JP2002349937A - 建物の換気量及び温度予測システム - Google Patents
建物の換気量及び温度予測システムInfo
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- JP2002349937A JP2002349937A JP2001155239A JP2001155239A JP2002349937A JP 2002349937 A JP2002349937 A JP 2002349937A JP 2001155239 A JP2001155239 A JP 2001155239A JP 2001155239 A JP2001155239 A JP 2001155239A JP 2002349937 A JP2002349937 A JP 2002349937A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】換気回路網計算に熱移動、熱発生の影響を考慮
することにより、建物内の換気状況及び温度状況を高い
精度で予測し、合わせて室内空気質の状況を的確に予測
するシステムを提供する。 【解決手段】 本発明にかかる建物の温度及び換気予測
システムの代表的な構成は、任意の時間の、建物の各室
の温度及び室間若しくは建物内外間の換気量を予測する
システムであって、各室の形状及び開口部を含む邸別デ
ータと、風速及び外気温度を含む気象データとを入力す
る入力手段と、所定時間間隔毎に各室毎の温度および換
気量を計算する計算手段と、計算結果を出力する出力手
段とを有し、換気量を計算し、換気による空気に伴う熱
の移動を考慮して各室相互の熱の入出量により各室毎の
温度を計算し、所定時間間隔毎に、毎回、上記換気量と
温度とを交互に複数回計算して収束させることにより、
換気量及び温度を計算することを特徴とする。
することにより、建物内の換気状況及び温度状況を高い
精度で予測し、合わせて室内空気質の状況を的確に予測
するシステムを提供する。 【解決手段】 本発明にかかる建物の温度及び換気予測
システムの代表的な構成は、任意の時間の、建物の各室
の温度及び室間若しくは建物内外間の換気量を予測する
システムであって、各室の形状及び開口部を含む邸別デ
ータと、風速及び外気温度を含む気象データとを入力す
る入力手段と、所定時間間隔毎に各室毎の温度および換
気量を計算する計算手段と、計算結果を出力する出力手
段とを有し、換気量を計算し、換気による空気に伴う熱
の移動を考慮して各室相互の熱の入出量により各室毎の
温度を計算し、所定時間間隔毎に、毎回、上記換気量と
温度とを交互に複数回計算して収束させることにより、
換気量及び温度を計算することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物内部の換気状
況及び熱の移動による温度状況を計算により予測するた
めの予測システムに関するものである。
況及び熱の移動による温度状況を計算により予測するた
めの予測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来において、建物内部の換気状況を予
測するには、換気回路網計算が使用されている。図10に
従来の換気回路網計算の概念図を示す。図10(a)は建物
の間取りのレイアウト図であり、各室を１点としてネッ
トワークモデルとしたものを図10(b)に示している。
測するには、換気回路網計算が使用されている。図10に
従来の換気回路網計算の概念図を示す。図10(a)は建物
の間取りのレイアウト図であり、各室を１点としてネッ
トワークモデルとしたものを図10(b)に示している。
【０００３】図においてネットワークは室と通気経路の
みからなり、換気量は外気の温度、風速と室内各部温度
を仮定し、各室間の圧力差と通気経路の抵抗から、１室
ごとに算出する。各室の圧力差は外気風、室間又は内外
温度差によって生じる。ここで換気回路網計算は、内外
温度差の効果を簡易に取り扱うため、外気温度と室内の
代表的温度一定で計算を行うのが一般的である。
みからなり、換気量は外気の温度、風速と室内各部温度
を仮定し、各室間の圧力差と通気経路の抵抗から、１室
ごとに算出する。各室の圧力差は外気風、室間又は内外
温度差によって生じる。ここで換気回路網計算は、内外
温度差の効果を簡易に取り扱うため、外気温度と室内の
代表的温度一定で計算を行うのが一般的である。
【０００４】また同様に、建物内部の温度状況を算出す
る熱負荷計算プログラムも従来から使用されている。か
かる計算にあって室内気流が熱の伝達要素として考慮さ
れるが、初期条件として設定しているに過ぎず、換気状
況の把握をすることはできない。
る熱負荷計算プログラムも従来から使用されている。か
かる計算にあって室内気流が熱の伝達要素として考慮さ
れるが、初期条件として設定しているに過ぎず、換気状
況の把握をすることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、建物の中では
暖房機、電気器具、日照などの発熱により空気温が上昇
し、室間の温度差から気流を生じるなど、換気状況には
熱的な影響が大きいにもかかわらず、そのような建物内
部の温度分布や発熱などの熱的影響を考慮したものがな
い。
暖房機、電気器具、日照などの発熱により空気温が上昇
し、室間の温度差から気流を生じるなど、換気状況には
熱的な影響が大きいにもかかわらず、そのような建物内
部の温度分布や発熱などの熱的影響を考慮したものがな
い。
【０００６】また、より詳細な計算を行おうとした場
合、室内の換気状況と温度状況は本来相互に影響するた
め、両者を関連づけながら解くことが望ましい。しかし
従来において換気量と温度の計算を同時に予測すること
は行われておらず、換気状況を予測するときは温度状況
を条件として与え、逆に温度状況を予測するときは換気
状況を条件として与えていた。
合、室内の換気状況と温度状況は本来相互に影響するた
め、両者を関連づけながら解くことが望ましい。しかし
従来において換気量と温度の計算を同時に予測すること
は行われておらず、換気状況を予測するときは温度状況
を条件として与え、逆に温度状況を予測するときは換気
状況を条件として与えていた。
【０００７】特に、換気量の比較的小さい24時間計画換
気の状況を計算する場合には、上記のような建物内部の
発熱などによる温度ムラは換気の動力として無視できな
いレベルである。なお、窓開放など通風による掃気であ
れば、換気量が大きく、内部発熱が問題となる場合は少
ない。
気の状況を計算する場合には、上記のような建物内部の
発熱などによる温度ムラは換気の動力として無視できな
いレベルである。なお、窓開放など通風による掃気であ
れば、換気量が大きく、内部発熱が問題となる場合は少
