2019 Fiscal Year Annual Research Report
ZEBを実現するための現在と近未来の設計用過酷気象データの開発
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19H02299
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
二宮 秀與 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (90189340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯塚 悟 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40356407)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 設計用過酷気象データ / ZEB / 日射直散分離 / 大気放射量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ZEB（ネットゼロエネルギービルディング）やZEH（ネットゼロエネルギーハウス）を評価するための年間の苛酷気象データの開発を目標としている。過酷年の選定には建物のエネルギーシミュレーションの結果を用いる。その為にまずZEBの標準的な建物仕様について文献調査を行った。
ZEBを計画する際に、日射や風の短時間での変動が、どの程度影響するかは分かっていない。これまで建物のエネルギーシミュレーションには、1時間間隔の気象データが用いられてきたので、それより短い時間間隔での気象の変動は評価できない。そこで本研究ではまず1分値の気象データを整理することから着手した。気象の観測値には欠測が含まれ、そのままではシミュレーションに用いることはできない。そこで本年度は、1分値気象データに含まれる欠測の補充方法について検討した。補間方法として線形補間やホットデック法を試した結果、ホットデック法が適用できることを明らかにした。
将来の過酷気象データについては、温暖化ダウンスケーリングシミュレーションを活用して、2030年代と2050年代の年間の気候予測を行い、建物のエネルギーシミュレーションに用いる将来気象データを作成した。
また数値予報データ（MSM）に着目し、時別日射量の推定方法について検討した。その結 果、ある程度の精度で任意の地点の時別日射量を推定できことを示した。さらにインドネシアのタンゲランに全天日射計と天空日射計，方位別鉛直面日射計と大気放射計を設置して、観測を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究ではZEBのエネルギー収支をより詳細に検討するため、シミュレーションに用いる気象データとして時別値ではなく、1分値や5分値の利用を条件とした。そのためにまず2010年～2018年の1分値気象データを収集し、データに含まれる欠測の状況を確認した。次に欠測の補充方法について検討し、線形補間，スプライン補間，ホットデック法など幾つかの補間方法を比較し、ホットデック法が適用できることを確認した。
また地震や津波の被害で長期の欠測が見られたので、新たに数値予報データ（MSM）に着目し、気温，湿度，風向・風速，雲量，日射量について、地上気象の観測値との相関を調べた。要素によって傾向が異なるが、欠測値の補間にMSMの利用も検討することとした。また、MSMの雲量から時別日射量を推定できることを示した。
将来の過酷気象データについては、温暖化ダウンスケーリングシミュレーションを活用して、2030年代と2050年代の年間の気候予測を行い、建物のエネルギーシミュレーションに用いる将来気象データを作成した。また過酷気象年の選定の仕方について検討した。
日射の直散分離と斜面日射量の合成手法については、インドネシアに日射量の観測装置を設置し、計測を開始した。観測した日射量から拡散成分が大きいことと、雲の影響で直達成分の変動が大きいことが概観された。
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| Strategy for Future Research Activity |
建物のエネルギーシミュレーションプログラムを用いて、モデル建物による年間のエネルギー収支を、時別気象データと1分値気象データで比較して、太陽光発電、照明負荷にどの程度の差が生じるか検討する。1分値気象データについては、2011～2020年の10年間のデータ整理を目的として、1分値データに含まれる欠測を補充する方法について検討する。来年度は1日を超えるような長時間の欠測へのホットデック法の適用方法を検討する。また北海道から沖縄まで同じ欠測補充方法が適用できる検討する。国内の日射観測地点を対象として、2011～2019年の1分値気象データを収集・整理する。
将来の過酷気象データについては、温暖化ダウンスケーリングシミュレーションを活用して、2030年代と2050年代の年間の気候予測を行い、時別気象データを整理する。その将来気象データを用いてエネルギーシミュレーションを実施して空調エネルギー消費量を推定する。その推定結果を基に、ZEH・ZEBの持続可能性を検討する。
またアメダスへの適用を目的として、時別日射量の推定方法について検討する。これまで日照時間を用いた日射量の推定方法を提案してきたが、日照計が何回か更新されており、計器毎に係数値を同定して推定精度を確認する。
また数値予報データ（MSM）と、新たにひまわりの衛星画像に着目し、時別日射量と大気放射量の推定方法について検討する。
さらにインドネシアで全天日射量と天空日射量，方位別鉛直面日射量と大気放射量を観測を継続する。得られたデータを元に、日射の直散分離，斜面日射量の合成方法について、これまでに提案されている手法が適用できるか検討する。
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Research Products
(1 results)
