄ_Ｐと、次式（３）で与えられる。

【0072】

【数2】

【0073】

通常、配管システムの内壁は滑らかであるから、管摩擦係数λは、ニクラゼの式により、λ＝０．００３２＋０．２２１×Ｒｅ^{－０．２３７}を用いることができる。Ｒｅはレイノルズ数である。

【0074】

下流側開放点１１２での流速をＶ_０とすると、流速Ｖ_０は、次式（３）のように表すことができる。

【0075】

【数3】

【0076】

上式（３）において、ｆ（Σｄ，Ｌ，ｄ）は、流速の２乗の項の摩擦損失係数であり、Σｄ，Ｌ，ｄの関数とすることができる。ｆ（Ｌ，ｄ）は、流速の１．７６３乗の項の摩擦損失係数であり、Ｌ，ｄの関数とすることができる。

【0077】

Σｄは、配管システムの配管部材による圧力損失の和に対応する係数である。第１配管形式では、Σｄ＝ｄａ＋ｄｃである。上述したように、ｄａ及びｄｃは、実験による雨樋システム１００Ａの評価等から、予め決定することができる。したがって、Σｄは、第１情報を用いて特定することができる。

【0078】

管径ｄは、第２情報を用いて特定することができる。

【0079】

配管システムの高さｈは、第３情報を用いて特定することができる。

【0080】

配管システムの長さＬは、第１情報及び第３情報を用いて特定することができる。つまり、第１情報で特定された配管形式と第３情報で特定された高さｈとから、長さＬを特定することができる。第１配管形式では、Ｌ＝ｈである。

【0081】

このように、第１情報、第２情報及び第３情報から、Σｄ、Ｌ、ｄ、ｈを特定できる。 そうすると、上式（３）において、未知の値はＶ_０だけであるから、上式（３）から、Ｖ_０を求めることができる。

【0082】

本実施の形態では、出力情報Ｄ２に含まれる配管システムの排水能力は、配管システムの下流側開放点１１２での流量の保証値で表される。下流側開放点１１２での流量の保証値は、下流側開放点１１２での流量の実際の値に基づいて設定される。下流側開放点１１２での流量の実際の値は、上式（３）より求めた流量Ｖ_０を用いて得られる下流側開放点１１２での流量の理論値から決定される。

【0083】

下流側開放点１１２での流量の理論値をＱ_Ｔとする。Ｑ_Ｔは、次式（４）で表される。

【0084】

【数4】

【0085】

下流側開放点１１２での流量の実際の値をＱ_Ａとすると、Ｑ_Ａは、Ｑ_Ａ＝ａ×Ｑ_Ｔで表すことができる。実際の値は、理論値との対比で用いられており、あくまでも理論値に比べれば真の値に近いという意味合いである。ａは、流量の理論値Ｑ_Ｔを流量の実際の値Ｑ_Ａに変換するための補正係数である。ａは、下流側開放点１１２での流量の理論値Ｑ_Ｔと、実験により求めた雨樋システム１００Ａの下流側開放点１１２での流量の実測値とから決定することができる。これによって、理論値だけではなく、理論値と実測とに基づいた流量を提示することが可能となる。流量の実際の値Ｑ_Ａは、実測値に基づいているから、配管システムを安全に使用できる流量である配管システムの保証値を設定するのに適している。

【0086】

図７は、配管システムの高さと流量との関係を示すグラフである。図７のグラフは、第１配管形式、ＶＰ７５の配管システムに対応する。図７において、Ｆ１１は、配管システムの高さｈに対する理論値Ｑ_Ｔの変化を示す近似曲線である。図７において、任意の高さｈでの理論値ＱＴに対する実測値の比率をａとして用いる。例えば、ａは、ｈ＝３での理論値ＱＴに対する実測値の比率であってよい。Ｆ１２は、Ｆ１１の近似曲線を示す式にａを乗じて得られる。図７では、Ｆ１２は、実測値とよく一致していることがわかる。したがって、実験又は試験等によって流量を評価していない配管システムの構成についても、理論値Ｑ_Ｔを利用することで、実測に基づいた流量を提示することが可能になる。これにより、配管システムの高さｈを変えて排水能力を確認することができ、これは、配管システムの高さに対する排水能力の変化の傾向の確認を可能にし得る。設計支援システム１を用いることで、配管システムの想定される高さｈの全てについて実験又は試験等によって流量を評価しなくてもよくなる。これによって、配管システムの実験又は試験にかかる労力を低減でき得る。