ない。
【０００８】そこで本発明は、換気回路網計算に熱移
動、熱発生の影響を考慮することにより、建物内の換気
状況及び温度状況を高い精度で予測し、合わせて室内空
気質の状況を的確に予測するシステムを提供することを
目的としている。
動、熱発生の影響を考慮することにより、建物内の換気
状況及び温度状況を高い精度で予測し、合わせて室内空
気質の状況を的確に予測するシステムを提供することを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる建物の温度及び換気予測システムの
代表的な構成は、任意の時間の、建物の各室の温度及び
室間若しくは建物内外間の換気量を予測するシステムで
あって、各室の形状及び壁、床、開口部など室相互の接
続関係を含む邸別データと、風速及び外気温度を含む気
象データとを入力する入力手段と、所定時間間隔毎に各
室毎の温度および換気量を計算する計算手段と、計算結
果を出力する出力手段とを有し、前記計算手段は、温度
による空気の密度の違いによる浮力を考慮して、室間相
互の圧力差と開口部の流量の関係から各室における空気
の換気量を求め、かつ各室における空気の流出入の総和
を０に維持することにより各開口部毎の換気量を計算
し、換気による空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互
の熱の入出量により各室毎の温度を計算し、所定時間間
隔毎に、毎回、上記換気量と温度とを交互に複数回計算
して収束させることにより、換気量及び温度を計算する
ことを特徴とする。
に、本発明にかかる建物の温度及び換気予測システムの
代表的な構成は、任意の時間の、建物の各室の温度及び
室間若しくは建物内外間の換気量を予測するシステムで
あって、各室の形状及び壁、床、開口部など室相互の接
続関係を含む邸別データと、風速及び外気温度を含む気
象データとを入力する入力手段と、所定時間間隔毎に各
室毎の温度および換気量を計算する計算手段と、計算結
果を出力する出力手段とを有し、前記計算手段は、温度
による空気の密度の違いによる浮力を考慮して、室間相
互の圧力差と開口部の流量の関係から各室における空気
の換気量を求め、かつ各室における空気の流出入の総和
を０に維持することにより各開口部毎の換気量を計算
し、換気による空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互
の熱の入出量により各室毎の温度を計算し、所定時間間
隔毎に、毎回、上記換気量と温度とを交互に複数回計算
して収束させることにより、換気量及び温度を計算する
ことを特徴とする。
【００１０】また本発明に係る建物の温度及び換気予測
システムの他の代表的な構成は、任意の時間の、建物の
各室の温度及び室間若しくは建物内外間の換気量を予測
するシステムであって、各室の形状及び開口部を含む邸
別データと、風速及び外気温度を含む気象データとを入
力する入力手段と、所定時間間隔毎に各室毎の温度およ
び換気量を計算する計算手段と、計算結果を出力する出
力手段とを有し、前記計算手段は、温度による空気の密
度の違いによる浮力を考慮して、室間相互の圧力差と開
口部の流量の関係から各室における空気の換気量を求
め、かつ各室における空気の流出入の総和を０に維持す
ることにより各開口部毎の換気量を計算し、換気による
空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互の熱の入出量に
より各室毎の温度を計算し、所定時間間隔毎に、前時間
で算出した温度を用いて換気量を先に計算し、その換気
量の計算結果を用いて温度を計算することを特徴とす
る。
システムの他の代表的な構成は、任意の時間の、建物の
各室の温度及び室間若しくは建物内外間の換気量を予測
するシステムであって、各室の形状及び開口部を含む邸
別データと、風速及び外気温度を含む気象データとを入
力する入力手段と、所定時間間隔毎に各室毎の温度およ
び換気量を計算する計算手段と、計算結果を出力する出
力手段とを有し、前記計算手段は、温度による空気の密
度の違いによる浮力を考慮して、室間相互の圧力差と開
口部の流量の関係から各室における空気の換気量を求
め、かつ各室における空気の流出入の総和を０に維持す
ることにより各開口部毎の換気量を計算し、換気による
空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互の熱の入出量に
より各室毎の温度を計算し、所定時間間隔毎に、前時間
で算出した温度を用いて換気量を先に計算し、その換気
量の計算結果を用いて温度を計算することを特徴とす
る。
【００１１】また前記邸別データには、建物を構成する
部材若しくは部位の熱容量、室内に配置された任意の発
熱源を含むことができる。また気象データに日射量のデ
ータを含み、気象データから得られた日射又は放射によ
る熱の授受を考慮して各室毎の温度を計算することでも
よい。
部材若しくは部位の熱容量、室内に配置された任意の発
熱源を含むことができる。また気象データに日射量のデ
ータを含み、気象データから得られた日射又は放射によ
る熱の授受を考慮して各室毎の温度を計算することでも
よい。
【００１２】更に、気象データに外気湿度のデータを含
み、得られた換気量及び温度を用いて、所定時間間隔毎
に、各室毎の湿度または化学物質の濃度を各室相互の拡
散を考慮して計算することも可能である。
み、得られた換気量及び温度を用いて、所定時間間隔毎
に、各室毎の湿度または化学物質の濃度を各室相互の拡
散を考慮して計算することも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】[第一実施形態]本発明に係る建物
の換気量及び温度予測システムの第一実施形態につい
て、図を用いて説明する。本実施形態にかかる建物の換
気量及び温度予測システムは具体的にはコンピュータ上
で動作するソフトウェアであり、入力手段とはキーボー
ドや入出力装置、ネットワーク回線などを意味し、計算
手段とはCPU及びRAMを意味し、また出力手段とはモニタ
やプリンタ又は記録装置などを意味している。
の換気量及び温度予測システムの第一実施形態につい
て、図を用いて説明する。本実施形態にかかる建物の換
気量及び温度予測システムは具体的にはコンピュータ上
で動作するソフトウェアであり、入力手段とはキーボー
ドや入出力装置、ネットワーク回線などを意味し、計算
手段とはCPU及びRAMを意味し、また出力手段とはモニタ
やプリンタ又は記録装置などを意味している。
【００１４】（全体構成）図１は熱及び換気回路網計算
の概念を示す図であって、図1(a)は建物の間取りのレイ
アウト図であり、各室を１点としてネットワークモデル
