2013 Fiscal Year Annual Research Report
恒温恒湿性能を備えた自然エネルギー利用パッシブ住宅の開発と住環境評価に関する研究
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25289197
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
尾崎 明仁 九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (90221853)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 展淳 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00267478)
隈 裕子 サイバー大学, 国際文化学部, 講師 (10617749)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 建築環境・設備 / 再生可能エネルギー / 省エネルギー / 室内温湿度 / 蓄熱 / 調湿 / パッシブシステム |
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| Research Abstract |
本研究では，自然エネルギーを利用し恒温性と恒湿性を備える高機能パッシブ住宅の設計を目的として，工業建材を主とする最近の乾式住宅にも適用可能な蓄熱と調湿の特性を有する多機能建材を開発している。また，環境試験室における模型実験，試験住宅を使用した屋外実験，および熱・水分・空気連成を考慮した建築温湿度・熱負荷の数値シミュレーションにより，蓄熱・調湿特性を活用し，太陽熱や外気冷房などの自然エネルギーを利用した恒温恒湿性能に優れる高機能パッシブ住宅の設計指針について検討している。
本年度は，相変化熱（PCM）を利用して蓄熱するとともに，優れた吸放湿特性も有する蓄熱・調湿建材を試作し，その温湿度挙動を測定した。また，建築の熱と水分と空気の連成移動を非平衡熱力学に準拠した非線形現象として表現し，建築全体の温湿度変動を予測する数値シミュレーションソフトの開発を進めた。さらに，数値計算により，室内温湿度および暖冷房負荷を目的変数，建築仕様やライフスタイルなどの影響因子を説明変数としてパラメータ感度解析および重回帰分析を行い，蓄熱・調湿建材の性能ガイドラインおよびそれを有効活用するための設計指針について検討した。
建築で起きる熱と水分と空気の複合移動を熱力学に基づき詳細に数理モデル化することで，住環境（室内温湿度および空調用顕熱・潜熱負荷）の予測精度が格段に向上し，パッシブ・ヒーティング＆クーリング技術などの幅広い検討が可能となる。また，自然エネルギーや壁体の蓄熱・調湿を利用して住環境を制御するパッシブ手法は，今後の住宅に断熱気密性能のみならず恒温恒湿性能を付加することになり，住宅性能の新基準および新たな住宅構法・仕様の開発に繋がる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画通り，①相変化熱（PCM）を利用して蓄熱するとともに，優れた吸放湿特性を有する蓄熱・調湿建材の開発，②熱・水分・空気連成を考慮した建築環境解析ソフトの開発，③室内温湿度および暖冷房負荷を目的変数，建築仕様やライフスタイルを説明変数とした熱・水分・空気の複合移動に関わる要因解析，④蓄熱と調湿を利用した室内温湿度のパッシブ制御および省エネルギー性能の評価，⑤蓄熱・調湿建材を有効活用するための自然エネルギー利用と建築仕様に関わる設計指針の提案，などについて検討できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
相変化熱（PCM）を利用して蓄熱するとともに，優れた吸放湿特性も有する蓄熱・調湿建材（多孔質調湿材にPCMマイクロカプセルを含有させた板状建材）を開発する。同時に，建築の熱と水分と空気の連成移動を非平衡熱力学に則り非線形現象として表現し，建築全体の温湿度変動を予測可能な数値シミュレーションソフトの開発を進める。
また，太陽熱や外気冷房などの自然エネルギーを利用した恒温恒湿性能に優れる高機能パッシブ住宅を設計・建築するとともに，数値シミュレーションを駆使したパラメトリック解析（数値実験）により，蓄熱・調湿建材による室内温湿度のパッシブ制御および省エネルギー性について検討する。
さらに，数値シミュレーション結果を基にして，室内温湿度および暖冷房負荷を目的変数，建築仕様，ライフスタイル，気象条件などの影響因子を説明変数として重回帰分析を行い，蓄熱・調湿性能に関する設計指針を考案する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
僅かではあるが，実験用の物品を当初見積りより安く購入できたため。
次年度使用額は，実験用材料の購入に充てる。
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