JP6649913B2 - 指標算出システム - Google Patents

Description

本発明は、建物の設計によって、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の指標を算出するための指標算出システムに関する。

従来、省エネルギー化を図りつつ、夏場のような温暖な時期であっても快適な居住環境を形成することが可能な住宅等の建物の自然換気に係る技術が知られている。
特許文献１に記載の技術においては、水の貯留が可能な庭が建物に隣接して設けられており、水の気化熱により低下した庭の空気を開口部から屋内空間へ流入させて、屋内空間に快適な居住環境を形成することができる。
特許文献２に記載の技術においては、採風用の窓開口部から最も離間した位置に配置された階段室と、この階段室の上部に設けられた天窓およびシーリングファンを利用して建物内の換気を行っている。すなわち、窓開口部から採り込んだ外気を、部屋の内部を通り抜けさせて階段室まで到達させることで、空気を流通させることができる。

また、建物の省エネ性能を明確にすることが可能な暖冷房負荷削減の指標値の算出システムについて知られている。
特許文献３に記載の技術においては、太陽の光や風を時期に応じて屋内空間に取り入れることができるように建物を設計し、設計段階の建物における暖冷房負荷とＱ値（熱損失係数）から当該建物の熱負荷を算出し、省エネ効果を数値化することができる。

特開２００７−１６２３８８号公報 特開２０１０−１１６６７０号公報 特開２０１４−１９１５８２号公報

ところで、近年では、ＺＥＨ（Net Zero Energy House）における一次エネルギー消費計算の基準など、建物・設備のエネルギー性能の評価手法は整備されてきているものの、建物における環境計画や建築的工夫によって得られる快適性は数値化されておらず、その効果が見えにくいため、建物の設計者や購入予定者を始めとするユーザにとっては評価しにくいものとなっていた。四季を伴う我が国の気候風土においては、手法によっては夏と冬では相反する効果をもたらす場合があるが、相互の関係を同時に評価する手法は見られない。
また、熱損失係数であるＱ値を利用して建物の性能評価を行うにしても、そもそもＱ値は建物全体の平均値であるために細かな部分までは判断できない。しかも、Ｑ値は、一般的に浸透しているとは言い難く、ユーザが容易に評価できないという問題もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、建物の仕様及び設計プランにおける快適性を指標化し、建物の仕様及び設計プランにおける快適性を容易に評価することが可能な指標算出システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、例えば図１から図７に示すように、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計によって、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の指標を算出するための指標算出システムであって、
前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの温熱に係る二次データを算出するための、一次データを入力する一次データ入力手段（例えば、第一各種情報入力欄２０、第二各種情報入力欄２１、気象データ取得プログラム６ａ）と、
前記一次データから算出された前記二次データに基づいて、前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内における特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データを算出する三次データ算出手段（例えば、温度算出プログラム６ｂ）と、
前記特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データが所定の基準値に該当するか否かを判定する判定手段（例えば、温度判定プログラム６ｃ）と、
前記判定手段によって前記基準値に該当すると判定された三次データを抽出し、当該基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算して、その積算時間を算出する積算手段（例えば、積算プログラム６ｄ）と、
前記積算手段によって積算された前記積算時間を、前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの快適性を評価する場合の第一指標（例えば、非空調快適時間表示欄３４）として表示する表示手段（例えば、表示部４）と、
前記一次データに振り分けられたポイントを加算するポイント加算手段（ポイント加算プログラム２ｅ）と、を備え、
前記一次データには、前記建物のスペックに関する情報や周囲の環境に関する情報である建物情報と、
当該建物情報に関する設問と、が含まれ、
前記一次データのうち前記設問に対する回答が入力されると反映される前記建物情報には前記ポイントが振り分けられており、
前記表示手段は、前記ポイント加算手段によってポイントを加算した結果を、前記建物の快適性を評価する場合の第二指標（例えば、微気候グレード表示欄３１）として表示することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算して算出された積算時間を、表示手段によって、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける快適性を評価する場合の第一指標として表示するので、基準値に該当する三次データである時間が、特定期間中にどれだけあるか視認できることとなる。これによって、ユーザは、建物の温熱に係る二次データから得た建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける温熱に基づく快適性を容易に評価することができる。
また、表示手段は、ポイント加算手段によってポイントを加算した結果を、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの快適性を評価する場合の第二指標として表示するので、ユーザは、第一指標とは異なる指標に基づいて建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの性能を評価することができる。すなわち、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける性能を評価するに当たって二つの指標を用いることができるので、ユーザにとって建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける評価を行いやすくなる。

