2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development on Intelligent Building Envelope with Functions of Dehumidification in Summer and Solar Collection in Winter
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17H03355
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
尾崎 明仁 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (90221853)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 展淳 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00267478)
李 明香 立命館大学, 理工学部, 准教授 (00734766)
隈 裕子 湘南工科大学, 工学部, 准教授 (10617749)
住吉 大輔 九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (60432829)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 省エネルギー / 再生可能エネルギー利用 / パッシブクーリング・ヒーティング / ZEH / 太陽集熱 / 放射冷却 / 調湿 / 除湿 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の住宅は，「エネルギーの使用の合理化に関する法律」の施行により，施工の簡便性および断熱気密精度の確実性を重視して，湿式構法から工業建材を使用した乾式構法に変化している。同基準では「外皮平均熱貫流率」「日射熱取得率」あるいは「住宅事業建築主の判断基準算定用WEBプログラム」などを使用した熱性能の定量評価が必要となるため，壁体の吸放湿（室内湿度変動）や熱放射など，快適性に大きく影響する動的要因は無視されている。つまり，太陽熱や外気冷房などの自然エネルギー利用や建物の温湿度特性に影響する構法固有の特徴は勘案されず，一辺倒な断熱気密化に拍車をかけている。
断熱気密化のみでは省エネルギーに限界があるため，本研究では再生可能エネルギーを利用した将来のZEH設計を目的として，室内外の熱力学ポテンシャル差を利用して空気循環により夏季は自然に冷却・除湿し，冬季は太陽集熱する熱性能可変型パッシブシステム（PDSC: Passive Dehumidification and Solar Collection）を開発するとともに，その温湿度制御性能および省エネ効果について検討した。まず，温度・濃度・圧力・外力等の水蒸気移動に関わる各種物理量を，同次元のエネルギーに統一化して表現し，熱・水分・空気の連成現象を非平衡熱力学に則ったエネルギーの流れとして表すことで，PDSC外被システムの基本概念を理論的に説明した。次に，実大の実証住宅を用いたフィールド実験により，本システムが夏季は冷却・除湿による室内温湿度の低下，冬季は太陽集熱と吸放湿による温度上昇と調湿の機能を有することを実証した。さらに，熱・水分・空気連成を考慮した建築環境シミュレーションを行い，計算条件（対象地域と建物仕様）を変更したパラメトリック感度解析により，本システムの優れた恒温恒湿性能と顕熱・潜熱負荷の低減効果を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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