JP2002350274A - サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラム - Google Patents
サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラムInfo
- Publication number
- JP2002350274A JP2002350274A JP2001157012A JP2001157012A JP2002350274A JP 2002350274 A JP2002350274 A JP 2002350274A JP 2001157012 A JP2001157012 A JP 2001157012A JP 2001157012 A JP2001157012 A JP 2001157012A JP 2002350274 A JP2002350274 A JP 2002350274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sash
- performance
- frame opening
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
予測でき、設計や性能確認試験の負担を軽減できるサッ
シ性能予測方法を提供すること。 【解決手段】 サッシ性能予測方法は、サッシの面材を
保持する面材保持枠の枠開口内およびサッシ室外側間で
流体が流通可能な隙間面積である室外側隙間面積と、枠
開口内およびサッシ室内側間で流体が流通可能な隙間面
積である室内側隙間面積とを含むサッシ条件を設定する
条件設定ステップと、サッシ条件および設定した圧力に
よって前記枠開口内の圧力を計算する圧力計算ステップ
と、この圧力計算ステップで計算された枠開口内の圧力
および各隙間面積を用いて枠開口内への流体流入量およ
び枠開口内からの流体流出量の少なくとも一方を計算す
る流量計算ステップと、流量計算ステップで計算された
流体流入量や流体流出量に基づいてサッシ性能を評価す
る性能評価ステップとを行う。
Description
およびサッシ性能予測プログラムに係り、特にサッシの
水密性能や気密性能を予測するサッシ性能予測方法およ
びサッシ性能予測プログラムに関する。
性能や水密性能)は、実際にサッシを設計し、試作(製
造)した後、気密性能試験(例えば「JIS A1516 」に規
定する試験)や水密性能試験(例えば「JIS A1517 」に
規定する試験)を行って評価していた。そして、性能試
験で目標とする性能が得られない場合には、設計、製造
をやり直していた。
しを少なくすることは、開発期間の短縮や開発費用を減
少するために最も重要である。このため、従来は、設計
者の経験や過去の試験データに基づいてサッシを設計す
ることでやり直しを少なくするようにしていた。
の経験や過去の試験データに頼った開発は、設計者のス
キルに大きく依存し、比較的経験が浅い設計者と、経験
を積んだ設計者とでは設計内容が異なってしまい、製造
工程等の効率化も十分に図れなくなるという問題があっ
た。このため、経験が浅い設計者が設計したものは、経
験を積んだ設計者が最終的なチェックを再度行わなけれ
ばならず、その分、設計効率が低下し、設計コストも高
くなるという問題が生じる。
去の経験、データがあまり参考にならない場合には、試
行錯誤を繰り返さなければならず、設計および性能確認
試験の回数も増えてしまい、商品コストが高くなるとい
う問題があった。
デルや水密性能評価用の流体モデルを作成し、流体解析
ソフトを用いて解析を行って設計を支援することで、経
験が浅い設計者が設計する場合や新しい構造、形状のサ
ッシを設計する場合でも試作品の製造回数を少なくでき
て比較的容易にサッシを設計できるようにし、かつ性能
確認試験の回数も少なくすることも考えられる。
合、流体モデルの作成が難しいとともに、計算に膨大な
時間が掛かり、設計を変更してもその変更によってどの
ような性能になるかを算出するまでに時間が掛かるた
め、結局、効率的な設計ができず、設計費用も嵩むた
め、現実には利用できないという問題があった。
ったサッシ性能を簡単に予測することができ、設計や性
能確認試験の負担を軽減できるサッシ性能予測方法およ
びサッシ性能予測プログラムを提供することにある。
方法は、サッシの面材を保持する面材保持枠の枠開口内
およびサッシ室外側間で流体が流通可能な隙間面積であ
る室外側隙間面積と、前記枠開口内およびサッシ室内側
間で流体が流通可能な隙間面積である室内側隙間面積と
を含むサッシ条件を設定する条件設定ステップと、前記
サッシ条件および設定した圧力によって前記枠開口内の
圧力を計算する圧力計算ステップと、この圧力計算ステ
ップで計算された前記枠開口内の圧力および前記各隙間
面積を用いて枠開口内への流体流入量および枠開口内か
らの流体流出量の少なくとも一方を計算する流量計算ス
テップと、この流量計算ステップで計算された流体流入
量や流体流出量に基づいてサッシ性能を評価する性能評
価ステップとを行うことを特徴とするものである。
サッシの水密、気密性能においては、様々なファクター
のうち、水や空気等の流体が浸入する隙間面積およびそ
の流量係数、圧力差が最も大きく影響する点を見いだ
し、隙間面積だけでなく、その隙間によって室外側や室
内側と流体が流通する枠開口内の圧力を計算し、この圧
力の影響を加味して流体の流入量や流出量を計算するこ
とで、サッシ性能の評価を高精度にかつ簡単に行えるよ
うにしたものである。
常に多くのパラメータから計算する必要がないため、瞬
時にサッシの水密や気密性能を計算することができ、短
時間で容易にサッシ性能を予測することができる。その
上、流体解析ソフトによってサッシ全体をモデル化して
水密・気密性能を予測評価することは、ソフトが複雑に
なり、かつハードウェア的にもその計算を実行できるも
のが殆ど無いため、サッシ全体を対象にした解析は困難
であり、部分的な解析に留まっているが、本発明では、
計算量も少ないために、サッシ全体を対象に性能を評価
することができる。
いと操作が行えず、モデル作成や演算に時間が掛かるた
め、非常に高価なスーパーコンピュータや専門の技術者
が必要であるが、本発明では隙間部分の影響に絞ってい
るため、通常のパーソナルコンピュータでも十分に計算
できる。その上、利用者が入力するのは、隙間面積等の
みであり、流体解析ソフトを利用する場合のように専門
の技術者である必要はなく、サッシの設計者自身であっ
ても条件設定を容易に行うことができるので、様々な条
件でサッシ性能を容易に評価することができ、気軽に利
用できてサッシの設計に容易に反映させることができ、
サッシの設計を容易に行うことができる。これにより、
サッシ設計経験の浅い設計者でも、サッシ設計を行うこ
とができ、設計コストも低減することができ、サッシ自
体のコストも低減できる。
で評価できるため、ノートパソコン等に組み込んで客先
でサッシ性能に関しての技術説明を行うことができる。
このために、サッシ性能の技術的な裏付けをその場で具
体的に示すことができ、営業戦略上、非常に有用なツー
ルとして利用できる。特に、操作が容易であるため、営
業担当者や経験の浅い設計者でも容易に使いこなすこと
ができる点で、営業ツールとしても利用価値の大きいも
のにできる。その上、パソコンでは、表計算ソフト等を
用いてデータをグラフなどで視覚化することも容易に行
えるので、サッシ性能を目視により表現できる形式にす
ることができ、サッシ性能を容易に把握することができ
る。
ュレーションして予測できるので、性能確認のための実
際の試験回数を減少でき、開発費を抑えることができ、
商品コストも低減できる。
側隙間面積として水抜き穴の面積を含めて入力し、前記
流量計算ステップでは、室外側隙間面積および室外側圧
力と、前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧力と
に基づいて室外側から枠開口内への浸入水量を流体流入
量として計算し、かつ水抜き穴面積および室外側圧力
と、前記枠開口内圧力とに基づいて枠開口内から室外側
への排水水量を流体流出量として計算し、前記性能評価
ステップでは、浸入水量および排水水量に基づいて枠開
口内水位を計算して水密性能を評価することが好まし
い。
クターが有り、簡易的に計算する事が困難であった。こ
の問題を解決するにあたり、本発明者は、サッシ内への
水浸入メカニズムを調査し、隙間面積がもっとも浸入水
比率の高いファクターであることを見出し、この隙間面
積に基づく計算を行うとともに、その際の枠開口内の圧
力変化の影響も加味することで、簡単でかつ精度の高い
水密性能予測方法を考え出したものである。
浸入水量と、枠開口内から水抜き穴を介して排出される
排水水量とを、その際の圧力変動も加味して計算してい
るので、枠開口内の水位変化を比較的高い精度で評価で
き、水密性能を高い精度で評価することができる。
枠開口内水位を計算後、その水位に応じて予め実験によ
り求めた枠開口内圧力低下量計算式を利用して圧力損失
量を計算し、排水後の枠開口内圧力を計算して水密性能
を評価することが好ましい。
