(57)【要約】      （修正有）【課題】建築前の建物の性能表示、例えば温熱環境に関するその指標数値はあくまで推定値であるが、その推定値を現実建物と可及的に近似したものとし、指標に合致した断熱材を配置した建物を提供する。【解決手段】屋根、壁、床で構成された建物のうちの側壁および天井の断熱材５において、建物の熱貫流量Ｕ（Ｗ／Ｋ）に、建物の断熱材を構成する種々の物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を、熱損失量Ｑ（Ｗ／Ｋ）の推定値とし、その推定値に基づき断熱材５を配置したことを特徴とする。この推定値は、現実の建物の熱損失量Ｑ（Ｗ／Ｋ）に近似し、設計段階で適切な省エネ指標を提示できる。【選択図】図１
0003200001.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に、建物の断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の推定値として、その推定値に基づき断熱材を配置して建築した建物。
【請求項２】
建物の断熱材を構成する物質の温度変化を算出する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）を、熱的境界を形成する物質の全熱量Ｅで除して得た値を物質の温度変化とし、全熱量Ｅを算出する際に、熱的境界を形成する複数の蓄熱部位が存在する時、温度拡散率の大きい物質が温度拡散率の小さい物質の熱量を奪うとして、全熱量Ｅを算出する際に、体積熱容量（ρｃ値）を補正する補正係数を温度拡散率（α値）に１０６を掛けて得た値を「熱交換効率」（β値）とし、温度拡散率の大きい物質の熱交換効率［β値］を掛けて、蓄熱部位の補正後全熱量Ｅとして、建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の値とする熱損失計算式によって得た熱損失推定値に基づき断熱材を配置して建築した建物。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、熱損失推定値に基づき断熱材を配置して建築した建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者は、省エネルギー対策等の指標を参考にして、より好ましい住宅の購入を検討するが、建築前の建物の場合は、性能表示される例えば温熱環境に関するその指標数値は、あくまで推定値である。
住宅・店舗・建築物等の建物の熱損失は、室内の熱が断熱部を介して外に逃げることを指し、この熱伝導の仕組みから熱損失量が算出される。
この時、建物の熱伝導が「定常熱伝導」であると仮定し、フーリエの「定常熱伝導方程式」を用いて算出した値を熱損失量とするのが、従来の熱損失量算出の方法である。
しかし、建物の熱は、室内の温度変化に応じて消費されるものであり、室内の温度変化速度から当該建物の熱損失量を算出する事が望ましい。
【０００３】
本考案は、設計段階で現実に施工される建物が実現する熱損失係数等の現実値に近似した数値を算出し、それを熱損失推定値として提示し、その事前に提示した熱損失推定値に基づき断熱材を配置して建築した建築物を提案する。
本考案で使用する推定値は、従前の「定常熱伝導方程式」を用いて算出した値を熱損失量として推定するのではなく、さらに物質の温度変化を要素として取り入れて算出した確度の高い計算式で現物建物の熱損失係数と近似した推定値である。
【０００４】
本考案では、建物の熱損失量を推定する際に、建物の熱貫流量に物質の温度変化を勘案して算出する計算方法およびプログラムを開発して、建物に実現したものであるので、この計算方法原理およびプログラムについても説明する。
室内外に温度差があるとき、高温側（室内）の熱が熱的境界に施された断熱材を貫流して低温側（屋外）に達する時の、フーリエの「定常熱伝導方程式」（フーリエの基本則は固体中を伝わる熱量、つまり熱伝導によって伝わる熱量を計算する基礎方程式）は、次の式（１）で表わされる。
【０００５】
【数１】
0003200001.tif 000003
（熱貫流率Ｕ（Ｗ／ｍ２・Ｋ）は、「ワット  パー  平方メートル  ケルビン」，λは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ：「ワット  パー  メートル  ケルビン」），Ｔは温度，
0003200001.tif 000004
は微分，ｄは空間座標、Ａは熱の伝わる面積ｍ２）である。
0003200001.tif 000005
／
0003200001.tif 000006
ｄは、単位長さ当たりの温度差つまり温度勾配である。
この式（１）は、熱量は熱伝導率λと温度勾配の積で表すことができることを示している。
