JP7101605B2 - 空調配置方法及び空調配置システム - Google Patents

Description

本発明は、空調を配置する領域を決定する空調配置方法及び空調配置システムに関する。

特開平８－１４６４０号公報には、床吹出口の配置決定方法が記載されている。床吹出口は、空調機から送風された風を床下の通風路から床上に通す吹出口であり、床の複数の領域のいずれかに設けられる。この配置決定方法では、空調機からの送風によって床下に生じる静圧値、水平方向風量及び吹出口風量を算出し、複数の領域の吹出口風量の合計風量と目標風量との比較を行い、合計風量が目標風量と所定の誤差範囲内で一致したときに床吹出口の配置を確定する。また、この配置決定方法において、空調機の能力は、空調したい部屋の大きさやその部屋にある熱源等の負荷から求められた設計目標により決定される。

特開平８－１４６４０号公報

近年、空間の環境改善の要求が高まっており、特に駅の内部空間等において空間の温度等の改善が求められている。例えば、上記の内部空間では、人が待ち合わせをしたり休憩をしたりすることがある一方、特に夏場は暑くて快適でないとの声も挙がっており、環境改善が求められている。

また、上記の内部空間は、閉鎖空間でないことがあり、外気の流出入がある場合もあるので、空調機の能力を高めるだけでは不十分である。よって、必要に応じて空調の数を増やすことが考えられる。しかしながら、空調の数を増やす場合には、消費されるエネルギーが大きくなるので、エネルギー消費の観点からは好ましくない。従って、過大なエネルギー消費を抑えつつ、且つ空調の数及び配置を適正化して空間の環境改善を行うことが求められる。

本発明は、過大なエネルギー消費を抑えつつ、空調の配置を適切に行うことができる空調配置方法及び空調配置システムを提供することを目的とする。

本発明に係る空調配置方法は、空間の複数の領域の少なくともいずれかのそれぞれに対し、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との温熱指標の差を算出する工程と、領域ごとに算出された温熱指標の差から空調を配置する領域を決定する工程と、を備える。

この空調配置方法は、空間の複数の領域の少なくともいずれかのそれぞれに対して、空調を配置しない場合、及び空調を配置する場合、のそれぞれにおいて温熱指標を算出する。そして、空調を配置しない場合の温熱指標と空調を配置した場合の温熱指標との差を領域ごとに算出し、当該差から空調を配置する領域を決定する。従って、空調を配置しない場合、及び空調を配置した場合の温熱指標の差を領域ごとに算出した上で空調を配置する領域を決定するので、空調を配置する領域を適切に定めることができる。その結果、空間の内部に適切に空調を配置することができるので、空間の環境改善を実現することができる。また、各領域の温熱指標の差から空調の配置がより効果的な領域を選択し、適切な領域を選択して空調を配置できる。従って、空調の数の過大な増加を抑えつつ適切な箇所に適切な数の空調を配置できる。よって、過大なエネルギー消費を抑えつつ、且つ空調の数及び配置を適正化して空間の環境改善を行うことができる。

また、温熱指標の差を算出する工程では、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との不満足者数の差を領域ごとに算出し、領域を決定する工程では、領域ごとに算出された不満足者数の差から空調を配置する領域を決定してもよい。この場合、空調を配置しない場合（空調配置前、空調非配置時）、と空調を配置した場合（空調配置後、空調配置時）とにおける不満足者数の差を領域ごとに算出し、当該不満足者数の差から空調を配置する領域を決定する。従って、領域ごとの不満足者数の差から空調を配置する領域を決定するので、空調が必要且つ効果的となる領域を適切に決定することができ、更なる環境改善に寄与する。

また、領域を決定する工程では、領域ごとに算出された温熱指標の差から複数の領域に対して順位付けを行い、順位が高い領域に優先的に空調を配置してもよい。この場合、空調非配置時と空調配置時との温熱指標の差から複数の領域に対して順位付けを行い、順位が高い領域に空調を配置するので、空調の必要性が高く且つ空調が効果的となる領域に適切に空調を配置することができる。

また、温熱指標の差を算出する工程の前に、領域ごとに温熱指標を算出する工程を備え、温熱指標を算出する工程では、領域ごとの不満足者率及び滞在者数から不満足者数を領域ごとに算出してもよい。この場合、各領域の不満足者率及び滞在者数から不満足者数を領域ごとに算出し、算出した領域ごとの不満足者数を温熱指標として用いるので、不満足者率及び滞在者数を活用してより適切に空調を配置することができる。

また、温熱指標を算出する工程では、標準新有効温度（ＳＥＴ＊）を用いて不満足者率を算出してもよい。温熱環境から不満足者率を算出する指標のうち、ＳＥＴ＊は、汎用性が高い指標である。従って、ＳＥＴ＊を用いることによって更に適切に不満足者率を算出することができる。

また、空間は、外気が流出入する半屋外空間であってもよい。外気が流出入する半屋外空間では、空調からの風が空間外に流れるため、より適切な空調の配置が必要となる。このような半屋外空間であっても、前述したように、適切な箇所に適切な数の空調を配置することができる。従って、過大なエネルギー消費を抑えると共に空間の環境改善を適切に行うことができる。

