| 研究課題/領域番号 |
12555164
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
建築環境・設備
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鉾井 修一 京都大学, 工学研究科, 教授 (80111938)
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| 研究分担者 |
永井 久也 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (40283402)
中村 慎 (株)竹中工務店, 技術研究所, 研究員
原田 和典 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90198911)
高田 暁 京都大学, 工学研究科, 助手 (20301244)
永井 久也 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (52040538)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
12,100千円 (直接経費: 12,100千円)
2001年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2000年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
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| キーワード | 帯水層 / 蓄熱システム / 相似則 / 止水壁 / 透水係数 / 模型実験 / 飽和 / 負荷平準化 |
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| 研究概要 |
本研究では、蓄熱媒体として、粘土層などの難透水層と施工上必要な止水壁とに囲まれた建物直下の地下帯水層に着目し、地中蓄熱の有効性を検討した。地盤中への投入熱量、回収熱量は、土壌の性質と同時に、蓄熱槽の形状、止水壁の特性、給水・揚水井戸の位置・口径など蓄熱槽に関するパラメータや、水頭勾配、蓄熱・汲み上げ期間などの運転制御に関する種々のパラメータにより大きく左右される。また、最終的な蓄熱効率は、蓄熱量・回収水温などの利用二次側からの要求を考慮して評価されなければならない。以上の観点より、本研究においては、以下の事柄を明らかにした。
(1)相似則に基づき地盤模型を用いた蓄熱実験を行い、水頭勾配と流速・揚水量との関係、地盤内温度・含水率分布と蓄熱量、土壌物性値と流速、井戸配置の影響などを明らかにした。また、熱水分同時移動解析の結果と照合し、解析法の妥当性を確認し、実用に供しえることを確認した。
(2)不飽和領域を含む土壌の温度場・水分場の測定を行うとともに、移動境界値問題として定式化された不飽和水分流解析モデルにより水分流の非定常性の再現を試み、実験との良好な一致を得た。
(3)実大建物・地盤における測定により蓄熱効率を調べ、蓄熱性状、非一様な土壌層の影響を検討し、短期間における蓄熱においては、やはり初期温度の影響の大きいことを確認した。
(4)二次側の運転を考慮した最適蓄熱制御方式を、遺伝的アルゴリズムを利用して明らかにした。
(5)実物大の建物とその下部地盤を利用した蓄熱実験の計画立案と予備測定を行い、実地盤における蓄熱実験の問題点の洗い出しを行った。実用化に向けての方策を提案した。
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