KR102356883B1

KR102356883B1 - 방 또는 건물의 공기 교환률을 결정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102356883B1
Application number: KR1020187029648A
Authority: KR
Inventors: 플로랑 알제토; 벵자망 에루
Original assignee: 쌩-고벵 이조베르
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2022-02-03
Also published as: EP3430320B1; CN108779929B; CA3016269A1; JP2019513964A; RU2018136431A3; BR112018068368B1; US20190078799A1; SA518400043B1; BR112018068368A2; FR3049045B1; AU2017235764A1; WO2017158313A1; RU2018136431A; EP3430320A1; KR20180121637A; CN108779929A; RU2741193C2; FR3049045A1

Abstract

본 발명은 방 또는 건물의 공기 교환률(ACH)을 결정하는 방법에 관한 것으로서: 측정 프로그램이 방 또는 건물 내에 인가된 주어진 가스의 상이한 유량들(q_k)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐 실행되고, 그러한 측정은 더 짧은 시간 간격에서 방 또는 건물 내측의 가스의 농도(c_ik)를 결정하기 위해서, 그리고 더 짧은 시간 간격에서 방 또는 건물 외측의 가스의 농도(c_ek)를 결정하기 위해서 이용될 수 있고; (i) 방 또는 건물 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 방 또는 건물의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 물리적 방 또는 건물 매개변수의 함수로서의 방 또는 건물 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간-기반의 변동을 표현하는 확산 모델, 및 (ii) 시간의 함수로서의 방 또는 건물 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))를 병합시킴으로써, 방 또는 건물의 공기 교환률(ACH)의 값이 결정된다.

Description

방 또는 건물의 공기 교환률을 결정하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 공간의 공기 교환률을 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 의미에서, "공간"은 물리적 경계에 의해서 경계 지어진 임의 공간, 특히 거주 공간 또는 저장 공간을 의미한다. 특히 주거 또는 제3의 용도를 위한, 개별적인 가정집 또는 건물과 같은, 일정한 거주 또는 저장 공간, 그러한 건물의 일부, 예를 들어 다층 건물 내의 아파트먼트, 또는 심지어 저장 탱크가 있을 수 있다. 차량 내의, 특히 모터카, 트럭, 기차, 선박, 잠수함, 항공기, 우주선 내의 캐빈 또는 저장 탱크와 같은, 이동 가능한 거주 또는 저장 공간이 있을 수 있다.

ACH로 표시되는 공간의 공기 교환률은, m³.h^-1 로 표현되는, 시간당 교환된 공간 내측의 공기의 부피이다. 이는 자연적인 환기에 의한 공기 교환률, 또는 강제 환기(즉, 제어된 기계적 환기를 이용한 강제 환기)에 의한 공기 교환률일 수 있다. 개조하고자 하는 오래된 건물의 경우에, 기계적 환기가 없는, 자연 환기에 의한 공기 교환률을 결정하는 것은, 내부 공기 품질과 관련하여 공기 유량이 충분히 큰지의 여부를 평가하는데 있어서 그리고 자연적 침투가 건물의 에너지 균형에 미칠 영향을 결정하는데 있어서 유용하다. 열이 회수되는 기계적 환기 시스템을 포함하는 새로운-건물의 경우에, 기계적 환기가 비활성화된 구성에서 자연 환기에 의한 공기 교환률을 결정할 수 있고, 이는 건물의 기밀성을 평가할 수 있게 하고; 활성적인 구성의 기계적 환기를 이용한, 강제 환기에 의한 공기 교환률을 또한 결정하여, 기계적 환기 시스템의 유량을 평가할 수 있게 하고 그러한 시스템이 최적으로 운영되고 있다는 것을 증명할 수 있게 한다.

건물의 테스트 기계적 압력 또는 감압이 얻어지고 결과적인 공기 유량이 건물의 내측과 외측 사이의 정적 압력차의 범위 내에서 측정되는, "송풍기 도어" 유형의 테스트를 이용한 건물 내의 공기 교환률을 결정하는 실무가 공지되어 있다. 통상적으로 측정되는 하나의 계수는, 건물의 내측과 외측 사이에 50 Pa의 압력차가 있는 건물 내에서 시간당 교환되는 공기의 부피에 상응하는, n₅₀으로 표시되는, 가열된 부피로 나눈 50 Pa에서의 공기 누출률이다.

이러한 "송풍기 도어" 방법에서, 송풍기가 고정되는 기밀 방수포(tarpaulin)로 형성된 임시 도어가 건물의 개구부 내에 설치되고, 이어서 송풍기가 온으로 스위칭되어 건물의 내측과 외측 사이에서 압력차를 생성하고, 공기 유량 및 압력차가 일반적으로 20 Pa 내지 70 Pa 범위인 압력차 범위에 걸쳐 측정된다. 이러한 큰 압력차는, 건물에 미치는 외부 조건의 영향을 고려할 수 없다. 결과를 더 작은 압력차에 외삽(extrapolate)하기 위해서 그리고 실제적인 물리적 매개변수로 다시 작업하기 위해서 물리적 모델을 이용할 필요가 있고, 그 하나의 예로 Persily-Kronvall 모델이 있다. 그러나, 단순한 방식으로 만족스런 결과를 획득하기 어려운데, 이는 단순화된 물리적 모델이 모든 유형의 건물에 적합한 것이 아니고 그리고 더 정교한 물리적 모델은 이용이 어렵기 때문이다. 또한, 이러한 방법으로, 바람이 적은 조건 하에서 측정을 실시할 필요가 있는데, 이러한 것이 항상 가능한 것은 아니다.

또한, 건물 물리학에서, 추적자 가스 방법을 이용하여 공기 교환률을 결정하는 실무가 알려져 있고, 이는 자연 측정 조건을 고려한다는 장점을 갖는다. 이러한 방법의 가장 통상적인 변형에서, SF₆ 또는 CO₂ 와 같은 많은 양의 특정 가스를 건물 내로 주입하고, 몇 시간에 걸쳐 공기 내의 이러한 가스의 농도 감소를 측정한다. 이어서, 건물 내측의 가스 농도의 시간적 변동 비율 그리고 내측과 외측 사이의 그 가스의 절대량 차이의 비율을 이용하여, 공기 교환률을 추정한다. 그러나, 이러한 방법은 건축 후에 건물 현장에서 매우 널리 이용되지는 않는데, 이는 주로 그 비용 때문이고 긴 측정 지속시간 때문이다.

본 발명은, 보다 특히, 모든 유형의 공간에서, 단순하고 신속하게, 특히 몇 시간의 기간에 걸쳐, 적당한 비용으로 그리고 합리적인 정확도로, 공간의 공기 교환률을 결정할 수 있게 하는 방법 및 장치를 제안함으로써, 이러한 단점을 극복하고자 한다.

이를 위해서, 본 발명의 하나의 대상은 공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위한 방법이며, 그러한 방법은:

- 공간 내에 인가된 구분되는(distinct) 주어진-가스 유량(

)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 결정할 수 있게 하기 위해서 측정 캠페인(campaign of measurement)을 실행하고, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 단계;

- 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도함으로써, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 의미에서, "가스의 농도"는, H₂O 가스의 경우에 절대 습도에 상응하는 공기의 입방 미터당 가스의 그램(g/m³)의, 공기 내의 가스 함량, 또는 H₂O 가스의 경우에 비습도(specific humidity)에 상응하는 공기의 그램당 가스의 그램(공기의 g/g)의, 공기 내의 가스 함량일 수 있다. 공간의 공기 교환률(ACH)은 그에 따라 m³/h, 또는 공기의 g/h로 주어질 수 있다.

또한, 본 발명의 맥락에서, "공간의 내측" 및 "공간의 외측"은, 공간의 물리적 경계에 의해서 분리되고 공간의 물리적 공간의 내측 및 외측에 각각 위치되는 공기의 2개의 덩어리(mass)를 나타낸다.

구분되는 유량(

)이 공간 내에 인가되고 그 농도 변화가 모니터링되는, 본 발명의 맥락에서 사용되는 가스는, 특히 H₂O, CO₂, He, SF₆, H₂, N₂, 또는 다른 냉매 추적자 가스로부터 선택될 수 있고, 이러한 목록은 포괄적인 것이 아니다. 가스의 선택을 위해서 고려하는 많은 중요한 기준이 있고; 특히, 가스는 대기 내에서 용이하게 식별 가능하고 측정 가능할 필요가 있고; 비록 방법에서 측정 전체를 통해 인간이 있을 것이 요구되지 않지만, 가스는 길게 또는 빈번하게 흡입되는 경우에 위험하지 않아야 하고; 바람직하게, 가스는 환경에 유해하지 않다. 또한, H₂O 또는 CO₂와 같은, 대기에 존재하는 가스를 이용하는 것은 대기 내의 그 농도를 고려하는 것 그리고 공기 교환률을 계산할 때 이를 교정하는 것을 수반한다. 본 발명의 맥락에서, 공간 내에서 구분되는 유량(

)이 인가되고 그 농도 변화가 모니터링되는 가스로서, 수증기(H₂O)를 이용하는 것이 유리한데, 이는 그 저비용, 그 무해성, 및 수증기 유동의 용이한 생성 때문이다.

본 발명은 공간의 공기 교환률의 현장에서의 결정을 가능하게 한다. 본 발명의 기본 원리는, 제어된 내부 영향이 공간에 가해질 때 공간 내측의 주어진 가스의 농도의 그리고 측정된 외부 환경의 시간적 변동을 이용한다는 것이다. 공간 내측의 가스의 농도 변동의 정량적 분석은, 공간 거동 방식에 영향을 미치기 쉬운 매개변수의 수를 제한함으로써, 약 몇 시간의 짧은 기간에 걸친 공간의 내측과 외측 사이의 공기 교환을 정량적으로 결정할 수 있게 한다. 특히, 짧은 측정은 공간의 사용 조건, 외부 조건의 변동, 및 건물 재료 및/또는 공간의 가구에 의한 가스의 흡수 또는 탈착 현상의 영향을 피할 수 있게 한다.

본 발명의 맥락에서, "공간 내에 인가되는 가스의 유량"은, 공간 외측의 가스 농도의 주어진 조건에서, 공간 내측의 가스의 농도의 변동을 생성하는 임의 동작 조건을 의미한다. 공간 내로 인가되는 가스의 유량이 양(positive), 영, 또는 음일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 양의 가스 유량은 공간 내로의 가스의 주입에 상응하는 반면, 음의 가스 유량은 공간으로부터의 가스의 추출에 상응한다. 공간에 인가되는 영 또는 실질적으로 영의 가스 유량의 경우에, 공간 내측의 가스의 농도의 변동은 공간 내측 및 외측의 가스의 초기 농도들 사이의 불균형의 결과일 수 있다. 본 발명에 따라, 주어진-가스 유량(

) 중 적어도 하나가 영이 아니다.

본 발명의 맥락에서, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값은, 확산 모델 및 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스 농도의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도함으로써 결정된다. 하나의 유리한 실시예에서, 확산 모델은, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간 내의 가스 유량(

)의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현한다. c_ik의 시간적 변동이 c_ek만의 함수로서 표현될 때, ACH/V의 평가에 도달할 수 있고, 여기에서 V는 공간의 유효 부피이고, 이는, 시간당 교환되는 부피의 수에 도달할 수 있다는 것을 의미한다.