定理等から導かれる古典論を応用して計算できる。しか
しながら、本発明者は、特に枠開口内水位が上昇し、水
抜き穴が閉塞された場合には、現実の挙動が古典論から
離れてしまい、古典論に基づくと計算結果と実際の実験
値等が大きく乖離する点を見出した。そこで、枠開口内
の水位に応じ、特に水位が高くなると、古典論からの計
算式だけでなく、実験により予め求めた枠開口内圧力低
下量計算式を利用するようにした。これにより、計算結
果を現実の挙動に近づけることができ、サッシ性能予測
の精度をより一層高めることができる。
に空気導入口が形成されている場合には、空気導入口に
よる枠開口内分圧を含めて枠開口内圧力を計算すること
が好ましい。このような空気導入口が形成されている際
に、その枠開口内分圧を計算して枠開口内圧力の計算に
反映させれば、枠開口内圧力の計算精度をより高めるこ
とができ、サッシ性能予測の精度も高めることができ
る。
ステップ、性能評価ステップを所定回数繰り返すととも
に、前記圧力計算ステップでは、性能評価ステップで計
算した排水後の枠開口内圧力も利用して圧力計算を行う
ことが好ましい。このように各ステップを所定回数繰り
返すことにより、JIS等に規定する水密性能試験等と
同様に、10分間の加圧試験に相当するシミュレーショ
ンを実行できる。このため、JIS等のサッシ性能試験
の評価(判定基準)に照らし合わせて性能を評価でき、
通常の設計者などでも必要な性能を越えているかの判断
を容易に把握できる。なお、「JIS A1517 」では、2秒
周期の脈動圧を加えて試験を行うため、圧力計算ステッ
プにおいても、2秒周期の脈動圧に合わせて設定される
圧力値を変化させればよい。また、圧力を一定で行う試
験もあるため、その試験に合わせる場合には、設定圧力
も一定値に維持すればよい。
隙間面積および室内側隙間面積のうち、実質的な寸法を
直接把握可能な隙間はその実質データを入力し、かつ予
め実験により求めた流量係数を乗算して相当隙間面積を
求め、実質的な寸法を直接把握できない隙間は、実験に
より予め求めた内外圧力差に対する相当隙間面積データ
または相当隙間幅データを用いて相当隙間面積を求める
ことが好ましい。
ッチ部分等の設計時に実質的な隙間寸法を直接把握可能
な隙間つまり設計データとして考慮されている隙間は、
その数値を直接入力すればよいため、経験の浅い設計者
でも容易に入力できる。また、その流量係数は、予め実
験によって求められているので、精度の高いデータを入
力することができる。さらに、ガラス等の面材とそのシ
ール(グレージングビート、グレイジングガスケット)
との隙間のように実測が不可能でその寸法を直接把握で
きない隙間も、予め実験によってその相当隙間面積や相
当隙間幅を内外圧力差に関連する近似式等のデータとし
て用意しているので、経験の浅い設計者でも容易に入力
できる。その上、実測が不可能な微小な隙間であっても
実験データに基づく値を入力しているため、このような
部分からの浸水等の影響も考慮した性能予測を行うこと
ができ、性能予測の精度をより一層高めることができ
る。
記流量計算ステップでは、室内側隙間面積と前記圧力計
算ステップで計算した枠開口内圧力とに基づいて枠開口
内から室内側への漏気量を流体流出量として計算し、前
記性能評価ステップでは、単位時間および単位面積当た
りの漏気量を計算して気密性能を評価するものでもよ
い。
性能を評価することができる。特に、気密性能は、断熱
性、遮音性等にも大きく影響し、サッシを設計、選択す
る際の大きなファクターであるため、サッシ設計時にも
必要な気密性能が得られるかを予測できれば設計効率を
非常に向上することができ、設計コストを大幅に低減す
ることができる。
側から前記枠開口内を介さずに直接室内側に空気が浸入
可能な直接通気相当面積を入力し、前記流量計算ステッ
プでは、この直接通気相当面積を用いて室外側から室内
側への直接の漏気量を計算し、前記性能評価ステップで
は、枠開口内から室内側への漏気量と、室外側から室内
側への直接の漏気量とを用いて、単位時間および単位面
積当たりの漏気量を計算して気密性能を評価することが
好ましい。
保持する保持枠の枠開口内と、室外側および室内側との
間は、元々高い気密性能が要求されるため、その評価を
行うことが好ましい。従って、前述の発明のように、枠
開口内とその室内側、室外側との通気量を用いて性能評
価を行えば、嵌め殺し窓や障子単体の気密性能の評価を
行うことができる。さらに、本発明によれば、枠開口を
介さずに室外側から直接室内側に浸入する空気を考慮し
た気密性能を評価することができるため、窓枠に障子が
組み込まれたサッシ窓全体の気密性能や、嵌め殺し窓に
おいて換気穴等が形成されている場合の気密性能を高精
度にかつ容易に評価することができる。
設定された複数の圧力における気密性能計算を自動的に
行う全圧力概略気密性能算出ステップと、単一の圧力に
おける気密性能計算を行う単一圧力気密性能算出ステッ
プとが選択可能とされていることが好ましい。
えば、10,30,50,100Pa等の複数の圧力差
における気密性能計算を一度に算出でき、大まかな気密
性能を容易に把握することができる。但し、全圧力概略
気密性能算出ステップでは、圧力差によって変化する相
当隙間面積等のパラメータを例えば30Paの場合等に
固定して計算するため、その他の圧力差における計算値
には多少の誤差が生じ、概略値として算出される。
を用意し、各圧力差毎の計算ができるようにしておけ
ば、個々の圧力差毎に精度の高い予測値を求めることが
できる。そして、これらの2種類の気密性能算出ステッ
プを用意しておけば、様々な圧力差における気密性能計
算を概略で行うことや、単一の圧力差における気密性能
計算を精度良く行うこともでき、利用者のニーズに応じ
た気密性能計算を実現することができる。
ンピュータに、サッシの面材を保持する面材保持枠の枠
開口内およびサッシ室外側間で流体が流通可能な隙間面
積である室外側隙間面積と、前記枠開口内およびサッシ
室内側間で流体が流通可能な隙間面積である室内側隙間
面積とを含むサッシ条件を設定する条件設定ステップ
と、前記サッシ条件および設定した圧力によって前記枠
開口内の圧力を計算する圧力計算ステップと、この圧力
計算ステップで計算された前記枠開口内の圧力および前
記各隙間面積を用いて枠開口内への流体流入量および枠
開口内からの流体流出量の少なくとも一方を計算する流
量計算ステップと、この流量計算ステップで計算された
流体流入量や流体流出量に基づいてサッシ性能を評価す
る性能評価ステップとを実行させることを特徴とするも
のである。
は、各種のOS(オペレーティングシステム)上でその
プログラム単体で実行されるものでもよいし、表計算ソ
フトやデータベースソフト等の汎用のソフトウェア上で
作動されるプログラム(マクロ等)でもよい。
ンピュータに組み込んで利用すれば、コンピュータ上で
サッシ性能をシミュレーションして予測できるので、性
能確認のための実際の試験回数を減少でき、開発費を抑
えることができ、商品コストも低減できる。さらに、こ
のプログラムをCD−ROM等の記録媒体や、インター
ネット等の通信手段を介してコンピュータにインストー
ルして組み込むことができるので、設計者のみならず、
営業担当者が客先でコンピュータを利用してサッシ性能
に関する説明を行うこともできる。
側隙間面積として水抜き穴の面積を含めて入力し、前記
流量計算ステップでは、室外側隙間面積および室外側圧
力と、前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧力と
に基づいて室外側から枠開口内への浸入水量を流体流入
量として計算し、かつ水抜き穴面積および室外側圧力
と、前記枠開口内圧力とに基づいて枠開口内から室外側
への排水水量を流体流出量として計算し、前記性能評価
ステップでは、浸入水量および排水水量に基づいて枠開
口内水位を計算して水密性能を評価することが好まし
い。
ンピュータに組み込めば、サッシの水密性能を予測して
評価することができる。
隙間面積と前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧
力とに基づいて枠開口内から室内側への漏気量を流体流
出量として計算し、前記性能評価ステップでは、単位時
間および単位面積当たりの漏気量を計算して気密性能を
評価するものでもよい。
ンピュータに組み込めば、サッシの気密性能を予測して
評価することができる。
に基づいて説明する。図1には、本発明のサッシ性能予
測方法を実行するためのサッシの性能予測装置1の概略
構成が示されている。性能予測装置1は、サッシ性能予
測プログラムが組み込まれたコンピュータ2で構成され
ている。すなわち、コンピュータ2は、データなどを入
力したり、所定のメニューを選択するためのキーボード
やテンキー、マウス等からなる入力装置3と、予め記憶
されたサッシ性能予測プログラム10によってサッシの
性能を予測する処理を行う中央処理装置(CPU)4
と、前記サッシ性能予測プログラム10や各種データ2
0等を記憶するハードディスク、メモリ等からなる記憶
装置5と、演算結果などを表示するCRTディスプレ
イ、液晶ディスプレイ等や、演算結果などを印刷するプ
