換気効率を考慮した必要換気量の算定法と空調換気設備の設計法に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08305024
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 村上 周三 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40013180)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 信介 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00142240) ; 絵内 正道 北海道大学, 工学部・建築学科, 教授 (00001991) ; 内海 康雄 宮城工業高専, 建築学科, 教授 (30168728) ; 池田 耕一 国立公衆衛生院, 建築衛生学部, 学部長 (90100057) ; 赤林 伸一 新潟大学, 工学部・建築学科, 助教授 (70192458)
• Keywords: 換気効率 / 精密室に気流模型実験 / 数値シュミレーション / Visitation Frequency / Local Purging Fiow Rate

Research Abstract

本研究は、室内における新鮮空気並びに汚染質の不均一分布の存在を積極的に利用し、居住域・呼吸域といった局所領域の空気質を効率的に制御する手法の開発を目的とする。特に、新鮮空気並びに汚染質の不均一分布を換気効率の立場より捉え、省エネルギー的で効率的な空調換気設備の設計法を開発する。
本研究では以下の4点に関して研究実施を行い、成果を得た。
[1. 換気効率に関する文献調査]
国内外における換気効率の実測手法・評価手法に関する文献の収集・整理を行った。
[2. 新たな換気効率指標の開発]
本研究において、局所領域換気効率を評価するための指標として、新たにVisitation Frequency並びにLocal Purging Flow Rateを開発・導入した。Visitation Frequencyとは局所領域に対する汚染質塊の再帰回数を示す指標であり、この指標を用いることで局所領域平均濃度の構造を直接的に表現することが可能となった。また一般の換気設計では換気効率・換気量を制御することで必要部位の空気質を評価している。Local Purging Flow Rateとは局所領域の汚染質濃度を定める実質的な換気量を示す指標であり、この指標は換気設計における実質的な制御変数に相当する。
[3. 精密模型実験]
精密室内気流模型を設計・製作し、様々な換気システム・及び境界条件の下で、平均風速及び各種乱流統計量を詳細に測定し、流れ場の詳細な基礎データを蓄積した。またLaser Light Sheetを用いた可視化を行い、流れバン非定常現象も詳細に記録した。
[4. 数値シミュレーションに基づく換気指標の解析]
模型実験並びに一般的オフィス空間を対象として、数値シミュレーションの手法を用いた換気効率計算プログラムを開発し、SVE1〜SVE6及びVisitation Frequency並びにLocal Purging Flow Rate等の新たな換気効率指標の解析を行った。

Research Products

• [Publications] 小林光、加藤信介、村上周三: "不完全混合室内における換気効率・温熱環境形成効率評価指標に関する研究、第1報 CFDに基づく局所領域の換気効率評価指標の開発" 空気調和・衛生工学会論文集. No.68. 29-36 (1998)
• [Publications] 伊藤一秀、村上周三、加藤信介、大川 泉: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その11)平均拡散場解析によるVF、PFRの系統的解析" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1998)
• [Publications] 伊藤一秀、村上周三、加藤信介、大川 泉: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その12) Particle TracingによるVF、PFRの基礎的解析" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1998)
• [Publications] 大川 泉、村上周三、加藤信介、伊藤一秀: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その13)精密模型を用いた室内気流測定-流れのReynoids数依存性の検討" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1998)
• [Publications] Tomoyuki Chikamoto,Shuzo Murakami,Shinsuke Kato,Noriaki Kitamura,Ho Wen: "Study on Hybrid Air Conditioning System using Natural Ventilation in Office Space" ROOMVENT 98. (1998)
• [Publications] 大川 泉、伊藤一秀、加藤信介、村上周三: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その14)精密模型を用いた室内気流測定-居住域に発熱体を設置した場合の検討" 日本建築学会年次大会. D-2. 595-596 (1998)
• [Publications] 伊藤一秀、加藤信介、村上周三、大川 泉: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その15)置換換気システムを用いたオフィス空間を対象としたVF、居住域平均濃度の系統的解析" 日本建築学会年次大会. D-2. 597-598 (1998)
• [Publications] ホ ウェン ユエ、加藤信介、村上周三、北村規明: "冷房時のオフィス空間における自然換気併用ハイブリッド空調方式に関する研究(その6)、ハイブリッド空調方式と通常空調方式との比較" 日本建築学会学術大会講演会梗概集. D-2. (1998)
• [Publications] 近本智行、加藤信介、村上周三、北村規明、ホ ウェン: "冷房時のオフィス空間における自然換気併用ハイブリッド空調方式に関する研究(その7)、自然換気のみにより環境制御される場合との比較" 日本建築学会学術大会講演会梗概集. D-2. (1998)
• [Publications] 張賢在、加藤信介、村上周三、北村規明、近本智行: "冷房時のオフィス空間における自然換気併用ハイブリッド空調方式に関する研究(その8)、室内作業域のI字型パーティション分割とL字型パーティション分割の環" 日本建築学会学術大会講演会梗概集. D-2. (1998)
• [Publications] 伊藤一秀、加藤信介、村上周三、: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その16)パーティションの有無の違いによる置換換気されるオフィスの居住域濃度とVFの解析" 空気調和衛生工学会講演論文集. III. 1341-1347 (1998)
• [Publications] 金泰延、加藤信介、村上周三: "対流・放射・湿度輸送と空調システム制御の連成シミュレーション、作用温度一定条件での空調負荷の評価" 空気調和・衛生工学会学術講演会梗概集. III. 1377-1380 (1998)
• [Publications] 伊藤義文、村上周三、加藤信介、伊藤一秀: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その17)天井吹出・天井吸込型空調オフィスの居住域平均濃度とVFの解析" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1998)
• [Publications] 伊藤義文、村上周三、加藤信介、伊藤一秀: "不完全混合室内の居住域換気効率の評価に関する研究(その18)床吹出・天井吸込型空調オフィスの居住域平均濃度とVFの解析" 日本建築学会関東支部研究報告集.