特許 6572759 熱負荷計算装置、方法及びプログラム

(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】6572759

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】熱負荷計算装置、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/64 20180101AFI20190902BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/64

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-235655(P2015-235655)

(22)【出願日】2015年12月2日

(65)【公開番号】特開2017-101880(P2017-101880A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2018年11月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】相賀 洋

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２３３４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８２９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１４６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 郡 公子，外１名，“ダブルスキン，エアフローウィンドウの熱性能式の提案”，日本建築学会環境系論文集，日本，２０１２年１２月，第77巻，第682号，p.997-1002

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／００−１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

窓を有する建物の熱負荷を計算する熱負荷計算装置であって、
前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する熱負荷計算部と、
前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータを抽出パラメータとして抽出するパラメータ抽出部と、
前記パラメータ抽出部により抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出部と
を備え、
前記熱負荷計算部は、前記代替算出部によって算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する
ことを特徴とする熱負荷計算装置。

【請求項2】

前記第２中間値を前記抽出パラメータに対応付けて格納するデータファイルを作成又は更新するファイル編集部を更に備え、
前記熱負荷計算部は、前記ファイル編集部により作成又は更新された前記データファイルを読み出し可能である場合、入力された前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱負荷計算装置。

【請求項3】

前記代替算出部は、作成された前記データファイルを読み出して得た前記抽出パラメータを用いて前記第２中間値を算出し、
前記ファイル編集部は、前記代替算出部により算出された前記第２中間値を、前記抽出パラメータに対応付けて追加又は上書きすることで前記データファイルを更新する
ことを特徴とする請求項２に記載の熱負荷計算装置。

【請求項4】

前記ファイル編集部は、前記熱負荷計算部による１回目の計算処理の際に前記データファイルを作成すると共に、前記熱負荷計算部による２回目の計算処理に供される前記データファイルを更新することを特徴とする請求項３に記載の熱負荷計算装置。

【請求項5】

前記熱負荷計算部は、前記１回目の計算処理及び前記２回目の計算処理にて、同じ変数順に従う多重ループ構造により前記熱負荷を計算し、
前記ファイル編集部は、抽出した順に前記抽出パラメータを配列する前記データファイルを作成又は更新する
ことを特徴とする請求項４に記載の熱負荷計算装置。

【請求項6】

前記特殊窓は、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、及びプッシュプルウィンドウのうち少なくとも１種類の窓であり、
前記第１の算出手法は、熱貫流率及び遮蔽係数が時間に関して不変値であるとして前記第１中間値を算出する手法であり、
前記第２の算出手法は、熱貫流率又は遮蔽係数が時間に関して可変値であるとして前記第２中間値を算出する手法である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱負荷計算装置。

【請求項7】

前記第１中間値及び前記第２中間値は、熱取得の対流成分、熱取得の放射成分、及び除去熱量重み係数の補正量であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱負荷計算装置。

【請求項8】

窓を有する建物の熱負荷を計算する熱負荷計算方法であって、
前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得する取得ステップと、
取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する計算ステップと、
前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータである抽出パラメータを抽出する抽出ステップと、
抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出ステップと
を少なくとも１台のコンピュータに実行させ、
前記計算ステップでは、前記代替算出ステップにて算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する
ことを特徴とする熱負荷計算方法。

【請求項9】

窓を有する建物の熱負荷を計算する熱負荷計算プログラムであって、
前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得する取得ステップと、
取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する計算ステップと、
前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータである抽出パラメータを抽出する抽出ステップと、
抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出ステップと
を少なくとも１台のコンピュータに実行させ、
前記計算ステップでは、前記代替算出ステップにて算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する
ことを特徴とする熱負荷計算プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、窓を有する建物の熱負荷を計算する熱負荷計算装置、方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、建物内の空調設備によるエネルギー消費量を評価するために、建物の熱負荷を計算するプログラムが提案されている。日本国内では、動的熱負荷計算・空調システム計算プログラムとして「ＨＡＳＰ／ＡＣＬＤ／８５０１」、「ＨＡＳＰ／ＡＣＳＳ／８５０２」又は「ＮｅｗＨＡＳＰ／ＡＣＬＤ」（以下、単に「ＨＡＳＰシリーズ」ともいう）が標準的に使用されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】「一般社団法人建築設備技術者協会」（２０１５年１１月１３日インターネット検索）＜ＵＲＬ；http://www.jabmee.or.jp/hasp/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近時、ファザードエンジニアリングの進歩、或いは窓ガラスの各性能の向上に伴い、多様性に富んだ窓システムが開発されつつある。ところが、ＨＡＳＰシリーズが採用する計算手法は、以前から知られている窓の種類のみを想定しており、新しく提案された特殊な種類の窓（以下、「特殊窓」ともいう）への適用が難しい場合もある。つまり、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓では、熱取得の算出精度が相対的に低下するので、建物全体における熱負荷の計算に少なからず誤差を生じさせる問題がある。

