JP2010242487A - 断熱性能測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】現状の建物の断熱性能を容易に測定することが可能な断熱性能測定システムを提供する。
【解決手段】住宅１０の内部に設置されて温度を計測する内部状態計測手段１と、外部の温度を計測する外部状態計測手段２と、これらの計測手段で計測された実測データを時刻歴とともに記録するデータ蓄積手段５と、蓄積された実測データから住宅の断熱性能を解析する断熱性能解析手段６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、戸建て住宅や集合住宅などの建物の断熱性能を測定する断熱性能測定システムに関するものである。

従来、オフィスビルや工場などの建物の内部を区画単位で管理するに際して、各区画の電気、ガス、水などのエネルギー消費量を測定し、その測定結果を画面に表示するなどして、その区画の利用者にエネルギー消費の節減を促す管理システムが知られている（特許文献１など参照）。

また、この特許文献１では、各区画のエネルギー消費量の最適値を算出するために、外気温などの気象データ、室内の温度や湿度や在室人数などの室内状態の測定値、建物や区画の熱効率などの建造物データ等を利用している。さらに、消費されたエネルギーをＣＯ_２排出量及び廃棄物排出量に換算し、目標達成率を算出して各区画の端末に配信している。

また、特許文献２には、ビルなどの建物を管理するに際して、電気、ガス等のエネルギー消費量の計測値を蓄積しておき、不具合が生じたときに現況と比較することで、設備機器の不具合の特定をおこなうことが開示されている。

特開２００７−１３３４６９号公報 特許第３０２５８１８号公報

しかしながら、従来の特許文献１に開示された管理システムは、エネルギー消費量の節減を目標に、各区画の利用者や管理者にわかりやすく実績を示すものであって、エネルギー消費量に与える影響の大きい建物の断熱性能を測定できるものではない。

また、特許文献２に開示されたシステムは、設備機器のエネルギー消費量の実測データを蓄積しているが、設備機器の異状の発見に利用しているに過ぎない。

そこで、本発明は、現状の建物の断熱性能を容易に測定することが可能な断熱性能測定システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の断熱性能測定システムは、建物の内部に設置されて温度を計測する内部状態計測手段と、前記建物の外部の温度を取得する外部状態取得手段と、前記内部状態計測手段及び前記外部状態取得手段で検出された実測データを時刻の特定が可能な状態で記録するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積された実測データから前記建物の断熱性能を解析する断熱性能解析手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の別の断熱性能測定システムは、建物の内部に設置されて温度を計測する内部状態計測手段と、前記建物の外部の温度を取得する外部状態取得手段と、前記建物の内部で発生する熱量を計測する内部熱量計測手段と、前記内部状態計測手段、前記外部状態取得手段及び前記内部熱量計測手段で検出された実測データを記録するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積された実測データから前記建物の断熱性能を解析する断熱性能解析手段とを備えたことを特徴とする。ここで、前記内部熱量計測手段は、前記建物の内部に設置された発熱装置のエネルギー消費量を計測するエネルギー消費量計測手段であってもよい。

さらに、前記内部状態計測手段は、前記建物の内部の複数個所に設置されるのが好ましい。

また、前記内部状態計測手段は、温度を計測する温度計測器と、その計測値を送信する通信部とを有し、前記データ蓄積手段には、前記内部状態計測手段の通信部から送信された計測値が記録される構成とすることもできる。さらに、前記外部状態取得手段も、前記建物の外部の温度を計測する温度計測器と、その計測値を送信する通信部とを有する構成とすることができる。

また、前記データ蓄積手段には、断熱性能が既知の建物については実測データと断熱性能とが関連付けられて記録されており、前記断熱性能解析手段では、複数の前記断熱性能と関連付けられた実測データに基づいて断熱性能毎の代表温度推移パターンを算出し、断熱性能の測定をおこなう建物の実測データと前記代表温度推移パターンとの比較をおこなうことで断熱性能を算出する構成であってもよい。特に、前記代表温度推移パターンを算出する際に使用する建物の内部の実測データ及び断熱性能の測定をおこなう建物の内部の実測データは、非居室で計測された温度であるのが好ましい。さらに、前記データ蓄積手段には、建物に関する属性情報が実測データに関連付けられて記録されている構成とすることもできる。

そして、本発明の別の断熱性能測定システムは、複数の建物の構造、広さ、間取り、開口の大きさ、開口の位置、住所、方位、断熱仕様及び築年数の少なくとも一つを含む建物情報が断熱性能と関連付けられて蓄積された建物データベースと、断熱性能の測定をおこなう建物の建物情報と前記建物データベースの建物情報との比較をおこなうことで断熱性能を算出する断熱性能推定手段とを備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明の断熱性能測定システムは、建物の内外の温度を計測し、データ蓄積手段に時刻の特定が可能な状態で記録する。そして、その蓄積された実測データから建物の断熱性能を解析する断熱性能解析手段を備えている。

このため、発熱装置によって強制的に内部発熱を起こさせて建物を計測用の特別な状態にしなくても、建物の現状の断熱性能を容易に測定することができ、快適な住環境を創造するために、建物の断熱性能を向上させるべきか、空調装置を交換すべきかなどの判断に利用することができる。

すなわち、断熱性能の低い建物は、エネルギーを無駄に消費する可能性が高く、環境に与える負荷が大きいといえる。一方、建物の断熱性能は、通常、実験環境を特定できる実験棟などでしか測定できない。これに対して使用中の既存の建物の断熱性能を容易に知ることができれば、リフォームによってエネルギー消費量を大幅に削減できるか否かを把握することができる。

また、内部熱量計測手段を備えていれば、建物の使用によって内部発熱がある場合でも、その熱量を考慮して建物の断熱性能を測定することができる。特に、内部発熱が、暖房装置やガスコンロなどの電気やガスを消費する発熱装置から発生しているのであれば、それらのエネルギー消費量を計測することで、建物の内部で発生する熱量に容易に換算することができる。