としたものを図1(b)に示している。通気経路においては
室内外及び各室間の扉や隙間などの開口部、及び換気扇
などによる強制換気の通路を考慮する。熱の移動経路に
おいては壁や床天井等から伝達される熱量、及び換気に
乗って移動する熱量を考慮する。また図に示すように、
各部屋には定量的な発熱源若しくは吸熱源、及び湿度や
化学物質の発生源も考慮することにより、室内空気質の
予測も行う。
の概念を示す図であって、図1(a)は建物の間取りのレイ
アウト図であり、各室を１点としてネットワークモデル
としたものを図1(b)に示している。通気経路においては
室内外及び各室間の扉や隙間などの開口部、及び換気扇
などによる強制換気の通路を考慮する。熱の移動経路に
おいては壁や床天井等から伝達される熱量、及び換気に
乗って移動する熱量を考慮する。また図に示すように、
各部屋には定量的な発熱源若しくは吸熱源、及び湿度や
化学物質の発生源も考慮することにより、室内空気質の
予測も行う。
【００１５】図２に熱及び換気回路網計算のフローチャ
ートを示している。なお、具体的な個々の計算について
は後述する。図２に示すように、対象とする建物の邸別
データと気象データを入力手段より読み込み（Ｓ１、Ｓ
２）、これらを用いて以下の計算を行う。邸別データと
は図1(a)に示した如く建物の間取りや各室の形状及び
壁、床、開口部など室相互の接続関係、更に建物を構成
する部材若しくは部位の熱容量、室内に配置された任意
の発熱源を含むものである。気象データとは市販のデー
タを用いることができ、風速及び外気温度、外気湿度、
日射又は放射量の情報を利用する。なお風速のデータが
なくとも、無風状態として計算することは可能である。
ートを示している。なお、具体的な個々の計算について
は後述する。図２に示すように、対象とする建物の邸別
データと気象データを入力手段より読み込み（Ｓ１、Ｓ
２）、これらを用いて以下の計算を行う。邸別データと
は図1(a)に示した如く建物の間取りや各室の形状及び
壁、床、開口部など室相互の接続関係、更に建物を構成
する部材若しくは部位の熱容量、室内に配置された任意
の発熱源を含むものである。気象データとは市販のデー
タを用いることができ、風速及び外気温度、外気湿度、
日射又は放射量の情報を利用する。なお風速のデータが
なくとも、無風状態として計算することは可能である。
【００１６】邸別データと気象データを読み込んだ後
に、まず計算すべき時刻の気象条件を取得し（Ｓ３）、
日射から建物に与えられる放射量を計算する（Ｓ４）。
次に換気回路網計算を行って各室毎の換気量を計算し、
各室間の換気量を算出する（Ｓ５）。次にＳ５で算出さ
れた換気量を用いて、熱回路網計算による各室毎の温度
（Ｓ６）を計算する。そしてＳ６で算出した温度を用い
て、換気回路網計算（Ｓ５）に戻り、さらに換気量を算
出する。これらの換気回路網計算（Ｓ５）と熱回路網計
算（Ｓ６）は、収束するまで繰り返し計算を行う。それ
から湿度等回路網計算による湿度や化学物質の濃度（Ｓ
７）を算出し、あわせて得られた温度から熱負荷計算を
も行った後に（Ｓ８）、算出結果を出力する（Ｓ９）。
に、まず計算すべき時刻の気象条件を取得し（Ｓ３）、
日射から建物に与えられる放射量を計算する（Ｓ４）。
次に換気回路網計算を行って各室毎の換気量を計算し、
各室間の換気量を算出する（Ｓ５）。次にＳ５で算出さ
れた換気量を用いて、熱回路網計算による各室毎の温度
（Ｓ６）を計算する。そしてＳ６で算出した温度を用い
て、換気回路網計算（Ｓ５）に戻り、さらに換気量を算
出する。これらの換気回路網計算（Ｓ５）と熱回路網計
算（Ｓ６）は、収束するまで繰り返し計算を行う。それ
から湿度等回路網計算による湿度や化学物質の濃度（Ｓ
７）を算出し、あわせて得られた温度から熱負荷計算を
も行った後に（Ｓ８）、算出結果を出力する（Ｓ９）。
【００１７】これら一連の計算（Ｓ３〜Ｓ８）は、所定
時間間隔毎に繰り返し行い、各回毎に出力（Ｓ９）を行
う。所定時間間隔とは、たとえば３０分ごと、１時間ご
となど、適宜設定することができる。ここで、換気回路
網計算（Ｓ５）と温度計算（Ｓ６）は相互に強い影響を
与えるので、安定するまで複数回繰り返し計算する。
時間間隔毎に繰り返し行い、各回毎に出力（Ｓ９）を行
う。所定時間間隔とは、たとえば３０分ごと、１時間ご
となど、適宜設定することができる。ここで、換気回路
網計算（Ｓ５）と温度計算（Ｓ６）は相互に強い影響を
与えるので、安定するまで複数回繰り返し計算する。
【００１８】このように各回ごとに温度状況と換気状況
を繰り返し解いて収束させることにより、換気量と温度
の相関をとってバランスのとれた結果を得ることがで
き、精度の高い有意義な予測を行うことができる。
を繰り返し解いて収束させることにより、換気量と温度
の相関をとってバランスのとれた結果を得ることがで
き、精度の高い有意義な予測を行うことができる。
【００１９】繰り返し計算の初回には利用すべき前回の
算出結果がないため、各室の温度は適切な初期値を与え
て（Ｓ10）計算する。従って結果の欲しい時刻よりもあ
る程度前の時刻（例えば１月半前）から計算を開始し、
繰り返し計算をすることにより、実際の値に近づけるこ
とができる。
算出結果がないため、各室の温度は適切な初期値を与え
て（Ｓ10）計算する。従って結果の欲しい時刻よりもあ
る程度前の時刻（例えば１月半前）から計算を開始し、
繰り返し計算をすることにより、実際の値に近づけるこ
とができる。
【００２０】また、室内の湿度や化学物質の発生速度は
温度、湿度、周辺の化学物質濃度の影響を受けるため、
換気状況に加えて温度情報は重要である。従ってかかる
発生速度に換気による化学物質の排除能力（移動速度及
び拡散速度）を合わせて予測計算を行うことにより、精
度の高い空気質の予測をすることができる。
温度、湿度、周辺の化学物質濃度の影響を受けるため、
換気状況に加えて温度情報は重要である。従ってかかる
発生速度に換気による化学物質の排除能力（移動速度及
び拡散速度）を合わせて予測計算を行うことにより、精
度の高い空気質の予測をすることができる。
【００２１】また建物内の熱回路網計算をするにあたっ
ては、建物各部位の断熱性能を考慮し、内外温度差、室
内温度差から熱流量を求めるなど、冷暖房負荷を算出す
るに等しい計算を行う必要がある。従って発熱源による
投入熱量の積算を行うことにより、暖冷房負荷を求める
ことができる。
ては、建物各部位の断熱性能を考慮し、内外温度差、室
内温度差から熱流量を求めるなど、冷暖房負荷を算出す
るに等しい計算を行う必要がある。従って発熱源による
投入熱量の積算を行うことにより、暖冷房負荷を求める
ことができる。
【００２２】次に、各部計算について説明する。
【００２３】（放射量の計算）放射量とは日射を含む輻