공간의 공기 교환률을 결정하기 위해서 이용되는 확산 모델은 당업자에게 공지된 임의 유형일 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따라, 공간의 공기 교환률을 결정하기 위해서 이용되는 확산 모델은 적합한 수의 저항 및 커패시터를 갖는 R-C 모델일 수 있다. 선호에 따라, 확산 모델은 하나의 저항 및 하나의 커패시터를 갖는 단순한 R-C 모델이다. 대안으로서, 확산 모델은 특히, 3개의 저항 및 2개의 커패시터를 갖는 소위 "3R2C" 모델과 같은, 단순한 R-C 모델보다 더 복잡한 R-C 모델일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 공간의 공기 교환률을 결정하기 위해서 이용되는 확산 모델이 매개변수 식별 모델(또는 시스템 식별 모델), 즉, Henrik Madsen, Chapman & Hall, 2008 (ISBN-13:9781420059670 0)에 의한 "시계열 분석(Time Series Analysis)"의 연구에서 설명된 모델과 같은, 시스템의 수학적 모델이 측정으로부터 획득되는 모델일 수 있다.

특히, 공간의 공기 교환률을 결정하기 위해서 이용되는 확산 모델은 자기회귀 모델, 특히 ARX 모델(외부 입력을 갖는 자기회기 모델)일 수 있다. 대안으로서, 예를 들어, ARMAX 모델과 같은, 다른 자기회귀 모델이 이용될 수 있다.

공지된 방식으로, ARX 모델은, 하나 이상의 입력(u(t), v(t)) 및 평균이 영인 화이트 노이즈(zero mean white noise)(e(t))를 특징으로 하는 랜덤 모델링 레지듀얼(random modeling residual)의 함수로서, 하나의 출력(y(t))을 규정하는 자기회귀 모델이고, 여기에서 t는 고려되는 샘플링 순간을 나타낸다. ARX 모델은, 지연(delay)이 고려되는 경우에, 이하와 같이 작성될 수 있다:

p^-1 은 지연 연산자(delay operator)로 지칭되고, 현재 시간의 시스템에 영향을 미치는 과거 상태를 고려한다. n은 ARX 모델의 차수이다. ARX 모델의 차수(n)의 선택과 관련하여, n의 값은 시스템의 관성값(inertia)을 고려할 수 있을 정도로 충분히 크면서도, 모델의 과다 매개변수화를 방지할 수 있을 정도로 충분히 작아야 할 필요가 있다.

식별 모델의 단계가 자체적으로 공지되어 있고 그에 따라 여기에서 더 구체적으로 설명하지 않는다. ARX 모델을 측정된 변화(c_ik(t))에 맞춰 조정(피팅(fitting))하는 것에 의해서 식별될 필요가 있는 계수는, 공간의 공기 교환률(ACH)이 연계되는 계수(a_i, b_i, d_i, i = 1, …, n)이다.

특히, 공간 내의 가스의 확산이 모델링되는 경우에, ARX 모델의 출력(y(t))이 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)이고 ARX 모델의 입력(u(t) 및 v(t))이 각각 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간 내의 가스의 유량(

)인 것이 고려될 수 있다. 식별을 위해서, 과정은 ARX 모델의 정적 상태(p^-1 = 1):

및 물리적-성분 균형(physical-matter balance):

중에서 유사한 것이다.

이어서, 물리적 매개변수는 이전의 2개의 수학식들의 비교에 의해서 단순히 얻어진다. 특히, 과학 문헌에서 접근 가능한 통상적인 수학적 프로세싱을 통해서,

및

의 가중 평균이 되는 것으로서 공간의 공기 교환률(ACH)에 도달할 수 있다.

매개변수 식별 모델의 입력 및 출력이 교환될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 특히, 본 발명의 맥락에서, ARX 모델을 이용하여 측정 데이터(c_ik(t))를 프로세스하기 위해서, ARX 모델의 출력(y(t))이 공간 내의 가스 유량(

)이고 ARX 모델의 입력(u(v) 및 v(t))이 각각 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)인 것을 고려할 수 있다.

본 발명의 의미 내에서, 확산 모델 및 측정된 변화(c_ik(t))가 수렴되게 한다는 사실은, 확산 모델로부터 계산된 바와 같은 공간 내측의 가스의 농도의 시간적 변화와 실제로 측정된 바와 같은 공간 내측의 가스의 농도의 시간적 변화(c_ik(t)) 사이의, 적어도 각각의 기간(D_k) 내에 포함되는 시간 간격에 걸친, 차이를 최소화하는 방식으로, 확산 모델에서 이용되는 공간의 물리적 매개변수의 값이 조정(피팅)된다는 것을 의미한다. 그에 따라, 피팅은 각각의 기간(D_k)의 전체 범위에 걸쳐, 또는 각각의 기간(D_k) 내에 포함된 하나 이상의 시간 간격에 걸쳐 이루어질 수 있다.

예로서, 확산 모델이 하나의 저항 및 하나의 커패시터를 갖는 단순한 R-C 모델이고, 각각의 기간(D_k)에서, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스 농도의 측정된 변화(c_ik(t))가 실질적으로 선형인 시간 간격(Δt_k)이 존재하는 경우에, 단순한 R-C 모델 및 측정된 변화(C_ik(t))는 다음과 같이 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐 수렴될 수 있다: 각각의 기간(D_k)에서, 변화(c_ik(t))에 대한 접선의 구배(a_k)가 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐 결정되고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값은 구배(a_k)로부터, 공간 내에 인가된 가스 유량(

)으로부터, 그리고 공간의 내측과 외측 사이의 가스의 농도차로부터 추정된다.

다른 예에 따라서, 확산 모델이 "3R2C" 모델 또는 ARX 모델과 같은 더 복잡한 R-C 모델인 경우에, 확산 모델로부터 계산된 바와 같은 공간 내측의 가스 농도의 시간적 변화와 실제로 측정된 바와 같은 공간 내측의 가스 농도의 시간적 변화((c_ik(t))) 사이에서, 전체 기간(D_k)에 걸쳐, 차이("피팅")를 최소화하는 방식으로, 모델에서 이용되는 공간의 물리적 매개변수의 값을 조정함으로써, 확산 모델과 측정된 변화(c_ik(t))가 수렴된다.

특히 가스의 확산과 관련하여 공간이 거동하는 방식에 영향을 미치기 쉬운 공간의 매개변수의 예는 공간의 물리적 경계의 총 표면적, 예를 들어 홀의 등가 표면적을 결정할 수 있게 하는 가구 작품(joinery work)의 수 및 크기를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따라, 방법은:

- 공간 내에 인가된 구분되는 가스 유량(

)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 결정할 수 있게 하기 위해서 측정 캠페인을 실행하고, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 단계;

- 각각의 기간(D_k)에서, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))로부터 시작하여:

ｏ 변화(c_ik(t))가 실질적으로 선형인 시간 간격(Δt_k)이 존재하는 경우에, 변화(c_ik(t))에서의 접선의 구배(a_k)가 이러한 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐서 결정되고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값이 구배(a_k)로부터 추정되고;

ｏ 또는, 변화(c_ik(t))가 실질적으로 선형인 시간 간격이 존재하지 않는 경우에, 변화(c_ik(t))가 실질적으로 exp(-t/τ) 유형의 지수적인(exponential) 시간 간격(Δt_k')이 선택되고, 여기에서 τ는 종료시에 공간 내측의 공기의 부피가 변화되는 시간이고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값이 추정되며, 이는,

가 직선이 되게 하는 값이고, 여기에서

이고, c_ekm'은 시간 간격(Δt_k')에 걸친 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)의 평균이다.

물론, 본 발명에 따른 방법은 변화(c_ik(t))의 그래픽적인 표상이 반드시 제 위치에 놓일 것을 요구하지 않는다.

특히, 각각의 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐, 변화(c_ik(t))에 대한 접선의 구배(a_k)가 간격(Δt_k)에 걸친 변화(c_ik(t))의 도함수와 같다. 결과적으로, 간격(Δt_k)에 걸친 변화(c_ik(t))에 대한 접선의 구배(a_k)를 결정하는 단계가, 본 발명의 맥락에서, 변화(c_ik(t))의 그래픽적인 표상에 의존하지 않고, 간격(Δt_k)에 걸친 변화(c_ik(t))의 도함수를 계산함으로써, 실시될 수 있다.

특히 구배(a_k)를 결정하기 위한 방법의 계산 단계가 임의의 적합한 계산 수단을 이용하여 실시될 수 있다. 이는 특히, 방법에 의해서 요구되는 측정치를 획득하기 위한 획득 시스템 및 획득된 측정치를 기초로 방법의 단계의 전부 또는 일부를 실행하기 위한 계산 수단을 포함하는 단말기일 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 기간들(D_k)이 서로 분리될 수 있거나, 즉각적으로 서로 연속될 수 있다. 후자의 경우에, 방법은, 기간(D_k)의 연속에 의해서 형성된, 연속적인 기간에 걸쳐 전체적으로 실시되는 것으로 간주될 수 있다.

선호에 따라, 방법은 공간 내에 인가된 2개의 구분되는 가스 유량 설정점(

및

)에 상응하는 2개의 연속적인 기간(D₁ 및 D₂)으로 실시된다.

본 발명의 일 양태에 따라, 제1 기간(D₁)에 걸쳐 인가된 제1 가스 유량(

) 및 제2 기간(D₂)에 걸쳐 인가된 제2 가스 유량(

)이 서로 상이한 값을 갖는다. 하나의 유리한 실시예에서, 제1 기간(D₁)에 걸쳐 인가된 제1 가스 유량(

)은 전적으로 양 또는 전적으로 음인 반면, 제2 기간(D₂)에 걸쳐 인가된 제2 가스 유량(

)은 영 또는 실질적으로 영이다.

유리하게, 각각의 기간(D_k)에서, 공간 내에 인가된 가스 유량(

)은 적어도 하나의 제어된-유량의 기기에 의해서 부여되는 유량(

)을 포함한다. 여기에서 "제어된-유량의 기기"는, 기기에 의해서 주입되거나 추출되는 가스의 양이 정밀하게 결정될 수 있게 하는 기기를 의미한다. 선호에 따라, 그러한 또는 각각의 제어된-유량의 기기의 제어가 자동화된다.

이용되는 가스가 수증기일 때, 그러한 또는 각각의 제어된-유량의 기기가 가습기, 예를 들어 초음파 가습기일 수 있다. 이어서, 각각의 기간(D_k)에 걸쳐 주입되는 수증기의 유량을 정밀하게 결정하기 위한 하나의 방법은, 기간(D_k)의 시작에서 그리고 종료에서 가습기의 중량을 측정하는 것이고 그리고, 가습기의 온(on) 상태 지속시간을 알고 있음으로써, 기간(D_k)에 걸친 공간에 인가된 수증기의 평균 유량을 추정하는 것이다.

본 발명의 맥락에서, 다양한 기간들(D_k)에 걸쳐 공간에 인가된 구분되는 가스 유량들(

)이 다양한 가스 유량 설정점일 수 있고, 이는 각각의 기간(D_k) 동안 가스 유량(

)이 전체 기간(D_k)에 걸쳐 일정하다는 것을 의미한다. 대안으로서, 기간(D_k)에 걸친 평균 가스 유량(

)이 기간(D_k) 주변의 기간에 걸쳐 인가된 (일정한 또는 평균의) 가스 유량과 구분되기만 한다면, 가스 유량(

)이 하나 이상의 기간(D_k)에 걸쳐 일정하지 않을 수 있고 평균 가스 유량 값(

) 주위에서 변경될 수 있다. 그러한 경우에, 기간(D_k)에 걸쳐 고려되는 가스 유량은 평균 가스 유량 (

)이다. 각각의 기간(D_k)에 걸친 가스 유량의 변동은 2개의 연속적인 기간에 걸쳐 인가된 가스 유량들 사이의 차이와 비교하여 작을 필요가 있고, 그리고 선호에 따라, 각각의 기간(D_k)에 걸친 가스 유량의 변동은, 2개의 연속적인 기간에 걸쳐 인가된 가스 유량들 사이의 차이의 30% 미만, 더 바람직하게 20% 미만, 보다 더 바람직하게 10% 미만이다.