また、複数の領域の広さが互いに異なっていてもよい。この場合、温熱環境に応じて複数の領域の広さを互いに異ならせることが可能となるため、空間内の実際の温熱環境に促した領域を画定することができる。従って、領域ごとの温熱指標をより適切に算出すると共に、空間の内部に更に適切に空調を配置することができる。

本発明に係る空調配置システムは、複数の領域に分けられた空間から空調を配置する領域を決定する空調配置システムであって、複数の領域の少なくともいずれかのそれぞれに対し、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との温熱指標の差を算出する算出部と、領域ごとに算出された温熱指標の差から空調を配置する領域を決定する領域決定部と、を備える。

この空調配置システムでは、算出部は、分けられた領域の少なくともいずれかのそれぞれに対して、空調を配置しない場合、及び空調を配置する場合、のそれぞれにおける温熱指標を算出する。そして、領域決定部は、空調を配置しない場合の温熱指標と空調を配置した場合の温熱指標との差から空調を配置する領域を決定する。従って、空調を配置しない場合、及び空調を配置した場合の温熱指標の差を領域ごとに算出した上で空調を配置する領域を決定するので、空調を配置する領域を適切に定めることができる。その結果、前述の空調配置方法と同様、空間の環境改善を実現させることができると共に、過大なエネルギー消費を抑えることができる。

本発明によれば、過大なエネルギー消費を抑えつつ、空調の配置を適切に行うことができる。

実施形態に係る空調配置方法における空間の領域分けの例を示す図である。 実施形態に係る空調配置システムのブロック図の例を示す図である。 実施形態に係る空調配置方法のフローチャートの例を示す図である。 図３の例示的な空調配置方法の不満足者数算出処理を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、図４の不満足者数算出処理の結果の例を示す図である。 図３の空調配置方法の削減不満足者数算出処理の例を示すフローチャートである。 図３の空調配置方法の空調配置時不満足者数算出処理の例を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、図７の空調配置時不満足者数算出処理の結果の例を示す図である。 図３の空調配置方法の領域決定処理の例を示すフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は、図９の領域決定処理の結果の例を示す図である。 図９とは別の変形例に係る領域決定処理を示すフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は、図１１の領域決定処理の結果の例を示す図である。

以下では、図面を参照しながら本発明に係る空調配置方法及び空調配置システムの実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

例えば、駅のコンコース等の空間においては、特に近年高い環境品質が求められている。このような閉鎖空間でない空間を半屋外空間と称することがある。「半屋外空間」とは、部分的又は時間的に囲まれた空間ではあるものの外気の流出入が可能な空間を示している。「半屋外空間」は、一部が開放された空間、及び一時的に開放される空間の両方を含んでいる。また、「半屋外空間」は、時間的に開閉される玄関及びエントランスを含むと共に、更に、アプローチテラス、ピロティ及び地下街等を含んでいる。すなわち、半屋外空間等の空間は、例えば、不特定の人が入れる空間を含んでおり、これらの空間では、人が待ち合わせをしたり休憩をしたりする場合がある。上記のような空間では、例えば夏場に非常に暑くなることがあり、暑すぎたり、場合によっては寒すぎたりして快適に過ごせるとは言い難い場合もある。よって、空間の環境品質を高めることが求められており、空間の内部に複数の空調を配置することが求められる場合もある。

一方、地球環境負荷削減の要求も高まっており、空調の配置に伴う省エネルギー化の検討も不可避である。すなわち、空調の数が多すぎる場合には多くのエネルギー消費を伴うので、空間の内部の全体に空調を配置することは困難である。また、空間の内部の全体に均一に複数の空調を配置する場合、空間の温熱環境が十分に考慮されていないことにより適切に空調を配置できないこともある。更に、例えば空調の風量分配及び温度設定の制御を行うことが考えられるが、この場合、制御が複雑になると共に装置構成も複雑になりうるので、消費エネルギー及びコストの増大が懸念される。

これに対し、本実施形態に係る空調配置方法及び空調配置システムでは、空間の内部の温熱指標を加味した上で局所的（部分的）に空調を配置することにより、空調の適切な配置を実現して過大なエネルギー消費を抑えることを可能としている。すなわち、本実施形態では、空調を配置する領域を選択することにより、空調自体の複雑な制御を不要とすることが可能である。例えば、本実施形態では、空間の複数の領域から空調の配置領域を決定するので、空調の複雑な制御及び空調の連携を不要とすることができ、風量分配や温度設定の複雑な制御を不要とすることができる。その結果、コストを低減させることができる共に省エネルギー化に寄与する。一例として、本実施形態では、空調は、通常の能力を有する一般的な空調であり、当該空調の配置を適切に行うことによって快適な環境を提供可能である。

ここで、本明細書において「空調を配置した場合」とは、その時点において空調が配置されているか否かにかかわらず、当該時点の後に空調を配置した場合を示している。すなわち、「空調を配置した場合」には、空調がない領域に新たに空調を配置する場合、及び既設の空調があって更に空調を配置する場合、の両方を含んでいる。また、「空調を配置しない場合」は、その時点において空調が配置されているか否かにかかわらず、当該時点の後に空調を配置しない場合を示している。すなわち、「空調を配置しない場合」には、空調がない領域に引き続き空調を配置しない場合、及び既設の空調があって更には空調を配置しない場合、の両方を含んでいる。なお、上記では既設を基準にしているが、それに限られない。例えば、既設の空調の撤去を検討する場合には、ある領域に関し、「空調を配置した場合」として、領域内の既存の空調をそのまま利用する場合、又は、更に空調を配置する場合を含んでいてもよい。更に、「空調を配置しない場合」は、領域内の既存の空調の全部又は一部を撤去する場合を含んでいてもよい。以上のように、「空調を配置した場合」は、あくまで「空調を配置しない場合」と比較して空調（例えば、空調の台数、容量、能力等）が増強されている場合を含んでいる。

