JP7174615B2 - 建物換気システム及び建物換気制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物換気システム及び建物換気制御方法に関する。

空調設備を備えず、換気装置のみが設置されている物流倉庫は多数存在している。例えば、生鮮食品等、空調管理がなされた状態で保管される必要のある物品を保管する倉庫（例えば物流倉庫）では、空調設備の設置が必須となる。これに対して、飲料水や缶詰等、空調管理を必ずしも必要としない物品を保管する場合、これらの物品が段ボール箱等の紙製箱に詰め込まれ、換気装置のみが設置された倉庫内において積み上げられる等して保管される。

ところで、本発明者等によれば、例えば夜間に換気の必要性が高くなる夏場等において夜間換気（もしくはナイトパージと称することもできる）を行った場合、夜間換気によって給気される外気（冷気）が建物の壁や床に蓄積して蓄冷され、夜間換気をしない場合に比べて、この蓄冷による冷気により日中の建物内の温度を１．５℃乃至２℃程度低下できることが分かっている。特に高さに比べて平面積の広い物流倉庫においては、床の蓄冷による影響が支配的となる。

しかしながら、室内の温度と外気の温度との関係、さらには、床に代表される建物の温度（蓄冷温度）と外気との関係から、建物全体として最適なナイトパージの開始時刻と終了時刻の設定、すなわち建物全体として最適なナイトパージの時間帯を制御する方法は未だに開発されていない。最適なナイトパージの時間帯を設定するべく換気装置のＯＮ－ＯＦＦを制御することにより、換気装置のランニングコストの最適化も図られ、様々な稼働時間形態を有する物流倉庫等において、作業員が快適な作業環境の下で作業を行うことが可能になる。

ところで、屋内と屋外の温度差や湿度差に基づく制御機能を有する換気扇が提案されている。具体的には、換気扇の本体に内蔵される屋外用温度・湿度センサと屋内用温度・湿度センサの情報に基づいて、その温度差と湿度差から吸気や排気の判断及び制御を行うと共に、指定時刻にオン動作やオフ動作をするためのタイマー回路を内蔵した制御部を有する換気扇である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１０９４０８号公報

特許文献１に記載の換気扇によれば、屋外と屋内の温度差や湿度差から吸気や排気の判断と制御を行うことができる。しかしながら、上記するように、建物全体として最適なナイトパージの時間帯を精緻に制御することに関する記載は一切なく、このような制御が可能か否かは定かでない。

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、最適なナイトパージの時間帯を制御することのできる建物換気システム及び建物換気制御方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による建物換気システムの一態様は、
複数の保管物を保管する建物の換気制御を行う建物換気システムであって、
前記建物内において、床面から所定高さの位置を計測点Ａとし、床面を計測点Ｂとし、
前記計測点Ａの温度：Ｔｉを計測するＡ点センサ、前記計測点Ｂの温度：Ｔｓを計測するＢ点センサ、及び屋外の温度：Ｔｏを計測する屋外センサと、
前記建物の室内と屋外との間で換気を行う換気装置と、
前記Ａ点センサ、前記Ｂ点センサ、及び屋外センサにより送信される計測データを受信し、該計測データに基づいて前記換気装置の運転制御を実行する制御装置と、を有し、
前記制御装置は少なくとも演算部を有し、
前記演算部において、
前記Ｔｉと前記Ｔｏとの高低の判定制御、及び、前記Ｔｓと前記Ｔｏとの高低の判定制御が実行され、
Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は前記換気装置の運転制御が実行され、
Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は前記換気装置の運転停止制御が実行されることを特徴とする。

本態様によれば、建物の室内温度と外気温度との比較に加えて、建物の躯体の蓄冷に基づく温度と外気温度との比較も行うことによって換気装置の運転制御と運転停止制御を実行することにより、最適なナイトパージの時間帯を設定することができる。本態様は、建物の室内の一般的な高さの温度及び例えば床の温度の双方と、外気の温度とを比較することにより、ナイトパージにおける換気装置の運転開始時刻と運転終了時刻を精度よく設定し、もって、運転開始時刻と運転終了時刻の間のナイトパージの時間帯を精度よく設定するものである。

