部分・間欠型床下暖房の設計・運用方法の提案

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06338
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 藤田 浩司 近畿大学, 生物理工学部, 講師 (40513536)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 床下暖房 / 暖房能力 / 熱損失 / 間欠 / 暖房スケジュール / 予熱時間

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、基礎断熱住宅の床下空間をエアコンの温風で暖める床下暖房について、ヒートショック防止上必要な空間の床下のみを在宅時のみ暖房する、部分・間欠型床下暖房の設計・運用方法を提案することを目的としている。設計方法としては、地盤表面および基礎の適切な断熱厚さ、床下エアコンの暖房能力の選定方法、床下の気流制御方法を提案し、運用方法としては、外気温や隣接空間の暖房状況に応じた予熱時間の算定方法を提案する予定である。
平成28年度は、平成27年度に作成し模型実験との比較により妥当性を確認した数値計算モデルを用いて「床下エアコンの暖房能力の選定方法の検討」を行った。
床下エアコンの必要最大暖房能力は、床下から床面を通じて１階に流れる熱と地盤への熱損失の和の最大値となる。前者の熱は床の熱貫流率などを用いて容易に算定することができるが、後者の熱は熱流の多次元性と地盤の熱容量の大きさのため数値計算に頼る必要があった。
そこで、一般の住宅設計者でも地盤への熱損失を算定できるようにするため、まず24時間連続運転の場合の地盤への熱損失を「居室設定温度、外気温度、住宅断熱性能、基礎部熱抵抗、地盤熱伝導率」から推定する式を作成した。そして、地盤への熱損失は間欠型の方が24時間連続型よりも大きくなると考えられるため、24時間連続運転型の熱損失に対する間欠運転型の熱損失の比率を「許容する予熱時間の長さ」と「暖房スケジュール」から推定する式を作成した。この際、暖房スケジュールを１日（24時間）のうち暖房を入れる時間の割合で指標化することにより、適切な評価ができることを明らかにした。
また、床下気流制御方法の検討に数値流体解析よりも計算時間が短い換気回路網計算を用いても適切な解が得られるか検討したが、短時間で床下温度が大きく変化するような場合には換気回路網計算では適切な解が得られないことを明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画では、平成28年度は、①地盤表面および基礎の断熱厚さ（熱抵抗）、②床下エアコンの暖房能力の選定方法、③床下気流制御方法、の３つについて検討する予定であったが、実際は、特定の断熱厚さ（基礎部熱抵抗）における②の検討と、③の検討の準備のみを行ったため「やや遅れている」とした。
②に関する基礎の断熱厚さの影響や①、③については、平成29年度に検討する予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、平成28年度に提案した間欠型の床下暖房時の床下から地盤への熱損失の推定式について、基礎部熱抵抗と予熱時間との関係を確認し、推定式の妥当性検証および推定精度向上のための改善を行う。また、その結果を踏まえて、費用対効果が最大となる基礎部熱抵抗を提案する。
さらに、入浴時のみ浴室の床下を暖めるための気流制御方法と、外気温や暖房開始時の地盤温度、隣接空間の暖房状況等に応じた予熱時間の算定方法について検討する。

Causes of Carryover

消耗品等で端数が生じたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２８年度の残額を含め、平成２９年度も交付申請時の計画通りに予算を執行する予定である。