請求項２に記載の発明は、例えば図５に示すように、請求項１に記載の指標算出システムにおいて、
前記一次データ入力手段には、特定期間の単位時間ごとの気象データを取得する気象データ取得手段（気象データ取得プログラム６ａ）が含まれており、
前記気象データは、前記一次データに含まれるものであることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、特定期間の単位時間ごとの気象データが、一次データに含まれるものであるため、この気象データに基づいて、特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データを算出することができる。

請求項３に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１又は２に記載の指標算出システムにおいて、
前記表示手段は、
前記積算手段によって積算された前記積算時間を夏期と冬期と中間期に分けて表示することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、表示手段は、積算手段によって積算された積算時間を夏期と冬期と中間期（例えば春期・秋期）に分けて表示するので、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける夏期と冬期と中間期の温度に基づく快適性を容易に評価することができる。

請求項４に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１から３のいずれか一項に記載の指標算出システムにおいて、
前記表示手段は、
前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内における特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データのうち特定の時間帯の前記三次データと、前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが比較仕様で設計された場合における特定の時間帯の前記三次データと、を比較表示することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１から４のいずれか一項に記載の指標算出システムにおいて、
前記表示手段は、
前記第一指標と、前記建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが比較仕様で設計された場合における前記積算時間と、を比較表示することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、表示手段は、第一指標と、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが比較仕様で設計された場合における積算時間と、を比較表示するので、ユーザは、比較仕様で設計された場合の建物との性能の差を容易に評価することができる。

本発明によれば、建物の仕様及び設計プランにおける快適性を指標化し、建物の仕様及び設計プランにおける快適性を容易に評価することができる。

建物の設計による快適性を評価するための評価表を示す図である。 指標算出システムによって評価される建物プランの一例を示す図である。 指標算出システムによって評価される建物プランの一例を示す図である。 指標算出システムによって評価される建物プランの一例を示す図である。 指標算出システムの構成を示すブロック図である。 建物情報が入力される各種情報入力欄を示す図である。 建物の通風に関する設計手法について説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。

本実施形態の指標算出システムは、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計によって、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の指標（第一指標、第二指標）を算出するためのものであり、図１に示すように、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける快適性に関する情報が表示された複数の欄３１〜３６を有する評価表３０を、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計者や建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの購入予定者等のユーザに提示することができる。すなわち、図１には、快適性に係る第一指標（非空調快適時間表示欄３４）及び第二指標（微気候グレード表示欄３１）について示されている。
そして、このように第一指標及び第二指標を算出できると、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計段階において、ユーザが、当該建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける快適性を評価することができるので、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの販売者が使用する営業ツールとして使用したり、必要に応じて適宜設計変更を行ったりすることができる。

図２〜図４は、指標算出システムによって評価される設計段階の建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが模式的に表されたものであり、図２〜図４に示すような設計手法を取り入れることによって、居住環境の快適性を向上させることができるようになっている。すなわち、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、居住環境の快適性を向上させるのに好適なモデルケースである。

図２（ａ），（ｂ）は、設計手法の一つとして、建物１０Ａにおける異なる方位の外壁に開口部１１，１２を形成することで、外気を室内に効果的に取り入れることを説明するためのものである。
図２（ａ）においては、居室の対向する双方の外壁に対して開口部１１，１２が形成された状態と、居室の直交する双方の外壁に対して開口部１１，１２が形成された状態が示されている。
図２（ｂ）においては、建物１０Ａの対向する双方の外壁に対して開口部１１，１２が形成されるとともに、これら開口部１１，１２が形成された双方の外壁間に内壁が設けられ、この内壁に室内開口部１３が形成された状態が示されている。
すなわち、図２においては、建物１０Ａ内に効果的に外気を取り入れる場合に、異なる方位に位置する外壁に対して、外気の取入口と、外気の排出口とを形成した方が好適であることを説明している。

図３は、設計手法の一つとして、建物１０Ｂ内における温度差を利用して空気の流れを形成し、換気・排熱を促すことを説明するためのものである。
すなわち、図３においては、温かい空気が上昇する性質を利用して、一方の外壁に形成された開口部１４から取り入れた空気を、対向する他方の外壁側に設けられた吹抜けの高窓１５やトップライト１６から排出する状態が示されている。
このような換気の形態によれば、建物１０Ａの内外温度差を利用して上下方向に空気の流れを形成することで換気を行うことができるので、図２に例示した建物１０Ａのように必要な換気量を確保するために必要な大きさの開口部を形成できない場合に好適である。