このようにナイトパージの時間帯を精度よく設定することにより、特に、建物内において作業員が稼働時間帯に快適に作業を行うことが可能になる。例えば建物が物流倉庫の場合、稼働時間は２４時間の場合もあれば、ＡＭ８：００乃至ＰＭ６：００等の決まった時間帯の場合もある。本態様の建物換気システムによれば、最適なナイトパージの時間帯が設定されることにより、建物全体として２４時間を通して建物内を最適な作業環境下におくことが可能であることから、様々な形態の稼働時間帯に対して対応することができる。ここで、計測点Ａが設定される「床面から所定高さの位置」には、作業員の背丈程度の高さである、１．５ｍ乃至２．０ｍ程度が設定される。

また、計測点Ｂを「床面」としているのは、建物の躯体を構成する床や壁、天井のうち、躯体を代表する構造部材である床面を温度計測点として抽出していることを理由とする。本態様の建物換気システムが適用される建物には、物流倉庫や工場、オフィスビル等が含まれる。例えば物流倉庫を採り上げると、壁等に比べて床の面積は格段に広く、蓄冷に基づく躯体温度は床によってその多くが支配されることから、本態様では床面に計測点Ｂを設定することにしている。

本発明者等による検証によれば、まず、ナイトパージを行う場合と行わない場合とで、建物内の温度は、昼夜を問わず１℃乃至２℃程度変化する。一方、日中は一般に室内の温度に比べて屋外の温度が高くなる傾向にあることから、日中に換気装置の運転制御を実行することは室内温度を上昇させることになり好ましくない。そこで、室内温度と屋外温度が逆転する朝夜において換気装置の運転停止制御と運転制御を実行することになるが、本態様の建物換気システムによれば、室内温度と屋外温度の高低の比較に加えて、建物の躯体の蓄冷に基づく温度（これを床の温度に代表させる）と外気温度との比較も行うことにより、建物の躯体の有する冷熱を勘案した、より精度の高いナイトパージの時間帯設定を行うことが可能になる。そしてこのことにより、建物内における作業員の快適な作業環境を実現し、換気装置のランニングコストの最小化を図ることを可能にする。

換気装置には様々な形態があり、給気に送風機を用い、排気に排風機を用いて同時給排を行う形態の他、給気に送風機を用い、排気を自然排気で行う形態や、給気を自然給気で行い、排気に排風機を用いる形態などがある。送風機、排風機としては、例えばファンが適用できる。また、Ａ点センサ、Ｂ点センサ、及び屋外センサはいずれも温度センサであるが、温度と湿度の双方を計測可能な温度・湿度センサを適用してもよい。

制御装置は、例えば、建物内に置き据えられたマイクロコンピュータ（マイコン）により構成される。このマイコンにより、Ａ点センサ、Ｂ点センサ、及び屋外センサにより送信される温度に関する計測データが取り込まれる。本態様における制御装置の演算部による制御では、二種の判定制御が実行される。具体的には、Ａ点センサによる建物の室内温度Ｔｉと屋外センサによる屋外温度Ｔｏとの高低の判定制御と、Ｂ点センサによる床面温度Ｔｓと屋外センサによる屋外温度Ｔｏとの高低の判定制御である。Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は、屋外温度よりも室内温度が高く、さらに、床面温度も屋外温度より高いことから、床面の蓄冷による室内の温度低下を見込むことはできない。そのため、この条件の下では換気装置の運転制御が実行される。一方、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は、屋外温度よりも室内温度が低く、さらに、床面温度も屋外温度より低いことから、換気を行うメリットは無い。そのため、この条件の下では換気装置の運転停止制御が実行される。

尚、この運転停止制御は、それまで換気装置が運転していない場合は、継続して換気装置の運転を行わないことを意味しており、それまで換気装置が運転している場合は換気装置の運転を停止することを意味している。例えば、ナイトパージは一般に、例えば夜（もしくは夕方）のある時刻から朝のある時刻に亘って連続的に行われるものであるが、夜間の屋外温度が相対的に高くなる時間帯が生じる場合等において、上記する運転停止制御が実行される条件となった際には、一時的に運転停止制御が実行され、ナイトパージが断続的に行われることになる。

