(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定するためのシステムであって、
前記面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有する板状部材と、
前記板状部材の裏面側に設けられ、前記板状部材を介して前記面部材に熱を伝えるための発熱部材と、
前記板状部材の表面および裏面にそれぞれ設けられた第１および第２の温度センサと、
前記板状部材の熱貫流率を予め記憶するための記憶手段と、
前記第１および第２の温度センサからの検知信号に基づいて、前記発熱部材により前記面部材に熱が伝えられた状態における、前記板状部材の表面温度および裏面温度を計測する計測処理手段と、
前記計測処理手段により計測された前記板状部材の表面温度および裏面温度と、前記面部材の屋外側の面の温度を示す屋外温度と、予め記憶された前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定する推定手段とを備える、熱貫流率推定システム。
【請求項２】
前記発熱部材の屋内側に設けられ、熱の逆流を防止するための断熱部材をさらに備える、請求項１に記載の熱貫流率推定システム。
【請求項３】
前記面部材の屋外側に設けられた第３の温度センサをさらに備え、
前記計測処理手段は、前記第３の温度センサからの検知信号に基づいて、前記発熱部材により前記面部材に熱が伝えられた状態における、前記面部材の屋外温度をさらに計測する、請求項１または２に記載の熱貫流率推定システム。
【請求項４】
前記推定手段は、前記板状部材の表面温度および裏面温度の温度差と、前記板状部材の熱貫流率とを乗算して得られる前記板状部材を通過する熱流の推定値を、前記板状部材の表面温度と前記面部材の屋外温度との温度差で除算することにより、前記面部材の熱貫流率を推定する、請求項１〜３のいずれかに記載の熱貫流率推定システム。
【請求項５】
前記板状部材に隣接して設けられ、前記面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有する板状の周辺部材と、
前記周辺部材の表面に設けられた第１の周辺温度センサと、
前記周辺部材の裏面に設けられた第２の周辺温度センサとをさらに備え、
前記計測処理手段は、前記第１および第２の周辺温度センサからの検知信号に基づいて、前記発熱部材により前記面部材に熱が伝えられた状態における、前記周辺部材の表面温度および裏面温度をさらに計測し、
前記推定手段は、
計測された前記周辺部材の表面温度および裏面温度と、前記周辺部材の熱貫流率と、前記板状部材の面積とに基づいて、前記板状部材の周辺部における屋内空間側への放熱量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された放熱量を用いて、前記面部材の熱貫流率を補正する補正手段とを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の熱貫流率推定システム。
【請求項６】
前記推定手段による推定結果を前記記憶手段に記憶する結果処理手段をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の熱貫流率推定システム。
【請求項７】
建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定する推定装置に電気的に接続される試験装置であって、
前記面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有し、その熱貫流率が既知である板状部材と、
前記板状部材の裏面側に設けられ、前記板状部材を介して前記面部材に熱を伝えるための発熱部材と、
前記板状部材の表面および裏面にそれぞれ設けられ、前記板状部材の表面温度および裏面温度を検知するための第１および第２の温度センサとを備える、熱貫流率試験装置。
【請求項８】
建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定する方法であって、
前記面部材の屋内側の面に板状部材の表面が当接した状態で、前記板状部材の裏面側に設けられた発熱部材を加熱するステップと、
前記板状部材の表面および裏面にそれぞれ設けられた第１および第２の温度センサからの検知信号に基づいて、前記発熱部材により前記面部材に熱が伝えられた状態における、前記板状部材の表面温度および裏面温度を計測するステップと、