図４は、設計手法の一つとして、建物１０Ｃ内の居室における天井高が高い場合に、当該居室内における温度差を利用して空気の流れを形成し、換気・排熱を促すことを説明するためのものである。
すなわち、図４においては、温かい空気が上昇する性質を利用して、居室の外壁に形成された開口部１７から取り入れた空気を、当該居室の上部にある高窓１８やトップライト１９から排出することが可能な状態が示されている。また、吹抜けの高窓１５やトップライト１６から排出する状態が示されている。
このような換気の形態によれば、上下方向に空気の流れを形成することで換気を行うことができるので、図２に例示した建物１０Ａのように必要な換気量を確保するために必要な大きさの開口部を形成できない場合に好適である。

以上のように設計される建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の指標（第一指標、第二指標）を算出する指標算出システムは、一次データ入力手段と、二次データ算出手段と、三次データ算出手段と、判定手段と、積算手段と、表示手段と、ポイント加算手段と、補正手段と、を備える。
このような指標算出システムは、汎用のコンピューターを利用した指標算出装置１によって構成されている。そして、指標算出システムにおける各種手段は、図５に示すように、指標算出装置１が備える制御部２と、入力部３と、表示部４と、通信部５と、記憶部６と、当該記憶部６に記憶される各種データ、各種プログラムと、を適宜協働させることによって実行可能となっている。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、指標算出システム用の各種処理プログラムに従って各種動作を行う。すなわち、当該制御部２による制御に基づいて、指標算出システムを構成する各種手段を実行することができる。

入力部３は、指標算出装置１に対して各種指示を入力するためのものである。具体的には、文字、数値等を入力するためのデータ入力キーや、データの選択、送り操作等を行うための上下左右移動キーや各種機能キー等によって構成される操作部を備えている。制御部２は、入力部３から出力され入力された操作信号に従って所定の動作を各部に実行させる。

表示部４は、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等によって構成されており、指標算出システムによって作成される評価表３０を表示する。

通信部５は、モデムやルーター等によって構成され、インターネット等のネットワークＮを通じて外部と信号の送受信を行うようになっている。本実施形態では、外部の気象情報データベース７にアクセスすることができる。

記憶部６は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の大容量記録媒体によって構成されており、評価表３０の作成に必要な各種データや各種プログラムを記憶する。
評価表３０の作成に必要な各種データは、記憶部６に予め記憶されているものと、システム内に入力されるものであり、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの熱負荷データを算出するための建物情報（図６参照）や、後述する気象データ取得手段によって取得した気象データ等が挙げられる。
評価表３０の作成に必要な各種プログラムとは、上述の指標算出システムを構成する各種手段を実行するために必要なプログラムである。このような各種プログラムとしては、図５に示すように、気象データ取得プログラム６ａ、三次データ算出プログラム６ｂ、判定プログラム６ｃ、積算プログラム６ｄ、ポイント加算プログラム６ｅが挙げられる。

一次データ入力手段は、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの温熱に係る二次データを算出するための一次データを入力する手段である。当該一次データ入力手段における“入力”は、システム内に一次データを取り込む行為の全般を指しており、特に限定されるものではない。すなわち、一次データの入力には、一次データを記憶部６に予め記憶させておくこと、外部から一次データを取得すること、入力部３を通して一次データを入力すること等が含まれているものとする。そして、記憶部６に予め記憶された一次データ、外部から取得した一次データ、入力部３を通して入力された一次データによって、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの二次データ（後述する）を算出することができる。
この一次データ入力手段には、特定期間の単位時間ごとの気象データを取得する気象データ取得手段が含まれている。気象データは、一次データに含まれるものであり、予め記憶部６に記憶されていてもよいし、気象データ取得手段によって外部から取得してもよい。気象データ取得手段については、後述する。
図６に示すように、一次データは、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計時に提示される各種情報入力欄２０，２１に必要事項を入力することによって、建物に係る情報が記憶部６に蓄積されることとなる。このように蓄積された一次データは、後述する三次データ算出手段によって用いられ、二次データが算出される。

なお、図６（ａ）に示す床面積等の数値（すなわち、一次データ）は、ＬＤＫ室を含む６つの部屋が配設された建物１０Ａ（１０Ｂ，１０Ｃ）の数値である。
建物方位の項目は、図２や図７に示すような建物平面図の下側にある壁面がどちらの方角を向いているかを指しており、本実施形態においては、南向きとなっている。
主たる居室面積の項目は、リビングとダイニングとキッチンの機能を一室に併存させたＬＤＫ室が想定されており、本実施形態においては、３３．１２平方メートルとされている。
その他の居室面積の項目は、建物１０Ａ（１０Ｂ，１０Ｃ）の二階に配設された寝室等が想定されており、本実施形態においては、５０．５１平方メートルとされている。その他の居室面積の項目における各部屋の面積等は、予め特定した比率と入力した一次データによって算出するようになっている。

