JP7115702B2

JP7115702B2 - 気密性能予測装置

Info

Publication number: JP7115702B2
Application number: JP2017223403A
Authority: JP
Inventors: 綾子大屋
Original assignee: Toyota Housing Corp
Current assignee: Toyota Housing Corp
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: JP2019095954A

Description

本発明は、建物の気密性能を予測する気密性能予測装置に関する。

特許文献１には、出力部と、建物の部屋の少なくとも１つの部位の断熱仕様に関するデータを格納するメモリと、プロセッサとを備える断熱効果の程度を示す情報を出力するためのコンピュータが提案されている。具体的には、プロセッサが、メモリを参照することによって、改修前の建物の部屋の断熱仕様と、改修後の建物の部屋の少なくとも１つの部位の断熱仕様とに基づいて、改修前、後の建物の部屋の断熱効果の程度を示す情報とを計算し、出力部に、改修前の建物の部屋の少なくとも１つの部位の断熱仕様及び改修前の建物の部屋の断熱効果の程度を示す情報を示す情報と、改修メニュー及び改修メニューに従った改修後の建物の部屋の断熱効果の程度を示す情報を示す情報と、を対応付けて出力する。これにより、改修または改築を施すことによる生じる効果を効率的に提示することが可能となる。

特許第５９６５１９２号公報

しかしながら、特許文献１では、既知の建物の気密性能を元に断熱効果やエネルギ損失を予測することができるが、建物の気密性能そのものを予測できない。

また、気密性能は実際に測定により求めるため、設計段階での予測が難しく、予測できたとしても、設計の仕様が類似する建物しか予測できない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、設計段階の建物の気密性能の予測が可能な気密性能予測装置を提供することを目的とする。

気密性能予測装置は、予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ前記気密性能の測定時における前記気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数とした重回帰分析により算出した回帰式を記憶する記憶部と、対象の建物における前記因子を入力する入力部と、前記入力部によって入力された前記因子、及び前記記憶部に記憶された前記回帰式に基づいて、対象の建物における気密性能を予測する予測部と、を備える。

第１の態様に係る気密性能予測装置によれば、記憶部には、予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ前記気密性能の測定時における前記気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数とした重回帰分析により算出した回帰式が記憶される。

入力部によって、新築やリフォームなどの対象の建物における気密性能に影響する予め定めた因子を入力する。

そして、予測部では、入力部によって入力された因子、及び記憶部に記憶された回帰式に基づいて、対象の建物における気密性能が予測される。すなわち、重回帰分析により算出された回帰式に、対象の建物の仕様を因子として入力することで、設計段階の建物の気密性能を予測することができる。

また、上記目的を達成するために第１の態様に係る気密性能予測装置は、予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ前記気密性能の測定時における前記気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数とした重回帰分析により算出した回帰式を、前記目的変数とした前記気密性能の種類毎に記憶する記憶部と、対象の建物の設計仕様情報を取得し、取得した前記設計仕様情報から前記因子を抽出する抽出部と、前記目的変数の選択結果を入力する入力部と、前記抽出部によって抽出された前記因子、及び前記入力部によって入力された前記選択結果に対応する前記記憶部に記憶された前記回帰式に基づいて、対象の建物における気密性能を予測する予測部と、を備える。

第２の態様に係る気密性能予測装置によれば、記憶部には、予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ前記気密性能の測定時における前記気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数とした重回帰分析により算出した回帰式が、目的変数とした気密性能の種類毎に記憶される。

抽出部では、新築やリフォームなどの対象の建物の設計仕様情報を取得し、取得した設計仕様情報から、新築やリフォームなどの対象の建物における気密性能に影響する予め定めた因子が抽出される。

そして、予測部では、抽出部によって抽出された因子、及び入力部によって入力された目的変数の選択結果に対応する記憶部に記憶された回帰式に基づいて、対象の建物における気密性能が予測される。すなわち、重回帰分析により算出された回帰式に、対象の建物の仕様を因子として入力することで、設計段階の建物の気密性能を予測することができる。また、説明変数としての因子を設計仕様から抽出するので、因子の入力を行う煩わしい作業を行うことなく、建物の気密性能を予測することが可能となる。

なお、因子は、分電盤の種類、空調方式、断熱仕様、床面積、スイッチ及びコンセントの種類、床仕上げ材の敷設面積、並びに、ポスト集合部、ユニットバス、及び躯体継ぎ目の気密の有無の少なくとも１つを適用してもよい。

