2016 Fiscal Year Research-status Report
街区設計における建築形状と材料の調和による屋外温熱気流環境・エネルギー消費の改善
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15K06279
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
一ノ瀬 俊明 国立研究開発法人国立環境研究所, 社会環境システム研究センター, 主任研究員 (30231145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ウー ラダー 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノ材料科学環境拠点, 研究員 (90544560)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 風洞 / ストリートキャニオン / 熱環境 / 流れ場 / PIV / ナノ材料 / スケールモデル / デザイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スケールモデルによる風洞実験を通じ、都市表面が加熱される条件下において、都市街区のアスペクト比や建物方位（卓越風向に対する建物形状）が流れ場に与える影響について、とりわけ弱風条件下で生じる浮力に注目し、体系的な調査を行った。初年度の成果を実際の街区に敷衍するため、ここではPIV（Particle image velocimetry）の手法を用い、都市キャニオンにおける卓越風向や加熱条件の違いがもたらす流れ場や温熱環境への影響について実験を行った。この実験を通じ、屋上緑化や特殊表面素材の適用と街区デザインとの賢い組み合わせの有効性提示が可能となるものと考えられる。
ストリートキャニオンを模したアルミニウム製のスケールモデル（10 cm x 10 cm x 100 cm）を用い、風上に粗度ブロックをならべて流入風速の鉛直分布を調整した。PIVカメラの使用により、斜め方向から建物に接近する風が流れ場に与える影響を、鉛直分布と水平分布の両方について、より詳細に観測できた。また、横に長いキャノピー（ストリートキャニオン）の中央部を対象に、気温場と流れ場の計測を行った。このスケールモデルの表層および躯体内部に温度センサーや熱流計を設置し、熱の挙動を計測したほか、サーモカメラやスケールモデル周辺に分布させた気温センサー（放射シールド付）により、屋外空間への効果を測定した。
その結果、Oke（1988）などを嚆矢とする一連の先行研究事例における成果を補完・アップデートすることができた。またこれらの研究成果は、アスペクト比や風向、風速の流れ場に与える影響を体系的に描き出しており、都市地表面の加熱による都市キャニオン内の大気汚染現象、屋内外温熱環境悪化を避けるための都市計画指針作りに寄与するものであることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の研究成果を、Lin, Y., T. Ichinose, Y. Yamao, H. Mouri: Investigating the effects of aspect ratio on flow field in canyon under surface heating conditions.として、Building and Environmentに投稿することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、従前風洞実験を担当した林曄博士（元国立環境研究所リサーチアシスタント・現在中国瀋陽建築大学准教授）と協力し、CFDを用いた数値シミュレーションによる検証を予定している。また、（研）国立環境研究所と研究協力協定のある気象庁気象研究所の風洞を利用し、毛利室長ほか風洞の研究者の指導・協力を得て、風向と風速の効果についての風洞実験を補完的に実施し、都市街区デザインへ応用可能な知見をまとめる。
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| Causes of Carryover |
屋上緑化や特殊表面素材の評価実験に使用する熱伝導率測定装置に故障が生じたため、装置の修理・調整が必要となり、実験を延期する必要が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
有効と検証された断熱材料を３次元モデルとして作成し、材料の調和による屋外温熱気流環境・エネルギー消費量の改善を含む実証試験を行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
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