ここで、一次データには、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのスペックに関する情報や周囲の環境に関する情報と、これらの情報に関する設問と、気象データと、内部発熱スケジュールデータと、設備機器稼動スケジュールデータと、が含まれている。
なお、一次データにおける設備機器稼動スケジュールデータは、後述する三次データに含まれる単位時間ごとの温度データを、空調機を始めとする冷暖房の稼動状況に応じて補正する補正手段に利用される。温度データを算出するに当たって空調機等の稼動が想定されている時間が予め設定されており、そのような時間における温度データは、設備機器稼動スケジュールデータに基づいて補正手段によって、所定の基準温度に該当するように補正される。
補正手段は、制御部２と、設備機器稼動スケジュールデータと、図示しない補正プログラムとの協働により、温度データの補正を行うことができる。

図６に示す第一各種情報入力欄２０には、「省エネルギー地域区分」、「建物方位」、「１階面積」、「主たる居室面積」、「周辺建物状況」等を始めとする、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのスペックに関する情報や周囲の環境に関する情報が入力される。
図６に示す第二各種情報入力欄２１は、「自然風の利用」、「日射遮蔽」、「日射取得」、「断熱」、「設備補助」、「半屋外空間」という項目に分けられ、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのスペックに関する情報や周囲の環境に関する情報に関する設問に対する回答が入力される。具体的には、設計中の建物プランが、設問された事項が該当するものであった場合には「○」で回答し、設問の事項に該当しない場合は無回答「−」と表示される。
また、この第二各種情報入力欄２１における設問は、今回提案の建物と、比較対象となる建物の仕様とに共通している。すなわち、今回提案の建物と、比較対象となる建物の仕様のそれぞれについて回答すれば、双方の建物情報を反映できる。
そして、これら一次データにはポイントが振り分けられており、当該ポイントは、後述する第一指標又は第二指標を表示するために用いられる。

項目「自然風の利用」には、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内の通風に関する設計手法について複数の項目が挙げられている。なお、この項目「自然風の利用」には、図２〜図４，図７に例示した手法が記載されている。
項目「日射遮蔽」には、開口部からの日射取得を抑制するための設計手法について複数の項目が挙げられている。
項目「日射取得」には、開口部からの日射取得を促進するための設計手法について複数の項目が挙げられている。
項目「断熱」には、壁や床、窓等の断熱性能に基づく設計手法について複数の項目が挙げられている。
項目「設備補助」には、自然換気を補助するための装置・システムに係る設計手法について複数の項目が挙げられている。
項目「半屋外空間」には、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの屋内空間と屋外空間との境界に位置する半屋外空間に係る設計手法について複数の項目が挙げられている。
なお、各項目の「レベル」の欄には、今回提案の建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおけるポイントが表示される。

気象データ取得手段は、特定期間の単位時間ごとの気象データを取得するための手段であり、制御部２と通信部５と気象データ取得プログラム６ａとの協働により、ネットワークＮを通じて、外部の気象情報データベース７から気象データを取得することができる。
気象データには、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが建築される地域における特定期間の単位時間ごとのデータ（気温、日射量等）と、地域特有のデータ（主風向等）と、が含まれている。
主風向等の地域特有のデータが含まれていると、当該データを使用することで、図７に示すように建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計に活かすことができる。すなわち、地域特有の風向き等を考慮して建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計を行うことができるので、換気効率の向上を図ることができる。
なお、この気象データ取得手段における特定期間とは、過去における一定範囲の期間であり、例えば一年間である。一年間である場合、少なくとも季節ごとの気象データを取得できるので好ましい。さらに、単位時間とは、特定期間の気象データを取得する場合の基準となる時間の単位であり、例えば一時間である。本実施形態では、特定期間が一年間であり、単位時間が一時間である場合について説明する。

以上のような一次データから、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの温熱に係る二次データを算出することができる。換言すれば、本実施形態における指標算出システムは、二次データ算出手段を備えているものとする。すなわち、図示しない二次データ算出プログラムがあり、制御部２の協働により、二次データを算出することができるようになっている。
このような二次データには、冷暖房負荷データと、温熱環境物理要素データと、が含まれている。温熱環境物理要素データは、空気温度、放射温度、気流、湿度に関するデータ及びこれらのデータを算出するために用いられる面積や気積に関するデータである。なお、空気温度は、そのまま指標値として用いてもよい。