リンタ等で構成される出力装置6とを備えている。
性能予測プログラム10やデータベース20は、フロッ
ピー(登録商標)ディスク(FD)、CD−ROM等の
光ディスク、MO等の光磁気ディスクの各種の記憶媒体
を介したり、あるいはインターネット、LAN(ローカ
ルエリアネットワーク)等のネットワークを介して前記
記憶装置5に記憶される。
予測を行うサッシ性能予測プログラム10の処理ルーチ
ンに関し、説明する。本発明のサッシ性能予測プログラ
ム10は、図1に示すように、水密性能予測プログラム
11と、気密性能予測プログラム12との2つのプログ
ラムを備えている。また、前記記憶装置5のデータベー
ス20には、予め実験により求めた流量係数データが記
録された流量係数データファイル21と、予め実験によ
り求めた相当隙間面積や相当隙間幅の各データが記録さ
れた相当隙間面積・幅データファイル22とが記録され
ている。
的には、図2に示すような処理ルーチンで性能予測処理
を実行する。すなわち、各プログラム11,12が実行
されると、まず、サッシ設計条件の入力処理ルーチン
(条件設定ステップ)が実行される(ステップ1、以下
ステップを「S」と略す)。この際、必要に応じてデー
タベース20に記録された各種データが、自動または手
動により入力される。
された条件データなどを利用して性能計算処理ルーチン
(圧力計算ステップ、流量計算ステップ)が実行される
(S2)。そして、その計算結果をディスプレイやプリ
ンタなどの出力装置6に出力する結果表示処理ルーチン
(性能評価ステップ)が実行される(S3)。
るためにサッシ性能が所定の目標性能に達する条件を見
出すためにサッシ性能を予測しているので、性能計算結
果が所定の目標データに達しているか否かを判断し(S
4)、結果がOKであれば、各プログラム11,12を
終了する。一方で、結果がOKでない場合には、入力条
件を見直して再度性能予測処理を行う。そして、結果が
OKとなるまで、上記処理を繰り返す。
ステムを利用している設計者等が判断して入力条件を見
直して再度性能予測処理を行うようにしてもよいし、予
め目標値や複数の条件をデータベース20などに登録し
ておき、サッシ性能予測プログラム10がその目標値と
計算結果とを比較し、目標値に達していない場合には、
自動的に次の条件での性能予測処理を行うように設定し
てもよい。
は、このような自動的な判断を行う場合には、その判断
処理も含むことになる。すなわち、本発明において、性
能評価ステップとは、利用者がデータを見て最終的な判
断を下す場合には、その判断を下すための計算結果を出
力するステップを意味し、コンピュータが判断する場合
には、その判断を行うステップも含めたものを意味す
る。
計算処理を実行中に、その計算によって得られた圧力変
動データに基づいてデータベース20から対応するデー
タを自動的に読み出して性能計算処理を行うようにして
もよい。
性能予測プログラム11における上記処理、特に性能計
算処理ルーチン(S2)に関して説明する。なお、本実
施形態では、サッシ性能予測プログラム10は、汎用の
表計算ソフト上で実行されるように設定されており、デ
ータ入力や性能表示なども表計算ソフトのシートやグラ
フなどを利用して行われている。
理〕 [A−1.サッシ設計条件入力処理]図2に示すよう
に、まずサッシ設計条件入力処理(S1)を行う。すな
わち、図3,4に示すようなデータ入力シートを出力装
置6であるディスプレイ上に表示し、キーボード等の入
力装置3によって各データを入力する。なお、図4は、
図3の画面を下方にスクロールした状態である。
シ条件データ、室外側通気面積データ、室内漏気面積デ
ータ、室外側浸入水面積データ、排水流量係数データを
それぞれのデータ入力シートに入力する。例えば、サッ
シ条件入力シート31では、サッシの幅寸法W、高さ寸
法H、枠開口内であるガラス開口内の見込み寸法、ガラ
ス開口内W(幅)寸法、水密時中心圧力等のサッシ条件
をそれぞれ入力する。なお、水抜き穴閉塞水位は、通常
は初期設定値(例えば「2mm」)のままでよいため、変
更する必要はない。
ラス開口内W寸法は、図5や図6に示すサッシ窓におい
て、面材であるガラス41とそのシール材42との間か
ら浸入した水が溜められる樋として機能するガラス保持
枠(図5の嵌め殺し窓であれば窓枠51であり、図6に
示すような開き窓や引違い窓等の可動障子を有する窓で
あれば障子の框52)の内面空間の容積を算出するため
の寸法である。
ス41を保持する開口部分であるガラス開口内55の見
込み寸法は、図5に示す嵌め殺し窓の窓枠51であれば
寸法L1であり、図6に示す障子の框52であれば寸法
L2である。そして、この見込み寸法L1,L2に、ガ
ラス開口内W寸法(水が溜められる部分の幅寸法、図
5,6では紙面直交方向の寸法)を掛けることで、樋と
して機能する部分の面積が求められる。この面積は、後
述するようにガラス開口内55の水位を計算するために
用いられる。
のガラス開口内部分が段付きであり、この段付き部53
の立ち上がり片部分の室内側に水が浸入すると、押縁5
4部分を超えてさらに室内に浸入するおそれがある。こ
のため、見込み寸法L2は、安全のために最小の寸法つ
まり室外側の部分から段付き部53までの寸法に設定し
ている。
試験する際に加える圧力(サッシの室外側圧力であり、
脈動である)の中心圧力を指定して入力する。すなわ
ち、本プログラムでは、「JIS A1517 」と同じく脈動圧
を加える形で性能予測を行うため、脈動圧の中心圧力を
入力する。
図3に示す入力シート32を用いて、サッシの室外側通
気面積Aout(空気による通気面積)データを入力す
る。なお、入力シート32の部位欄は例示であり、計算
精度を上げるため、すべての隙間を入力する。すなわ
ち、上枠や下枠と縦枠との隙間(メタルタッチ部分)
や、グレージングビート(シール材)のガラスとの隙間
(コーナー部、下部(下枠部分)、三方(縦枠および上
枠部分)や、空気導入穴、水抜き穴部分の隙間を入力す
る。なお、サッシによって、他の部分にも隙間が生じる
場合には、入力行を追加して部位名称および各寸法を入
力すればよく、最終的に室外側通気面積の合計値A out
[m2]に反映されればよい。
下枠−縦枠間の隙間のように、実質隙間が把握できるも
のや想定できるものである場合には、隙間幅および長さ
と、その個数(箇所)の各データを入力シート32の該
当欄に入力する。また、その隙間部分の流量係数を、デ
ータベース20の流量係数データファイル21から入力
する。すなわち、流量係数データファイル21には、予
め空気流量係数測定実験により求めた流量係数データが
記録されており、利用者がこのデータファイル21を参
照してデータを入力したり、本プログラムによってデー
タファイル21から自動的にデータが検索されて入力さ
れるようにしてもよい。なお、流量係数は、隙間形状や
その隙間の内外間の圧力差等に応じて変動するため、隙
間の種類や圧力差等に応じたデータを入力すればよい。
ビート部分の隙間等)は、相当隙間面積または相当隙間
幅を入力する。ここで、相当隙間面積、相当隙間幅は、
実質隙間に空気又は水の流量係数が乗じられたものであ
り、実験によって算出されるものである。すなわち、相
当隙間面積、相当隙間幅は、実験によって求められてお
り、そのデータから相当隙間面積、相当隙間幅の近似式
を求めている。例えば、相当隙間面積・幅データファイ
ル22には、図7に示すような、室外側の各隙間部分の
相当隙間幅あるいは相当隙間面積の近似式が登録されて
いる。これらの各近似式は、圧力差を変数Xとした式で
表されている。
る部位は、相当隙間幅の近似式で表しており、長さ寸法
が固定されている部位は、相当隙間面積の近似式で表し
ている。
とで、各相当隙間面積、相当隙間幅を算出することがで
きる。本実施形態では、例えば、圧力差を70Paに設
定して算出している。なお、これらの相当隙間面積、相
当隙間幅は、利用者が近似式を元に算出して入力しても
よいが、主に想定される圧力差、例えば、10Pa、3
0Pa、70Pa、100Pa、250Pa、350P
a、500Pa、750Pa、1000Paの時の相当
隙間面積、相当隙間幅を予め算出した一覧表を作成して
おき、それを参照して入力させるようにしてもよい。さ
らに、想定される圧力差を入力すればコンピュータが近
似式を使って自動的に算出するようにしてもよい。
め流量係数が乗じられているので、さらに流量係数を入
力する必要はない。従って、相当隙間面積を入力した場
合には、その個数を入力すればよく、相当隙間幅を入力
した場合には、その長さおよび個数を入力すればよい。
変化に影響されず、常に空気の導入のみが行われる穴)
がある場合には、その面積、流量係数および個数を入力
する。なお、本実施形態では、空気導入口が丸穴の場合
には、種類の欄に直径を入力すればその面積を自動計算
するように構成されている。また、丸穴以外の場合に
は、直接のその単位面積を入力すればよい。
流量係数および個数を入力する。水抜き穴も丸穴であれ
ば直径を入力することで面積が自動計算され、丸穴以外
はその単位面積を直接入力すればよい。以上の入力によ
り、室外側通気面積の合計値Aout[m2]が算出され
る。