射を意味し、本実施形態においては直達日射量と天空日
射量並びに夜間放射量を使用している。使用する市販の
気象データに水平面全天日射量しか含まれていない場合
には、太陽高度を元に計算により直達日射量と天空日射
量に分離して計算に使用する。また太陽高度は対象とな
る都市の緯度、経度及び日時より算出する。放射量は、
屋外の放射と屋内の放射について考慮する。
射を意味し、本実施形態においては直達日射量と天空日
射量並びに夜間放射量を使用している。使用する市販の
気象データに水平面全天日射量しか含まれていない場合
には、太陽高度を元に計算により直達日射量と天空日射
量に分離して計算に使用する。また太陽高度は対象とな
る都市の緯度、経度及び日時より算出する。放射量は、
屋外の放射と屋内の放射について考慮する。
【００２４】屋外の放射について、使用する記号の意味
を次表に掲げる。
を次表に掲げる。
【表１】
【００２５】気象データより各時刻の法線面直達日射量
Ib[W/m2]、水平面天空日射量Id[W/m 2]、夜間放射量Ix[W
/m2]及び太陽高度の正弦(sin h)、余弦(cos h)、太陽方
位の正弦(sin A)、余弦(cos A)を得ることができる。太
陽の方向を示す単位ベクトルnsは以下のように定義でき
る。
Ib[W/m2]、水平面天空日射量Id[W/m 2]、夜間放射量Ix[W
/m2]及び太陽高度の正弦(sin h)、余弦(cos h)、太陽方
位の正弦(sin A)、余弦(cos A)を得ることができる。太
陽の方向を示す単位ベクトルnsは以下のように定義でき
る。
【数１】
【００２６】室iと屋外jをつなぐ接続面ijの外向きの法
線ベクトルをneijとおくと、接続面ijのk番目の熱的に
厚い部位Hijkが受ける放射量JHjik[W/m2]は以下のよう
に表される。
線ベクトルをneijとおくと、接続面ijのk番目の熱的に
厚い部位Hijkが受ける放射量JHjik[W/m2]は以下のよう
に表される。
【数２】 熱的に薄い部位であるドアの場合も同様に計算できる。
窓については全てが反射又は透過すると考え、ガラスで
吸収する放射量は常に０と考える。
窓については全てが反射又は透過すると考え、ガラスで
吸収する放射量は常に０と考える。
【００２７】屋内の放射について、使用する記号の意味
を次表に掲げる。
を次表に掲げる。
【表２】 屋外の放射は、室内に進入する放射量（窓からの日射
の侵入）を積算し、電灯などの室内で発生する放射量
を加え、積算した放射量を室を構成する壁、床、天井
などに按分することで算出する。
の侵入）を積算し、電灯などの室内で発生する放射量
を加え、積算した放射量を室を構成する壁、床、天井
などに按分することで算出する。
【００２８】室内に侵入する放射量は、基本的に外壁
の場合と同じ考え方をする。室iと室jをつなぐ接続面ij
のk番目の窓Gijkを通して室iに侵入する日射量IGijk[W]
は、次式で表される。
の場合と同じ考え方をする。室iと室jをつなぐ接続面ij
のk番目の窓Gijkを通して室iに侵入する日射量IGijk[W]
は、次式で表される。
【数３】
【００２９】放射遮蔽係数SCR、対流遮蔽係数SCCは、物
性値としてあらかじめ与える。η*は標準板ガラスの日
射侵入率であり、日射角度の関数となっている。窓の面
積AGijk[m2]は窓のうち日の当たっている部分（陰にな
っていない部分）の面積であり、その面積は窓及び庇の
形状から幾何学的に算出できる。
性値としてあらかじめ与える。η*は標準板ガラスの日
射侵入率であり、日射角度の関数となっている。窓の面
積AGijk[m2]は窓のうち日の当たっている部分（陰にな
っていない部分）の面積であり、その面積は窓及び庇の
形状から幾何学的に算出できる。
【００３０】室内で発生する放射量Ii0[W]は境界条件
として与えられており、その値をそのまま加える。以上
から室内の全放射量Ii[W]は下記の式のようになる。
として与えられており、その値をそのまま加える。以上
から室内の全放射量Ii[W]は下記の式のようになる。
【数４】
【００３１】室内放射量の積算と按分は、たとえば上
記で求まった室内に存在する放射量の合計Iiの按分にあ
たっては、放射量の50％が床に、残りの50％がそれ以外
の面に、面積に比例して配分される。配分された放射は
実際には一部が反射するが、最終的にはいずれかの壁に
吸収されると考え、吸収係数にかかわらず全てが吸収さ
れるものとする。ただし、窓に当たった放射はそのまま
屋外にでていく。すなわち、次式で表すことができる。
記で求まった室内に存在する放射量の合計Iiの按分にあ
たっては、放射量の50％が床に、残りの50％がそれ以外
の面に、面積に比例して配分される。配分された放射は
実際には一部が反射するが、最終的にはいずれかの壁に
吸収されると考え、吸収係数にかかわらず全てが吸収さ
れるものとする。ただし、窓に当たった放射はそのまま
屋外にでていく。すなわち、次式で表すことができる。
【数５】 ただし、AFi[m2]は室iを構成している床の面積であり、
Ai[m2]はAFiを含む室iを構成する全表面積である。
Ai[m2]はAFiを含む室iを構成する全表面積である。
【００３２】（換気回路網計算）換気回路網計算におい
て、使用する記号の意味を次表に掲げる。
て、使用する記号の意味を次表に掲げる。
【表３】
【００３３】本実施形態においては、室を出入りする空
気量を換気設備による機械換気に合わせた設定値、
屋外との自然換気として設定した値、すきま風を考慮
して算出した値としている。強制的な換気とは、換気
扇などの機械的なものや、使用者による室間若しくは建
物内外間の換気をいい、流量を明示的に指定する。屋
外との自然換気は、部屋の換気回数を指定することによ
り換気回数に応じて空気が交換されるとする。すきま
風は、屋外風速と、室内外、室間温度差を機動力として
開口部を流れるものであり、この項目には各室の温度が
影響するものである。換気回路網においては、空気の非
圧縮性から換気量は瞬時に平衡に達するものと考え、擬
似的に定常計算を行う。
気量を換気設備による機械換気に合わせた設定値、
屋外との自然換気として設定した値、すきま風を考慮
して算出した値としている。強制的な換気とは、換気
扇などの機械的なものや、使用者による室間若しくは建
物内外間の換気をいい、流量を明示的に指定する。屋
外との自然換気は、部屋の換気回数を指定することによ
り換気回数に応じて空気が交換されるとする。すきま
風は、屋外風速と、室内外、室間温度差を機動力として
開口部を流れるものであり、この項目には各室の温度が
影響するものである。換気回路網においては、空気の非
圧縮性から換気量は瞬時に平衡に達するものと考え、擬
似的に定常計算を行う。
【００３４】室iと室jに存在するk番目の開口部（隙
