特許 6248652 換気量測定システム及び換気量測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248652

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】換気量測定システム及び換気量測定方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/007 20060101AFI20171211BHJP

【ＦＩ】

   F24F7/007 B

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-13615(P2014-13615)

(22)【出願日】2014年1月28日

(65)【公開番号】特開2015-140962(P2015-140962A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2016年10月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼須 良三

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２６３４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００１２１８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ７／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

微小粒子状物質の室外濃度を測定する室外濃度測定手段と、
微小粒子状物質の室内濃度を測定する室内濃度測定手段と、
前記室外濃度測定手段により測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度測定手段による室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、
を有することを特徴とする換気量測定システム。

【請求項2】

前記換気量算出手段は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出することを特徴とする請求項１に記載の換気量測定システム。

【請求項3】

前記室外濃度測定手段から入力された室外濃度のデータを記憶する室外濃度記憶手段と、
前記室内濃度測定手段から入力された室内濃度のデータを記憶する室内濃度記憶手段と、
を有し、
前記変化量算出手段は前記室外濃度記憶手段に記憶された前記室外濃度のデータから前記変化量を算出し、
前記換気量算出手段は前記室内濃度記憶手段に記憶された前記室内濃度のデータから前記換気量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の換気量測定システム。

【請求項4】

微小粒子状物質の室外濃度を測定する工程と、
微小粒子状物質の室内濃度を測定する工程と、
前記測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する工程と、
前記算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する工程と、
を有することを特徴とする換気量測定方法。

【請求項5】

前記換気量を算出する工程は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の換気量測定方法。

【請求項6】

微小粒子状物質の室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の微小粒子状物質の室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、
を有することを特徴とする換気量測定装置。

【請求項7】

前記換気量算出手段は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出することを特徴とする請求項６に記載の換気量測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気量測定システム及び換気量測定方法等に関する。

【背景技術】

【0002】

住居及び事業所の環境の管理等の目的のために、室の換気量の測定が行われる。換気量の測定では、トレーサとなる気体を室内で人為的に発生させ、その気体の濃度変化を追跡する方法がとられる。例えば、日本工業規格 JIS A1406に炭酸ガスを用いた屋内換気量測定方法についての規定がある。この屋内換気量測定方法では、室内において炭酸ガスをガスボンベなどから発生させ、その後の濃度の減少を測定するか、室内の在室者の呼気を利用して炭酸ガスを発生させ、その後の濃度の増加を測定する。

【0003】

しかしながら、炭酸ガスの人為的な発生には大掛かりな機器が必要とされる。室内の在室者の呼気を利用する場合には、在室者の出入り状況及び在室者が呼出する炭酸ガスの量を考慮する必要がある。例えば日本工業規格 JIS A1406では、在室者の出入り状況を１０分間隔以内で調査することが推奨されている。更に、炭酸ガスの測定にも大掛かりな機器が必要とされる。このように、従来、換気量の測定は煩雑である。このため、換気量の測定が高頻度で行われることが望ましいにもかかわらず、その実現は容易でない。

【0004】

建物の気密度の測定結果に基づいて換気量を測定する方法もあるが、この方法にも大掛かりな機器が必要とされる。このため、この方法で頻繁に換気量を測定することも容易ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−１０３６３号公報

【特許文献2】特開２００６−１２６１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、簡便に換気量を測定することができる換気量測定システム及び換気量測定方法等を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

換気量測定システムの一態様には、微小粒子状物質の室外濃度を測定する室外濃度測定手段と、微小粒子状物質の室内濃度を測定する室内濃度測定手段と、前記室外濃度測定手段により測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度測定手段による室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、が含まれている。

【0008】

換気量測定方法の一態様では、微小粒子状物質の室外濃度を測定し、微小粒子状物質の室内濃度を測定し、前記測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出し、前記算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する。

【0009】

換気量測定装置の一態様には、微小粒子状物質の室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の微小粒子状物質の室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、が含まれている。