【０００６】
熱伝導率で、１（Ｗ）とは、１秒間に１（Ｊ）の熱エネルギーが通過することである。１（Ｗ）とは、１（Ｊ）｛１ジュール｝の仕事が、１（ｓ）｛１秒｝で為されることを意味し、つまり１（Ｗ）＝１（Ｊ／ｓ）でもある。
１（Ｊ）は、熱の仕事当量から１秒間に４．２（ｃａｌ）の熱量が通過することに相当し、即ち、１（ｇ）の水を４．２（℃）＝｛４．２（ｃａｌ）｝上昇させるのに必要な熱エネルギーに等しい。
又、熱伝導率で使われる（ｍ）は、壁などの面材であれば、通常は厚み方向のことをいい、壁体の厚み方向に１ｍあたりに、いくらくらい熱が通過するかの単位を意味する。
熱伝導率の単位（Ｗ／ｍ・Ｋ）を使用して、１（Ｗ／ｍ・Ｋ）の熱伝導率を壁体で考えれば、壁の厚さ１ｍ、壁体の両面の温度差１（Ｋ）＝１（℃）あたりの場合、１秒間に１（Ｊ）熱エネルギーが通過するということを意味する。
【０００７】
熱貫流率（Ｕ値）とは熱の伝えやすさを表した値で、熱伝導率（λ）は材料自体を評価する数値であるのに対し、熱貫流率（Ｕ値）はそれに加え、その材料の厚さも評価する。つまり、熱伝導率（λ）は材料の断熱性能を評価した数値、熱貫流率（Ｕ値）は仕様の断熱性能を評価した数値であって、外皮平均熱貫流率（ＵＡ値）は、１以上の材料を要素勘案して、各々の熱伝導率（λ）を元に算出される。
熱貫流率は、２０１２年時点ではＱ値と表現していたが、２０１５年現在ではより正確な熱貫流量算出のためＵ値に改められたので、本明細書でも熱貫流率はＵ値と表示する。
【０００８】
外皮平均熱貫流率ＵＡ（Ｗ／ｍ２Ｋ）は、建物の内部と外気の温度差を１℃としたときに、建物内部から建物外部へ逃げる時間あたりの熱量を外皮延べ面積で除した数値のことを指す。
熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）や、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）が小さいほど住宅の断熱性能が高いことになり、省エネ効果が高いものとなる。
【０００９】
前記式（１）を、図３に沿って説明する。
室内外に温度差が有る時、高温側（室内）の温度も、低温側（屋外）の温度も、熱的境界の物質（断熱部）の温度も変化（定常）しないと仮定し熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）（厳密には、熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）である。）を算出する。
物質ｄには、体積熱容量ρｃ（Ｊ／ｍ３Ｋ）と温度拡散率α＝λ／ρｃ（ｍ２／ｓ）があり、物質の体積ｍ３＝Ｖにおいて、この熱物性値で「定常熱伝導」時に伝わった熱量を算出する式は
【００１０】
【数２】
0003200001.tif 000007
になる。
定常熱伝導時は、熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）と熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）とが同量となる事から、温度拡散率を未知数と仮定すると、物質本来の温度拡散率α：（λ／ρｃ）×１０−６（ｍ２／ｓ）が、α×１０−３（ｍ２／ｓ）に変化する。
この事から、室内外の温度が時間変化、日変化、季節変化する建物の熱的境界にある物質（断熱部）の温度変化速度（α値）を推定する事で、全物質の温度変化の推定値を得る事ができる。
【００１１】
前記より、住宅・建築物の不在時の「温度測定データ」と熱消費量から算出した「室内の温度変化」とを比較する過程で得た情報に基づき、不在時の温度変化と居住時の熱消費量とが整合する「温度変化計算式」（近似式）を推定することができる。
因みに、現実に完成した建物の温度変化を測定し、その建物の内外温度を測定し、その結果に基づいて、熱損失係数を診断する方法は以下の先行技術文献のようにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第５５０９４０２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１では、建設後に建物内外の温度測定データから熱損失係数を推定する方法としている。
現在の熱損失計算で算出した熱損失係数が確かなものであれば、建設後に熱損失係数を推定する必要はない。
しかし、現実には、建設後に実際の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を確認する方法しか無いのも確かである。
一方、この推定方法は、熱的境界を形成する物質の種類や材厚等を考慮したもので無く、学術的に熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定する方法では無い。
