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同時使用率の確率論的算出手法の構築による中央熱源方式の熱源機器容量の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 19K04745
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関地方独立行政法人北海道立総合研究機構

研究代表者

阿部 佑平  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, 研究主任 (70614147)

研究分担者 菊田 弘輝  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20431322)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード同時使用率 / 中央熱源方式 / 熱源機器容量 / 集合住宅 / 生活スケジュール
研究開始時の研究の概要

同時使用率は、建築設備の機器容量の設計において重要な数値である。しかし、熱源機器に関する同時使用率は、一般に公開されているデータが極めて少なく、設計者はこれまでの経験に基づき設定することが多いため、機器容量が過剰に設計されることがある。
本研究では、未だ十分なデータ構築がされていない同時使用率を確率論的な方法に基づき算出する手法を構築し、中央熱源方式による暖房システムが採用された住宅群や集合住宅を対象に、熱源機器容量の最適化検討を目的とする。本研究の成果により、同時使用率を考慮した熱源機器容量の最適設計が可能となり、一次エネルギー消費量・CO2排出量の更なる削減に貢献できる。

研究成果の概要

本研究では、中央熱源方式の暖房システムが採用された集合住宅を対象に調査を行い、同時使用率の実態を明らかにした。また、集合住宅の住戸数や世帯構成が同時使用率に与える影響を評価するため、組合せ論に基づく同時使用率の確率論的算出手法を構築した。構築した手法を用いて同時使用率を考慮した熱源機器容量を検討したところ、一般的な設計に比べて熱源機器容量を適正化することが可能となり、これにより、熱源機器の負荷率が向上し、エネルギー消費量の削減に効果があることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で構築した同時使用率の確率論的算出手法を用いることにより、これまで十分なデータ構築がされていない同時使用率を算出することが可能となった。これにより、同時使用率を考慮した熱源機器容量の設計が可能となり、熱源機器のイニシャルコスト削減、一次エネルギー消費量及びCO2排出量の更なる削減に貢献できる。また、構築した手法は集合住宅のみならず非住宅建築物への適用も可能であるため、成果は多岐にわたることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (9件)

  • [学会発表] 中央熱源方式を採用した集合住宅の熱源機器容量の最適化 その5 同時使用率曲線の作成手法と世帯構成が同時使用率に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      2022年度日本建築学会大会(北海道)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新型コロナウイルス感染拡大前後における集合住宅のエネルギー消費量の変化-札幌市内の中央熱源方式の集合住宅を事例として-2022

    • 著者名/発表者名
      阿部佑平,菊田弘輝,玉村壮汰
    • 学会等名
      第95回日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を採用した集合住宅の熱源機器容量の最適化 その3 住戸別MEMSデータを用いた負荷特性の把握2021

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会大会(東海)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を採用した集合住宅の熱源機器容量の最適化 その4 住戸別MEMSデータを用いたピーク負荷の把握2021

    • 著者名/発表者名
      阿部佑平,菊田弘輝,玉村壮汰
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会大会(東海)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を用いた集合住宅における世帯構成毎の暖房・給湯の負荷特性2021

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      第94回日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を採用した集合住宅の熱源機器容量の最適化 その1 MEMSデータを用いた熱源機器の運用実態の調査2020

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を採用した集合住宅の熱源機器容量の最適化 その2 冬期の生活スケジュールに関するアンケート調査結果2020

    • 著者名/発表者名
      阿部佑平,菊田弘輝,玉村壮汰
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を用いた集合住宅における熱源機器容量の最適化に向けた研究2020

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      第93回日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中央熱源方式を導入した集合住宅の熱源機器容量の最適化に関する研究 第1報 熱源機器の運用実態と居住実態の調査2020

    • 著者名/発表者名
      玉村壮汰,菊田弘輝,阿部佑平
    • 学会等名
      令和2年度空気調和・衛生工学会大会(福井)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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