突風による平板瓦の飛散開始状況の高確度検証システムの構築

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[研究目的]台風あるいは竜巻などの強風時には、直接的な建物被害だけでなく、瓦など屋根葺き材等の飛散によって二次的な被害が生じる。強風による飛散物の飛散特性を把握するため、高精度でかつ安定した信頼度で測定できる実験手法を開発し、強風災害の低減へ寄与することを目的とする。[研究方法]上記の目的を達成するために次のような手順で実施した。(1)屋根面の一部に吸着バルブによって脱着可能な飛散(平板状)部材を設置できる住宅模型を作成した。その屋根形状は切妻、寄棟、および陸屋根とし、それらの模型を大型風洞装置内に設置し実験を行った。(2)真空圧力調整器で飛散部材の固定度を制御し、その電圧出力を記録するとともに、同時に風洞内の風速も段階的に変化させてその電圧出力を同様にパソコンに取り込み、検討した。(3)実験時の飛散状況を動画として高速度カメラで撮影し、飛散状況の数値解析とを比較検討した。[研究成果]上記の研究目的及び研究方法に沿って研究を遂行した結果、以下のような所見を得た。①真空ポンプと吸着バルブを用いた吸着システムの真空圧力調整器の出力値と、飛散部材の固定力との関係を精査したところ、高精度の安定性を実現できた。②切妻屋根及び陸屋根模型での飛散物は低い風速ではゆっくりと飛散し、高風速になると飛散速度は速く、そしてより高く遠くまで飛散する傾向にある。③一方寄棟屋根の場合は、切妻及び陸屋根に比べて風速場が3次元でより複雑な流れとなり、更なる検討が必要である。以上がこの研究の成果であるが、竜巻のように急激に気圧の変化がある場合、建築物に与える影響はどうなのか? という疑問点が生じ、今後この点を解明して行きたいと考えている。