(57)【要約】【課題】計測員の拘束を必要とせずに、簡易な機器構成で換気量の推定を行う。【解決手段】屋内Ａ、屋外Ｂとにそれぞれ絶対湿度計１０、２０を設置する。絶対湿度計１０、２０は、計測員を必要とせず、携帯可能な簡易の湿度計に構成されている。併せて、絶対湿度計１０、２０には、取得したデータを記憶させる記憶装置３０が接続されている。さらに記憶装置３０には、記憶されたデータに基づき、予め設定された式から換気量を演算する演算装置４０が接続されている。かかる構成により、絶対湿度の過去のデータに基づき換気量の推定を行う。【選択図】図１
2007263465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気量の推定方法であって、
空気中の水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘを指標として前記換気量を推定することを特徴とする換気量の推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の換気量の推定方法において、
水蒸気量を指標とする場合には、測定対象の空間の内外の湿度を指標とすることを特徴とする換気量の推定方法。
【請求項３】
請求項２記載の換気量の推定方法において、
前記測定対象の空間の内外の湿度を指標とするには、絶対湿度を指標とすることを特徴とする換気量の推定方法。
【請求項４】
請求項１記載の換気量の推定方法において、
測定対象の空間と、前記測定対象の空間の周囲にある測定対象外の空間との両空間に、水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘの濃度の計測可能な携帯用測定装置を設け、
前記携帯用測定装置で取得されるデータに基づき前記測定対象の空間の換気量の演算を行うことを特徴とする換気量の推定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の換気量の推定方法において、
前記演算は、前記水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘの過去の一定時間内の前記測定対象の空間と前記測定対象外の空間とにおけるそれぞれの濃度変化のデータに基づき行われることを特徴とする換気量の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は換気技術に関し、特に簡単な構成で換気量を推定して適切な換気を行うのに適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、換気量の測定には、トレーサーガスを用いた方法が採用されている。測定対象の空間に、既知濃度のトレーサーガスが混合された空気を換気により導入し、トレーサーガスの濃度上昇を測定することで換気量を把握するのである。かかる方法を、ステップアップ法と呼んでいる。
【０００３】
また、測定対象の空間内でトレーサーガスを既知濃度に制御しておき、換気により空気を導入して、トレーサーガスの濃度の減衰を測定することでも換気量の推定が行える。かかる手法は、ステップダウン法と呼ばれている。
【０００４】
かかる従来の手法に用いられるトレーサーガスは、測定しやすいこと、導入する空気中で変化等を起こしてその濃度が変動しないこと等が求められる。そのため人工合成物質の六フッ化硫黄（ＳＦ６）や、入手の容易な二酸化炭素等が使用されている。
【０００５】
かかる濃度の変化は、指数関数的であることが知られているので、算術的に換気量を求めて必要な換気回数を知ることができる。かかる手法に関しては、非特許文献１に述べられている。
【非特許文献１】石原正雄著、「建築換気設計」、朝倉書店、昭和４４年、ｐ．２６０−２６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の手法では、以下のような問題点があることに本発明者は気がついた。
【０００７】
すなわち、ステップアップ法、あるいはステップダウン法では、いずれも大型の測定機器を必要とし、場合によっては常駐の計測員をも確保する必要がある。
【０００８】
例えば、ステップアップ法では、トレーサーガスのオートフィーダーと濃度計測装置、および測定対象の空気の攪拌のための大量のファン（扇風機）等を必要とし、機器構成が大規模になる。
【０００９】
また、ステップダウン法では、例えば、最初に一定量のトレーサーガスを噴霧した後に一定時間毎に室内空気をサンプリングしなければならないが、かかるサンプリングには、通常は、高価なオートサンプラーを使用して、人を介さずにサンプリングが行えるようにしている。しかし、装置構成が高額になる。
【００１０】
