JPWO2020194602A1 - リスク計算装置、リスク計算プログラム及びリスク計算方法 - Google Patents

Abstract

設備リスク計算部は、設定温度（Ｓｉ）に対して熱環境の計算から得られる計算温度（Ｃｉ）と、目標値（Ｓｉ）との相違を示す相違度（ａ＊ｇ（αｉ−１、αｉ））と、計算目標値（Ｃｉ）の時間に対する変化の値を示す変化度（ｂ＊ｇ（βｉ−１、βｉ））との、少なくともいずれかを示すリスク指標値（ｒｉ）を、熱環境の計算結果から計算する。表示処理部はリスク指標値（ｒｉ）から得られた、設備リスク（Ｒ）を表示装置に表示する。

Description

この発明は、空気調和設備によって空気調和される熱環境をシミュレーションすることにより、空気調和設備の能力不足を原因として空気調和設備の利用者から苦情（クレーム）を受けるリスクを計算する、リスク計算装置、リスク計算プログラム及びリスク計算方法に関する。

従来技術には、単位時間毎に処理すべき熱負荷、及び空気調和設備の能力不足により処理されなかった未処理熱負荷を計算できる技術がある（例えば特許文献１）。部分負荷運転時の効率が定格運転時の効率よりも低い空気調和設備の場合、空調能力と消費エネルギー量はトレードオフの関係にあり、省エネルギーを優先して空気調和能力が低い機種を選定すると空気調和設備の能力が不足し、利用者からクレームが発生するリスクが上昇する。

しかし、従来技術では、未処理熱負荷が利用者からクレームを受けるリスクにどの程度関与しているかは定量的に評価していないため、最終的な機種選定については、空気調和設備の設計者が経験則で機種を選定する以外に手段がないという課題がある。

特開平５−９３５３８号公報

この発明は、空気調和設備の設計者の経験を必要とせずに空気調和設備の機種を選定できる情報を提示する装置の提供を目的とする。

この発明のリスク計算装置は、
空気調和設備の仕様データと、前記空気調和設備で空気調和される建築物の建築データと、前記空気調和設備による前記建築物の空気調和の目標となる目標値とを含み、前記建築物の熱環境の計算に使用されるシミュレーションデータを取得するデータ取得部と、
前記シミュレーションデータを使用して、前記空気調和設備によって空気調和される前記建築物の熱環境を計算する熱環境計算部と、
前記目標値に対して前記熱環境の計算から得られる計算目標値と、前記目標値との相違を示す相違度と、前記計算目標値の時間に対する変化の値を示す変化度との、少なくともいずれかを示す設備リスクを、前記熱環境の計算結果を使用して計算する設備リスク計算部と、
前記設備リスクを出力する出力部と
を備える。

本発明のリスク計算装置は、空気調和設備の能力不足を原因として空気調和設備の利用者から苦情を受けるリスクを数値化するので、設備の設計者の経験則によらずに機種を選定できる情報を、提示できる。

実施の形態１の図で、リスク計算装置１０１の機能ブロックを示す図。 実施の形態１の図で、リスク計算装置１０１のハードウェア構成を示す図。 実施の形態１の図で、リスク計算装置１０１の動作を説明するフローチャート。 実施の形態１の図で、データ取得部１０に入力されるシミュレーションデータを示す図。 実施の形態１の図で、能力不足のリスク指標ｒ_ｉの計算方法を説明する図。 実施の形態１の図で、リスク指標ｒ_ｉの計算方法を模式的に説明する図。 実施の形態１の図で、能力不足の設備リスクＲの計算方法を示す図。 実施の形態１の図で、省エネルギー目標達成度と設備リスクＲの表示形態を示す図。 実施の形態１の図で、変形例のリスク計算装置１０２の機能構成を示す。 実施の形態１の図で、リスク計算装置１０２のハードウェア構成を示す図。 実施の形態１の図で、リスク計算装置１０２の動作を示すフローチャート。 実施の形態１の図で、変更前後の設備を表示する表示形態を示す図。 実施の形態１の図で、決定ボタンが表示装置２００に表示される形態を示す図。 実施の形態１の図で、リスク計算装置１０１、１０２の機能がハードウェアで実現される構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。

