人間―熱環境系快適性数値シミュレータの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12355022
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 田邊 新一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30188362)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾関 義一 旭硝子株式会社, 中央研究所, 主席研究員 ; 永井 正則 山梨県環境科学研究所, 環境生理学研究室, 室長 (40110027) ; 木村 建一 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (50063558) ; 中野 淳太 理工学研究科, 特別研究員
• Keywords: 熱的快適性 / 数値計算 / 体温調節モデル / CFD / 日射 / 被験者実験 / 実測調査

Research Abstract

1.日射環境下におけるサーマルマネキン周りの対流熱伝達率に関する実験
室内における人体周りの対流熱伝達率に関しては数々の研究結果があるが、日射が直接人体に当たる環境での研究はあまり行われてこなかった。実測結果を対流放射連成数値流体シミュレーションにて再現することによりサーマルマネキンの熱収支を解析するという手法を提案し、熱特性が既知の実験用アトリウムにて日射環境下実験を行った。本手法の有効性を実証すると共に、サーマルマネキン周りの対流熱伝達率は日射の影響をほとんど受けないことを確認した。
2.人体の生理学的・感覚的応答の把握
日射を照射された人体には温覚と共に痛覚を生じることが昨年度までの実験でわかった。本年度は三叉神経の刺激応答特性を利用し、人工太陽灯を照射した際に生じる感覚メカニズムを解明するための被験者実験を行った。
3.移動計測カートの開発および実測調査
人体近傍高さ4点での空気温度、気流速度、相対湿度を同時に計測できる温熱環境測定装置と共に、測定波長域が0.3-40μmの全波長放射計を日本カノマックス(株)と共同開発し、日射計と組み合わせて詳細な温熱環境評価を可能とした。これら計測機器を搭載した移動計測カートを開発し、これを使用して都内4箇所にて夏秋冬にわたる熱的快適性実測調査を行った。半屋外空間における実際の滞在者を対象として熱的快適性に関するアンケート調査を行い、同時に回答者周辺の温熱環境をカートにて記録した。調査は48日間に及び、延べ1700人を超える回答数が得られた。測定された温熱環境と温冷感申告値との対応を現在解析中である。
4.数値体温調節モデルの開発
本年度は、暑熱環境にて体温調節に及ぼす影響の大きいAVA血管を組み込んだモデルの開発および体躯や年齢による体温調節機能の変化を考慮できる体躯可変型モデルの開発を行った。既往の被験者実験結果をもとに検証し、その有効性を確認した。
以上の成果は、日本建築学会、空気調和・衛生工学会、および国際学会にて発表の予定である。

Research Products

• [Publications] 中野淳太, 田辺新一, 木村建一: "多国籍の執務者が混在する高密度熱負荷オフィスにおける温熱、空気環境及び居住快適性実測調査"日本建築学会計画系論文集. 545号. 45-50 (2001)
• [Publications] 成田千恵, 田辺新一, 尾関義一, 小西正哲: "日射の波長特性が温熱感に与える影響に関する研究-可視域・近赤外域・中赤外域放射が一対比較照射により手背の感覚量に与える影響-"日本建築学会計画系論文集. 545号. 29-34 (2001)
• [Publications] 尾関義一, 平松徹也, 小西正哲, 中野淳太, 田辺新一: "日射環境下におけるサーマルマネキン周りの対流熱伝達率の評価"日本建築学会計画系論文集. 555号(掲載予定). (2002)
• [Publications] S.Tanabe, K.Kobayashi, J.Nakano, Y.Ozeki, M.Konishi: "A Comprehensive Combined Analysis with Multi-Node Thermoregulation Model (65MN), Radiation Model and CFD for Evaluation of Thermal Comfort"Moving Thermal Comfort Standards into the 21st Century. (Proceedings). 122-134 (2001)
• [Publications] C.Narita, S.Tanabe, Y.Ozeki, M.Konishi: "Spectral Property of Solar Radiation Effects on Thermal Sensation"Moving Thermal Comfort Standards into the 21st Century. (Proceedings). 393-400 (2001)
• [Publications] J.Nakano, S.Tanabe, K.Kimura: "Difference in Perception of Indoor Environment Between Japanese and Non-Domestic Workers"Moving Thermal Comfort Standards into the 21st Century. (Proceedings). 273-281 (2001)
• [Publications] 小林弘造, 小川一晃, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その12)-四肢血管系の対向流熱交換を考慮した人体熱モデルCOMの開発"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 339-340 (2001)
• [Publications] 小川一晃, 小林弘造, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その13)-人体熱モデルCOMによる温熱環境評価"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 341-342 (2001)
• [Publications] 江森豊, 成田千恵, 尾関義一, 小西正哲, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その14)-日射の波長特性が異なる人体部位の感覚量に与える影響に関する研究"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 343-344 (2001)
• [Publications] 野口真史, 中野淳太, 後藤邦彦, 田中幸治, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その15)-緩衝空間が歩行移動後の熱的快適性に与える影響〜実験概要、心理量に関する考察〜"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 345-346 (2001)
• [Publications] 田中幸治, 中野淳太, 後藤邦彦, 野口真史, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その16)-緩衝空間が歩行移動後の熱的快適性に与える影響〜生理量・心理量の相関及び男女差〜"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 347-348 (2001)
• [Publications] 後藤邦彦, 中野淳太, 野口真史, 田中幸治, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その17)-緩衝空間が歩行移動後の熱的快適性に与える影響〜同実験条件下における夏季と冬季の比較〜"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 349-350 (2001)
• [Publications] 中野淳太, 後藤邦彦, 野口真史, 田中幸治, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その18)-緩衝空間が歩行移動後の熱的快適性に与える影響〜滞在時間と設定温度の影響〜"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 351-352 (2001)
• [Publications] 平松徹也, 尾関義一, 小西正哲, 中野淳太, 田辺新一: "人間-熱環境快適性数値シミュレータ(その19)-体温調節モデル妥当性検討のためのアトリウム実験"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 353-354 (2001)
• [Publications] 尾関義一, 小西正哲, 平松徹也, 中野淳太, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その20)-日射環境におけるサーマルマネキン周りの対流熱伝達率の算出"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 355-356 (2001)
• [Publications] 成田千恵, 尾関義一, 小西正哲, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ(その21)-数値解析による日射の体感影響の評価"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 357-358 (2001)
• [Publications] 成田千恵, 田辺新一, 江森豊: "日射の体感影響に関する研究(その8)部位による感覚量の違いに関する検討"空気調和・衛生工学会学術講演会論文集. 3. 1361-1364 (2001)
• [Publications] 平松徹也, 尾関義一, 小西正哲, 有城朗子, 中野淳太, 田辺新一: "日射の体感影響に関する研究(その9)体温調節モデル妥当性検討のためのアトリウム実験"空気調和・衛生工学会学術講演会論文集. 3. 1365-1368 (2001)
• [Publications] 尾関義一, 平松徹也, 小西正哲, 有城朗子, 中野淳太, 田辺新一: "日射の体感影響に関する研究(その10)日射環境におけるサーマルマネキン周りの対流熱伝達率の算出"空気調和・衛生工学会学術講演会論文集. 3. 1369-1372 (2001)