また、「温熱指標」とは、人が「暑い」又は「寒い」と感じる温熱感覚の尺度を示しており、例えば、不快指数、予測平均温冷感申告（ＰＭＶ：Predicted Mean Vote）、標準新有効温度（ＳＥＴ＊：Standard New Effective Temperature）、ＷＢＧＴ（湿球黒球温度：Wet Bulb GlobeTemperature）等の熱中症リスク評価指標、生理的指標、並びにこれらから算出される環境に対する不満足者率ＰＰＤ（Predicted Percentage of Dissatisfied）及び不満足者数等の指標を含んでいる。更に、「温熱指標」は、空調を配置する前後において変動する定量的な指標であればよい。すなわち、「温熱指標」は、温度又は湿度等の物理的指標、体感等の生理的指標、又は消費エネルギー量であってもよい。また、「温熱指標」は、人の衣服の種類（人体に対する繊維のまとわりつきやすさ等）、気中の粉塵の量、又は気中の揮発性物質（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）の量等であってもよい。

図１に示されるように、本実施形態に係る空調配置方法及び空調配置システムでは、例えば、空間Ｋ１を複数の領域Ａ１～Ａ１２に分けて、分けた領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれに対して温熱指標を算出した上で領域Ａ１～Ａ１２のどの領域に空調を配置するかを決定する。一例として、空間Ｋ１は、駅のコンコース等の半屋外空間であり、不特定の人が出入りする空間である。

領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれは、空調配置候補領域であるが、算出された温熱指標の結果、空調が配置される場合もあれば、空調が配置されない場合もある。領域Ａ１～Ａ１２は、仮に空調が配置された場合に、当該空調によって一定の効果が期待される領域を示している。すなわち、領域Ａ１～Ａ１２は、空調の設置場所と、当該設置場所の周辺であって当該空調によって環境が改善されうる場所とを含んでいる。

従って、例えば、柱等がなく空調からの風がいきわたりやすい領域である領域Ａ１２は広くなっており、柱等が多く空調からの風がいきわたりにくい領域である領域Ａ１～Ａ６等は狭くなっている。例えば、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれは柱間空間である。しかしながら、領域Ａ１～Ａ１２の領域の分け方は、あくまで一例であって、領域の形状及び広さは適宜変更される。

図２は、本実施形態に係る例示的な空調配置システム１のブロック図である。なお、図２に示される空調配置システム１の構成はあくまで例示であって適宜変更可能であり、例えば、図２に示される各機能のうち、一部が変更若しくは削除されたり、又は機能が追加されることも想定される。例えば、空調配置システム１は、入力部１０と、制御部２０と、出力部３０とを備える。

空調配置システム１は、その少なくとも一部がコンピュータ（又はサーバ）に設けられていてもよく、当該コンピュータは、例えば、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等を実行するプロセッサ（例えばＣＰＵ）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成される主記憶部と、ハードディスク又はフラッシュメモリ等で構成される補助記憶部と、ネットワークカード又は無線通信モジュール等で構成される通信制御部と、キーボード又はマウス等の入力装置と、モニタ等の出力装置とを備える。

空調配置システム１のコンピュータの各構成要素は、プロセッサ又は主記憶部に所定のソフトウェアを読み込ませて当該ソフトウェアを実行させることによって実現される。プロセッサは、当該ソフトウェアに従って、前述した通信制御部、入力装置又は出力装置を動作させ、主記憶部又は補助記憶部におけるデータの読み出し又は書き込みを行う。コンピュータの処理に必要なデータ又はデータベースは主記憶部又は補助記憶部に格納される。例えば、出力部３０は、パーソナルコンピュータ又はノートパソコン等の情報端末のディスプレイ、及び、携帯電話又はタブレット等の携帯端末のディスプレイを含んでいる。例えば、制御部２０は、空間Ｋ１の温熱指標を算出する算出部２１と、空調を配置する領域を決定する領域決定部２６と、各種情報を記憶する記憶部２９とを備える。

入力部１０は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの滞在者数ＲＥＳｉ、及び空間Ｋ１全体の滞在者数ＳｕｍＲＥＳを取得する滞在者数取得部１１と、空調配置前後における空間Ｋ１に対する不満足者率を取得する不満足者率取得部１２とを備える。なお、ＲＥＳｉ等の「ｉ」は領域の識別文字（領域ｉ）を示している。

一例として、滞在者数取得部１１は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれにおける人の動線シミュレーションから領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの滞在者数ＲＥＳｉを推定する。また、滞在者数取得部１１は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれに対する既存測定結果から滞在者数ＲＥＳｉを取得してもよい。このように滞在者数取得部１１が取得した滞在者数ＲＥＳｉ及び滞在者数ＳｕｍＲＥＳの情報は算出部２１に出力される。

