顕熱交換型太陽熱集熱システムを用いた基礎断熱床下空間のカビリスク低減手法の構築

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06616
• Research Institution: Miyagi Gakuin Women's University
• Principal Investigator: 本間 義規 宮城学院女子大学, 生活科学部, 教授 (90331272)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福島 明 北海道科学大学, 工学部, 教授 (00536211) ; 田島 昌樹 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (90391680)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 太陽熱集熱 / 基礎断熱 / フィールド実測 / シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

今年度は，基礎断熱した床下空間の環境改善と微生物汚染防止を念頭においた通年利用可能な顕熱交換型太陽熱集熱システムの構築を行うことを念頭に置きつつ，次の3点について研究実施した。
１点目は，熱交換システムに対する比較対象として，熱交換を行わない太陽熱集熱システムを設置する実住宅の測定を3軒実施した（立地場所：東京都練馬区，群馬県前橋市，北海道札幌市）。これらの住宅は既存住宅への装置設置したケースと2016年秋季に竣工した住宅への設置のケースがあり，現在も実測を継続している。
2点目に，太陽熱集熱システムに設置する熱交換素子の検討を行った。具体的には，顕熱交換素子の素材や流路面積（OAとRAの間接接触面積），流量が熱交換効率および集熱効率に影響を及ぼすことから，JIS A4112およびJRA4059を参考に簡易シミュレーションを行っている。来年度は装置を試作・実装し，性能実験を実施する。
3点目に，リスクが大きいパッシブ換気システムの夏期床下温湿度性状を把握することを目的に，総2階建てモデルで熱水分同時移動モデルを用いた多数室熱湿気性状シミュレーションを実施している。岩手県滝沢市に実際に建設されたパッシブ換気住宅（総2階建て，延べ面積132.5m2，UA値0.449W/(m2・K)，Q値：1.6W/m2K）をモデルに，札幌，仙台，東京，高知の4地点の気象条件で解析を行っている。解析の結果，夏期はどの地域も床下相対湿度が高く，特に外気導入のあるパッシブ換気モデルで高くなる傾向にあること，また，冬期床下暖房により床下構成材料の平衡含水率がより低下し，夏期の高湿化防止に寄与できると考えられたが，今回の簡易モデルではその違いは見られないことが明らかとなった。さらに，窓開放により住宅内の流れ性状も変化し，床下への外気流出入性状に影響があることがわかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実住宅での実測を継続しつつ、熱交換型太陽熱集熱システムの検討も行っていること、さらに熱水分同時移動モデルに基づいた多数室熱湿気性状解析も開始していることから、概ね順調に進展していると判断している。

Strategy for Future Research Activity

2017年度は，実験住宅にSHE-SAC（顕熱交換型太陽熱集熱）システムを設置，基礎断熱した床下空間に熱交換した空気を送風し，床下の温湿度性状および浮遊真菌濃度を測定する。フィールド実測は継続して行うが，さらに現在の実測内容に対し，浮遊真菌および付着真菌のサンプリングを追加する。
また，予測微生物学分野で構築している環境要因モデル（Ratkowskyの提案した平方根モデルもしくは線形多項式回帰モデル）を基礎断熱床下の微生物汚染解析に適用し，材料表面における真菌増殖状況の予測を行う。

Causes of Carryover

分担者（福島明教授）が札幌市で行う実測および実験が、住宅竣工時期のずれが生じたことにより遅れたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実測は継続しているので、来年度に実験装置の追加設置および微生物測定を行う。