2020 Fiscal Year Research-status Report

自然風の非定常性により生じる自然換気性状の定量的評価に関する研究

Research Project

Project/Area Number	18K04455
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	赤林伸一新潟大学, 自然科学系, 教授 (70192458)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	風速変動 / 自然換気 / LES / 換気回路網計算 / CFD / オフィスビル
Outline of Annual Research Achievements	LES解析により各壁面における瞬時風圧係数を算出し、換気回路網計算を用いて瞬時換気量と平均換気量の検討を行った。建物内がフロアによって区切られると換気経路が複雑となる為、本年度では上下階のフロアが十分に広い階段等で接続された建物モデルで検討を行った。モデルＡは建物単体、モデルＢは風向に対して２棟を直列に配置し、隣棟間隔は25[m]である。モデルＣは建物を４×４棟に整列配置し、各建物の隣棟間隔はxy 方向共に25[m]である。モデルＡの瞬時換気量は、case1(風上側壁面の開口部Ａを開放した場合)では、常に殆どの壁面開口部から流入するが、case3(風向に対する平行な壁面の開口部Ｃを開放した場合)では屋上の開口部から流入する時刻がある。モデルＢの瞬時換気量は、case1では殆どの時刻で屋上の開口部から流入する。case3では、壁面の開口部から流入する時刻が３割程度である。モデルC の瞬時換気量は、壁面の開口部と屋上の開口部から流入する時刻が同程度であり、流入側となる開口部の位置が頻繁に変化する。モデルＡでは殆どのcaseで平均圧力差から算出した換気量と変動を考慮した換気量に差はほぼない。モデルＢでは殆どのcaseで平均圧力差から算出した換気量に比較して変動を考慮した換気量が増加し、case2では約1.4倍、case3では約1.2～1.6倍となる。モデルＣでは、どのcaseでも平均圧力差から算出した換気量に比較して変動を考慮した換気量が増加する。モデルCではモデルＡ、Ｂに比較して増加率が大きく、約1.2～4.9倍となる。平均風圧係数差が0.20以上の場合、平均圧力差から算出した換気量と変動を考慮した換気量は殆ど変わらない。平均風圧係数差が0.20以下の場合、変動を考慮した換気量は平均圧力差から算出した換気量に比較して約1.1～4.8倍となる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 複数のフロアを対象とした換気回路網計算を行う場合に換気経路が極めて複雑となり、等温状態での換気量の検討に時間を要することとなった。これにより、室内外の温度差を考慮した検討の実施が遅れているため。
Strategy for Future Research Activity	昨年度に実施した上下階のフロアが十分に広い階段等で接続された建物モデルによる検討により、各フロアの換気性状の明らかとすることができたため、換気計算結果の整理を進めることができた。本年度は昨年度に実施した検討方法を発展させ、引き続き風速変動によるオフィスビルの自然換気性状、特に室内外の温度差を考慮した風速変動による自然換気量の検討を進める予定である。更に流れの可視化手法を用いて屋内での換気気流の性状に関する検討を行う。
Causes of Carryover	複数のフロアを対象とした換気回路網計算を行う場合に換気経路が極めて複雑となり、等温状態での換気量の検討に時間を要することとなった。これにより、室内外の温度差を考慮した検討の実施が遅れているため。使用計画としては数値流体解析に使用する汎用流体解析ソフトウェアの年間使用料、室内気流を対象とした空気の流れの可視化手法の検討に関する費用、データ保存用ハードディスクの購入費として使用する予定である。