また、建設後に外皮平均熱貫流率（ＵＡ値）が分かる現在の計算方法では、結局事前の情報が欠如していることであり、消費者にとっては不利益となる。
【００１４】
したがって、この課題を改善するには、建物を設計する段階で厳密な熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出する計算法乃至計算式（近似式）が必要である。
解決しようとする課題は、建築前の設計段階で、省エネルギー対策等の指標をできる限り正確に提示しかつ、その通りの完成後の現物建物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本考案では、設計段階で厳密な熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出してその厳密な推定値を得、それを指標として提示された設計で、それに基づく断熱材を適宜個所に配置選択或いは設定して建築した建物として達成した。
つまり、厳密な熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）として、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の推定値とし、その推定値に基づき断熱材を建物の各所に配置することで、建築前に提示した省エネ指標と一致した熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を実現したことを特徴とする建物である。
断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を指標算出の要素とすることは、技術として進歩性があり、新規な着想である。
【００１６】
建物の断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の算出要素とすることで、より現場（立地  環境）に合致した推定値を得、その推定値に基づき断熱材を配置して建築した建物であることを特徴とする。
本考案では、後述するように設計段階で厳密な熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出してその厳密な推定値を得る近似した推定値の計算方法およびプログラム（ソフトウエア発明）を同時に開発している。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によれば、以下のような技術的効果を得る事が出来る。
（１）確度の高い熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を設計段階で得ることにより、期待の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の建物が提供でき、設計段階で期待値が達成できないことが判明した場合は設計変更が可能である。
（２）確度の高い熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定値とすることで、建物の各部の断熱材を適宜相応のものに、選択設定できる。
（３）住宅・建築物の「省エネルギー基準」で算出した値より、確度の高い熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）が算出され、一次エネルギー消費量が大幅に削減される。
（４）建物本体からの、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を減らすことで、暖冷房機器の負荷低減に繋がり、電力への依存度が縮小し、「創エネ」効果が大きくなり「自立循環型住宅」が建設できる。
（５）「省エネルギー」基準の、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出基準が変わる事で、熱収支バランスの良い素材の活用が可能となる。具体的には、建築には使わなくなった木繊維質素材、以前は「氷室」の保温材に使われていた「おが屑」等が挙げられる。
【００１８】
おが屑は、その厚さ設計や、面積設計、圧縮成型程度に自由性が高く、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の設定の要請に応じる幅が広い素材である。
この素材は全国の「製材工場」や「プレカット加工工場」や「集成材加工工場」に豊富にあり、これを住宅・建築物に活用する事で「Ｃ〇２」を長期間ストックでき、地球温暖化対策に繋げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、仮設住宅の各部の断熱材の配置例を示す平面視の説明図。
