Elucidation of the behavior of melted snow flowing down the snow layer and development of icicle formation prevention technique

阐明融雪流下雪层的行为并开发预防冰柱形成的技术

• 批准号: 21K04366
• 负责人: 小松 喜美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04366/
• 关键词: 凍結抑制; 積雪; 屋根; 寒冷地; 豪雪地域

安価で施工性が良いなどの理由から，多くの大型施設の屋根材には鋼板を台形状に折り曲げた折板屋根が採用されているが，冬期間の雪国において，折板屋根は軒先部分に大きな氷柱を発生させるため，様々なコストを費やして氷柱落下による被害を防止している．本研究では，氷柱の形成現象を再現できるような実験装置を開発したのち，融雪水の挙動および氷柱の形成メカニズムを解明し，そのメカニズムから氷柱形成を抑制する方法を提案すること，また雪層の融解現象・多孔質層（雪層）の水分移動現象・凍結現象などの様々な現象が同時に起こっている本研究対象の学術的な端緒を明らかにすることを目的としている．１年目は，折半屋根の積雪へ連続して融雪水を供給することができる実験装置を開発し，融雪水の挙動および氷柱の形成メカニズムを解明することを目標に研究した．本研究の事前検討で行っていた予備的な実験では，折板屋根先端に発生した氷柱は，実環境下にある折板屋根先端に生じた氷柱と異なる形状であったが，本研究によって実験装置を改良した結果，実験室内のモデル実験において折板屋根先端に発生した氷柱は，実環境下での氷柱形状と類似していることが分かった．また，その氷柱形成過程や雪層内を浸潤する融雪水の観察結果から，折板屋根先端での凍結を抑制することができる方法の提案への糸口を掴むことができた．今後は，雪層内に浸潤している水量が測定できるように実験装置をさらに改良した後，凍結抑制方法を適用した折板屋根を製作して，その性能評価する．

The reason why the construction property is good is that many large-scale construction of the root material of the house is in the shape of a steel plate platform. The folded plate root is used in the middle of the winter. During the winter, the snow country is in the middle of the winter. The folded plate root is in the front part of the house. The large column is formed. The cost of the folded plate root is prevented from falling. This study proposes a method to reappear the phenomenon of column formation and to develop a device to investigate the mechanism of column formation in snowmelt water and to suppress column formation. Melting phenomenon of snow layer, water movement phenomenon of porous layer (snow layer), freezing phenomenon and other phenomena occur simultaneously. The academic end of this research object is clear. The purpose is to develop a device for supplying snowmelt water to the root of half house. A study on the formation of snowmelt column was conducted. In this study, we investigated in advance how the root tip of the folded plate house developed into a column, and how the root tip of the folded plate house developed into a column with different shapes under actual conditions. The process of pillar formation and the observation of snowmelt water infiltration in snow layer are discussed. The method of freezing inhibition at the root of folded roof is proposed. In the future, after the determination of the amount of water in the snow layer, the freezing suppression method will be applied to the production of the folded plate and the performance evaluation.