局所水分非平衡理論に基づく熱水分同時移動計算を用いた室内湿度変動予測に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560585
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 大澤 徹夫 岐阜工業高等専門学校, 名誉教授 (60024270)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 哲 岐阜工業高等専門学校, 建築学科, 講師 (80321438)
• Keywords: 湿気伝達率 / 局所非平衡 / 吸放湿 / 室内湿度 / シミュレーション / 平衡含湿率 / 湿気容量

Research Abstract

室内湿度変動予測に必要な各種物性値の算出を、大きく分けて二種類の実験にて行った。
一つ目の実験は、恒温室内に設置したデシケータ内で各種塩基の飽和溶液を用い、各種木材(桧、タモ、米栂、ゴム、アルダーなど8種類)の質量変化を測定するもので、平衡含湿率、湿気容量等の算出を行った。結果の分析により、木材密度と平衡含湿量とについて相関関係を見い出すことができた。
二つ目の実験は、湿度変動予測に用いる、より正確な湿気伝達率α'の算出実験である。既存の湿気伝達率α'の値は、吸放湿過程における試料の温度変化を考慮していないため、予測値の誤差が大きくなる可能性がある。そこで、より正確な湿気伝達率α'を求めるための実験方法を考案した上でα'を求め、さらに実験環境条件の依存性について検討した。実験方法としては、精密に湿度調整のできる実験槽内に試料を吊るし表面を垂直とし、試料の蒸発面は表面湿度を100%に保つために、吸水性の点から濾紙を使用している。濾紙同士の間に発熱体をはさみ込み、試料の温度を上昇させる。なお、試料の温度を直接、空気温度と同じにするのではなく、電圧を変えた様々なパターンの実験を行うことで近似式を求め、試料と空気の温度が一致する点の値を得る方法をとった。その結果、水蒸気圧差が500Pa超では、湿気伝達抵抗(1/α')はほぼ一定値であるが、水蒸気圧差が500Pa以下では、その差が減少するという関係性がみられ、水蒸気圧差が小さいときにその変化が顕著に大きくなる傾向を有した。発熱体有無の条件で比較すると、発熱体を使用せずに測定した湿気伝達抵抗(1/α')は発熱体有と比べやや小さくなった。
今後、以上の方法を用いて算出したα'を用い概ね完成している湿度変動予測プログラムの検証を行いながら、室内湿度変動予測を行う予定である。