【図２】図２は、仮設住宅の断熱材で囲繞された状態を示す側面視の説明図。
【図３】図３は、物質の定常熱伝導を説明する説明図。
【図４】図４は、建物の熱伝導を説明する説明図。
【図５】図５は、省エネ設計システムの概略構成図。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
図１は、仮設住宅の各部の断熱材の配置例を示す平面視の説明図であり、建物１を構成する屋根、壁、床、のうち、側壁および天井の断熱材５が、おが屑で形成されている場合の仮設住宅例である。
図１の建物１の左側壁構成は、外壁２（杉下見板  厚２１ｍｍ）と通気層３（厚１８ｍｍ）、外壁側の透湿防水シート４、断熱材５（おが屑、  厚１２０ｍｍ）、室内側の透湿防水シート６、室内仕上石膏ボード７（厚１２．５ｍｍ）からなる。
側壁や天井に配置される断熱材５は、適宜選択されるもので、本実施の形態では、実際に施工された仮設住宅において断熱材５がおが屑の例を示す。
おが屑は一例であり、グラスウール等各種の断熱素材が配置される場合は、その素材ごとに部位ごとに、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）は算出できる。
【００２１】
本考案は、断熱材５の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を、現実の建物と一致或いは近似する数値に推定してその数値の断熱材５を配置したものである。
建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の推定値において、現実の建物と近似した推定値を算出するための、実施例として建設した住戸＝応急仮設住宅の温熱環境データを示す。
住戸は、断熱仕様「おが屑」を天井と外壁に配置した設計で、施設全体＜住戸）の部位面積が５３６．６１ｍ２、熱損失量４６１．５（Ｗ／Ｋ），熱損失係数Ｑ値：２．５７６（Ｗ／ｍ２・Ｋ）を表１「温度測定住戸の熱損失係数計算書」に示す。
外皮面積：１１９．２４（ｍ２）、Ｕ値０．７６（Ｗ／ｍ２Ｋ）、熱貫流量：９０．６（Ｗ／Ｋ）、
室内温度変化（不在時）：室内外温度差１０．２℃の時、温度変化−０．３３（Ｋ／ｈ）測定データは「岩手県林業技術センター」が測定したデータを用いる（表２「温度測定住戸の不在時における温度変化データ」）。
１月電力使用料５２３引く９月（無暖房期）電力使用量１５５＝シーズン差電力使用量３６８（ｋＷｈ）である。
【００２２】
【表１】
0003200001.tif 000008
【００２３】
【表２】
0003200001.tif 000009
【００２４】
使用断熱材は、以前は氷室の保温材として活用していた「おが屑」（含水率５％）で、この物質の熱物性は、表３「各種材料の熱物性一覧表および熱交換率表」に示す通り、熱伝導率（λ）：０．０５８（Ｗ／ｍ・Ｋ）、体積熱容量（ｃρ）：１２１（ｋＪ／ｍ３・Ｋ）温度拡散率（α値）：０．４８×１０−６（ｍ２／ｓ）である。
【００２５】
【表３】
0003200001.tif 000010
【００２６】
また図１の仮設住宅では、室内側には厚さ１２．５ｍｍの石膏ボードが施されており、この物質の熱物性は熱伝導率（λ）：０．２２（Ｗ／ｍ・Ｋ）、
体積熱容量（ｃρ）：１，０１８（ｋＪ／ｍ３・Ｋ）、温度拡散率（α）：０．２２×１０−６（ｍ２／ｓ）で、断熱は充填断熱工法である。
温度変化計算式（近似式）は、主に「熱貫流量」と「室内温度変化」（不在時）及び「シーズン差電力使用量」とを整合させる過程で得た情報に基づき、確度の高い計算式を導く事とする。
そのため、先に、測定住戸１月のシーズン差電力使用量から、１月室内平均温度変化量を算出し、次に、物質の「温度変化計算式（近似式）」式（６）の確度を確認する。
【００２７】
測定住戸のシーズン差電力使用量から、１月室内平均温度変化を算出すると、
熱損失量Q（Ｗｈ／Ｋ）＝Ｕ値０．７６（Ｗ／ｍ２・Ｋ）×１１９．２４（ｍ２）×温度変化Ｔ（Ｋ／ｈ）室内外温度差１２．６（Ｋ）×２４（ｈ）×３１（Ｄ）＝３６８（ｋＷｈ）より、
室内外温度差１２．６℃の時、温度変化Ｔ（Ｋ／ｈ）は、  ３６８（ｋＷｈ）÷８４９（ｋＷｈ）＝０．４３（Ｋ／ｈ）
である。
【００２８】
≪仮説に基づいた温度変化計算（近似式）≫
物質の熱物性そのもので温度変化を算出すると温度は殆んど変化しない。そのため、物質の体積熱容量（ρｃ）を少なく見積り推定値を求める。
その際、熱物性中で変化しうるのが温度拡散率のみである事から（α値）［ｍ２／ｓ］の値を補正し、熱交換効率（β値）とし、
【００２９】
【数３】
0003200001.tif 000011
とする。
この時、β値に単位を付さない。
よって、