不満足者率取得部１２は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれにおける空調配置前の不満足者率ＰＰＤｉ及び空調配置後の不満足者率ＰＰＤ２ｉを取得する。例えば、不満足者率取得部１２は、領域Ａ１～Ａ１２に対する温熱環境評価から領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉを算出する。一例として、不満足者率取得部１２は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれにおける既存測定結果からＳＥＴ＊を算出し、ＳＥＴ＊から不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉを算出する。また、不満足者率取得部１２は、ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）による温度及び気流の解析結果からＳＥＴ＊を算出し、ＳＥＴ＊から不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉを算出してもよい。

なお、ＳＥＴ＊を用いた場合、ＳＥＴ＊では扱われるデータの種類が多く不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉをより適切に算出できる点で有効である。しかしながら、温熱環境評価としては、ＳＥＴ＊以外の指標を用いることも可能である。すなわち、領域Ａ１～Ａ１２の温熱環境から不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉを算出可能な指標であれば別の指標を用いてもよい。不満足者率取得部１２が取得した領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの不満足者率ＰＰＤｉ，ＰＰＤ２ｉの情報は算出部２１に出力される。

算出部２１は、例えば、領域毎不満足者数算出部２２と、合計不満足者数算出部２３と、削減不満足者数算出部２４と、空調配置時不満足者数算出部２５とを備える。領域毎不満足者数算出部２２は、滞在者数取得部１１及び不満足者率取得部１２のそれぞれから得られた滞在者数ＲＥＳｉ及び不満足者率ＰＰＤｉから領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれにおける空調配置前の不満足者数ＤＩＳｉを算出する。合計不満足者数算出部２３は、領域Ａ１～Ａ１２の不満足者数ＤＩＳｉを合算して空間Ｋ１の合計の不満足者数ＳｕｍＤＩＳを算出する。

削減不満足者数算出部２４は、空間Ｋ１において削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを算出する。具体的には、削減不満足者数算出部２４は、空間Ｋ１全体の滞在者数ＳｕｍＲＥＳに許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳを積算して空間Ｋ１の許容不満足者数ＳｕｍＰＥＲを算出する。そして、削減不満足者数算出部２４は、空間Ｋ１の不満足者数ＳｕｍＤＩＳから許容不満足者数ＳｕｍＰＥＲを減算して削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを算出する。

上記の許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳは、例えば、予め記憶部２９に記憶されており、適宜変更されてもよい。許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳは、一例として、２０％であり、この値はASHRAE Standard 55で示された値（空間の快適性に関する受容者の割合が８０％）に合致している。しかしながら、許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳは、２０％に限られず、適宜変更可能である。

空調配置時不満足者数算出部２５は、例えば、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれに対し空調配置後の不満足者数ＤＩＳ２ｉを算出する。具体的には、空調配置時不満足者数算出部２５は、領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの滞在者数ＲＥＳｉに、空調配置後の領域Ａ１～Ａ１２のそれぞれの不満足者率ＰＰＤ２ｉを積算して空調配置後の不満足者数ＤＩＳ２ｉを算出する。

領域決定部２６は、例えば、領域順位付け部２７と領域選択部２８とを備える。領域順位付け部２７は、空調配置前の不満足者数ＤＩＳｉから空調配置後の不満足者数ＤＩＳ２ｉを減算して削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉを算出する。そして、領域順位付け部２７は、算出した削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉの多い順に領域Ａ１～Ａ１２をそれぞれ順位付けする。

領域選択部２８は、領域順位付け部２７によって順位づけされた領域Ａ１～Ａ１２のうちいずれの領域に空調を配置するか（空調配置対象領域）を選択する。領域選択部２８は、順位づけされた領域Ａ１～Ａ１２のうち、順位が高い領域に優先的に空調を配置するように領域を選択する。例えば、領域選択部２８は、領域Ａ１～Ａ１２のうち上位Ｘ位（Ｘは１１以下の自然数）までの領域を選択する。領域選択部２８によって選択された空調配置対象領域の情報は、例えば、記憶部２９に記憶されると共に、出力部３０に出力される。

次に、本実施形態に係る空調配置方法の例について説明する。以下では、空調配置システム１を用いて予め定められた空間のどの領域に空調を配置するかを決定する方法について説明する。本実施形態に係る空調配置方法では、例えば、図３に示されるように、空間全体の不満足者数ＳｕｍＤＩＳの算出（ステップＳ１）、空間内で削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳの算出（ステップＳ２）、及び空調配置時に各領域で削減可能な削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉの算出（ステップＳ３）を経て、空調配置対象領域の決定（ステップＳ４）を行う。以下では、ステップＳ１～Ｓ４のそれぞれの詳細について説明する。

図４は、空間全体の不満足者数ＳｕｍＤＩＳを算出するステップＳ１の詳細を示すフローチャートである。例えば、図５（ａ）に示されるように、半屋外空間である空間Ｋ２を複数の領域Ｒ１～Ｒ７に分割する（空間を複数の領域に分ける工程、ステップＳ１１）。空間Ｋ２及び領域Ｒ１～Ｒ７は、前述した空間Ｋ１及び領域Ａ１～Ａ１２と同様の空間及び領域であってもよい。以下の説明では、「領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれ」を「領域ｉ」と称することがある。