実施の形態１．
図１から図１４を参照して、実施の形態１のリスク計算装置１０１及びリスク計算装置１０２を説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、リスク計算装置１０１の機能ブロックを示す。
図２は、リスク計算装置１０１のハードウェア構成を示す。図２を参照してリスク計算装置１０１のハードウェア構成を説明する。

リスク計算装置１０１は、コンピュータである。リスク計算装置１０１は、プロセッサ１１０を備えるとともに、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、入力ＩＦ１４０、出力ＩＦ１５０及び通信ＩＦ１６０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ１１０は、信号線１７０を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

リスク計算装置１０１は、機能要素として、データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０及び表示処理部５０を備える。表示処理部５０は出力部である。データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０及び表示処理部５０の機能は、リスク計算プログラム１０３により実現される。

プロセッサ１１０は、リスク計算プログラム１０３を実行する装置である。リスク計算プログラム１０３は、データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０及び表示処理部５０の機能を実現するプログラムである。プロセッサ１１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

主記憶装置１２０は記憶装置である。主記憶装置１２０の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置１２０は、プロセッサ１１０の演算結果を保持する。

補助記憶装置１３０は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置１３０の具体例は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置１３０は、ＳＤ（登録商標）（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。補助記憶装置１３０は、シミュレーションデータを格納する設備データベース７０、リスク計算プログラム１０３を記憶している。

入力ＩＦ１４０は、各装置からデータが入力されるポートである。出力ＩＦ１５０は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ１１０によりデータが出力されるポートである。図２では、出力ＩＦ１５０には、表示装置２００が接続されている。通信ＩＦ１６０はプロセッサが他の装置と通信するための通信ポートである。

プロセッサ１１０は補助記憶装置１３０からリスク計算プログラム１０３を主記憶装置１２０にロードし、主記憶装置１２０からリスク計算プログラム１０３を読み込み実行する。主記憶装置１２０には、リスク計算プログラム１０３だけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ１１０は、ＯＳを実行しながら、リスク計算プログラム１０３を実行する。リスク計算装置１０１は、プロセッサ１１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、リスク計算プログラム１０３の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ１１０と同じように、リスク計算プログラム１０３を実行する装置である。リスク計算プログラム１０３により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、または、プロセッサ１１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

リスク計算プログラム１０３は、データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０及び表示処理部５０の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。

また、リスク計算方法は、コンピュータであるリスク計算装置１０１がリスク計算プログラム１０３を実行することにより行われる方法である。リスク計算プログラム１０３は、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３を参照して、リスク計算装置１０１の動作を説明する。
図３は、リスク計算装置１０１の動作を説明するフローチャートである。
リスク計算装置１０１の動作は、リスク計算方法に相当する。またリスク計算装置１０１の動作は、リスク計算プログラムの処理に相当する。