また、予測部は、気密性能として建物の相当隙間面積及び総相当隙間面積の少なくとも一方を予測してもよい。

以上説明したように本発明によれば、設計段階の建物の気密性能の予測が可能な気密性能予測装置を提供できる、という効果がある。

本実施形態に係る気密性能予測装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る気密性能予測装置において、各種プログラムの実行により実現される機能を表す機能ブロック図を示す図である。（Ａ）は回帰式算出部による重回帰分析の際に、入力部によって入力する目的変数、及び説明変数の一例を示す図であり、（Ｂ）は回帰式算出部によって算出した回帰式の一例を示す図である。（Ａ）は分電盤と壁の開口部を示す斜視図であり、（Ｂ）は分電盤の通気経路を示す断面図である。（Ａ）は床暖熱の断熱ラインを説明するための図であり、（Ｂ）は基礎断熱の断熱ラインを説明するための図である。（Ａ）は畳等の床仕上げ材の床下との通気を説明するための図であり、（Ｂ）はフローリングの床下との通気を説明するための図である。本実施形態に係る気密性能予測装置のパーソナルコンピュータで重回帰分析プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る気密性能予測装置のパーソナルコンピュータで気密予測プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。変形例の気密性能予測装置の概略構成を示すブロック図である。変形例の気密性能予測装置のパーソナルコンピュータで気密予測プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る気密性能予測装置の概略構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係わる気密性能予測装置１０は、住宅などの建物の建築やリフォーム等を行う際に、建物の気密性能を予測するためのツールとして機能する。例えば、建物の気密性能に起因する建物の仕様を入力することで、建物の気密性能を予測して予測結果を表示する処理等を行う。

気密性能予測装置１０は、パーソナルコンピュータ１２を含んで構成されている。パーソナルコンピュータ１２は、図１に示すように、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１８、入出力ポート２０を備え、これらがアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス２２を介して接続されている。

入出力ポート２０には、各種入出力機器として、ディスプレイ２４、マウス２６、キーボード２８、ハードディスク（ＨＤＤ）３０、各種ディスク３４からの情報の読み出しを行うディスクドライブ３２が各々接続されている。

ＲＯＭ１６には、気密性能を予測するための気密予測プログラムや、気密性能を予測するための回帰式を算出するための重回帰分析プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ１８は、ＣＰＵ１４によって行われる各種演算等を行う作業メモリ等として使用される。

図２は、本実施形態に係る気密性能予測装置１０において、各種プログラムを実行することにより実現される機能を表す機能ブロック図を示す図である。

本実施形態に係る気密性能予測装置１０は、図２に示すように、回帰式算出部４０、入力部４２、記憶部４４、及び予測部４６の機能を有する。

回帰式算出部４０は、予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ気密性能の測定時における気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数として重回帰分析を行うことにより、気密性能を予測する際に使用する回帰式を算出する。

入力部４２は、回帰式算出部４０が回帰式を求めるために必要な気密性能の測定値、及び当該気密性能の測定時の説明変数となる予め定めた因子の入力を行う。また、入力部４２は、回帰式算出部４０が求めた回帰式を用いて対象の物件の気密性能を予測する際に、対象の物件の設計仕様情報（因子）の入力を行うことにより、建物の気密性能の予測の開始を指示する。入力部４２は、例えば、マウス２６やキーボード２８等を用いて、目的変数、説明変数、及び物件の仕様等の入力を行う。

記憶部４４は、回帰式算出部４０による重回帰分析により算出された回帰式をＨＤＤ３０に記憶し、建物の気密性能の予想時に読み出す。なお、記憶部４４は、回帰式算出部４０によって算出した回帰式を各種ディスク３４やメモリ等の他に記憶してもよい。

予測部４６は、記憶部４４に記憶された回帰式を読み出し、読み出した回帰式と、入力部４２によって入力された対象の物件の仕様情報とに基づいて、対象の建物の気密性能を予測する。また、予測部４６は、対象の建物の気密性能の予測結果をディスプレイ２４に表示する。

次に、回帰式算出部４０による重回帰分析について詳細に説明する。図３（Ａ）は、回帰式算出部４０による重回帰分析の際に、入力部４２によって入力する目的変数、及び説明変数の一例を示す図である。また、図３（Ｂ）は、回帰式算出部４０によって算出した回帰式の一例を示す図である。