また、上記する演算部による制御において、本態様における「Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏ」や「Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏ」は、「Ｔｉ＞Ｔｏで、かつＴｓ＞Ｔｏ」や「Ｔｉ≦Ｔｏで、かつＴｓ≦Ｔｏ」であってもよく、さらには、「Ｔｉ＞Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏ」や「Ｔｉ≦Ｔｏ、かつＴｓ＜Ｔｏ」であってもよい。すなわち、「＝：イコール」がどちらの判定式に使用されてもよく、「＝：イコール」がどちらの判定式に使用されるかは適宜設定される事項である。

また、本発明による建物換気システムの他の態様において、空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：αとした際に、
Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合において、さらに、
α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の場合に前記換気装置の運転停止制御が実行され、
Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合において、さらに、
ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合に前記換気装置の運転制御が実行されることを特徴とする。

本態様によれば、Ａ点センサによる建物の室内温度Ｔｉと床面温度Ｔｓとの間に温度差があり、その間に屋外温度Ｔｏが存在する場合において、換気装置の運転制御と運転停止制御の切替えを精度よく実行することができる。ここで、α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の式において、左辺のα×（Ｔｓ－Ｔｏ）は床（例えば物流倉庫の土間スラブ等）への蓄冷量を示し、右辺のρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）は換気による熱取得量を示す。一方、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の式において、左辺のρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）は換気による排熱量を示し、右辺のα×（Ｔｏ－Ｔｓ）は床への蓄熱量を示す。

例えば、Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合に、ここで換気装置の運転制御を実行することにより、室温は外気によって冷やされるものの、床の温度は外気によって温められ、従って、建物全体として見た場合の換気装置の運転と運転停止の切替えのタイミングは明りょうでない。そこで、この場合には、空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：αを用いて、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合に換気装置の運転制御を実行することにより、建物全体として最適な換気装置の運転切替えを行うことが可能になる。

また、本発明による建物換気システムの他の態様において、建物が複数階を有する場合は、各階にそれぞれ、前記Ａ点センサ、前記Ｂ点センサ、及び前記換気装置があり、前記制御装置により、各階ごとに該換気装置の運転制御及び運転停止制御が実行されることを特徴とする。

本態様によれば、複数階の建物において、各階ごとに最適な換気装置の運転制御を実行することができる。例えば、５階程度の物流倉庫において、１階と５階では室内温度Ｔｉも床面温度Ｔｓも異なることから、各階ごとに固有の換気装置の運転制御（及び運転停止制御）が実行されることにより、全ての階における作業員の快適な作業環境を実現し、各階における換気装置のランニングコストの最小化を図ることができる。

また、本発明による建物換気制御方法の一態様は、
複数の保管物を保管する建物の換気制御を行う建物換気制御方法であって、
前記建物内において、床面から所定高さの位置を計測点Ａとし、床面を計測点Ｂとし、
前記計測点Ａの温度：Ｔｉを計測するＡ点センサが設けられ、前記計測点Ｂの温度：Ｔｓを計測するＢ点センサが設けられ、屋外の温度：Ｔｏを計測する屋外センサが設けられ、前記建物の室内と屋外との間で換気を行う換気装置が設けられており、
前記Ｔｉと前記Ｔｏとの高低の判定行うとともに、前記Ｔｓと前記Ｔｏとの高低の判定を行う、温度比較工程と、
前記温度比較工程において、
Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は前記換気装置の運転制御を行い、
Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は前記換気装置の運転停止制御を行う、運転制御工程と、を有することを特徴とする。

本態様によれば、建物の室内温度と外気温度との比較に加えて、建物の躯体の蓄冷に基づく躯体温度と外気温度との比較も行うことによって換気装置の運転制御と運転停止制御を実行することにより、建物全体として最適なナイトパージの時間帯を制御することができる。

また、本発明による建物換気制御方法の他の態様は空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：αとした際に、
前記温度比較工程において、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合であって、さらに、α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の場合には、前記運転制御工程において前記換気装置の運転停止制御を行い、
前記温度比較工程において、Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合であって、さらに、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合には、前記運転制御工程において前記換気装置の運転制御を行うことを特徴とする。