三次データ算出手段は、一次データから算出された二次データに基づいて、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内における単位時間ごとの三次データを算出するための手段であり、制御部２と三次データ算出プログラム６ｂとの協働により、単位時間ごとの温度データを算出することができる。
また、この三次データ算出手段によれば、単位時間ごとの室内環境に係る三次データを算出するために、後述のような種々の計算が行われる（［三次データ算出手段の説明］参照）。そして、算出された単位時間ごとの三次データは、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計による快適性を評価するための第一指標を導き出すために用いられる。
このような三次データには、作用温度、不快指数、ＰＭＶ（Predicted Mean Vote：予測平均温冷感）、ＳＥＴ*（Standard new Effective Temperature：新標準有効温度）、ＷＢＧＴ（Wet-Bulb Globe Temperature：湿球黒球温度）等が含まれている。

判定手段は、単位時間ごとの三次データが所定の基準値に該当するか否かを判定するための手段であり、制御部２と判定プログラム６ｃとの協働により、特定期間の単位時間ごとの三次データの中から、所定の基準値に該当するデータを判定することができる。
ここで、所定の基準値とは、三次データが、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内における単位時間ごとの温度データである場合には基準温度であり、このような所定の基準温度は、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内で空調機（空気調和機、エアコン等）を使用しないと想定した温度に基づいて設定されている。空調機を使用しないと想定した時間とは、個人差や地域等の環境によって異なるが、例えば２２℃〜２７℃程度に設定されている。

積算手段は、上述の判定手段によって基準値に該当すると判定された三次データを抽出し、当該基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算して、その積算時間を算出するための手段であり、制御部２と積算プログラム６ｄとの協働により、基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算することができる。
ここで、三次データが、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内における単位時間ごとの温度データである場合、所定の基準温度に該当する温度データ分の単位時間は、上述のような、空調機を使用しないと想定した温度に基づくものであるため、以下、非空調快適時間と称する（図１の非空調快適時間表示欄３４では「Viki Time」と表記している）。つまり、積算手段によって、一年間に何時間分の非空調快適時間が発生するかを導き出すことができる。

表示手段は、上述の積算手段によって積算された積算時間を、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの快適性を評価する場合の第一指標として表示するための手段であり、制御部２と表示部４との協働により、第一指標を表示部４に表示することができる。
第一指標は、上述の非空調快適時間の積算時間を表示したものであり、図１に示すように、夏期と、冬期と、春秋の中間期とに分けて表示される。

ポイント加算手段は、上述のように建物情報に振り分けられたポイントを加算するための手段であり、制御部２とポイント加算プログラム６ｅとの協働により、建物情報に振り分けられたポイントを加算することができる。
ポイント加算手段によって建物情報に係るポイントを加算した結果は、記憶部６に蓄積されることとなる。このように蓄積されたポイント加算結果は、後述する表示手段によって用いられ、第二指標を表示するために用いられる。

以上のような指標算出システムによれば、設計中の建物プランが、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の具体的な数値を算出することができることとなる。同様の手法によって、設計中の建物プランだけでなく、比較仕様で設計された建物（図示せず）の快適性についても算出することができる。したがって、設計中の建物プランにおける快適性に係る数値と、比較仕様で設計された建物における快適性に係る数値とを、表示手段によって比較表示することが可能となっている。

［評価表の説明］
次に、表示手段によって表示部４に表示される評価表３０について説明する。
この評価表３０は、図１に示すように、微気候グレード表示欄３１と、ＬＤＫ室温予想値表示欄３２と、冬期朝のＬＤＫ室温推移表示欄３３と、非空調快適時間表示欄３４と、ＬＤＫ在室時間の内訳表示欄３５と、他仕様との比較表示欄３６と、を備える。

微気候グレード表示欄３１は、図６に示す第二各種情報入力欄２１における設問で回答した事項に基づいて作成される第二指標を表示する欄であり、図２〜図４に示すような建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける微気候のグレードが表示されている。本実施形態では、「★」の数と、「☆」の数によってグレードを表している。グレードは数字が高いほど微気候デザイン手法の効果が高く、例えばグレード４の場合は、「★」が４つ表示され、「☆」が１つ表示される。
より詳細に説明すると、第二指標は、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける微気候のグレードであり、本実施形態では、「★」の数によって５段階評価している。したがって、ユーザは、「★」の数が多ければ多いほど微気候デザイン手法の効果が高いと一目で確認することができるようになっている。