＜ステップＳ１１＞
ステップＳ１１において、データ取得部１０が、シミュレーションデータを取得する。
図４は、データ取得部１０に入力されるシミュレーションデータを示す。データ取得部１０には、シミュレーションデータとして、ビル設計データが入力される。データ取得部１０は取得したビル設計データを設備データベース７０に登録する。
シミュレーションデータは、建築物の熱環境の計算に使用される。
建築物の熱環境の計算は、後述する熱環境計算部２０によって実行される。熱環境とは、温度分布及び温度変化を含む、建築物における環境である。シミュレーションデータであるビル設計データは、
（ａ）空気調和設備の仕様データ、
（ｂ）空気調和設備で空気調和される建築物の建築データ、
（ｃ）空気調和設備による建築物の空気調和の目標となる目標値、
を含む。
（ａ）空気調和設備の仕様データは、下記の（２）に相当し、
（ｂ）空気調和設備で空気調和される建築物の建築データは、下記の（１）に相当し、
（ｃ）空気調和設備による建築物の空気調和の目標となる目標値は、下記の（６）が相当する。
図４の設計データは、以下の（１）から（６）のデータを含んでいる。
（１）ビル躯体データ：
ビル躯体データとは、建築物の壁の位置、壁の面積、壁の熱貫流率、窓の位置、窓の面積及び窓の熱貫流率。
（２）設備データ：
設備データとは、空気調和設備の機種識別番号、空気調和設備の位置、空気調和設備の構成要素間の接続関係の情報。
（３）室毎の単位時間あたり人数。
（４）気温、湿度及び日射量のような気象データ：
気象データとして、統計データを用いることができる。
（５）省エネルギーの目標値：
省エネルギーの目標値としては、例えば、建築物省エネルギー法で定義されているＢＥＩ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｄｅｘ）の目標値である。ＢＥＩ＝０．５のような値がデータとして入力される。
（６）空気調和設備の運転条件：
空気調和設備の運転条件としては、設定温度がある。冷房運転であれば設定温度＝摂氏２６℃のような値である。また、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅ）のような快適性指標値によって運転条件を設定してもよい。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、熱環境計算部２０は、シミュレーションデータを使用して、空気調和設備によって空気調和される建築物の熱環境を計算する。
具体的には、熱環境計算部２０は、単位時間毎の快適性指標値と消費エネルギー量を、熱環境の計算によって計算する。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、設備リスク計算部３０は、目標値に対して熱環境の計算から得られる計算目標値と、目標値との相違を示す相違度と、計算目標値の時間に対する変化の値を示す変化度との、少なくともいずれかを示す設備リスクを、熱環境の計算結果を使用して計算する。
計算目標値、相違度、変化度及び設備リスクは後述する。設備リスク計算部３０は、単位時間毎の快適性指標値から、設備リスクＲを計算する。
設備リスクＲについては後述する。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、評価部４０が、省ネルギー目標値と消費エネルギー量とから省エネルギー達成度を計算する。熱環境計算部２０は、空気調和設備の消費エネルギー量を、熱環境の計算によって計算するが、評価部４０は、熱環境の計算をもとに計算された消費エネルギー量を使用して、空気調和設備による消費エネルギー量の削減効果を省エネルギー目標達成度として計算する。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、出力部である表示処理部５０は、設備リスクＲを出力する。また表示処理部５０は、削減効果を出力する。具体的には表示処理部５０は、削減効果である省エネルギー目標達成度及び設備リスクＲを、表示装置２００に表示する。

図５から図８を参照して、ステップＳ１３の内容を詳しく説明する。
図５は、能力不足のリスク指標ｒ_ｉの計算方法を示している。能力不足のリスク指標ｒ_ｉは、以下、リスク指標ｒ_ｉと表記する。
図６は、リスク指標ｒ_ｉを模式的に示している。
図７は、能力不足のリスクＲの計算方法を示している。能力不足のリスクＲは、以下、リスクＲと表記する。
図８は、省エネルギー目標達成度とリスクＲの表示形態を示している。

＜リスク指標ｒ_ｉの計算＞
図５を参照してリスク指標ｒ_ｉの計算方法を説明する。まず記号を以下のように定義する。
以下の（２）の快適性指標とは、設定温度に対して熱環境の計算から得られた温度とする。
以下の（３）の快適性指標の設定値とは、設定温度とする。また、以下で用いるシミュレーションは、熱環境計算部２０による熱環境の計算を意味する。
（１）ｉ：ステップ数（１≦ｉ≦Ｎ）．
ただしＮはシミュレーション完了時点のステップ数．
ｉは時間に対応付いており、ｉは値が大きいほどの後の時間に対応する。
つまりｉとｉ＋１とでは、ｉはｉ＋１よりも過去の時間に対応付いている。
（２）Ｃ_ｉ：ｉステップ目における快適性指標．
（３）Ｓ_ｉ：ｉステップ目における快適性指標の設定値．
（４）ａ，ｂ，ｋ：任意の０以上の係数．
（５）Ｔ_α、Ｔ_β：任意の０以上の閾値．
図５に示すように、リスク指標ｒ_ｉはｆ関数とｇ関数とにとって定義される。ここでｆ関数は、図５に示すように、ｘがＴ以下の場合は０であり、ｘがＴよりも大きい場合はｘ−Ｔである。また、ｇ関数は、
ｉ＝０のときはｇ（ｘ_ｉ−１，ｘ_ｉ）＝０
である。ｘ_ｉ−１とｘ_ｉとの少なくとも一方が０のときは、
ｇ（ｘ_ｉ−１，ｘ_ｉ）＝ｘ_ｉ
である。
ｘ_ｉ−１とｘ_ｉとのどちらも０でないときは、
ｇ（ｘ_ｉ−１，ｘ_ｉ）＝ｘ_ｉ＋ｋ＊ｘ_ｉ−１
である。
ｉステップにおけるリスク指標ｒ_ｉは
ｒ_ｉ＝ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）＋ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）
で計算される。
このとき
α_ｉ＝ｆ（｜Ｃ_ｉ−Ｓ_ｉ｜，Ｔ_α）、
β_ｉ＝０（ｉ＝１）、
β_ｉ＝ｆ（｜Ｃ_ｉ−１−Ｃ_ｉ｜，Ｔ_β）（ｉ＞１）、
である。