本態様によれば、Ａ点センサによる建物の室内温度Ｔｉと床面温度Ｔｓとの間に温度差があり、その間に屋外温度Ｔｏが存在する場合において、換気装置の運転制御と運転停止制御の切替えを精度よく実行することができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の建物換気システム及び建物換気制御方法によれば、最適なナイトパージの時間帯を制御することができる。

実施形態に係る建物換気システムの構成の一例を示す平面図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 制御装置の機能構成の一例を示す図である。 実施形態に係る建物換気制御方法の一例を示すフローチャートである。 解析において用いた、ナイトパージ有り無しの場合の計測点Ａの温度の時刻歴グラフ、計測点Ｂの温度の時刻歴グラフ、及び屋外の温度の時刻歴グラフを示す図である。 図５のVI部を拡大した図であって、ナイトパージの終了時刻の特定方法を説明する図である。 図５のVII部を拡大した図であって、ナイトパージの開始時刻の特定方法を説明する図である。

以下、実施形態に係る建物換気システムと建物換気制御方法について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態に係る建物換気システム］
はじめに、図１乃至図３を参照して、実施形態に係る建物換気システムについて説明する。ここで、図１は、実施形態に係る建物換気システムの構成の一例を示す平面図である。また、図２は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図であり、図３は、制御装置の機能構成の一例を示す図である。

図１に示すように、建物換気システム１００は、建物１０と、建物１０の壁に設置されている換気装置２０と、建物１０内に設置されているＡ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び制御装置３０と、建物１０の屋外に設置されている屋外センサ４３とを有する。建物１０は物流倉庫であり、この物流倉庫１０は、空調装置を備えず、換気装置２０により室内の温度制御が実行される。尚、制御対象の建物１０は物流倉庫以外にも、換気装置２０により室内温度の制御が実行される工場等であってもよい。

図示例の物流倉庫１０は、矩形の平面形状を有し、対向する一対の短辺の中央位置に換気装置２０を構成する給気ファン２０Ａと排気ファン２０Ｂが装備された同時給排機構を有する。給気ファン２０Ａと排気ファン２０Ｂとしては、プロペラファン、シロッコファン、ターボファン、斜流ファン、ラインフローファンなど、多様な形態が適用できる。尚、物流倉庫１０の平面形状は図示例に限定されるものでなく、また、給排機構についても、給気ファン２０Ａのみを有し、排気を自然排気で行う形態、排気ファン２０Ｂのみを有し、給気を自然給気で行う形態などがある。

給気ファン２０Ａと排気ファン２０Ｂはいずれも駆動モータ（図示せず）を有し、商用交流電源（図示せず）に配線接続されている。また、この配線には運転／停止スイッチ（図示せず）が介在しており、制御装置３０から送信される運転制御信号や運転停止制御信号を受け、運転／停止スイッチがＯＮ（運転）側もしくはＯＦＦ（運転停止）側に操作されるようになっている。尚、駆動モータと制御装置３０とは、無線もしくは配線接続により、信号の送受信が行われる。

物流倉庫１０において、中央には長手方向に延びるメイン通路１１があり、メイン通路１１の左右において、物流倉庫１０の長手方向に所定間隔を置いて複数の保管物載置列が設けられている。メイン通路１１の両端には給気ファン２０Ａと排気ファン２０Ｂが設置されている。給気ファン２０Ａにより外気が室内にＸ１方向に給気され、給気された外気がメイン通路１１をＸ２方向に主として流通し、さらに各保管物載置列に分岐流通するとともに、排気ファン２０Ｂにより屋外にＸ３方向に室内にあった空気の一部が排気される。この外気の給気と室内空気の排気により、物流倉庫１０内の少なくとも温度が調整される。

保管物載置列には、物品（図示せず）を収容した複数の段ボール箱ＣＢ（保管物及び紙製箱の一例で、紙製箱には他に厚紙製の箱がある）が積み上げられた状態で並んでいる。図示例において、メイン通路１１にある計測点Ａには、Ａ点センサ４１が設置されている。計測点ＡにおけるＡ点センサ４１の設置高さは、作業員の背丈程度の高さである、１．５ｍ乃至２．０ｍ程度の高さに設定される。