부여된 유량(

)을 인가하기 위해서 이용되는 기기 이외의 주어진 가스의 공급원이 기간(D_k) 중에 공간 내에서 활성화되지 않은 경우에, 공간 내에 인가되는 가스 유량(

)은 부여된 유량(

)과 동일하다. 대조적으로, 기간(D_k) 중에, 유량(

)에 더하여 공간 내에 인가되는 부가적인 가스 유량(

)이 있는 경우에, 공간 내에 인가되는 가스 유량(

)은 유량(

) + 유량(

)과 같다. 그에 따라, 부가적인 유량을 측정할 수 있거나, 부여된 유량을 인가하기 위해서 이용되는 기기 이외의 모든 공급원을 차단할 필요가 있다.

특히, 사용되는 가스가 수증기일 때, 공간 내의 수증기의 부가적인 유량이, 거주자의 호흡, 조리, 건조되는 세탁기의 존재, 샤워의 사용, 회전식 건조기의 사용과 같은, 공급원으로부터 초래될 수 있다. 선호에 따라, 방법은 공간이 점유되지 않는 동안 실시된다. 또한, 존재할 수 있는 임의의 가전제품이 바람직하게 오프로 스위칭된다.

본 발명에 따른 방법은, 공간 내측의 가스 농도의 변동이 침투에 의해서 교환되는 공기의 양에 비례한다는 사실에 의존한다. 만약 공간 내측의 가스의 농도가 균질하지 않다면, 측정을 부정확하게 할 수 있는, 가스의 양보다 많은 공기의 양이 교환될 위험, 또는 그 반대가 될 위험이 있다. 동일한 위험이, 공간 내의 과다한 온도차에 의해서 유발되는 가스의 층상화(stratification)로부터 초래될 수 있다. 공간 내측의 가스의 농도 및 온도의 균질성을 개선하기 위해서, 공간 내측의 연통 도어를 개방하고 공간 내측에 공기 교반 시스템을 설치하는 것이 유리하다. 공간이 큰 내측부 부피를 갖는 경우에, 몇 개의 제어된-유량의 기기가, 공기 교반을 위한 시스템과 연관되어, 유리하게 공간을 통해서 산재된다.

본 발명의 일 양태에 따라, 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 결정할 수 있게 하는 측정치는, 공간의 공기의 내측부 부피 내에 위치되는 가스에 대한 하나 이상의 센서를 이용하여 취해진다. 사용되는 가스가 수증기인 경우에, 그러한 가스의 각각의 센서는, 공간 내측의, 절대 습도로도 지칭되는, 수증기 농도(c_ik)를 측정하도록 구성된 수분 센서이다.

선호에 따라, 가스에 대한 각각의 센서는 공간 내측의 공기의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서와 연관된다. 이어서, 공간 내측의 가스의 농도(c_ik) 및 공간 내측의 온도(T_ik)가 각각 공간 내측의 공기의 부피를 통해서 분포된 여러 센서의 측정치의 평균인 것으로 간주될 수 있다. 공간 내측의 가스의 농도 및 온도의 균질성이 더 불완전할수록, 필요한 센서의 수가 더 많아진다. 여러 지점에서의 몇 개의 센서의 이용은 또한, 예를 들어 다소 비-기밀(non-airtight)인 가구 작품 주위에 배치된 센서가 공간 내측의 공기의 부피의 중심에 위치된 센서와 달리 거동한다는 것을 식별하는 것에 의해서, 공기 누출의 위치를 결정하게 할 수 있다.

선호에 따라, 각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간 내측의 공기의 온도(T_ik)가 안정적이다. 공간 내측의 공기 온도의 변동은 공간 내측의 공기 내의 가스의 농도에 실제로 영향을 미칠 수 있다. 결과적으로, 각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간 내의 열 또는 냉각의 공급원, 특히 가열 또는 공조 장치를 오프로 스위치하는 것, 또는 그들을 일정한 설정점에서 계속 작동되게 하는 것이 바람직하다. 특히, 사용되는 가스가 수증기일 때, 공간 내측의 온도 증가는 공간 내측의 재료의 건조를 초래하여, 수증기가 공기 내로 증발되게 할 수 있는 반면, 공간 내측의 온도 감소는 공기 내에 존재하는 수증기가 재료의 표면 상에 응축되게 할 수 있다.

태양 복사선 영향 하의 공간 내측의 온도 증가를 방지하기 위해서, 각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 낮은, 바람직하게 영인 태양 복사선이 또한 바람직하다. 공간을 폐쇄하는 셔터, 블라인드 또는 다른 요소가 각각의 기간(D_k) 중에, 특히 남쪽에 대면되는 공간의 측면 상에서 폐쇄할 수 있다. 선호에 따라, 본 발명에 따른 방법이 야간에 실시된다.

하나의 유리한 양태에 따라, 방법의 실시에 소요되는 시간을 제한하는 한편 동시에 태양 복사선에 의한 기여를 감소시키기 위해서, 방법은 한번의 야간 기간에 걸쳐 연속적으로 그 전체가 실시된다.

방법의 실시 중의 공간 내측의 절대 습도의 변화가 공기의 교환과만 연관되도록, 공기 내에 그리고 건물 재료 및/또는 가구 내에 포함된 수증기의 교환이 무시될 수 있도록 하는 조건 하에서 동작될 필요가 있다. 이제, 예로서, 바니싱 처리되지 않은 오크(unvarnished oak)의 50 m²의 표면적은, 공간 내측의 습도가 60%로부터 80%로 변경될 때, 3시간 동안 약 2 kg의 물을 저장할 수 있다. 그에 따라, 이러한 교환을 제한하기 위해서, 가능한 한 짧은 기간(D_k)에 걸쳐 본 발명에 따라 구분되는 수증기 유량을 인가하고 측정을 하는 것이 바람직하다. 선호에 따라, 각각의 기간(D_k)이 2시간 이하, 더 바람직하게 1시간 이하로 지속된다.

기계적 환기 시스템을 구비한 공간의 자연 침투에 의한 공기 교환률을 측정하는 것이 요구되는 경우에, 부가적인 공기 유동이 도입되지 않도록, 기계적 환기가 각각의 기간(D_k) 동안 비활성화될 필요가 있다. 대안으로서, 기간(D_k)에 걸쳐 희망 유량에서 활성적 구성으로 기계적 환기를 유지할 수 있고, 이어서 본 발명에 따른 방법은 기계적 환기에 의해서 발생된 공기 유량을 측정할 수 있고 그에 따라 그 동작을 검증할 수 있다.

선호에 따라, 각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)가 안정적이다.

공간 외측의 가스의 농도(c_ek)는, 공간 외측의 공기 내에 배치된 가스의 센서, 특히 사용 가스가 수증기일 때 습도 및 온도 센서를 이용한 측정에 의해서 결정될 수 있다. 이러한 습도 및 온도 센서는 외부 공기의 부피 내에 배치되어, 그러한 센서가 열원 또는 수증기 생성 공급원에 근접 배치되는 것을 피하고, 그에 따라 공간의 물리적 경계의 외측부 표면에 근접한 공기의 전체 덩어리를 나타내는 측정치를 갖는다.

대안으로서, 사용 가스가 수증기이고 공간이 외측에 직접 개방될 때, 공간 외측의 수증기의 농도 또는 절대 습도(c_ek)는, 공간이 위치되는 장소에 대한 기상관련 데이터를 내삽하는 것에 의해서, 결정될 수 있다.

일반적으로, 외측 공기는, 특히 습한 기간 중에, 수증기를 포함한다. 본 발명의 방법에 따라 공간 내로 인가된 수증기 유량이 외부 조건에 충분히 적합한 경우에 그리고 공간의 내측과 외측 사이의 절대 습도차가 큰 경우에, 본 발명에 따른 방법은 더욱 신뢰 가능하다.

본 발명의 맥락에서, 공간의 공기 교환률(ACH)의 역수(m³.h^-1)를 나타내는 저항에 의해서 분리된, 공간 내측의 하나 및 공간 외측의 다른 하나의, 2개의 균질한 가스 농도(g.m^-3) 노드와 함께, 단순한 R-C 모델을 이용하여 공간을 설명할 수 있다. 공간 내측의 가스 농도 노드는 공간의 유효 부피(m³)를 나타내는 커패시터에 연결된다. 공간 내에 인가된 가스 유량(g.h^-1)은 공간의 물리적 경계에 걸친 가스 교환 및 물리적 경계의 구조물 내에 저장된 가스의 양에 의해서 보상되고; 이는 이하의 수학식에 의해서 설명되고:

여기에서,

는 공간 내에 인가된 총 가스 유량이고, c_ik 및 c_ek 는 각각 공간 내측의 가스의 농도 및 공간 외측의 가스의 농도이고, ACH는 공간의 공기 교환률이며, V는 공간의 유효 부피이다.

공간의 응답이 단순한 감소 지수(decreasing exponential)이고, 그 시간 상수는 공기 교환률(ACH)과 공간의 유효 부피(V)의 곱으로 가정한다. 실제로, 공간의 응답은 더 복잡하고 상당히 많은 감소 지수의 중첩이나, 테스트 조건, 특히 테스트의 지속시간 및 공간 내에 인가되는 가스 유량의 값의 적응에 의해서, 가장 큰 시간 상수만이 역할을 하고 전술한 모델이 유효하다는 것이 실험적으로 입증되었다.

상이한 값들을 가지는 2개의 가스 유량(

및

)을 2개의 기간(D₁ 및 D₂)에 걸쳐 공간에 인가함으로써, 이하의 수학식을 이용하여 공간의 공기 교환률(ACH)을 결정할 수 있고:

이하의 수학식을 이용하여 공간의 유효 부피(V)를 결정할 수 있고:

여기에서, (

)_{k=1 또는 2} 는 기간(D_k)에 걸쳐 인가된 가스 유량이고, (a_k)_{k=1 또는 2} 는 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도의 변화(c_ik(t))에 대한 접선의 시간 간격(Δt_k)에 걸친 구배이고,

_{k=1 또는 2} 는 시간 간격(Δt_k)에 걸친 공간 내측의 평균 가스 농도 및 공간 외측의 평균 가스 농도 사이의 차이이다.

본 발명의 일 양태에 따라, 공간의 유효 부피(V)의 값(V_calc)이 방법에 따라 계산된 후에, 체크를 실시하여 이러한 값(V_calc)이 사실상 공간의 실제 부피, 특히 20% 이내에 상응하는지에 대한 검증을 한다. 상응하지 않는 경우에, 공간의 공기 교환률(ACH)에 대한 교정된 값을 획득하기 위해서, 측정이 진행되는 방식을 수정할 필요가 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 방법이, 공간의 실제 부피와 상이한 공간의 유효 부피에 대한 계산된 값(V_calc)을 유도할 수 있다. 특히, 사용 가스가 공간 내로 주입된 수증기인 경우, 각각의 기간(D_k)의 지속시간이 너무 짧을 때, 계산된 값(V_calc)이 실제 부피보다 작은 반면, 각각의 기간(D_k)의 지속시간이 너무 길 때, 계산된 값(V_calc)이 실제 부피보다 크다는 것이 발견되었다. 이는, 공간의 유효 부피(V)에 대한 계산된 값(V_calc)이 공간의 실제 부피에 상응하지 않고, 그 대신에 방법의 맥락에서 사용된 가스가 유효하게 작용하는 부피에 상응한다는 사실에 의해서 설명될 수 있다. 공간의 실제 부피와 관련하여 과소 평가된 계산된 값(V_calc)은, 가스가 공간의 부피 전체에 퍼지기 위한 시간을 갖지 못했다는 것을 나타낼 수 있는 반면, 공간의 실제 부피와 관련하여 과대 평가된 계산된 값(V_calc)은, 공간 내에 존재하는 재료에 의해서 흡수된 가스와 관련된 효과를 나타낼 수 있다.

