Development of a new ventilation system using HEMS (Home Energy Management System) that takes into consideration the living environment of after-corona

考虑到电晕后的生活环境，利用HEMS（家庭能源管理系统）开发新型通风系统

• 批准号: 21H01494
• 负责人: 鳥海 吉弘
• 金额: $ 8.65万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01494/
• 关键词: 感染症対策; 自宅療養; 換気システム; 自動開閉窓; 省エネルギー; 機械換気設備; 自然換気; 換気計画; HEMS; ウイルス対策; 室圧制御; 温熱・空気環境

本研究の目的は、在宅時間が増加するであろうアフターコロナ社会において、安全かつ快適な住宅室内空間を提供できる換気システムの開発である。2022年の研究実施計画は、1) 単一開口部近傍の気流可視化実験とCFD解析、2) 実験住宅の性能検証、3) 実験住宅の換気回路網計算の実施、4) 隔離室（自宅療養室）の検討である。1)については、単純な室内模型によりPIV実験装置を用いて、単一開口モデルを対象とした気流特性の把握（気流可視化）と数値解析の整合性を確認した。2)については、機械換気設備の検討を行う実験住宅における性能検証であり、住宅の気密性能測定、各機械換気設備の風量測定、住宅内各部の空気齢測定を行った。3)については、2)の測定結果を用いて換気回路網計算のモデルを作成した。4)については、実験住宅を用いて自宅療養室の可能性について検討した。自宅療養室から感染性粒子などが室内空間に逆流しないよう、換気計画上の上流側にLDKを、最下流に自宅療養室を配置し、一方向流が形成させる機械換気設備について検討した。その結果、計画換気量として水まわりの局所換気設備の風量を全般換気設備の風量に加える必要があること、提案した機械換気設備は外部風などの外界気象条件や居住者行為などの影響を受け易いこと（圧力変動に弱い）、自宅療養室は室内空気質の確保が困難であることがわかった。また、自動開閉窓システムに関して、これまでは引き違い窓について検討してきたが、新たに開き窓に関して検討を行った。窓の開放寸法（開口幅あるいは開口角度）は室内外温度差により制御しているが、外部風速が大きな場合は換気量に誤差が出ることが明らかになった。しかし、開口幅固定窓に対して換気量は安定しており、室内温熱環境も自動開閉窓システムの方が望ましいことを示した。

The purpose of this study is to increase the time spent in the house, improve the social environment, and provide a safe and comfortable indoor space for the development of residential housing. The research implementation plan for 2022 includes: 1) visualization of gas flow near a single opening and CFD analysis; 2) performance evaluation of a residential building; 3) implementation of calculation of gas exchange circuit network of a residential building; 4) investigation of isolation room (home recuperation room). 1) To confirm the integrity of numerical analysis by analyzing the flow characteristics of a PIV system using a pure indoor model. 2) Inspection of mechanical ventilation equipment, performance inspection of residential buildings, measurement of air tightness of residential buildings, measurement of air volume of each mechanical ventilation equipment, measurement of air quality of each part of residential buildings. 3) The measurement results of 2) are calculated by using the conversion circuit network. 4) The possibility of using the infirmary for residential use is discussed. The infectious particles in the home sanatorium are detected in the reverse flow in the indoor space, the LDK in the upstream side of the ventilation plan, the configuration in the lowest part of the home sanatorium, and the formation of a directional flow in the mechanical ventilation equipment. The result, the planned ventilation quantity, the air volume of the local ventilation equipment, the air volume of the general ventilation equipment, the necessary increase, the proposal, the influence of the external wind conditions of the mechanical ventilation equipment, the behavior of the occupants, the difficulty of ensuring the indoor air quality of the home sanatorium, etc. Automatic opening and closing of the system, the system is closed, the system is closed, and the system is closed. The method of opening (opening width, opening angle) controls the temperature difference between indoor and outdoor, and the error of external wind speed in case of large change. For example, the opening width is fixed, the temperature is stable, and the indoor temperature environment is automatically opened and closed.

项目成果

自然換気量を制御する自動開閉窓システムの開発（その5） 開き窓におけるシステムの性能評価

控制自然通风的自动开/关窗系统的开发（第5部分）平开窗系统的性能评估

• 发表时间: 2023
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集
• 作者: TSUKASA IWATA;EIJI HARADA;ELIZABETH MALY;堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・石坂 隼人・倉渕 隆・大浦 豊・朝岡 幸康
• 通讯作者: 堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・石坂 隼人・倉渕 隆・大浦 豊・朝岡 幸康

自然換気量を制御する自動開閉窓システムの開発（その2） 夏期実測によるシステムの性能評価

开发控制自然通风量的自动开/关窗系统（第2部分）通过夏季实际测量对系统进行性能评估

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集
• 作者: 乙守倫太朗;髙取伸光;小椋大輔;岡村知明;高林弘実;貴田啓子;大浦 豊・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・倉渕 隆・朝岡 幸康
• 通讯作者: 大浦 豊・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・倉渕 隆・朝岡 幸康

自然換気量を制御する自動開閉窓システムの開発（その1） 自動開閉窓システムの概要と制御方法

控制自然通风的自动开闭窗系统的开发（第1部分）自动开闭窗系统及控制方法概述

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集
• 作者: 角田柊斗;藤谷淳史;田坂彰基;佐々木伸子;下倉玲子;柳澤要;武藤祐太，李時桓，倉渕隆，金政一，黄載雄;石坂 隼人・鳥海 吉弘・李 時桓・堤 あかね・倉渕 隆・大浦 豊;難波和佳子,山中俊夫,崔ナレ,小林知広,小林典彰,鹿野奈々;鎌田浩輔・岡井有佳;孫安陽，牧野翔馬，原田 和典，仁井 大策;平山洋介;文化財建造物における障壁画の保存・公開に関する研究 ―その３ 日本画顔料の色の見え方の湿度依存性―;朝岡 幸康・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・倉渕 隆・大浦 豊
• 通讯作者: 朝岡 幸康・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・倉渕 隆・大浦 豊

Development of an automatic opening system for sliding and casement windows to control the natural ventilation rate

开发用于控制自然通风率的推拉窗和平开窗自动开启系统

• 发表时间: 2023
• 期刊: IAQVEC 2023 Proceedings
• 作者: Akane Tsutusmi;Sihwan Lee;Yoshihiro Toriumi;Takashi Kurabuchi;Yutaka Oura and Yukiyasu Asaoka
• 通讯作者: Yutaka Oura and Yukiyasu Asaoka

自然換気量を制御する自動開閉窓システムの開発（その4） 開き窓における流量係数の算出と自動開閉窓システムの制御方法

控制自然通风量的自动开闭窗系统的开发（第4部分）平开窗流量系数的计算及自动开闭窗系统的控制方法

• 发表时间: 2023
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集
• 作者: Wang Wei;Okaze Tsubasa;大浦 豊・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・石坂 隼人・倉渕 隆・朝岡 幸康
• 通讯作者: 大浦 豊・堤 あかね・李 時桓・鳥海 吉弘・石坂 隼人・倉渕 隆・朝岡 幸康