間）Mijkを流れる換気流量Vijk[m3/s]と圧力差△pijk[P
a]は次式の関係にある。
間）Mijkを流れる換気流量Vijk[m3/s]と圧力差△pijk[P
a]は次式の関係にある。
【数６】 nは通常1〜2であるが、単純な開口の場合はn=2であり、
本実施形態においてもn=2としている。一方、空気密度
ρA及び開口部面積AMijk[m3]は、開いている扉のような
場合は大きな開口部として取り扱い、小さい隙間は相当
隙間面積を代入する。
本実施形態においてもn=2としている。一方、空気密度
ρA及び開口部面積AMijk[m3]は、開いている扉のような
場合は大きな開口部として取り扱い、小さい隙間は相当
隙間面積を代入する。
【００３５】一方、圧力差△pijkは次の式から計算され
る。
る。
【数７】 ただし、p* ijk、p* jikは開口部のi側及びj側の浮力を考
慮した圧力[Pa]、hi、hi jkは室i及び開口部Mijkの高さ
[m]である。δρiは標準温度(θ0=20℃)の時と密度差[k
g/m3]であり、以下の式で表される。
慮した圧力[Pa]、hi、hi jkは室i及び開口部Mijkの高さ
[m]である。δρiは標準温度(θ0=20℃)の時と密度差[k
g/m3]であり、以下の式で表される。
【数８】 kρ=0.00411kg/m3℃であり、室iの温度θi[℃]は後述す
る熱回路網から求められる。この式を式７に代入する
と、次式のようになる。
る熱回路網から求められる。この式を式７に代入する
と、次式のようになる。
【数９】
【００３６】圧力piは室iが文字通り屋内の「室」であ
るときは未知数であるが、外部空間である場合は外気温
度と風速から境界条件として与える。風による外圧は次
式に示す動圧として表現される。
るときは未知数であるが、外部空間である場合は外気温
度と風速から境界条件として与える。風による外圧は次
式に示す動圧として表現される。
【数１０】 これが式９のpiに相当すると考え、壁の圧力は次式とな
る。
る。
【数１１】 ここでhiは屋外の中心高さであり、どこに定義しても相
対的に全ての圧力が平衡移動するだけなので、hi=0とし
ている。
対的に全ての圧力が平衡移動するだけなので、hi=0とし
ている。
【００３７】一方α*は風圧係数（変数であり、形状に
より入力する）であり、壁と風向きとの位置関係の関数
となる。一例として文献によれば風上で+0.8、風下で-
0.4なので、それを滑らかに繋ぐと、単位風向ベクトル
をv/|v|、壁の単位法線ベクトルをneとして、次式で表
すことができる。
より入力する）であり、壁と風向きとの位置関係の関数
となる。一例として文献によれば風上で+0.8、風下で-
0.4なので、それを滑らかに繋ぐと、単位風向ベクトル
をv/|v|、壁の単位法線ベクトルをneとして、次式で表
すことができる。
【数１２】 また、各室についての質量保存の式、すなわち次式が室
の数だけできる。
の数だけできる。
【数１３】
【００３８】上記説明した式６が各開口部について１つ
づつ、式１３が室の数だけ作成され、未知数は各開口部
の流量Vijkが開口部の数だけ、圧力piが室数だけ存在す
る。従って、式の数と未知数の数が一致するので、この
連立方程式は原理的に解くことができる。
づつ、式１３が室の数だけ作成され、未知数は各開口部
の流量Vijkが開口部の数だけ、圧力piが室数だけ存在す
る。従って、式の数と未知数の数が一致するので、この
連立方程式は原理的に解くことができる。
【００３９】式６から明らかなように、換気回路網は二
次の連立方程式となり、熱回路網や湿気回路網のように
線形でない。そこで本回路網は繰り返し解法による収束
計算を行っている。最終的に解を求められるならどのよ
うな方法を用いてもよいが、本実施形態においてはNewt
on法を基礎にMarquardt法の考え方を応用している。
次の連立方程式となり、熱回路網や湿気回路網のように
線形でない。そこで本回路網は繰り返し解法による収束
計算を行っている。最終的に解を求められるならどのよ
うな方法を用いてもよいが、本実施形態においてはNewt
on法を基礎にMarquardt法の考え方を応用している。
【００４０】（熱回路網計算）熱回路網計算において、
使用する記号の意味を次表に掲げる。
使用する記号の意味を次表に掲げる。
【表４】
【００４１】本実施形態においては、室iに伝わってく
る熱量として熱的に厚い部位から伝わる熱量、熱的
に薄い部位から伝わる熱量、土間床を通って地中から
伝わる熱量、換気によって移動する熱量、発熱源か
ら発せられる熱量を考慮して算出する。熱的に厚い部
位とは壁や床天井などをいい、熱容量を考慮して計算す
るものであり、熱緩衝となって熱伝達の経時変化を追う
ことができる。熱的に薄い部位とはドアやガラスなど
をいい、熱容量を考慮せずに計算を行うものである。
土間床とは地盤に接している床から伝達される熱であ
る。換気によって移動する熱量には、上記換気回路網
によって算出される空気の流量を用いて計算する。発
熱源とは暖冷房機器や人などを意味し、熱量を明示的に
指定する。
る熱量として熱的に厚い部位から伝わる熱量、熱的
に薄い部位から伝わる熱量、土間床を通って地中から
伝わる熱量、換気によって移動する熱量、発熱源か
ら発せられる熱量を考慮して算出する。熱的に厚い部
位とは壁や床天井などをいい、熱容量を考慮して計算す
るものであり、熱緩衝となって熱伝達の経時変化を追う
ことができる。熱的に薄い部位とはドアやガラスなど
をいい、熱容量を考慮せずに計算を行うものである。
土間床とは地盤に接している床から伝達される熱であ
る。換気によって移動する熱量には、上記換気回路網
によって算出される空気の流量を用いて計算する。発
熱源とは暖冷房機器や人などを意味し、熱量を明示的に
指定する。
【００４２】熱的に厚い部位の算出にあたっては、熱
的に厚い部位の有効熱容量Rijkについて、部位の熱伝導
抵抗の中心を熱的な境界として、部位を分割する。室i
とjを結ぶk番目の厚い部位Hijkのi側及びj側の熱容量C
Hijk[J/m2℃]は以下のように定義される。
的に厚い部位の有効熱容量Rijkについて、部位の熱伝導
抵抗の中心を熱的な境界として、部位を分割する。室i
とjを結ぶk番目の厚い部位Hijkのi側及びj側の熱容量C
Hijk[J/m2℃]は以下のように定義される。
【数１４】 ここで、pは部位Hijkの幅d以内の値であって、
【数１５】 となるような値である。分割した部位の両側について、
それぞれ表面温度THijk、THjikをその代表温度とする
（図３参照）。
それぞれ表面温度THijk、THjikをその代表温度とする
（図３参照）。
【００４３】Hijkのi側及びj側の熱収支式は次式とな
る。
る。
