夏季蒸暑地域における小屋裏空間内の温熱・換気性状に関する研究

本研究では,任意形状の住宅,特に小屋裏空間の温熱通気特性を定量的に検討するものであり,その成果は,住宅等における環境調整手法の開発・適用範囲を拡張可能とするものである.本年度は,住宅の小屋裏・床下空間の温熱・通気特性,特に自然風による小屋裏内での排熱特性を定量的に把握することを目的とし,実験住宅における実測と換気量に関する数値解析を行った.また,Computational Fluid Dynamics手法を用いて,住宅の風圧係数算出を行い,実測と比較検討を行った.本研究で得られた成果を以下に示す.(1)棟換気,軒天換気,壁体通気層を持つ実験住宅を作成し,外界気象に曝露して実測を行った.実測結果では,軒天換気口からの換気量が支配的であることがわかった.また,天井断熱された小屋裏では,気温が50℃程度まで上昇することが明らかとなり,換気による温熱性状改善が望まれる結果となった.(2)実測結果を基に,換気計算モデルを構築し,換気量の推定を行った.その結果,建築基準法で定められている開口面積では,小屋裏の温熱環境改善は不可能であることが明らかとなった.また,換気量の要因としては,外部風の影響が温度差に比べて倍程度大きいことを明らかにした.(3)CFD手法による小屋裏換気の構造解明を目的として,数値解析法の基本特性の把握を行った.特に,SIMPLE系解法の特性の把握,安定性の検討を行い,SIMPLEC法が他に比べて良好であることが確認された.(4)標準k-εモデルとDurbin型k-εモデルを用いて,風圧係数の算出を行った.その結果,Durbin型が,実測値との対応が良いことがわかった.

本研究では,任意形状の住宅,特に小屋裏空間の温熱通気特性を定量的に検討するものであり,その成果は,住宅等における環境調整手法の開発・適用範囲を拡張可能とするものである.本年度は,住宅の小屋裏・床下空間の温熱・通気特性,特に自然風による小屋裏内での排熱特性を定量的に把握することを目的とし,実験住宅における実測と換気量に関する数値解析を行った.また,Computational Fluid Dynamics手法を用いて,住宅の風圧係数算出を行い,実測と比較検討を行った.本研究で得られた成果を以下に示す.(1)棟換気,軒天換気,壁体通気層を持つ実験住宅を作成し,外界気象に曝露して実測を行った.実測結果では,軒天換気口からの換気量が支配的であることがわかった.また,天井断熱された小屋裏では,気温が50℃程度まで上昇することが明らかとなり,換気による温熱性状改善が望まれる結果となった.(2)実測結果を基に,換気計算モデルを構築し,換気量の推定を行った.その結果,建築基準法で定められている開口面積では,小屋裏の温熱環境改善は不可能であることが明らかとなった.また,換気量の要因としては,外部風の影響が温度差に比べて倍程度大きいことを明らかにした.(3)CFD手法による小屋裏換気の構造解明を目的として,数値解析法の基本特性の把握を行った.特に,SIMPLE系解法の特性の把握,安定性の検討を行い,SIMPLEC法が他に比べて良好であることが確認された.(4)標準k-εモデルとDurbin型k-εモデルを用いて,風圧係数の算出を行った.その結果,Durbin型が,実測値との対応が良いことがわかった.