【発明の効果】

【0010】

上記の換気量測定システム等によれば、微小粒子状物質の室外濃度及び室内濃度を用いているため、簡便に換気量を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る換気量測定システムの構成を示す図である。

【図2】換気量測定装置の構成を示す図である。

【図3】換気量測定システムの動作を示すフローチャートである。

【図4】換気量測定システムの動作を示すフローチャートである。

【図5】微小粒子状物質の濃度の変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、実施形態に係る換気量測定システムの構成を示す図である。図２は、換気量測定装置の構成を示す図である。

【0013】

この換気量測定システムには、図１に示すように、微小粒子状物質の室外濃度を測定する室外濃度測定器１１、及び微小粒子状物質の室内濃度を測定する室内濃度測定器１２が設けられている。更に、室内濃度測定器１２が設けられた室における換気量を測定する換気量測定装置１０も設けられている。微小粒子状物質は、ＰＭ２．５とよばれることがある。

【0014】

換気量測定装置１０には、図２に示すように、室外濃度記憶部２１、室内濃度記憶部２２、変化量算出部２３、換気量算出部２４、及び換気量記憶部２５が設けられている。室外濃度記憶部２１は、室外濃度測定器１１から入力された室外濃度のデータを記憶する。室内濃度記憶部２２は、室内濃度測定器１２から入力された室内濃度のデータを記憶する。変化量算出部２３は、微小粒子状物質の室外濃度を用いて単位時間あたりの室外濃度の変化量を算出する。変化量算出部２３は、例えば、室外濃度記憶部２１に記憶された室外濃度のデータから単位時間あたりの室外濃度の変化量を算出する。換気量算出部２４は、変化量算出部２３により算出された変化量が閾値を超えている場合、この変化量が閾値以上となった時刻の前後における微小粒子状物質の室内濃度の測定結果を用いて室内濃度測定器１２が設けられた室における換気量を算出する。換気量算出部２４は、例えば、室内濃度記憶部２２に記憶された室内濃度のデータから換気量を算出する。

【0015】

次に、換気量測定システムの動作について説明する。図３は、換気量測定システムの動作、特に室外濃度及び室内濃度の収集に関する動作を示すフローチャートである。図４は、換気量測定システムの動作、特に換気量の算出に関する動作を示すフローチャートである。

【0016】

先ず、図３に示すように、ステップＳ１１において、室外濃度測定器１１が微小粒子状物質の室外濃度を測定し、室内濃度測定器１２が微小粒子状物質の室内濃度を測定する。

【0017】

次いで、ステップＳ１２において、室外濃度のデータ及び室内濃度のデータを換気量測定装置１０が受け取り、室外濃度記憶部２１が室外濃度のデータを記憶し、室内濃度記憶部２２が室内濃度のデータを記憶する。

【0018】

そして、ステップＳ１１での室外濃度及び室内濃度の測定が行われてから所定の時間Δｔが経過すると（ステップＳ１３）、再度、ステップＳ１１での室外濃度及び室内濃度の測定が行われる。

【0019】

このようにして、時間Δｔの経過毎に室外濃度のデータ及び室内濃度のデータが換気量測定装置１０に取得される。時間Δｔの値は特に限定されず、例えば１秒間以上１分間以下である。

【0020】

また、換気量測定装置１０は、図４に示すフローチャートに沿って、動作の開始から所定の時間ΔＴが経過するたびに（ステップＳ２１）、室外濃度のデータ及び室内濃度のデータを用いて換気量を算出する。

【0021】

先ず、ステップＳ２２において、変化量算出部２３が時刻「ｔ」における室外濃度の単位時間あたりの変化量を算出する（ステップＳ２３）。時刻「ｔ」の初期値は、例えばその時刻から時間ΔＴ前の時刻である。そして、算出された変化量が閾値を超えていなければ（ステップＳ２３）、時刻「ｔ」から時間Δｔ後の時刻における室外濃度の単位時間あたりの変化量を算出する（ステップＳ２８及びＳ２２）。閾値は特に限定されず、例えば５μｇ／ｍ³である。

