地下構造物の熱環境解析に関する基礎的研究

(1) 地下構造物の熱水分性状を適切な精度で知るためには煩雑な非線形計算が必要となるため、これの線形近似についての可能性と適応範囲を検討した。手法としては擬線形化方程式を用いた数値解析により検討を行った。埋設型地下構造物の熱負荷に関して外気温、室温の年平均値変化に対しては、その適応範囲がそれぞれ±10℃、±15℃程度あることを確認した。さらに地下階型の地下構造物を対象として、自然状態下での室内温湿度に関して外界気象条件の変化に対する擬線形化の適応範囲について検討し、以下の結論を得た。1)外気年平均値の変化が±10℃程度は適応範囲といえる。2)外気相対湿度年平均値変化は±10%程度が適応範囲といえる。3)日射量が一定の比率で変化した場合、0.6〜1.4倍程度が適応範囲といえる。4)降雨が一定の比率で変化した場合、0.5〜1.5倍程度が適応範囲といえる。(2) 植生のある場合の地盤の平均温度、含水率の予測を行うため、実際に風洞を用いた実験を行った。植生としては建築環境でよく用いられる芝生を用い風洞内の温度を一定に保った条件下で、電球を用いた日射の有無及び風速の変化を与えたケースについて実験を行った。その結果、植生地盤での蒸発散に日射、風速及び土壌内水分の影響が大きいこと、また降雨直後には葉についた水滴の影響が大きいことを確認した。次に植生地盤地表面の単純なモデル化を行い、実験結果をもとに、水分伝達係数および芝生の熱伝導率という未知物性値の同定をおこなった。その結果、水分伝達係数が風速の影響を大きく受けていることを明らかにし、また地表面温度が実測と計算とで一致する場合の芝生の熱伝導率を同定した。日射がない場合については許容できる地表面温度予測が行えるが、日射がある場合については植物の蒸散のモデル化が必要であることを明らかにした。

(1) 地下構造物の熱水分性状を適切な精度で知るためには煩雑な非線形計算が必要となるため、これの線形近似についての可能性と適応範囲を検討した。手法としては擬線形化方程式を用いた数値解析により検討を行った。埋設型地下構造物の熱負荷に関して外気温、室温の年平均値変化に対しては、その適応範囲がそれぞれ±10℃、±15℃程度あることを確認した。さらに地下階型の地下構造物を対象として、自然状態下での室内温湿度に関して外界気象条件の変化に対する擬線形化の適応範囲について検討し、以下の結論を得た。1)外気年平均値の変化が±10℃程度は適応範囲といえる。2)外気相対湿度年平均値変化は±10%程度が適応範囲といえる。3)日射量が一定の比率で変化した場合、0.6〜1.4倍程度が適応範囲といえる。4)降雨が一定の比率で変化した場合、0.5〜1.5倍程度が適応範囲といえる。(2) 植生のある場合の地盤の平均温度、含水率の予測を行うため、実際に風洞を用いた実験を行った。植生としては建築環境でよく用いられる芝生を用い風洞内の温度を一定に保った条件下で、電球を用いた日射の有無及び風速の変化を与えたケースについて実験を行った。その結果、植生地盤での蒸発散に日射、風速及び土壌内水分の影響が大きいこと、また降雨直後には葉についた水滴の影響が大きいことを確認した。次に植生地盤地表面の単純なモデル化を行い、実験結果をもとに、水分伝達係数および芝生の熱伝導率という未知物性値の同定をおこなった。その結果、水分伝達係数が風速の影響を大きく受けていることを明らかにし、また地表面温度が実測と計算とで一致する場合の芝生の熱伝導率を同定した。日射がない場合については許容できる地表面温度予測が行えるが、日射がある場合については植物の蒸散のモデル化が必要であることを明らかにした。