【0087】

下流側開放点１１２での流量の保証値をＱ_Ｇとすると、Ｑ_Ｇは、Ｑ_Ｇ＝ｂ×Ｑ_Ａで表すことができる。ｂは、流量の実際の値Ｑ_Ａに対する保証値Ｑ_Ｇの比率である。ｂは、いわゆる、配管システムの設計における安全率である。ｂは、配管システムのエア混入量、配管システムの高さ、配管形式、流量の保証値のマージン、配管システムの誤差（例えば、配管部材の形状誤差、組み立て誤差等）等の種々の事情を勘案して適宜決定されればよい。一例としてｂは、０．７～０．９の範囲で設定されてよい。

【0088】

したがって、入力情報Ｄ１に含まれる第１情報、第２情報及び第３情報を用いて、排水能力を示す下流側開放点１１２での流量の保証値Ｑ_Ｇを含む出力情報Ｄ２を生成することができる。

【0089】

図８は、図５の配管システムの第２配管形式の計算モデルの説明図である。第２配管形式の計算モデルは、上流側開放点１１１と下流側開放点１１２との間の流路が、竪樋１３０、呼び樋１５０、第１エルボ１６１、第２エルボ１６２及び接続管１７０により規定されている。

【0090】

第２配管形式の計算モデルにおいても、上式（１）が成立する。

【0091】

第２配管形式においては、ΣＤは、ΣＤ＝Ｄａ＋Ｄｂ１＋Ｄｂ２＋Ｄｃで表すことができる。Ｄｂ１は、第１エルボ１６１近傍での圧力損失である。Ｄｂ２は、第２エルボ１６２近傍での圧力損失である。

【0092】

第２配管形式においては、ΣＤ＝Σｄ・Ｖ^２／ｇ＝（ｄａ＋ｄｂ１＋ｄｂ２＋ｄｃ）・Ｖ^２／ｇとすることができる。ｄａ、ｄｂ１、ｄｂ２及びｄｃは、実験による雨樋システム１００Ｂの評価等から、予め決定することができる。Σｄは、Σｄ＝ｄａ＋ｄｂ１＋ｄｂ２＋ｄｃとして、第１情報を用いて特定することができる。

【0093】

したがって、第２配管形式においても、流速Ｖ_０は、上式（３）で表すことができる。

【0094】

Σｄは、第２配管形式で決まる値である。第２配管形式では、Σｄ＝ｄａ＋ｄｂ１＋ｄｂ２＋ｄｃである。上述したように、ｄａ、ｄｂ１、ｄｂ２及びｄｃは、実験による雨樋システム１００Ｂの評価等から、予め決定することができる。したがって、Σｄは、第２情報を用いて特定することができる。

【0095】

管径ｄは、第２情報を用いて特定することができる。

【0096】

配管システムの高さｈは、第３情報を用いて特定することができる。

【0097】

配管システムの長さＬは、第１情報及び第３情報を用いて特定することができる。つまり、第１情報で特定された配管形式と第３情報で特定された高さｈとから、長さＬを特定することができる。第２配管形式では、Ｌ＝ｈ＋ｌである。ｌは、呼び樋１５０、第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２により規定される流路の長さである。第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２が９０°エルボである場合、ｌは、水平方向における配管システムの上流側開放点１１１と下流側開放点１１２との間の距離で表される。ｌは、例えば、第２配管形式の雨樋システム１００Ｂの施行制約、平均的な構成等を参酌して予め決定されてよい。

【0098】

このように、第１情報、第２情報及び第３情報から、Σｄ、Ｌ、ｄ、ｈを特定できる。そうすると、上式（３）において、未知の値はＶ_０だけであるから、上式（３）から、Ｖ_０を求めることができる。