図６を参照して、リスク指標ｒ_ｉを説明する。
単純化のため、
Ｔ_α＝Ｔ_β＝０、ａ＝ｂ＝ｋ＝１及びＳ_ｉ＝一定とする。
図６は冷房運転の場合において、計算温度Ｃ_ｉ−１、Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１が設定温度Ｓ_ｉに近づいていく状態を示している。計算温度Ｃ_ｉ−１については、設定温度Ｓ_ｉを始点とする矢印がα_ｉ−１を示す。計算温度Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１についても計算温度Ｃ_ｉ−１と、同じである。また、β_ｉは、計算温度Ｃ_ｉ−１と計算温度Ｃ_ｉとの差分である。β_ｉ＋１は、計算温度Ｃ_ｉと計算温度Ｃ_ｉ＋１との差分である。
この場合、
ｒ_ｉ＝ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）＋ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）
＝［α_ｉ＋α_ｉ−１］＋［β_ｉ＋β_ｉ−１］
となる。
△Ｔ_ｉ＝α_ｉ＝｜Ｃ_ｉ−Ｓ_ｉ｜，
△Ｃ_ｉ＝β_ｉ＝｜Ｃ_ｉ−１−Ｃ_ｉ｜
とおくと、
ｒ_ｉ＝［△Ｔ_ｉ＋△Ｔ_ｉ−１］＋［△Ｃ_ｉ＋△Ｃ_ｉ−１］
である。
つまりｒ_ｉにおいて、［△Ｔ_ｉ＋△Ｔ_ｉ−１］は、シミュレーションから得られる目標値である設定値Ｓ_ｉの計算結果を示す計算目標値Ｃ_ｉと、設定値Ｓ_ｉとの相違を示す相違度である。
また、ｒ_ｉにおいて、［△Ｃ_ｉ＋△Ｃ_ｉ−１］は、計算目標値である計算温度Ｃ_ｉの時間に対する変化の値を示す変化度である。
そして、ｒ_ｉは、
ｒ_ｉ＝ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）＋ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）
において、ｂ＝０あれば、
ｒ_ｉ＝ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）であり、
ａ＝０あれば、
ｒ_ｉ＝ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）である。
よって、リスク指標ｒ_ｉは、相違度と、変化度との少なくともいずれかを示す。
また後述の設備リスクＲは、最大のリスク指標ｒ_ｉに定数Ｒ_ＭＡＸの逆数を乗じて得られる。
よって、設備リスクＲも、実体はリスク指標ｒ_ｉであるので、設備リスクＲは、相違度と、変化度との少なくともいずれかを示している。