一方、同様に、メイン通路１１にある計測点Ｂには、Ｂ点センサ４２が設置される。計測点ＢにおけるＢ点センサ４２の設置位置は床面である。

Ａ点センサ４１により、物流倉庫１０内における作業員の高さレベルの温度が計測される。一方、Ｂ点センサ４２により、建物の躯体を構成する床や壁、天井のうち、躯体を代表する構造部材である床面の温度が計測される。建物１０が図示例の物流倉庫等の場合、壁等に比べて床の面積は格段に広く、蓄冷に基づく躯体温度は床によってその多くが支配されることから、床面に計測点Ｂを設定し、床面の温度を建物躯体の温度として代表させることにしている。尚、計測点Ａ、Ｂは、図示例のようにメイン通路１１以外にも、メイン通路から分岐した保管物載置列の間等であってもよい。また、屋外の１点において、屋外センサ４３が設置される。ここで、Ａ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び屋外センサ４３は、いずれも温度センサであるが、温度・湿度センサが適用されてもよい。

建物換気システム１００では、物流倉庫１０内における作業員の高さレベルと床レベルの２点、及び屋外の１点の計３点の温度に関する計測データに基づき、制御装置３０による複数の判定に基づいて換気装置２０の運転制御を行うシステムである。計測点を必要最低限の３点に設定することにより、制御装置３０による制御の元になる計測データが多数に及んで計測データの整理やこれに基づく制御が煩雑になるといった問題が生じないようにしている。しかしながら、必要に応じて４点以上の計測点を設定してもよい。例えば、物流倉庫１０内においては、日当たりの程度や風通しの程度等によって温度差が生じ得るし、建物躯体の温度に関しても床と壁で温度差が生じ得る。そこで、例えば、設置場所を変えて複数のＡ点センサ４１を設置し、さらに、床面と壁面のそれぞれに複数のＢ点センサ４２を設置してもよい。その場合には、例えば、制御装置３０により、複数のＡ点センサ４１による計測データの平均値が算定され、同様に複数のＢ点センサ４２による計測データの平均値が算定され、それぞれの平均値に基づいて換気装置２０の運転制御が実行されるようにしてもよい。

制御装置３０は、マイクロコンピュータ（マイコン）により構成され、図示例では、物流倉庫１０の一つの隅角部に置き据えられている。図２に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５３、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile RAM）５４、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）５５、及びＩ／Ｏポート５６等を有する。そして、各部は、情報伝達可能にバス５７により接続されている。

ＲＯＭ５３には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ５２は、プログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域として用いられる。ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。ＨＤＤ５５には、プログラムやプログラムが利用する各種のデータ等が記憶される。さらに、ＨＤＤ５５には、計測データに基づく一連のプロセスシーケンス（実施形態に係る建物換気制御方法）等が記憶されている。ＮＶＲＡＭ５４には、各種の設定情報等が記憶される。Ｉ／Ｏポート５６は、操作パネル４４、Ａ点センサ４１（温度センサ４１ａ）、Ｂ点センサ４２（温度センサ４２ａ）、及び屋外センサ４３（温度センサ４３ａ）等に有線もしくは無線にて接続され、各種のデータや信号の入出力を制御する。

ＣＰＵ５１は、制御装置３０の中枢を構成し、ＲＯＭ５３等に記憶された制御プログラムを実行する。また、ＣＰＵ５１は、操作パネル４４からの指示信号に基づき、ＨＤＤ５５内に格納されているプロセスシーケンスに沿って換気装置２０の運転動作と運転停止動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ５１は、Ａ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び屋外センサ４３から送信された計測データに基づき、プロセスシーケンスに沿って各種の判定制御を実行し、換気装置２０の運転制御と運転停止制御を実行する。

尚、制御装置３０が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、プロセスシーケンス等は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御装置３０にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御装置３０はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、換気装置２０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有していてもよい。