【0099】

第２配管形式においても、実験による雨樋システム１００Ｂの評価等から、ａ及びｂを予め特定することができる。したがって、Ｖ_０が求まれば、Ｑ_Ｔ、Ｑ_Ａ、及び、Ｑ_Ｇを求めることができる。

【0100】

したがって、入力情報Ｄ１に含まれる第１情報、第２情報及び第３情報を用いて、排水能力を示す下流側開放点１１２での流量の保証値Ｑ_Ｇを含む出力情報Ｄ２を生成することができる。

【0101】

以上述べたように、設計支援システム１は、入力情報Ｄ１を用いて出力情報Ｄ２を生成することができる。

【0102】

次に、設計支援システム１の動作について、図９を参照して説明する。

【0103】

図９は、設計支援システム１で表示される画面の一例の説明図である。図９に示す画面Ｇ１は、入力情報Ｄ１の入力のための入力画面、及び、出力情報Ｄ２の提示のための出力画面を兼ねる。

【0104】

設計支援システム１において、情報端末２は、ユーザ５からの入力情報Ｄ１の入力を受け付ける。より詳細には、情報端末２は、ユーザ５による情報端末２の入力装置２１の位置入力装置２１ａの操作により、入力情報Ｄ１の入力のための入力画面として、画面Ｇ１を、表示装置２２ａに表示する。本実施の形態では、画面Ｇ１は、ウェブブラウザＷＢ１を利用して表示される。

【0105】

画面Ｇ１は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３、第４領域Ｒ４及びボタンＢ１を含む。

【0106】

第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３は、入力情報Ｄ１の入力のための領域である。画面Ｇ１において、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３を含む部分が入力画面を構成する。

【0107】

第１領域Ｒ１は、配管システムの配管形式に関する第１情報の入力に用のための領域である。本実施の形態では、第１領域Ｒ１は、第１情報に関して、互いに異なる複数の配管形式から一つを選択するための領域である。第１領域Ｒ１は、説明領域Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３と、選択ボタンＲＢ１，ＲＢ２と、を含む。説明領域Ｔ１１は、第１情報の入力を促すための文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ１１は、「システムのタイプを選んでください」という文字列を表示する。選択ボタンＲＢ１，ＲＢ２はいずれか一方だけを選択可能なラジオボタンである。選択ボタンＲＢ１は第１配管形式に対応し、選択ボタンＲＢ２は第２配管形式に対応する。説明領域Ｔ１２は、選択ボタンＲＢ１が第１配管形式に対応することを示す文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ１２は、「直管タイプ」という文字列を表示する。説明領域Ｔ１３は、選択ボタンＲＢ２が第２配管形式に対応することを示す文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ１３は、「エルボ振りタイプ」という文字列を表示する。

【0108】

第２領域Ｒ２は、配管システムの管径に関する第２情報の入力に用のための領域である。本実施の形態では、第２領域Ｒ２は、第２情報に関して、互いに異なる複数の管径から一つを選択するための領域である。第２領域Ｒ２は、説明領域Ｔ２と、選択ボタンＰＤ１と、を含む。説明領域Ｔ２は、第２情報の入力を促すための文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ２は、「管径を選んでください（VU75/VP75/VP100/VP125）」という文字列を表示する。選択ボタンＰＤ１は、例えば、管径を、「ＶＵ７５」、「ＶＰ７５」、「ＶＰ１００」及び「ＶＰ１２５」の項目の値から選択するために用いられる。選択ボタンＰＤ１は、例えば、プルダウンメニュー（ドロップダウンリスト）形式である。

【0109】

第３領域Ｒ３は、配管システムの高さに関する第３情報の入力に用のための領域である。本実施の形態では、第３領域Ｒ３は、第３情報に関して、任意の数値を入力するための領域である。第３領域Ｒ３は、説明領域Ｔ３と、値表示領域Ｆ１と、を含む。説明領域Ｔ３は、第３情報の入力を促すための文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ３は、「システム高さを入力してください」という文字列を表示する。値表示領域Ｆ１は、システムの高さとして用いる数値の入力を受け付け、入力された数値を表示する。本実施の形態では、システムの高さは、連続変数である。ただし、現実的には、数値間隔及び数値範囲には制限がある。