【0022】

変化量が閾値を超えている場合（ステップＳ２３）、ステップＳ２４において、換気量算出部２４が、時刻「ｔ」における室外濃度Ｃ₀、時刻「ｔ−α」における室内濃度Ｃ_t-α、及び時刻「ｔ＋α」における室内濃度Ｃ_t+αを取得する。この例では、変化量が閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間は時刻「ｔ−α」から時刻「ｔ＋α」までの期間である。αの値は特に限定されず、例えば５分間以上６分間以下である。

【0023】

次いで、ステップＳ２５において、換気量算出部２４が室における換気量Ｑ（ｍ³／ｈ）を算出する。換気量Ｑの算出には、例えば次の式を用いることができる。この式は、Seidel式に基づいている。ここで、Ｖは室の気積（ｍ³）である。

【0024】

【数1】

【0025】

その後、ステップＳ２６において、換気量記憶部２５が、換気量Ｑ及び時刻「ｔ」を記憶する。そして、所定の範囲内にあるすべての時刻についての処理が終了していなければ（ステップＳ２７）、時刻「ｔ」から時間Δｔ後の時刻における、室外濃度の単位時間あたりの変化量を算出する（ステップＳ２８及びＳ２２）。所定の範囲は特に限定されず、例えば、時刻「ｔ」の初期値で表される時刻をｔ₀、そこから時間ΔＴ後の時刻をｔ₁としたときの時刻ｔ₀から時刻ｔ₁までの範囲である。

【0026】

このように、本実施形態では、大気中に存在する微小粒子状物質（ＰＭ２．５）がトレーサとして使用される。図５に、微小粒子状物質の濃度の変化の一例を示す。図５に示すように、微小粒子状物質の濃度は自然環境の変化に伴って常に変化している。微小粒子状物質は室外で発生し、喫煙等の意図的な行動が行われない限りは室内で発生しない。また、微小粒子状物質は、径が大きい粒子とは異なり、大気中で沈降しない。このため、室内外間での換気に伴って、室内濃度は室外濃度に付随して変化する。また、微小粒子状物質の濃度の単位時間あたりの変化量が小さい時間帯及び大きい時間帯があるが、本実施形態では、所定の閾値を超えている時刻について換気量Ｑが算出される。このため、誤差を抑制することができる。

【0027】

このような本実施形態によれば、従来の方法と比較して、人為的にトレーサガスを発生させる必要がなく、そのための手間及び装置を排除することができる。また、炭酸ガスを用いる従来の方法では、測定者等の在室者の呼気の影響を受けるが、そのような影響も排除することができる。更に、閾値にもよるが、単位時間あたりの変化量は頻繁に５μｇ／ｍ³を超えるため、換気量の日変動及び季節変動に関する測定データを蓄積することも可能となる。

【0028】

室外濃度測定器１１及び室内濃度測定器１２としては、例えば、微小粒子状物質による散乱光を検出して微小粒子状物質の濃度を測定する測定器を用いることができる。この測定器は、１秒〜１分程度の短い時間間隔での測定に適している。

【0029】

図１では、換気量測定装置１０が室内にあるが、換気量測定装置１０が設けられる場所は限定されない。例えば、屋外に設けられてもよく、室内濃度測定器１２が設けられた室とは異なる室に設けられてもよい。また、換気量測定装置１０と室外濃度測定器１１及び室内濃度測定器１２との間のデータの伝送は、有線で行われてもよく、無線で行われてもよい。換気量測定装置１０は、例えば自動的、かつ即時に室外濃度のデータ及び室内濃度のデータを収集することができる。また、換気量測定装置１０はこれらデータを自動的に処理し、換気量Ｑを継続的に算出することができる。