空間Ｋ２を複数の領域Ｒ１～Ｒ７に分割した後には、滞在者数取得部１１が領域ｉの滞在者数ＲＥＳｉを取得する（ステップＳ１２）。例えば前述したように、滞在者数取得部１１は、動線シミュレーション又は既存測定結果から滞在者数ＲＥＳｉを取得する。図５（ｂ）に示されるように、一例として、領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれの滞在者数ＲＥＳｉは、それぞれ、１８人、２１人、１３人、８人、３人、５人、２人である。

次に、領域ｉの空調配置前の不満足者率ＰＰＤｉを算出する（ステップＳ１３）。例えば、不満足者率取得部１２は、ＣＦＤによる温度及び気流の解析結果、又は既存測定結果からＳＥＴ＊を算出し、ＳＥＴ＊から不満足者率ＰＰＤｉを算出する。図５（ｃ）に示されるように、一例として、領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれの不満足者率ＰＰＤｉは、３１％、７２％、２５％、８５％、６４％、４３％、５１％である。

不満足者率ＰＰＤｉの算出後には、領域ｉの不満足者数ＤＩＳｉを算出する（温熱指標を算出する工程、ステップＳ１４）。例えば、領域毎不満足者数算出部２２は、滞在者数ＲＥＳｉに不満足者率ＰＰＤ_ｉを積算して不満足者数ＤＩＳｉを算出する。本実施形態では、不満足者数ＤＩＳｉが空調を配置しない場合の温熱指標である。図５（ｄ）に示されるように、一例として、領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれの不満足者数ＤＩＳｉは、５．５８人、１５．１２人、３．２５人、６．８０人、１．９２人、２．１５人、１．０２人である。

そして、空間Ｋ２全体の不満足者数ＳｕｍＤＩＳを算出する（ステップＳ１５）。例えば、合計不満足者数算出部２３は、不満足者数ＤＩＳｉを領域Ｒ１～Ｒ７まで足し合わせてＳｕｍＤＩＳを算出する。図５（ｄ）に示される例の場合、ＳｕｍＤＩＳは３５．８４人である。以上のようにＳｕｍＤＩＳが算出されてステップＳ１を終了する。

図６は、空間内で削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを算出するステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２では、例えば、滞在者数取得部１１が空間Ｋ２の全体の滞在者数ＳｕｍＲＥＳを取得し（ステップＳ２１）、その後、削減不満足者数算出部２４が空間Ｋ２全体の滞在者数ＳｕｍＲＥＳに許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳを積算して空間Ｋ２の許容不満足者数ＳｕｍＰＥＲを算出する（ステップＳ２２）。そして、現状の不満足者数ＳｕｍＤＩＳから許容不満足者数ＳｕｍＰＥＲを減算して削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを算出する（ステップＳ２３）。

図５（ａ）～図５（ｄ）に示される例の場合、空間Ｋ２の全体の滞在者数ＳｕｍＲＥＳは７０人であるため、許容不満足率ＲａｔｅＤＩＳが２０％であるとすると、許容不満足者数ＳｕｍＰＥＲは１４人となる。そして、現状の不満足者数ＳｕｍＤＩＳは３５．８４人であるため、削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳは３５．８４人－１４人＝２１．８４人となる。

以上のように、削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを算出し、不満足者数ＤｅｌＤＩＳが０以下でない場合（自然数である場合、ステップＳ２４においてＮＯ）にはステップＳ２を終了する。一方、不満足者数ＤｅｌＤＩＳが０以下である場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）にはステップＳ２５に移行し、不満足者数ＤｅｌＤＩＳを０にした後にステップＳ２を終了する。

図７は、空調配置時（空調配置後）に各領域で削減可能な削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉを算出するステップＳ３の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３では、例えば不満足者率取得部１２が領域ｉの空調配置後の不満足者率ＰＰＤ２ｉを取得する（ステップＳ３１）。例えば前述と同様、不満足者率取得部１２は、ＣＦＤによる温度及び気流の解析結果からＳＥＴ＊を算出し、ＳＥＴ＊から不満足者率ＰＰＤ２ｉを算出する。図８（ａ）に示されるように、一例として、領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれの不満足者率ＰＰＤ２ｉは、１１％、７％、８％、１８％、２１％、１３％、１７％である。

次に、例えば空調配置時不満足者数算出部２５が空調配置時の不満足者数ＤＩＳ２ｉを算出する（温熱指標を算出する工程、ステップＳ３２）。本実施形態では、不満足者数ＤＩＳ２ｉが空調を配置した場合の温熱指標である。例えば、空調配置時不満足者数算出部２５は、滞在者数ＲＥＳｉに不満足者率ＰＰＤ２ｉを積算して不満足者数ＤＩＳ２ｉを算出する。図８（ｃ）に示されるように、一例として、不満足者数ＤＩＳ２ｉは、図８（ａ）の不満足者率ＰＰＤ２ｉに図８（ｂ）の滞在者数ＲＥＳｉを積算した値であって、１．９８人、１．４７人、１．０４人、１．４４人、０．６３人、０．６５人、０．３４人である。

例えば、領域順位付け部２７が空調配置前の不満足者数ＤＩＳｉから空調配置後の不満足者数ＤＩＳ２ｉを減算して削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉを算出する（温熱指標の差を算出する工程、ステップＳ３３）。図８（ｄ）に示される例では、削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉは、図５（ｄ）に示されるＤＩＳｉから図８（ｃ）のＤＩＳ２ｉを減算した値であって、３．６０人、１３．６５人、２．２１人、５．３６人、１．２９人、１．５０人、０．６８人である。