さらに、建物の内部の複数個所に内部状態計測手段を設置することで、建物の内部の温度の推定精度が向上し、より的確に建物の断熱性能を算出することができる。

また、計測値を送信する通信部を備えた内部状態計測手段であれば、所定の位置に設置するだけでデータ蓄積手段に自動的にデータを蓄積していくことができる。さらに、建物の外部の温度を計測する温度計測器を備えていれば、建物周辺の実際の外気温を取得することができ、断熱性能の解析精度を向上させることができる。

また、断熱性能が既知の建物について実測データと断熱性能とを関連付けてデータ蓄積手段に記録しておくことで、断熱性能毎の代表温度推移パターンを算出することができる。

そして、この代表温度推移パターンと測定対象となる建物の実測データとを比較し、同一又は類似する代表温度推移パターンを抽出することで断熱性能が推定される。

このため、在来工法などで構築された断熱性能の測定が難しい実際の建物についても、容易に断熱性能を推定することができる。

また、代表温度推移パターンを算出する際に、非居室で計測された温度を使用することで、建物の広さ、間取り、地域、方位、空調装置の性能又は住人の数などの違いによる影響を受け難くすることができる。

さらに、建物に関する属性情報を実測データに関連付けてデータ蓄積手段に記録しておくことで、属性情報の類似したサンプルの中から代表温度推移パターンを算出させ、断熱性能の推定精度を向上させることができる。

そして、過去に断熱性能が測定された建物の建物データベースを構築することで、建物情報の類似度から断熱性能を推定することもできる。

本発明の実施の形態の断熱性能測定システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態の断熱性能測定システムが適用される住宅の構成を説明する説明図である。 計測タップの構成を説明する斜視図である。 計測タップの構成を説明するブロック図である。 断熱性能解析手段による断熱性能の解析方法を説明するための実測データがプロットされたグラフである。 実施例１の断熱性能解析手段の処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例２の断熱性能を算出する処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例２の断熱性能を算出する方法を説明するための表である。 実施例３の断熱性能測定システムの構成を説明するブロック図である。 実施例３の断熱性能を算出する処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の断熱性能測定システムの構成を示したブロック図で、図２は、建物としての住宅１０に配置される各手段の構成を説明する説明図である。

この住宅１０の断熱性能測定システムは、住宅１０の内部の複数箇所に設置されて各所の温度などを計測する内部状態計測手段１と、住宅１０の外部の温度などを取得する外部状態取得手段としての外部状態計測手段２と、住宅１０に設置された設備機器のエネルギー消費量を計測するエネルギー消費量計測手段３と、これらの計測手段１，２，３で検出された実測データを時刻歴とともに記録するデータ蓄積手段５と、データ蓄積手段５に蓄積された実測データから住宅１０の断熱性能を解析する断熱性能解析手段６と、その解析結果を出力する出力手段７とを主に備えている。

この内部状態計測手段１は、図２に示すように、住宅１０の内部に配置される温度センサ１１、湿度センサ１２などを備えた、室温、湿度などの内部状態を計測する手段である。

この住宅１０には、一階部１０ａと二階部１０ｂとがあり、各空間にそれぞれ温度計測器としての温度センサ１１と湿度計測器としての湿度センサ１２が取り付けられ、室温・湿度の測定がおこなわれる。なお、一階部１０ａ、二階部１０ｂにおいて複数の部屋がある場合は、部屋毎に温度センサ１１、湿度センサ１２を取り付けることもできる。

また、外部状態計測手段２は、住宅１０の外部の外気温、湿度などを計測するための手段であって、温度計測器としての温度センサ２１、湿度計測器としての湿度センサ２２などによって構成される。ここで、住宅１０の日向側と日陰側では、通常、外気温・湿度が異なっているため、複数の箇所に温度センサ２１、湿度センサ２２を設置するのが好ましい。さらに、風速・風向や日照量などを計測するセンサを設置してもよい。

なお、自ら計測するのではなく、気象庁などから提供される周辺地域の気象データを取得して利用する外部状態取得手段であってもよい。

また、エネルギー消費量計測手段３は、電気、ガスなどのエネルギーの消費量を計測する手段である。例えば、設備機器として電気によって作動する空調装置３１、照明装置３２、ポンプ３３、温熱ヒータなどの発熱装置３７、ヒートポンプ式給湯器（図示省略）などを使用する場合は、電力消費量をエネルギー消費量として測定する。ここで、空調装置３１には、冷房機器、暖房機器、除湿機器、加湿機器などが含まれる。

また、これらの電気設備機器は、電力会社などから供給される商用電源系統からの電力によって主に作動することになるが、太陽光発電パネル１０ｄ，・・・を屋根部１０ｃに設置して自家発電をおこなっている場合は、その電力を利用することもできる。さらに、燃料電池、内燃型の小型発電装置、スターリングエンジンなどの電力を利用することもできる。

このような電力消費量の計測をおこなう電力測定器３０Ａは、分電盤３４に接続されており、測定された電力消費量はデジタル値の実測データとして出力されてデータ蓄積手段５に送られる。また、電力測定器３０Ａは、空調装置３１、照明装置３２、ポンプ３３などの各機器の電力消費量をそれぞれ個別に測定可能な構成にしておく。

この電気設備機器の電力消費量を個別に測定する手段の一つとして、図３に示すような内部状態計測手段１を備えた計測タップ８１を使用する。

この計測タップ８１は、住宅１０内のすべての電力負荷となる装置に取り付けることもできるが、空調設備や冷蔵庫など電力消費量の大きな装置など、特定の電力負荷装置にだけ取り付けることもできる。

この計測タップ８１は、図３に示すように、住宅１０の壁などに設けられた電源コンセントに差し込む差込部としてのプラグ８１１と、受入口としてのコンセント８１２と、そのコンセント８１２に接続される電気設備機器の電力消費量を計測する電力消費量計測器８１３と、その電力消費量計測器８１３による計測値を送信する通信部８１４とから主に構成される。