室内側通気面積を、室外側通気面積の場合と同様にデー
タを入力して算出する。すなわち、図3の入力シート3
3において、実質隙間が分かる部位、具体的には、上押
縁−縦押縁、縦押縁−上隙間、縦押縁−下隙間の各メタ
ルタッチ部分は、その隙間幅、長さ、個数を入力する。
一方、実質隙間が分からない部位、具体的には、結露
弁、上枠押縁メタルライン、縦枠押縁メタルライン、グ
レージングビート(コーナー)、グレーシングビート
(ストレート)等の各部位は、相当隙間面積、相当隙間
幅を、図7と同様に、各部位毎の相当隙間幅や相当隙間
面積が近似式で登録されている相当隙間面積・幅データ
ファイル22を参照して入力する。
して入力すればよい。また、空気抜き孔は、室内側に明
らかな通気口がある場合に、その面積、流量係数、個数
を入力すればよい。以上の入力により、室内側通気面積
の合計値Ale[m2]が算出される。
に、室外側からの水による浸入水面積を求めるため、図
4に示す入力シート34に各隙間部分のデータを入力す
る。なお、水が浸入する隙間部分の隙間幅や長さなどは
同一であるため、本シート34において、各隙間幅、長
さ、個数などは室外側通気面積の入力欄から自動的に転
記されるようにされている。
間面積や相当隙間幅は、流体が空気の場合と水の場合と
では大きく相違するため、室外側通気面積の場合と同様
に、予め実験によって求められて、データベース20の
相当隙間面積・幅データファイル22に記録されたデー
タ(近似式)に基づいて入力される。以上の入力によ
り、室外側浸入水面積の合計値Aout[m2]が算出され
る。
抜き穴から排出される排水時の流量係数を図4の入力シ
ート35に入力する。この流量係数は、サッシの室外側
とガラス開口内55との差圧や、ガラス開口内55の水
位によって変化する。このため、予め行った実験結果を
ベルヌーイの定理等に当てはめて、各差圧および穴の形
状、面積、水位に応じた水流量係数Cfwの算出式を求め
ておき、このデータを流量係数データファイル21とし
てデータベース20に登録しておいて利用して流量係数
を入力する。例えば、差圧70Paの場合の各穴径にお
ける水流量係数Cfwは、図8に示すような水位hを変数
とする式で表される。本実施形態では、差圧70Pa、
水位5mmの条件で予測しているので、その条件での値
を、水抜き穴の形状、面積に応じて入力するようにして
いる。
(S2)では、上記入力された条件に基づいて、所定の
論理式を用いて水密性能を評価し、サッシ開口内の水位
という形で結果を出している。具体的には、図9,10
に示すような処理フローで水密性能評価が行われる。な
お、使用する論理式は計算基本式として下記数1に示す
ベルヌーイの定理の式を応用して求めたものである。
理で入力されたデータを読みとる(S21)。次に、脈
動圧力(室外側圧力)Poを計算する(S22)。ここ
で、脈動圧力を計算するのは、JISで規定する水密試
験方法では、加圧圧力として2秒周期の近似正弦波を加
えることになっており、その試験に合わせて評価するた
めである。具体的には、下記の数2で計算されている。
なお、数2における圧力Pは、入力シート31で入力さ
れた水密時中心圧力値が入力される。
0[Pa]以下の場合には、脈動圧の上限値を中央値
(本実施形態では500[Pa])の1.5倍とし、下
限値を中央値の0.5倍とし、上限値および下限値が1
秒間隔で交互に変化するように定められているため、上
記数2で1秒ごとの圧力値を算出することで脈動圧を入
力することができる。一方、中央値が1500[Pa]
以上であれば、上限値は中央値+750[Pa]、下限
値は中央値−750[Pa]にすればよいため、そのよ
うな式を組み込んでおけばよい。
の数3により計算する(S23)。ここで、Cfaは空気
流量係数であり、Piは室内側圧力[Pa]である。
は、ガラス開口内圧力Pcを前記数3で求めた後、空気
導入口によるガラス開口内分圧力を考慮して次の数4に
よりその圧力を補正する(S24)。なお、Pc’はt
秒後のガラス開口内圧力[Pa]であり、ρwは水密度
(998.2[kg/m3])である。また、gは重力加速
度(9.807[m/sec2])であり、hはガラス開口
内水位[m]であり、Cは補正係数である。
力値を利用し、次の数5によって1秒間のガラス開口内
浸入水量(水位)を計算する(S25)。なお、数5で
は、1秒間にガラス開口内55に浸入する水量をガラス
開口内面積A[m2]で割って上昇分の水位を求め、さ
らに以前(1秒前)の水位h’に加算して、現在の水位
hを求めている。なお、本実施形態では、1秒間毎の水
位を計算しているが、より細かな間隔で水位を計算して
もよい。さらには、1秒ごとの圧力変動(2秒周期の脈
動圧)がない場合、例えば2秒以上の間隔で圧力変動を
行うように設定している場合や、圧力変動がなく一定圧
力に設定している場合には、1秒以上の間隔で水位を計
算してもよい。
間幅[m]であり、lは隙間の長さ[m]である。ま
た、Agは、室外側総隙間面積[m2]である。
(水位)を次の数6に基づいて計算し、1秒間後のガラ
ス開口内55の水位h’を算出する(S26)。そし
て、そのガラス開口内水位h’を出力装置6であるディ
スプレイに表示する(S27)。
ス開口内との圧力差であり、具体的には「Po−Pc」又
は「Po−Pc’」(空気導入口による補正を行った場
合)で表される。また、aは水抜き穴面積[m2]であ
り、nは水抜き穴数である。
別し(S28)、その水位に応じて、所定のガラス開口
内圧力低下量の計算式A〜Cから該当する計算式A〜C
を選択し、ガラス開口内55の圧力低下量を算出する
(S29〜S31)。例えば、ガラス開口内水位が第1
設定値未満であれば、計算式Aを用いて計算し、第1設
定値以上、第2設定値未満であれば、計算式Bを用いて
計算し、第2設定値以上であれば、計算式Cを用いて計
算する。なお、これらの各設定値は、予め行われる実験
データ等に基づいて適宜設定される。なお、このガラス
開口内圧力低下量の計算式A〜Cは、予め行った実験に
基づいて算定されており、例えば次の数7で示される。
すなわち、各計算式A〜Cは、数7における補正係数C
の値がそれぞれ異なるものであり、補正係数Cの具体的
な値は実験結果から求めている。
し(S32)、ガラス開口内圧力差を表示する(S3
3)。なお、前記各圧力を計算するS22,S23,S
24,S32によってガラス開口内55の圧力を計算す
る圧力計算ステップが構成されている。また、前記S2
5により、ガラス開口内55への流体流入量を計算する
流量計算ステップが構成され、S26により、ガラス開
口内55からの流量流出量を計算する流量計算ステップ
が構成されている。すなわち、本実施形態では、流量計
算ステップにおいて、ガラス開口内55への流体流入量
(浸入水量)と、ガラス開口内55からの流量流出量
(排水水量)とをそれぞれ計算している。
し(S34)、規定回数に達していれば性能計算処理を
終了する(S35)。一方、規定回数に達していなけれ
ば、脈動圧力計算(S22)からガラス開口内圧力計算
(S32)までを繰り返す。
てシミュレーションしているため、JISの水密試験と
同様に10分間の試験でシミュレーションする場合に
は、規定回数を600回に設定して計算を繰り返すこと
で、JISの水密性能試験と同様の10分間の加圧試験
を行った場合に相当する性能予測を行うことができる。
より導き出されている。すなわち、水位が上昇すると、
ベルヌーイの定理を始めとする流体力学に関する古典論
から離れてしまい、古典論を元にした数式を用いると実
際の試験結果と本実施形態の性能予測との誤差が大きく
なってしまう。このため、水位がある程度低い状態で
は、古典論をベースにした数7で示される計算式Aを用
いて圧力低下量を計算しているが、水位がある程度高く
なっている場合には、実験データから求めた補正係数C
を数7に代入した計算式B,Cを用いて圧力低下量を計
算している。
に、上記の性能計算処理が終了すると、出力装置6に計
算結果が表示される(S3)。具体的には、図11に示
すように、均衡時平均水位と、予想最高水位とを表示
し、前記サッシ条件入力シート31で入力した水抜き穴
閉塞水位(本実施形態では2mmに設定)よりも予想最
高水位が高ければ、判定予測に「水抜き穴閉塞されN
G」と表示する。一方、予想最高水位が水抜き穴閉塞水
位以下であれば、判定予測に「水抜き穴閉塞されずO
K」と表示する。
塞水位、ガラス開口内予想水位、ガラス開口内予想圧力
差の時間毎の変位をグラフ化して表示する。また、入力
シート34における各部位の小計面積割合に基づき、図
13に示す室外側浸入水面積割合の円グラフを表示す
る。
判定結果が悪かった場合(NGの場合)には、サッシ設
計条件入力処理(S1)に戻り、サッシ条件を見直して
再度予測処理を行えばよい。具体的には、設計上、変更
し易いのは、空気導入穴や水抜き穴の数であるため、こ
の数を変更し、サッシ性能評価が良好、つまり判定予測
が「水抜き穴閉塞されずOK」となるようにする。
最も効率的でかつ水密性能が高い設計条件を確認し、そ
の条件に基づいて商品を設計する。そして、その設計に
基づいて商品を製作し、従来と同様の商品性能確認試験
