2005 Fiscal Year Annual Research Report
環境調和型バイオミメティック(生物模擬)建築の開発研究
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17360284
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
石川 幸雄 三重大学, 工学部, 教授 (60378312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宿谷 昌則 武蔵工業大学, 環境情報学部, 教授 (20179021)
田澤 真人 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 研究グループ長 (60357423)
小林 慶三 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 研究グループ長 (00357013)
北野 博亮 三重大学, 工学部, 助手 (80293801)
宮田 弘樹 株式会社竹中工務店技術研究所, 先端研究開発部, 研究主任 (90416628)
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| Keywords | バイオミメティクス / エクセルギー / ポンプレス揚水 / 汗かき建物 / 衣替え建築 / 蒸散 / 形状記憶合金 / 二酸化バナジウム薄膜 |
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| Research Abstract |
(1)生物の生息環境と人体・生物が持つ環境生理機構を調査し、建築環境共生・制御への模擬・適用性の分析と有望な機構のモデル化の検討を行った。(2)「植物の揚水機能」の模擬のため、浸透現象を生じさせる膜や溶質に関する基本性能を実験的に確認し、膜と粒子径等に関する知見を得た。(3)「衣替え機能」の模擬には、温度によって赤外光特性が変化する二酸化バナジウム系の薄膜材料が有望であり、これを建築外皮に用いた場合、夏季と冬季で少なくとも10%以上の日射吸収率の変化が生じる事が予測された。また、夏季と冬季の日射透過率の変化幅を増大させる方法も検討した。さらに、住宅(東京)をモデルに、建築外皮の衣替えを行った場合の年間熱負荷を予測し、非衣替え(通常)に対する低下量を評価した。(4)「鳥肌・起毛機能」の模擬のため、材料の探索を行った。形状記憶合金は有望であるが、低温で高速な形状変化を行うには、組織を微細化するとともに伝熱を向上するために薄肉化の必要があることが明らかになった。そこで、Ti粉末とNi粉末をパルス通電焼結でターゲット材に加工し、塩基板を用いたスパッタリングにより100ミクロン以下の薄肉状形状記憶合金を作製するプロセスを開発した。(5)「汗かき機能」の模擬のため、感温性高分子材を用いた「汗かき屋根」の熱的効果と水分蒸発効率を実験的に求め、評価した。(6)蒸暑な地域環境条件の下で、室内環境において長波長放射エクセルギーが果たす役割、風速の変動が快適感に果たす役割、高湿度とヒトの感覚-行動の関係、さらに、植物の蒸散機構と光合成・エクセルギー消費の定量的な関係を解明する研究を行ない、室温が外気温とほぼ変わらない状況でも、周壁面から冷放射エクセルギーが得られれば、可感気流がなくてもかなり快適になり得ること、光合成で生成されるグルコースが最大化されるような日射エクセルギーと風速の関係があることなどが明らかになった。
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