エアコン選定条件の追加および変更

本ツールは2015年に開発され2017年より公開していますが、それ以降は更新されていないため最新の住宅性能やエアコンの冷暖房能力との差異が課題となっています。特に住宅性能は、2022年に国土交通省が既存の断熱等級を超える上位等級を創設するなど、今後も住宅の断熱性能は向上していくことが予想されます。一般的に、高気密・高断熱住宅ほどエアコンに求められる冷暖房能力は小さく、同じ性能のエアコンでもより広い部屋で使用できます。畳数めやすとの乖離が大きくなることから、高気密・高断熱住宅では、本ツールを用いて適切な容量のエアコンを選ぶことの重要性が特に高いといえます。

このような観点から現行ツールの改良を行う場合、ユーザが入力できるエアコン選定条件の拡充が必要です。現行ツールから追加・変更する条件について、主要なものを以下に例示します。

●対象地域：現行ツールは盛岡・仙台・東京・大阪・福岡の5地点が対象でしたが、より広範な気象条件の地域から選択できるようにします。
●断熱等級：現行ツールで対象としている等級2（省エネ基準）・等級3（新省エネ基準）・等級4（次世代省エネ基準）に加えて、より上位の等級である外皮性能注基準G1・G2を追加します（2020年を見据えた住宅の高断熱化技術開発委員会（HEAT20）で提案）。
注：住宅の屋根や外壁、床、窓などの「外皮」と呼ばれる部分についての断熱や遮熱などの性能。
●冷暖房の設定温度：現行ツールではウェブアンケート調査に基づいて定めた冷暖房それぞれ3通りの設定温度を入力できますが、より多様な住まい方に対応するため1℃単位での入力を可能とします。
●エアコン機種：現行ツールで対象とする2012年発売モデル14機種と比較して、現在のエアコンは性能が向上し機能追加による価格変化も生じていることから、2021年発売モデルの16機種に更新します。

リアルタイムでの冷暖房負荷計算による多様な選定条件への対応

現行ツールでは、特定のエアコン選定条件の組み合わせに対して年間冷暖房負荷の事前計算（以下、事前計算）シミュレーションを行い、結果をデータベース化して利用しています。これは、現行ツール利用時にリアルタイムで計算をすると、シミュレーションの計算量が膨大となり、長い待ち時間が生じるだけでなく、Webサーバへの負荷が大きくなるためです。一方で、この事前計算に要するコストも大きいことから、選定条件を追加・変更することが困難という制約も存在していました。

そこで改良版ツールでは、多様な選定条件に対応することを目的として、事前計算することなくリアルタイムでの冷暖房負荷の計算を実行可能とするためのシミュレーション省略手法を開発しました。現行ツールと改良版ツールにおけるプロセスを図2に示します。改良版ツールではユーザがエアコン選定条件を入力後に冷暖房負荷計算を行い、その結果に基づくエアコン順位を出力します。これによって多様な選定条件に対応できるだけでなく、今後の更新も容易に行うことができます。　

図2 現行ツールと改良版ツールそれぞれのプロセス（改良版での変更箇所を赤で記載）

短期間の冷暖房負荷計算と重回帰分析による年間の冷暖房消費電力量の予測

現行ツールでは1年間のシミュレーションを行い、その冷暖房負荷計算結果から年間の冷暖房それぞれの消費電力量を算出し、エアコンの順位付けに使用しています。ツール改良にあたって開発したシミュレーション省略手法では、冷暖房それぞれ14日間のみを対象としたシミュレーションを行い、気象データ（外気温および日射量）を用いて重回帰分析により年間の冷暖房消費電力量を予測します（図3）。

このシミュレーション省略手法によって1回の選定に要する計算量を現行ツールの数十分の1とし、標準的な性能のコンピュータを用いた場合でも現実的な処理時間でエアコン選定をリアルタイムに行うことが可能となりました。また、この省略が選定結果に影響しないことを確認するための検証も実施し、省略を行わなかった場合とほぼ同等の、適切なエアコン順位を出力可能であることがわかりました。

今後は、本手法を用いた改良版ツールの実装およびウェブサイト上での公開に向けた検討を進めます。エアコン選定条件の入力画面も、より直感的にわかりやすいインタフェースとなるよう改良予定です。

図3 重回帰分析による年間の冷暖房消費電力量予測の概要（冷房の場合）