「断熱材」の補正後全熱量（Ｊ／Ｋ）の計算式は、
【００３０】
【数４】
0003200001.tif 000012
となる。
断熱部に「蓄熱部位」が複数ある場合の熱量補正は、物質の熱交換効率［β値］の小さい物質の熱量が、［β値］の大きい他の物質の影響を受け減少すると仮定し、
【００３１】
【数５】
0003200001.tif 000013
とする。
物質の１時間当りの温度変化の計算式は、
【００３２】
【数６】
0003200001.tif 000014
となる。
熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の計算式は、
【００３３】
【数７】
0003200001.tif 000015
である。
外皮平均熱貫流率ＵＡ（Ｗ／ｍ２・Ｋ）は、
【００３４】
【数８】
0003200001.tif 000016
（外皮延べ面積（ｍ２）は、開口部等を含む熱的境界部面積の合計）
である。
【００３５】
≪住戸の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出≫
表４「温度想定住戸の全熱量算出データ」に示す住戸の熱量を式（４）、式（５）に代入すると、
「おが屑」：天井断熱おが屑３７７．８６＋外壁断熱おが屑４６２．９１＋界壁おが屑７５．３３＝「おが屑」：全熱量Ｅ９１５（ｋＪ／Ｋ）であり、
「おが屑」：全熱量Ｅ９１５（ｋＪ／Ｋ）×β０．４７７＝４３６（ｋＪ／Ｋ）
天井石膏ボード３１５．５８＋外壁石膏ボード３８６．８４＋界壁石膏ボード６１．０８＝「石膏」：全熱量Ｅ７６４（ｋＪ／Ｋ）であり、
「石膏」：全熱量Ｅ７６４（ｋＪ／Ｋ）×β０．２１６（ｍ２／ｓ）×β０．４７７＝７８．７（ｋＪ／Ｋ）
が得られ、全熱量Ｅは、４３６（ｋＪ／Ｋ）＋７８．７（ｋＪ／Ｋ）＝５１４．７００（Ｊ／Ｋ）となる。
【００３６】
【表４】
0003200001.tif 000017
この全熱量Ｅを式（６）に代入すると、
温度変化（Ｋ／ｈ）＝熱貫流量９０．６（Ｗ／Ｋ）÷全熱量Ｅ５１４，７００（Ｊ／Ｋ）×３，６００（ｓ）＝０．６３（Ｋ／ｈ）
が得られ、
この温度変化を式（７）に代入すると、
熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）＝９０．６（Ｗ／Ｋ）×０．６３（Ｋ／ｈ）＝５７．１（Ｗ／Ｋ）
となり、「エネルギー消費」削減率は、約３７％である。
算出した熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）で、住戸１月のエネルギー消費量を算出すると、
５７．１（Ｗ／Ｋ）×１２．６（Ｋ）×２４（ｈ）×３１（Ｄ）＝５３５（ｋＷｈ）
となる。
【００３７】
この時、物質の熱物性値は、温度差２０℃時の定常熱伝導で得た値である事から、推定値温度０．６３（Ｋ／ｈ）を、室内外温度差２０℃時の温度変化量と仮定すると、
室内外温度差１．０℃時の温度変化、
０．６３（Ｋ／ｈ）÷２０（Ｋ）＝０．０３１５（Ｋ／ｈ）
が得られる。
【００３８】
この値で、不在時の温度変化は、
推定値：室内外温度差１０．２℃×０．０３１５（Ｋ／ｈ）＝０．３２（Ｋ／ｈ）
居住時の温度変化は
推定値：室内外温度差１２．６℃×０．０３１５（Ｋ／ｈ）＝０．４０（Ｋ／ｈ）
である。
この事から、１月住戸のエネルギー消費量を修正すると、
熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）（推定値）９０．６（Ｗ／Ｋ）×０．４０（Ｋ／ｈ）＝３６．２（Ｗ／Ｋ）
熱消費量（推定値）３６．２（Ｗ／Ｋ）×１２．６（Ｋ）×２４（ｈ）×３１（Ｄ）
＝３３９（ｋＷｈ）
となり、「エネルギー消費」削減率は、約６０％となる。
結果、
異なる４種類の温度（０．４３℃、０．３３℃、０．６３℃、０．４℃）は、室内外温度差の違いによるものであり、また、建物の漏気等を考慮すると「温度変化計算（近似式）」の確度は高い。
【００３９】
これまで、断熱性能を高めても室内温度変化がどの程度改善されたのかが解らなかった。
この方法によれば、外皮の熱性能基準を外皮平均熱貫流（Ｗ／Ｋ）から、室内温度変化（Ｋ／ｈ）に改める事ができ、身近な気象データで建物の室内温度変化を推定した推定値で熱性能を評価する事が可能である。
【００４０】
≪他の物質の解を求める≫
ここでは、住宅で一般的に行われている断熱工法に基づいて熱性能を評価する。
建物の断熱材を構成する種々の物質の熱貫流量（Ｗ／ｍ２Ｋ）、全熱量Ｅ、温度変化（Ｋ／ｈ）を算出しておく。
【００４１】
「硬質ウレタンフォーム」
・断熱部構成
外気側：ウレタンフォームｔ−５０ｍｍ、構造用合板ｔ−９ｍｍ、柱間：空気層ｔ−１００ｍｍ
室内側：石膏ボードｔ−１２．５ｍｍ
・熱貫流量：０．３９９（Ｗ／ｍ２Ｋ）、全熱量Ｅ：２．２７（ｋＪ／Ｋ）、