【数１６】 ここでJHijk等は放射により部位Hijkのi側表面に得られ
る熱量であり、上記放射量の計算によって得られた値を
用いる。この式を後退差分
る熱量であり、上記放射量の計算によって得られた値を
用いる。この式を後退差分
【数１７】 を用いて離散化すると、次式となる。
【数１８】
【００４４】式１８が熱的に厚い部位の数だけできるた
め、室iに流入する熱量qHijkは次式となる。
め、室iに流入する熱量qHijkは次式となる。
【数１９】
【００４５】熱的に薄い部位の算出にあたっては、室
iとjをつなぐ接合面ijのk番目の熱的に薄い部位（ド
ア、ガラスなど）Lijkについての壁の左半分と右半分の
収支式は、熱的に薄い部位の熱容量はゼロと見なせるこ
とから、次式のようになる。
iとjをつなぐ接合面ijのk番目の熱的に薄い部位（ド
ア、ガラスなど）Lijkについての壁の左半分と右半分の
収支式は、熱的に薄い部位の熱容量はゼロと見なせるこ
とから、次式のようになる。
【数２０】 従って室iに流入する熱量qLijは、次式となる。
【数２１】
【００４６】土間床を伝って地中から伝わる熱量も壁
の場合と同じく熱回路網で計算するが、壁の場合は両面
空気層であるのに対し、土間床は地盤に接している点が
異なっている。土間床は図４に示す如きイメージでモデ
ル化している。壁の内側半分だけを取り出して直接地盤
にくっつけたようなモデルを考え、さらに外周部分と中
央部分に分けて計算している。
の場合と同じく熱回路網で計算するが、壁の場合は両面
空気層であるのに対し、土間床は地盤に接している点が
異なっている。土間床は図４に示す如きイメージでモデ
ル化している。壁の内側半分だけを取り出して直接地盤
にくっつけたようなモデルを考え、さらに外周部分と中
央部分に分けて計算している。
【００４７】内側半分だけなので、壁の場合の屋外側の
境界層熱抵抗γHjikや、CHjik、THi jkに相当するものが
ない。計算手法上は、γHjik=CHjik=0、THijk=θjとな
った壁と考えると壁と同じ計算となる。θjは土間床の
場合は地盤温度(θG)で表され、γHjik、CHjik、THijk
はそれぞれγGik、CGik、TGik等に置き換えられる。
境界層熱抵抗γHjikや、CHjik、THi jkに相当するものが
ない。計算手法上は、γHjik=CHjik=0、THijk=θjとな
った壁と考えると壁と同じ計算となる。θjは土間床の
場合は地盤温度(θG)で表され、γHjik、CHjik、THijk
はそれぞれγGik、CGik、TGik等に置き換えられる。
【００４８】従って土間床Gikの熱収支式は、以下のよ
うになる。
うになる。
【数２２】 従って室iに流入する熱量qGijkは
【数２３】
【００４９】以上２式に使われた変数のうち、γGik、A
Gikは条件として入力され、JGikは上記と同様にして
算出される。γGikには土間床の境膜抵抗の他に内装材
の熱抵抗も含まれているため、TGikの定義点は内装材の
裏側になる。結果として床への放射は現実と異なり内装
材の裏側に当てられていることになる。
Gikは条件として入力され、JGikは上記と同様にして
算出される。γGikには土間床の境膜抵抗の他に内装材
の熱抵抗も含まれているため、TGikの定義点は内装材の
裏側になる。結果として床への放射は現実と異なり内装
材の裏側に当てられていることになる。
【００５０】換気によって移動する熱量は、開口部M
ijkを室jからiに通過する流量をVijk[m3/s]とすると、
次式となる。
ijkを室jからiに通過する流量をVijk[m3/s]とすると、
次式となる。
【数２４】 室間の流量Vijkは換気回路網により計算されるか、又は
境界条件として与えられる。
境界条件として与えられる。
【００５１】発熱源とは暖冷房機器や人などの発する
定量的な熱源をいい、発熱量Ｑを条件として入力する。
定量的な熱源をいい、発熱量Ｑを条件として入力する。
【００５２】以上で定まった熱流速の式を用いた室iに
おける熱収支式は、次式のようになる。
おける熱収支式は、次式のようになる。
【数２５】 この式２５に式１９、２１、２３、２４を代入すること
により、Tとθに関する式ができる。更に式１８、２０
を用いることによりθ=｛θ1,θ2,…θN｝を変数とする
以下のような連立一次方程式ができる。
により、Tとθに関する式ができる。更に式１８、２０
を用いることによりθ=｛θ1,θ2,…θN｝を変数とする
以下のような連立一次方程式ができる。
【数２６】 ここでAはNxNの行列、b、θは長さNのベクトルである。
これを解けば時刻ステップnにおける室温θiが求められ
る。本実施形態ではこの解法として直接法（ガウス消去
法）を用いている。
これを解けば時刻ステップnにおける室温θiが求められ
る。本実施形態ではこの解法として直接法（ガウス消去
法）を用いている。
【００５３】（湿度等回路網計算）湿度等回路網計算に
おいて、使用する記号の意味を次表に掲げる。
おいて、使用する記号の意味を次表に掲げる。
【表５】
【００５４】湿度等回路網は湿度や化学物質の濃度を算
出するものであるが、本質的には熱回路網と同じであ
る。ただし壁を通しての移動がないため、その分簡単に
なる。水蒸気濃度についての室ｉの保存式は次式のよう
になる。
出するものであるが、本質的には熱回路網と同じであ
る。ただし壁を通しての移動がないため、その分簡単に
なる。水蒸気濃度についての室ｉの保存式は次式のよう
になる。
【数２７】 式２７において、Ｃｉ／Ｒ＝１、ρＡ＝１、Ｌｉ／Ｒ＝
０とすると化学物質の保存式となる。
０とすると化学物質の保存式となる。
【００５５】ここでVijkは室jからiへのk番目の開口部
からの換気量[m3/s]である。上記の式は部屋の数Nだけ
作ることができ、N元の連立一次方程式を解いて、室湿
度または潜熱負荷を計算することができる。
からの換気量[m3/s]である。上記の式は部屋の数Nだけ
作ることができ、N元の連立一次方程式を解いて、室湿
度または潜熱負荷を計算することができる。
【００５６】（熱負荷計算）熱負荷を求めるときは、上
記熱回路網計算の式２６において室温θに維持したい温
度を与え、同式の残差(H=Aθ-b)[W]として求められる。
すなわち設定温度、室内温度、熱容量が設定されること
により、負荷量＝室熱容量[J/m3]* (設定温度−室内温
度)で求められる。なお、冷房の場合は−１倍となる。
記熱回路網計算の式２６において室温θに維持したい温
度を与え、同式の残差(H=Aθ-b)[W]として求められる。
すなわち設定温度、室内温度、熱容量が設定されること
により、負荷量＝室熱容量[J/m3]* (設定温度−室内温
度)で求められる。なお、冷房の場合は−１倍となる。
【００５７】[第二実施形態]次に、本発明に係る建物の
