(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが発生する空間内における換気量の評価法であって、
前記空間内を換気する排気手段と、前記空間内のガス濃度を測定する濃度測定手段とを設け、
前記排気手段の運転条件を変化させた後の前記空間内におけるガス濃度の時間的変化を測定し、その前記測定結果に基づいて、縦軸を対数濃度、横軸を実時間としてプロットした評価線を求め、この評価線の勾配から、前記排気手段の運転条件を変化させた前後の前記空間の換気量の差を求めることを特徴とする空間内における換気量の評価法。
【請求項２】
前記排気手段の運転条件は、複数の前記排気手段のうち運転する排気手段の数であることを特徴とする請求項１に記載の空間内における換気量の評価法。
【請求項３】
外気と前記空間内の未知のガス濃度との差の平均値を求め、この平均値と請求項１又は２に記載の空間内における換気量の評価法により求めた換気量の差とから、空間内におけるガス発生量を評価することを特徴とする空間内におけるガス発生量の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間内における換気量の評価法及びガス発生量の評価法に関し、特に、クローズド式廃棄物処分場等のような大空間の評価に好適な空間内における換気量の評価法及びガス発生量の評価法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クローズド式廃棄物処分場等のような大空間を排気ファンを用いて排気する場合、空間内の換気性能を評価しようとする場合は、空間内に澱みやショートサーキットがある場合には、実質の換気性能は排気ファンによる換気風量から計算した値よりも劣り、また、浮力や外部風による自然換気効果が作用する場合には、実質の換気性能は排気ファンによる換気風量から計算した値よりも良好になる場合があり、高精度で換気性能を評価することができない。
【０００３】
例えば、換気性能の評価法として、ステップダウン法やステップアップ法があり、ステップダウン法は、図６に示すように、空間１１内にトレーサガスを供給するガス供給部２２と、空間１１内のトレーサガスの濃度を測定するガス濃度測定部２３と、ガス供給部２２、ガス濃度測定部２３、空間１１内を換気する排気ファン２４等の運転を制御するとともに、ガス濃度測定部２３からのデータを集録する制御部２５とを備えた評価装置２１を用い、この評価装置２１により空間１１内を均一濃度のトレーサガスで満たし、排気ファン２４の運転により空間１１内の換気を開始して空間１１内に新鮮な空気を導入し、このときの空間１１内の濃度の変化を測定して濃度の減衰曲線（図７参照）を求め、この濃度の減衰曲線に基づいて空間１１内の換気量を評価することにより、換気性能を評価する方法である。
【０００４】
また、ステップアップ法は、上記のような評価装置２１を用い、この評価装置２１により空間１１内のトレーサガスの濃度を０とし、この状態から空間１１内に新鮮な空気の代わりにトレーサガスを導入し、このときの空間１１内の濃度の変化を測定して濃度の上昇曲線を求め、この濃度の上昇曲線に基づいて空間１１内の換気量を評価することにより、換気性能を評価する方法である。
【０００５】
上記のようなステップダウン法及びステップアップ法において、換気風量Ｑ（ｍ３／ｈ）、対象空間の容量Ｖ（ｍ３）とすると、換気回数ｎ＝Ｑ／Ｖ（回／ｈ）、換気時間ｔｐ＝Ｑ／Ｖ（ｈ）と定義できるので、図８又は図９において、求められた濃度の減衰曲線或いは上昇曲線から得られる面積ａ１、ｂ１と同一面積の領域ａ２、ｂ２を求めることにより、次式から、対象空間の換気時間ｔｐを評価することができ、換気性能を評価することができる。
0005581683.tif 000002
ここで、Ｔｍ：測定時間
ＣＰ：点Ｐにおけるトレーサガスの算術平均濃度
Ｃ０：トレーサガスの初期濃度
ＣＰ（ｔ２）：測定終了時におけるトレーサガスの濃度
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなステップダウン法やステップアップ法には以下のような課題がある。
【０００７】
（１）ステップダウン法やステップアップ法は、空間内を一定の濃度にするために空間内に大量のトレーサガスを導入しなければならため、クローズド式廃棄物処分場等のような大空間の評価に適用することは難しい。
【０００８】
（２）トレーサガスとして、通常の屋内空間内に存在しないＳＦ６（六フッ化硫黄）等のガスを用いる必要があり、ＳＦ６（六フッ化硫黄）等のガスは、地球温暖化係数の高い物質であるため、ＳＦ６等のガスをトレーサガスとして大量に使用することには問題がある。