温度変化：０．６３（Ｋ／ｈ）
【００４２】
「高性能グラスウール（ＧＷ）１６ｋｇ品」
・断熱部構成
外気側：構造用合板ｔ−９ｍｍ、柱間：グラスウール充填ｔ−１００ｍｍ、
室内側：石膏ボ  ードｔ−１２．５ｍｍ
・熱貫流率：０．４０６（Ｗ／ｍ２Ｋ）、全熱量Ｅ：１．６６（ｋＪ／Ｋ）、
温度変化：０．８８（Ｋ／ｈ）
【００４３】
「セルロースファイバー」
・断熱部構成
外気側：構造用合板ｔ−９ｍｍ、柱間：セルロースファイバーｔ９０ｍｍ、
室内側：石膏ボードｔ−１２．５ｍｍ
・熱貫流量：０．３８１（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、全熱量Ｅ：３．５５（ｋＪ／Ｋ）、温度変化：０．３８（Ｋ／ｈ）
【００４４】
「断熱材：おが屑」
・断熱部構成
外気側：構造用合板ｔ−９ｍｍ、柱間：おが屑充填ｔ−９０ｍｍ、
室内側：石膏ボードｔ−１２．５ｍｍ
・熱貫流率：０．５３１（Ｗ／ｍ２Ｋ）、全熱量Ｅ：６．３０（ｋＪ／Ｋ）、
温度変化：０．３０（Ｋ／ｈ）
【００４５】
各物質の温度変化を算出した結果、
温度拡散率（α値）の大きいグラスウール断熱材は、温度変化が早く熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）が多い。逆に、断熱材「おが屑」の熱貫流量がＧＷの１．３倍の量にも関わらず温度変化が遅く、他の物質の１／２〜１／３以下の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）である。
表５「熱貫流量比較」として、各素材の熱貫流量を例示する。
【００４６】
【表５】
0003200001.tif 000018
【００４７】
比較結果より
（1）  熱貫流率Ｕ値が同等であっても、断熱材の熱物性によって熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）に大きな差がある。
（2）  課題は、居住性の目安となる温度変化の速度である。「省エネルギー基準」で算出した熱貫流量はフーリエの「定常熱伝導方程式：式（１）の解」であり、室内外の温度が時間変化、日変化、季節変化する環境下では、建物で定常熱伝導を再現する事は不可能である。
（3）  つまり、居住性の良い建物とは、定常熱伝導の解では無く、熱消費量が少なく、室内温度変化の小さい建物の事である。
（4）  上記より、「熱伝導率が小さければ、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）は少ない。」とは限らない事が、逆に、「熱伝導率が大きければ、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）が多くなる。」とも限らない事が分かる。
（5）  建物の「最良の断熱材」は、熱収支バランスの良い熱交換効率β：０．５程度の（表３「各種材料の熱物性一覧表」で示す。）熱物性値を有す物質である。
【００４８】
次に本考案の構成要素になる「省エネ設計方法」である推定値算出方法およびそのプログラムを説明する。
省エネ設計方法は、
１、住宅・建築物等の建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の値とした計算方法＝式（７）およびプログラム。
【００４９】
【数７】
0003200001.tif 000019
【００５０】
２、前記１で使用する物質の温度変化を算出する際に、建物の熱貫流量を熱的境界を形成する物質の全熱量Ｅで除して得た値を物質の温度変化とした事を特徴とする計算方法＝式（７）およびプログラム。
【００５１】
【数６】
0003200001.tif 000020
【００５２】
３、前記２で使用する全熱量Ｅを算出する際に、体積熱容量（ρｃ）を補正する補正係数を温度拡散率（α値）に１０６を掛けて得た値を「熱交換効率」（β値）とした事を特徴とする計算方法＝式（３）およびプログラム。
【００５３】
【数３】
0003200001.tif 000021
【００５４】
４、上記３で、全熱量Ｅを算出する際に、熱的境界を形成する複数の蓄熱部位が存在する時、温度拡散率の大きい物質が温度拡散率の小さい物質の熱量を奪うとして、式（３）に温度拡散率の大きい物質の熱交換効率［β値］を掛けて、蓄熱部位の補正後全熱量Ｅとした事を特徴とする計算方法およびプログラム。
上記１〜４の計算方法およびプログラムに基づいて、指標である現実の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）に近似の推定値を算出する。
【００５５】