換気量及び温度予測システムの第二実施形態について、
図５を用いて説明する。図５は本実施形態に係る熱及び
換気回路網計算のフローチャートであって、上記第一実
施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を
付して説明を省略する。
換気量及び温度予測システムの第二実施形態について、
図５を用いて説明する。図５は本実施形態に係る熱及び
換気回路網計算のフローチャートであって、上記第一実
施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を
付して説明を省略する。
【００５８】上記第一実施形態においては所定時間間隔
毎の各回の計算においては、換気回路網計算（Ｓ５）及
び熱回路網計算（Ｓ６）は各回において収束するまで複
数回繰り返すよう説明した。
毎の各回の計算においては、換気回路網計算（Ｓ５）及
び熱回路網計算（Ｓ６）は各回において収束するまで複
数回繰り返すよう説明した。
【００５９】しかし本実施形態においては、図５に示す
ように、換気回路網計算（Ｓ５）と熱回路網計算（Ｓ
６）を各回において１回のみ行い、結果を出力し、次の
時刻の計算に進む。
ように、換気回路網計算（Ｓ５）と熱回路網計算（Ｓ
６）を各回において１回のみ行い、結果を出力し、次の
時刻の計算に進む。
【００６０】上記の如く構成することにより、第一実施
形態に示したよりも若干の精度低下にはなるものの、よ
り短い期間で計算結果を得ることができる。換気回路網
は時間とともに刻々と変化する風向風速の影響によって
時間間隔毎の変化が激しいため、前の時刻の換気量を用
いて温度計算を行うことは大きな誤差を招く可能性が高
いのに対し、温度の変化は時間に対して比較的穏やかで
あり、前の時刻の温度を用いて換気量を計算してもそれ
ほど大きな誤差はおきないと考えられ、実際の計算でも
第一実施形態と第二実施形態では殆ど差はなかった。
形態に示したよりも若干の精度低下にはなるものの、よ
り短い期間で計算結果を得ることができる。換気回路網
は時間とともに刻々と変化する風向風速の影響によって
時間間隔毎の変化が激しいため、前の時刻の換気量を用
いて温度計算を行うことは大きな誤差を招く可能性が高
いのに対し、温度の変化は時間に対して比較的穏やかで
あり、前の時刻の温度を用いて換気量を計算してもそれ
ほど大きな誤差はおきないと考えられ、実際の計算でも
第一実施形態と第二実施形態では殆ど差はなかった。
【００６１】［計算例］図６は図で示されているような
レイアウトにおける建物内の温度分布を計算した例であ
る。屋外の条件は東京地方の寒い時期の気候であり、前
日の２２時までエアコンをつけて各部屋の温度を２０℃
にし、その後エアコンを切って成り行きに任せ、翌朝６
時における温度分布を示している。なおドアや窓などは
閉めた状態とし、換気扇などの強制換気は考慮する（以
下において、これを標準状態とする）。
レイアウトにおける建物内の温度分布を計算した例であ
る。屋外の条件は東京地方の寒い時期の気候であり、前
日の２２時までエアコンをつけて各部屋の温度を２０℃
にし、その後エアコンを切って成り行きに任せ、翌朝６
時における温度分布を示している。なおドアや窓などは
閉めた状態とし、換気扇などの強制換気は考慮する（以
下において、これを標準状態とする）。
【００６２】図６に示すように、１階よりも２階の方が
冷えていることがシミュレーションによって示され（ま
たは予測され）ている。これは単なる伝熱による熱移動
のほかに、暖かい空気が浮力により上昇するために、１
階は外気に比べて負圧、２階は正圧になる傾向をもって
いることによる影響が考慮されている。また便所など機
械的な排気を行っている部屋は負圧になるためそれを補
うために隣の廊下から空気の流入があり、さらにこの影
響で、廊下も負圧になりそれを補うために居間などの比
較的高温の部屋から気流が入ってきていて、このため他
の部屋と比べて室温が高くなっていることがシミュレー
ションによって示されている。
冷えていることがシミュレーションによって示され（ま
たは予測され）ている。これは単なる伝熱による熱移動
のほかに、暖かい空気が浮力により上昇するために、１
階は外気に比べて負圧、２階は正圧になる傾向をもって
いることによる影響が考慮されている。また便所など機
械的な排気を行っている部屋は負圧になるためそれを補
うために隣の廊下から空気の流入があり、さらにこの影
響で、廊下も負圧になりそれを補うために居間などの比
較的高温の部屋から気流が入ってきていて、このため他
の部屋と比べて室温が高くなっていることがシミュレー
ションによって示されている。
【００６３】このような気流やその連鎖による熱の移動
の影響は熱の計算のために伝熱による熱回路網だけでな
く換気回路網の計算を行ったことにより初めて計算でき
ることであり、一方換気回路網の、特に浮力の影響の計
算のためには熱回路網の計算が必要である。すなわち両
方の回路網を交互に解いた事により初めて可能となるシ
ミュレーション結果である。
の影響は熱の計算のために伝熱による熱回路網だけでな
く換気回路網の計算を行ったことにより初めて計算でき
ることであり、一方換気回路網の、特に浮力の影響の計
算のためには熱回路網の計算が必要である。すなわち両
方の回路網を交互に解いた事により初めて可能となるシ
ミュレーション結果である。
【００６４】図７は、上記レイアウトにおける建物内の
換気回数の分布を表している。ここで換気回数とは、所
定時間の間に流通する空気の量を部屋等の容積で割った
値であり、室内の空気が入れ替わった回数を示してい
る。図７はドアなどを閉めた状態（標準状態）におい
て、自然に発生する風向、風量の風に対応した内部換気
程度の分布を示している。
換気回数の分布を表している。ここで換気回数とは、所
定時間の間に流通する空気の量を部屋等の容積で割った
値であり、室内の空気が入れ替わった回数を示してい
る。図７はドアなどを閉めた状態（標準状態）におい
て、自然に発生する風向、風量の風に対応した内部換気
程度の分布を示している。
【００６５】図８は、上記標準状態に対して、二階階段
ホールに接する窓を少し開けた場合であって、いずれも
適当な一日分の平均値を表示している。図に示すよう
に、閉め切った場合に比して、建物のすきま面積が拡大
した場合を想定し、二階階段ホールに接する窓を開けた
方が、当該ホールに隣接する部分の換気が増えているこ
とがわかる。
ホールに接する窓を少し開けた場合であって、いずれも
適当な一日分の平均値を表示している。図に示すよう
に、閉め切った場合に比して、建物のすきま面積が拡大
した場合を想定し、二階階段ホールに接する窓を開けた
方が、当該ホールに隣接する部分の換気が増えているこ
とがわかる。
【００６６】図９は、二階階段ホールに接する窓を少し