計測された前記板状部材の表面温度および裏面温度と、前記面部材の屋外側の面の温度を示す屋外温度と、予め記憶された前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定するステップとを含む、熱貫流率推定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の熱貫流率推定方法に含まれる各ステップを、コンピュータに実行させる、熱貫流率推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱貫流率推定システム、熱貫流率推定方法およびプログラム、ならびに、熱貫流率試験装置に関し、特に、建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材ごとに、その断熱性能を表わす指標の一つである熱貫流率を推定するシステム、方法、およびプログラム、ならびに、熱貫流率の推定に用いられる試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の断熱性能は、建物の熱損失係数を推定することにより評価することができる。熱損失係数は、建物から逃げる熱量（Ｗ／Ｋ）を延床面積（ｍ２）で除算した値（Ｑ値）として表される。建物から逃げる熱量は、屋外空間（床下空間や小屋裏空間も含む）に面する部位（外壁、１階床など）から逃げる熱量の総計として求められる。また、各部位から逃げる熱量は、その部位の面積と熱貫流率とに基づいて算出される。
【０００３】
建物の熱損失係数を求めるために、たとえば特開２０１３−２２１７７２号公報（特許文献１）では、建物の各部屋の温度および建物外部の温度を継続して測定し、建物全体の平均温度および外部に接する部屋の平均温度を求め、これら２つの平均温度が一定の関係となる熱移動モデルに従って熱損失係数を推定する方法が提案されている。
【０００４】
また、建物の外壁等の熱貫流率を求めるために、特開２０１４−０７４９５３号公報（特許文献２）では、たとえば外壁の熱貫流率を、外壁種別に応じた熱伝導率と、外壁厚と、外壁の断熱材の熱伝導率と、外壁断熱材厚とを、外壁熱貫流率算出式に代入して算出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２１７７２号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７４９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、建物の熱損失係数を推定するには、多くの時間と機材（温度計）が必要となる。また、内外温度差の大きな時期でなければ、推定誤差が大きくなる可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２では、対象部位（たとえば外壁）の熱伝導率が予め記憶されていることが前提となっているため、対象部位の熱伝導率が未知である場合には、熱貫流率を算出することができない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単に、断熱性能を表わす指標の一つである熱貫流率を推定することのできる熱貫流率推定システム、熱貫流率推定方法およびプログラム、ならびに、熱貫流率試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従う熱貫流率推定システムは、建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定するためのシステムであって、発熱部材と、第１および第２の温度センサと、記憶手段と、計測処理手段と、推定手段とを備える。板状部材は、面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有している。発熱部材は、板状部材の裏面側に設けられ、板状部材を介して面部材に熱を伝える。第１の温度センサは、板状部材の表面に設けられ、第２の温度センサは、板状部材の裏面に設けられている。記憶手段は、板状部材の熱貫流率を予め記憶している。計測処理手段は、第１および第２の温度センサからの検知信号に基づいて、発熱部材により面部材に熱が伝えられた状態における、板状部材の表面温度および裏面温度を計測する。推定手段は、計測処理手段により計測された板状部材の表面温度および裏面温度と、面部材の屋外側の面の温度を示す屋外温度と、予め記憶された板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定する。