このコンセント８１２は、電源コンセントから供給された電力を電気設備機器に供給するために形成される。この図３では、１口のコンセント８１２が形成されているだけであるが、複数のコンセント８１２が設けられたテーブルタップ型の計測タップにすることもできる。

また、本実施の形態の計測タップ８１には、住宅１０の内部状態を計測するセンサとしての温度センサ及び湿度センサを温湿度センサ８１５として取り付ける。この温湿度センサ８１５は、計測タップ８１が取り付けられた部屋（詳細には計測タップ８１の設置位置）の温度及び湿度を計測するセンサである。

さらに、計測タップ８１には、住宅１０の内部状態を計測するセンサとしての人感センサ８１６を取り付ける。この人感センサ８１６は、住宅１０の内部、すなわち計測タップ８１を取り付けた部屋の人の有無を検知させるセンサである。この人感センサ８１６は、赤外線センサ又は熱感知センサなどによって人の有無を検知し、人がいることを検知したときに信号を生成する。

また、図４は、この計測タップ８１の構成を説明するブロック図である。この計測タップ８１の内部では、プラグ８１１とコンセント８１２とが結線されて交流（ＡＣ）が通電される。さらに、プラグ８１１とコンセント８１２との間にはリレー部８１８が設けられ、制御部８１７による制御によってオン・オフの通電制御がおこなえる構成となっている。

そして、計測タップ８１の内部には、コンセント８１２によって消費される電力消費量を計測する電力消費量計測器８１３が設けられている。この電力消費量計測器８１３は、プラグ８１１とコンセント８１２間に流れる電流を計測する電流センサと、プラグ８１１とコンセント８１２間の電圧を計測する電圧センサとから構成される。

さらに、電流センサ及び電圧センサによって計測されたアナログ値は、制御部８１７によってデジタル値に変換される。この制御部８１７には、リレー部８１８、通信部８１４、温湿度センサ８１５、人感センサ８１６、モニタＬＥＤ８１９などが接続されている。

この通信部８１４は、集計管理装置５０と無線によってデータの送受信をおこなうための構成である。このデータの送受信は、一定間隔、送信すべきデータの蓄積量又は送受信が必要なデータが生成されたときなどのタイミングで行なわれる。

この通信部８１４によって送信されるデータは、計測された電流値や電圧値、又はそれらから算出される電力量などのデジタル値に変換されたデータである。他方、通信部８１４で受信するデータは、リレー部８１８の通電制御をおこなうために集計管理装置５０から送信される制御信号などの制御部８１７を制御する各種信号である。なお、通信部８１４は、有線で接続される構成でもよい。

また、モニタＬＥＤ８１９は、電力消費量計測器８１３で計測された電力消費量の大きさに応じた表示をおこなう機能である。例えば、電力消費量が少ないときには緑色にＬＥＤ（発光ダイオード）を発光させ、電力消費量の大きさを制御部８１７で段階的に判定し、電力消費量が大きくなるに従って、黄色、橙色、赤色とモニタＬＥＤ８１９で表示する色を変化させる。

なお、このモニタＬＥＤ８１９に表示させる色の制御は、通信部８１４によって一旦、集計管理装置５０に計測値を送信し、集計管理装置５０で判定された結果を通信部８１４で受け取って、その受信データに基づいた色に発光させるという構成であってもよい。

また、住宅１０において、ガスによって作動する給湯設備としてのガス給湯器３５、ガスコンロ（図示省略）、ガスストーブなどを設備機器として使用する場合は、ガス消費量をエネルギー消費量として測定する。

このガス消費量を測定するガス測定器３０Ｂは、ガスメータ３６に接続され、計測値はデジタル変換されて実測データとして集計管理装置５０に送られる。さらに、ガス給湯器３５に接続された給湯量測定器３５０では、温水として供給された給湯量が測定され、デジタル値として出力された実測データが集計管理装置５０に送られる。

さらに、流し台４１で使用される水、ガス給湯器３５に供給される水、バスやトイレ（図示省略）などに使用される水は、水消費量として測定する。

この水消費量を測定する水道測定器４０は、水道メータ４２に接続され、計測値はデジタル変換されて実測データとして集計管理装置５０に送られる。

この集計管理装置５０は、内部状態計測手段１、外部状態計測手段２及びエネルギー消費量計測手段３によって検出された実測データを受信する通信部と、これらの受信された実測データを記録するデータ蓄積手段５と、データ蓄積手段５に蓄積された実測データから住宅１０の断熱性能を解析する断熱性能解析手段６とを備えている。

そして、集計管理装置５０では、内部状態計測手段１、外部状態計測手段２及びエネルギー消費量計測手段３から実測データを受信した際に、その実測データを受信した日時を時刻歴として付加する。また、このような内部状態計測手段１、外部状態計測手段２及びエネルギー消費量計測手段３と集計管理装置５０との通信は、無線でおこなわれていても、有線でおこなわれていてもいずれであってもよい。

さらに、このように集計管理装置５０によって受信された実測データは、内部のデータ蓄積手段５に記録される。このデータ蓄積手段５には、ハードディスク、光ディスク、ＲＡＭ(Random Access Memory)などの記憶装置が使用できる。

また、集計管理装置５０には、断熱性能解析手段６が設けられている。なお、データ蓄積手段５と断熱性能解析手段６とは、通信網５１を通じて集計管理装置５０に接続されるメインサーバ６０に設けることもできる。この場合は、一時的に集計管理装置５０の記憶手段に実測データを記憶させ、定期的又は送信指令信号が入力されたときに、通信網５１を通じてメインサーバ６０に送信させる。

続いて、住宅１０の内部で発熱がない又はほとんどない状態のときの断熱性能解析手段６の解析方法について説明する。

まず、住宅１０の内部で発生する熱量がない又はほとんどない時期を選定する必要がある。ここで、断熱性能の測定に影響を与える要因として、暖房や冷房などの空調装置３１の稼働、人の発熱、窓やドアの開閉、照明装置３２やテレビや冷蔵庫などの電気設備機器の稼働、発熱装置３７の稼働などが挙げられる。