また、図３に示すように、制御装置３０は、演算部３１、制御指令部３２、及びデータ格納部３３を有する。

データ格納部３３は、Ａ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び屋外センサ４３から随時送信されてきた各点の温度に関する計測データを都度格納する。尚、データ格納部３３には、空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：α等に関する設定情報が格納されている。

演算部３１は、データ格納部３３にて格納されているＡ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び屋外センサ４３による計測データを読み出し、一連のプロセスシーケンスに沿って換気装置２０の運転及び運転停止のための判定制御を行う。この判定制御に関しては、以下で詳説する。

制御指令部３２は、演算部３１による判定内容に基づき、換気装置２０に対して運転制御指令信号もしくは運転停止制御指令信号を送信する。上記するように、これらの指令信号は有線もしくは無線にて運転／停止スイッチに送信され、運転／停止スイッチがＯＮ（運転）側もしくはＯＦＦ（運転停止）側に操作されることにより、給気ファン２０Ａと排気ファン２０Ｂの同時給排動作及び同時運転停止動作が実行される。

建物換気システム１００は、物流倉庫１０の室内の一般的な高さの温度及び床の温度の双方と、外気の温度とを制御装置３０にて比較することにより、ナイトパージのための換気装置２０の運転開始時刻と運転終了時刻を精度よく設定し、もって、運転開始時刻と運転停止時刻の間のナイトパージの時間帯を精度よく設定することを可能としている。このようにナイトパージの時間帯が精度よく設定されることにより、特に、物流倉庫１０内において作業員が稼働時間帯に快適に作業を行うことを可能にする。

［実施形態に係る建物換気制御方法］
次に、図４乃至図７を参照して、実施形態に係る建物換気制御方法の一例を説明する。ここで、図４は、実施形態に係る建物換気制御方法の一例を示すフローチャートである。すなわち、実施形態に係る建物換気制御方法は、制御装置３０の制御方法となる。また、図５は、解析において用いた、ナイトパージ有り無しの場合の計測点Ａの温度の時刻歴グラフ、計測点Ｂの温度の時刻歴グラフ、及び屋外の温度の時刻歴グラフを示す図である。また、図６は、図５のVI部を拡大した図であって、ナイトパージの終了時刻の特定方法を説明する図であり、図７は、図５のVII部を拡大した図であって、ナイトパージの開始時刻の特定方法を説明する図である。

実施形態に係る建物換気制御方法は、物流倉庫１０内の計測点Ａ、Ｂ、及び屋外の３点の温度データを用いて、ナイトパージの時間帯（開始時刻と終了時刻）を設定し、開始時刻における換気装置２０の運転制御と終了時刻における換気装置２０の運転停止制御を行う。

まず、Ａ点センサ４１、Ｂ点センサ４２、及び屋外センサ４３により、計測点Ａの温度：Ｔｉ、計測点Ｂの温度：Ｔｓ、及び屋外の温度：Ｔｏを計測し、計測データが制御装置３０のデータ格納部３３に随時格納される。演算部３１では、データ格納部３３からＴｉ、Ｔｓ、及びＴｏに関するデータを読み出し、ＴｉとＴｏとの高低の判定行うとともに、ＴｓとＴｏとの高低の判定を行う（ステップＳ１、温度比較工程）。

温度比較工程における、ＴｉとＴｏとの高低の判定結果、及びＴｓとＴｏとの高低の判定結果に基づいて、換気装置２０の運転制御と運転停止制御を実行する（ステップＳ２、運転制御工程）。

具体的には、Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は、換気装置２０の運転制御を行う。また、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は、換気装置２０の運転停止制御を行う。

Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は、屋外の温度Ｔｏよりも物流倉庫１０内の計測点Ａの温度Ｔｉが高く、さらに、床面の温度Ｔｓも屋外の温度Ｔｏより高いことから、床面の蓄冷による物流倉庫１０内の温度低下を見込むことはできない。そのため、この条件の下では換気装置２０の運転制御が実行される。

