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2017 Fiscal Year Annual Research Report

潜熱蓄熱材を適用した蓄熱建材の評価手法に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16J09764
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

草間 友花  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Keywords潜熱蓄熱材
Outline of Annual Research Achievements

我が国の伝統的な内装材として湿式左官工法が知られているが、本研究ではマイクロカプセル化された微細な潜熱蓄熱材を左官材料に混和させた潜熱蓄熱材(PCM)内装左官材を開発した。このPCM内装左官材は、蓄熱材の施工面積が広くすることができ、任意の場所、任意の厚みでの設置が可能である。これまでの既往研究では、壁体内や床下に蓄熱建材を設置する方法が提案されてきたが、このPCM内装材は最も蓄熱材を室内側に露出できることから、高い熱交換性能を発揮する新規の蓄熱建材である。本研究では、PCM内装左官材を中心に、基本的熱性能試験や、実験棟での省エネルギー効果、及び実住宅規模での検討を詳細に行った。
潜熱蓄熱建材は、物質が状態変化するときの潜熱を利用した蓄熱材料であるため、加熱・冷却面と試験体を接触させないことが求められる。高い再現性を得られる試験方法は、対流加熱法で、昇温速度20[min./K]以上、相変化領域を含まない10℃以上の温度幅が必要であることがわかった。
PCM内装左官材の省エネルギー効果の検証を、非定常熱不可計算を用いて全国規模での検討を行った。年間での省エネルギー効果は約5~25%となった。また、連続運転と間欠運転についても同様の検討を行ったところ、連続運転時に特にその効果が高いことがわかった。寒冷地と温暖地では最適な潜熱蓄熱材の挙動が異なることがわかった。
潜熱蓄熱建材を壁や窓に設置したときの効果について各地での方位毎の結果を算出した。実験結果とシミュレーション結果を合わせて検討を行ったところ、住宅においては、高い断熱性能、計画的な換気手法や日射遮蔽等の住まい方の工夫により蓄熱建材の効果がさらに高まることがいえる。これらの知見から我が国における「パッシブな住まい方」の提案を行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Study on a tankless solar heating system using phase-change material plaster2018

    • Author(s)
      Kusama Yuka、Ishidoya Yuji
    • Journal Title

      Energy and Buildings

      Volume: 127 Pages: 256~267

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.10.035

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal effects of a novel phase change material (PCM) plaster under different insulation and heating scenarios2017

    • Author(s)
      Kusama Yuka、Ishidoya Yuji
    • Journal Title

      Building and Environment

      Volume: 141 Pages: 226~237

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.02.033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 可搬型日射蓄熱暖房器の負荷抑制効果に関する研究, 第1報―基本的熱性能試験及びプロトタイプの日射利用特性2017

    • Author(s)
      草間友花、石戸谷裕二
    • Journal Title

      空気調和・衛生工学会論文集

      Volume: No.241 Pages: 29~36

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 偏向板を有する室内左官仕上げ表面近域の自由対流に関する研究2017

    • Author(s)
      草間友花、石戸谷裕二
    • Journal Title

      空気調和・衛生工学会論文集

      Volume: No.242 Pages: 1~10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 潜熱蓄熱内装左官材の圧縮強度と施工性に関する研究2017

    • Author(s)
      草間友花、石戸谷裕二
    • Journal Title

      日本建築学会技術報告集

      Volume: 23(54) Pages: 535~538

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Measurement results of indoor environment and energy-saving in experi-mental residences constructed with PCM plaster in Hokkaido (Japan)2017

    • Author(s)
      Yuka Kusama, Yuji Ishidoya
    • Organizer
      PCM2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 太陽熱空気集熱器とPCMパネルを組み合わせた換気予熱システムの試作 その2 実大実験によるシステムの検討2017

    • Author(s)
      工藤和樹,森太郎,石戸谷裕二,草間友花,大槻香子,羽山広文,菊田弘輝
    • Organizer
      日本建築学会北海道支部研究発表会
  • [Presentation] 太陽熱空気集熱器とPCMパネルを組み合わせた換気予熱システムの試作 その1 PCMパネルの作製と数値モデルによる伝熱特性の検討2017

    • Author(s)
      工藤和樹,森太郎,石戸谷裕二,草間友花,大槻香子,羽山広文,菊田弘輝
    • Organizer
      日本建築学会大会
  • [Presentation] 太陽熱空気集熱器と積層PCMパネルを組み合わせた換気予熱システムの試作 その1 カスケードシステムの検討2017

    • Author(s)
      工藤和樹,森太郎,石戸谷裕二,草間友花,大槻香子,羽山広文,菊田弘輝
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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