2020 Fiscal Year Annual Research Report
温度差換気を採用する高層建物の自然換気口開閉制御法－新たな開放率制御の構築－
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19K15157
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| Research Institution | Hokkaido Research Organization |
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Principal Investigator |
下ノ薗 慧 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 建築研究本部 北方建築総合研究所, 研究職員 (10781453)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自然換気 / 開放率 / PID制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ZEBを目指す多くの建物で“自然換気”を導入する建物が増えている。自然換気を取り入れることで室内環境の向上や冷房負荷削減などの効果が期待できるが、変動する外気条件下において、自然換気量が多くなり低温環境が形成される場合がある。そのため、自然換気量を調整するための制御（自然換気制御）が必要であり、建物設計・運用のために自然換気制御を評価できる熱・換気平衡計算法の開発が求められている。本研究では、自然換気時の課題の1つである低温環境の発生を抑制するための制御（下限室温制御）を含む多様な自然換気制御の効果を推定できる熱・換気平衡計算法を構築することを目的としている。研究は以下の3つの項目に沿って実施した。
（１）自然換気導入建物の実態調査：（２）以降の数値解析条件を設定することを目的に、自然換気を導入する89件の実建物を研究文献から調査した。基準階床面積に対する自然換気口有効開口面積の比は0.1～0.5%とする建物が多い、自然換気許可条件の一つである下限外気温度は15℃に設定されている建物が多いことを明らかにした。
（２）多様な自然換気制御を評価できる熱・換気平衡計算法の構築：自然換気口の開放率（開度、開放個数、開放時間）を調整して、自然換気時の室内温度を下限値以下となることを抑制できる計算法（下限室温制御解析）を構築した。「PID制御理論を応用して自然換気口の開放率を既知として扱う」、「計算時間間隔を10以下とする」ことで、計算の精度を高めることを明らかにした。
（３）下限室温制御解析による自然換気口有効開口面積の設定法の検討：（２）で構築した下限室温制御解析から得られる開放率の値を用いて、自然換気口の開放率を時々刻々と調整しなくても自然換気時の低温環境の発生を抑制できる自然換気口有効開口面積の設定法を提案した。
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