図５は、本省エネ設計システム２０は、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出するコンピュータソフトウエアシステムであり、キーボード、ポインティングデバイス等の入力部１１、ディスプレー等の出力部１２に接続されている。
図５に示すように、省エネ設計システム２０は、制御部２１、入力データ記憶部２４、設定データ記憶部２５、熱物性データ記憶部２３、全熱量Ｅ算出データ記憶部２６、温度変化算出データ記憶部２７、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出データ記憶部２８、外皮平均熱貫流率ＵＡ算出データ記憶部２９を備えている。
【００５６】
制御部２１は、後述する処理（入力取得段階、熱物性特定段階、全熱量Ｅ算出段階、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出段階、外皮平均熱貫流率ＵＡ算出段階、出力段階を含む処理）を行う。
そして、このための省エネ設計プログラムを実行する事により、制御部２１は、入力条件取得手段２１０、熱物性特定手段２１１、全熱量Ｅ算出手段２１２、温度変化算出手順２１３、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出手順２１４、外皮平均熱貫流量算出手順２１５、出力表示手段２１６として機能する。
本システムは、年間エネルギー消費量算出の手段としても機能する。
【００５７】
入力条件取得段階２１０は、公知によって算出された熱損失計算書の中の熱的境界に使用する部位別（床・壁・天井・屋根等）材料の名称と材厚、更に開口部を含む外皮延べ面積および外皮熱貫流量もしくは外皮平均熱貫流量を取得する。
【００５８】
熱物性特定段階２１１は、取得した入力条件と熱物性データ記憶部２３に記憶されたデータを用いて計算に用いる特定する処理を行う。記憶部２３には、各種材料の熱物性と熱交換率が記憶されている。
【００５９】
全熱量Ｅ算出手段２１２には、予め式（４）、式（５）が記憶されおり、熱物性特定手段２１１で特定した熱物性で全熱量Ｅを算出する処理を行う。
【００６０】
【数４】
0003200001.tif 000022
【００６１】
【数５】
0003200001.tif 000023
【００６２】
温度変化算出段階２１３には、予め式（６）が記憶されており、２１２で算出した全熱量Ｅで、物質の温度変化を算出する処理を行う。
【００６３】
【数６】
0003200001.tif 000024
【００６４】
熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出段階２１４には、予め式（７）が記憶されており、２１３で算出した温度変化で、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を算出する。
建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて、当該建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）（Ｗ／Ｋ）の近似した推定値を算出する。
その推定値に基づき断熱材を建物の各所に配置することで、建築前の省エネ指標と一致した熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を実現した建物としたものである。
【００６５】
【数７】
0003200001.tif 000025
【００６６】
外皮平均熱貫流率ＵＡ算出段階２１５には、予め式（８）が記憶されており、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出手順２１４で算出した熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を、入力条件取得段階２１０で取得した外皮延べ面積で除して外皮平均熱貫流率ＵＡを算出する。
【００６７】
【数８】
0003200001.tif 000026
【００６８】
出力表示手段２１６は、出力手段として機能し、設定データ記憶部２４、全熱量Ｅ算出データ記憶部２５、温度変化算出データ記憶部２６、熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）算出データ記憶部２７、外皮平均熱貫流率ＵＡ算出データ記憶部２８、各々から数値を取得し出力部１２に表示する。
【００６９】