また、微気候グレード表示欄３１中には、グレードを表示するだけでなく、第二各種情報入力欄２１の各項目「自然風の利用」、「日射遮蔽」、「日射取得」、「断熱」、「設備補助」、「半屋外空間」ごとのポイントに基づいて作成されるグラフを表示することができる。
このようなグラフも、項目分けされた第二指標の一つであり、ユーザは、各項目「自然風の利用」、「日射遮蔽」、「日射取得」、「断熱」、「設備補助」、「半屋外空間」のバランスの良し悪しを一目で確認することができるようになっている。

ＬＤＫ室温予想値表示欄３２には、温度算出手段による温度データに基づいて算出された、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの主居室（ＬＤＫ）となる部屋の予想温度が、「冬期の起床時」と「夏期の夕方帰宅時」に分かれてグラフ表示されている。
また、このＬＤＫ室温予想値表示欄３２においては、今回の「提案仕様」の予想値と、「比較仕様」の予想値と、「２０年前の仕様」の数値と、をグラフで比較表示することができる。「提案仕様」とは、今回の設計によって導き出された数値であり、「比較仕様」とは、例えば前回、設計者から購入予定者に提案した際の数値や、標準仕様における数値である。
このようなＬＤＫ室温予想値表示欄３２に表示された予想温度から、ユーザは、在室時間の長い主居室における快適性について一目で確認することができる。

冬期朝のＬＤＫ室温推移表示欄３３には、温度算出手段による温度データに基づいて算出された、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの主居室（ＬＤＫ）における、冬期朝の室温推移についてグラフ表示されている。
また、このＬＤＫ室温推移表示欄３３においては、今回の「提案仕様」の予想室温と、「比較仕様」の予想室温と、「２０年前の仕様」の室温と、をグラフで比較表示することができる。
このようなＬＤＫ室温推移表示欄３３に表示された予想室温から、ユーザは、在室時間の長い主居室における朝方の快適性について一目で確認することができる。

非空調快適時間表示欄３４には、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの主居室（ＬＤＫ）における非空調快適時間の積算時間の長さ（すなわち、第一指標）が、「夏期」と「冬期」と「中間期（例えば春期・秋期）」に分かれてグラフ表示されている。
また、この非空調快適時間表示欄３４においては、今回の「提案仕様」の数値と、「比較仕様」の数値と、「２０年前の仕様」の数値と、をグラフで比較表示することができる。
このような非空調快適時間表示欄３４に表示された非空調快適時間の長さである第一指標から、ユーザは、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内で空調機を使用しないで済む時間の長さを一目で確認することができる。より詳細には、特定期間（本実施形態では一年間）における非空調快適時間の長さを容易に確認することができる。

ＬＤＫ在室時間の内訳表示欄３５には、非空調快適時間の長さを含む建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの主居室（ＬＤＫ）における在室時間の内訳がグラフ表示されている。
また、この内訳表示欄３５においては、今回の「提案仕様」の数値と、「比較仕様」の数値と、「２０年前の仕様」の数値と、をグラフで比較表示することができる。
このような内訳表示欄３５に表示されたＬＤＫ在室時間の内訳から、ユーザは、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ内で空調機を使用しないで済む時間の長さを一目で確認することができる。

他仕様との比較表示欄３６には、今回の「提案仕様」の数値と、「比較仕様」の数値又は「２０年前の仕様」の数値とを比較して、具体的にどの程度、非空調快適時間が長くなったかを時間数で表示している。また、その時間数が、一日あたりに換算した場合の時間数を表示している。

以上のような評価表３０によれば、ユーザは、第一指標及び第二指標とその詳細に係る情報について一目で確認することができる。
また、評価表３０は、表示手段によって表示部４に表示されるだけでなく、図示しないプリンター等によって出力して確認できるようにしてもよい。

［三次データ算出手段の説明］
年間の毎時の室温と冷暖房負荷は以下のように計算する。なお、以下の説明は、建物１０Ａ（１０Ｂ，１０Ｃ）に配設された６つの部屋のうち、１つの部屋（例えばＬＤＫ室）を対象としたものである。