【０００９】
（３）ステップダウン法では、初期条件として空間内が均一濃度のトレーサガスで満たされている必要があるが、空間内を換気しない状態でトレーサガスを空間内に均一に分布させることは難しく、クローズド式廃棄物処分場等の大空間の評価に適用することは難しい。
【００１０】
（４）ステップダウン法やステップアップ法により求めたトレーサガスの濃度の減衰曲線や上昇曲線に基づいて積分値を求める必要があることから、トレーサガスの空間内への供給量を高価なマスフロコントローラを用いて厳密に制御し、高精度でトレーサガスの濃度の減衰曲線や上昇曲線を求める必要があり、評価に時間と費用と手間がかかる。
【００１１】
（５）空間内の換気量と濃度発生量（ガス発生量）とは表裏一体の関係にあり、ガス発生量が明確でない場合には換気量を評価することができず、また、換気量が明確でない場合にはガス発生量を評価することができない。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、ガスが発生する空間内における換気量の評価法であって、
前記空間内を換気する排気手段と、前記空間内のガス濃度を測定する濃度測定手段とを設け、
前記排気手段の運転条件を変化させた後の前記空間内におけるガス濃度の時間的変化を測定し、その前記測定結果に基づいて、縦軸を対数濃度、横軸を実時間としてプロットした評価線を求め、この評価線の勾配から、前記排気手段の運転条件を変化させた前後の前記空間の換気量の差を求めることを特徴とする。
【００１６】
本発明の空間内における換気量の評価法によれば、空間内におけるガスの濃度の時間的変化を測定し、この測定結果に基づいて、縦軸を対数濃度、横軸を実時間としてプロットすることにより評価線を求め、この評価線の勾配から空間の換気量を評価することができる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記排気手段の運転条件は、複数の前記排気手段のうち運転する排気手段の数であることとしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明は、外気と前記空間内の未知のガス濃度との差の平均値を求め、この平均値と請求項１〜３の何れか１項に記載の空間内における換気量の評価法により求めた換気量の差とから、空間内におけるガス発生量を評価することを特徴とする。
【００２０】
本発明の空間内のけるガス発生量の評価方法によれば、空間内におけるガスの濃度の時間的変化を測定し、この測定結果から運転条件の変化前後の空間の換気量の差を求め、この換気量の差と、外気と空間内のガス濃度との差の平均値から、空間内におけるガスの発生量を評価することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明の空間内における換気量の評価法及びガス発生量の評価法によれば、空間内に発生するガスをトレーサガスとして利用することができるので、空間内にＳＦ６等をトレーサガスとして導入する必要がない。また、濃度変化の積分値を使用する必要がないので、ガス発生量が不明であっても、測定時間中、一定発生量と仮定することにより、換気量を評価することができるので、マスフロコントローラ等の高価な装置を用いる必要がない。さらに、ガス発生量が不明であっても、空間内の換気量を求めた後に、ガスの発生量を求めることができる。従って、クローズト式の廃棄物処分場等の大空間における換気量の評価、及びガス発生量の評価に適用することができ、廃棄物処分場等を運用する上での有益な情報を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による空間内における換気量の評価法の一実施の形態を示した概略図である。
【図２】図１の評価法により求めた空間内におけるガス濃度（平均濃度）の時間的変化の減衰曲線である。
【図３】メタン濃度の時間的変化を示した説明図である。
【図４】図１の換気量の評価法の変形例を示した概略図である。
【図５】換気量の評価方法の他の実施の形態を示した説明図である。
【図６】従来の換気量の評価法の一例を示した概略図である。
【図７】図７の評価法により求めた空間内におけるガス濃度の時間的変化の減衰曲線である。
【図８】従来の換気量の評価法の一例を示した説明図である。