【0110】

ボタンＢ１は、排水能力の計算を開始するためのボタンである。ボタンＢ１は、「計算」という文字列を含む。ボタンＢ１は、第１情報、第２情報、及び第３情報の全てが入力された状態で操作可能となってよい。

【0111】

画面Ｇ１においてボタンＢ１が操作されると、情報端末２は、第１領域Ｒ１で入力された第１情報、第２領域Ｒ２で入力された第２情報、及び、第３領域で入力された第３情報を含む入力情報Ｄ１を、通信ネットワーク４を介して、処理装置３に送信する。処理装置３は、入力情報Ｄ１に基づいて、排水能力の計算を実行する。これによって、処理装置３は、排水能力として、流量Ｑ_Ｇを含む出力情報Ｄ２を生成する。処理装置３は、出力情報Ｄ２を、情報端末２に通信ネットワーク４を介して送信する。

【0112】

第４領域Ｒ４は、配管システムの排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する領域である。画面Ｇ１において、第４領域Ｒ４を含む部分が出力画面を構成する。本実施の形態では、第４領域Ｒ４は、出力情報Ｄ２に含まれる排水能力を提示するための領域である。第４領域Ｒ４は、説明領域Ｔ４と、値表示領域Ｆ４と、を含む。値表示領域Ｆ２は、情報端末２が処理装置３から受け取った出力情報Ｄ２に含まれる排水能力、つまりは、流量ＱＧの値を表示する。説明領域Ｔ４は、値表示領域Ｆ４に表示される情報を説明するための文字列を表示する。図９の説明領域Ｔ４は、「排水能力」という文字列を表示する。

【0113】

このように、設計支援システム１では、情報端末２の演算回路２５が、表示装置２２ａにより、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報Ｄ１の入力のための入力画面を表示し、入力装置２１により、入力情報Ｄ１の入力を受け付ける。入力情報Ｄ１は、情報端末２から処理装置３に送信される。処理装置３の演算回路３５は、入力情報Ｄ１に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報Ｄ２を生成する。出力情報Ｄ２は、処理装置３から情報端末２に送信される。情報端末２の演算回路２５は、表示装置２２ａにより、入力情報Ｄ１に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する出力画面を表示する。

【0114】

このように、設計支援システム１は、配管システムに関する入力情報Ｄ１を用いて、配管システムの排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する。入力情報Ｄ１は、配管システムの配管形式、及び、配管システムの管径により決定することができ、排水の流量を計算するための専門的な知識がなくても配管形式及び管径は入力可能である。そのため、設計支援システム１を用いることで、排水能力が適切は範囲に収まるように配管システムを設計することが可能となる。

【0115】

［１．２ 効果等］
以上述べた設計支援システム１は、表示装置２２ａ及び入力装置２１に接続される演算回路２５を備える。演算回路２５は、表示装置２２ａにより、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報Ｄ１の入力のための入力画面を表示し、入力装置２１により、入力情報Ｄ１の入力を受け付け、表示装置２２ａにより、入力情報Ｄ１に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する出力画面を表示する。この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0116】

設計支援システム１において、第１情報は、配管形式に関連付けられたカテゴリ変数を含み、第２情報は、管径に関連付けられたカテゴリ変数を含む。この構成は、第１情報及び第２情報の入力の容易化を可能にする。

【0117】

設計支援システム１において、入力画面は、第１情報に関して、互いに異なる複数の配管形式から一つを選択するための領域（第１領域Ｒ１）を含む。この構成は、第１情報の入力の容易化を可能にする。

【0118】

設計支援システム１において、複数の配管形式は、第１配管形式と、第２配管形式と、を含む。第１配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致する雨樋システムの配管形式に対応する。第２配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致しない雨樋システムの配管形式に対応する。この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0119】

設計支援システム１において、入力画面は、第２情報に関して、互いに異なる複数の管径から一つを選択するための領域（第２領域Ｒ２）を含む。この構成は、第２情報の入力の容易化を可能にする。