そこで、これらの影響の少ない時期を選んで、断熱性能を測定するのが望ましい。例えば、季節でいえば暖房を使う冬や冷房を使う夏は避け、春や秋の空調装置３１を使う必要のない時期を選んで測定をおこなう。また、人の活動による発熱量が少なく、窓やドアが開閉されることがないうえに、照明装置３２やテレビなどのスイッチがオフになる就寝時に測定をおこなうのも好ましい。

このような断熱性能を測定する時期は、任意に設定することができる。例えば、春か秋の住人が不在のときの深夜に室温と外気温の測定をおこない、その実測データに基づいて断熱性能を解析することができる。

また、断熱性能解析手段６に測定時期を判断させることができる。例えば、エネルギー消費量計測手段３の計測値が小さな値であれば、電気設備機器がほとんど稼働しておらず、そこからの発熱がほとんどないと判断できる。

さらに、稼働時の発熱量が大きくなる電気設備機器に計測タップ８１を接続しておくことで、その電力消費量計測器８１３の計測値が０に近いときは発熱がほとんどない状態であるという判断をさせることもできる。

さらに、人感センサ８１６の検出結果から、人の移動が検出されれば、人が起きていて発熱量が大きい状態であるという判断をさせることもできる。例えば、複数の部屋に計測タップ８１，・・・を設置しておき、人感センサ８１６が短時間の間に検出を繰り返すときは、人が起きていると判断させる。また、寝室以外の部屋の人感センサ８１６，・・・が、夜間に一定時間以上、人の存在を検知しなければ就寝中と判断させる。

そして、このようにして選定された断熱性能の測定に適した時間帯に、内部状態計測手段１及び外部状態計測手段２によって温度の計測をおこなう。なお、このような温度の計測は、随時、おこなわせておき、時刻の特定が可能な状態でデータ蓄積手段５に蓄積された実測データの中から、断熱性能の測定に適した時間帯の実測データを抽出して解析に使用すればよい。

また、計測タップ８１，・・・を住宅１０の各部屋に取り付けた場合は、複数の室温が測定されることになる。この複数の室温のデータは、平均して住宅１０全体の室温として解析に利用することができる。この場合は、計測タップ８１，・・・の取り付けられた位置（１階又は２階、床面からの高さなど）によって重み付けを変えて平均室温を算出することができる。これに対して、それぞれの計測値を使って、計測タップ８１，・・・が設置された部屋毎の断熱性能を解析させることもできる。

ここで、図５は、３戸の住宅１０，・・・において、内部発熱がほとんどない深夜１時〜早朝５時の時間帯の温度を測定した実測データを、時刻と温度との関係で示したグラフである。

まず、図５（ａ）に示した１軒目の住宅１０では、深夜１時の室温が１５℃と計測され、早朝５時の室温が１０℃と計測された。また、このときの外気温は、深夜１時が１０℃、早朝５時が５℃と計測された。

また、図５（ｂ）に示した２軒目の住宅１０では、深夜１時の室温が１５℃と計測され、早朝５時の室温が９℃と計測された。また、このときの外気温は、深夜１時が１０℃、早朝５時が５℃と計測された。

さらに、図５（ｃ）に示した３軒目の住宅１０では、深夜１時の室温が１５℃と計測され、早朝５時の室温が６℃と計測された。また、このときの外気温は、深夜１時が１０℃、早朝５時が５℃と計測された。

このような３戸の住宅１０，・・・の断熱性能は、比較をすれば、いずれの住宅１０，・・・も外気温と深夜１時の室温が等しいため、早朝５時の室温と外気温との温度差が大きい順に断熱性能が高いといえる。

これに対して、比較対象のない１軒の住宅１０の断熱性能を測定する場合には、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅなどのランクで断熱性能を評価することができる。

例えば、温度の測定開始時（深夜１時）の室温と外気温との温度差をＸとし、測定終了時（早朝５時）の室温と外気温との温度差をＹとすると、Ｙが1.3Ｘ以上であれば評価ＡＡ、1.1Ｘ〜1.3Ｘであれば評価Ａ、0.9Ｘ〜1.1Ｘであれば評価Ｂ、0.5Ｘ〜0.9Ｘであれば評価Ｃ、0.2Ｘ〜0.5Ｘであれば評価Ｄ、0.2Ｘ未満であれば評価Ｅ、というような評価を与える解析を断熱性能解析手段６でおこなうことができる。

例えば、図５（ａ）の住宅１０は、Ｘ＝5℃、Ｙ＝5℃のため評価Ｂとなり、図５（ｂ）の住宅１０は、Ｘ＝5℃、Ｙ＝4℃のため評価Ｃとなり、図５（ｃ）の住宅１０は、Ｘ＝5℃、Ｙ＝1℃のため評価Ｄとなる。

なお、断熱性能の評価をおこなうに際しては、住宅１０の構造によって熱容量が異なるため、構造に基づく補正をおこなうことができる。

また、このように断熱性能解析手段６で解析された住宅１０の断熱性能の評価及びその基準となる実測データは、プリンタ、ディスプレイ、記憶装置などの出力手段７に出力される。

次に、本実施の形態の断熱性能測定システムの作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の断熱性能測定システムは、住宅１０の内外の温度を計測し、時刻歴とともにデータ蓄積手段５に記録する。そして、その蓄積された実測データから住宅１０の断熱性能を解析する断熱性能解析手段６を備えている。

このため、住宅１０の現状の断熱性能を容易に把握することができ、快適な住環境を創造するために、住宅１０の断熱性能を向上させるべきか、空調装置３１を交換すべきかなどの判断に利用することができる。

すなわち、既存の住宅１０の断熱性能を測定することは難しく、通常、実験棟として建てられた建物の内部に、発熱量が既知の発熱装置３７を設置し、その発熱装置３７によって強制的に内部発熱を起こさせることで測定をおこなっている。

