2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Environmental Control Behavior Induction System Using Environmental Simulation in Buildings Utilizing Passive Design
| Project/Area Number |
19K04738
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
高瀬 幸造 東京理科大学, 理工学部建築学科, 講師 (20739148)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川島 範久 明治大学, 理工学部, 専任講師 (70738533)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ナッジ / 通風 / 換気 / 加湿 / 環境調整行動 / 空気質 / 温熱環境 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
自然エネルギーを最大限活用するパッシブ手法は、省エネルギー性のみならず、居住者・利用者の心身の健康性にも大きく影響を与えるため、広く採用されている。しかしこれらの工夫が設計に反映されたとしても、実際に建設された建物において、意図通りに運用されるか否かは、建物内での人間の過ごし方によるところが大きい。そこで本研究では、建物利用者にとって実施負担度が少ないながらも快適性・省エネ性・満足度向上が期待される室内環境調整行動を促すための情報を整理し、適切な環境調整行動を通知（Nudge, ナッジ）するシステムを開発する。①「設計用外部気象データ分析（温湿度、風向風速、日射量など）」、②「各気象条件下での環境調整行動有無による、室内環境や熱負荷・エネルギー消費量の違いの事前シミュレーション」の2点を行って予めデータベース化し、これらのデータに基づいて環境行動を提案することが、本研究におけるNudgeシステムの特徴である。
初年度においては、申請者らが以前に設計した戸建住宅を対象として、夏期・中間期の通風利用促進を意図したNudgeシステムを開発し、実証実験を行った。2年目となる今年度は、前年の通風利用のためのNudgeシステムの改善を考えていたが、新型コロナウイルス感染防止の観点から一般住宅での検証が困難になったために研究計画の見直しを図り、大学研究室を対象として冬期の室内温熱環境・空気質維持のためのNudgeシステムの検討を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度の2019年度では一軒の戸建住宅を対象として、「自然通風促進」にターゲットを絞ったナッジシステムの効果検証を行った。屋根上部に無線式風向風速計、外部の日陰となる場所や住宅内部に無線式温湿度計を設置して、これらの環境情報データをクラウド上に集約可能とした。さらに吹き抜けを有するリビングのエアコン冷房範囲内にある窓全てに、サッシおよびブラインドの開閉を感知するセンサーを設置して、開閉操作の記録を行えるようにした。実験では、6月から10月において、自然通風活用が可能な時間帯のうちの多くで通風利用できていたことが確認された。2年目となる2020年度においては、前年のシステムを改良して別住戸での実証を考えていたが、開発と測定共に新型コロナウイルス感染防止の点で十分に検討が進められなかった。一方で、室内環境における新たな解決すべき課題として、感染症対策のための換気の重要性が高まった。しかし、過度な換気は冷暖房負荷の増加や室内環境の悪化を招きかねず、在室者が適切な換気のための指針に従って自発的に行動することは難しいのが現状である。そこで2020年度の冬期において、在室者に大きな負担をかけることなく適度な換気を促す、比較的安価なNudgeシステムの構築を目標として、システムの構成要素の検討・試作をし、大学研究室内でその効果検証を行った。冬期に実証実験を行った結果、この環境調整行動誘発システムの導入により、在室者が換気や加湿に積極的になり、空気環境が改善することを示した。しかし、今回検証したシステムでは感染症対策に十分な空気環境を常に維持できたわけではない。また、通知頻度に対する不満が多く挙がり、在室者にストレスをかける結果となった点には課題が残っている。今後、他の季節も含めて、より長期的な運用データを取得することで、システム導入効果について検証を行う必要がある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度に検討を行った通風利用促進のためのNudgeシステムに加えて、2年目には空調時の室内環境維持のためのNudgeシステムを検証した。これらの知見を集約して、適宜システムの見直しを行い、3年目となる2021年度にはオフィスビルでの実証実験を行うことを計画している。実証を予定しているオフィスビルでは、執務者の心身の健康性向上と省エネルギーの観点から随所で設計の工夫がなされており、本研究で対象とするパッシブ手法を効果的に利用するための環境調整行動誘発システムとは相性が良いものと考えられる。実証を予定しているオフィスビルでは2021年の秋から実証データが取得できる見込みであるので、2021年の前半で計測項目やシステムの改善点の見直しを検討していくこととしている。特に、オフィスビルでのシステム構築に当たっては、どの程度までセンサーコスト（設置台数、種類等）を抑えられるかが肝であり、通風や自然採光や空調時を再現するためのシミュレーションプログラムも適宜援用しながら、検討を進めていく。
なお、当初の計画では3年間での本研究の終了を予定していたが、オフィスビルにおける年間運用データを取得しての実証が必要となったために、2022年度一杯まで研究期間を延長することを検討している。
これらの研究によって得られた結果を取りまとめ、日本建築学会、空気調和・衛生工学会等において成果の発表を随時行う準備を進める。なお、2020年度の成果については2021年4月に日本建築学会大会への投稿、5月に空気調和・衛生工学会大会への投稿を行っており、9月に学会発表を予定している。
|
| Causes of Carryover |
2020年度内に通風利用促進のためのNudgeシステムを改良することを考えていたが、新型コロナウイルス感染拡大防止の観点から、年度内の個人住宅での実証実験が困難となり、また換気の重要性が高まったことで研究開発の方向性の見直しを図った。2021年度には、新しく竣工するオフィスビルでの実証のために、これまで使用しきれていなかった研究費を用いてシステム開発を行うとともに、計測機材購入等によって予算を適切に執行する予定である。
|
Research Products
(2 results)
