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Development on Intelligent Building Envelope with Functions of Dehumidification in Summer and Solar Collection in Winter

Research Project

Project/Area Number 17H03355
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Architectural environment/Equipment
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

OZAKI Akihito  九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (90221853)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福田 展淳  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00267478)
李 明香  立命館大学, 理工学部, 准教授 (00734766)
隈 裕子  湘南工科大学, 工学部, 准教授 (10617749)
住吉 大輔  九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (60432829)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords省エネルギー / 再生可能エネルギー利用 / パッシブクーリング・ヒーティング / ZEH / 太陽集熱 / 放射冷却 / 調湿 / 除湿 / 自然除湿 / 外被システム / 恒温恒湿 / 自然エネルギー利用
Outline of Final Research Achievements

For the purpose of designing energy-saving houses using renewable energy, intelligent thermal performance-variable system (the air circulation type) is developed, that can naturally cool and dehumidify in the summer and collect solar energy in the winter by utilizing the thermodynamic potential difference between indoors and outdoors. We demonstrated its temperature and humidity control performance and energy saving effect. First, the basic concept of this system was theoretically constructed by expressing the coupled phenomenon of heat, moisture, and air as an energy flow according to nonequilibrium thermodynamics. Next, through model experiments in the environmental test room, field experiments using full-scale houses, and numerical simulations, the excellent constant temperature and humidity performance of this system and the effect of reducing sensible and latent heat loads were clarified throughout the year.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本システムは,冷暖房時の顕熱負荷のみならず,これまでは極めて困難であった冷房時の潜熱負荷をも削減する新たなデシカント技術であり,先進的で萌芽性・学術性に優れるばかりか,リアル・ゼロエネルギー住宅を可能にする社会貢献性の高い革新的省エネルギー技術と考えられる。再生可能エネルギーや壁体の蓄熱・調湿を利用して住環境を制御するパッシブ手法は,今後の住宅に断熱気密性能のみならず恒温恒湿性能を付加することになり,住宅性能の新基準および新たな住宅構法・仕様の開発に繋がる。
また,非平衡熱力学に則った熱・水分・空気の複合移動解析方法は斬新的で工学的有用性が高く,建築環境工学に寄与するところが大きい

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (72 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 8 results) Presentation (52 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A Fundamental Study of Intelligent Building Envelope Systems Capable of Passive Dehumidification and Solar Heat Collection Utilizing Renewable Energy2019

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      Volume: Vol.195 Pages: 139-148

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  • [Presentation] セルロースファイバーを使用した壁体における防露性能評価に関する研究2018

    • Author(s)
      亀田孝彦,尾崎明仁,李 学成
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      日本建築学会九州支部研究報告会
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  • [Presentation] 建築仕様変更に伴う熱負荷軽減の要因解析2018

    • Author(s)
      中池和輝,尾崎明仁,李 明香,千葉 陽輔,大石 匡
    • Organizer
      日本建築学会九州支部研究報告会
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  • [Presentation] Fundamental Study of Coupling Methods between Energy Simulation and CFD2017

    • Author(s)
      Tatsuhiro Yamamoto, Akihito Ozaki, Myongyang Lee, Hideki Kusumoto
    • Organizer
      The 15th International Conference of IBPSA, Building Simulation 2017
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  • [Presentation] Sensitive Analysis of Passive Dehumidification System using Solar Heat2017

    • Author(s)
      Haksung Lee, Akihito Ozaki, Myonghyang Lee
    • Organizer
      The 15th International Conference of IBPSA, Building Simulation 2017
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 太陽熱を利用した夏季除湿が可能な PDVS 外被システムの開発に関する研究 - その 3 水分ポテンシャルの挙動解析2017

    • Author(s)
      瀬崎幹仁,尾崎明仁,李 明香,丸岡祐輔,李 学成,池田友哉
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 太陽熱を利用した夏季除湿が可能なPDVS外被システムの開発に関する研究 - その 4 PDVS 外被システムの性能実験2017

    • Author(s)
      池田友哉,尾崎明仁,李 明香,丸岡祐輔,李 学成,瀬崎幹仁
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      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 空気循環式全館空調システム住宅における空調負荷削減に関する研究 - その 6 年間省エネルギー効果とパッシブ手法の集熱効果解析2017

    • Author(s)
      原口紘一,尾崎明仁,住吉大輔,隈 裕子,李 明香,中池和輝
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 空気循環式全館空調システム住宅における空調負荷削減に関する研究 - その 7 標準住宅での太陽熱利用の省エネルギー効果解析2017

    • Author(s)
      藤井孝行,尾崎明仁,住吉大輔,隈 裕子,李 明香,原口紘一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] エネルギーシミュレーションとCFDの連成による熱環解析手法に関する基礎的検討 - その 1 完全連成による温水暖房システムの熱環境の再現2017

    • Author(s)
      山本竜大,尾崎明仁,李 明香,楠元秀規
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] エネルギーシミュレーションとCFDの連成による熱環解析手法に関する基礎的検討 - その 2 吹き抜け空間における移流量と空調負荷の連成解析2017

    • Author(s)
      楠元秀規,尾崎明仁,李 明香,山本竜大
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 吹抜け空間を有する住宅における対流・放射空調併用時の温熱環境に関する研究 - その 1 実大試験住宅での実測調査および結果2017

    • Author(s)
      平田紗彩,尾崎明仁,李 明香,千葉陽輔,大石 匡,川端将大
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 吹抜け空間を有する住宅における対流・放射空調併用時の温熱環境に関する研究 - その 2 ESとCFDの連成解析手法の提案2017

    • Author(s)
      川端将大,尾崎明仁,李 明香,平田紗彩,千葉陽輔,大石 匡
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 吹抜け空間を有する住宅における対流・放射空調併用時の温熱環境に関する研究 -その 3 対流・放射空調併用時の居住性能解析2017

    • Author(s)
      李 明香,尾崎明仁,千葉陽輔,大石 匡,平田紗彩,川端将大
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
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  • [Presentation] 太陽熱を利用したハイブリッドPCM蓄熱システムに関する研究2017

    • Author(s)
      李学 成,尾崎明仁,李 明香
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会
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  • [Presentation] エネルギーシミュレーションとCFDの連成による大空間の温熱環境解析手法の開発2017

    • Author(s)
      山本竜大,尾崎明仁,李 明香,千葉陽輔,大石 匡
    • Organizer
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  • [Presentation] 全館空調システム住宅における太陽熱利用の省エネルギー効果に関する研究2017

    • Author(s)
      藤井孝行,尾崎明仁,隈 裕子,李 明香
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      空気調和・衛生工学会大会
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  • [Presentation] 夏季自然除湿を可能としたPD外被システムの開発に関する研究2017

    • Author(s)
      池田友哉,尾崎明仁,李 明香,李 学成
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 空調設備2018

    • Inventor(s)
      尾崎明仁
    • Industrial Property Rights Holder
      九州大学,(株)長府製作所,(株)安成工務店,(株)デコス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 太陽熱と大気放射を利用した夏季除湿・冷却と冬季集熱が可能な建築外被システム2017

    • Inventor(s)
      尾崎明仁
    • Industrial Property Rights Holder
      尾崎明仁
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-054170
    • Filing Date
      2017
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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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