そこで、それ程の精度が要求されないときは、オートサンプラーを用いずに、計測員が一定時間毎に検知管を使用して、トレーサーガスの濃度を測定する方法を採用することとなる。その際、当然に、計測員は測定対象の部屋等の空間と外部との行き来はできないこととなり、その試験が終了するまで測定対象の空間への常駐が強いられる。
【００１１】
さらに、この際、トレーサーガスに二酸化炭素を用いた場合は、計測員の呼気等による二酸化炭素の影響が現れ、不確定要因が大きく測定精度は格段に低下することとなる。
【００１２】
また、ステップアップ法、ステップダウン法共に、トレーサーガスとしては温暖化係数の高いガスが使用されている。二酸化炭素をトレーサーガスとして用いる場合には、計測員の発生させる二酸化炭素量により測定精度が落ちるため、精度の点では極めて温暖化係数が高いＳＦ６をトレーサーガスとして用いることが推奨されている。
【００１３】
このように従来の手法では、大がかりな機器構成のセッティングや、計測員等の拘束、トレーサーガスの温暖化係数等が問題となる。特に、計測員等の拘束に関しては、トレーサーガス噴霧後は計測終了まで部屋等の測定空間への出入りは一切禁止となるため、実際に稼働している居室空間の換気量を測定するときは、最大でも１日以内で結果を出す必要に迫られるのが実情である。それ以上の拘束時間では、居室内の人員の出入り等を禁止するため、活動上に問題が発生するのである。
【００１４】
しかし、測定データの取得という点では、かかる短時間での取得データからでは、例えば、外部風速が換気量に及ぼす影響、あるいは室内外の温度差が換気量に及ぼす影響、あるいは執務者の活動が換気量に及ぼす影響等といった、ある程度の継続測定を前提とする知見は得られないこととなる。
【００１５】
本発明の目的は、計測員の拘束を必要とせずに、簡易な機器構成で換気量の測定を行うことにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
本発明は換気量の推定方法であって、空気中の水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘを指標として前記換気量を推定することを特徴とする。かかる構成において、前記水蒸気量を指標とする場合には、測定対象の空間の内外の湿度を指標とすることを特徴とする。前記測定対象の空間の内外の湿度を指標とするには、絶対湿度を指標とすることを特徴とする。
【００１９】
前記構成の換気量の推定方法において、測定対象の空間と、前記測定対象の空間の周囲の測定対象外の空間との両空間に、水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘの濃度の計測可能な携帯用測定装置を設置し、前記携帯用測定装置で取得されるデータに基づき前記測定対象の空間の換気量の演算を行うことを特徴とする。かかる構成において、前記演算は、前記水蒸気量、あるいはＮＯｘ、あるいはＳＯｘの過去の一定時間内の前記測定対象の空間と、前記測定対象外の空間とにおけるそれぞれの濃度変化のデータに基づき行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２１】
本発明では、測定対象の空間の内外での絶対湿度で水蒸気量を知り、その知見に基づき所要の式で換気量を推定することができ、従来のような計測員の拘束、温暖化係数の高いトレーサーガス等を使用せずに済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明は、簡単に手に入る簡易な計測装置を用い、簡易なシステム構成で、容易に測定対象の空間の換気量を推定する技術である。
【００２４】
例えば、特定の屋内Ａの換気量を推定するには、本発明では、例えば図１に示すように、屋内Ａと屋外Ｂとに、絶対湿度計１０、２０を設置する。屋内Ａ、屋外Ｂにそれぞれ設置した絶対湿度計１０、２０でデータを取得し、取得データを記憶装置３０に記憶させ、その記憶させたデータに基づき演算装置４０で換気量の演算を行い、換気量を推定する。
【００２５】
演算に際しては、以下のようにして導出された式に、所要のデータを代入することで容易に換気量を求めることができる。
【００２６】
式の算出には種々の方法があるが、本発明者は、例えば次のような導出方法を採用した。すなわち、一般的な換気理論を表す微分方程式に、屋外濃度が変化する効果を導入すると、以下のような関係式が導かれる。
【００２７】
【数１】
2007263465.tif 000003
かかる式をＮに関して解く際には、ニュートンラプソン法等の複雑な計算が必要になるため、ｅ-ＮのＮが小さい値（0.5以下）であることを考慮してマクローリン展開し、１階微分の項まで採用して、
【数２】
2007263465.tif 000004
という単純な式に変形する。
【００２８】
かかる式を上述の関係式に代入し、Ｎについて解くと、以下のような単純化された換気量推定式が導かれる。
【００２９】
【数３】
2007263465.tif 000005