【0120】

設計支援システム１において、入力情報Ｄ１は、第３情報を含む。出力情報Ｄ２は、入力情報Ｄ１に含まれる第３情報に対応する排水能力を含む。この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0121】

設計支援システム１において、第３情報は、高さを示す連続変数である。この構成は、配管システムの所望の高さに対応する排水能力を提示できる。

【0122】

設計支援システム１において、第１情報で特定される配管システムの配管部材による圧力損失の和に対応する係数をΣｄ、第１情報で特定される配管システムの長さをＬ、第２情報で特定される配管システムの管径をｄ、第３情報で特定される配管システムの高さをｈ、重力加速度をｇ、配管システムの下流側開放点１１２における流速をＶ_０とすると、Ｖ_０は、次式を満たすように決定される。

【0123】

【数5】

【0124】

配管システムの下流側開放点１１２における流量の理論値をＱ_Ｔとすると、Ｑ_Ｔは、次式を満たすように決定される。

【0125】

【数6】

【0126】

この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0127】

排水能力を示す流量をＱ_Ａとすると、Ｑ_Ａは、ａ×Ｑ_Ｔで表される。ａは、配管システムの下流側開放点１１２における流量の理論値及び実測値に基づいて決定される。この構成は、理論値だけではなく、理論値と実測とに基づいた流量を提示することが可能となる。

【0128】

設計支援システム１において、演算回路２５は、ウェブブラウザＷＢ１により入力画面及び出力画面の表示を行う。この構成は、入力画面及び出力画面の表示の容易化を可能にする。

【0129】

以上述べた設計支援システム１は、以下の方法（設計支援方法）を実行しているといえる。設計支援方法は、表示装置２２ａ及び入力装置２１に接続される演算回路２５により実行され、表示装置２２ａにより、配管システムの配管形式に関する第１情報及び配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報Ｄ１の入力のための入力画面を表示し、入力装置２１により、入力情報Ｄ１の入力を受け付け、表示装置２２ａにより、入力情報Ｄ１に基づいて、配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報Ｄ２を提示する出力画面を表示する。この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0130】

設計支援システム１は、演算回路２５を利用して実現されている。つまり、設計支援システム１が実行する設計支援方法は、演算回路２５がプログラムを実行することにより実現され得る。このプログラムは、演算回路２５に、設計支援方法を実行させるためのコンピュータプログラムである。この構成は、配管システムの設計の最適化及び容易化を可能にする。

【0131】

［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下の変形例にかかる設計支援システムの構成は、上記実施の形態にかかる設計支援システム１の構成と同様であるから、単に冗長な説明を避けるために、上記実施の形態で用いた符号を援用する。

【0132】

［２．１ 変形例１］
設計支援システム１において、入力情報Ｄ１は、第３情報を含んでいなくてもよい。上式（３）、（４）から、第１情報及び第２情報が特定されれば、流量は、配管システムの高さｈの関数として表すことができる。実情を鑑みれば、配管システムの高さｈは、ある程度の範囲に収まると考えられる。したがって、入力情報Ｄ１が第１情報及び第２情報を含んでいれば、出力情報Ｄ２として、予め決めた高さｈの範囲において、第３情報に対応する排水能力を決定することができる。つまり、出力情報Ｄ２は、第１情報と第２情報との組み合わせにおける、第３情報と排水能力との対応関係を含んでよい。この構成は、排水能力に基づいて配管システムの高さを設定する作業の容易化を可能にする。

【0133】

図１０は、変形例１の設計支援システムで表示される画面の一例の説明図である。図１０に示す画面Ｇ２は、入力情報Ｄ１の入力のための入力画面、及び、出力情報Ｄ２の提示のための出力画面を兼ねる。

【0134】

画面Ｇ２は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第４領域Ｒ４１及びボタンＢ１を含む。画面Ｇ２は、画面Ｇ１とは異なり第３領域Ｒ３を含んでおらず、ユーザは配管システムの高さｈを入力する必要がない。