を行い、この試験においても十分な性能が確認された
ら、製品として市場に投入すればよい。
な効果がある。 (1)流体である水および空気が浸入する隙間面積と、
その流量係数を入力し、ガラス開口内55の圧力の影響
を加味して水の流入量や流出量を計算して水密性能を評
価しているので、従来の流体解析ソフトのように、非常
に多くのパラメータから計算する必要がないため、瞬時
にサッシの水密性能を計算することができ、短時間で容
易に水密性能を予測することができる。さらに、従来の
流体解析ソフトに比べて計算量が少ないため、サッシ全
体を対象にした水密性能でも容易に評価することができ
る。
っているため、通常のパーソナルコンピュータでも十分
に計算できる。その上、利用者が入力するのは、隙間面
積等のみであり、サッシの設計者自身であっても条件設
定を容易に行うことができるので、様々な条件でサッシ
性能を容易に評価することができ、気軽に利用できてサ
ッシの設計に容易に反映させることができ、サッシの設
計を容易に行うことができる。これにより、サッシ設計
経験の浅い設計者でも、サッシ設計を行うことができ、
設計コストも低減することができ、サッシ自体のコスト
も低減できる。
評価できるため、ノートパソコン等に組み込んで客先で
サッシ性能に関する技術説明を行うこともできる。この
ために、サッシ性能の技術的な裏付けをその場で具体的
に示すことができ、営業戦略上、非常に有用なツールと
して利用できる。特に、操作が容易であるため、営業担
当者や経験の浅い設計者でも容易に使いこなすことがで
きる点で、営業ツールとしても利用価値の大きいものに
できる。
て水密性能予測プログラム11を実行しているので、表
計算ソフトの機能を利用して計算結果データ等をグラフ
で容易に視覚化でき、サッシ性能を目視により表現でき
る形式にすることができ、サッシ性能を容易に把握する
ことができる。その上、入力シートやグラフなどで表計
算ソフトの機能を利用しているので、論理的な処理手順
や処理内容が確定すれば、そのプログラミングは比較的
簡単に行うことができる。
ュレーションして予測できるので、性能確認のための実
際の試験回数を減少できる。このため、サッシ窓を設計
して試作品を作成し、試験を行って製品を開発する場合
に比べて、設計や試作品の作成、試験の回数をそれぞれ
少なくでき、開発費を大幅に抑えることができて商品コ
ストも低減できる。
ガラス開口内55から水抜き穴を介して排出される排水
水量とを、その際の圧力変動も加味して計算しているの
で、ガラス開口内55の水位変化を比較的高い精度で評
価でき、水密性能を高い精度で評価することができる。
に水位が高くなると、古典論からの計算式Aだけでな
く、実験により予め求めた枠開口内圧力低下量計算式
B,Cを利用するようにしたので、計算結果を現実の挙
動に近づけることができ、サッシ性能予測の精度をより
一層高めることができる。
際に、その枠開口内分圧を計算して枠開口内圧力の計算
に反映させているので、枠開口内圧力の計算精度をより
高めることができ、サッシ性能予測の精度も高めること
ができる。
プ、性能評価ステップを所定回数繰り返し、前記圧力計
算ステップでは、性能評価ステップで計算した排水後の
枠開口内圧力も利用して圧力計算を行うことが好まし
い。このように各ステップを所定回数繰り返すことによ
り、JIS等に規定する水密性能試験等と同様に、10
分間の加圧試験に相当するシミュレーションを実行でき
る。
分間加えた条件でシミュレーションを行っているので、
「JIS A1517 」に規定する試験と同じ内容で評価するこ
とができる。このため、JIS等のサッシ性能試験の評
価(判定基準)に照らし合わせて性能を評価でき、通常
の設計者などでも必要な性能を越えているかの判断を容
易に把握できる。
タルタッチ部分等の設計時に実質的な隙間寸法を直接把
握可能な隙間つまり設計データとして考慮されている隙
間は、その数値を直接入力すればよいため、経験の浅い
設計者でも容易に入力できる。また、その流量係数は、
予め実験によって求められているので、精度の高いデー
タを入力することができる。さらに、ガラス等の面材と
そのシール(グレージングビート、グレイジングガスケ
ット)との隙間のように実測が不可能でその寸法を直接
把握できない隙間も、予め実験によってその相当隙間面
積や相当隙間幅を内外圧力差に関連する近似式等のデー
タとして用意しているので、経験の浅い設計者でも容易
に入力できる。
も実験データに基づく値を入力して隙間面積に加えてい
るため、このような部分からの浸水等の影響も考慮した
性能予測を行うことができ、性能予測の精度をより一層
高めることができる。
能予測プログラム12における上記処理、特に性能計算
処理ルーチン(S2)に関して説明する。なお、本実施
形態では、気密性能予測プログラム12には、全圧力概
略気密性能算出プログラム12Aと、単一圧力気密性能
算出プログラム12Bとの2種類の気密性能予測プログ
ラム12が設定されている。
略気密性能算出プログラム)による処理〕 [B−1.サッシ設計条件入力処理]気密性能予測プロ
グラムにおいても、図2に示すように、まずサッシ設計
条件入力処理(S1)を行う。すなわち、気密性能予測
プログラムにおいても、図14に示すようなデータ入力
シートを出力装置6であるディスプレイ上に表示し、キ
ーボード等の入力装置3によって各データを入力する。
条件データ、室外側通気面積データ、室内漏気面積デー
タ、室外側から室内側への直接通気相当面積をそれぞれ
のデータ入力シート61〜64に入力する。これらの各
データは、基本的に前記第1実施形態の水密性能予測プ
ログラム11におけるデータ入力と同様であり、実質隙
間が把握できるものは実質隙間を入力し、把握できない
場合には、相当隙間面積、相当隙間幅をデータファイル
22に基づいて入力する。
接通気相当面積とは、ガラス開口内55を介さずに室外
側から直接室内側に空気が浸入する部分の総面積であ
る。具体的には、各枠のメタルタッチヒレつまり枠のヒ
レ部分におけるメタルタッチ部分等であり、障子と枠間
の隙間面積等もこのデータ入力シートに適宜項目を追加
して入力する。
1実施形態と同様に、空気によるガラス開口内への浸入
空気の相当隙間面積の算出([B−2.室外側通気面積
の算出])、空気によるガラス開口内から室内側への浸
入空気の相当隙間面積の算出([B−3.室内漏気相当
面積の算出])、室外側から室内側への直接通気相当面
積(空気による相当隙間面積)の算出([B−4.直接
通気相当面積の算出])を行う。
は、上記入力された条件に基づいて、所定の論理式を用
いて気密性能を評価し、単位時間・面積当たりの漏気量
という形で結果を出して評価している。具体的には、図
15,16に示すような処理フローで気密性能評価が行
われる。なお、使用する論理式は計算基本式として下記
数8に示す通気量の式を使用している。
から、流体速度Vに関して数9の式を得る。
り、この式を利用して各論理式を算出している。
理で入力されたデータを読みとる(S41)。次に、室
外側通気面積計算(S42)、室内側漏気面積計算(S
43)を行い、その計算結果から、図17、18に示す
ようなグラフを出力装置6に出力し、室外側通気面積割
合表示処理(S44)、室内側漏気面積割合表示(S4
5)を行う。なお、図17,18に示すグラフは、シー
ト62〜64に入力されたデータから求められた各部位
の小計面積を表計算ソフトの機能を利用して円グラフの
形式で表示したものである。
内側漏気面積計算(S43)と同時に、図16に示す室
外側から室内側への直接通気面積計算(S46)を行
う。そして、前記室内側漏気面積割合表示(S45)で
は、この直接通気面積計算(S46)で求めた面積も含
めて割合を表示する。
内側漏気面積計算(S43)で計算した面積データなど
を次の数11に代入してガラス開口内圧力を計算する
(S47)。この数11は、前記水密性能計算処理でガ
ラス開口内圧力を計算する数3と同じ式である。なお、
図19の嵌め殺し窓の窓枠51で例示すると、以下の数
11〜14において、POは室外側圧力[Pa]、PCはガ
ラス開口内圧力[Pa]、Piは室内側圧力[Pa]、Qin
は室内側通気量[m3/sec]、qは単位時間・単位面積当
たりの漏気量[m3/hr m2]、Aoutは室外側通気面積
[m2]、AoutDは室外側から室内側への直接通気面積[m
2]、Aleは室内側漏気面積[m2]、ρaは空気密度:1.20
4[kg/m3]、Cfaは空気流量係数、Wはサッシ幅
[m]、Hはサッシ高さ[m]である。
室内側漏気面積計算(S43)で求めた室内側漏気面積
Aleを次の数12に代入し、ガラス開口内から室内への
漏気量Qinを計算する(S48)。
た直接通気面積AoutD等を次の数13に代入し、室外側
から室内側への直接漏気量計算を行う(S49)。
および直接漏気量と、サッシの幅寸法W、高さ寸法H等
を次の数14に代入し、単位時間・面積当たりに漏気量
qを計算する(S50)。
に出力装置6に表示して、気密性能結果表示処理を行う
(S51)。また、図21に示すような、設定圧力Po
と漏気量qとの関係をグラフ表示してもよい。
ムでは、室外側圧力Poが10,30,50,100P