以上のように削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉを算出し、ＤｅｌＤＩＳ２ｉが０以下でない場合（自然数である場合、ステップＳ３４においてＮＯ）にはステップＳ３を終了する。一方、ＤｅｌＤＩＳ２ｉが０以下である場合（ステップＳ３４においてＹＥＳ）にはステップＳ３５に移行し、ＤｅｌＤＩＳ２ｉを０にした後にステップＳ３を終了する。

図９は、空調配置対象領域を決定するステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。まず、削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉに基づいて領域ｉに順位付けを行う（ステップＳ４１）。図８（ｄ）及び図１０（ａ）に示されるように、ＤｅｌＤＩＳ２ｉの値が大きい順に順位付けを行う。

例えば、領域選択部２８は、領域順位付け部２７によって付された順位に基づいて、空調を配置する領域を決定する（領域を決定する工程、ステップＳ４２）。例えば、領域選択部２８は、順位が高い領域から順に削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉを、削減すべき不満足者数ＤｅｌＤＩＳを超えるまで足していく。例えば、ＤｅｌＤＩＳは２１．８４人であるため、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示される例では、
１３．６５人＋５．３６人＝１９．０１人＜２１．８４人
１３．６５人＋５．３６人＋３．６０人＝２２．６１人＞２１．８４人
となる。よって、領域選択部２８は上位３位までの領域Ｒ２、領域Ｒ４及び領域Ｒ１を空調配置対象領域として選択する。以上のように、領域選択部２８が空調配置対象領域を選択してステップＳ４を含む一連の工程を終了する。

次に、ステップＳ４の変形例について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、変形例に係るステップＳ４の詳細を示すフローチャートである。変形例に係るステップＳ４において、例えば、領域順位付け部２７は、予め定められた予算を加味して領域の順位付けを行う。

まず、領域順位付け部２７は、一式の空調を配置するときにかかる費用を削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉで割って一人当たりにかかる空調の配置費用を算出する（ステップＳ５１）。ここで、「一式の空調」は、一台の空調、又は所定の複数台の空調を示している。一例として、空調一台の配置にかかる費用が３０万円であって削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉが図８（ｄ）に示される結果である場合には、図１２（ａ）のように一人当たりにかかる空調の配置費用が算出される。一例として、領域Ｒ２の一人当たりにかかる空調の費用は、（３０万円／１３．６５人）＝２．２万円である。例えば、領域順位付け部２７は、一人当たりにかかる空調の配置費用が少ない順に順位付けを行う（ステップＳ５２）。

例えば、領域選択部２８は、順位が高い領域から順に一人当たりの空調の配置費用を、予算上限を超えない範囲の上限まで足していき、空調を配置する領域を決定する（領域を決定する工程、ステップＳ５３）。一例として、予算上限が５０万円である場合、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示される例では、
２．２＋５．６＋８．３＋１３．６＋２０．０＝４９．７＜５０
２．２＋５．６＋８．３＋１３．６＋２０．０＋２３．３＝７３＞５０
となる。よって、領域選択部２８は上位５位までの領域Ｒ２、領域Ｒ４、領域Ｒ１、領域Ｒ３及び領域Ｒ６を空調配置対象領域として選択する。

以上のように、領域選択部２８による領域の選択は種々の方法で行うことができ、前述した方法以外の方法で領域を選択することも可能である。例えば、削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉが予め定められた閾値ＴＨ以上（一例として３人以上）である領域のそれぞれを空調配置対象領域としてもよいし、空調の配置台数が予めｎ台（ｎは自然数）と決められていて順位が１位からｎ位までの領域のそれぞれを空調配置対象領域としてもよい。

次に、本実施形態に係る空調配置方法及び空調配置システム１から得られる作用効果について説明する。本実施形態に係る空調配置方法は、空間Ｋ２を複数の領域Ｒ１～Ｒ７に分けると共に、分けた領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれに対して、空調を配置しない場合、及び空調を配置する場合、のそれぞれにおいて温熱指標を算出する。

そして、空調を配置しない場合の温熱指標と空調を配置した場合の温熱指標との差（例えば削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉ）を領域Ｒ１～Ｒ７ごとに算出し、当該差から空調を配置する領域を決定する。従って、空調を配置しない場合、及び空調を配置した場合の温熱指標の差を領域Ｒ１～Ｒ７ごとに算出した上で空調を配置する領域を決定するので、空調を配置する領域を適切に定めることができる。

その結果、空間Ｋ２の内部に適切に空調を配置することができるので、空間Ｋ２の環境改善を実現することができる。また、領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれの温熱指標の差から空調を配置すべき及び空調の配置がより効果的な領域を選択し、適切な領域を選択して空調を配置できる。従って、空調の数の過大な増加を抑えつつ適切な箇所に適切な数の空調を配置できるので、過大なエネルギー消費を抑えることができる。よって、過大なエネルギー消費を抑えつつ、且つ空調の数及び配置を適正化して空間Ｋ２の環境改善を行うことができる。また、空調そのものとしては通常の空調を用いることができるので、空調そのものにかかるコストの増大を抑えることもできる。

また、温熱指標の差を算出する工程では、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との不満足者数の差（削減可能不満足者数ＤｅｌＤＩＳ２ｉ）を算出し、領域を決定する工程では、領域ｉごとに算出された不満足者数の差から空調を配置する領域を決定する。すなわち、空調を配置しない場合と空調を配置した場合とにおける不満足者数の差を領域ｉごとに算出し、当該不満足者数の差から空調を配置する領域を決定する。従って、領域ｉごとの不満足者数の差から空調を配置する領域を決定するので、空調が必要な領域且つ空調が効果的となる領域を適切に決定することができ、更なる環境改善に寄与する。

また、領域を決定する工程では、領域ｉごとに算出された温熱指標の差から複数の領域ｉに対して順位付けを行い、順位が高い領域ｉに優先的に空調を配置する。よって、空調非配置時と空調配置時との温熱指標の差から複数の領域ｉに順位付けを行い、順位が高い領域ｉに空調を配置するので、空調の必要性が高く且つ空調が効果的に機能する領域に適切に空調を配置することができる。

また、温熱指標の差を算出する工程の前に、領域ｉごとに温熱指標を算出する工程を備え、温熱指標を算出する工程では、不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉ及び滞在者数ＲＥＳｉから不満足者数ＤＩＳｉ、ＤＩＳ２ｉを算出する。よって、不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉ及び滞在者数ＲＥＳｉから不満足者数ＤＩＳｉ、ＤＩＳ２ｉを算出し、算出した不満足者数ＤＩＳｉ、ＤＩＳ２ｉを温熱指標として用いる。従って、不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉ及び滞在者数ＲＥＳｉを活用してより適切に空調を配置することができる。

また、温熱指標を算出する工程では、ＳＥＴ＊を用いて不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉを算出する。前述したように、温熱環境から不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉを算出する指標のうち、ＳＥＴ＊は、汎用性が高い指標である。従って、ＳＥＴ＊を用いることによってより適切に不満足者率ＰＰＤｉ、ＰＰＤ２ｉを算出することができる。

また、空間Ｋ２は、外気が流出入する半屋外空間である。外気が流出入する半屋外空間では、空調からの風が空間Ｋ２外に流れるため、より適切な空調の配置が必要となる。このような半屋外空間であっても、前述したように、適切な箇所に適切な数の空調を配置することができる。従って、過大なエネルギー消費を抑えると共に空間Ｋ２の環境改善を適切に行うことができる。

また、複数の領域ｉの広さは互いに異なる。よって、温熱環境に応じて複数の領域ｉの広さを互いに異ならせることが可能となるため、空間Ｋ２の温熱環境に促した領域ｉを画定することができる。従って、領域ｉごとの温熱指標をより適切に算出すると共に、空間Ｋ２の内部に更に適切に空調を配置することができる。

本実施形態に係る空調配置システム１では、算出部２１は、分けられた領域Ｒｉのそれぞれに対して、空調を配置しない場合、及び空調を配置する場合、のそれぞれにおける温熱指標を算出する。そして、領域決定部２６は、空調を配置しない場合の温熱指標と空調を配置した場合の温熱指標との差から空調を配置する領域を決定する。従って、空調を配置しない場合、及び空調を配置した場合の温熱指標の差を領域Ｒｉごとに算出した上で空調を配置する領域ｉを決定するので、空調を配置する領域Ｒｉを適切に定めることができる。その結果、前述の空調配置方法と同様、空間の環境改善を実現させることができると共に、過大なエネルギー消費を抑えることができる。

以上、本発明に係る空調配置方法及び空調配置システムの実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能であり、例えば、空調配置方法の各工程の内容及び順序、並びに、空調配置システムの各部の構成は適宜変更可能である。

例えば、前述の実施形態では、空間Ｋ２を複数の領域Ｒ１～Ｒ７に分けると共に、分けた領域Ｒ１～Ｒ７のそれぞれに対して、空調を配置しない場合、及び空調を配置する場合のそれぞれにおいて温熱指標を算出する例について説明した。しかしながら、分けた領域Ｒ１～Ｒ７の全てに対して温熱指標を算出しなくてもよく、例えば、領域Ｒ１～Ｒ７のいずれかのみにおいて温熱指標を算出してもよい。すなわち、領域Ｒ１～Ｒ７のうち温熱指標を算出しない領域が存在していてもよい。

また、前述の実施形態では、領域ｉの温熱指標として不満足者数を算出する例について説明したが、領域ｉの温熱指標は不満足者数以外の指標であってもよい。例えば、領域ｉの温熱指標は温度そのものであってもよく、空調配置前後における温度の差に優先順位付けをして空調の配置領域を決定してもよい。更に、空調を配置する領域の決定において、例えば、予算等の経済的制約又は経済的効果（経済的指標）を加味してもよく、加味する要素は適宜選択可能である。また、設置又は追加する空調について、例えば、省エネルギー化の目標値に見合う単位面積当たりの負荷量（一例として処理熱量）を用いて各領域の面積から容量を設定してもよい。この場合、省エネルギー化を考慮した空調の配置が可能となる。なお、設置又は追加する空調自体の設定に関しては特に限定されない。