그에 따라, 본 발명의 방법에 따라 획득된 측정치의 프로세싱을 위해서, 측정되는 공기 내의 가스 농도의 변동과 관련 있는 공기의 교환만이 존재하도록, 가스가 공간의 전체 부피에 작용하기 위한 시간을 가지도록 충분히 길면서도, 공간의 건물 재료 및/또는 가구에 의해서 흡수되는 가스와 관련된 어떠한 효과도 방지하도록 충분히 짧은 지속시간을 이용하는 것이 적절하다. 사용 가스가 공간 내로 주입된 수증기인 경우에, 각각의 기간(D_k)에 걸친 측정치의 프로세싱을 위한 바람직한 지속시간이 약 10분 내지 1시간이라는 것을 발견하였다.

매우 유리하게, 그에 따라, 공간의 유효 부피의 계산된 값(V_calc)을 실제 부피에 대해서 비교하는 것은, 공간의 공기 교환률(ACH)이 정확하게 결정되었는지의 여부를 입증할 수 있게 하고, 그에 따라 공간 내에 존재하는 재료에 따라 각각의 기간(D_k)에 걸친 측정치를 프로세싱하기 위한 바람직한 지속시간을 규정하는데 도움을 줄 수 있고, 그리고 심지어, 측정치를 프로세싱할 때 적용되었던 지속시간이 과다하게 긴 경우에, 공간의 공기 교환률에 대한 계산된 값(ACH_calc)에 대한 측정-후 교정을 할 수 있게 한다. 특히, 그러한 측정-후 교정은, 공간의 실제 내측부 부피와 실질적으로 동일한 유효 부피에 대한 값(V_calc)이 얻어질 때까지, 측정 프로세싱 지속시간을 단축하기 위해서 각각의 기간(D_k) 내에서 시간 간격(Δt_k)을 이동시키는 것에 의해서 값(ACH_calc)에 대해서 이루어질 수 있다.

일 실시예에 따라, 방법은:

- 2개의 연속적인 기간(D₁및 D₂)에 걸쳐:

i. 제1 기간(D₁)에 걸쳐, 제1 가스 유량(

)이 공간 내로 인가되고, 측정 캠페인을 실행하여 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_i1)를 결정하고, 공간 외측의 가스의 농도(c_e1)는 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되며, 매개변수

가 0.8 이하가 되도록 제1 가스 유량(

)이 결정되고,

이고, 여기에서 t = 0은 제1 기간(D₁)에 대한 시작 지점이고, c_em 은 모든 기간(D₁ 및 D₂)에 걸친 공간 외측의 가스의 평균 농도이고, ACH_ref 는 공간의 공기 교환률에 대한 기준 값이며, 이어서,

ii. 제2 기간(D₂)에 걸쳐, 실질적으로 영의 제2 가스 유량(

)이 공간 내에 인가되고, 측정 캠페인을 실행하여 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(C_i2)를 결정하고, 공간 외측의 가스의 농도(C_e2)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 것을 실행하는 단계;

- 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도함으로써, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값을 결정하는 단계를 포함한다.

이러한 실시예에서, 양호한 정밀도로 그리고 짧은 시간에 걸쳐 공간의 공기 교환률(ACH)에 대한 접근을 제공하는 공간에 대한 특정 작용이 선택되고, 이러한 특정 작용은, 공간 내측의 가스의 농도(c_i1)의 강제된 변화를 생성할 수 있는 전적으로 양 또는 전적으로 음인 제1 가스 유량(

)의 인가, 및 그에 이어지는, 공간 내측의 가스의 농도(c_i1)의 자유로운 변화를 발생시키는 실질적으로 영인 제2 가스 유량(

)의 인가이다.

선호에 따라, 매개변수

가 0.3 이상, 바람직하게 0.4 이상이 되도록, 제1 가스 유량(

)이 결정된다. 구체적으로, 적은 침입을 나타내는 환경에서, 매개변수(α)가 0.3 또는 0.4 미만일 때, 통상적인 측정 센서의 감도는, 제1 기간(D₁)에 걸친 공간 내측의 가스의 농도(c_i1)의 변화와 관련하여 만족스러운 데이터를 획득할 수 있게 하지 못하며, 그에 따라 본 발명에 따라 결정된 바와 같은 공간의 공기 교환률(ACH)의 값에 대한 불확실성을 증가시킨다.

매개변수(α)와 관련된 기준을 만족시키기 위해서 제1 기간(D₁)에 걸쳐 인가하고자 하는 제1 가스 유량(

)의 값을 결정하는 것은, 공간의 공기 교환률(ACH)에 대한 기준 값(ACH_ref)을 알 것을 필요로 한다.

공간의 공기 교환률(ACH)에 대한 기준 값(ACH_ref)에 접근하는 하나의 방식은, 공간에서의 "송풍기 도어" 유형의 테스트로부터 유도된 양을 이용하는 것이다. 기준 값(ACH_ref)에 접근하기 위한 다른 방법이 또한 생각될 수 있고, 특히, 기준 값은 계획 적용예와 함께 제출된 열에 관한 연구에 표시된 공기 교환 값일 수 있다.

하나의 유리한 실시예에서, 각각의 기간(D₁ 및 D₂)에서, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도의 측정된 변화(c_ik(t))_{k=1 또는 2} 가 실질적으로 선형인 시간 간격(Δt₁ 또는 Δt₂)이 있고, 확산 R-C 모델 및 측정된 변화(c_ik(t))_{k=1 또는 2} 이 이하와 같이 수렴된다: 각각의 기간(D_k) 동안 변화(c_ik(t))에 대한 접선의 구배(a_k)가 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐 결정되고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값이 구배(a_k)로부터 그리고 공간 내에 인가된 가스 유량(

)으로부터 결정된다.

선호에 따라, 측정이 프로세스되는 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)이 "대칭"을 나타내고, 여기에서 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)의 "대칭"은, 2개의 간격이, 한편으로, 동일한 지속시간을, 그리고 다른 한편으로, 기간(D₁ 및 D₂)의 시작으로부터 시간적으로 동일한 거리(즉, 각각의 기간(D₁ 및 D₂)의 시작 후 x분)에 위치된 시작 지점을 갖는다는 것을 의미한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐 구분되는 가스 유량(

)을 공간 내에 부여하는 것, 그리고, 각각의 기간(D_k) 동안, 공간 내측의 가스의 농도의 시간적 변화(c_ik(t))를 측정하는 것을 제공한다.

대안으로서, 공간 내측의 구분되는 가스 농도(c_ik)를 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐 부여할 수 있고, 그리고, 각각의 기간(D_k) 동안, 공간 내측의 가스 유량의 시간적인 변화(

(t))를 측정할 수 있다.

대안적인 형태에 따라서, 본 발명의 하나의 대상은 공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위한 방법이며, 그러한 방법은:

- 공간 내에 인가된 구분되는 주어진-가스 농도(c_ik)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 측정 캠페인을 실행하여 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 유량(

)을 결정할 수 있게 하고, 공간 외측의 가스의 농도(C_ek)는 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 단계;

- 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 유량(

)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 유량(

)의 측정된 변화(

(t))의 수렴을 유도함으로써, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

선호에 따라, 방법은 공간 내에 인가된 2개의 구분되는 가스 농도 설정점(c_i1 및 c_i2)에 상응하는 2개의 연속적인 기간(D₁ 및 D₂)으로 실시된다.

일 실시예에서, 공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하는 방법의 단계 중 적어도 일부는 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해서 결정된다.

결과적으로, 본 발명의 다른 대상은 기록 매체 상의 컴퓨터 프로그램이고, 이러한 프로그램은 단말기에서 또는, 더 일반적으로, 컴퓨터에서 실시될 수 있고, 이러한 프로그램은 전술한 바와 같은 방법의 단계의 모두 또는 일부를 실시하기에 적합한 명령어를 포함한다.

이러한 프로그램은 임의의 프로그래밍 언어를 이용할 수 있고, 소스 코드, 목적 코드, 또는, 특히 부분적으로 컴파일링된 형태와 같은, 소스 코드와 목적 코드 사이의 소정의 코드일 수 있다.

본 발명의 다른 대상은, 전술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램을 위한 명령어를 포함하는, 컴퓨터-판독 가능 기록 매체이다.

기록 매체는 프로그램을 저장할 수 있는 임의의 개체 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 매체는 리드-온리 메모리, 재기록 가능 비휘발성 메모리, 예를 들어 USB 스틱, SD 카드, EEPROM, 또는 심지어 자기 기록 수단, 예를 들어 하드디스크와 같은 저장 수단을 포함할 수 있다.

기록 매체는 또한, 프로그램이 포함되는 집적 회로일 수 있고, 그러한 회로는 방법을 실행하도록 또는 방법의 실행에 이용되도록 설계된다.

기록 매체는, 전기 또는 광 케이블에 의해서, 무선에 의해서 또는 다른 수단에 의해서 실행될 수 있는, 전기 또는 광학 신호와 같은 전송 가능 매체일 수 있다. 본 발명에 따른 프로그램은 특히 인터넷 유형의 분배 네트워크에서 다운로드될 수 있다.

본 발명의 다른 대상은 공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위한 장치이며, 이러한 장치는:

- 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 구분되는 주어진-가스 유량(

)을 공간 내에 인가하도록 구성된 적어도 하나의 기기;

- 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서;

- 한편으로, 공간의 공기 교환률의 값을 획득하기 위해서, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함하는 단말기를 포함한다.

가스 유량을 인가하기 위한 그러한 기기 또는 기기들을 이용하여 기간(D_k)에 걸쳐 공간 내에 인가된 각각의 가스 유량(

)은, 공간 내로의 가스의 주입에 상응하는 양의 유량, 공간으로부터의 가스의 추출에 상응하는 음의 유량, 또는 영의 유량일 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따라, 사용 가스가 수증기일 때, 장치는, 공간 내에 각각의 수증기 유량을 인가하기 위해서, 특히 초음파 가습기 유형의, 하나 이상의 가습기, 그리고, 공간 내측의 공기 내의 수증기 농도를 측정하기 위해서, 공간 내측의 공기의 부피 내에 배치되도록 의도된 하나 이상의 습도 센서를 포함할 수 있다.

하나의 특징에 따라, 장치는 또한 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함한다.

다른 특징에 따라, 장치는 공간 내측의 공기의 온도(T_ik)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함한다.

본 발명의 다른 대상은, 공간의 공기 교환률의 값을 획득하기 위해서, 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 주어진 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함하는 단말기를 포함한다.

일 양태에 따라, 본 발명에 따른 단말기의 프로세싱 모듈은 전술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 이러한 프로그램은 본 발명에 따르고 단말기의 재기록 가능한 비휘발성 메모리로 구성된 기록 매체 상에 기록되며, 그러한 프로그램의 명령어는 단말기의 프로세서의 의해서 해석된다.

단말기, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체는 본 발명에 따른 방법과 동일한 특징을 갖는다. 본 발명은, 랩탑 또는 비-휴대용 컴퓨터, 태블릿, 또는 스마트폰과 같은 임의 유형의 단말기로 실시될 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 측정하기 위한 그러한 또는 각각의 센서가 단말기와 독립적인 센서일 수 있다. 대안으로서, 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 측정하기 위한 그러한 또는 각각의 센서가 단말기 내로 통합된 센서일 수 있다. 특히, 본 발명에 따라, 태블릿 또는 스마트폰 내로 통합된 가스 센서 및 가능한 온도 센서를 이용하여 측정을 할 수 있고, 측정치를 획득하고 방법의 단계를 실시하기 위한 태블릿 또는 스마트폰 상에 설치된 애플리케이션을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 장치는 가스의 농도를 측정하기 위한 그러한 또는 각각의 센서와 단말기 사이의 연결 수단, 특히 블루투스, 와이파이 등과 같은 무선 수단을 포함한다.