【0135】

画面Ｇ２においてボタンＢ１が操作されると、情報端末２は、第１領域Ｒ１で入力された第１情報及び第２領域Ｒ２で入力された第２情報を含む入力情報Ｄ１を、通信ネットワーク４を介して、処理装置３に送信する。処理装置３は、第１情報と第２情報との組み合わせに対して、予め決定された配管システムの高さｈの範囲において、排水能力の計算を実行する。これによって、処理装置３は、第３情報と排水能力との対応関係、ここでは、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を得る。これによって、処理装置３は、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を含む出力情報Ｄ２を生成する。高さｈの範囲は、特に限定されないが、例えば、３ｍ～１０ｍであってよい。高さｈの間隔（刻み幅）は、特に限定されないが、１ｍであってよい。この場合、処理装置３は、高さｈが、３ｍ、４ｍ、５ｍ、６ｍ、７ｍ、８ｍ、９ｍ、１０ｍのそれぞれの場合について、排水能力を計算する。処理装置３は、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を含む出力情報Ｄ２を、情報端末２に通信ネットワーク４を介して送信する。

【0136】

第４領域Ｒ４１は、出力情報Ｄ２を提示する領域である。画面Ｇ２において、第４領域Ｒ４１を含む部分が出力画面を構成する。第４領域Ｒ４１は、出力情報Ｄ２に含まれる配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を示す表Ｔ４１を含む。つまり、第４領域Ｒ４１は、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を表形式で提示する。

【0137】

変形例１にかかる設計支援システム１において、出力情報Ｄ２は、第１情報と第２情報との組み合わせにおける、第３情報と排水能力との対応関係を含む。この構成は、配管システムの高さに対する排水能力の変化の傾向の確認を可能にし、排水能力に基づいて配管システムの高さを設定する作業の容易化を可能にする。

【0138】

変形例１にかかる設計支援システム１において、出力画面は、対応関係を表形式で提示する。この構成は、第３情報と排水能力との対応関係の把握の容易化を可能にする。

【0139】

［２．２ 変形例２］
図１１は、変形例２の設計支援システムで表示される画面の一例の説明図である。図１１に示す画面Ｇ３は、入力情報Ｄ１の入力のための入力画面、及び、出力情報Ｄ２の提示のための出力画面を兼ねる。

【0140】

画面Ｇ３は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第４領域Ｒ４２及びボタンＢ１を含む。

【0141】

画面Ｇ３においてボタンＢ１が操作されると、変形例１と同様にして、処理装置３は、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を含む出力情報Ｄ２を生成する。処理装置３は、出力情報Ｄ２を、情報端末２に通信ネットワーク４を介して送信する。

【0142】

第４領域Ｒ４２は、出力情報Ｄ２を提示する領域である。画面Ｇ３において、第４領域Ｒ４２を含む部分が出力画面を構成する。第４領域Ｒ４２は、出力情報Ｄ２に含まれる配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係を示すグラフＴ４２を含む。つまり、第４領域Ｒ４２は、配管システムの高さｈと排水能力（流量Ｑ_Ｇ）の対応関係をグラフ形式で提示する。

【0143】

変形例２にかかる設計支援システム１において、出力情報Ｄ２は、第１情報と第２情報との組み合わせにおける、第３情報と排水能力との対応関係を含む。この構成は、排水能力に基づいて配管システムの高さを設定する作業の容易化を可能にする。

【0144】

変形例２にかかる設計支援システム１において、出力画面は、対応関係をグラフ形式で提示する。この構成は、第３情報と排水能力との対応関係の把握の容易化を可能にする。

【0145】

［２．３ その他の変形例］
一変形例において、第１情報における配管形式は、上述した第１配管形式及び第２配管形式に限定されない。第１配管形式及び第２配管形式は、雨樋システムにおいて比較的典型的な配管形式ではあるが、雨樋システムではさらに多様な配管形式が用いられていることはいうまでもない。配管形式としては、本管に対して分岐管が合流する形式や、複数の分岐管が一つにまとまる形式等が挙げられる。