更に、前述の実施形態では、削減可能な不満足者数が閾値以上である領域のそれぞれに空調を配置する例について説明した。しかしながら、領域を決定するときに用いる閾値の種類は適宜変更可能である。例えば、前述した温熱指標と当該閾値とは互いに別の指標であってもよい。具体例として、温熱指標が温度であって当該閾値が消費エネルギー量であってもよい。更に、当該閾値に経済的指標を加味してもよく、温熱指標及び当該閾値としては種々の指標を用いることができる。例えば、ある領域に既存空調が存在する場合において、「空調を配置しない場合」が当該領域内の既存の空調の全部又は一部を撤去する場合であって、「空調を配置した場合」が当該領域内の既存の空調をそのまま利用する場合であって、且つ、空調配置領域の決定において当該領域が空調配置対象領域とされなかったときには、当該決定に用いた閾値が上限閾値（一例として消費エネルギー量の上限閾値）であるときには当該領域内の既存の空調は閾値を満たすために撤去する必要があるが、当該決定に用いた閾値が下限閾値（一例として削減可能不満足者数の下限閾値）であるときには当該領域内の既存の空調を撤去せずに残置してもよい。

また、前述の実施形態では、領域ｉに順位付けをする例について説明したが、順位付けを省略してもよく、例えば、温熱指標の差が所定値以上の全ての領域を空調配置対象領域としてもよい。更に、前述の実施形態では、領域の広さが互いに異なる例について説明したが、領域の広さが互いに同一であってもよい。また、前述の実施形態では、半屋外空間である空間Ｋ１，Ｋ２について説明したが、空調配置方法及び空調配置システムは、半屋外空間以外の空間、例えば、完全に開放された空間及び閉鎖空間にも適用可能である。

また、前述の実施形態では、滞在者数取得部１１及び不満足者率取得部１２を有する入力部１０、算出部２１及び領域決定部２６を有する制御部２０、並びに出力部３０を備える空調配置システム１について説明したが、入力部、制御部及び出力部の構成は適宜変更可能である。また、入力部１０、制御部２０及び出力部３０の少なくともいずれかを有しない空調配置システムであってもよく、空調配置システムの構成は適宜変更可能である。更に、空調配置システムの少なくとも一部の機能が、例えば人手によって実行されてもよく、更には既存の測定の結果等を利用して実現されてもよい。

また、前述の実施形態では、ステップＳ１～Ｓ４を備える空調配置方法の例について説明したが、ステップＳ１～Ｓ４のそれぞれの工程の内容及び順序は適宜変更可能である。更に、ステップＳ１～Ｓ４の少なくともいずれかが変更若しくは省略、又は別の工程が追加された空調配置方法であってもよい。

また、前述の実施形態では、滞在者数取得部１１が既存測定結果から滞在者数を算出する例について説明した。しかしながら、滞在者数取得部は、実測値から空間又は領域ごとの滞在者数を算出してもよく、滞在者数の取得方法は適宜変更可能である。不満足者率取得部の不満足者率の取得方法も適宜変更可能である。

１…空調配置システム、１０…入力部、１１…滞在者数取得部、１２…不満足者率取得部、２０…制御部、２１…算出部、２２…領域毎不満足者数算出部、２３…合計不満足者数算出部、２４…削減不満足者数算出部、２５…空調配置時不満足者数算出部、２６…領域決定部、２７…領域順位付け部、２８…領域選択部、２９…記憶部、３０…出力部、Ａ１～Ａ１２，Ｒ１～Ｒ７…領域、Ｋ１，Ｋ２…空間。

Claims (7)

1. 空間の複数の領域の少なくともいずれかのそれぞれに対し、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との温熱指標の差を算出する工程と、
   前記領域ごとに算出された前記温熱指標の差から空調を配置する領域を決定する工程と、
   を備え、
   前記温熱指標の差を算出する工程では、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との不満足者数の差を前記領域ごとに算出し、
   前記領域を決定する工程では、前記領域ごとに算出された前記不満足者数の差から空調を配置する領域を決定する、
   空調配置方法。
2. 前記領域を決定する工程では、前記領域ごとに算出された前記温熱指標の差から前記複数の領域に対して順位付けを行い、順位が高い前記領域に優先的に空調を配置する、
   請求項１に記載の空調配置方法。
3. 前記温熱指標の差を算出する工程の前に、前記領域ごとに前記温熱指標を算出する工程を備え、
   前記温熱指標を算出する工程では、前記領域ごとの不満足者率及び滞在者数から不満足者数を前記領域ごとに算出する、
   請求項１又は２に記載の空調配置方法。
4. 前記温熱指標を算出する工程では、標準新有効温度（ＳＥＴ＊）を用いて前記不満足者率を算出する、
   請求項３に記載の空調配置方法。
5. 前記空間は、外気が流出入する半屋外空間である、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の空調配置方法。
6. 前記複数の領域の広さが互いに異なる、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の空調配置方法。
7. 複数の領域に分けられた空間から空調を配置する前記領域を決定する空調配置システムであって、
   前記複数の領域の少なくともいずれかのそれぞれに対し、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との温熱指標の差を算出する算出部と、
   前記領域ごとに算出された前記温熱指標の差から空調を配置する領域を決定する領域決定部と、
   を備え、
   前記算出部は、空調を配置しない場合と空調を配置した場合との不満足者数の差を前記領域ごとに算出し、
   前記領域決定部は、前記領域ごとに算出された前記不満足者数の差から空調を配置する領域を決定する、
   空調配置システム。

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