【0030】

換気量測定装置１０に接続される室外濃度測定器１１及び室内濃度測定器１２の数は限定されない。例えば、室内の空気の均質性を重視したい場合、特定の場所に注目した場合等には、室内に複数の室内濃度測定器１２が設けられることが好ましい。

【0031】

室内及び室外の例は建物の内側及び外側、つまり屋内及び屋外である。室内及び室外の他の例は美術館の展示ケースの内側及び外側である。微小粒子状物質は通常の中性能フィルター程度では除去されないので、このような展示ケースの内外間の換気量を測定することも可能である。

【0032】

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0033】

（付記１）
微小粒子状物質の室外濃度を測定する室外濃度測定手段と、
微小粒子状物質の室内濃度を測定する室内濃度測定手段と、
前記室外濃度測定手段により測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度測定手段による室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、
を有することを特徴とする換気量測定システム。

【0034】

（付記２）
前記換気量算出手段は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出することを特徴とする付記１に記載の換気量測定システム。

【0035】

（付記３）
前記室外濃度測定手段から入力された室外濃度のデータを記憶する室外濃度記憶手段と、
前記室内濃度測定手段から入力された室内濃度のデータを記憶する室内濃度記憶手段と、
を有し、
前記変化量算出手段は前記室外濃度記憶手段に記憶された前記室外濃度のデータから前記変化量を算出し、
前記換気量算出手段は前記室内濃度記憶手段に記憶された前記室内濃度のデータから前記換気量を算出することを特徴とする付記１又は２に記載の換気量測定システム。

【0036】

（付記４）
前記室外濃度測定手段は、微小粒子状物質からの散乱光を検出して前記室外濃度を測定し、
前記室内濃度測定手段は、微小粒子状物質からの散乱光を検出して前記室内濃度を測定することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の換気量測定システム。

【0037】

（付記５）
前記室外濃度測定手段及び前記室内濃度測定手段は、１秒間以上１分間以下の間隔で、それぞれ前記室外濃度、前記室内濃度を測定することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の換気量測定システム。

【0038】

（付記６）
微小粒子状物質の室外濃度を測定する工程と、
微小粒子状物質の室内濃度を測定する工程と、
前記測定された室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する工程と、
前記算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する工程と、
を有することを特徴とする換気量測定方法。

【0039】

（付記７）
前記換気量を算出する工程は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する工程を有することを特徴とする付記６に記載の換気量測定方法。

【0040】

（付記８）
前記室外濃度及び前記室内濃度を１秒間以上１分間以下の間隔で測定することを特徴とする付記６又は７に記載の換気量測定方法。

【0041】

（付記９）
微小粒子状物質の室外濃度を用いて単位時間あたりの前記室外濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段により算出された変化量が閾値を超えている場合に、前記変化量が前記閾値を超えた時刻を基準とする所定の期間内の微小粒子状物質の室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出する換気量算出手段と、
を有することを特徴とする換気量測定装置。

【0042】

（付記１０）
前記換気量算出手段は、前記変化量が前記閾値を超えた時刻の前後における前記室内濃度の測定結果を用いて前記室における換気量を算出することを特徴とする付記９に記載の換気量測定装置。

【0043】

（付記１１）
前記室外濃度を測定する室外濃度測定手段から入力された室外濃度のデータを記憶する室外濃度記憶手段と、
前記室内濃度を測定する室内濃度測定手段から入力された室内濃度のデータを記憶する室内濃度記憶手段と、
を有し、
前記変化量算出手段は前記室外濃度記憶手段に記憶された前記室外濃度のデータから前記変化量を算出し、
前記換気量算出手段は前記室内濃度記憶手段に記憶された前記室内濃度のデータから前記換気量を算出することを特徴とする付記９又は１０に記載の換気量測定装置。

【符号の説明】

【0044】

１０：換気量測定装置
１１：室外濃度測定器
１２：室内濃度測定器
２１：室外濃度記憶部
２２：室内濃度記憶部
２３：変化量算出部
２４：換気量測定部
２５：換気量記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】