ここで、
ｒ_ｉ＝ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）＋ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）
は、空気調和設備の能力不足を原因として空気調和設備の利用者から苦情を受けるリスクと考えることができる。
つまりリスク指標ｒ_ｉは、空気調和設備の利用者によるユーザクレームのリスクを指標し、リスク指標ｒ_ｉの値が大きいほど、ユーザクレームが発生する可能性が高い。
スク指標ｒ_ｉを、ユーザクレームのリスク指標と考えることができるのは、以下のようである。
リスク指標ｒ_ｉにおけるａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）は、設定値Ｓ_ｉと計算目標値Ｃ_ｉとの差が大きいほど大きくなる。
温度を例にすれば、設定温度と計算温度との差が大きいほど、ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）は大きくなる。設定温度と計算温度の差が大きい場合、つまり、ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）が大きい場合、空気調和設備の利用者は不快に感じて、ユーザクレームのリスクのリスクは高まる。
また、リスク指標ｒ_ｉにおけるｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）は、３ステップにわたる計算目標値Ｃ_ｉの変化を示し、ステップ間の計算目標値の差が大きいほど大きくなる。温度を例にすれば、ステップ間、つまり、時間に対する温度変化が大きいほど、ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）は大きくなる。温度変化が大きい場合、つまりｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）が大きい場合、空気調和設備の利用者は不快に感じるため、ユーザクレームのリスクは高まる。
よって、
ｒ_ｉ＝ａ＊ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）＋ｂ＊ｇ（β_ｉ−１，β_ｉ）
は、空気調和設備の利用者によるユーザクレームのリスクを指標する。
また、設備リスクＲの実体はリスク指標ｒ_ｉであるからので、設備リスクＲも、空気調和設備の利用者によるユーザクレームのリスクを指標する値である。設備リスクＲはユーザクレームのリスクである。つまり、設備リスクＲは、空気調和設備の能力不足を前提とした、ユーザクレームの発生リスクを示す。

図６でわかるように、α_ｉ＝ｆ（｜Ｃ_ｉ−Ｓ_ｉ｜，Ｔ_α）に関しては、シミュレーションで計算される計算温度Ｃ_ｉが設定温度Ｓ_ｉから離れるほどリスク指標ｒ_ｉは、高いリスクを示す値になる。またβ_ｉ＝ｆ（｜Ｃ_ｉ−１−Ｃ_ｉ｜，Ｔ_β）に関しては、シミュレーションで計算される計算温度Ｃ_ｉの変化が急激で、かつ、変化が継続するほど、リスク指標ｒ_ｉは、高いリスクを示す値になる。
ｆ関数はリスクがある状態を抽出し、ｇ関数はリスクがある状態が継続しているときにそのリスクを大きく評価する。
この仕組みにより、冷えない、または、暖まらないといった明確な挙動だけでなく、ｇ関数によって冷えづらい、または、暖まりづらいといった状態を評価することができ、能力不足のリスクを的確に把握できる。

なお、ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）は連続する２つのステップを対象としており、（β_ｉ−１，β_ｉ）は連続する３つのステップを対象としているが、ｇ（α_ｉ−１，α_ｉ）については３つ以上、（β_ｉ−１，β_ｉ）については４つ以上のステップを対象とする式を用いてもよい。
つまり、熱環境計算部２０は、時間に対応付いたステップごとに
熱環境を計算し、設備リスク計算部３０は、連続する複数のステップを対象とする一つの相違度を計算する。図６では設備リスク計算部は、連続する２つのステップを対象とする一つの相違度を計算している。
また、熱環境計算部２０は、時間に対応付いたステップごとに熱環境を計算し、設備リスク計算部３０は、連続する複数のステップを対象とする一つの変化度を計算する。図６では、設備リスク計算部は、連続する３つのステップを対象とする一つの変化度を計算している。

図７を参照してリスクＲの計算方法を説明する。設備リスク計算部３０は、許容できるリスク指標ｒ_ｉの最大値をＲ_ＭＡＸとして、有している。ｉステップからＮステップで計算されたリスク指標ｒ_１、ｒ_２．．．ｒ_ｎのうち、どの値もＲ_ＭＡＸとしてよりも小さい場合、設備リスク計算部３０はリスクＲを以下のように計算する。設備リスク計算部３０は、リスク指標ｒ_１、ｒ_２．．．ｒ_ｎのうち最大のリスク指標のＲ_ＭＡＸに対する百分率を、リスクＲとする。リスク指標ｒ_１、ｒ_２．．．ｒ_ｎのうち最大のリスク指標が２０で、Ｒ_ＭＡＸが２００であれば、リスクＲは１０％である。

また、ｉステップからＮステップで計算されたリスク指標ｒ_１、ｒ_２．．．ｒ_ｎのうちいずれかのかの値がＲ_ＭＡＸ以上の場合、設備リスク計算部３０はリスクＲを１００％とする。

図８を参照して、評価部４０が計算する評価結果を説明する。ステップＳ１４において、評価部４０が、省エネルギー目標値と消費エネルギー量とから省エネルギー目標達成度を計算する。評価部４０は、省エネルギー目標達成度として、例えば、下記の参考文献に定められたＢＥＩを計算する。
＜参考文献＞平成２５年省エネルギー基準に準拠した算定・判断の方法及び解説 Ｉ 非住宅建築物（第二版）。
評価部４０は、設計ＢＥＩと図４の（５）で入力される目標ＢＥＩとを比較し、比較結果から省エネルギー目標達成度を計算する。評価部４０は、例えば、設計ＢＥＩと目標ＢＥＩとの比から省エネルギー目標達成度を計算する。評価部４０は、設計ＢＥＩ＝０．４、目標ＢＥＩ＝０．５であれば、省エネルギー目標達成度は８０％のように計算する。図８では省エネルギー目標達成度は１００％であるので、設計ＢＥＩ＝目標ＢＥＩである。

また図８は、表示処理部５０が表示装置２００へ表示する表示形態を示している。図８の表は、部屋Ａ、部屋Ｂに関して１２カ月の各月ごとのリスクＲを示している。このように、リスクＲを計算する際の集計を月毎にすることで、リスクＲの時間的分布が分かる。このため、冷房能力を増強すればよいのか、暖房能力を増強すれば良いのかが判断しやすくなる。図８では月毎に集計する例を説明したが、日または時のような別の時間粒度を設定してもよい。また表示形態は、表形式でもグラフ形式でもよい。また図８の左上に示すように、１年間のリスクＲを部屋毎に提示することで、どの部屋の空気調和機の能力を下げるか、あるいは上げるかを部屋毎に検討できる。

データ取得部１０に入力されるシミュレーションデータは、空気調和設備によって空気調和される部屋の用途を示す用途情報を含んでもよい。設備リスク計算部３０は、用途情報の種類に従って、設備リスクであるリスクＲを補正する。具体的には、設備リスク計算部３０は、用途情報の示す部屋の用途に応じてリスクＲに係数Ｋ_ｕを乗じる。このリスクＲの補正により、人が常駐しない倉庫のような建屋は、人が常駐するオフィスよりも小さいＫ_ｕを乗じてリスクＲを小さくすることで、現実的なリスク判断が可能となる。

＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
（１）リスク計算装置１０１によれば、エネルギー性能が要件として定まっているビル設計時に、空気調和設備の能力不足のリスクＲを定量的に評価できる。このためビルの設計時に、合理的な省エネルギー設計が可能になる
（２）リスク計算装置１０１によれば、空気調和設備における能力不足のリスクＲを定量的に評価できるので、リスクＲを参照して能力過剰を排除した設備設計が可能になる。

＜変形例＞
図９から図１２を参照して、実施の形態１のリスク計算装置１０１の変形例であるリスク計算装置１０２を説明する。
図９は、リスク計算装置１０２の機能構成を示す。リスク計算装置１０２の機構構成は、リスク計算装置１０１に対して、設計変更部６０を有する点が異なる。

設計変更部６０は、削減効果である省エネルギー目標達成度が削減目標を達成していない場合、空気調和設備の備える一部の設備に代替可能な他の設備を抽出する。出力部で表示処理部５０は、抽出された他の設備を表示装置２００に表示する。

図１０は、リスク計算装置１０２のハードウェア構成を示す。図２のリスク計算装置１０１のハードウェア構成に対して、図ではプロセッサ１１０が機能要素として、さらに設計変更部６０を有する。データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０、表示処理部５０及び設計変更部６０の機能は、プロセッサ１１０によって実現される。データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０、表示処理部５０及び設計変更部６０の機能を実現するリスク計算プログラム１０４が、補助記憶装置１３０に格納されている。リスク計算プログラム１０４は、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

図１１は、設計変更部６０を備えるリスク計算装置１０２の動作を示すフローチャートである。図１１を参照してリスク計算装置１０２の動作を説明する。図１１のステップＳ２１からステップＳ２４は図３のステップＳ１１からステップＳ１４と同じであるので、ステップＳ２５及びステップＳ２６を説明する。

ステップＳ２５において、評価部４０は、シミュレーション結果が、省エネルギー目標を達成しているか判定する。評価部４０が、シミュレーション結果が、省エネルギー目標を達成していると判断した場合、処理はステップＳ２４に進み、ステップＳ２４の処理の後、処理は終了する。

評価部４０が、シミュレーション結果が、省エネルギー目標を達成していないと判断した場合（ステップＳ２５でＮＯ）、設計変更部６０は、リスクＲが最も小さいリスクの低い部屋の設備を変更する。リスクＲが最も小さいリスクの低い部屋の設備は、空調能力に余裕があると考えられるため、設計変更部６０は、現在の設備を省エネルギー効果の大きい、空気調和能力の低い設備を抽出する。ステップＳ２４でＮＯであれば、設計変更、設計変更後のシミュレーション、省エネルギー目標達成の確認の一連の処理が繰り替えされる。

リスク計算装置１０２によれば、省エネルギー目標を達成し、かつ、設備リスクＲが最低の設計を漸近的に得ることができる。

図１２は、設計変更部６０が設備を変更した場合に、表示処理部５０が表示装置２００に変更前後の設備を表示する表示形態を示している。図１２に示すように、表示処理部５０は、部屋毎に、変更箇所及び変更内容を表示装置２００に表示し、変更によるリスクＲの変化量と、省エネルギー目標達成度の変化量とを合わせて表示する。図１２では変更前の設備の定格出力は１００であるのに対して、変更前の設備の定格出力は８０である。このため省エネルギー目標達成度は＋１．４％であり、リスクＲは＋３％となっている。

図１３は、図１２に対して、出力部である表示処理部５０が、抽出された他の設備を採用するかどうかの決定を求める決定ボタンを、表示装置２００に表示する形態を示している。図１３の決定ボタンは、承認のボタンと否認のボタンである。表示処理部５０が表示装置２００に、設備の変更毎に承認、否認を設定する。設備の変更を否認された場合、設計変更部６０はその変更は含まずに、省エネルギー目標を達成できる設備の組み合わせを再探索する。

＜ハードウェア構成の補足＞
図２のリスク計算装置１０１及び図１０のリスク計算装置１０２ではリスク計算装置１０１、１０２の機能がソフトウェアで実現されるが、リスク計算装置１０１、１０２の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図１４は、リスク計算装置１０１、１０２の機能がハードウェアで実現される構成を示す。図１４の電子回路９０は、リスク計算装置１０１の、データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０及び表示処理部５０の機能、リスク計算装置１０２のデータ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０、表示処理部５０及び設計変更部６０の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路９０は、信号線９１に接続している。電子回路９０は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。リスク計算装置１０１，１０２の構成要素の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。また、リスク計算装置１０１，１０２の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。

プロセッサ１１０と電子回路９０の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。リスク計算装置１０１，１０２において、データ取得部１０、熱環境計算部２０、設備リスク計算部３０、評価部４０、表示処理部５０及び設計変更部６０の機能がプロセッシングサーキットリにより実現されてもよい。

以上、実施の形態１について説明したが、変形例を含む実施の形態１のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、変形例を含む実施の形態１のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、実施の形態１に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ データ取得部、２０ 熱環境計算部、３０ 設備リスク計算部、４０ 評価部、５０ 表示処理部、６０ 設計変更部、７０ 設備データベース、９０ 電子回路、９１ 信号線、１０１，１０２ リスク計算装置、１０３ リスク計算プログラム、１１０ プロセッサ、１２０ 主記憶装置、１３０ 補助記憶装置、１４０ 入力ＩＦ、１５０ 出力ＩＦ、１６０ 通信ＩＦ、１７０ 信号線、２００ 表示装置。

Claims (11)