유리하게, 단말기는 공간 내에 가스의 유량을 인가하기 위한 그러한 또는 각각의 기기를 제어하는 수단을 포함한다.

본 발명의 특징 및 장점은, 본 발명에 따른 방법 및 장치의 2개의 예시적인 실시예에 관한, 단지 예로서 주어지고 첨부 도면을 참조한 이하의 설명에서 명확해질 것이다.

도 1은, 적어도, 하나의 수증기를 공간 내로 주입하기 위한 제어된-유량의 가습기, 적어도 하나의 습도 센서 및 단말기를 포함하는 본 발명에 따른 장치를 이용하여, 본 발명의 방법에 따라 공기 교환률(ACH)을 결정하고자 하는 공간의 개략도이다.
도 2는, 양의 제1 수증기 유량(

)이 방갈로에 인가되는 제1 기간(D₁), 그에 이어지는, 방갈로 내측의 절대 습도(c_ik)가 자유롭게 변화될 수 있도록 실질적으로 영인 제2 수증기 유량(

)이 방갈로에 인가되는 제2 기간(D₂)을 포함하는 본 발명의 방법의 실행 중의, 시간의 함수로서의 방갈로 내측의 절대 습도(c_ik)의 변화를 보여주는 그래프로서, 시간의 함수로서의 방갈로 외측의 절대 습도(c_ek)의 변화가 또한 이러한 도면에 도시되어 있다.
도 3은, 양의 제1 수증기 유량(

)이 아파트먼트에 인가되는 제1 기간(D₁), 그에 이어지는, 아파트먼트 내측의 절대 습도(c_ik)가 자유롭게 변화될 수 있도록 실질적으로 영인 제2 수증기 유량(

)이 아파트먼트에 인가되는 제2 기간(D₂)을 포함하는 본 발명의 방법의 실행 중의, 시간의 함수로서의 아파트먼트 내측의 절대 습도(c_ik)의 변화를 보여주는 그래프로서, 시간의 함수로서의 아파트먼트 외측의 절대 습도(c_ek)의 변화가 또한 이러한 도면에 도시되어 있다.
도 4는, ARX 모델 및 2개의 기간(D₁ 및 D₂)의 세트에 걸친 가스의 농도의 측정된 변화(c_ik(t))가 수렴되게 함으로써 획득된, 시간의 함수로서의 방갈로 내측의 절대 습도(c_ik)의 도 2에 도시된 변화에 대한 ARX 모델의 조정(피팅)을 도시한 그래프이다.
도 5는, ARX 모델 및 2개의 기간(D₁ 및 D₂)의 세트에 걸친 가스의 농도의 측정된 변화(c_ik(t))가 수렴되게 함으로써 획득된, 시간의 함수로서의 아파트먼트 내측의 절대 습도(c_ik)의 도 3에 도시된 변화에 대한 ARX 모델의 조정(피팅)을 도시한 그래프이다.
도 6은 3개의 저항 및 2개의 커패시터를 가지는, 공간의 소위 "3R2C" 모델의 도면이다.

실험 프로토콜

본 발명에 따른 방법은, 도 1에서 1로 참조된, 본 발명의 의미 내의 공간을 각각 구성하는, 방갈로(예 1) 및 아파트먼트(예 2)의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위해서 실시된다. 실험 프로토콜은 이하에서 설명되는 바와 같은 2개의 예에서 유사하다.

각각의 예에서, 방법은, 공간 내로의 수증기의 주입에 상응하는, 전적으로 양인 제1 수증기 유량(

)이 공간(1)에 인가되는, 자정으로부터 새벽 01:00까지의, 방갈로에 대한 1시간의, 그리고 자정으로부터 새벽 02:00까지의, 아파트먼트에 대한 2시간의 지속시간을 가지는 제1 기간(D₁)에 걸친 가습의 제1 페이즈(phase)를 포함한다. 제1 페이즈에 이어서, 공간 내측의 수증기의 농도의 자유로운 감소를 발생시키는, 영의 제2 수증기 유량(

)이 공간(1)에 인가되는, 새벽 01:00로부터 02:00까지의, 방갈로에 대한 1시간의, 그리고 새벽 02:00로부터 04:00까지의, 아파트먼트에 대한 2시간의 지속시간을 가지는, 제2 기간(D₂)에 걸친 "자연 탈습" 제2 페이즈가 후속된다. 각각의 예에서, 자연 탈습의 페이즈는 가습 페이즈와 동일한 지속시간을 갖는다.

수증기 유량(

및

)의 공간(1)으로의 인가는 공간 내측에 배치된, Air Naturel 회사가 판매하는, "GOTA" 유형의 하나 이상의 가습기(20)를 통해서 실시된다. 각각의 가습기(20)는 300 g.h^-1까지의 비율로 가습할 수 있는, 3 ℓ의 저장용기를 가지는 초음파 가습기이다. 각각의 가습기(20)는, 자동적으로 온/오프로 스위칭될 수 있도록, 프로그래밍이 가능한 소켓 내로 플러그 연결된다. 소켓은, 제1 기간(D₁)의 시작에서 그러한 또는 각각의 가습기(20)를 시작하고 제1 기간(D₁)의 종료에서 그러한 또는 각각의 가습기(20)를 오프로 스위칭하는 방식으로, 프로그래밍된다. 제1 기간(D₁) 중에 공간에 인가되는 수증기 유량(

)을 알기 위해서, 각각의 가습기(20)가 기간(D₁)의 시작 시에 그리고 종료시에 중량 측정된다. 각각의 가습기(20)가 온인 상태였던 지속시간을 아는 것에 의해서, 기간(D₁) 중에 인가된 평균 수증기 유량을 결정할 수 있다.

2개의 기간(D₁ 및 D₂) 중에, 공간(1) 내측 및 외측의 습도 및 온도 변화가, Sensirion 회사가 판매하는, SHT15 유형의 습도 및 온도 센서(40)를 이용하여 측정된다. 방갈로(예 1)의 경우에, 이용되는 센서(40)의 수가 방갈로 내측의 공기 내에 배치된 하나의 센서(40) 및 방갈로 외측의 공기 내에 배치된 하나의 센서(40)이다. 아파트먼트(예 2)의 경우에, 이용되는 센서(40)의 수는 아파트먼트 내측의 공기 내에 배치되는 것에 의해서 분포된 5개의 센서(40) 및 아파트먼트 외측의 공기 내에 배치된 하나의 센서(40)이다. 공간 내측의 공기의 평균 습도 및 평균 온도의 대표적인 측정치를 획득하도록, 공간(1) 내측의 센서(40)의 배치가 조정된다.

각각의 예에서, 공간(1)이 점유되지 않는 동안 그리고 공간 내에서 가습기(20) 이외의 모든 수증기 생성 공급원이 오프로 스위칭되어 있는 동안, 방법이 실시된다. 기계적 환기 또는 가열 또는 냉각 공급원은 방법의 과정 중에 공간(1) 내에서 활성화되지 않는다. 또한, 아파트먼트(예 2)의 경우에, 모든 내부 연통 도어가 개방된다. 각각의 예에서, 공간 내측의 공기를 약간 교반하기 위해서, 내부 팬이 공간(1) 내에 설치된다.

이어서, 공간(1)에서 획득된 미가공(raw) 측정 데이터가 단말기(10)의 획득 시스템에 의해서 획득되고, 단말기는, 공간(1)의 공기 교환률을 결정하기 위해서, 단말기(10) 내에 설치된 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램(PG)의 명령어를 실행함으로써, 데이터를 프로세스한다.

도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 단말기(10)는, 이러한 예에서, 통신 기능에 더하여, 단말기에 설치된 다양한 애플리케이션에 대한 접근을 사용자에게 제공하는 태블릿 또는 스마트폰으로 구성된다.

하드웨어의 관점에서, 단말기(10)는 특히 프로세서(11), 시스템이 기능하는, 특히 소프트웨어 드라이버 및 단말기 동작 시스템이 기록되는 ROM 유형의 리드-온리 메모리(12), 스크린(15), 하나 이상의 통신 모듈(3G, 4G, 블루투스, 와이파이, 등)(17), 그리고 애플리케이션(APP) 및 도면에 도시되지 않은 사용자 데이터를 포함하는 재기록 가능한 비휘발성 메모리(18)를 포함하고, 이러한 요소들은 버스 시스템에 의해서 서로 연결된다.

알려진 방식으로, 스크린(15)은, 시스템 애플리케이션에 그리고 단말기의 사용자에 의해서 설치된 다양한 애플리케이션(APP)에 상응하는 아이콘(I1, I2, IT)을 보여주는 터치-감응형 인간-기계 인터페이스를 구성한다.

이러한 아이콘 중에서, 아이콘(IT)은, 단말기가, 원격통신 네트워크를 통해서 원격적으로 단말기의 운영 시스템과 양립 가능한 애플리케이션을 다운로드할 수 있는 포털에 접근할 수 있게 하고, 그리고 가능하게는 지불 및/또는 인증에 응답하여, 새로운 애플리케이션(APP)을 재기록 가능한 비휘발성 메모리(18) 내에 설치할 수 있게 한다.

여기에서 설명된 실시예에서, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램(PG)은 이러한 애플리케이션 포털로부터, 그리고 터치-감응형 인터페이스(15) 상에 제공된 연관된 아이콘으로부터 다운로드될 수 있다.

특히, 컴퓨터 프로그램(PG)이 설치된 단말기(10)는 이하의 단계를 실시하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함한다.

- 공간 내측의 절대 습도(c _ik )의 계산

공간(1) 내측의 절대 습도(c_ik)(또는 수증기 농도)의 변화가 공간의 내측부 부피 내에서 측정된 상대 습도 및 온도로부터 결정된다. 공간(1)을 통해서 분포된 다양한 센서(40)로부터의 측정치의 평균이 계산되고, 각각의 측정 지점을 나타내는 공기의 부피에 의해서 가중된다. 이어서, 공간(1) 내측의 절대 습도(c_ik)는, 특히 이하의 수학식을 이용하여, 먼저 포화 증기압을 계산하는 것에 의해서 결정되고:

이며, 여기에서 T는 K 온도이고, P_ws 는 hPa의 포화 증기압이며, 임계 온도(T_c) = 647.096 K이고, 임계 압력(P_c) = 220640 hPa이며, C_i 는 이하의 표 1에서 주어진 무차원 계수이다. 이러한 관계는 0 ℃ 내지 373 ℃ 범위의 온도에 대해서 양호한 정밀도를 제공한다. 물론, 전술한 수학식(3) 이외의 수학식을 또한 이용하여 절대 습도를 계산할 수 있다.

C ₁	-7.85951783
C ₂	1.84408259
C ₃	-11.7866497
C ₄	22.6807411
C ₅	-15.9618719
C ₆	1.80122502

이어서, 증기압이 P_w = P_ws.RH로서 계산되고, 여기에서 RH는 공기의 상대 습도이고, 절대 습도는

로서 계산되고, 여기에서 C = 2.16679 g.K/J은 상수이다.

- 기간(D ₁ ) 중의 수증기 유량(

) 계산

제1 기간(D₁) 중에 공간(1)에 인가된 수증기 유량(

)은, 기간(D₁)의 시작과 종료에서의 가습기(20)의 총 질량 사이의 차이로서 그리고 수증기가 주입된 지속시간을 아는 것에 의해서 계산되고:

여기에서 m_tot.end 및 m_tot.start 는 각각 기간(D₁)의 시작과 종료에서의 공간 내의 가습기의 그램의 총 질량이고, t_inj 는 수증기가 주입되는 시간의 지속시간이다.

