AI×CFDで室内環境を可視化・予測!DX推進担当者必見の「スマート・エア・ツイン」とは

AI×CFDで室内環境を可視化・予測!DX推進担当者必見の「スマート・エア・ツイン」とは

結論:AI×CFDで未来の室内環境を高速シミュレーション

新菱冷熱工業株式会社とアジアクエスト株式会社は、BIMを基盤とし、AIによるCFD技術を活用して任意の時期における室内環境(温度・湿度・CO₂濃度など)を可視化・予測する「AI-CFD環境予測デジタルツイン(スマート・エア・ツイン)」の初期版を開発しました。

この「スマート・エア・ツイン」は、建物の設計から維持管理まであらゆる情報を一元管理する3DモデルデータであるBIM(Building Information Modeling)を基盤とし、流体の動きをコンピューターでシミュレーションするCFD(数値流体力学)に、AI(人工知能)を組み合わせた画期的なシステムです。これにより、従来は膨大な時間を要した室内環境の解析を大幅に短縮し、未来の環境状態を予測することが可能になります。

「スマート・エア・ツイン」で何ができるのか?

建物全体の室内環境を3Dで「見える化」

「スマート・エア・ツイン」は、建物内部から外気までを含む空気の流れを3D空間で再現し、建物全体の室内環境をリアルタイムに近い形で可視化します。主な機能は以下の通りです。

  • BIMデータによる建物形状の3D表示機能、および点群データによる内装表現

  • センサーにより取得した温度、CO2濃度、PMV(人が感じる温冷感を予測する指標)などの空間分布表示

  • CFD解析結果に基づく温度・気流の可視化(アニメーション表示)

  • ビーコンを用いた在室者の位置情報表示

環境シミュレーション

AI-CFDによる高速・高精度な環境予測

AIを活用した「AI-CFD」を実装しており、季節、時刻、空調条件などを指定するだけで、短時間で解析結果を生成し表示できます。約2,500件のCFD解析データを用いてCNN(畳み込みニューラル・ネットワーク:画像認識などに用いられるAIの深層学習モデルの一種)モデルを構築することで、高速かつ柔軟な環境予測を実現しました。この「AI-CFD」は、通常のCFD解析と比較して、解析速度を200分の1以下に短縮することが可能です。

どんな課題を解決し、どんなメリットがあるのか?

ZEB実現と省エネルギー化を加速

ZEB(ネット・ゼロ・エネルギー・ビル:年間の一次エネルギー消費量をゼロ以下にする建築物)の実現に向けて重要となる、外気導入と空調の最適な組み合わせを検討するための分析・シミュレーションを支援します。これにより、建物の快適性と省エネルギー性の両立に貢献します。

運用改善と意思決定を強力に支援

高速な環境予測により、実空間では検証が難しい条件下での環境状態を再現できます。これにより、空調の運用改善や設備更新における意思決定を強力に支援します。従来のCFD解析は高い計算負荷が課題でしたが、AIを活用することでこの課題を解決し、効率的な空調制御への道を開きます。

空調制御フロー

活用シーンの具体例

このシステムは、オフィスビルや商業施設、工場など、快適性と省エネルギーが求められる様々な大規模施設での活用が期待されます。例えば、新菱冷熱のイノベーションハブ本館では、自然に近い環境から空調でコントロールされた環境まで、多様な温湿度・光環境を組み合わせた「環境グラデーション」を実現しており、本システムの活用により利用者の快適性向上とエネルギーコスト削減を図っています。

空調システムと空間デザイン

対象となる企業規模と今後の展開

「スマート・エア・ツイン」は、ZEB化を目指す大規模オフィスビル、商業施設、データセンター、工場など、高度な環境制御と省エネルギー化が求められる施設を所有・管理する企業に適しています。

今後は、「AI-CFD」の予測精度の検証・高度化を進めるとともに、空調制御システムとの連携を強化することで、解析結果を設備システムにフィードバックする環境最適化・自動制御への展開を目指しています。

提供形態と導入・問い合わせ方法

本サービスの具体的な提供形態(SaaS、オンプレミスなど)や料金体系については、プレスリリースに記載がありません。詳細については、下記まで直接お問い合わせください。

  • 新菱冷熱工業株式会社 広報部

  • アジアクエスト株式会社 マーケティング課