本実施形態では、重回帰分析の目的変数として、同一工法の建物に関する、相当隙間面積（Ｃ値）及び総相当隙間面積（αＡ）の少なくとも一方の測定値を適用する。例えば、ユニット建物の相当隙間面積または総相当隙間面積を測定した結果を目的変数として入力する。なお、相当隙間面積＝総相当隙間面積／床面積である。

図３（Ｂ）には、それら説明変数の因子に基づく回帰式を示す。

以下、上記の説明変数の因子のうち、主要な因子について、気密性能に関係する理由を説明する。

また、分電盤には、扉付の分電盤や、太陽光発電対応の分電盤、センサ分電盤、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）などに対応する情報分電盤等の複数の種類の分電盤がある。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、分電盤５２は、壁の開口部５４を介して配線され、壁内や、天井、通気口５６等を介して屋外に通じている。また、分電盤５２の種類によってその開口の大きさも異なるため、分電盤５２の種類が建物の気密性能に大きく影響する。

また、空調方式は、ルームエアコンの場合と、全館空調の場合とでダクト躯体を貫通する面積等が異なるため、空調方式の違いによっても建物の気密性能に大きく影響する。

また、断熱仕様は、例えば、床断熱と、基礎断熱とがあるが、床断熱は、図５（Ａ）に示すように、床下空間は断熱ラインの外側となり、床面で断熱する。一方、基礎断熱は、図５（Ｂ）に示すように、床下空間は断熱ラインの内側となり、基礎部分で断熱し、２重の気密ラインを有し、断熱仕様によって気密性能が大きく影響する。

また、スイッチ・コンセントは、壁に開口を設けて取り付けると共に、裏面側に気密構造を有する種類もあるため、スイッチ・コンセントの種類などによって建物の気密性能に大きく影響する。

また、畳等の床仕上げ材は、図６（Ａ）に示すように、床下と巾木６０の周りが通気すると共に、床下と床下継ぎ部のあたりから通気する。一方、図６（Ｂ）に示すように、フローリングの場合は、表面が平滑で巾木６０との隙間が生じにくく、床下継ぎ部からの通気も保たれる。すなわち、畳・テキスタイルの面積によって建物の気密性能に大きく影響する。

また、気密テープによる躯体の気密化の有無によっても建物の気密性能に大きく影響する。

本実施形態では、上述したように、入力部４２によって上記の目的変数及び説明変数を入力することにより、回帰式算出部４０が重回帰分析を行うことによって回帰式を算出する。算出した回帰式の一例は、図３（Ｂ）に示すものが得られる。図３（Ｂ）の例では、目的変数を総相当隙間面積とした例を示す。また、説明変数としては、重回帰分析を繰り返すことにより、寄与率の高い因子を決定した。図３（Ｂ）の例では、ポスト集合部５０、分電盤５２、空調方式、断熱仕様、床面積、スイッチ・コンセント、畳・テキスタイル、ＵＢ気密、及び気密テープの有無を説明変数とした場合の回帰式を示す。なお、図３（Ｂ）のＸ１～Ｘ１７は、回帰式を算出した際に導き出される定数を示す。

続いて、上述のように構成された本実施形態に係る気密性能予測装置１０で行われる具体的な処理内容について説明する。図７は、本実施形態に係る気密性能予測装置１０のパーソナルコンピュータ１２で重回帰分析プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップ１００では、ＣＰＵ１４が、重回帰分析の目的変数を入力するための予め定めた目的変数入力画面をディスプレイ２４に表示してステップ１０２へ移行する。すなわち、物件毎に測定した相当隙間面積及び総相当隙間面積を説明変数として入力するための画面がディスプレイ２４に表示される。

ステップ１０２では、ＣＰＵ１４が、入力部４２によって目的変数の入力が行われたか否かを判定する。本実施形態では、測定した物件の相当隙間面積及び総相当隙間面積が入力されたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、ＣＰＵ１４が、重回帰分析の説明変数を入力するための予め定めた説明変数入力画面をディスプレイ２４に表示してステップ１０２へ移行する。

ステップ１０６では、ＣＰＵ１４が、入力部４２によって説明変数の入力が行われたか否かを判定する。本実施形態では、測定した物件の仕様のうち気密性能に関係する予め定めた因子の入力が行われたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ１０８へ移行する。

ステップ１０８では、ＣＰＵ１４が、他の物件の測定値があるか否かを判定する。すなわち、測定した物件の全ての目的変数及び説明変数の入力が行われたか否かを判定する。具体的には、他の物件の入力する指示が入力部４２によって行われたか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１００に戻って他の物件の目的変数及び説明変数の入力を行う。一方、判定が否定された場合にはステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、ＣＰＵ１４が、入力された目的変数及び説明変数を用いて、回帰式算出部４０による重回帰分析を行って回帰式を算出してステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、ＣＰＵ１４が、記憶部４４によるＨＤＤ３０への回帰式の記憶を行って一連の処理を終了する。