室温は、その室における熱収支式を解くことで算出する。時別の熱収支式は下式である。
室が保持する熱量差＝熱貫流量＋換気による熱の移動量＋窓からの日射取得熱量＋内部発熱量＋空調機による熱量（冷暖房負荷）・・・（式１）
室外界との熱のやり取りは、建物構成要素である壁、床、天井、窓等における熱の対流や伝導により行われる「熱貫流」、換気装置や窓を介して流入する外部風による圧力差や室内外温度差の圧力差による空気の移流により行われる「換気」、窓などの透明部位からの「日射取得」がある。また、室内で発生する内部発熱には、在室者、家電、照明等による発熱がある。
＜熱貫流量＞
熱貫流量は、一次データに基づいて設定された各部位の熱貫流率（二次データ）と、熱貫流部位の面積（二次データ）、室内外温度差（二次データ）を掛け合わせることで計算する。
なお、室内外温度差は、一次データに含まれる気象データに基づく外気温と、仮定した室内温度との差である。
＜換気による熱の移動量＞
換気による熱の移動量については、一次データに基づいて設定された換気用窓の組み合わせや主風向のデータから計算対象室における換気回数（一次データから求められる二次データ）を求め、その換気回数と一次データに基づいて設定された室の気積（二次データ）、空気容積比熱（二次データ）、内外温度差（二次データ）を掛け合わせることで計算する。
＜窓からの日射取得熱量＞
窓からの日射取得熱量については、一次データに基づいて設定された窓の日射熱取得率（二次データ）、窓面積（二次データ）、気象データから得られる壁面日射量（二次データ）を掛け合わせることで計算する。
＜内部発熱量＞
内部発熱量については、内部発熱スケジュールデータ（一次データ）から、在室者、家電、照明等からの発熱量を抽出し、積算して算出した内部発熱量（内部発熱データ）は、二次データである。
＜空調機による熱量＞
空調機による熱量（冷暖房負荷）は、二次データであり、上述の冷暖房負荷データに該当する。設備機器稼動スケジュールデータにおいて空調機器がオフの場合は０（ゼロ）である。空調がオンの場合については後述する。

室が保持する熱量差は、下式で表される。
室が保持する熱量差＝現時刻室温と前時刻室温の差×室の熱容量・・・（式２）
＜室の熱容量＞
室の熱容量は、室を構成する部材の容積比熱と、建物の面積等の情報から計算される二次データである。
建物の面積等の情報は、建物１０Ａ（１０Ｂ，１０Ｃ）における各部位（外壁、床、天井）の仕様ごとに異なる予め記憶部６に記憶された係数（一次データ）から一次データに基づいて設定された係数と各部位の面積（二次データ）とを掛け算して計算する。

上記の式１と式２を各室ごとに立てると、複数の室による連立方程式が得られる。この連立方程式をガウス・ザイデル法などの連立一次方程式の解法（陰解法）により、毎時の各室の室温を得ることができる。

設備機器稼動スケジュールデータにおいて空調機器がオンの場合は、いったん室温を未知数、空調機器による熱量を０（ゼロ）として計算を行って室温を算出する。
その結果、設定温度に達しなかった場合は、空調機器による熱量を未知数、室温を設定温度として再計算する。その結果、毎時の空調機器による熱量（冷暖房負荷）を得る。
空調機による熱量（冷暖房負荷）は、暖房の場合はプラス値になり、冷房の場合はマイナス値になる。

以下は図７での計算例を説明するための各表（表Ｉ〜表Ｖ）である。得られた連立方程式をガウス・ザイデル法で収束計算を行い、ＬＤＫ室の現時刻室温として２６．８℃が得られたときの計算結果を示す。

上述の＜熱貫流量＞は、以下の表Ｉのようになる。室内流入をプラス、室外流出をマイナスとする。
なお、表Ｉの「部位」の項目における各部位は、建物を構成する各部位であり、これら各部位には予め係数が設定されている（記憶部６に予め格納されている。）。例えば天井であれば、高さ２．４メートルという係数が設定されている。また、係数は、上述の設問に対する回答（各部位の仕様）によって変化する。
また、「窓」における開口率に対して建物の各壁面に配置される開口部の比率の数値（係数）は固定されている。

上述の＜換気による熱の移動量＞は以下の表のように求められる。室内流入をプラス、室外流出をマイナスとする。
なお、「気積」における項目は、室の面積×２．４（天井高）によって算出される。
また、表ＩＩにおける換気回数設定の条件は、図６（ｂ）に示す第二各種情報入力欄２１の「自然風の利用」という項目における回答結果に基づく。

上述の＜窓からの日射取得熱量＞は以下の表のように求められる。室内流入をプラス、室外流出をマイナスとする。
なお、表ＩＩＩにおける「日射熱取得率」の項目における数値と、「壁面日射量」における数値は、サッシの種類によって変化する。サッシの種類については図６（ｂ）に示す第二各種情報入力欄２１の「断熱」という項目における回答結果に基づく。
また、図６（ｂ）に示す第二各種情報入力欄２１の「日射取得」という項目における回答結果に応じて、表ＩＩＩの「窓の種類」項目における開口率に掛ける比率が変わる。