【0005】

この問題の解決策として、例えば、様々な特殊窓に対応可能となるように計算モジュールを改変することが考えられる。しかしながら、この場合、窓の種類に応じた改変が必要になると共に、既存の種類を含めた計算処理の検証作業が必要となる。また、計算環境の保存性或いは計算結果の整合性を考慮すると、従来から多くの計算実績がある計算モジュールをそのまま使用したいという要望もある。

【0006】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、現存する計算環境を最大限に流用しつつも、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓を有する建物の熱負荷を精度よく計算可能な熱負荷計算装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る「熱負荷計算装置」は、窓を有する建物の熱負荷を計算する装置であって、前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する熱負荷計算部と、前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータを抽出パラメータとして抽出するパラメータ抽出部と、前記パラメータ抽出部により抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出部を備え、前記熱負荷計算部は、前記代替算出部によって算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する。

【0008】

このように、特殊窓に関する抽出パラメータを用いて、第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出部と、この第２中間値が入力された場合、第１の算出手法による第１中間値の代わりに第２中間値を用いて熱負荷を計算する熱負荷計算部を設けたので、計算結果としての熱負荷を出力する計算機能を実質的に変更することなく、第２の算出手法を取り込んだ熱負荷の計算が実行可能となる。これにより、現存する計算環境を最大限に流用しつつも、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓の熱負荷を精度よく計算できる。

【0009】

また、前記第２中間値を前記抽出パラメータに対応付けて格納するデータファイルを作成又は更新するファイル編集部を更に備え、前記熱負荷計算部は、前記ファイル編集部により作成又は更新された前記データファイルを読み出し可能である場合、入力された前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算することができる。データファイルを介して第２中間値を入出力可能に構成することで、２種類の計算系統における独立性が高くなり、ソフトウェアの設計自由度が向上する。

【0010】

また、前記代替算出部は、作成された前記データファイルを読み出して得た前記抽出パラメータを用いて前記第２中間値を算出し、前記ファイル編集部は、前記代替算出部により算出された前記第２中間値を、前記抽出パラメータに対応付けて追加又は上書きすることで前記データファイルを更新することができる。これにより、データファイルの書式を統一化可能となり、データの取扱性が向上する。

【0011】

また、前記ファイル編集部は、前記熱負荷計算部による１回目の計算処理の際に前記データファイルを作成すると共に、前記熱負荷計算部による２回目の計算処理に供される前記データファイルを更新することができる。これにより、２回分の計算処理を続けて実行することで、所望の計算結果が得られる。

【0012】

また、前記熱負荷計算部は、前記１回目の計算処理及び前記２回目の計算処理にて、同じ変数順に従う多重ループ構造により前記熱負荷を計算し、前記ファイル編集部は、抽出した順に前記抽出パラメータを配列する前記データファイルを作成又は更新することができる。抽出パラメータ及び第２中間値に対して検索情報を付与することなく、データファイルを先頭から順次読み出すことで、ループ変数と第２中間値の間にて適切な対応付けがなされる。

【0013】

また、前記特殊窓は、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、及びプッシュプルウィンドウのうち少なくとも１種類の窓であり、前記第１の算出手法は、熱貫流率及び遮蔽係数が時間に関して不変値であるとして前記第１中間値を算出する手法であり、前記第２の算出手法は、熱貫流率又は遮蔽係数が時間に関して可変値であるとして前記第２中間値を算出する手法である。上記した特殊窓では熱貫流率又は遮蔽係数の時間変動が起こり易い傾向を考慮することで、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、又はプッシュプルウィンドウを含む建物の熱負荷の計算精度が高くなる。

【0014】

また、前記第１中間値及び前記第２中間値は、熱取得の対流成分、熱取得の放射成分、及び除去熱量重み係数の補正量である。熱負荷の計算結果に影響を与える上記の各値を代替することで、熱負荷の計算精度が高くなる。

【0015】

本発明に係る「熱負荷計算方法」は、窓を有する建物の熱負荷を計算する方法であって、前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得する取得ステップと、取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する計算ステップと、前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータを抽出パラメータとして抽出する抽出ステップと、抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出ステップを少なくとも１台のコンピュータに実行させ、前記計算ステップでは、前記代替算出ステップにて算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する。

【0016】

本発明に係る「熱負荷計算プログラム」は、窓を有する建物の熱負荷を計算するプログラムであって、前記熱負荷の計算処理に供される前記窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群を取得する取得ステップと、取得された前記パラメータ群のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値を算出すると共に、前記パラメータ群のうちの少なくとも一部及び前記第１中間値を用いて前記熱負荷を計算する計算ステップと、前記パラメータ群の中から特殊窓に関する前記計算パラメータを抽出パラメータとして抽出する抽出ステップと、抽出された前記抽出パラメータを用いて、前記第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値を算出する代替算出ステップを少なくとも１台のコンピュータに実行させ、前記計算ステップでは、前記代替算出ステップにて算出した前記第２中間値が入力された場合、前記第１中間値の代わりに前記第２中間値を用いて前記熱負荷を計算する。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る熱負荷計算装置、方法及びプログラムによれば、現存する計算環境を最大限に流用しつつも、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓を有する建物の熱負荷を精度よく計算できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この実施形態に係る熱負荷計算装置の電気的なブロック図である。

【図2】この実施形態に係る熱負荷計算方法の概念図である。

【図3】図１に示す熱負荷計算装置の動作説明に供される第１のフローチャートである。

【図4】パラメータ群の一部におけるデータ構造を示す模式図である。

【図5】１回目の計算処理におけるデータ流れを示す図である。

【図6】図１に示す熱負荷計算装置の動作説明に供される第２のフローチャートである。

【図7】ダブルスキンにおける計算パラメータを例示する説明図である。

【図8】中間ファイルのデータ領域における書き込み過程を示す遷移図である。

【図9】２回目の計算処理におけるデータ流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る熱負荷計算装置について、熱負荷計算方法及び熱負荷計算プログラムとの関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

【0020】

［熱負荷計算装置１０の電気的なブロック図］
図１は、この実施形態に係る熱負荷計算装置１０の電気的なブロック図である。熱負荷計算装置１０は、建物の熱負荷を計算するコンピュータであり、具体的には、制御部１２と、通信Ｉ／Ｆ１４と、入力部１６と、出力部１８と、記憶部２０とを含んで構成される。

【0021】

通信Ｉ／Ｆ１４は、外部装置に対して電気信号を送受信するインターフェースである。これにより、熱負荷計算装置１０は、後述する気象データＤ１を外部装置から受信可能であり、後述する結果ファイル４０を外部装置に向けて送信可能である。

【0022】

入力部１６は、マウス、キーボード、タッチパネル又はマイクロフォンを含んで構成される。出力部１８は、ディスプレイ又はスピーカを含んで構成される。入力部１６による入力機能及び出力部１８による出力機能を組み合わせることで、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を構築可能である。

【0023】

記憶部２０は、制御部１２が各構成要素を制御するのに必要なプログラム及びデータを記憶している。記憶部２０は、非一過性であり、かつ、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体で構成されている。ここで、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。

【0024】

制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）のプロセッサによって構成されている。制御部１２は、記憶部２０に格納されたプログラムを読み出し実行することで、パラメータ取得部２２、ファイル編集部２４、計算処理部２６（パラメータ抽出部２８・熱負荷計算部３０を含む）、及び代替算出部３２の各機能を実現可能である。

【0025】

ところで、記憶部２０には、熱負荷の計算処理に供される「窓毎の計算パラメータ」を含むパラメータ群３４、計算処理の中間ファイルである第１中間ファイル３６及び第２中間ファイル３８、並びに熱負荷の計算結果を示す結果ファイル４０がそれぞれ格納されている。このパラメータ群３４には、具体的には、気象データＤ１、形状データＤ２、及び詳細データＤ３が含まれる。

【0026】

［熱負荷計算方法の概要］
図２は、この実施形態に係る熱負荷計算方法の概念図である。本図から理解されるように、当該計算方法は、［１］図１に示す計算処理部２６に相当する「ＮｅｗＨＡＳＰ」（ここでは「１次計算系」という）及び［２］図１に示す代替算出部３２に相当する「特殊窓シミュレーション」（ここでは「２次計算系」という）により実行される。

【0027】

１次計算系及び２次計算系はそれぞれ、任意の構成からなるソフトウェアである。一例として、１次計算系は、オペレーティングシステム（ＯＳ）上にて単体で実行可能なアプリケーションである。また、２次計算系は、１次計算系とは異なるアプリケーション（具体的には、表計算ソフト）が搭載するマクロ機能又はアドイン機能である。

【0028】

１次計算系は、ＨＡＳＰ型気象データを含むパラメータ群を入力した後、第１の算出手法を用いて、建物の外皮を構成する各部位（例えば、外壁、窓、天井又は床）の熱取得を算出する。その後、１次計算系は、各部位の熱取得を用いて建物における年間時刻別の熱負荷を計算し、得られた計算結果をデータファイルとして出力する。ここで、窓の種類は、以前から知られている窓の種類である「通常窓」と、通常窓とは区別される種類である「特殊窓」とに大別される。

【0029】

第１の算出手法が主に通常窓を想定した手法である場合、この手法を特殊窓に対して適用するのが好ましくないことがある。なぜならば、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓では、熱取得の算出精度が相対的に低下する可能性があり、建物全体における熱負荷の計算に少なからず誤差を生じさせる問題があるためである。

【0030】

そこで、特殊窓の熱取得に関して、１次計算系よりも算出精度が相対的に高い２次計算系に計算させる点に留意する。２次計算系は、窓ガラスの入射角特性（詳細データＤ３；図１）を含む各種パラメータを入力した後、第２の算出手法を用いて、建物の外皮を構成する各部位の熱取得を算出する。例えば、［１］室温が一定（基準温度）における熱取得の対流成分（以下、「対流熱取得」ともいう）、［２］室温が一定（基準温度）における熱取得の放射成分（以下、「放射熱取得」ともいう）、［３］室温変位に対する除去熱量重み付け係数（或いは単に「除去熱量重み付け係数」）の第１項を補正する量（以下、「ＷＦ補正量」ともいう）が算出される。

【0031】

第１計算系及び第２計算系は、特定のデータファイル（中間ファイル）を介して、必要な計算パラメータ及び計算値を相互に受け渡す。例えば、１次計算系による１回目の計算処理を経て、参照値領域にデータが書き込まれた中間ファイル（第１中間ファイル３６；図１）が作成される。その後、２次計算系による計算処理を経て、更新値領域にデータが上書きされた中間ファイル（第２中間ファイル３８；図１）が作成される。

【0032】

更新値領域には、２次計算系による計算結果、例えば、対流熱取得、放射熱取得又はＷＦ補正量が格納される。また、参照値領域には、熱取得の計算に必要な計算パラメータ、例えば、［１］年月日時を含む時間情報、［２］外気温度・日射量・夜間放射量を含むデータ（気象データＤ１）、［３］窓面積・形態係数を含むデータ（形状データＤ２）、［４］熱貫流率・遮蔽係数を含む物理特性値、が格納される。

【0033】

１次計算系は、２回目の計算処理の際、１回目の場合と同じパラメータ群の他、更新値領域及び参照値領域にデータが格納された中間ファイルを更に入力した後、第１の算出手法を用いて、建物の外皮を構成する各部位の熱取得を算出する。その後、１次計算系は、各部位の熱取得を用いて建物における年間時刻別の熱負荷を計算し、得られた計算結果をデータファイル（図１の結果ファイル４０）として出力する。

【0034】

［熱負荷計算装置１０の動作］
続いて、熱負荷計算装置１０の動作について、図３及び図６のフローチャートを主に参照しながら説明する。具体的には、第１のフローチャート（図３）は計算処理部２６の動作を中心に示すと共に、第２のフローチャート（図６）は代替算出部３２の動作を中心に示す。

【0035】

＜１回目の計算処理＞
図３のステップＳ１において、パラメータ取得部２２は、窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群３４を取得する。この取得に先立ち、熱負荷計算装置１０は、入力部１６を介したユーザの指示操作に応じて、１回目の計算処理を開始する。そうすると、パラメータ取得部２２は、記憶部２０に格納されたパラメータ群３４、例えば、気象データＤ１及び形状データＤ２を読み出して取得する。

【0036】

図４は、パラメータ群３４の一部（より詳細には、窓に関する形状データＤ２）におけるデータ構造を示す模式図である。本図例では、パラメータ群３４は、先頭から順に、窓種グループ、品種番号、及びブラインド番号を含んで構成される。この窓種グループの文字列「ＷＮＤＷ」は「窓」の属性、「ＳＮＧＬ」は「単板ガラス」の属性、「ＴＲＡＮ」は「置換対象」の属性をそれぞれ示す。

【0037】

なお、「置換対象」は、上記した通常窓（単板ガラスを含む）以外の窓、すなわち「特殊窓」の属性を示す。この特殊窓は、例えば、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、及びプッシュプルウィンドウのうち少なくとも１種類の窓である。熱負荷の計算対象である建物が特殊窓を有する場合、作業者は、各特殊窓に対応する計算パラメータの一部、具体的には「窓種グループ」の内容を「ＴＲＡＮ」に書き換えておく。

【0038】

ステップＳ２において、計算処理部２６は、特定のデータファイル（具体的には、第２中間ファイル３８）を読み出し可能であるか否かを判定する。具体的には、計算処理部２６は、予め指定されたフォルダにアクセスし、第２中間ファイル３８の読み出し動作を試みる。通常、１回目の計算処理の際、第２中間ファイル３８が未だ作成されていない。この場合、読出不可であるとして（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３をスキップする。

【0039】

ステップＳ４において、熱負荷計算部３０は、多重ループ構造による熱負荷の計算を実行する。ここで「多重ループ構造」とは、複数の変数を伴うループ構造を意味し、具体的には、ループの外側から順に、［１］日付、［２］スペース（部屋）の識別番号、［３］時刻、及び［４］窓の識別番号、の４つの変数（ループ変数５２）が用いられる。

【0040】

図５は、１回目の計算処理におけるデータ流れを示す模式図である。計算処理部２６（図１）は、ステップＳ１で取得されたパラメータ群３４の中から、現在のループ変数５２に紐付けられた計算パラメータ（以下、元のパラメータ５０ａ）を選択する。

【0041】

ステップＳ４１において、パラメータ抽出部２８は、元のパラメータ５０ａの内容を解析し、特殊窓に関する計算パラメータのみを抽出する。具体的には、パラメータ抽出部２８は、「窓種グループ」の内容に「ＴＲＡＮ」が含まれない場合、元のパラメータ５０ａを書き換えることなくそのまま出力する。一方、パラメータ抽出部２８は、「ＴＲＡＮ」が含まれる場合、「窓種グループ」の内容を「ＴＲＡＮ」から「ＳＮＧＬ」に変更した上で、置換パラメータ５０ｂとして出力する。これと併せて、パラメータ抽出部２８は、置換パラメータ５０ｂの一部、ここでは特殊窓に関する計算パラメータ（以下、抽出パラメータ５４）を抽出する。

【0042】

ステップＳ４２において、熱負荷計算部３０に含まれる計算モジュールＭは、パラメータ群３４のうちの一部（元のパラメータ５０ａ又は置換パラメータ５０ｂ）を用いて第１中間値５６を算出する。この計算モジュールＭは、熱貫流率又は遮蔽係数が時間に関して不変値であるとして、第１中間値５６を算出する「第１の算出手法」を実行可能に構成される。

【0043】

熱負荷計算部３０は、１回目の計算処理において、計算モジュールＭにより算出された第１中間値５６を含む第１結果データ５０ｃを、中間的な計算結果として出力する。ここで、第１中間値５６は、熱取得の対流成分、熱取得の放射成分、及び除去熱量重み係数の補正量である。

【0044】

計算処理部２６は、パラメータ抽出部２８による抽出処理が実行される度に、ループ変数５２、抽出パラメータ５４及び第１中間値５６を所定の順序に従って結合することで、時間毎・特殊窓毎の結合データ５８を得る。その後、結合データ５８は、所定のデータ領域６０内に順次格納される。このデータ領域６０は、代替算出部３２により参照可能なデータ値（以下、参照値）を格納する参照値領域６２と、代替算出部３２により更新可能なデータ値（以下、更新値）を格納する更新値領域６４から構成される。

【0045】

データ領域６０の全体を示す矩形のうち、ダブルハッチングが付された領域は、データ値が初期値から更新された格納済み領域６６に相当する。一方、塗り潰しがない残余の領域は、データ値が初期値から更新されていない領域に相当する。本図から理解されるように、直近に得られた結合データ５８は、参照値領域６２内の破線で囲む帯状領域である、書き込み領域６８に格納される。

【0046】

ステップＳ４３において、熱負荷計算部３０は、ステップＳ４２で算出された第１中間値５６を用いて年間時刻別の熱負荷を計算する。ここでは、「特殊窓」を「単板ガラス」に置換した上で熱取得を計算したので、所望の計算結果とは異なる点に留意する。

【0047】

ステップＳ５において、ファイル編集部２４は、ステップＳ４での一連の計算にて得られた中間値及び計算値を格納したデータファイルを作成する。１回目の計算処理では、ファイル編集部２４は、データ領域６０内に格納された参照値を順次書き出すことで、第１中間ファイル３６を新たに作成する。

【0048】

そして、制御部１２は、作成された第１中間ファイル３６を記憶部２０に格納させると共に、ステップＳ２にて指定された同一のフォルダ内に所定のファイル名で保存する。この第１中間ファイル３６は、テキスト形式、ＣＳＶ（Comma-Separated Values）形式、ＸＭＬ（eXtensible Markup Language）形式を含む任意の書式であってもよい。

【0049】

以上のように、計算処理部２６による１回目の計算処理を終了する。この計算処理を経ることで、熱負荷の最終的な計算結果に代わって、第１中間ファイル３６が得られる。そして、計算処理部２６による２回目の計算処理に先立ち、代替算出部３２による代替算出処理を開始する。

【0050】

＜第２中間値８６の代替算出＞
図６のステップＳ６において、制御部１２は、代替算出部３２の機能を実現するための表計算ソフトウェアを起動する。その後、熱負荷計算装置１０は、入力部１６を介したユーザの指示操作に応じて、第２中間値８６の代替計算処理を開始する。

【0051】

ステップＳ７において、代替算出部３２は、ステップＳ５で作成された第１中間ファイル３６を記憶部２０から読み出して入力する。これにより、代替算出部３２は、代替算出処理に必要なデータの一部である結合データ５８の集合体を取得可能となる。なお、第１中間ファイル３６を格納するフォルダ名及びファイル名を予め固定することで、データファイルの移動作業及びリネーム作業が不要になる。

【0052】

ステップＳ８において、代替算出部３２は、ステップＳ７にて入力された結合データ５８、及び他の計算パラメータを用いて、第２の算出手法により第２中間値８６を算出する。ここで、第２中間値８６は、第１中間値５６（図５）と同じ種類の計算値であり、熱取得の対流成分、熱取得の放射成分、及び除去熱量重み係数の補正量である。通常、結合データ５８のうち、ループ変数５２及び抽出パラメータ５４のみが使用されるが、第１中間値５６を併せて使用してもよい。

【0053】

なお、「第２の算出手法」とは、第１の算出手法とは異なり、熱貫流率又は遮蔽係数が時間に関して可変値であるとして、第２中間値８６を算出する手法である。この算出に先立ち、代替算出部３２は、代替算出処理に必要なデータ、具体的には、記憶部２０に格納された詳細データＤ３を読み出して入力する。

【0054】

図７は、ダブルスキンにおける計算パラメータを例示する説明図である。より詳細には、図７（ａ）はブラインドにおける透過率及び吸収率の入射角特性であり、図７（ｂ）は総合吸収率及び総合透過率の導出モデルを示す図である。なお、ダブルスキンとは、二重のガラス窓の内部にブラインドを設置した窓である。

【0055】

図７（ａ）に示すグラフの横軸は見掛けの太陽高度（余弦値）であり、縦軸はブラインドの透過率（破線）又は吸収率（実線）である。ここで、「見掛けの太陽高度」とは、スラット（ブラインドの羽根）の角度を考慮した太陽高度である。この場合、詳細データＤ３は、入射角特性の近似関数を特定するための係数であってもよいし、入射角特性を示すテーブルデータであってもよい。

【0056】

図７（ｂ）に示すように、外側ガラス板（左側）における透過率をτ１、吸収率をα１、反射率をρ１とする。ブラインド（中央）における透過率をτ２、吸収率をα２、反射率をρ２とする。内側ガラス板（右側）における透過率をτ３、吸収率をα３、反射率をρ３とする。この場合、光学的考察により、総合透過率Ｔ、外側ガラス板の総合吸収率Ａ１、ブラインドの総合吸収率Ａ２、及び、内側ガラスの総合吸収率Ａ３をそれぞれ求めることができる。この場合、詳細データＤ３は、各透過率τ１〜τ３及び各吸収率α１〜α３である。

【0057】

このように、代替算出部３２は、特殊窓の種類に適した計算パラメータを用いて、計算精度が相対的に高い第２中間値８６を算出する（ステップＳ８）。なお、代替算出部３２及び計算処理部２６はそれぞれ、同一のコンピュータ上で実行可能であるが、別々のコンピュータ上で実行可能であってもよい。

【0058】

ステップＳ９において、ファイル編集部２４は、ステップＳ８での計算により得られた計算値を格納したデータファイルを作成する。ここでは、ファイル編集部２４は、第１中間ファイル３６を残しながら別のデータファイル（第２中間ファイル３８）を新たに作成するが、これに代わって第１中間ファイル３６を上書き保存してもよい。

【0059】

図８は、中間ファイルのデータ領域６０における書き込み過程を示す遷移図である。より詳細には、図８（ａ）は第１中間ファイル３６に対応するデータ領域６０の書き込み状態を示し、図８（ｂ）は第２中間ファイル３８に対応するデータ領域６０の書き込み状態を示す。データ領域６０の全体を示す矩形のうち、ハッチングが付された領域は、データ値が初期値から更新された領域に相当する。一方、ハッチングが付されていない領域は、データ値が初期値から更新されていない領域に相当する。

【0060】

図８（ａ）に示すように、参照値領域６２には結合データ５８の列（つまり、結合データ列８０）が格納される一方、更新値領域６４にはデータ値が未だ格納されていない。その後、ステップＳ８の代替算出が実行された後、図８（ａ）から図８（ｂ）に遷移する。

【0061】

図８（ｂ）に示すように、更新値領域６４には、第２中間値８６の列（つまり、第２中間値データ列８２）が格納される。ここで、第２中間値８６はそれぞれ、当該第２中間値８６の算出に供される抽出パラメータ５４に対応付けて格納されている点に留意する。

【0062】

このように、ファイル編集部２４は、熱負荷計算部３０による１回目の計算処理の際に第１中間ファイル３６を作成すると共に、熱負荷計算部３０による２回目の計算処理に供される第１中間ファイル３６を更新してもよい。これにより、２回分の計算処理を続けて実行することで、所望の計算結果が得られる。

【0063】

また、代替算出部３２は、第１中間ファイル３６を読み出して得た抽出パラメータ５４を用いて第２中間値８６を算出すると共に、ファイル編集部２４は、この第２中間値８６を抽出パラメータ５４に対応付けて追加又は上書きすることで第１中間ファイル３６を更新してもよい。これにより、第１中間ファイル３６及び第２中間ファイル３８の書式を統一化可能となり、データの取扱性が向上する。

【0064】

以上のように、代替算出部３２による代替算出処理を終了する。この算出処理を経ることで、２回目の計算処理に供される第２中間ファイル３８が得られる。そして、計算処理部２６による２回目の計算処理を開始する。

【0065】

＜２回目の計算処理＞
図３のステップＳ１において、パラメータ取得部２２は、窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群３４を取得する。ここでは、１回目の計算処理に使用されたパラメータ群３４を再び取得する点に留意する。

【0066】

ステップＳ２において、計算処理部２６は、特定のデータファイル（具体的には、第２中間ファイル３８）を読み出し可能であるか否かを判定する。通常、２回目の計算処理を実行する前に、第２中間ファイル３８が既に作成されている。この場合、読出可能であるとして（ステップＳ２：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ３）に進む。

【0067】

ステップＳ３において、計算処理部２６は、第２中間ファイル３８を読み出した後、第２中間値８６を入力する。具体的には、参照値領域６２内には結合データ列８０が、更新値領域６４内には第２中間値データ列８２がそれぞれ格納される。その後、熱負荷計算部３０は、データ領域６０内に格納された値を適時に読み出して熱負荷を計算する。

【0068】

このように、ファイル編集部２４は、第２中間値８６を抽出パラメータ５４に対応付けて格納する第２中間ファイル３８を作成又は更新すると共に、熱負荷計算部３０は、この第２中間ファイル３８を読み出し可能である場合、入力された第２中間値８６を用いて熱負荷を計算してもよい。第２中間ファイル３８を介して第２中間値８６を入出力可能に構成することで、２種類の計算系統における独立性が高くなり、ソフトウェアの設計自由度が向上する。

【0069】

ステップＳ４において、熱負荷計算部３０は、多重ループ構造による熱負荷の計算を実行する。１回目の計算処理と同様に、ループの外側から順に、［１］日付、［２］スペース（部屋）の識別番号、［３］時刻、及び［４］窓の識別番号、の４つの変数が用いられる。

【0070】

図９は、２回目の計算処理におけるデータ流れを示す模式図である。計算処理部２６（図１）は、ステップＳ１で取得されたパラメータ群３４の中から、現在のループ変数に紐付けられた元のパラメータ５０ａを選択する。

【0071】

ステップＳ４１において、パラメータ抽出部２８は、元のパラメータ５０ａの内容を解析し、特殊窓に関する計算パラメータのみを抽出する。具体的には、パラメータ抽出部２８は、「窓種グループ」の内容に「ＴＲＡＮ」が含まれない場合、元のパラメータ５０ａをそのまま出力する。一方、パラメータ抽出部２８は、「ＴＲＡＮ」が含まれる場合、データ領域６０における読み出し領域８４から第２中間値８６を読み出した後、元のパラメータ５０ａをそのまま出力する。ここで、読み出し領域８４は、データ領域６０内のうち未だ読み出されていない最も先頭側の領域である。

【0072】

ステップＳ４２において、熱負荷計算部３０は、計算モジュールＭによる算出結果（つまり、第１中間値５６）が、以降のステップＳ４３での計算結果に反映されないための動作を行う。例えば、計算モジュールＭの実行を中止すると共に、第１中間値５６が格納されるアドレスに第２中間値８６を書き込んでもよい。また、１回目の計算処理と同様に、計算モジュールＭを実行した後、第１中間値５６が実際に格納されたアドレスに第２中間値８６を上書きしてもよい。

【0073】

ステップＳ４３において、熱負荷計算部３０は、元のパラメータ５０ａ及び第２中間値８６を用いて、年間時刻別の熱負荷を計算する。２回目の計算処理において、熱負荷計算部３０は、最終的な計算結果としての第２結果データ５０ｄを出力する。

【0074】

このように、熱負荷計算部３０は、１回目及び２回目の計算処理にて同じ変数順に従う多重ループ構造により熱負荷を計算すると共に、ファイル編集部２４は、抽出した順に抽出パラメータ５４を配列する第１中間ファイル３６を作成又は更新してもよい。抽出パラメータ５４及び第２中間値８６に対して検索情報を付与することなく、第２中間ファイル３８を先頭から順次読み出すことで、ループ変数５２と第２中間値８６の間にて適切な対応付けがなされる。

【0075】

ステップＳ５において、ファイル編集部２４は、ステップＳ４での一連の計算にて得られた中間値及び計算値を格納したデータファイルを作成する。２回目の計算処理では、ファイル編集部２４は、出力された第２結果データ５０ｄを順次書き出すことで、結果ファイル４０を新たに作成する。そして、制御部１２は、作成された結果ファイル４０を記憶部２０に格納させると共に、ステップＳ２にて指定された同一のフォルダ内に所定のファイル名で保存する。

【0076】

以上のように、計算処理部２６による２回目の計算処理を終了する。この計算処理を経ることで、第１の算出手法に代わって第２の算出手法を取り込んだ、熱負荷の最終的な計算結果を示す結果ファイル４０が得られる。

【0077】

［熱負荷計算装置１０による効果］
この熱負荷計算装置１０は、［１］熱負荷の計算処理に供される窓毎の計算パラメータを含むパラメータ群３４を取得するパラメータ取得部２２と、［２］取得されたパラメータ群３４のうちの一部を用いて第１の算出手法により第１中間値５６を算出すると共に、パラメータ群３４のうちの少なくとも一部及び第１中間値５６を用いて熱負荷を計算する熱負荷計算部３０と、［３］パラメータ群３４の中から特殊窓に関する計算パラメータを抽出パラメータ５４として抽出するパラメータ抽出部２８と、［４］抽出された抽出パラメータ５４を用いて、第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値８６を算出する代替算出部３２と、を備える。そして、熱負荷計算部３０は、代替算出部３２によって算出した第２中間値８６が入力された場合、第１中間値５６の代わりに第２中間値８６を用いて熱負荷を計算する。

【0078】

また、この熱負荷計算方法及びプログラムは、［１］パラメータ群３４を取得する取得ステップ（Ｓ１）と、［２］第１の算出手法により第１中間値５６を算出すると共に（Ｓ４２）、熱負荷を計算する計算ステップ（Ｓ４３）と、［３］抽出パラメータ５４を抽出する抽出ステップ（Ｓ４１）と、［４］第２の算出手法により第２中間値８６を算出する代替算出ステップ（Ｓ８）を少なくとも１台のコンピュータ（熱負荷計算装置１０）に実行させる。そして、計算ステップ（Ｓ４３）では、代替算出ステップ（Ｓ８）にて算出した第２中間値８６が入力された場合、第１中間値５６の代わりに第２中間値８６を用いて熱負荷を計算する。

【0079】

このように、特殊窓に関する抽出パラメータ５４を用いて、第１の算出手法とは異なる第２の算出手法により第２中間値８６を算出する代替算出部３２と、この第２中間値８６が入力された場合、第１の算出手法による第１中間値５６の代わりに第２中間値８６を用いて熱負荷を計算する熱負荷計算部３０を設けたので、計算結果としての熱負荷を出力する計算機能を実質的に変更することなく、第２の算出手法を取り込んだ熱負荷の計算が実行可能となる。これにより、現存する計算環境を最大限に流用しつつも、通常窓とは異なる熱的挙動を示す特殊窓を有する建物の熱負荷を精度よく計算できる。

【0080】

また、特殊窓は、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、及びプッシュプルウィンドウのうち少なくとも１種類の窓であり、第１の算出手法は、熱貫流率及び遮蔽係数が時間に関して不変値であるとして第１中間値５６を算出する手法であり、第２の算出手法は、熱貫流率又は遮蔽係数が時間に関して可変値であるとして第２中間値８６を算出する手法であってもよい。上記した特殊窓では熱貫流率又は遮蔽係数の時間変動が起こり易い傾向を考慮することで、ダブルスキン、エアフローウィンドウ、又はプッシュプルウィンドウを含む建物の熱負荷の計算精度が高くなる。

【0081】

また、第１中間値５６及び第２中間値８６は、熱取得の対流成分、熱取得の放射成分、及び除去熱量重み係数の補正量である。熱負荷の計算結果に影響を与える上記の各値を代替することで、熱負荷の計算精度が高くなる。

【0082】

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0083】

１０‥熱負荷計算装置 １２‥制御部
２０‥記憶部 ２２‥パラメータ取得部
２４‥ファイル編集部 ２６‥計算処理部
２８‥パラメータ抽出部 ３０‥熱負荷計算部
３２‥代替算出部 ３４‥パラメータ群
３６‥第１中間ファイル（データファイル）３８‥第２中間ファイル（データファイル）
４０‥結果ファイル ５０ａ‥元のパラメータ
５０ｂ‥置換パラメータ ５０ｃ‥第１結果データ
５０ｄ‥第２結果データ ５２‥ループ変数
５４‥抽出パラメータ ５６‥第１中間値
５８‥結合データ ６０‥データ領域
６２‥参照値領域 ６４‥更新値領域
６６‥格納済み領域 ６８‥書き込み領域
８０‥結合データ列 ８２‥第２中間データ列
８４‥読み出し領域 ８６‥第２中間値
Ｄ１‥気象データ Ｄ２‥形状データ
Ｄ３‥詳細データ Ｍ‥計算モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】