室内空気質改善及び省エネルギー性向上のための建築設備システムの最適化

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民生部門におけるエネルギー消費量が増加する傾向がある。特に、最近の集合住宅の大型化、高層化及び高級化は、家庭部門のエネルギー消費量増加の大きい原因となっている。一方、民生部門のエネルギー問題の対策として、分散型エネルギーシステムが導入されている。本研究では、GAを用いて、集合住宅における設備システムの最適設計を行い、設備システムの省エネルギー性を検討する。まず(Step1)、集合住宅における総エネルギー負荷を計算し、時刻別エネルギー需要を検討する。エネルギー負荷計算は、TRNSYS(冷暖房エネルギー負荷計算)を用いる。次のStepでは、GA(Genetic Algorithm)を用いて、総エネルギー負荷に基づき、設備システムの機種、容量、台数を選定し、最小エネルギー消費で運転が可能なパタンを選ぶ。分散遺伝的アルゴリズムとも呼ばれるMIGAモデルを用いて、最適化された設備システムを提案する。平成20年度の研究では、集合住宅を対象建物とし、TRNSYSを用いて集合住宅における消費冷暖房エネルギー量を予測し、冷暖房エネルギーの日中変化量を検討した。検討を行った予測値に基づき、集合住宅の冷暖房に必要な冷熱、温熱設備機器を選定し、エネルギー消費量が最も少ない設備機器の容量や台数、最適な設備機器の運転パタンを決め、今後の使用可能性を検討した。本研究のように集合住宅を想定した場合、1世帯(4人家族、三つ部屋)に必要な冷暖房設備はヒートポンプの1台のみとなり、ヒートポンプの運用計画を適切に立てることにより、設備機器のコスト問題と省エネルギーが図れた。