因に、本発明で言う「換気量」とは、「単位時間当たりに室の容積の何倍の空気を入れ替えたかを示す値（回/時間）」（空気調和・衛生用語辞典、空気調和衛生工学会編より）と定義することができる。
【００３０】
かかる構成に使用する絶対湿度計１０、２０には、例えば、市販のThermo Recorder TR-72U（ティアンドディ社製）等の携帯可能な簡易測定装置を使用することができる。絶対湿度計１０、２０には、取得したデータを記憶する記憶装置３０が接続されている。勿論、絶対湿度計１０、２０に、当初から一体にメモリーが組み込まれ、取得したデータの記憶ができるものを使用しても構わない。
【００３１】
かかる記憶装置３０には、コンピュータ等の演算装置４０が接続され、記憶装置３０に記憶させたデータから、予め設定されている式に、所定のプラグラムで所要の数値を代入することで換気量を推定することができるようになっている。
【００３２】
図２には、屋内Ａに設けた絶対湿度計１０と、屋外Ｂに設けた絶対湿度計２０とで測定された絶対湿度をそれぞれ示した。かかる絶対湿度は、記憶装置３０に記憶されているものとする。かかる絶対湿度は、それぞれ一時間毎に測定した値であり、通し番号ｎで、データの帰属が分かるようになっている。
【００３３】
例えば、通し番号ｎ＝８では、測定時刻１５：００でのデータが入っており、絶対湿度計２０で測定した屋外Ｂでの湿度は１７．８００／ｋｇであり、絶対湿度計１０で測定した屋内Ａでの湿度は１２．９４１ｇ／ｋｇであるものと分かる。
【００３４】
かかる記憶装置３０に記憶された屋内Ａ、屋外Ｂでの絶対湿度を、演算装置４０ではそれぞれを読み込み、演算装置４０内のプログラムにより以下の式（１）に所定のデータを代入して換気量の推定を行う。
【００３５】
【数３】
2007263465.tif 000006
ここで式（１）は、前述のようにして導出されたものである。分子のＡｉ、ｎ−Ａｉ、ｎ−１が意味するものは、ｎ−１時点からｎ時点にかけての室内絶対湿度の上昇分である。分母のＡ０、ｎ−１−Ａｉ、ｎ−１が意味するものは、ｎ−１時点での内外絶対湿度差である。従って、式（１）により、換気量が時間当り何回か（times/h）が求められることとなる。
【００３６】
すなわち、推定式は、例えば式（１）に示される形式となるが、基本的には、測定対象の空間と、その周囲にある測定対象外の空間とにおける「ある時刻」と、「ある時刻より前の時刻」との間の水蒸気量の測定結果とから、平均換気量を推定するもので、式（１）以外の形式の演算式を用いても構わない。種々考えられる演算式の内でも、式（１）は最も簡単な演算式と言える。
【００３７】
濃度の測定精度が悪い場合や、あるいは外気の濃度の動きが悪い場合には、複数組のデータを取得して移動平均を利用したり、あるいは測定値自体を補正校正して使用する等適宜の対応を行えばよい。
【００３８】
このように本発明では、計測員を必要としない簡易な携帯可能な絶対湿度計１０、２０を用いた測定だけで済むため、場合によっては、屋内に複数設置して、その湿度状況から、屋内における面的分布を知ることもできる。特に、淀みがちな箇所等の把握が確実に行え、屋内全体としての換気量の把握が行える。
【００３９】
また、水蒸気をトレーサーガスとして用いているため、地球規模的には、地球温暖化ガスを使用することなく換気量の推定が行える。
【００４０】
さらには、屋内等における人の出入りを特段拘束する必要がないので、屋内を通常通り使用している状態で、執務者に特段の迷惑をかけることなく、長時間、長期間のデータ取得が可能である。そのため、例えば、屋外の風速（Ｖｍ／秒）、室内外温度差（ΔＴ）等と風量（Ｎ）との関係を、Ｎ＝ａΔＶ＋ｂΔＴ等として求めることもできる。さらには、屋外風向、執務時間と休日との換気量の違い、完全密閉時における隙間風による換気量への影響等、種々の面における計算も可能となる。
【００４１】
また、上記設定では、絶対湿度計１０、２０により水蒸気量を把握したが、湿度をその他の室内管理において把握している場合には、過去のそのデータを利用して、演算することだけで換気量の推定を行っても構わない。
【００４２】
因に、上記説明で用いた絶対湿度計には、温湿度計として市販されている図３に示すような構成のものを使用することができる。温湿度センサーが着脱自在に設けられる本体には、液晶表示パネルが設けられ、湿度が％で、温度が℃でそれぞれ表示されるようになっている。かかる表示された湿度等のデータは、記憶装置としてのメモリーに記憶され、適宜ＣＰＵを介して換気量の演算を行う演算装置等へ、ＵＳＢケーブルを介して送ることができるようになっている。電源には、例えば、単３電池を使用することができるようになっている。
【００４３】
本実施の形態では、測定に際して人が一人で手に持てる携帯可能な測定装置を使用した場合について説明したが、上記式を用いて換気量の推定を行うに際しての測定データの取得には従来の大規模構成の測定装置でもできることは言うまでもない。