一方、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は、屋外の温度Ｔｏよりも物流倉庫１０内の計測点Ａの温度Ｔｉが低く、さらに、床面の温度Ｔｓも屋外の温度Ｔｏより低いことから、換気を行うメリットは無い。そのため、この条件の下では換気装置２０の運転停止制御が実行される。

さらに、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合において、α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の場合は、換気装置２０の運転停止制御（例えば、ナイトパージの終了）を行う。また、Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合において、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合は、換気装置２０の運転制御（例えば、ナイトパージの開始）を行う。ここで、空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：α等に関する設定情報は、データ格納部３３から読み出される。

α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の式において、左辺のα×（Ｔｓ－Ｔｏ）は物流倉庫１０の床（例えば土間スラブ）への蓄冷量を示し、右辺のρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）は換気による熱取得量を示している。一方、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の式において、左辺のρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）は換気による排熱量を示し、右辺のα×（Ｔｏ－Ｔｓ）は物流倉庫１０の床への蓄熱量を示している。

特に、物流倉庫１０の床への蓄冷量と換気による熱取得量との比較、及び、物流倉庫１０の床への蓄熱量と換気による排熱量との比較に基づいて換気装置２０の運転制御を実行することにより、Ａ点センサによる建物の室内温度Ｔｉと床面温度Ｔｓとの間に温度差があり、その間に屋外温度Ｔｏが存在する場合において、換気装置２０の運転制御と運転停止制御の切替え時刻、すなわち、ナイトパージの開始時刻と終了時刻を精度よく実行することが可能になる。

ここで、図５乃至図７を参照し、本発明者等による解析に基づく建物換気制御方法の一例を説明する。本解析における解析条件に関し、建物の立地条件を東京都とし、日時は８月２日の深夜０時から翌３日の深夜０時までとした。換気対象は、平屋建ての物流倉庫とし、その屋根は二重断熱折板（ＧＷ１００ｍｍ）とし、外壁はＡＬＣ板（１００ｍｍ）とし、床は土間コンクリート（厚み１５０ｍｍ）とし、建物モデルの面積を１１８４ｍ^２、天井高を６．９ｍとした。また、物流倉庫内の空間の顕熱容量は２７．０（ｋＪ／ｍ^３Ｋ）とし、換気条件としては、２回／時間とし、これをナイトパージにおける連続的な換気とした。これらの解析モデル及び解析条件を、ＡＥ ｓｉｍ－ｈｅａｔ（株式会社建築環境ソリューションズ社製）の解析ソフトに適用して温度解析を行った。

図５に示すように、ナイトパージ有りの場合と無しの場合とで、物流倉庫内の作業員の高さレベルにおける室内温度は１．５℃乃至２．０℃程度の差があることから、快適な作業環境の創成に当たり、ナイトパージは極めて有効であることが分かる。

また、図５より、屋外温度が室内温度（ナイトパージ有り）を逆転して高くなる朝方の時刻、すなわち、ナイトパージの終了時刻はおよそ７：００前後に存在することが分かる。また、日中を経て、屋外温度が室内温度（ナイトパージ有り）を逆転して低くなる夜の時刻、すなわち、ナイトパージの開始時刻はおよそ２０：００前後に存在することが分かる。

そこで、ナイトパージの終了時刻の詳細な設定に関し、図６に示すように、屋外温度が室内温度よりも高くて床温度よりも低い（Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏ）、７：００～７：２０の間のΔｔ１の途中時刻に終了時刻が設定される。この終了時刻の設定に際しては、α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）を満たす時刻を制御装置３０により特定し、これをナイトパージの終了時刻として換気装置２０の運転停止制御を実行する。

一方、ナイトパージの開始時刻の詳細な設定に関し、図７に示すように、屋外温度が室内温度よりも低くて床温度よりも高い（Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏ）、１９：３０～２０：１０の間のΔｔ２の途中時刻に開始時刻が設定される。この開始時刻の設定に際しては、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）を満たす時刻を制御装置３０により特定し、これをナイトパージの開始時刻として換気装置２０の運転制御を実行する。

このように、実施形態に係る建物換気制御方法によれば、物流倉庫１０の室内温度と外気温度との比較に加えて、物流倉庫１０の躯体の蓄冷に基づく温度と外気温度との比較も行うことによって換気装置２０の運転制御と運転停止制御を実行することにより、最適なナイトパージの時間帯を設定することができる。