これに対して本実施の形態の断熱性能測定システムであれば、住宅１０で普通に生活をしながら断熱性能を測定することができるので、個々の住宅１０の現状の断熱性能を容易に把握することができる。

また、断熱性能の低い住宅１０の空調をおこなうには、出力の大きな大型の空調装置３１が必要となるが、そのような大型の空調装置３１は、初期の購入費用が高くなるだけでなく、ランニングコストも高くなる。また、電気やガスなどのエネルギー消費量が多く、環境に与える負荷も大きくなる。

これに対して現状の住宅１０の断熱性能のレベルを知ることで、少しのリフォームによって断熱性能を格段に向上させることができるほど断熱性能が低い住宅１０なのか、断熱性能は充分なレベルの住宅１０なのかを把握することができる。

そして、リフォームによってエネルギー消費量を大幅に削減できる住宅１０であれば、空調装置３１を大型化するよりもリフォームによって住宅１０の断熱性能を向上させることを選択することができる。

また、断熱性能の測定結果に基づいて判断すれば、まだ充分に使用可能な空調装置３１や断熱部材を交換又は改修してしまうような無駄がなく、快適な住環境を創造するための的確な判断をおこなうことができる。

さらに、住宅１０の内部の複数個所に内部状態計測手段１を設置し、住宅１０の内部の温度を複数個所の計測結果から算定することができる。さらに、複数の部屋に内部状態計測手段１を設置することで、住宅１０の部屋毎の断熱性能を算出することもできる。

また、計測値を送信する通信部８１４を備えた計測タップ８１であれば、住宅１０の電源コンセントにプラグ８１１差し込んで設置するだけで、データ蓄積手段５に自動的に計測値のデータが蓄積されていき、断熱性能の解析に利用することができる。

さらに、住宅１０の外部の温度を計測する温度センサ２１を備えていれば、住宅１０周辺の実際の外気温を取得することができ、断熱性能の解析精度を向上させることができる。

すなわち、住宅１０の周辺が密集地域か散在地域か、又は高い建物が近くにあるかなどによって、その影響を受けるため、気象庁などから取得できる地域の気象データと実際の住宅１０の外部の外気温とは異なる場合がある。このような場合は、外部状態計測手段２の温度センサ２１で外気温を測定して利用する方が高い精度で断熱性能を算出することができる。

次に、前記実施の形態とは別の形態の断熱性能測定システムについて、図６を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例１では、住宅１０の内部で発生する熱量（内部発熱）がある状態で、住宅１０の断熱性能を測定する場合について説明する。

ここで、実施例１では、エネルギー消費量計測手段３の一部が、住宅１０の内部で発生する熱量を計測する内部熱量計測手段となる。すなわち、住宅１０の内部に設置された温熱ヒータなどの発熱装置３７（図２参照）の電力消費量を計測することで、その電力消費量から発熱装置３７の発熱量を換算することができる。

そこで、実施例１では、電力消費量から発熱量への換算が可能な温熱ヒータなどの発熱装置３７を計測タップ８１に繋ぐ。また、住宅１０内のその他の発熱する機器はスイッチを切っておく。さらに、熱量の発生源となる人も、住宅１０内から退去させるか、就寝中に測定をおこなう。このため、測定は、内部発熱がほとんどない時間帯におこなうのが好ましい。

続いて、実施例１の断熱性能解析手段６の処理の一例を、図６のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、内部発熱がほとんどない状態のときに発熱装置３７を稼動させ（ステップＳ１１）、室温が一定温度に到達するのを待つ（ステップＳ１２）。この室温が一定になったか否かは、計測タップ８１の温湿度センサ８１５の計測値から判断することができる。

そこで、ステップＳ１３では、温湿度センサ８１５により住宅１０の内部の温度（室温）を測定する。一方、住宅１０の外部には、外部状態計測手段２が設置されているため、その温度センサ２１によって外気温を測定する。

また、計測タップ８１は、電力消費量計測器８１３を備えているため、発熱装置３７の電力消費量を測定し、電力消費量から発熱量への換算をおこなう（ステップＳ１４）。

ここで、住宅１０全体の断熱性能を表すパラメータの一つに熱損失係数Ｃ（W/K）がある。この熱損失係数Ｃと、住宅１０の内部で発生する熱量である発熱量Ｑ（W）と、住宅１０の内外の温度差ΔＴ（K）との間には、次の関係が成り立つ。

Ｑ＝Ｃ・ΔＴ （１）
そこで、ステップＳ１５では、計測タップ８１によって計測された室温と外部状態計測手段２によって計測された外気温とから、内外の温度差ΔＴ（K）を算出する。また、発熱量Ｑは、ステップＳ１４で計測タップ８１によって計測された電力消費量から算出されているため、これらの値と上記数式（１）から、ある時点での住宅１０の熱損失係数Ｃを算出することができる。

さらに、ステップＳ１６では、算出された熱損失係数Ｃに基づいて、住宅１０の断熱性能の評価をおこなう。すなわち、算出された熱損失係数Ｃは、測定をおこなう季節や時間帯によっても多少、変化するため、詳細な数値自体の意味を判断するのが難しい。このため、例えば、熱損失係数Ｃの値を予め６段階に分けて、各段階に対応する断熱性能の評価（ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）を決めておき、ステップＳ１５の熱損失係数Ｃの算出結果からどのランクに該当するかを評価する。

また、このように断熱性能解析手段６で解析された住宅１０の断熱性能は、プリンタ、ディスプレイ、記憶装置などの出力手段７に出力される。

このように構成された実施例１の断熱性能測定システムは、熱量を発生させる発熱装置３７の電力消費量を計測し、その計測値から住宅１０の内部の発熱量を算出したうえで、断熱性能解析手段６により住宅１０の断熱性能を測定する。