【００１０】
好ましくは、熱貫流率推定システムは、発熱部材の屋内側に設けられ、熱の逆流を防止するための断熱部材をさらに備える。
【００１１】
熱貫流率推定システムは、面部材の屋外側に設けられた第３の温度センサをさらに備え、計測処理手段は、第３の温度センサからの検知信号に基づいて、発熱部材により面部材に熱が伝えられた状態における、面部材の屋外温度をさらに計測することが望ましい。
【００１２】
好ましくは、推定手段は、板状部材の表面温度および裏面温度の温度差と、板状部材の熱貫流率とを乗算して得られる板状部材を通過する熱流の推定値を、板状部材の表面温度と面部材の屋外温度との温度差で除算することにより、面部材の熱貫流率を推定する。
【００１３】
熱貫流率推定システムは、板状部材に隣接して設けられ、面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有する板状の周辺部材と、周辺部材の表面に設けられた第１の周辺温度センサと、周辺部材の裏面に設けられた第２の周辺温度センサとをさらに備えていてもよい。この場合、計測処理手段は、第１および第２の周辺温度センサからの検知信号に基づいて、発熱部材により面部材に熱が伝えられた状態における、周辺部材の表面温度および裏面温度をさらに計測する。また、推定手段は、計測された周辺部材の表面温度および裏面温度と、周辺部材の熱貫流率と、周辺部材の面積とに基づいて、板状部材の周辺部における屋内空間への放熱量を算出する算出手段と、算出手段により算出された放熱量を用いて、面部材の熱貫流率を補正する補正手段とを含むことが望ましい。
【００１４】
好ましくは、熱貫流率推定システムは、推定手段による推定結果を記憶手段に記憶する結果処理手段をさらに備える。
【００１５】
この発明の他の局面に従う熱貫流率試験装置は、建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定する推定装置に電気的に接続される試験装置であって、板状部材と、発熱部材と、第１および第２の温度センサとを備える。板状部材は、面部材の屋内側の面に当接される表面と、その反対側に位置する裏面とを有し、その熱貫流率が既知である。発熱部材は、板状部材の裏面側に設けられ、板状部材を介して面部材に熱を伝える。第１および第２の温度センサは、板状部材の表面および裏面にそれぞれ設けられ、板状部材の表面温度および裏面温度を検知する。
【００１６】
この発明のさらに他の局面に従う熱貫流率推定方法は、建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の熱貫流率を推定する方法であって、面部材の屋内側の面に板状部材の表面が当接した状態で、板状部材の裏面側に設けられた発熱部材を加熱するステップと、板状部材の表面および裏面にそれぞれ設けられた第１および第２の温度センサからの検知信号に基づいて、発熱部材により面部材に熱が伝えられた状態における、板状部材の表面温度および裏面温度を計測するステップと、計測された板状部材の表面温度および裏面温度と、面部材の屋外側の面の温度を示す屋外温度と、予め記憶された板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定するステップとを含む。
【００１７】
この発明のさらに他の局面に従う熱貫流率推定プログラムは、上記記載の熱貫流率推定方法に含まれる各ステップを、コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、断熱性能を表わす指標の一つである熱貫流率を、簡単に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱貫流率推定システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱貫流率試験装置本体の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱貫流率推定システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、面部材の熱貫流率の推定原理を概念的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る熱貫流率試験装置本体の