本考案は、前記計算式や前記に一例として示すプログラムのように、建物の断熱材を構成する物質の温度変化を算出する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）を、熱的境界を形成する物質の全熱量Ｅで除して得た値を物質の温度変化とし、全熱量Ｅを算出する際に、熱的境界を形成する複数の蓄熱部位が存在する時、温度拡散率の大きい物質が温度拡散率の小さい物質の熱量を奪うとして、全熱量Ｅを算出する際に、体積熱容量（ρｃ値）を補正する補正係数を温度拡散率（α値）に１０６を掛けて得た値を「熱交換効率」（β値）とし、温度拡散率の大きい物質の熱交換効率［β値］を掛けて、蓄熱部位の補正後全熱量Ｅとして、建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の値とする熱損失計算式によって得た熱損失推定値に基づいて、その推定値に適合する断熱材を配置して建築した建物であるので、省エネ性能を確度あるものとすることができる。
このように本考案では、上記プログラムで得た近似の推定値を設計段階で得て、それを指標として示すことができるので、その指標を「省エネ」の各種施策に主張して、利用することができる。
又、「省エネ住宅」として示した指標への信頼に答えることができる。
表６「省エネシュミレーション」は、住宅の性能から全体の熱貫流率Ｕ値（０．５４Ｗ／ｍ２・Ｋ）を提示し、電気料金でよりわかりやすく説明することができる。
【００７０】
【表６】
0003200001.tif 000027
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本考案は、一般建物の例を示したが、公共の施設建物などでも、リフォームなどでも実施できる。
【符号の説明】
【００７２】
１    建物
２    外  壁：杉下見板  厚２１ｍｍ
３    通気層：厚１８ｍｍ
４    外壁側：透湿防水シート
５    断熱材：おが屑  厚１２０ｍｍ
６    室内側：透湿防水シート
７    室内仕上：石膏ボード  厚１２．５ｍｍ
【図１】
0003200001.tif 000028
【図２】
0003200001.tif 000029
【図３】
0003200001.tif 000030
【図４】
0003200001.tif 000031
【図５】
0003200001.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月26日(2015.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【数１】
0003200001.tif 000033
（熱貫流率Ｕ（Ｗ／ｍ２・Ｋ）は、「ワット  パー  平方メートル  ケルビン」，λは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ：「ワット  パー  メートル  ケルビン」），Ｔは温度，∂は微分，ｄは空間座標、Ａは熱の伝わる面積ｍ２）である。
∂Ｔ／∂dは、単位長さ当たりの温度差つまり温度勾配である。
この式（１）は、熱量は熱伝導率λと温度勾配の積で表すことができることを示している。
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月21日(2015.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
屋根、壁、床、で構成された建物のうちの側壁および天井の断熱材において、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に、建物の前記断熱材を構成する物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の推定値として、その推定値に基づきその推定値に適合する前記側壁および天井の断熱材を配置して建築した建物。  
【請求項２】
屋根、壁、床、で構成された建物のうちの側壁および天井の断熱材において、建物の断熱材を構成する物質の温度変化を算出する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）を、熱的境界を形成する物質の全熱量Ｅで除して得た値を物質の温度変化とし、全熱量Ｅを算出する際に、熱的境界を形成する複数の蓄熱部位が存在する時、温度拡散率の大きい物質が温度拡散率の小さい物質の熱量を奪うとして、全熱量Ｅを算出する際に、体積熱容量（ρｃ値）を補正する補正係数を温度拡散率（α値）に１０６を掛けて得た値を「熱交換効率」（β値）とし、温度拡散率の大きい物質の熱交換効率［β値］を掛けて、蓄熱部位の補正後全熱量Ｅとして、建物の熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）を推定する際に、建物の熱貫流量U（Ｗ／Ｋ）に物質の温度変化（Ｋ／ｈ）を掛けて得た値を熱損失量Q（Ｗ／Ｋ）の推定値として、その推定値に基づきその推定値に適合する前記側壁および天井の断熱材を配置して建築した建物。