2010 Fiscal Year Annual Research Report
外断熱の特性を生かす自然エネルギー利用に関する研究
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22560586
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| Research Institution | Hokkaido Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 憲三 北海道工業大学, 空間創造学部, 教授 (70002235)
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| Keywords | 自然エネルギー利用 / 外断熱 / 蓄熱 / 窓の熱収支 / 地盤伝熱 / 高窓 |
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| Research Abstract |
23年度の研究では、まず日射の方位特性を明らかにし、断熱力が向上した最近の窓の熱収支について検討した。拡張アメダス気象データから主要都市の方位別・傾斜角度別に月平均日射受熱量と全日・日中・夜間の平均気温を算出した。次に各種窓ガラスの透過率・日射吸収率および熱貫流率データを収集し、Low-eや不活性ガス入り中空層の伝熱抵抗値を算出し、各種窓ガラスの日射取得率を得た。また窓枠の面積比率を材料種別・窓種別に整理した。その結果を統合し、冬季間に窓から逃げる熱量と入ってくる日射量の収支を計算するソフトを開発した。その結果、北欧に比べて日射量の多い北海道の南窓についてはLow-eペア窓以上に断熟を強化しても日射取得量が減少し暖房効果が少ないことを明らかに下。
「基礎断熱土間床の蓄放熱」については3次元熱伝導解析プログラムを使い、断熱基礎や土間床さらに半地下室の熱貫流率を求める回帰予測式を導いた。更に年間の損失熱量を手計算できるようにするために非定常年間変動解析結果をもとに実効温度差を正弦波で近似した。実効温度差の振幅は実振幅の50～80%、位相の遅れは2～3ヶ月であった。このことは基礎断熱土間床が冬季の暖房負荷と夏季の冷房負荷の軽減の根拠になるもので、基礎断熱の普及に役立つものである。
「高窓の熱気除去・夜間冷気流入」については住宅プラン集の分析によって寒冷地で高窓や吹き抜けをつくるうえでの課題を検討した。2階に居間を設ける住宅は敷地が狭小で日当たりが悪かったりする場合が多く、やはり特殊であることが明らかになった。吹き抜けのある住宅では窓の開閉が困難でむしろ暑いという問題が指摘された。それらを踏まえて高窓の提案を行っていく必要がある。
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