- 공간 외측의 절대 습도(c _ek )의 계산

공간(1) 외측의 절대 습도(c_ek)(또는 수증기 농도)의 변화는, 공간 내측의 절대 습도(c_ik)의 계산에서 이용되었던 것과 동일한 수학식(3)을 이용하여, 공간 외측에서 측정된 상대 습도 및 온도로부터 결정된다.

- 공기 교환률(ACH) 및 유효 부피(V)의 계산

공간(1)의 공기 교환률(ACH) 및 유효 부피(V)는 전술한 수학식(1) 및 수학식(2)를 이용하여 각각 계산된다.

이하의 설명은, 시간의 함수로서 공간 내측의 절대 습도(c_ik)의 변화를 보여주는 도 2의 그래프 또는 도 3의 그래프를 참조하여 각각의 공간(1)의 공기 교환률(ACH_calc) 및 유효 부피(V_calc)를 계산하기 위한 단계를 구체적으로 설명한다. 이러한 그래프는 수학식(1) 및 (2)에 포함된 값 즉, 기간(D₁ 및 D₂)에 걸쳐 선택된 각각의 시간 간격(Δt₁및 Δt₂)에 걸친 공간 내측의 절대 습도(c_i1 및 c_i2)의 구배(a₁ 및 a₂), 및 각각의 시간 간격(Δt₁및 Δt₂)에 걸친 공간의 내측 및 외측 사이의 절대 습도의 차이(Δc_1m 및 Δc_2m)를 보여준다.

비록 구체적으로 전술된 계산 단계가 수작업으로 실시될 수 있지만, 그러한 단계는 바람직하게, 특히, 변화(c_ik(t))의 그래픽적인 표상에 의존할 필요가 없을 수 있는 전술한 단말기(10)와 같은 단말기에 의해서 자동적으로 실행된다.

단말기가 사용자에게 요구하는 것은, 공간의 부피, 기간(D₁ 및 D₂)에 걸쳐 인가된 가스 유량(

,

)(또는 대안으로서, 매개변수(α)의 값 및 공기 교환률에 대한 기준 값(ACH_ref))일 수 있는, 입력 데이터이다.

단말기는 출력부에서 공간의 공기 교환률의 계산된 값(ACH_calc) 및 유효 부피의 계산된 값(V_calc)뿐만 아니라, 이하의 표 2 및 표 3에 표시된 것과 같은 잠재적인 다른 매개변수를 공급한다.

본 발명의 맥락에서, 공간 내에서 획득된 측정 데이터를 저장하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 데이터는 예를 들어, 개조의 맥락에서, 이력으로서 이용될 수 있다. 또한, 이러한 데이터는, 이하의 예의 교정 단계에 의해서 설명되는 바와 같이, 동일한 측정치의 세트에 대한 프로세싱 매개변수를 수정하는 것에 의해서, 공간의 공기 교환률에 대한 계산된 값(ACH_calc) 및 유효 부피에 대한 계산된 값(V_calc)을 최적화하기 위해서 다시 사용될 수 있다. 측정 데이터의 저장은 본 발명을 실시하기 위해서 이용되는 단말기의 메모리 내에서 또는 이러한 저장 기능에 적합한 임의 유형의 외부 메모리 내에서 실시될 수 있다.

예 1: 방갈로

도 2는 13 m²의 풋프린트(footprint), 33 m³의 부피 및 70 m²의 총 경계 표면적을 갖는 방갈로에서 방법을 실시하는 것에 의해서 얻어진 결과를 도시한다. 방갈로의 외부 벽은, 2개의 금속 시트 사이에 삽입된 4 cm 두께의 폴리우레탄 층을 포함하는 단열 샌드위치 패널, 도어, 및 2개의 삼중-글레이즈형 창(triple-glazed window)으로 만들어졌다.

이하의 재료를 포함하는 부가적인 단열부가 경계에 부가되었다:

- Saint-Gobain Isover 회사에 의해서 판매되는, STOPVAP 유형의 멤브레인,

- 벽을 덮는, va-Q-tec 회사가 판매하는, va-Q-vip F 유형의 VIP(진공 단열 패널;

- 바닥 및 천장을 위한 3 cm의 발포 폴리스티렌으로서, 바닥은 또한 목재 배향형 스트랜드 보드(OSB)의 시트로 덮인다.

방갈로 경계는 약 0.6 W/m²K의 열전달 계수(U_BAT)를 갖는다.

송풍기 도어 테스트를 이용하여 획득된 방갈로에 대한 계수(n₅₀)는 8.6 h^-1이다. Persily-Kronvall 모델을 이용하면, 이는 기준 공기 교환률 값(ACH_ref = 15 m³.h^-1)에 상응한다.

방갈로 가습 페이즈에서, 자정으로부터 새벽 01:00까지의 제1 기간(D₁)에 걸쳐, 방갈로 내에 존재하는 가습기(20)를 이용하여, 매개변수(α = 1-

)가 0.46이 되도록 선택된, 전적으로 양인 제1 수증기 유량(

)을 인가한다. 이러한 예에서, 기준 값(ACH_ref)은 15 m³.h^-1 이고 초기 절대 습도차 Δc₁(0)은 6.4 g.m^-3이고, 이는 제1 수증기 유량(

)에 대한 약 180 g.h^-1 의 값에 상응한다.

제1 기간(D₁) 동안 시간의 함수로서 방갈로 내측의 절대 습도(c_i1)의 변화를 나타내는 곡선이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 방갈로 내측의 절대 습도의 증가에 관한 곡선은, 새벽 00:45 내지 01:00의 시간 간격(Δt₁)에 걸쳐 실질적으로 선형인 부분을 갖는다. 곡선 중의 이러한 선형 부분을 수학식에 대입하면: c_i1 = 17.8 g.m^-3 + 0.00630 t이고, 여기에서 t는 초이다.

도 2는 또한 제1 기간(D₁) 동안 시간의 함수로서 방갈로 외측의 절대 습도(c_e1)의 변화를 도시한다. 시간 간격(Δt₁)에 걸친 방갈로 외측의 절대 습도(c_e1)가 충분히 안정적이며, 그에 따라 이는 시간 간격(Δt₁)에 걸쳐 실질적으로 일정하고 평균 절대 습도와 동일한 것으로 간주될 수 있고, 다시 말해서, 이러한 예에서, c_e1m = 11.0 g.m^-3이다.

방갈로의 "자연 탈습"의 페이즈 중에, 새벽의 01:00 내지 02:00까지의 제2 기간(D₂)에 걸쳐, 방갈로 내에 존재하는 가습기(20)가 오프로 스위칭되어, 영의 제2 수증기 유량(

)을 인가한다.

도 2는 제2 기간(D₂) 동안 시간의 함수로서 방갈로 내측의 절대 습도(c_i2)의 변화를 나타내는 곡선을 도시한다. 이러한 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 방갈로 내측의 절대 습도의 감소에 관한 곡선은, 새벽 01:45 내지 02:00의 시간 간격(Δt₂)에 걸쳐 실질적으로 선형인 부분을 갖는다. 제1 기간(D₁) 내의 측정 프로세싱 시간 간격(Δt₁)과 "대칭"을 나타내도록, 즉 2개의 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)이, 한편으로, 15분의 동일한 지속시간, 및 다른 한편으로, 각각의 간격(Δt_k)에 대해서, 기간(D_k)의 시작 후 45분에 위치되는 시작 지점을 갖도록, 제2 기간(D₂) 내의 측정 프로세싱 시간 간격(Δt₂)이 선택된다. 시간 간격(Δt₂)에 걸친 곡선의 선형 부분을 수학식에 대입하면: c_i2 = 19 g.m^-3 - 0.00311 t가 되고, 여기에서 t는 초이다.

제2 기간(D₂) 동안 시간의 함수로서 방갈로 외측의 절대 습도(c_e2)의 변화가 또한 도 2에 도시되어 있다. 제1 단계에서와 같이, 시간 간격(Δt₂)에 걸친 방갈로 외측의 절대 습도(c_e2)가 충분히 안정적이며, 그에 따라 이는 시간 간격(Δt₂)에 걸쳐 실질적으로 일정하고 평균 절대 습도와 동일한 것으로 간주될 수 있고, 다시 말해서, 이러한 예에서, c_e2m = 11.0 g.m^-3이다.

전술한 수학식(1)로부터

이기 때문에, α₁ = 22.7 g.m^-3.h^-1, α₂ = -11.2 g.m^-3.h^-1, Δc_1m = 7.7 g.m^-3, Δc_2m = 7.0 g.m^-3,

= 180 g.h^-1,

= 0 g.h^-1를 취함으로써, 방갈로의 공기 교환률(ACH)에 대한 값이 얻어진다:

ACH_calc = 8.2 m³.h^-1.

본 발명에 따라 얻어진 공기 교환률에 대한 이러한 값(ACH_calc)은 송풍기 도어 테스트로부터 유도된 추정치(ACH_ref = 15 m³.h^-1)와 상당히 상이하나, 일관성을 갖는 크기의 순서(coherent order of magnitude)로 나타난다. 구체적으로, "송풍기 도어" 유형 측정 중에, 공기 교환은, 자연적으로 발생되지 않는, 매우 상당한 압력차를 갖는 힘에 의해서 발생되고, 실제적인 물리적 매개변수로의 복귀를 위해서, 저압 외삽 모델, 이러한 경우에, Persily-Kronvall 모델을 이용할 필요가 있다.

전술한 수학식(2)에 따라

이기 때문에, 방갈로의 유효 부피의 값이 또한 얻어진다:

V_calc = 122.9 m³.

결정된 유효 부피(V_calc = 122.9 m³)가 방갈로의 실제 내측부 부피(V_actual = 33 m³)보다 훨씬 더 크다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 이는, 전술한 바와 같이, 방갈로 내에 존재하는 재료에 의한 수증기의 흡수 및 측정 프로세싱에 적용된 지속시간이 과다하게 길었다는 사실과 관련될 수 있다.

그러한 과다하게 큰 값이 유효 부피(V_calc)에 대해서 얻어질 때, 본 발명은, 측정 프로세싱을 위해서 적용되는 지속시간을 감소시키는 것에 의해서, 공기 교환률의 계산된 값(ACH_calc)에 대해서 측정-후 교정을 하는 것을 제안한다. 실제로, 이러한 교정은, 유효 부피에 대해서 얻어진 값(V_calc)이 실제 내측부 부피와 실질적으로 같아질 때까지, 각각의 기간(D₁ 및 D₂)에서 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)을 이동시키는 한편, 동시에, 전술한 바와 같이 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)의 "대칭"을 유지하는 것에 의해서, 즉 2개의 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)에 대해서, 한편으로, 동일한 지속시간을, 그리고, 다른 한편으로, 기간(D₁ 및 D₂)의 시작으로부터 시간적으로 동일한 거리에 위치되는 시작 지점(특히, 각각의 기간(D₁ 및 D₂)의 시작 후 x분)을 선택하는 것에 의해서, 실시된다.

그러한 접근방식을 이용할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 방갈로에 대해서 자정으로부터 새벽 00:15까지의 "교정된" 시간 간격(Δt₁') 및 새벽 01:00 내지 01:15까지의 "교정된" 시간 간격(Δt₂')이 얻어지고, 이는 측정의 프로세싱을 위한 감소된 지속시간에 상응하고, 이하의 교정된 결과를 제공한다:

ACH_calc' = 9.6 m³.h^-1;

V_calc' = 56.6 m³.