このため、住宅１０の使用によって内部発熱がある場合でも、その熱量を考慮することができる。特に、内部発熱が、暖房装置やガスコンロなどの電気やガスを消費する発熱装置３７から発生しているのであれば、それらのエネルギー消費量を計測するだけで、住宅１０の内部で発生する熱量に容易に換算することができる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

次に、前記実施の形態又は実施例１とは別の形態の断熱性能測定システムについて、図７，８を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２で説明する住宅１０の断熱性能測定システムは、過去に断熱性能を測定した事例から構築される建物データベースと、断熱性能の測定をおこなう建物の建物情報と建物データベースの建物情報との比較をおこなうことで断熱性能を算出する断熱性能推定手段とを主に備えている。

この建物データベースには、各建物の構造、広さ、間取り、開口の大きさ、開口の位置、住所、方位、断熱仕様及び築年数などの建物情報が、測定された断熱性能に関連付けられて記録されている。

すなわち、建物の構造が木造か鉄筋コンクリート（ＲＣ）造かによって断熱性能が異なり、断熱部材の種類（断熱仕様）によっても断熱性能が異なる。そして、築年数によって劣化が生じるため、断熱性能にも影響を与える。また、間取りや開口の大きさなどの建物情報は、建物の断熱性能に影響を与える要因である。このため、これらの要因が似ているデータほど断熱性能が近似すると予測できる。

そこで、図７のフローチャートを参照しながら、実施例２の断熱性能測定システム及び断熱性能推定手段の処理の流れを説明する。

まず、過去に断熱性能が測定された複数の建物の断熱性能のデータ及び建物情報によって建物データベースを構築する（ステップＳ２１）。同様にして、今回、断熱性能の測定をおこなう住宅１０の建物情報を入力する（ステップＳ２２）。

そして、建物データベースに蓄積された建物情報のデータと、住宅１０の建物情報との比較をおこない（ステップＳ２３）、同一の情報が過去にあるか否かを判断する（ステップＳ２４）。

ここで、過去の計測結果に建物情報が同一となる事例があれば、その断熱性能を基本断熱性能として算出する（ステップＳ２５）。

他方、完全に同一となる情報がない場合には、建物情報の一部であっても同一又は類似している過去の事例を抽出し（ステップＳ２６）、その類似度に基づいて基本断熱性能が影響される割合を算出する。

図８に、基本断熱性能を算出する一例を示した。この図８に示した表の１列目には比較要因の名称が示されており、構造、断熱仕様、築年数、広さ、プラン、方位、周辺環境、設備仕様などの建物データベースに蓄積されたデータと住宅１０の建物情報との比較をおこなう項目が表示されている。

また、表の２列目には、比較要因の比較結果が表示されている。この比較結果から、断熱性能の測定をおこなう住宅１０は、抽出された過去の事例と、構造、断熱仕様、築年数、間取りなどのプラン、設備仕様が同一又はほぼ同一であることがわかる。また、測定をおこなう住宅１０は、広さが１．２倍、方位にも若干のずれがあり、周辺環境は密集地域と散在地域というように異なっている。

さらに、表の３列目の影響係数は、比較要因が断熱性能の算出に与える影響を数値化した影響係数が示されている。すなわち、築年数と設備仕様が算出に最も影響を及ぼす要因であり、続いて、断熱仕様、広さ、プラン、方位の影響が大きく、周辺環境や構造の相違の影響度は低いことがわかる。

また、表の４列目の差異度は、比較結果を数値化したもので、同一又はほぼ同一の結果は「０」の差異度として、広さが１．２倍になったことは「−１」の差異度として、方位が南向きになったことは「１」の差異度として、周辺環境が密集となったことは「２」の差異度として数値化されている。

そして、表の５列目の変動率は、３列目の影響係数と４列目の差異度を掛け合わせた値であり、影響係数が大きな比較要因の差異度が小さければ、変動率も小さくなることがわかる。

すなわち、個々の比較要因ごとに算出された変動率を積算した値が抽出された過去の事例の断熱性能と住宅１０の断熱性能との変動率となる。ここでは、過去の事例に比べて住宅１０の断熱性能が６％上昇することがわかる。

そして、類似する過去の事例の断熱性能と変動率に基づいて、住宅１０の基本断熱性能の算出をおこなう（ステップＳ２７）。

このようにステップＳ２５又はステップＳ２７で算出された基本断熱性能は、出力手段７から出力する（ステップＳ２８）。

このように構成された実施例２の断熱性能測定システムでは、過去の事例が蓄積された建物データベースと、測定をおこなう住宅１０の建物情報との比較をおこなうため、実績に基づいて住宅１０の断熱性能を推定することができる。

また、実施例２で算出された基本断熱性能に基づいて、前記実施の形態又は実施例１で説明した断熱性能の評価を修正することもできる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

次に、前記実施の形態又は実施例１，２とは別の形態の断熱性能測定システムについて、図９，１０を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１，２で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例３では、上記した実施例２と同様に断熱性能が既知となっている建物との比較によって断熱性能を推定する。この実施例３で説明する住宅１０の断熱性能測定システムは、図９及び図２に示すように住宅１０の内部の複数箇所（少なくとも洗面所などの非居室を含む）に設置されて各所の温度などを計測する内部状態計測手段１と、住宅１０の外部の温度などを取得する外部状態取得手段としての外部状態計測手段２と、これらの計測手段１，２で検出された実測データを時刻歴とともに記録するデータ蓄積手段５と、データ蓄積手段５に蓄積された実測データから住宅１０の断熱性能を解析する断熱性能解析手段６Ａと、その解析結果を出力する出力手段７とを主に備えている。

また、データ蓄積手段５は、断熱性能が既知の建物における内外の温度推移を測定した実測データが記録された断熱既知建物データベース５ａを有している。

この断熱既知建物データベース５ａには、断熱性能が既知の複数の建物について、それぞれの建物内部の温度の実測データと、それに対応した期間の建物外部の温度の実測データとが記録されている。例えば、工場で製作される建物ユニットを組み立てて構築されるユニット建物は、断熱性能を表すパラメータである総熱損失量（W/K）、熱損失係数（Ｑ値）（W/m²K）、隙間相当面積（Ｃ値）（cm²/m²）などが測定されており既知となっている。このため、ユニット建物として構築された複数の建物の実測データを記録することで、断熱既知建物データベース５ａを構築することができる。