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る熱貫流率試験装置本体を屋内空間側から見た平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２において、面部材の熱貫流率の推定原理を概念的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る熱貫流率試験装置を用いた場合に、推定誤差が生じ得る面部材の構成例を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る熱貫流率試験装置を用いた場合に、推定誤差が生じ得る面部材の他の構成例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
本実施の形態では、建物を構成し、屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材ごとに、その断熱性能を表わす指標の一つである熱貫流率を推定するシステムについて説明する。面部材は、外壁、１階の床、および最上階の天井などを含み、屋外空間は、床下空間および小屋裏空間を含む。なお、面部材は、単層の部材に限定されず、複数層で構成された部材であってもよい。
【００２２】
＜実施の形態１＞
（概略構成について）
はじめに、本実施の形態に係る熱貫流率推定システムの概略構成について説明する。図１を参照して、熱貫流率推定システム１は、推定対象の面部材（以下「対象物」ともいう）８０に取り付けられる熱貫流率試験装置（以下「試験装置」と略す）１０と、試験装置１０と電気的に接続され、熱貫流率を推定するための処理を行う推定装置１３とを備えている。
【００２３】
試験装置１０は、推定対象の面部材（以下「対象物」という）８０の屋内面（屋内側の面）に配置される装置本体１１と、対象物８０の屋外面（屋外側の面）に配置される外付けの温度センサ１２とを有している。図２に示されるように、装置本体１１は、基準板２１と、ヒータ２２と、断熱部材２３と、２つの温度センサ２４，２５とを含む。なお、図２では、ヒータ２２および温度センサ２４，２５の配線の図示は省略されている。
【００２４】
基準板２１は、装置本体１１の一方面を形成する板状部材であり、対象物８０の屋内面に当接状態で配置（密着）される。つまり、基準板２１は、対象物８０の屋内面に当接する表面２１ａと、その反対側に位置する裏面２１ｂとを有している。基準板２１の熱貫流率Ｕ１は既知である。
【００２５】
基準板２１は、たとえば、スタイロフォームなど樹脂系の断熱材により形成されている。なお、基準板２１は、対象物８０に熱を伝えることができ、かつ、熱抵抗が高すぎない材質であればよい。また、断熱性能が経年変化しないことが望ましい。あるいは、経年変化した場合に交換可能なものであることが望ましい。また、基準板２１の表面は、円滑であり、対象物８０の屋内面との密着度が確保できるものであることが望ましい。また、その形状は、たとえば矩形形状である。
【００２６】
ヒータ２２は、基準板２１の裏面側に設けられる発熱部材である。ヒータ２２がＯＮ状態（発熱状態）とされた場合に、基準板２１を介して対象物８０に熱が伝えられる。ヒータ２２は、面状の発熱体により構成され、基準板２１の屋内面と略同じ面積であることが望ましい。ヒータ２２のＯＮ／ＯＦＦは、推定装置１３によって制御される。
【００２７】
断熱部材２３は、ヒータ２２の屋内側に設けられ、基準板２１とヒータ２２と断熱部材２３とが、層状に形成されている。断熱部材２３の厚みは、基準板２１の厚みよりも大きい。断熱部材２３の熱抵抗は、基準板２１の熱抵抗よりも十分に高く、ヒータ２２の熱が屋内空間側へ逆流するのを防止する。その結果、ヒータ２２の熱の大部分を対象物８０側に伝えられることができる。
【００２８】
温度センサ２４は、基準板２１の裏面２１ｂに設けられ、基準板２１の裏面２１ｂの温度を検知する。温度センサ２５は、基準板２１の表面２１ａに設けられ、基準板２１の表面２１ａの温度を検知する。ここで、基準板２１の表面２１ａは、対象物８０の屋内面に当接状態で配置されるため、温度センサ２５により検知される温度は、対象物８０の屋内面の温度と等しい。
【００２９】
温度センサ１２は、対象物８０の屋外面であって、装置本体１１の温度センサ２４，２５と同じライン上に配置されることが望ましい。つまり、対象物８０が外壁の場合は、温度センサ１２の位置と、温度センサ２４，２５の位置とが略同じ高さであることが望ましい。
【００３０】