1. 空気調和設備の仕様データと、前記空気調和設備で空気調和される建築物の建築データと、前記空気調和設備による前記建築物の空気調和の目標となる目標値とを含み、前記建築物の熱環境の計算に使用されるシミュレーションデータを取得するデータ取得部と、
   前記シミュレーションデータを使用して、前記空気調和設備によって空気調和される前記建築物の熱環境を計算する熱環境計算部と、
   前記目標値に対して前記熱環境の計算から得られる計算目標値と、前記目標値との相違を示す相違度と、前記計算目標値の時間に対する変化の値を示す変化度との、少なくともいずれかを示す設備リスクを、前記熱環境の計算結果を使用して計算する設備リスク計算部と、
   前記設備リスクを出力する出力部と
   を備えるリスク計算装置。
2. 前記熱環境計算部は、
   時間に対応付いたステップごとに前記熱環境の計算を実行し、
   前記設備リスク計算部は、
   連続する複数のステップを対象とする一つの前記相違度を計算する請求項１に記載のリスク計算装置。
3. 前記設備リスク計算部は、
   連続する２つのステップを対象とする一つの前記相違度を計算する請求項２に記載のリスク計算装置。
4. 前記熱環境計算部は、
   時間に対応付いたステップごとに前記熱環境の計算を実行し、
   前記設備リスク計算部は、
   連続する複数のステップを対象とする一つの前記変化度を計算する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリスク計算装置。
5. 前記設備リスク計算部は、
   連続する３つのステップを対象とする一つの前記変化度を計算する請求項４に記載のリスク計算装置。
6. 前記シミュレーションデータは、
   前記空気調和設備によって空気調和される部屋の用途を示す用途情報を含み、
   前記設備リスク計算部は、
   前記用途情報の種類に従って、前記設備リスクを補正する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のリスク計算装置。
7. 熱環境計算部は、
   前記空気調和設備の消費エネルギー量を、前記熱環境の計算によって計算し、
   前記リスク計算装置は、さらに、
   前記消費エネルギー量を使用して、前記空気調和設備による前記消費エネルギー量の削減効果を計算する評価部を備え
   前記出力部は、
   前記削減効果を出力する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のリスク計算装置。
8. 前記リスク計算装置は、さらに、
   前記削減効果が削減目標を達成していない場合、前記空気調和設備の備える一部の設備に代替可能を他の設備を抽出する設計変更部を備え、
   前記出力部は、
   抽出された前記他の設備を表示装置に表示する請求項７に記載のリスク計算装置。
9. 前記出力部は、
   抽出された前記他の設備を採用するかどうかの決定を求める決定ボタンを、前記表示装置に表示する請求項８に記載のリスク計算装置。
10. コンピュータに、
    空気調和設備の仕様データと、前記空気調和設備で空気調和される建築物の建築データと、前記空気調和設備による前記建築物の空気調和の目標となる目標値とを含み、前記建築物の熱環境の計算に使用されるシミュレーションデータを取得するデータ取得処理と、
    前記シミュレーションデータを使用して、前記空気調和設備によって空気調和される前記建築物の熱環境を計算する熱環境計算処理と、
    前記目標値に対して前記熱環境の計算から得られる計算目標値と、前記目標値との相違を示す相違度と、前記計算目標値の時間に対する変化の値を示す変化度との、少なくともいずれかを示す設備リスクを、前記熱環境の計算結果を使用して計算する設備リスク計算処理と、
    前記設備リスクを出力する出力処理と
    を実行させるリスク計算プログラム。
11. コンピュータが、
    空気調和設備の仕様データと、前記空気調和設備で空気調和される建築物の建築データと、前記空気調和設備による前記建築物の空気調和の目標となる目標値とを含み、前記建築物の熱環境の計算に使用されるシミュレーションデータを取得し、
    前記シミュレーションデータを使用して、前記空気調和設備によって空気調和される前記建築物の熱環境を計算し、
    前記目標値に対して前記熱環境の計算から得られる計算目標値と、前記目標値との相違を示す相違度と、前記計算目標値の時間に対する変化の値を示す変化度との、少なくともいずれかを示す設備リスクを、前記熱環境の計算結果を使用して計算し、
    前記設備リスクを出力するリスク計算方法。

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