しかしながら、断熱性能が同じ建物であっても、建物の広さ、間取り、地域、方位、空調装置の性能又は住人の数などの違いによって、リビングや寝室などの居室では温度推移はばらつきが大きくなると考えられる。

これに対して、洗面所や納戸や廊下などの非居室では、建物の広さや住人の数などの違いがあっても断熱性能が同じ建物であれば、それ程大きな差が出ないものと考えられる。すなわち、洗面所や納戸は空調がされていない場合が多く、これらの空間を南側に設けることも少ないため、非居室は空調装置の差異による影響や日射量の違いによる影響を受け難い。また、一人暮らしと大家族というように住人の数が違っていても、断熱性能が同じであれば非居室の温度に明らかな差が出にくいものと考えられる。

そこで、まず、断熱性能が既知のユニット建物などの建物において、洗面所などの非居室の温度推移を測定し、それに対応した期間の建物の外部の温度推移を記録しておく。すなわち、図５に示すような温度推移を示す実測データを複数の建物から集めて蓄積する。この蓄積する実測データの数は多いほど良く、断熱性能毎に一定数以上の実測データが集まれば、断熱性能毎の平均的な温度推移を代表温度推移パターンとして特定することができる。例えば、数千棟〜数万棟に及ぶ断熱性能が既知のユニット建物の実測データを収集できれば、断熱性能と相関が高い代表温度推移パターンを特定できるようになる。

そこで、断熱性能解析手段６Ａでは、断熱既知建物データベース５ａの中から、断熱性能を示すＱ値などの数値又は断熱性能を示すランク毎に温度推移を測定した実測データを集計し、その平均値などの統計量を各断熱性能の代表温度推移パターンとして特定する。

さらに、断熱性能解析手段６Ａでは、断熱性能毎に算出された複数の代表温度推移パターンの中に同一又は類似しているものがあれば、断熱性能も近似するという考えに基づいた推定をおこなう。ここで、この代表温度推移パターンを算出する際には、洗面所などの非居室における実測データの蓄積結果を使用することによって、建物の広さ、間取り、地域、方位、空調装置の性能又は住人の数などの違いによる影響を受け難くすることができる。

続いて、図１０のフローチャートを参照しながら、実施例３の断熱性能測定システム及び断熱性能解析手段の処理の流れを説明する。

まず、過去に建設された断熱性能が既知の複数の建物（例えばユニット建物）において、洗面所などの温度推移を測定し、それに対応する期間の外部の温度推移とともに実測データとして断熱既知建物データベース５ａに記録する（ステップＳ３１）。

一方、今回、断熱性能の測定をおこなう住宅１０の洗面所においても、内部状態計測手段１によって温度推移を測定し、その期間に対応する外部状態計測手段２の計測結果とともに実測データとして入力する（ステップＳ３２）。

そして、断熱性能解析手段６Ａにおいて、断熱既知建物データベース５ａに蓄積された実測データを建物の断熱性能毎に分類し、そこから断熱性能毎の平均値を代表温度推移パターンとして算出する。

続いて、算出された複数の代表温度推移パターンと、住宅１０の実測データとの比較をおこない（ステップＳ３３）、同一又は最も類似する代表温度推移パターンを選択する（ステップＳ３４）。ここで、代表温度推移パターンの同一又は類似は、公知のパターン認識手法などを使うことによって判断することができる。

そして、選択された代表温度推移パターンには、対応する断熱性能を示す数値又はランクがあるため、その断熱性能を出力手段７から出力する（ステップＳ３５）。

このように構成された実施例３の断熱性能測定システムでは、断熱性能が既知の建物の実測データに基づいて構築された断熱既知建物データベース５ａに基づいて算出された代表温度推移パターンと、断熱性能を測定したい住宅１０の実測データとの比較をおこなうことで、断熱性能の測定が難しい在来工法などによって建てられた実際の住宅１０の断熱性能を推定することができる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

次に、前記実施の形態又は実施例１−３とは別の形態の断熱性能測定システムについて説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１−３で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

上記した実施例３では、断熱性能毎に非居室の実測データを集計して算出した代表温度推移パターンと、断熱性能を測定したい住宅１０の実測データとを比較するだけで、断熱性能を推定した。これに対して、実施例４では、建物の属性情報の比較を加えることによって、さらに精度の高い断熱性能を推定する構成について説明する。

この建物の属性情報には、例えば住宅性能に関する情報、使用者に関する情報、地域情報、使用形態に関する情報、太陽光発電装置に関連する情報及び設備情報などがある。

例えば、住宅性能に関する情報には、木造、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄骨造などの主構造、延べ床面積、間取り（２ＤＫ，３ＬＤＫ，４ＬＤＫなど）などが挙げられる。

また、使用者に関する情報には、居住する家族人数、核家族などの単世帯や２世帯という情報、子供が小学生である、中学生や高校生である又は高齢者がいるなどの年代構成などが挙げられる。さらに、使用形態に関する情報には、共働き、専業主婦などのライフスタイル、昼間住人の有無などが挙げられる。

また、太陽光発電装置に関連する情報には、太陽光発電装置の有無、規格などが挙げられ、設備情報には、空調装置（エアコン）、テレビ（ＴＶ）、冷蔵庫、照明などの電力負荷装置の大きさや数、給湯機の構造などが挙げられる。

このような建物の属性情報の違いは、建物の内部の温度推移に影響を与える可能性があり、実施例４では、建物の属性情報による分類を加えることによって断熱性能の推定精度を向上させることとする。