温度センサ２４，２５、および、温度センサ１２による検知信号は、推定装置１３に入力され、推定装置１３において、対象物８０の熱貫流率が推定される。
【００３１】
図３に示されるように、推定装置１３は、各種演算処理および各部の制御を行う制御部３１と、各種データおよびプログラムを記憶する記憶部３２と、ユーザからの指示を受け付ける操作部３３と、各種情報を表示する表示部３４と、ネットワーク通信を行うための通信部３５とを含む。推定装置１３は、また、温度センサ２４，２５，１２からの信号を入力して、制御部３１に出力する入力部（図示せず）と、制御部３１からのＯＮ／ＯＦＦ信号をヒータ２２に出力する出力部（図示せず）とを含む。制御部３１は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置により実現される。記憶部３２は、たとえば不揮発性の記憶装置により実現される。
【００３２】
なお、試験装置１０と推定装置１３とは分離可能であってよく、その場合、推定装置１３は、ヒータ２２および温度センサ２４，２５，１２それぞれの配線の端子が接続されるコネクタ（図示せず）を含んでいればよい。
【００３３】
（機能構成について）
次に、熱貫流率推定システム１の機能構成について説明する。
【００３４】
図３に示されるように、推定装置１３は、その機能構成として、計測処理部４１と、推定部４２と、結果処理部４３とを含んでいる。これらの機能は、試験装置１０が対象物８０に取り付けられた状態において、制御部３１により実現される。記憶部３２には、基準板２１の熱貫流率Ｕ１が予め記憶されている。
【００３５】
計測処理部４１は、ヒータ２２にＯＮ信号を送信し、対象物８０を屋内空間側から加熱する。なお、ヒータ２２による発熱温度は予め定められていてもよいし、屋外空間の温度に応じて定められてもよい。
【００３６】
また、計測処理部４１は、温度センサ２４，２５，１２からの検知信号に基づいて、ヒータ２２により対象物８０に熱が伝えられた状態における、３点の温度を計測する。すなわち、図４を参照して、基準板２１の裏面温度Ｔｈ、基準板２１の表面温度（対象物８０の屋内面の温度）Ｔｉ、および、対象物８０の屋外面の温度Ｔｏを計測する。
【００３７】
推定部４２は、ヒータ２２による加熱後の３点の温度勾配から、対象物８０の熱貫流率を推定する。すなわち、計測処理部４１により計測された３点の温度Ｔｈ、Ｔｉ、Ｔｏと、記憶部３２に記憶された基準板２１の熱貫流率Ｕ１とに基づいて、対象物８０の熱貫流率を推定する。推定部４２による対象物８０の熱貫流率の推定原理について、以下に説明する。
【００３８】
基準板２１の熱貫流率は既知であるため、その値Ｕ１と、基準板２１の表裏温度（Ｔｈ、Ｔｉ）とから、基準板２１を通過する熱流Ｗ１（単位：Ｗ／ｍ２）を推定することができる。すなわち、次の数式１により、基準板２１を通過する熱流Ｗ１を推定することができる。
【００３９】
Ｗ１＝Ｕ１×（Ｔｈ−Ｔｉ）        ・・・数式１
一方、対象物８０を通過する熱流Ｗ０は、未知の熱貫流率Ｕ０と、対象物８０の表裏温度（Ｔｉ、Ｔｏ）とから、次の数式２が成り立つ。
【００４０】
Ｗ０＝Ｕ０×（Ｔｉ−Ｔｏ）        ・・・数式２
ここで、対象物８０を通る熱流Ｗ０と、基準板２１を通る熱流Ｗ１とは、一元で考えると同じであるため、以下の数式３が成り立つ。
【００４１】
Ｕ１×（Ｔｈ−Ｔｉ）＝Ｕ０×（Ｔｉ−Ｔｏ）      ・・・数式３
よって、求めたい対象物８０の熱貫流率Ｕ０は、次の数式４により求められる。
【００４２】
Ｕ０＝Ｕ１×（Ｔｈ−Ｔｉ）／（Ｔｉ−Ｔｏ）      ・・・数式４
すなわち、推定部４２は、基準板２１の表裏温度Ｔｈ，Ｔｉの温度差と、基準板２１の熱貫流率Ｕ１とを乗算することにより得られる基準板２１の熱流の推定値（Ｗ０）を、対象物８０の表裏温度Ｔｉ，Ｔｏとの温度差で除算することにより、対象物８０の熱貫流率Ｕ０を導出することができる。
【００４３】
上記推定原理に基づいて、本実施の形態では、数式４で表される算出式に、基準板２１の熱貫流率と計測された３点の温度とを代入することで、対象物８０の熱貫流率Ｕ０を推定（算出）する。
【００４４】
結果処理部４３は、推定部４２による推定結果（対象物８０の熱貫流率Ｕ０）を記憶部３２に記憶する処理を行う。この際、対象物８０を識別するための識別情報と、熱貫流率の推定データとを関連付けて、記憶部３２に記憶させることが望ましい。また、結果処理部４３は、推定結果をユーザに報知するために、推定結果を表示部３４に表示する処理を行う。なお、記憶部３２は、基準板２１の熱貫流率Ｕ１の記憶用のメモリと、推定結果の記憶用のメモリとを、個別に含んでいてもよい。