次に、上述のように算出して記憶された回帰式を用いた気密性能を予測する際の具体的な処理について説明する。図８は、本実施形態に係る気密性能予測装置１０のパーソナルコンピュータ１２で気密予測プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップ２００では、ＣＰＵ１４が、予め定めた目的変数選択画面をディスプレイ２４に表示してステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、ＣＰＵ１４が、入力部４２によって目的変数の選択が行われたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０４へ移行する。本実施形態では、相当隙間面積または総相当隙間面積の何れかを選択する。

ステップ２０４では、ＣＰＵ１４が、対象の物件の仕様を入力するための予め定めた物件仕様入力画面をディスプレイ２４に表示してステップ１０２へ移行する。

ステップ２０６では、ＣＰＵ１４が、入力部４２によって対象の物件の仕様が入力されたか否かを判定する。該判定は、気密性能に関係する予め定めた因子に対応する仕様が入力されたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０８へ移行する。

ステップ２０８では、ＣＰＵ１４が、記憶部４４により記憶された回帰式のうち、選択された目的変数に対応する回帰式を読み出してステップ２１０へ移行する。

ステップ２１０では、ＣＰＵ１４が、入力された物件仕様及び読み出された回帰式に基づく、気密性能の予測を予測部４６によって行ってステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２では、ＣＰＵ１４が、気密性能の予測結果をディスプレイ２４に表示してステップ２１４へ移行する。

ステップ２１４では、ＣＰＵ１４が、予測を終了するか否か判定する。該判定は、キーボード２８等によって予測の終了が指示されたか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ２００に戻って気密性能の予測を再度行い、判定が肯定されたところで一連のしょりを終了する。

このように、本実施形態では、建物の気密性能を目的変数とし、かつ気密性能の測定時における気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数として重回帰分析を行って回帰式を算出し、算出した回帰式を用いて建物の気密性能を予測する。これにより、実測値では分からなかった構造に関する部分の気密性能への影響度を示すことが可能となる。

また、建物の気密性能の実測値と予測値との差から施工不良等を検出することも可能となる。

さらに、リフォームの際に気密性能の予測を行うことで、向上する気密性能を予測して提示することができる。

なお、総相当隙間面積を建物の気密性能として予測する場合は、相当隙間面積を予測して、床面積で除算して総相当隙間面積を予測してもよいが、相当隙間面積と同様に、重回帰分析により総相当隙間面積を予測する回帰式を算出して予測してもよい。

続いて、本実施形態に係る気密性能予測装置の変形例について説明する。図９は、変形例の気密性能予測装置の概略構成を示すブロック図である。

変形例の気密性能予測装置１１では、上記の実施形態に対して、入出力ポート２０にネットワーク３６が更に接続されている点が異なる。

ネットワーク３６には、データベース（ＤＢ）３８や、他のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３９が接続されており、ネットワーク３６に接続されたＤＢ３８やＰＣ３９と情報の授受が可能とされている。

変形例では、ＤＢ３８には、パーソナルコンピュータ１２、３９等で作成した、建物のＣＡＤ（Computer Aided Design system）情報等の建物の設計仕様情報がＤＢ３８に記憶される。また、ＤＢ３８には、例えば、上述の回帰式や、回帰式を算出する際に使用した測定値や、他の建物の設計仕様情報などの情報が記憶される。

そして、変形例では、予測部４６が、回帰式を用いて建物の気密性能を予測する際に、ＤＢ３８に記憶されたＣＡＤ情報から説明変数となる因子を抽出して、建物の気密性能（相当隙間面積または総相当隙間面積）を予測する。すなわち、変形例の予測部４６は、上記の実施形態に対してＣＡＤ情報から説明変数となる因子を抽出する抽出機能を更に有する。変形例では、ＣＡＤ情報から仕様情報を自動的に抽出するので、仕様の入力の手間を省くことが可能となる。例えば、ＣＡＤ情報のうち建物の気密性能に影響する予め定めた因子を抽出し、算出して記憶しておいた回帰式に入力して、建物の気密性能を予測する。