【図９】従来の換気量の評価法の他の例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による空間内における換気量の評価法及びガス発生量の評価法の一実施の形態が示されている。
【００２４】
本実施の形態の空間における換気量の評価法及びガス発生量の評価法は、例えば、クローズド式廃棄物処分場等の大空間内における換気量の評価、及びガス発生量（メタンガス等の汚染物質の発生量）の評価に有効なものである。
【００２５】
クローズド式廃棄物処分場は、例えば、図１に示すように、廃棄物を埋め立てる埋立区画の周囲を囲む側壁と、側壁の上部を閉塞する屋根とを備えた建物１０を備え、この建物１０の側壁と屋根とによって囲まれた部分に大空間（以下、「空間１１」という。）が形成されている。
【００２６】
建物１０の側壁には、空間１１の内外を連通する複数の給気口１２が設けられ、屋根には、空間１１の内外を連通する複数の排気口１３が設けられ、各排気口１３にそれぞれ排気ファン２が設けられている。各排気ファン２の運転により、各給気口１２から空間１１内に外部から新鮮な空気が導入され、各排気口１３から空間１１内のガスが外部に排気され、空間１１内が換気される。
【００２７】
本実施の形態においては、排気ファン２の運転を制御する排気ファン制御部３と、各排気口１３にそれぞれ設けられた濃度測定器４と、濃度測定器４が測定した濃度を集計する濃度集計部５と、濃度集計部５が集計した濃度データに基づいて換気量を評価する演算部６とからなる評価装置１を用い、この評価装置１により、空間１１内における換気量（換気風量）及びガス発生量を評価している。
【００２８】
（１）換気量の評価法（簡易法）
まず、上記の空間１１内における換気量の評価法（簡易法）について説明する。
上記の評価装置１の排気ファン制御部３により、排気ファン２の運転台数を変化させた場合、全排気ファン２を運転状態から停止させた場合、全排気ファン２を停止状態から運転開始させた場合等、排気ファン２の運転状態をステップ的に変化させた後の空間１１内におけるガス濃度（平均濃度）の時間的変化を測定し、この時間的変化に基づいて運転状態を変化させた後の換気量を評価する。
【００２９】
つまり、空間１１内におけるガス濃度の変化は図２に示すようになり、式で表すと次式（１）のようになる。
0005581683.tif 000003
ここで、
Ｖ：空間の容積（ｍ３）
Ｃ：空間内の汚染物質濃度（ガス濃度、ｇ／ｍ３）
ｔ：時間（ｈ）
Ｑ０：換気量（換気風量、ｍ３／ｈ）
Ｃ０：外気の汚染物質濃度（ガス濃度、ｇ／ｍ３）
Ｍ：汚染物質発生量（ガス発生量、ｇ／ｈ）
（１）式の解析解は以下のとおりとなる。
0005581683.tif 000004
ここで、
Ｃｉ：初期の空間内の汚染物質濃度（ガス濃度、ｇ／ｍ３）
ここで、汚染物質の発生がない場合（Ｍ＝０）、或いは換気量の変化に対してこれを無視できる場合を想定すると、
0005581683.tif 000005
Ｃ´を外気と空間内濃度との差、Ｃｉ´を外気と初期濃度との差（Ｃ´＝Ｃ−Ｃ０、Ｃｉ´＝Ｃｉ−Ｃ０）とすると、
0005581683.tif 000006
となり、両辺の対数をとると
0005581683.tif 000007
となる。従って、図３に示すように、縦軸を汚染物質の対数濃度、横軸を実時間として濃度変化をプロットし、その直線の傾きにより、運転状態を変化させた前後の換気量の差Ｑ０／Ｖとして評価できる。
なお、（４）式において、外気濃度Ｃ０＝０とみなせば、Ｃ´は内部の濃度を示すことになる。
【００３０】
図４には、本実施の形態による空間１１内における換気量の評価法（簡易法）の変形例が示されている。この評価法は、建物１０の空間１１内の埋立区画の縁部にレーザ式濃度測定器４を設置し、このレーザ式濃度測定器４のビーム経路上での濃度（平均値）を測定し、複数のビーム経路上で測定した濃度から空間１１内の濃度の平均値の時間的変化を測定し、この時間的変化に基づいて運転状態を変化させた後の換気量を評価するように構成したものであって、その他の構成は図１に示すものと同様である。
【００３１】
（２）換気量の評価法（数値解析法）
次に、上記の空間１１における換気量の評価法（数値解析法）について説明する。
この評価法は、図５に示すように、予め、各種換気量における濃度の減衰曲線（評価線）を式（１）に基づいて計算によって求めておき、実測値が一致する減衰曲線（評価線）から換気量を求める方法である。上記の評価法は、例えば、式（１）を前進オイラー法で差分近似した式（６）を用いて行うことができる。
0005581683.tif 000008
ｎ：時間ステップ数、Ｍ：汚染物質発生量