【００４５】
なお、本実施の形態では、上記した計測処理部４１、推定部４２、および結果処理部４３の機能は、制御部３１がソフトウェアを実行することで実現されるものとしたが、これらのうちの少なくとも１つについては、ハードウェアにより実現されてもよい。
【００４６】
（動作について）
次に、熱貫流率推定システム１の動作について説明する。当該システム１の動作は、制御部３１が、記憶部３２に記憶されたプログラムを読み出して熱貫流率測定処理を実行することで実現される。
【００４７】
図５は、本実施の形態における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。なお、図５に示す処理は、操作部３３を介してユーザから測定開始の指示が入力された場合に開始されるものとする。
【００４８】
図５を参照して、はじめに、計測処理部４１は、ヒータ２２を加熱する（ステップＳ２）。その後、たとえば所定時間が経過した場合に、基準板２１の表裏温度（Ｔｈ、Ｔｉ）と、対象物８０の屋外温度（Ｔｏ）とを計測する（ステップＳ４）。すなわち、温度センサ２４，２５，１２からの検知信号に基づいて、それぞれの温度Ｔｈ，Ｔｉ，Ｔｏを計測する。なお、推定装置１３に入力された各温度センサからの検知信号は、デジタル信号に変換されて制御部３１に出力される。
【００４９】
上記３点の温度が計測されると、推定部４２は、記憶部３２から基準板２１の熱貫流率Ｕ１を示す数値データを読み出して（ステップＳ６）、対象物８０の熱貫流率Ｕ０を推定する（ステップＳ８）。具体的には、記憶部３２から上記数式４で示される算出式も読み出し、読み出した算出式に、ステップＳ４で計測した温度（Ｔｈ，Ｔｉ，Ｔｏ）およびステップＳ６で読み出した数値（Ｕ１）を代入することにより、対象物８０の熱貫流率の推定値（Ｕ０）を算出する。なお、数式４の文字Ｕ１に予め基準板２１の熱貫流率が代入された算出式を、記憶部３２に予め記憶させておいてもよい。ステップＳ４とステップＳ６とは、順序が逆であってもよい。
【００５０】
対象物８０の熱貫流率（Ｕ０）が推定されると、ヒータ２２の加熱を停止して、結果処理部４３は、推定結果（Ｕ０）を表示部３４に表示するとともに、記憶部３２に記録する（ステップＳ１０）。このように、対象物８０の熱貫流率を記録することで、対象物８０の面積を入力すれば、対象物８０から逃げる熱量を求めることもできる。また、建物において、断熱性能の評価対象となる全ての面部材について、熱貫流率推定処理が終わると、記憶部３２に記憶された面部材ごとの熱貫流率と、それらの面積とに基づいて、建物全体の熱損失係数を推定することもできる。
【００５１】
上述のように、本実施の形態によれば、試験装置１０によって室内空間側から対象物８０に強制的に熱を与えるため、実際の内外温度差が小さい時期であっても、対象物８０の熱貫流率の推定を行うことができる。また、機材としては、試験装置１０を対象物８０に設置するだけでよいため、システム構成を簡易にすることができる。
【００５２】
また、対象物８０に熱が伝えられた状態において３点の温度を計測するだけでよいため、短時間で対象物８０の熱貫流率を推定することができる。また、熱流計により熱流を計測する場合、真値との誤差が生じやすいが、本実施の形態では、温度を計測するだけでよいため、誤差を少なくすることができる。また、試験装置１０の基準板２１の面積は対象物８０の面積よりも十分に小さく、対象物８０の一部分のみを加熱するため、計測時間を大幅に短縮することができる。
【００５３】
以上より、本実施の形態によれば、対象物８０の熱貫流率を、簡単に推定することができる。その結果、既存の建物の断熱性能を容易に評価できるため、本システム１を利用することで、リフォーム事業を活性化することもできる。
【００５４】
なお、上述したような本実施の形態の熱貫流率推定方法は、対象物８０が理想的な構成の場合に、精度良く熱貫流率を推定できるが、図１０に示す面部材８０Ａのような構成の場合、推定誤差が生じるおそれがある。面部材８０Ａは、外壁であり、断熱材８１と、断熱材８１の屋内側に配置され、熱伝導率の高い仕上げ材８２と、断熱材８１の屋外側に配置された外装材８３とで構成されている。このような面部材８０Ａの仕上げ材８２の屋内面に装置本体１１を設置して、面部材８０Ａに熱を加えた場合、その熱は仕上げ材８２を通して装置本体１１の周辺に伝わり、周辺部から屋内空間（室内）へ放熱されてしまうことで、誤差が生じ得る。あるいは、断熱材８１と仕上げ材８２との間に空気層８４が設けられた面部材８０Ｂであっても同様の原理で、誤差が生じ得る。