上述の＜内部発熱量＞は以下の表のように求められる。
平日と休日で、在室が想定される時間は、空調機が稼働しているものとする。

以上の計算結果をもとに、毎時の室温は以下の表のように求められる。
なお、表Ｖにおける「前時刻室温」の数値は、上述したガウス・ザイデル法等によって計算済みとなっている。

以上のように空調機を使わない条件で計算を行い、現時刻室温の計算結果が基準値である２７℃を下回ったので、ここで現時刻室温計算は終了し、次時刻の計算に移る。２７℃を上回った場合は、２７℃にするために必要な熱量を計算して、計算が終了する。この場合の現時刻室温は２７℃となる。
なお、現時刻室温は、一室ごとに算出される。
また、空調機を使用した場合には、上述の非空調快適時間（Viki Time）は導き出されないものとする。

本実施の形態によれば、基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算して算出された積算時間を、表示手段によって、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける快適性を評価する場合の第一指標として表示するので、基準値に該当する三次データである時間が、特定期間中にどれだけあるか視認できることとなる。これによって、ユーザは、建物の温熱に係る二次データから得た建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける温熱に基づく快適性を容易に評価することができる。

また、表示手段は、積算手段によって積算された積算時間を夏期と冬期と中間期（例えば春期・秋期）に分けて表示するので、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける夏期と冬期と中間期の温度に基づく快適性を容易に評価することができる。

また、表示手段は、ポイント加算手段によってポイントを加算した結果を、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの快適性を評価する場合の第二指標として表示するので、ユーザは、第一指標とは異なる指標に基づいて建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの性能を評価することができる。すなわち、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける性能を評価するに当たって二つの指標を用いることができるので、ユーザにとって建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの設計プランにおける評価を行いやすくなる。

また、表示手段は、第一指標と、建物１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが比較仕様で設計された場合における積算時間と、を比較表示するので、ユーザは、比較仕様で設計された場合の建物との性能の差を容易に評価することができる。

Ｎ ネットワーク
１ 指標算出装置
２ 制御部
３ 入力部
４ 表示部
５ 通信部
６ 記憶部
６ａ 気象データ取得プログラム
６ｂ 温度算出プログラム
６ｃ 温度判定プログラム
６ｄ 積算プログラム
６ｅ ポイント加算プログラム
７ 気象情報データベース
１０Ａ 建物
１０Ｂ 建物
１０Ｃ 建物
２０ 各種情報入力欄
２１ 各種情報入力欄
３０ 評価表
３１ 微気候グレード表示欄
３４ 非空調快適時間表示欄

Claims (5)

1. 建物の設計によって、どの程度の快適性が得られるかを評価する場合の指標を算出するための指標算出システムであって、
   前記建物の温熱に係る二次データを算出するための、一次データを入力する一次データ入力手段と、
   前記一次データから算出された前記二次データに基づいて、前記建物内における特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データを算出する三次データ算出手段と、
   前記特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データが所定の基準値に該当するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記基準値に該当すると判定された三次データを抽出し、当該基準値に該当する三次データ分の単位時間を積算して、その積算時間を算出する積算手段と、
   前記積算手段によって積算された前記積算時間を、前記建物の快適性を評価する場合の第一指標として表示する表示手段と、
   前記一次データに振り分けられたポイントを加算するポイント加算手段と、を備え、
   前記一次データには、前記建物のスペックに関する情報や周囲の環境に関する情報である建物情報と、
   当該建物情報に関する設問と、が含まれ、
   前記一次データのうち前記設問に対する回答が入力されると反映される前記建物情報には前記ポイントが振り分けられており、
   前記表示手段は、前記ポイント加算手段によってポイントを加算した結果を、前記建物の快適性を評価する場合の第二指標として表示することを特徴とする指標算出システム。
2. 請求項１に記載の指標算出システムにおいて、
   前記一次データ入力手段には、特定期間の単位時間ごとの気象データを取得する気象データ取得手段が含まれており、
   前記気象データは、前記一次データに含まれるものであることを特徴とする指標算出システム。
3. 請求項１又は２に記載の指標算出システムにおいて、
   前記表示手段は、
   前記積算手段によって積算された前記積算時間を夏期と冬期と中間期に分けて表示することを特徴とする指標算出システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の指標算出システムにおいて、
   前記表示手段は、
   前記建物内における特定期間の単位時間ごとの室内環境に係る三次データのうち特定の時間帯の前記三次データと、前記建物が比較仕様で設計された場合における特定の時間帯の前記三次データと、を比較表示することを特徴とする指標算出システム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の指標算出システムにおいて、
   前記表示手段は、
   前記第一指標と、前記建物が比較仕様で設計された場合における前記積算時間と、を比較表示することを特徴とする指標算出システム。