なお、図５においては、メタンガスを対象としている。
【００３２】
何種類かの換気量を想定し、前述した空間１１の濃度変化を表す式（１）で数値解析した濃度の時間変化曲線と実際の濃度測定値とを比較し、最小二乗近似やパターンマッチングにより測定結果がどの曲線に最も近似するのかを判定することで換気量を評価する。この方法によれば、汚染物質発生量Ｍが変化する場合にも換気量を評価することができる。
【００３３】
（３）汚染物質発生量（ガス発生量）の評価法
次に、上記の空間内における汚染物質発生量（ガス発生量）の評価法について説明する。
上記（２）式の時刻ｔを無限大とし、Ｍを一定とすると、定常解として次式を得る。
0005581683.tif 000009
Ｃ´を外気と空間内濃度との差（Ｃ´＝Ｃ−Ｃ０）とおくと
0005581683.tif 000010
であり、換気量Ｑ０が既知の場合、空間１１内の平均Ｃ´が測定できれば、ガス発生量Ｍを求めることができる。
【００３４】
上記のように構成した本実施の形態の空間１１内における換気量の評価法及びガス発生量の評価法にあっては、クローズド式廃棄物処分場等の大空間１１において、汚染物質（メタンガス等のガス）の発生量が未知な場合であっても、この未知のガスをトレーサガスとして利用することができるので、ＳＦ６等の既知のガスを導入する必要がない。
【００３５】
また、空間１１内におけるガスの濃度変化の積分値を使用する必要がないので、空間１１内におけるガス発生量が未知であっても、測定時間中は一定発生量と仮定することで、換気量の評価が可能となり、マスフロコントローラ等の高価な装置を使用する必要がなく、換気量の評価を容易に、費用をかけることなく、行うことができる。
【００３６】
さらに、空間１１内のガス発生量が未知であっても、空間１１内における正味の換気量を評価できるので、この正味の換気量を評価した後に、空間１１内におけるガス発生総量を求めることが可能になり、この求めたガス発生総量により、排気ファン２の運転を制御することにより、空間１１内を最適な換気状態に制御することが可能となる。
【００３７】
さらに、定期的に排気ファン２の運転状況を変化させて、換気量を評価することにより、比較的長い期間におけるガス発生量の推移を評価することができるので、廃棄物処分場等の大空間の運用に有益な情報を得ることができる。
【００３８】
さらに、排気ファン２の運転状態をステップ的に変化させた後の空間１１内におけるガス濃度（平均濃度）の時間的変化を測定し、この時間的変化に基づいて運転状態変化後の換気量を評価することができるので、廃棄物処分場のように、有毒ガスが発生する空間１１内において、排気ファン２の運転中に、複数の排気ファン２のうちの一部を運転し、残りの排気ファン２の運転を停止する等、各種の運転状態に切り替えることにより、換気量及びガス発生量の評価をすることができる。
【００３９】
さらに、複数の排気ファン２のうちの一部の排気ファン２の運転を停止させることにより、残りの運転中の排気ファン２による換気能力を評価できるので、複数の排気ファン２を複数のグループに分けたときの各グループの排気ファン２による換気能力を評価でき、各グループの排気ファン２に対応する空間１１の部分の換気能力を個別に評価することもできる。
【００４０】
なお、上記の説明においては、廃棄物処分場の換気量及びガス発生量の評価に適用したが、アトリウム、スタジアム、ショッピングモール、地下駅、空港等、多くの人が集まる施設、設備等の閉空間（完全に密閉された空間に限らず、一部部が外部に開放された空間を含む）に適用してもよいものであり、その場合にも、同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００４１】
１、２１  評価装置
２、２４  排気ファン
３  排気ファン制御部
４  濃度測定器
５  濃度集計部
６  演算部
１０  建物
１１  空間
１２  給気口
１３  排気口
２２  ガス供給部
２３  ガス濃度測定部
２５  制御部  
【図１】
0005581683.tif 000011
【図２】
0005581683.tif 000012
【図３】
0005581683.tif 000013
【図４】
0005581683.tif 000014
【図５】
0005581683.tif 000015
【図６】
0005581683.tif 000016
【図７】
0005581683.tif 000017
【図８】
0005581683.tif 000018
【図９】
0005581683.tif 000019