木造住宅暖房負荷最小化に向けた潜熱蓄熱建材の特性および配置の最適化に関する研究
| Project/Area Number |
22KJ0626
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| Project/Area Number (Other) |
21J21376 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
季 思雨 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 日射熱取得 / 潜熱蓄熱材 / 開口部 / 付属物 / ダイレクトゲイン / 木造住宅 / 蓄熱 / ロールスクリーン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、木造住宅に対し、潜熱蓄熱(PCM)建材および開口部からの日射取得を最大限活用するために、PCMの特性と配置を最適化し、暖房負荷最小化を達成することを目指す。PCMの蓄熱特性はPCMが設置された位置の温度に依存するため、窓の室内側に付属物（例え,ロールスクリーン）が有無にかかわらず、開口部の日射熱取得による室内表面温度分布を考慮できる、PCMの選定および配置の設計法をまとめる。さらに、高度な専門知識がいらない設計フローを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今までの研究では，窓の室内側に付属物がある条件とない条件の比較実験から，床と天井に敷設したPCMの蓄熱効果を検証した。
本年度では，床の仕上げ材の裏に敷設するPCMを対象として，開口部の透過日射の不均等入射が起因となる表面温度分布を考慮した上で，PCMの吸放熱量に関する計算を精緻化した複数表面質点モデルを構築し，提案モデルが異なる位置・厚みに敷設されるPCMの蓄熱効果の違いが精度よく再現できることを示した。窓の室内側に付属物がある条件において，今まで評価が困難であった窓と付属物間の上昇気流に起因する局所的対流熱を考慮し，室内空気温度分布を再現できる複数空気質点モデルを構築し，天井の異なる位置に敷設したPCMの吸放熱効果の違いがシミュレーションにて再現できることを示した。
最終では，標準住宅モデルのLDK室を対象とし，PCMの敷設による暖房負荷削減効果について解析を行った。窓の室内側に付属物がない条件において，床にPCMを敷設する場合，窓に近い部分に一部高凝固点PCMを厚く敷設し，窓に遠い部分では相対的に低凝固点のPCMを薄く敷設するのが暖房負荷削減効果の最大化に有効であることを示した。また，窓の室内側に付属物がある条件において，天井にPCMを敷設する場合，窓に近い部分に一部高凝固点PCMを敷設し，窓に遠い部分では相対的に低凝固点のPCMにすることが有利であることを示した。
日本建築学会において学術発表2件があり、また若手研究者発表受賞1件もあった。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
