Study of the Design Method of Radiant Heating and Cooling Systems

本研究は、放射空調の設計手法の確立を目指した、設計・運用・解析における前提条件の抜本的な見直しを目的としている。本年度は、日本でも広く普及している方式である天井放射パネルに焦点を当てた。天井放射パネルは、裏面に冷温水配管を付した金属パネルを吊るし、冷暖房を行う方式である。コンクリートスラブなどの建物構造に直接配管を埋設する方式とは異なり、既製品を導入する天井放射パネルは事前に冷却能力の測定をできることが利点である。しかし、天井放射パネルはその性質上、天井裏側への熱損失が生じるが、従来の冷却能力の試験方法ではこの熱損失を定量化することができなかった。そこで、実験室実験にもとづく熱損失量の測定・予測方法を提案し、実測調査による検証を行った。さらに、測定が行われたパネルの数値モデルを作成し、昨年度に調査した、熱伝達量の計算に影響を及ぼす因子の選定が最終的な室内温熱環境やエネルギー使用量に与える影響を調べるパラメトリック解析（総当たり解析）を実施した。従来の冷却能力試験に天井裏温度を設定した条件を追加し、室内側との温度差に応じた熱損失量を計測した実験結果を用い、室内と天井裏の温度差から熱損失の割合を予測する簡易式を提案した。続いて、同一製品の天井放射パネルが導入されたオフィスを対象に、パネル両面での熱流量の計測を行った。パネルに送水が行われている時間帯において、実測値と予測値が精度よく一致した。国内で普及している天井放射パネルの正確な冷却能力の評価を可能としたと言える。パラメトリック解析では、これまで個々に研究されてきた、熱伝達率や制御の基準温度などの性質の異なる因子を、室内温熱環境とパネルの稼働時間で評価することでそれぞれの影響度を明らかにした。いずれの要素も設計・運用・解析の各段階における基盤となる項目であり、それぞれの値の選定が計算結果に与える影響の指針を示すことができた。

本研究は、放射空調の設計手法の確立を目指した、設計・運用・解析における前提条件の抜本的な見直しを目的としている。本年度は、日本でも広く普及している方式である天井放射パネルに焦点を当てた。天井放射パネルは、裏面に冷温水配管を付した金属パネルを吊るし、冷暖房を行う方式である。コンクリートスラブなどの建物構造に直接配管を埋設する方式とは異なり、既製品を導入する天井放射パネルは事前に冷却能力の測定をできることが利点である。しかし、天井放射パネルはその性質上、天井裏側への熱損失が生じるが、従来の冷却能力の試験方法ではこの熱損失を定量化することができなかった。そこで、実験室実験にもとづく熱損失量の測定・予測方法を提案し、実測調査による検証を行った。さらに、測定が行われたパネルの数値モデルを作成し、昨年度に調査した、熱伝達量の計算に影響を及ぼす因子の選定が最終的な室内温熱環境やエネルギー使用量に与える影響を調べるパラメトリック解析（総当たり解析）を実施した。従来の冷却能力試験に天井裏温度を設定した条件を追加し、室内側との温度差に応じた熱損失量を計測した実験結果を用い、室内と天井裏の温度差から熱損失の割合を予測する簡易式を提案した。続いて、同一製品の天井放射パネルが導入されたオフィスを対象に、パネル両面での熱流量の計測を行った。パネルに送水が行われている時間帯において、実測値と予測値が精度よく一致した。国内で普及している天井放射パネルの正確な冷却能力の評価を可能としたと言える。パラメトリック解析では、これまで個々に研究されてきた、熱伝達率や制御の基準温度などの性質の異なる因子を、室内温熱環境とパネルの稼働時間で評価することでそれぞれの影響度を明らかにした。いずれの要素も設計・運用・解析の各段階における基盤となる項目であり、それぞれの値の選定が計算結果に与える影響の指針を示すことができた。