방갈로의 경우에, 교정된 유효 부피(V_calc' = 56.6 m³)는 여전히 방갈로 의 실제 내측부 부피(V_actual = 33 m³)보다 더 크다. 이는, 방갈로의 건축 재료에 의한 수증기의 매우 신속한 흡수를 초래하는, 방갈로의 내측부 커버링이 구비되지 않았다는 사실에 기인한다. 그러한 방갈로에서, 유효 부피 및 공기 교환률의 정확한 값을 획득하기 위해서, 수증기 이외의 가스로 본 발명을 실시하는 것이 바람직할 수 있다.

전술한 교정된 결과로부터, 방갈로 내의 공기 교환이 시간당 약 0.29의 부피라는 것이 분명하며, 이는 양호한 내측부-공기 품질을 보장할 수 있을 정도로 충분히 크지 않다.

침투와 연관된 방갈로의 열 손실은 K_inf = ρ.C_p.V.ACH이고, 여기에서 ρ는 20 ℃에서의 건조 공기의 밀도이고, C_p는 20 ℃ 에서의 건조 공기의 비열 용량이다. 그에 따라, 공기 교환률에 대한 값(ACH_calc' = 9.6 m³.h^-1)으로부터, 침투와 연관된 열 손실로부터 값(K_inf = 3.3 W.K^-1)이 얻어진다.

방갈로에 대한 총 열 손실 계수가 또한 평가되었으며, 값(K_tot = 29 W.K^-1)을 제공한다. 그에 따라, 침투와 연관된 방갈로의 열 손실은, 약 13 kWh.m^-2.년^-1의 연간 균형에 대해서, 방갈로의 총 열 손실의 약 11%이다.

방갈로에 대한 침투 및 열 손실 데이터가 이하의 표 2에 요약되어 있다.

	V (m³)	ACH _calc (m³.h^-1)	V _calc (m³)	ACH (h^-1)	K (W.K^-1)	E/ 풋프린트 (kWh.m^- ².년^-1)
공기 교환 - 본 발명의 방법	33	9.6	56.6	0.29	3.3	13
공기 교환 - 송풍기 도어		15		0.43	4.9	20
열 손실					29	118

(방갈로)

예 2: 아파트먼트

도 3은 프랑스 Levallois-Perret에 위치된 오래된 아파트먼트 블록(건축연도: 1879)에 위치된 아파트먼트에서의 방법의 실시에 의해서 얻어진 결과를 도시한다. 아파트먼트는 단열되지 않았고, 최근에 이중 글레이징이 장착되었으나, 열등한 기밀성을 갖는다. 풋프린트는 54 m²이고, 내측부 부피는 151 m³이며, 그리고 아파트먼트는 약 47 m²의 2개의 열-손실 면을 갖는다.

아파트먼트 경계는 약 1.9 W/m²K의 열전달 계수(U_BAT)를 갖는다.

송풍기 도어를 이용하여 획득된 아파트먼트에 대한 계수(n₅₀)는 7.3 h^-1이다. Persily-Kronvall 모델을 이용하면, 이는 공기 교환률에 대한 기준 값(ACH_ref = 55 m³.h^-1)에 상응한다.

아파트먼트 가습 페이즈에서, 자정으로부터 새벽 02:00까지의 제1 기간(D₁)에 걸쳐, 아파트먼트 전체를 통해서 분포된 가습기(20)를 이용하여, 매개변수(

)가 0.78이 되도록 선택된, 전적으로 양인 제1 수증기 유량(

)을 인가한다. 이러한 예에서, 기준 값(ACH_ref)은 55 m³.h^-1 이고 초기 절대 습도차 Δc₁(0)은 2.2 g.m^-3이고, 이는 제1 수증기 유량(

)에 대한 약 550 g.h^-1 의 값에 상응한다.

제1 기간(D₁) 동안 시간의 함수로서 아파트먼트 내측의 절대 습도(c_i1)의 변화를 나타내는 곡선이 도 3에 도시되어 있다. 이러한 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 아파트먼트 내측의 절대 습도의 증가에 관한 곡선은, 새벽 01:30 내지 02:00의 시간 간격(Δt₁)에 걸쳐 실질적으로 선형인 부분을 갖는다. 곡선 중의 이러한 선형 부분을 수학식에 대입하면: c_i1 = 7.4 g.m^-3 + 0.00578 t가 되고, 여기에서 t는 초이다.

도 3은 또한 제1 기간(D₁) 동안 시간의 함수로서 아파트먼트 외측의 절대 습도(c_e1)의 변화를 도시한다. 시간 간격(Δt₁)에 걸친 아파트먼트 외측의 절대 습도(c_e1)가 충분히 안정적이며, 그에 따라 이는 실질적으로 일정하고 시간 간격(Δt₁)에 걸친 평균 절대 습도와 동일한 것으로 간주될 수 있고, 다시 말해서, 이러한 예에서, c_e1m = 4.3 g.m^-3이다.

아파트먼트의 "자연 탈습"의 페이즈 중에, 새벽의 02:00 내지 04:00까지의 제2 기간(D₂)에 걸쳐, 아파트먼트 내에 존재하는 가습기(20)가 오프로 스위칭되어, 영의 제2 수증기 유량(

)을 인가한다.

도 3은 제2 기간(D₂) 동안 시간의 함수로서 아파트먼트 내측의 절대 습도(c_i2)의 변화를 나타내는 곡선을 도시한다. 이러한 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 아파트먼트 내측의 절대 습도의 감소에 관한 곡선은, 새벽 03:30 내지 04:00의 시간 간격(Δt₂)에 걸쳐 실질적으로 선형인 부분을 갖는다. 전술한 예에서와 같이, 제1 기간(D₁)의 측정 프로세싱에 대한 시간 간격(Δt₁)과 "대칭"을 나타내도록, 즉 2개의 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)이, 한편으로, 30분의 동일한 지속시간, 및 다른 한편으로, 각각의 간격(Δt_k)에 대해서, 기간(D_k)의 시작 후 1시간30분에 위치되는 시작 지점을 갖도록, 제2 기간(D₂)에 걸친 프로세스에서의 측정에 대한 시간 간격(Δt₂)이 선택된다. 시간 간격(Δt₂)에 걸친 곡선의 선형 부분을 수학식에 대입하면: c_i2 = 9.0 g.m^-3 - 0.00334 t가 되고, 여기에서 t는 초이다.

제2 기간(D₂) 동안 시간의 함수로서 아파트먼트 외측의 절대 습도(c_e2)의 변화가 또한 도 3에 도시되어 있다. 제1 단계에서와 같이, 시간 간격(Δt₂)에 걸친 아파트먼트 외측의 절대 습도(c_e2)가 충분히 안정적이며, 그에 따라 이는 시간 간격(Δt₂)에 걸쳐 실질적으로 일정하고 평균 절대 습도와 동일한 것으로 간주될 수 있고, 다시 말해서, 이러한 예에서, c_e2m = 4.2 g.m^-3이다.

전술한 수학식(1)로부터

이기 때문에, α₁ = 20.8 g.m^-3.h^-1, α₂ = -12.0 g.m^-3.h^-1, Δc_1m = 4.8 g.m^-3, Δc_2m = 2.9 g.m^-3,

= 550 g.h^-1,

= 0 g.h^-1를 취함으로써, 아파트먼트의 공기 교환률(ACH)에 대한 값이 얻어진다:

ACH_calc = 56.1 m³.h^-1.

본 발명에 따라 얻어진 공기 교환률에 대한 이러한 값(ACH_calc)은 송풍기 도어 테스트로부터 유도된 추정치(ACH_ref = 55 m³.h^-1)와 일치된다.

전술한 수학식(2)에 따라

이기 때문에, 아파트먼트의 유효 부피의 값이 또한 얻어진다:

V_calc = 321.7 m³.

결정된 유효 부피(V_calc = 321.7 m³)이 아파트먼트의 실제 내측부 부피(V_actual = 151 m³)보다 훨씬 더 크다는 것을 볼 수 있을 것이고, 그 중 어떠한 것은 아파트먼트 내에 존재하는 재료에 의한 수증기의 흡수 및 너무 긴 지속시간이 측정의 프로세스 동안 적용되었다는 사실과 연관된다.

방갈로의 예에서와 같이, 이어서, 아파트먼트의 실제 내측부 부피와 실질적으로 동일한 유효 부피에 대한 값(V_calc)이 얻어질 때까지, 측정 프로세싱 시간을 감소시키기 위해서, 이러한 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)의 "대칭"을 유지하면서, 각각의 기간(D₁ 및 D₂)에서 시간 간격(Δt₁ 및 Δt₂)을 이동시키는 것에 의해서, 측정-후 교정이 아파트먼트의 공기 교환률의 계산된 값(ACH_calc)에 대해서 이루어질 수 있다.

그러한 접근방식을 이용할 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 아파트먼트에 대해서 자정으로부터 새벽 0:30까지의 "교정된" 시간 간격(Δt₁') 및 새벽 02:00 내지 02:30까지의 "교정된" 시간 간격(Δt₂')이 얻어지고, 이는 측정의 프로세싱을 위한 감소된 지속시간에 상응하고, 이하의 교정된 결과를 제공한다:

ACH_calc' = 73.3 m³.h^-1;

V_calc' = 159.1 m³.

유효 부피에 대한 교정된 값(V_calc' = 159.1 m³)은 사실상 아파트먼트의 실제 내측부 부피(V_actual = 151 m³)과 같고, 이는, 공기 교환률에 대한 교정된 값(ACH_calc' = 73.3 m³.h^-1)이 제1 값(ACH_calc = 56.1 m³.h^-1)보다 더 양호한 추정치가 되는 것을 나타내는 경향이 있다.

전술한 결과로부터, 아파트먼트 내의 공기 교환이 시간당 약 0.48의 부피라는 것이 분명하며, 이는, 거의, 양호한 내측부 공기 품질을 보장할 수 있을 정도로 충분하다.

침투와 연관된 아파트먼트의 열 손실은 K_inf = ρ.C_p.V.ACH이고, 여기에서 ρ는 공기의 밀도이고, C_p는 20 ℃ 에서의 건조 공기의 비열 용량이다. 그에 따라, 공기 교환률에 대한 값(ACH_calc = 73.3 m³.h^-1)으로부터, 침투와 연관된 열 손실로부터 값(K_inf = 24.4 W.K^-1)이 얻어진다.

아파트먼트에 대한 총 열 손실 계수가 또한 평가되었으며, 값(K_tot = 81 W.K^-1)을 제공한다. 그에 따라, 침투와 연관된 아파트먼트의 열 손실은, 약 25 kWh.m^-2.년^-1의 연간 균형에 대해서, 아파트먼트의 총 열 손실의 약 30%이다.

아파트먼트에 대한 침투 및 열 손실 데이터가 이하의 표 3에 요약되어 있다.

	V (m³)	ACH _calc (m³.h^-1)	V _calc (m³)	ACH (h^-1)	K (W.K^-1)	E/ 풋프린트 (kWh.m^- ².년^-1)
공기 교환 - 본 발명의 방법	151	73.3	159.1	0.48	24.4	25
공기 교환 - 송풍기 도어		55		0.36	19	19
열 손실					81	83

(아파트먼트)

유리하게, 전술한 예에서, 데이터의 프로세싱을 위한 시간 간격(Δt_k)을 선택하는 단계, 선형화하는 단계, 및 공간의 공기 교환률(ACH) 및 유효 부피(V)를 계산하는 단계가, 프로그램(PG)을 포함하는 전술한 단말기(10)와 같은 단말기에 의해서 실시된다.