【００５５】
このような推定誤差を低減可能にするためのシステム構成および熱貫流率の推定方法について、実施の形態２として以下に説明する。
【００５６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、試験装置１０の基準板２１の周辺部から屋内空間へ逃げた放熱量を推定することで、実質的に対象物を通過した熱流を推定し、対象物の熱貫流率Ｕ０を補正する。
【００５７】
本実施の形態に係る熱貫流率推定システムの基本的な構成および動作は、実施の形態１のシステム１と同様である。そのため、本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分のみ詳細に説明する。なお、ここでは、図１０に示した面部材８０Ａが測定対象の部位であるとして説明する。
【００５８】
図６〜図８に示されるように、本実施の形態では、実施の形態１で示した装置本体１１に代えて、装置本体１１Ａを含んでいる。
【００５９】
装置本体１１Ａは、基準板２１に隣接して設けられた板状の周辺部材（以下「周辺板」という）２６と、周辺板２６の屋外面（表面）および屋内面（裏面）にそれぞれ設けられた温度センサ（以下「周辺温度センサ」という）２７，２８とをさらに有している。周辺板２６の材質および厚みは、基準板２１と同じであり、その熱貫流率も、基準板２１と同じ値Ｕ１である。したがって、基準板２１と周辺板２６とは、一体的に形成されていてもよい。つまり、対象物８０Ａに当接する板状部材の面積を、断熱部材２３の面積よりも大きくしてもよい。
【００６０】
本実施の形態では、基準板２１および周辺板２６の熱貫流率Ｕ１だけでなく、基準板２１の面積（Ｓ１）および周辺板２６の面積（Ｓ２）も、記憶部３２に予め記憶されている。
【００６１】
本実施の形態では、周辺板２６は、基準板２１の四辺を取り囲むように配置されている。温度センサ２７，２８は、たとえば、周辺板２６のうちの少なくとも一部分における表面温度Ｔｂおよび裏面温度Ｔａをそれぞれ検知する。対象物８０Ａが外壁である場合、図７の例では、周辺板２６の上部２６１に温度センサ２７，２８が設けられている。
【００６２】
このような装置本体１１Ａを用いた、対象物８０Ａの熱貫流率推定方法について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図９のフローチャートでは、図５のフローチャートに示した処理と同じ処理について、図５と同じステップ番号を付してある。したがって、それらについての説明は繰り返さない。
【００６３】
本実施の形態における熱貫流率推定処理では、ステップＳ５およびＳ７の処理が追加され、図５のステップＳ６およびＳ８に代えて、ステップＳ６ＡおよびＳ８Ａの処理が実行される。
【００６４】
ステップＳ５では、計測処理部４１は、周辺板２６の表裏温度（ｔａ，ｔｂ）を計測する。すなわち、周辺温度センサ２７，２８からの検知信号に基づいて、周辺板２６の屋外面の温度（表面温度）ｔｂと、屋内面の温度（裏面温度）ｔａとを計測する。なお、ステップＳ４とステップＳ５とは、順序が逆であってもよい。
【００６５】
ステップＳ６Ａでは、基準板２１および周辺板２６の熱貫流率Ｕ１と、基準板２１の面積Ｓ１と、周辺板２６の面積Ｓ２とを読み出す。
【００６６】
ステップＳ７では、推定部４２は、室内（屋内空間）への放熱量Ｗを推定する。具体的には、まず、ステップＳ５で計測された温度ｔａ，ｔｂと、ステップＳ６Ａで読み出した熱貫流率Ｕ１に基づいて、装置本体１１Ａの周辺板２６を通過する熱流Ｗ２を推定する。その後、周辺板２６を室内側へ通過した熱流Ｗ２と、周辺板２６の面積Ｓ２とに基づいて、室内への放熱量Ｗを推定する。熱流Ｗ２は、次の数式５により求められ、室内への放熱量Ｗは、次の数式６により求められる。なお、室内への放熱量Ｗは、次の数式７により一度に算出されてもよい。
【００６７】
Ｗ２＝Ｕ１×（Ｔｂ−Ｔａ）        ・・・数式５
Ｗ＝Ｗ２×Ｓ２                    ・・・数式６
Ｗ＝Ｕ１×（Ｔｂ−Ｔａ）×Ｓ２      ・・・数式７
ステップＳ８Ａでは、ステップＳ７で推定された室内への放熱量（Ｗ）に基づいて、数式４の算出式を用いて計算される対象物８０Ａの熱貫流率を補正する。より具体的には、基準板２１の周辺部の放熱量（Ｗ）から、実際に基準板２１と対象物８０とを通過した熱流を推定することによって、対象物８０Ａの熱貫流率の推定値を導く。