次に、変形例の気密性能予測装置１１で行われる具体的な処理内容について説明する。重回帰分析プログラムを実行した際に行われる処理については上記の実施形態と同様であるため説明を省略し、以下では、気密予測プログラムを実行した際に行われる処理について説明する。図１０は、変形例の気密性能予測装置１１のパーソナルコンピュータ１２で気密予測プログラムを実行した際に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、上記の実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

ステップ２０２では、ＣＰＵ１４が、入力部４２によって目的変数の選択が行われたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０３へ移行する。変形例では、上記の実施形態と同様に、相当隙間面積または総相当隙間面積の何れかを選択する。

ステップ２０３では、ＣＰＵ１４が、予測物件の指示が入力部４２により行われたか否かを判定する。該判定は、予測対象の物件を表す情報の入力等が行われたか否か、或いは、予めＤＢ３８等に記憶されているＣＡＤ情報のうち、予測する対象を選択する指示が行われたか否か等を判定する。該判定が肯定されるまで待機してステップ２０５へ移行する。

ステップ２０５では、ＣＰＵ１４が、指示された物件の設計仕様情報の要求をネットワーク３６を介してＤＢ３８に要求してステップ２０７へ移行する。

ステップ２０７では、ＣＰＵ１４が、要求した物件の設計仕様情報の受信が完了したか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０８へ移行する。

ステップ２０８では、ＣＰＵ１４が、記憶部４４により記憶された回帰式のうち、選択された目的変数に対応する回帰式を読み出してステップ２０９へ移行する。

ステップ２０９では、ＣＰＵ１４が、予測に必要な因子を物件の設計仕様情報から抽出してステップ２１１へ移行する。例えば、予測部４６が、建物の気密性能を予測するために、ＤＢ３８から受信した物件の設計仕様情報から予め定めた因子を抽出する。

ステップ２１１では、ＣＰＵ１４が、抽出した因子と読み出した回帰式とに基づく、気密性能の予測を予測部４６によって行ってステップ２１２へ移行する。

このように、変形例では、回帰式に入力する因子をＣＡＤ情報から抽出するので、因子の入力等の煩雑な作業を行う必要がなく、上記の実施形態よりも建物の気密性能の予測を容易に行うことが可能となる。

なお、変形例では、ネットワーク３６に接続されたＤＢ３８から建物の設計仕様情報を受信して予測に必要な因子を抽出する形態を説明したが、これに限るものではない。例えば、上記の実施形態のように、パーソナルコンピュータ１２のＨＤＤ３０等にＤＢ３８に記憶する情報を記憶し、ＨＤＤ３０から予測に必要な因子を抽出して建物の気密性能を予測する形態としてもよい。

また、上記の実施形態及び変形例では、建物の気密性能として、相当隙間面積及び総相当隙間面積の少なくとも一方を予測する例を説明したが、これに限るものではなく、他の建物の気密性能に関する値を予測してもよい。

また、上記の実施形態におけるパーソナルコンピュータ１２で行われる処理は、ソフトウエアの処理として説明したがハードウエアで行う処理としてもよいし、双方の組み合わせで行う処理としてもよい。また、ソフトウエアの場合には、プログラムとして記憶媒体等に記憶して流通するようにしてもよい。

また、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０、１１気密性能予測装置
１２パーソナルコンピュータ
１４ＣＰＵ
３０ＨＤＤ
４０回帰式算出部
４２入力部
４４記憶部
４６予測部

Claims

予め測定した建物の気密性能を目的変数とし、かつ前記気密性能の測定時における前記気密性能に影響する予め定めた因子を説明変数とした重回帰分析により算出した回帰式を、前記目的変数とした前記気密性能の種類毎に記憶する記憶部と、
対象の建物の設計仕様情報を取得し、取得した前記設計仕様情報から前記因子を抽出する抽出部と、
前記目的変数の選択結果を入力する入力部と、
前記抽出部によって抽出された前記因子、及び前記入力部によって入力された前記選択結果に対応する前記記憶部に記憶された前記回帰式に基づいて、対象の建物における気密性能を予測する予測部と、
を備えた気密性能予測装置。
前記因子は、分電盤の種類、空調方式、並びにスイッチ及びコンセントの種類と、断熱仕様、床面積、床仕上げ材の敷設面積、並びに、ポスト集合部、ユニットバス、及び躯体継ぎ目の気密の有無の少なくとも１つと、を含む請求項１に記載の気密性能予測装置。
前記予測部は、前記気密性能として建物の相当隙間面積及び総相当隙間面積の少なくとも一方を予測する請求項１又は請求項２に記載の気密性能予測装置。