aの各圧力におけるガラス開口内圧力Pc、単位時間当
たり漏気量Qin、単位面積・単位時間当たり漏気量qを
それぞれ計算して表示し、複数の設定圧力における気密
性能を予測して表示している。また、決められた圧力以
外に、利用者が任意の室外圧力を入力してその際の気密
性能を計算できるようにもされている。なお、図20で
は、任意圧力として500[Pa]を代入した例を示し
ている。
は、室外側圧力によって変化する流量係数、相当隙間面
積、相当隙間幅は、圧力差30Paの場合の数値を代入
している。このため、30Pa以外の10,50,10
0Paに関する流量係数、相当隙間面積、相当隙間幅
は、概略値になり、それらの数値を元に計算されるガラ
ス開口内圧力Pc、単位時間当たり漏気量Qin、単位面
積・単位時間当たり漏気量qも概略値となる。つまり、
全圧力概略気密性能算出プログラムでは、複数の室外側
圧力(設定圧力)に対する気密性能をまとめて行える一
方で、各値の精度は多少低くなっている。但し、その影
響は僅かであり、通常の設計においては許容できる範囲
である。
気密性能算出プログラム)による処理〕単一圧力気密性
能算出プログラム12Bでは、サッシ条件入力シート6
1に、図22に示すように、気密性能試験設定圧力を入
力する欄61Bが設けられている。一方、各入力シート
62〜64の項目は、図14に示す全圧力概略気密性能
算出プログラム12Aと同じである。但し、入力シート
62,63,64に入力する相当隙間面積、相当隙間幅
等の圧力差によって値が変化するデータは、前記欄61
Bに入力した気密性能試験設定圧力に対応した値を、デ
ータベース20の相当隙間面積・幅データファイル22
を参照して入力する。
ラム12Bでは、図23,24に示すように、入力した
設定圧力に対するガラス開口内予想圧力や、単位時間・
単位面積当たりの漏気量q等が出力される。
最も効率的でかつ気密性能が高い設計条件を確認し、そ
の条件に基づいて商品を設計する。そして、その設計に
基づいて商品を製作し、従来と同様の商品性能確認試験
を行い、この試験においても十分な性能が確認された
ら、製品として市場に投入すればよい。
1実施形態と同様な作用効果を奏することができる。そ
の上、(13)比較的簡単な操作でサッシの気密性能を評
価することができるため、設計コストを大幅に低減でき
る。すなわち、気密性能は、断熱性、遮音性等にも大き
く影響し、水密性能と並んでサッシを設計、選択する際
の大きなファクターであるため、サッシ設計時に必要な
気密性能が得られるかを予測できれば設計効率を非常に
向上することができ、設計コストを大幅に低減すること
ができる。
から直接室内側に浸入する空気(直接通気相当面積A
outD)を考慮した気密性能を評価することができるた
め、窓枠に障子が組み込まれたサッシ窓全体の気密性能
や、嵌め殺し窓において換気穴等が形成されている場合
の気密性能を高精度にかつ容易に評価することができ
る。
12Aでは、例えば、10,30,50,100Pa等
の複数の圧力差における気密性能計算を一度に算出で
き、大まかな気密性能を容易に把握することができる。
特に、本実施形態では、JIS規定における気密性能試
験と同じ、10,30,50,100Paの圧力差を加
えた際の漏気量で気密性能を評価しているので、全圧力
概略気密性能算出プログラム12Aを用いれば、JIS
の試験と同様の評価を簡単に行うことができる。
グラム12Bを用意し、各圧力差毎の計算もできるた
め、個々の圧力差毎に精度の高い予測値を求めることが
できる。すなわち、単一圧力気密性能算出プログラム1
2Bでは、個別の圧力毎に計算しているので、圧力によ
って変化する相当隙間面積、相当隙間幅などのデータ
も、その圧力に応じた値を入力して計算できるので、非
常に精度の高い気密性能予測を行うことができる。
2A,12Bを用意しているので、様々な圧力差におけ
る気密性能計算を概略で行うことや、単一の圧力差にお
ける気密性能計算を精度良く行うこともでき、利用者の
ニーズに応じた気密性能計算を実現することができる。
例えば、本実施形態では、サッシ性能予測プログラム1
0として、水密性能予測プログラム11と、気密性能予
測プログラム12との2種類の気密性能予測プログラム
を用意していたが、いずれか一方のみを備えているもの
でもよい。また、気密性能予測プログラム12として、
2種類の気密性能算出プログラム12A,12Bを備え
ていたが、いずれか一方の気密性能算出プログラム12
A,12Bのみを備えるものでもよい。
密性能予測プログラム12とで入力する項目は共通する
部分が多く、特に室外側通気面積や室内側漏気面積は、
同じ内容であるため、各プログラムを組み合わせて、水
密・気密性能予測プログラムを構築して利用するように
してもよい。この際、例えば、直接通気相当面積など、
いずれか一方のプログラムのみで利用している入力シー
トを適宜無くし、最小限の入力で各性能予測を行うよう
にしてもよい。
気密性能の両方が、一度に評価できるため、サッシの設
計がより一層簡略化できるとともに、水密性能および気
密性能の両方が目標性能を越えるような設計を容易に行
うことができる。
への直接通気面積を入力していたが、この直接通気面積
を考慮せずに、ガラス開口内55を介した漏気のみの性
能を評価してもよい。
力計算ステップ(S22)を設けていたが、例えば、一
定圧力での評価を行うようにする場合には、この脈動圧
力計算ステップ(S22)を無くしてもよい。
や相当隙間幅は、性能計算処理(S2)では、最初に入
力されたデータをそのまま利用していたが、図2の二点
鎖線で示すように、性能計算処理の実行中に、その計算
によって得られた圧力変動データに基づいて相当隙間面
積等をデータベース20を用いて再計算して利用するよ
うにしてもよい。この場合には、圧力変動による流量係
数などの変化を性能計算処理中に反映できるので、より
一層精度の高い性能予測を行うことができる。
フトにプログラムを組み込んで実現していたが、データ
ベースソフトに組み込んだり、汎用のプログラム言語を
利用して実現してもよい。但し、表計算ソフトを利用す
れば、計算機能やグラフ表示機能など、表計算ソフトの
機能を利用でき、プログラムが容易にかつ簡略化できる
という利点がある。
での性能試験を行っていたが、例えば、サッシ窓を建物
に組み込んだ際の条件を加えて性能試験を行ってもよ
い。すなわち、サッシ窓を建物に組み込んだ際には、庇
等の影響で、雨や風のサッシ窓への当たり方も変わるた
め、これらの条件を加えて性能を評価するようにしても
よい。
実施例について説明する。まず、水密性能予測プログラ
ム11を用いた性能予測に関する実施例1について説明
する。
能を、本発明の水密性能予測プログラム11を用いて行
うとともに、その予測結果と実際の試験結果とを比較し
たものである。嵌め殺し窓としては、W=1000mm、
H=1000mmであり、ガラス41がガスケット(シー
ル材42)によりシールされたものを用いた。また、上
枠−縦枠メタルタッチ隙間は0.3[mm]、下枠−縦枠
メタルタッチ隙間は0.2[mm]、上押縁左右隙間は各
0.3[mm]、縦押縁−上枠間の隙間は0.1[mm]、
縦押縁−下枠間の隙間は0.25[mm]の精度で組み立
てられている。
規定する水密試験を行った。具体的には、外気圧設定P
oは、350〜1000[Pa](脈動による大気圧力差)
に設定した。また、水抜き穴設定は、n−φ8、n−φ
10、2−6×30長穴、及びn−内径φ8通気ハ゜イフ゜
(下枠水位の影響を受けない物)に設定した。なお、n
は穴の個数である。また、室内側には、n−φ6通気穴
と、2種類の結露排水弁とを形成した。
種類、数などを変更し、41種類の設計条件で実験を行
った。また、レーザー変位計を用いて水位を測定すると
ともに、圧力計により下枠、縦枠、チャンバー内の圧力
を測定した。
の予測プログラム11による性能予測を行った。この結
果、図25に示すように、時間経過に関係なく、最初か
ら最後まで差圧が安定し、水位も安定している水位安定
型(水密性能としては良好)と、水浸入により、排水が
負け、水抜き穴が閉塞されて、時間経過によって水位圧
力差が変化する水位上昇型(水密性能としてはNG)の
2種類の現象が表れた。
密性能予測プログラム11で計算された水位と、実験で
確認された水位とをグラフ上に表示すると、その殆どが
両方の水位が一致する理想値の近辺にあり、本発明の計
算値が実際の実験値に非常に近い値を算出できることが
確認できた。
NG(水位上昇型)かの判定では、図27に示すよう
に、本発明の水密性能予測プログラム11で水位安定型
と評価された22件のケースは、実際の実験結果におい
てもそのすべてが水位安定型であり、100%の整合率
であった。一方、本発明の水密性能予測プログラム11
で水位上昇型と評価された19件のケースのうち、実際
の実験結果においても水位上昇型であったのは15件で
あり、水位安定型であったのは僅か4件であった。従っ
て、本発明の水密性能予測プログラム11は、水密性能
が水位上昇型であるか水位安定型であるかの判定では、
37/41つまり90.2%と非常に高い整合率であっ
た。
の水密性能予測プログラム11で水位上昇型と評価した
ものが、水位安定型であったというケースのみであり、