다른 실시예에 따라, 예 1 및 2의 맥락에서 획득된 측정 데이터는, 이전과 같은 단순한 R-C 모델 대신에, ARX 모델을 이용하여 프로세싱된다. 따라서, 방갈로 및 아파트먼트의 각각의 공간에서, ARX 모델은, 방갈로에 대한 도 4 및 아파트먼트에 대한 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 기간(D₁ 및 D₂)의 전체에 걸쳐, 시간의 함수로서 공간 내측의 절대 습도(c_ik)의 변화에 맞춰 조정(피팅)되었고, 공간에 대한 공기 교환률(ACH)은 ARX 모델의 계수(a_i, b_i, d_i)로부터 얻어졌다.

1차 ARX 모델 및 측정된 변화(c_ik(t))가 수렴하게 하는 것에 의해서 얻어진 공기 교환률(ACH) 값은:

- 방갈로에 대해서: ACH_ARX = 7.84 ± 0.89 m³.h^-1,

- 아파트먼트에 대해서: ACH_ARX = 64.8 ± 2.7 m³.h^-1이고,

이는, 사실상 크기의 순서와 관련하여 전술한 표의 결과와 일치된다. ARX 모델의 차수가 확산 모델 내의 시간 상수의 수에 상응한다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 그에 따라, 1차 ARX 모델은 하나의 저항 및 하나의 커패시터를 갖는 단순한 R-C 모델에 상응한다. 실제로, 1보다 분명히 더 큰 차수를 가지는 ARX 모델을 또한 이용하여, 예 1 및 2로부터의 데이터를 프로세싱하였을 수 있으나, 1차가 양호한 결과를 제공하는 한편 동시에 과다 매개변수화를 방지한다는 것이 명확해졌다.

선행하는 예에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 방법은, (예에서 수증기인) 가스에 대한 상이한 유량을 가지는 적어도 2개의 페이즈에서의 공간에 대한 작용을 제시한다. 적어도 2개의 페이즈에서의 이러한 동적인 실험은 측정 시간을 감소시킬 수 있는 한편, 동시에, 결과에 대한 양호한 정밀도를 유지한다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 적용예는 특히:

- 자연 침투의 결과로서의 에너지 손실량을 평가할 수 있게 하고 그에 따라 공간의 경계를 개선하기 위한 적합한 해결책을 처방할 수 있게 하는, 오래된 주택을 개조할 때의 처방;

- 신축 건물의 수령시 경계의 침투성에 대한 검증;

- 유량이 양호한 내측부 공기 품질을 보장하기에 충분한지를 체크하기 위한, 기계적 환기에 의해서 생성된 공기 교환률의 평가.

본 발명은 설명되고 도시된 예로 제한되지 않는다.

특히, 본 발명에 따른 방법은 수증기 이외의 임의의 적합한 가스, 특히 CO₂, He, SF₆, H₂, N₂ 또는 다른 냉매 추적자 가스를 이용하여 실시될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간에 인가된 가스 유량이 양이 아니라 음일 수 있고, 이는 공간 내로의 가스의 주입이 아니라 공간으로부터의 가스의 추출에 상응한다.

또한, 전술한 예에서, 데이터 프로세싱 방법은, 사용되는 확산 모델이 하나의 저항 및 하나의 커패시터를 가지는 단순한 R-C 모델, 또는 1차 ARX 모델인 경우에 상응한다. 대안으로서, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 변화와 관련된 데이터가 달리 프로세스될 수 있고, 예를 들어 3개의 저항 및 2개의 커패시터를 가지는 공간의 "3R2C" 모델과 같은, 단순한 R-C 모델 이외의 R-C 모델을 이용하여; 또는 분명히 1보다 큰 차수(n)의 ARX 모델 또는 임의의 다른 적합한 매개변수 식별 모델로; 또는 대안적으로, 공간이 일시적인 조건 하에서 거동하는 방식을 설명하는 주어진 샘플링 기간의 이산-시간 재귀 모델(discrete-time recursive model)로 프로세스될 수 있다.

도 6은 3개의 저항 및 2개의 커패시터를 가지는 공간의 "3R2C" 모델의 도면을 도시한다. 이러한 "3R2C" 모델은, 공간 내측의 공기(I), 공간 외측의 공기(E), 및 공간의 벽(W)인 3개의 노드를 가지는 네트워크를 고려한다. 외부 환경은 부여된 일정 가스 농도(C_E)인 것으로 간주된다. 2개의 노드(C_W 및 C_I)는 벽 내의 그리고 내측부 공기의 가스 농도를 개략적으로 나타내고, 그 각각은 벽의 그리고 내측부 공기의 가스 저장 용량을 나타내는 연관된 관성값(C_W, C_I)을 갖는다. 외부 환경과 벽 노드 사이에 배치된 저항(R_EW) 및 내부 환경과 벽 노드 사이에 배치된 저항(R_IW)은 벽을 통한 가스의 확산에 대한 저항값을 나타낸다. 내부 환경과 외부 환경 사이에 배치된 제3 저항(R_IE)은 침투를 통한 가스의 확산에 대한 저항값을 나타낸다. 이어서, 공간의 공기 교환률(ACH)은 저항값(R_IE)의 역수이다.

총 저항값(R_T)은 다음과 같다:

사실상, 저항값(R_IE)은 저항값(R_EW 및 R_IW)의 합계보다 매우 작은데, 이는 침투를 통한 가스의 전달이 매우 신속한 반면, 불투명한 벽을 통한 확산은 느린 프로세스이기 때문이고, 이는 단순한 R-C 모델이 왜 양호한 근사치(approximation)인지를 설명한다.

대안적인 형태에 따라, 본 발명의 맥락에서, 측정치의 획득 및 데이터 프로세싱 단계의 실시를 위해서 이용되는 단말기 내로 통합되는 가스(특히, 습도) 센서 및 온도 센서를 이용하여 측정치를 또한 취할 수 있다. 유리하게, 그러한 습도 및 온도 센서가 일반적으로 태블릿 및 스마트폰 내로 통합된다.

다른 대안적인 형태에 따라, 단말기가 또한, 공간 내로 가스 유량을 인가하는 기기 또는 기기들을 제어하는 수단을 포함할 수 있고, 블루투스 또는 와이파이와 같은 동일한 무선 연결 수단을 통해서 통신할 수 있다.

Claims

공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위한 방법에 있어서,
- 공간 내에 인가된 구분되는 주어진-가스 유량(
)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(C_ik)를 결정할 수 있게 하기 위해서 측정 캠페인을 실행하고, 공간 외측의 가스의 농도(C_ek)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 단계;
- 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도함으로써, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
- 공간 내에 인가된 구분되는 가스 유량(
)에 상응하는 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(C_ik)를 결정할 수 있게 하기 위해서 측정 캠페인을 실행하고, 공간 외측의 가스의 농도(C_ek)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 단계;
- 각각의 기간(D_k)에서, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))로부터 시작하여:
ｏ 변화(c_ik(t))가 실질적으로 선형인 시간 간격(Δt_k)이 존재하는 경우에, 변화(c_ik(t))에서의 접선의 구배(a_k)가 이러한 시간 간격(Δt_k)에 걸쳐서 결정되고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값이 구배(a_k)로부터 추정되고;
ｏ 또는, 변화(c_ik(t))가 실질적으로 선형인 시간 간격이 존재하지 않는 경우에, 변화(c_ik(t))가 실질적으로 exp(-t/τ) 유형의 지수적인 시간 간격(Δt_k')이 선택되고, 여기에서 τ는 종료시에 공간 내측의 공기의 부피가 변화되는 시간이고, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값이 추정되며, 이는,
가 직선이 되게 하는 값이고, 여기에서
이고, c_ekm'은 시간 간격(Δt_k')에 걸친 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)의 평균인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
공간 내에 인가된 2개의 구분되는 가스 유량 설정점(
및
)에 상응하는 2개의 연속적인 기간(D₁ 및 D₂)으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
가스가 H₂O, CO₂, He, SF₆, H₂, N₂ 또는 냉매 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 기간(D_k)에서, 공간 내에 인가된 가스 유량(
)은 적어도 하나의 제어된-유량의 기기(20)에 의해서 부여되는 유량(
)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 결정할 수 있게 하는 측정치는, 공간의 내측부 부피 내에 위치되는 가스에 대한 하나 이상의 센서(40)를 이용하여 취해지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간 내측의 온도(T_ik)가 안정적인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)가 안정적인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 기간(D_k)에 걸쳐, 태양 복사선이 영인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
공간이 점유되지 않는 동안 방법이 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
확산 모델 및 측정된 변화(c_ik(t))로부터 계산된, 공간의 유효 부피의 값(V_calc)이 공간의 실제 부피에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
- 2개의 연속적인 기간(D₁및 D₂)에 걸쳐:
i. 제1 기간(D₁)에 걸쳐, 제1 가스 유량(
)이 공간 내로 인가되고, 측정 캠페인을 실행하여 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_i1)를 결정하고, 공간 외측의 가스의 농도(c_e1)는 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되며, 매개변수
가 0.8 이하가 되도록 제1 가스 유량(
)이 결정되고,
이고, 여기에서 t = 0은 제1 기간(D₁)에 대한 시작 지점이고, c_em 은 모든 기간(D₁ 및 D₂)에 걸친 공간 외측의 가스의 평균 농도이고, ACH_ref 는 공간의 공기 교환률에 대한 기준 값이며, 이어서,
ii. 제2 기간(D₂)에 걸쳐, 실질적으로 영의 제2 가스 유량(
)이 공간 내에 인가되고, 측정 캠페인을 실행하여 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(C_i2)를 결정하고, 공간 외측의 가스의 농도(C_e2)가 근접-이격된 시간 간격들에서 결정되는 것을 실행하는 단계;
- 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도함으로써, 공간의 공기 교환률(ACH)의 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
확산 모델이 R-C 모델인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
확산 모델이 매개변수 식별 모델인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계의 전부 또는 일부를 실행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, 컴퓨터에 의해서 실행되는, 컴퓨터 프로그램.
제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계의 전부 또는 일부를 실행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터-판독 가능 기록 매체.
공간의 공기 교환률(ACH)을 결정하기 위한 장치에 있어서,
- 적어도 2개의 연속적인 기간(D_k)에 걸쳐, 구분되는 주어진-가스 유량(
)을 공간 내에 인가하도록 구성된 적어도 하나의 기기(20);
- 근접-이격된 시간 간격들에서 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서(40);
- 공간의 공기 교환률의 값을 획득하기 위해서, 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함하는 단말기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
근접-이격된 시간 간격들에서 공간 외측의 가스의 농도(c_ek)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서,
공간 내측의 온도(T_ik)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서,
가스의 농도를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서(40)의 각각과 단말기(10) 사이에 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서,
단말기(10)는 가스 유량을 인가하도록 구성된 기기(20)를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
공간의 공기 교환률의 값을 획득하기 위해서, 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 주어진 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함하는 단말기(10).
공간의 공기 교환률의 값을 획득하기 위해서, 한편으로, 공간 외측의 가스의 농도(c_ek) 및 공간의 공기 교환률(ACH)을 계산할 수 있게 하는 공간의 물리적 매개변수의 함수로서의 공간 내측의 주어진 가스의 농도(c_ik)의 시간적 변동을 표현하는 확산 모델, 및 다른 한편으로, 시간의 함수로서의 공간 내측의 가스의 농도(c_ik)의 측정된 변화(c_ik(t))의 수렴을 유도하도록 구성된 프로세싱 모듈을 포함하고,
프로세싱 모듈은 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계의 전부 또는 일부를 실행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, 컴퓨터에 의해서 실행되는, 컴퓨터 프로그램을 포함하며,
제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계의 전부 또는 일부를 실행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램은 단말기의 재기록 가능한 비휘발성 메모리(18)로 구성된 컴퓨터-판독 가능 기록 매체 상에 기록되고, 프로그램의 명령어는 단말기의 프로세서(11)에 의해서 해석 가능한 것을 특징으로 하는 단말기(10).