開けた場合における建物内の温度分布を計算した例であ
る。このように、隙間を変化させた場合の換気性状が異
なることにより、これを考慮して計算を行った結果、建
物内の温度分布もその影響を受けて変わることがわか
る。すなわち、図９に示すように、二階階段ホール及び
これに隣接する廊下、及びこれに連結している一階の階
段部分は、換気量が増加すると共に、温度が下がってい
ることがわかる。
開けた場合における建物内の温度分布を計算した例であ
る。このように、隙間を変化させた場合の換気性状が異
なることにより、これを考慮して計算を行った結果、建
物内の温度分布もその影響を受けて変わることがわか
る。すなわち、図９に示すように、二階階段ホール及び
これに隣接する廊下、及びこれに連結している一階の階
段部分は、換気量が増加すると共に、温度が下がってい
ることがわかる。
【００６７】
【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る建物の
換気量及び温度予測システムは、換気回路網計算に熱移
動、熱発生の影響を考慮することにより、建物内の換気
状況及び温度状況を高い精度で予測し、合わせて室内空
気質の状況を的確に予測することができる。
換気量及び温度予測システムは、換気回路網計算に熱移
動、熱発生の影響を考慮することにより、建物内の換気
状況及び温度状況を高い精度で予測し、合わせて室内空
気質の状況を的確に予測することができる。
【図１】本願にかかる予測システムの概念図である。
【図２】第一実施形態にかかる熱及び換気回路網計算の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】熱的に厚い部位周辺の変数定義を説明する図で
ある。
ある。
【図４】土間床のモデルを説明する図である。
【図５】第二実施形態にかかる熱及び換気回路網計算の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】建物内の標準状態における温度分布の計算例を
示す図である。
示す図である。
【図７】建物内の標準状態における換気回数分布の計算
例を示す図である。
例を示す図である。
【図８】すきま面積が拡大した場合の換気回数分布の計
算例を示す図である。
算例を示す図である。
【図９】すきま面積が拡大した場合の温度分布の計算例
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】従来の換気回路網計算の概念図である。
C …熱容量 H …厚い部位 J …表面に得られる熱量 R …有効熱容量 T …表面温度 d …幅 γ …境界層熱抵抗 θ …温度
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L060 AA05 CC02 CC03 CC09 CC14 DD08 EE27 3L061 BA07 5B046 AA03 BA01 DA09 JA07
Claims (8)
- 【請求項１】 任意の時間の、建物の各室の温度及び室
間若しくは建物内外間の換気量を予測するシステムであ
って、 各室の形状及び壁、床、開口部など室相互の接続関係を
含む邸別データと、風速及び外気温度を含む気象データ
とを入力する入力手段と、 所定時間間隔毎に各室毎の温度および換気量を計算する
計算手段と、 計算結果を出力する出力手段とを有し、 前記計算手段は、 温度による空気の密度の違いによる浮力を考慮して、室
間相互の圧力差と開口部の流量の関係から各室における
空気の換気量を求め、かつ各室における空気の流出入の
総和を０に維持することにより各開口部毎の換気量を計
算し、 換気による空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互の熱
の入出量により各室毎の温度を計算し、 所定時間間隔毎に、毎回、上記換気量と温度とを交互に
複数回計算して収束させることにより、換気量及び温度
を計算することを特徴とする建物の換気量及び温度予測
システム。 - 【請求項２】 任意の時間の、建物の各室の温度及び室
間若しくは建物内外間の換気量を予測するシステムであ
って、 各室の形状及び開口部を含む邸別データと、風速及び外
気温度を含む気象データとを入力する入力手段と、 所定時間間隔毎に各室毎の温度および換気量を計算する
計算手段と、 計算結果を出力する出力手段とを有し、 前記計算手段は、 温度による空気の密度の違いによる浮力を考慮して、室
間相互の圧力差と開口部の流量の関係から各室における
空気の換気量を求め、かつ各室における空気の流出入の
総和を０に維持することにより各開口部毎の換気量を計
算し、 換気による空気に伴う熱の移動を考慮して各室相互の熱
の入出量により各室毎の温度を計算し、 所定時間間隔毎に、前時間で算出した温度を用いて換気
量を先に計算し、その換気量の計算結果を用いて温度を
計算することを特徴とする建物の換気量及び温度予測シ
ステム。 - 【請求項３】 前記邸別データには、建物を構成する部
材若しくは部位の熱容量を含むことを特徴とする請求項
１又は２記載の建物の換気量及び温度予測システム。 - 【請求項４】 前記邸別データには、室内に配置された
任意の発熱源を含むことを特徴とする請求項１又は２記
載の建物の換気量及び温度予測システム。 - 【請求項５】 前記邸別データにはあらかじめ指定した
条件で作動する空調装置を含み、その条件に基づいて与
えられた温度条件を維持するために必要な熱負荷を計算
することを特徴とする請求項１又は２記載の建物の換気
量及び温度予測システム。 - 【請求項６】 前記気象データには日射量のデータを含
み、 前記計算手段は、前記気象データから得られた日射又は
放射による熱の授受を考慮して各室毎の温度を計算する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の建物の換気量及
び温度予測システム。 - 【請求項７】 前記気象データには外気湿度のデータを
含み、 前記邸別データには任意の化学物質発生源、吸湿材、あ
るいは拡散物質吸着剤を含み、 前記計算手段は、得られた換気量及び温度を用いて、所
定時間間隔毎に、各室毎の湿度または化学物質の濃度を
各室相互の拡散を考慮して計算することを特徴とする請
求項１又は２記載の建物の換気量及び温度予測システ
ム。 - 【請求項８】 前記邸別データには、あらかじめ指定し
た条件で作動する調湿装置を含み、その条件に基づいて
与えられた温度条件を維持するために必要な潜熱負荷を
計算することを特徴とする請求項１又は２記載の建物の
換気量及び温度予測システム。
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