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

例えば、制御対象の建物が２階以上の物流倉庫等の場合には、各階ごとにＡ点センサ４１とＢ点センサ４２が配設され、各階ごとに制御装置３０が装備されていてもよいし、例えば１階にある１台の制御装置３０にて各階ごとに固有の制御が実行されてもよい。

１０：建物（物流倉庫）、１１：メイン通路、２０：換気装置（送風機、ファン）、２０Ａ：給気ファン（換気装置）、２０Ｂ：排気ファン（換気装置）、３０：制御装置、３１：演算部、３２：制御指令部、３３：データ格納部、４１：Ａ点センサ、４１ａ：温度センサ、４２：Ｂ点センサ、４２ａ：温度センサ、４３：屋外センサ、４３ａ：温度センサ、１００：建物換気システム

Claims (3)

1. 複数の保管物を保管する建物の換気制御を行う建物換気システムであって、
   前記建物内において、床面から所定高さの位置を計測点Ａとし、床面を計測点Ｂとし、
   前記計測点Ａの温度：Ｔｉを計測するＡ点センサ、前記計測点Ｂの温度：Ｔｓを計測するＢ点センサ、及び屋外の温度：Ｔｏを計測する屋外センサと、
   前記建物の室内と屋外との間で換気を行う換気装置と、
   前記Ａ点センサ、前記Ｂ点センサ、及び屋外センサにより送信される計測データを受信し、該計測データに基づいて前記換気装置の運転制御を実行する制御装置と、を有し、
   前記制御装置は少なくとも演算部を有し、
   前記演算部において、
   前記Ｔｉと前記Ｔｏとの高低の判定制御、及び、前記Ｔｓと前記Ｔｏとの高低の判定制御が実行され、
   Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は前記換気装置の運転制御が実行され、
   Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は前記換気装置の運転停止制御が実行され、
   空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：αとした際に、
   Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合において、さらに、
   α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の場合に前記換気装置の運転停止制御が実行され、
   Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合において、さらに、
   ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合に前記換気装置の運転制御が実行されることを特徴とする、建物換気システム。
2. 建物が複数階を有する場合は、各階にそれぞれ、前記Ａ点センサ、前記Ｂ点センサ、及び前記換気装置があり、前記制御装置により、各階ごとに該換気装置の運転制御及び運転停止制御が実行されることを特徴とする、請求項１に記載の建物換気システム。
3. 複数の保管物を保管する建物の換気制御を行う建物換気制御方法であって、
   前記建物内において、床面から所定高さの位置を計測点Ａとし、床面を計測点Ｂとし、
   前記計測点Ａの温度：Ｔｉを計測するＡ点センサが設けられ、前記計測点Ｂの温度：Ｔｓを計測するＢ点センサが設けられ、屋外の温度：Ｔｏを計測する屋外センサが設けられ、前記建物の室内と屋外との間で換気を行う換気装置が設けられており、
   前記Ｔｉと前記Ｔｏとの高低の判定行うとともに、前記Ｔｓと前記Ｔｏとの高低の判定を行う、温度比較工程と、
   前記温度比較工程において、
   Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合は前記換気装置の運転制御を行い、
   Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合は前記換気装置の運転停止制御を行い、
   空気密度：ρ、空気比熱：ｃ、換気量：Ｖ、表面熱伝達率：αとした際に、
   前記温度比較工程において、Ｔｉ＜Ｔｏで、かつＴｓ≧Ｔｏの場合であって、さらに、α×（Ｔｓ－Ｔｏ）≦ρｃＶ×（Ｔｏ－Ｔｉ）の場合は前記換気装置の運転停止制御を行い、
   前記温度比較工程において、Ｔｉ≧Ｔｏで、かつＴｓ＜Ｔｏの場合であって、さらに、ρｃＶ×（Ｔｉ－Ｔｏ）≧α×（Ｔｏ－Ｔｓ）の場合は前記換気装置の運転制御を行う、運転制御工程と、を有することを特徴とする、建物換気制御方法。

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