つまり本プログラム11のほうが厳しい評価を行ってお
り、本プログラム11で水位安定型と判断されれば、実
際の実験でも必ず水位安定型になっていた。従って、本
プログラム11の結果でサッシを設計すれば、実際の試
験でも所定の性能をクリアでき、評価ツールとして非常
に有効であることが確認できた。
た性能予測に関する実施例2について説明する。本実施
例では、2種類の嵌め殺し窓において、気密性能の試験
値と本プログラム12による計算値とを比較した。
予測計算値と実験値(試験値)とはほぼ一致しており、
本発明の気密性能予測プログラム12による予測は十分
に有効であった。
シの水密性能や気密性能の予測に非常に有効であること
が確認できた。
気密性能や水密性能といったサッシ性能を簡単に予測す
ることができ、設計や性能確認試験の負担を軽減できる
という効果がある。
を示すブロック図である。
ローチャートである。
データ入力画面の例を示す図である。
データ入力画面の例を示す図である。
内見込み寸法を示す図である。
込み寸法を示す図である。
ファイルの例を示す図である。
の例を示す図である。
における処理手順を示すフローチャートである。
ーチャートである。
算結果出力を示す図である。
算結果出力を示すグラフである。
められる室外側新入水面積割合を示すグラフである。
るデータ入力画面の例を示す図である。
ムにおける処理手順を示すフローチャートである。
ローチャートである。
められる室内側漏気面積割合を示すグラフである。
められる室外側通気面積割合を示すグラフである。
殺し窓の下枠部分を示す図である。
グラムの計算結果出力を示す図である。
グラムの計算結果出力を示すグラフである。
ラムの入力シートの一例を示す図である。
ラムの計算結果出力を示す図である。
ラムの計算結果出力を示す図である。
1における結果を示す図である。
係を示すグラフである。
合率を示す図である。
2における結果を示す図である。
4…中央処理装置、5…記憶装置、6…出力装置、10
…サッシ性能予測プログラム、11…水密性能予測プロ
グラム、12…気密性能予測プログラム、12A…全圧
力概略気密性能算出プログラム、12B…単一圧力気密
性能算出プログラム、20…データベース、21…流量
係数データファイル、22…相当隙間面積・幅データフ
ァイル、31〜35…サッシ条件入力シート、41…ガ
ラス、42…シール材、51…窓枠、52…框、53…
段付き部、54…押縁、55…ガラス開口内、61〜6
4…サッシ条件入力シート、61B…欄。
Claims (12)
- 【請求項1】 サッシの面材を保持する面材保持枠の枠
開口内およびサッシ室外側間で流体が流通可能な隙間面
積である室外側隙間面積と、前記枠開口内およびサッシ
室内側間で流体が流通可能な隙間面積である室内側隙間
面積とを含むサッシ条件を設定する条件設定ステップ
と、 前記サッシ条件および設定した圧力によって前記枠開口
内の圧力を計算する圧力計算ステップと、 この圧力計算ステップで計算された前記枠開口内の圧力
および前記各隙間面積を用いて枠開口内への流体流入量
および枠開口内からの流体流出量の少なくとも一方を計
算する流量計算ステップと、 この流量計算ステップで計算された流体流入量や流体流
出量に基づいてサッシ性能を評価する性能評価ステップ
とを行うサッシ性能予測方法。 - 【請求項2】 前記条件設定ステップでは、室外側隙間
面積として水抜き穴の面積を含めて入力し、 前記流量計算ステップでは、室外側隙間面積および室外
側圧力と、前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧
力とに基づいて室外側から枠開口内への浸入水量を流体
流入量として計算し、かつ水抜き穴面積および室外側圧
力と、前記枠開口内圧力とに基づいて枠開口内から室外
側への排水水量を流体流出量として計算し、 前記性能評価ステップでは、浸入水量および排水水量に
基づいて枠開口内水位を計算して水密性能を評価する請
求項1に記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項3】 前記性能評価ステップでは、前記枠開口
内水位を計算後、その水位に応じて予め実験により求め
た枠開口内圧力低下量計算式を利用して圧力損失量を計
算し、排水後の枠開口内圧力を計算して水密性能を評価
する請求項2に記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項4】 前記圧力計算ステップでは、サッシに空
気導入口が形成されている場合には、空気導入口による
枠開口内分圧を含めて枠開口内圧力を計算する請求項2
または請求項3に記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項5】 前記圧力計算ステップ、流量計算ステッ
プ、性能評価ステップを所定回数繰り返すとともに、前
記圧力計算ステップでは、性能評価ステップで計算した
排水後の枠開口内圧力を利用して圧力計算を行う請求項
2〜4のいずれかに記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項6】 前記条件設定ステップでは、室外側隙間
面積および室内側隙間面積のうち、実質的な寸法を直接
把握可能な隙間はその実質データを入力し、かつ予め実
験により求めた流量係数を乗算して相当隙間面積を求
め、 実質的な寸法を直接把握できない隙間は、実験により予
め求めた内外圧力差に対する相当隙間面積データまたは
相当隙間幅データを用いて相当隙間面積を求める請求項
2〜5のいずれかに記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項7】 前記流量計算ステップでは、室内側隙間
面積と前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧力と
に基づいて枠開口内から室内側への漏気量を流体流出量
として計算し、 前記性能評価ステップでは、単位時間および単位面積当
たりの漏気量を計算して気密性能を評価する請求項1に
記載のサッシ性能予測方法。 - 【請求項8】 前記条件設定ステップでは、室外側から
前記枠開口内を介さずに直接室内側に空気が浸入可能な
直接通気相当面積を入力し、 前記流量計算ステップでは、この直接通気相当面積を用
いて室外側から室内側への直接の漏気量を計算し、 前記性能評価ステップでは、枠開口内から室内側への漏
気量と、室外側から室内側への直接の漏気量とを用い
て、単位時間および単位面積当たりの漏気量を計算して
気密性能を評価する請求項7に記載のサッシ性能予測方
法。 - 【請求項9】 前記性能評価ステップでは、予め設定さ
れた複数の圧力における気密性能計算を自動的に行う全
圧力概略気密性能算出ステップと、単一の圧力における
気密性能計算を行う単一圧力気密性能算出ステップとが
選択可能とされている請求項7または請求項8に記載の
サッシ性能予測方法。 - 【請求項10】 コンピュータに、サッシの面材を保持
する面材保持枠の枠開口内およびサッシ室外側間で流体
が流通可能な隙間面積である室外側隙間面積と、前記枠
開口内およびサッシ室内側間で流体が流通可能な隙間面
積である室内側隙間面積とを含むサッシ条件を設定する
条件設定ステップと、 前記サッシ条件および設定した圧力によって前記枠開口
内の圧力を計算する圧力計算ステップと、 この圧力計算ステップで計算された前記枠開口内の圧力
および前記各隙間面積を用いて枠開口内への流体流入量
および枠開口内からの流体流出量の少なくとも一方を計
算する流量計算ステップと、 この流量計算ステップで計算された流体流入量や流体流
出量に基づいてサッシ性能を評価する性能評価ステップ
とを実行させるためのサッシ性能予測プログラム。 - 【請求項11】 前記条件設定ステップでは、室外側隙
間面積として水抜き穴の面積を含めて入力し、 前記流量計算ステップでは、室外側隙間面積および室外
側圧力と、前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧
力とに基づいて室外側から枠開口内への浸入水量を流体
流入量として計算し、かつ水抜き穴面積および室外側圧
力と、前記枠開口内圧力とに基づいて枠開口内から室外
側への排水水量を流体流出量として計算し、 前記性能評価ステップでは、浸入水量および排水水量に
基づいて枠開口内水位を計算して水密性能を評価する請
求項10に記載のサッシ性能予測プログラム。 - 【請求項12】 前記流量計算ステップでは、室内側隙
間面積と前記圧力計算ステップで計算した枠開口内圧力
とに基づいて枠開口内から室内側への漏気量を流体流出
量として計算し、 前記性能評価ステップでは、単位時間および単位面積当
たりの漏気量を計算して気密性能を評価する請求項10
に記載のサッシ性能予測プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001157012A JP3682241B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001157012A JP3682241B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002350274A true JP2002350274A (ja) | 2002-12-04 |