【００４４】
（実施の形態２）
前記実施の形態では、指標として水蒸気、すなわち絶対湿度を使用して、簡易に換気量を求める場合を例示したが、その他にも、例えば、ＮＯｘや、ＳＯｘ等を用いても換気量の測定が行える。
【００４５】
ＮＯｘの簡易測定装置は既に市販されており、例えば、微少流量サンプル測定用  窒素酸化物測定装置  NOA-7000（島津製作所製）等の携帯可能な簡易計測装置が知られている。かかる構成の簡易なＮＯｘ測定装置を使用して、前記実施の形態１で述べた方法と同様にして行えば、測定対象の空間の換気量の推定が、簡易な計測機器の構成で、且つ計測員を拘束せずに容易に行える。
【００４６】
かかるＮＯｘを用いる換気量の推定方法は、例えば、交差点の空気に含まれるＮＯｘ濃度に着目したものである。ＮＯｘ濃度は、交通量によって随時変化しており、常に変動する外界成分として取り扱うことができる。そこで、交差点付近の建物等の換気量の推定には、極めて有効な指標となり、より実情に適した換気量の推定が行える。同様に、ＳＯｘ等を用いても換気量の推定が行える。
【００４７】
例えば、図４に示すように、交差点近傍の建物Ｃ、Ｄの各階の室内には、ＮＯｘの濃度の測定ができる携帯用の簡易ＮＯｘ測定装置５０、６０が設けられている。また、建物外の交差点の空間Ｅにも、携帯用の簡易なＮＯｘ測定装置７０が設けられ、自動車８０等の交通量に応じたＮＯｘ濃度の測定ができるようになっている。
【００４８】
また、建物Ｃ、Ｄから離れた箇所に集中監視室Ｆが設けられ、かかる集中監視室Ｆ内に、記憶装置３０、演算装置４０とが設けられている。各ＮＯｘ計測装置５０、６０、７０で計測されたＮＯｘ濃度は、集中監視室Ｆの記憶装置３０に無線で送られて記憶される。
【００４９】
各ＮＯｘ計測装置５０、６０、７０で測定したデータは、計測時間毎に通し番号がつけられ、図２に示したと同様に、屋外でのＮＯｘ濃度と、各建物Ｃ、Ｄでの各階でのＮＯｘ濃度とが記憶される。かかるデータに基づき、演算装置４０では、例えば、前記式（１）と同様の式により換気量を推定する。かかる換気量の推定結果は、各建物の管理者宛に通知される。
【００５０】
上記説明では、ＮＯｘを例に挙げて説明したが、図５に示すようにＳＯｘについても同様である。例えば、工業地帯、火力発電所等を有する地域等では、排煙に混ざっているＳＯｘ濃度を指標として換気量の推定が行える。工場の建物Ｇ、Ｈ内にＳＯｘ濃度の計測が行える簡易に行える携帯用のＳＯｘ測定装置９０が設けられている。工場の屋外Ｉには、同様に携帯用のＳＯｘ測定装置１００が設けられている。
【００５１】
かかるＳＯｘ測定装置９０、１００で測定されたＳＯｘ濃度は、工場Ｇ、Ｈから離れた箇所に設置された集中監視室Ｆの記憶装置３０に無線等で送られて記憶される。測定データは、計測時間毎に通し番号がつけられ、図２に示したと同様に、屋外でのＳＯｘ濃度と、各工場Ｇ、ＨでのＳＯｘ濃度とが記憶される。
【００５２】
かかるデータに基づき、演算装置４０では、例えば、前記式（１）と同様の式により換気量を推定する。かかる換気量の推定結果は、各工場の管理者宛に通知される。
【００５３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、所定空間の換気量の推定に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の換気量の推定方法に使用する装置構成の全体構成を模式的に示す説明図である。
【図２】換気量の推定方法で使用する絶対湿度のデータ構成の一例を示す説明図である。
【図３】市販の絶対湿度の測定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【図４】ＮＯｘを指標として換気量の推定を行う場合の機器構成を示す説明図である。
【図５】ＳＯｘを指標として換気量の推定を行う場合の機器構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      絶対湿度計
２０      絶対湿度計
３０      記憶装置
４０      演算装置
５０      ＮＯｘ測定装置
６０      ＮＯｘ測定装置
７０      ＮＯｘ測定装置
８０      自動車
９０      ＳＯｘ測定装置
１００    ＳＯｘ測定装置
Ａ        屋内
Ｂ        屋外
Ｃ        建物
Ｄ        建物
Ｅ        屋外
Ｆ        監視室
Ｇ        工場
Ｈ        工場
Ｉ        屋外
【図１】
2007263465.tif 000007
【図２】
2007263465.tif 000008
【図３】
2007263465.tif 000009
【図４】
2007263465.tif 000010
【図５】
2007263465.tif 000011