【0146】

一変形例において、第１情報は、配管形式と、配管形式で用いられる１以上の配管部材の情報と、を含んでよい。配管部材は、特に、圧力損失が生じる配管部材から選択され得る。配管部材の例としては、エルボ、インクリーザ、ソケット、チーズ等の継手が挙げられる。

【0147】

例えば、第２配管形式においては、上述したように、ΣＤは、ΣＤ＝Ｄａ＋Ｄｂ１＋Ｄｂ２＋Ｄｃで表すことができる。Ｄｂ１は、第１エルボ１６１近傍での圧力損失である。Ｄｂ２は、第２エルボ１６２近傍での圧力損失である。第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２としては、様々な周知のエルボが利用され得る。例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」では、９０°エルボ、９０°大曲がりエルボ、４５°エルボ等がある。第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２にどのようなエルボを用いるかで、第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２近傍での圧力損失は変化し得る。そのため、配管形式で用いられる１以上の配管部材の情報は、第１エルボ１６１及び第２エルボ１６２の種類に関する情報を含んでよい。これによって、排水能力の演算の精度の向上が期待できる。

【0148】

一変形例において、第２情報は、管径を示す離散変数であってよい。管径を示す離散変数としては、表１及び表２に挙げられる近似内径の値を用いることができる。例えば、第２情報は、ＶＵ７５に対応する８３ｍｍ、ＶＰ７５に対応する７７ｍｍ、ＶＰ１００に対応する１００ｍｍ、ＶＰ１２５に対応する１２５ｍｍから選択可能であってよい。

【0149】

一変形例において、第２情報は、管径を示す連続変数であってよい。これによって、配管システムの設計の自由度が高い場合にも対応できる。

【0150】

一変形例において、第３情報は、配管システムの高さｈの範囲を含んでよい。つまり、設計支援システム１は、指定された配管システムの高さｈの範囲に関して、排水能力を決定することができる。あるいは、第３情報は、配管システムの高さｈに関して、離散的な複数の値を含んでよい。つまり、設計支援システム１は、指定された配管システムの高さｈの複数の値に対して、排水能力を決定することができる。

【0151】

一変形例において、出力情報Ｄ２に含まれる排水能力は、流量の理論値Ｑ_Ｔであってもよいし、流量の実際の値Ｑ_Ａであってもよい。

【0152】

一変形例において、入力画面及び出力画面は、画面Ｇ１として一画面とされているが、入力画面及び出力画面は、別々の画面であってよい。

【0153】

一変形例において、ボタンＢ１が必須ではない。設計支援システム１は、入力情報Ｄ１の入力が完了すると自動的に出力情報Ｄ２を生成してよい。

【0154】

一変形例において、設計支援システム１は、単一のコンピュータシステムで実現されてもよい。例えば、設計支援システム１は、情報端末２により実現されてよい。この場合、情報端末２の演算回路２５が、処理装置３の演算回路３５としても機能することになる。つまり、情報端末２の演算回路２５が、入力情報Ｄ１に基づいて出力情報Ｄ２を生成する。

【0155】

一変形例において、設計支援システム１は、複数台のサーバ等のコンピュータシステムで実現されてもよい。設計支援システム１における複数の機能（構成要素）が、１つの筐体内に集約されていることは必須ではなく、設計支援システム１の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、設計支援システム１の少なくとも一部の機能、例えば、演算回路２５，３５の一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0156】

以上述べた設計支援システムは、雨樋システム以外の配管システムにも利用可能である。配管システムの例としては、上水道又は下水道のための配管システム、工場等の施設内において目的の流体を搬送数ための配管システムが挙げられる。つまり、配管システムで搬送する流体は、雨水に限定されない。

【0157】

［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。

【0158】

［態様１］
表示装置及び入力装置に接続される演算回路を備え、
前記演算回路は、
前記表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び前記配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、
前記入力装置により、前記入力情報の入力を受け付け、
前記表示装置により、前記入力情報に基づいて、前記配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する、
設計支援システム。

【0159】

［態様２］
前記第１情報は、前記配管形式に関連付けられたカテゴリ変数を含み、
前記第２情報は、前記管径を示す離散変数、又は、前記管径に関連付けられたカテゴリ変数を含む、
態様１の設計支援システム。