すなわち、この実施例４では、断熱性能が既知の建物の実測データが、断熱性能だけでなく建物の属性情報とも関連付けられて断熱既知建物データベース５ａに蓄積されている。

そして、断熱性能解析手段６Ａにおいて、断熱性能を測定したい住宅１０の属性情報の少なくとも一つと、断熱既知建物データベース５ａに蓄積された属性情報とを比較し、同一又は類似している建物を断熱既知建物データベース５ａから抽出する。

さらに、この抽出された属性情報が同一又は類似している建物の実測データを、断熱性能毎に分類し、各断熱性能の代表温度推移パターンを算出する。この代表温度推移パターンが断熱性能毎に算出された後の処理は、上記した実施例３と同じであり、図１０に示した処理によって住宅１０の断熱性能が出力されることになる。

このように断熱性能が既知の建物の属性情報も断熱既知建物データベース５ａに蓄積しておくことによって、属性情報が似ているものの中から断熱性能の推定に利用する代表温度推移パターンを算出することができる。そして、属性情報も代表温度推移パターンも類似していれば、断熱性能も近似する可能性が高くなるため、より高精度の断熱性能の推定をおこなうことができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、エネルギー消費量は電力消費量について主に説明したが、これに限定されるものではなく、エネルギー消費量はガス消費量など他のエネルギーに関する消費量であってもよい。例えば、実施例１において、発熱装置がガスストーブであれば、ガス消費量を計測してそこから発熱量に換算することになる。また、エネルギー消費量と発熱量とを直接的に換算できない場合でも、暖房装置やガスコンロなどの発熱装置のエネルギー消費量を計測することで、建物の内部で発生する熱量を推定することができる。

さらに、前記実施の形態では、温度やエネルギー消費量を時刻歴とともにデータ蓄積手段５に記録したが、これに限定されるものではなく、実施例１のように断熱性能がある時点の瞬間値で算定できる場合は、時刻歴はなくてもよい。また、一定間隔で測定する場合は、時刻歴がなくても時刻の特定をすることはできる。

また、前記実施の形態では、住宅１０の複数個所に内部状態計測手段１，・・・を設置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内部状態計測手段１は一箇所に設置するだけでもよい。

また、前記実施の形態では、建物として戸建て住宅１０について説明したが、これに限定されるものではなく、マンションやアパートなどの集合住宅、ホテルなどが設けられたビルディングなどが断熱性能の測定をおこなう建物であってもよい。

１ 内部状態計測手段
１０ 住宅（建物）
１１ 温度センサ（温度計測器）
２ 外部状態計測手段（外部状態取得手段）
２１ 温度センサ（温度計測器）
３ エネルギー消費量計測手段（内部熱量計測手段）
３０Ａ 電力測定器（電力消費量計測手段）
３０Ｂ ガス測定器（ガス消費量計測手段）
３７ 発熱装置
５ データ蓄積手段
５ａ 断熱既知建物データベース
５０ 集計管理装置
６，６Ａ 断熱性能解析手段
８１ 計測タップ（内部状態計測手段、エネルギー消費量計測手段）
８１３ 電力消費量計測器
８１４ 通信部
８１５ 温湿度センサ（温度計測器）

Claims (10)

1. 建物の内部に設置されて温度を計測する内部状態計測手段と、
   前記建物の外部の温度を取得する外部状態取得手段と、
   前記内部状態計測手段及び前記外部状態取得手段で検出された実測データを時刻の特定が可能な状態で記録するデータ蓄積手段と、
   前記データ蓄積手段に蓄積された実測データから前記建物の断熱性能を解析する断熱性能解析手段とを備えたことを特徴とする断熱性能測定システム。
2. 建物の内部に設置されて温度を計測する内部状態計測手段と、
   前記建物の外部の温度を取得する外部状態取得手段と、
   前記建物の内部で発生する熱量を計測する内部熱量計測手段と、
   前記内部状態計測手段、前記外部状態取得手段及び前記内部熱量計測手段で検出された実測データを記録するデータ蓄積手段と、
   前記データ蓄積手段に蓄積された実測データから前記建物の断熱性能を解析する断熱性能解析手段とを備えたことを特徴とする断熱性能測定システム。
3. 前記内部熱量計測手段は、前記建物の内部に設置された発熱装置のエネルギー消費量を計測するエネルギー消費量計測手段であることを特徴とする請求項２に記載の断熱性能測定システム。
4. 前記内部状態計測手段は、前記建物の内部の複数個所に設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の断熱性能測定システム。
5. 前記内部状態計測手段は、温度を計測する温度計測器と、その計測値を送信する通信部とを有し、前記データ蓄積手段には、前記内部状態計測手段の通信部から送信された計測値が記録されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の断熱性能測定システム。
6. 前記外部状態取得手段は、前記建物の外部の温度を計測する温度計測器と、その計測値を送信する通信部とを有することを特徴とする請求項５に記載の断熱性能測定システム。
7. 前記データ蓄積手段には、断熱性能が既知の建物については実測データと断熱性能とが関連付けられて記録されており、
   前記断熱性能解析手段では、複数の前記断熱性能と関連付けられた実測データに基づいて断熱性能毎の代表温度推移パターンを算出し、断熱性能の測定をおこなう建物の実測データと前記代表温度推移パターンとの比較をおこなうことで断熱性能を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の断熱性能測定システム。
8. 前記代表温度推移パターンを算出する際に使用する建物の内部の実測データ及び断熱性能の測定をおこなう建物の内部の実測データは、非居室で計測された温度であることを特徴とする請求項７に記載の断熱性能測定システム。
9. 前記データ蓄積手段には、建物に関する属性情報が実測データに関連付けられて記録されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の断熱性能測定システム。
10. 複数の建物の構造、広さ、間取り、開口の大きさ、開口の位置、住所、方位、断熱仕様及び築年数の少なくとも一つを含む建物情報が断熱性能と関連付けられて蓄積された建物データベースと、
    断熱性能の測定をおこなう建物の建物情報と前記建物データベースの建物情報との比較をおこなうことで断熱性能を算出する断熱性能推定手段とを備えたことを特徴とする断熱性能測定システム。

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