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快適・健康な住空間・住環境整備を学ぶための学校教室活用術の開発

Research Project

Project/Area Number 23K01958
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research InstitutionMiyagi University of Education

Principal Investigator

菅原 正則  宮城教育大学, 教育学部, 教授 (60300513)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords換気 / 環境教育 / 教室 / CFD解析 / 住環境教育 / 学校教室 / 環境計測 / 複合現実 / 数値流体解析
Outline of Research at the Start

住空間・住環境整備を学校教室内で学習するために、児童・生徒の日中の生活の場である教室を対象として、環境計測や、数値流体解析(CFD)、仮想現実(VR)・複合現実(MR)といったの先端技術を駆使した学習方法を開発する。これらの学習方法を、教科内だけでなく、生活指導、保健指導、委員会活動など多岐に渡る場面で実施し、その効果を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、学校教室において温熱環境を維持しながら均一に換気する方法を明らかにし、使用者に分かりやすく提示するために、流体解析ソフトを用いて空気汚染や気温分布を可視化して比較することにより、効果的な換気方法を検討した。
解析対象は、仙台市市街域にある中学校の4教室とホールからなる教室棟である。その基準階に対して、季節、開口パターン、空調の有無、換気扇稼働の有無の条件を変えた場合の気温・換気性状を検討した。気流解析には、Flow Designer(アドバンスドナレッジ研究所)を用いた。
換気回数とCO2濃度分布に着目して、最も効率の高い換気方法を検討すると、それは外気に面する開口部を細かくいくつも設けた上で、換気扇を稼働するものであった。しかし、この方法による長時間の換気は、外気の流入が多くなり、室内気温が学校環境衛生基準の範囲外となる可能性がある。そこで、気温を適度に保ちつつ換気をするには、暖冷房・換気設備を稼働しながらの、いわゆる二段階換気が有効である。これら2つの開口パターンを使い分けることで、エネルギー消費量を抑えながら、健康・快適な教室環境が得られると考えられる。
そこで、これらの解析結果から、換気方法について中学校生徒が理解しやすい資料にまとめ、「~健康・快適な教室環境づくり~効果的に換気をしよう!」というタイトルのポスターを作成した。在室者の密度が高いために大きな換気回数を必要とする学校教室において、適正な換気を促す教材として、今後普及に努める予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

快適・健康な住空間・住環境整備を学ぶための学校教室活用について、第一段階として、現実の学校教室を対象に室内環境を気流解析し、その結果を簡潔にポスターとして提示することができた。このような手立てを充実させることが、身近な空間整備に寄与すると考えられるから。

Strategy for Future Research Activity

今後は、当初の研究計画に沿って、仮想現実(VR)や複合現実(MR)技術の学校教室における活用方法と学習効果についての検討を進める予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] MEASUREMENTS OF INDOOR THERMAL AND AIR ENVIRONMENT IN ELEMENTARY AND JUNIOR HIGH SCHOOL CLASSROOMS IN SENDAI UNDER COVID-19 PANDEMIC2024

    • Author(s)
      高木理恵、後藤伴延、菅原正則、小林光
    • Journal Title

      AIJ Journal of Technology and Design

      Volume: 30 Issue: 74 Pages: 193-198

    • DOI

      10.3130/aijt.30.193

    • ISSN
      1341-9463, 1881-8188
    • Year and Date
      2024-02-20
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 教科横断的な防災学習のための避難所用ダンボールルームの活用2024

    • Author(s)
      平賀千優、菅原正則
    • Journal Title

      空気調和・衛生工学会東北支部 第13回学術・技術報告会論文集

      Volume: - Pages: 57-60

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 家電製品の消費電力測定によるエネルギー教育のための授業開発2023

    • Author(s)
      菅原正則、安倍彰人、江刺美和、亀井文
    • Journal Title

      日本エネルギー環境教育学会 第17回全国大会論文集

      Volume: - Pages: 46-47

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] スマートハウス模型を用いた授業における学習指導過程2023

    • Author(s)
      菅原正則、武山侑加
    • Journal Title

      日本エネルギー環境教育学会 第17回全国大会論文集

      Volume: - Pages: 82-83

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 仙台市内中学校教室における環境調整行動普及のためのCFD解析2023

    • Author(s)
      菅原正則、石田泰之、小林光、江刺美和
    • Journal Title

      日本建築学会大会(近畿)学術講演梗概集

      Volume: D Pages: 2303-2304

    • Related Report
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  • [Presentation] 家電製品の消費電力測定によるエネルギー教育のための授業開発2023

    • Author(s)
      菅原正則
    • Organizer
      日本エネルギー環境教育学会 第17回全国大会
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  • [Presentation] スマートハウス模型を用いた授業における学習指導過程2023

    • Author(s)
      菅原正則
    • Organizer
      日本エネルギー環境教育学会 第17回全国大会
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  • [Presentation] 仙台市内中学校教室における環境調整行動普及のためのCFD解析2023

    • Author(s)
      菅原正則
    • Organizer
      日本建築学会大会
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  • [Remarks] 宮城教育大学 菅原正則研究室

    • URL

      https://sites.google.com/staff.miyakyo-u.ac.jp/msugawa/

    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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