【0160】

［態様３］
前記入力画面は、前記第１情報に関して、互いに異なる複数の配管形式から一つを選択するための領域を含む、
態様１又は２の設計支援システム。

【0161】

［態様４］
前記複数の配管形式は、第１配管形式と、第２配管形式と、を含み、
前記第１配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致する雨樋システムの配管形式に対応し、
前記第２配管形式は、建物からの雨水の落とし口と竪樋の中心軸が一致しない雨樋システムの配管形式に対応する、
態様３の設計支援システム。

【0162】

［態様５］
前記入力画面は、前記第２情報に関して、互いに異なる複数の管径から一つを選択するための領域を含む、
態様１～４のいずれか一つの設計支援システム。

【0163】

［態様６］
前記入力情報は、前記第３情報を含み、
前記出力情報は、前記入力情報に含まれる前記第３情報に対応する排水能力を含む、
態様１～５のいずれか一つの設計支援システム。

【0164】

［態様７］
前記第３情報は、前記高さを示す連続変数である、
態様６の設計支援システム。

【0165】

［態様８］
前記第１情報で特定される前記配管システムの配管部材による圧力損失の和に対応する係数をΣｄ、
前記第１情報で特定される前記配管システムの長さをＬ、
前記第２情報で特定される前記配管システムの管径をｄ、
前記第３情報で特定される前記配管システムの高さをｈ、
重力加速度をｇ、
前記配管システムの下流側開放点における流速をＶ_０とすると、Ｖ_０は、次式を満たすように決定され、

【0166】

【数7】

【0167】

前記配管システムの下流側開放点における流量の理論値をＱ_Ｔとすると、Ｑ_Ｔは、次式を満たすように決定される、

【0168】

【数8】

態様１～７のいずれか一つの設計支援システム。

【0169】

［態様９］
前記排水能力を示す流量をＱ_Ａとすると、
Ｑ_Ａは、ａ×Ｑ_Ｔで表され、
ａは、前記配管システムの下流側開放点における流量の理論値及び実測値に基づいて決定される、
態様８の設計支援システム。

【0170】

［態様１０］
前記出力情報は、前記第１情報と前記第２情報との組み合わせにおける、前記第３情報と前記排水能力との対応関係を含む、
態様１～９のいずれか一つの設計支援システム。

【0171】

［態様１１］
前記出力画面は、前記対応関係を表形式で提示する、
態様１０の設計支援システム。

【0172】

［態様１２］
前記出力画面は、前記対応関係をグラフ形式で提示する、
態様１０の設計支援システム。

【0173】

［態様１３］
前記演算回路は、ウェブブラウザにより前記入力画面及び前記出力画面の表示を行う、
態様１～１２のいずれか一つの設計支援システム。

【0174】

［態様１４］
前記第１情報は、前記配管形式と、前記配管形式で用いられる１以上の配管部材の情報と、を含む、
態様１～１３のいずれか一つの設計支援システム。

【0175】

［態様１５］
表示装置及び入力装置に接続される演算回路により実行され、
前記表示装置により、配管システムの配管形式に関する第１情報及び前記配管システムの管径に関する第２情報を含む入力情報の入力のための入力画面を表示し、
前記入力装置により、前記入力情報の入力を受け付け、
前記表示装置により、前記入力情報に基づいて、前記配管システムの高さに関する第３情報に対応する排水能力を含む出力情報を提示する出力画面を表示する、
設計支援方法。

【0176】

［態様１６］
態様１５の設計支援方法を、前記演算回路に実行させるための、
プログラム。

【0177】

態様２～１４は、任意の要素であり、必須ではない。態様２～１４は、態様１５に適宜組み合わせることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0178】

本開示は、設計支援システム、設計支援方法、及び、プログラム（コンピュータプログラム）に適用可能である。具体的には、配管システムの設計のための設計支援システム、設計支援方法、及び、プログラムに、本開示は適用可能である。

【符号の説明】

【0179】

１ 設計支援システム
２１ 入力装置
２２ａ 表示装置
２５ 演算回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】