【００６８】
すなわち、周辺部の放熱量Ｗと、ステップＳ４で計測された３点の温度ｔｈ，ｔｉ，ｔｏと、ステップＳ５で計測された温度ｔｂと、基準板２１および周辺板２６それぞれの面積Ｓ１，Ｓ２と、基準板２１の熱貫流率Ｕ１とを、次の数式８で示される算出式に代入することで求められる。
【００６９】
Ｕ０＝｛Ｕ１×Ｓ１×（ｔｈ−ｔｉ）−Ｗ｝／｛Ｓ１×（ｔｉ−ｔｏ）＋Ｓ２×（ｔｂ−ｔｏ）｝          ・・・数式８
上述のように、本実施の形態によれば、基準板２１の周辺部からの室内側への放熱量を推定することで、対象物８０Ａの熱貫流率の推定誤差を軽減することができる。
【００７０】
本実施の形態の推定方法は、図１１に示したような、空気層８４を有する対象物８０Ｂにも適用可能である。この場合、熱は空気層８４内を上昇するため、装置本体１１Ａを、建物の天井９０付近に設けることが望ましい。または、空気層８４内に、熱の逃げを防止するスペーサ部材８５などが設けられてもよい。
【００７１】
なお、本実施の形態では、図７に示されるように、周辺温度センサ２７，２８は、周辺板２６の一部（たとえば上部）２６１にのみ設けられることとしたが、周辺板２６の下部２６２や側部２６３，２６４にも設けられてもよい。この場合、周辺板２６の表面温度と裏面温度とは、複数の周辺温度センサの実測値の統計値（たとえば平均値）として計算されてもよい。
【００７２】
または、周辺板２６は、基準板２１の４辺を取り囲むように設けられることとしたが、少なくとも基準板２１の一辺（周囲の一部）に隣接して設けられていればよい。
【００７３】
上記各実施の形態では、試験装置１０の外付けの温度センサ１２は、対象物の屋外面に配置されることとした。しかしながら、ヒータ２２の加熱による対象物の屋外面の温度の上昇率は僅かであるため、加熱後の対象物の屋外面の温度ｔｏを、外気温で代替してもよいし、外気温に空気の熱伝達率を掛けて温度ｔｏを推定してもよい。つまり、温度センサ１２は、面部材の屋外面の温度ではなく、屋外側の温度を検知すればよい。このような場合、温度センサ１２の設置位置は、特に限定されない。または、温度センサ１２自体を設けず、操作部３３または通信部３５を介して、外気温度が入力されてもよい。
【００７４】
あるいは、温度センサ１２は、推定装置１３と有線接続されることとしたが、温度センサ１２を有する温度計と推定装置１３とが無線接続されてもよい。
【００７５】
また、各実施の形態では、対象物が外壁の場合を例に説明したが、対象物が１階床の場合、温度センサ１２は、床下空間の温度を検知して、床の裏面の温度を推定してもよい。
【００７６】
また、各実施の形態では、試験装置１０の装置本体１１（１１Ａ）と推定装置１３とが別体であることとしたが、推定装置１３は、装置本体１１に組み込まれてもよい。すなわち、熱貫流率推定システムは、試験装置１０の機能と推定装置１３の機能とを兼ね備えた単体の熱貫流率推定装置として提供されてもよい。
【００７７】
また、上記した熱貫流率推定方法をプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの光学媒体やメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない（non-transitory）記録媒体にて記録させて提供することができる。この場合、推定装置１３は、記録媒体（図示せず）からプログラムやデータを読み出し／書き込み可能な駆動装置（図示せず）をさらに備えているものとする。また、通信部３５によるネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１  熱貫流率推定システム、１０  試験装置、１１，１１Ａ  装置本体、１２，２４，２５，２７，２８  温度センサ、１３  推定装置、２１  基準板、２２  ヒータ、２３  断熱部材、２６  周辺板、３１  制御部、３２  記憶部、３３  操作部、３４  表示部、３５  通信部、４１  計測処理部、４２  推定部、４３  結果処理部、８０，８０Ａ，８０Ｂ  面部材（対象物）、８１断熱材、８２  仕上げ材、８３  外装材、８４  空気層、８５  スペーサ部材、９０  天井。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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