| JP3682241B2 JP3682241B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=19000941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001157012A Expired - Fee Related JP3682241B2 (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3682241B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004054594A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | 細胞死抑制剤 |
| CN119845512A (zh) * | 2025-03-24 | 2025-04-18 | 山西安得瑞防护设备有限公司 | 一种防护密闭门密封性能的检测方法及系统 |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001157012A patent/JP3682241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004054594A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | 細胞死抑制剤 |
| CN119845512A (zh) * | 2025-03-24 | 2025-04-18 | 山西安得瑞防护设备有限公司 | 一种防护密闭门密封性能的检测方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3682241B2 (ja) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sherman | Air infiltration in buildings | |
| Han et al. | Different modeling strategies of infiltration rates for an office building to improve accuracy of building energy simulations | |
| EP1982046B1 (en) | Methods, systems, and computer-readable media for real-time oil and gas field production optimization using a proxy simulator | |
| Sherman et al. | Measurement of infiltration using fan pressurization and weather data | |
| Ai et al. | Determination of single-sided ventilation rates in multistory buildings: Evaluation of methods | |
| Dama et al. | Naturally ventilated double-skin façade in modeling and experiments | |
| Yoon et al. | A calibration method for whole-building airflow simulation in high-rise residential buildings | |
| Wang et al. | Development of simple semiempirical models for calculating airflow through hopper, awning, and casement windows for single-sided natural ventilation | |
| Fracastoro et al. | Experimental and theoretical analysis of natural ventilation by windows opening | |
| Polly et al. | Assessing and improving the accuracy of energy analysis for residential buildings | |
| Kosny et al. | Influence of architectural details on the overall thermal performance of residential wall systems | |
| Sharpe et al. | What we think we know about the aerodynamic performance of windows | |
| Ren et al. | Simulation of air infiltration of Australian housing and its impact on energy consumption | |
| JP3682241B2 (ja) | サッシ性能予測方法およびサッシ性能予測プログラム | |
| Ji et al. | Study on the conversion coefficient between ACH50 and ACH in typical zones of public buildings | |
| Baheti et al. | Appropriate fire intensity measures for reinforced concrete beam and column elements | |
| Iordache et al. | Average permeability measurements for an individual dwelling in Romania | |
| Renault | Operational sensitivity of irrigation structures | |
| Fürbringer et al. | Suitable algorithms for calculating air renewal rate by pulsating air flow through a single large opening | |
| Jernigan et al. | A mathematical model of air temperature in Mammoth Cave, Kentucky | |
| Feng et al. | Estimation of nonstationary crosswind response of tall buildings with nonlinear aeroelastic effect | |
| Wakamatsu | Calculation methods for predicting smoke movement in building fires and designing smoke control systems | |
| Stanton et al. | Using Air Flow Modelling Software to Predict Airtightness Improvements in a High-Rise Residential Building: A Case Study | |
| Blasnik et al. | In search of the missing leak. | |
| Kaur et al. | A novel approach in gas well performance monitoring and forecasting using modified decline curve analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050418 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050517 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050520 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080527 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090527 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110527 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |