トップダウン式設計法による革新的な高効率エネルギーシステムの開発

本年度は、情報収集として建築設備設計実務における現状を把握するため、関連学会委員会への出席やその他打合せ等をおこない、現状の設計業務の問題点および研究ニーズを整理した。トップダウン式設計法の実装については、現在建築設備マーケットで使用されている機器の把握と機器特性のモデル化を中心に、シミュレーション実施のための準備をおこなった。従来のモデリングツールではエクセルなどの汎用ソフトを用いていた。これは実務者への利用促進としては適切な方法であるが、計算速度を考えると他のプログラムとの連成には時間ロスが生じる。そのため、最適化プログラミング言語とネイティブ環境で情報授受ができるように独自モデルとして機器を構築した。その機器モデルを基に、汎用性の高いエネルギーシステムを構築し、数理最適化アルゴリズムによる最適化を実施した。具体的にはメタヒューリスティクスと呼ばれる最適化手法のうち、研究代表者が従来用いてきたEpsilon constrained differential evolution with random jumpingと呼ぶ手法を用いた。その結果、機器10種類（空冷ヒートポンプ、ガスヒートポンプ、ターボ冷凍機、ガス吸、ジェネリンク、コジェネ、蓄熱槽、冷却塔、太陽光発電、蓄電池）、計16台の最適化を行うことが可能になっている。蓄熱槽については今後さらなる検討が必要であるが、本研究課題遂行につき初年度から見通しを得られたことは一定の成果である。

本年度は、情報収集として建築設備設計実務における現状を把握するため、関連学会委員会への出席やその他打合せ等をおこない、現状の設計業務の問題点および研究ニーズを整理した。トップダウン式設計法の実装については、現在建築設備マーケットで使用されている機器の把握と機器特性のモデル化を中心に、シミュレーション実施のための準備をおこなった。従来のモデリングツールではエクセルなどの汎用ソフトを用いていた。これは実務者への利用促進としては適切な方法であるが、計算速度を考えると他のプログラムとの連成には時間ロスが生じる。そのため、最適化プログラミング言語とネイティブ環境で情報授受ができるように独自モデルとして機器を構築した。その機器モデルを基に、汎用性の高いエネルギーシステムを構築し、数理最適化アルゴリズムによる最適化を実施した。具体的にはメタヒューリスティクスと呼ばれる最適化手法のうち、研究代表者が従来用いてきたEpsilon constrained differential evolution with random jumpingと呼ぶ手法を用いた。その結果、機器10種類（空冷ヒートポンプ、ガスヒートポンプ、ターボ冷凍機、ガス吸、ジェネリンク、コジェネ、蓄熱槽、冷却塔、太陽光発電、蓄電池）、計16台の最適化を行うことが可能になっている。蓄熱槽については今後さらなる検討が必要であるが、本研究課題遂行につき初年度から見通しを得られたことは一定の成果である。