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波長別光環境を考慮した建築内植物の生育評価手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K21038
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分23:建築学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

田邉 新一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30188362)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード屋内緑化 / バイオフィリックデザイン / シミュレーション / グロースチャンバー / 被験者実験 / 分光放射照度
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、波長別光環境を考慮した建築内の植物の生育評価手法を提案することである。植物生理に関する農学分野の最新の知見を参照しつつ、建築分野で最先端の波長別光環境シミュレーション技術を用いて建築内の植物の生育評価手法を検討する。近年、執務者の快適性や知的生産性の向上のため、建築内緑化の事例が増加している。そのため、建築内で植物が持続的に生育可能な環境を計画するための手法が求められる。本研究では、植物の生育に適した建築内の光環境を、波長別光解析により求めた分光放射照度の分布を用いて詳細に評価する手法を提案する。

研究成果の概要

本研究では、分光放射照度の数値シミュレーションを応用し、植物の光合成と相関が高い光合成有効光量子束密度を建築の3次元モデルソフトを利用して計算する手法を開発した。実測値と計算値を比較することで、開発した手法の予測精度が高いのことを検証した。また、農学の分野でも知見の少ない、観葉植物の居室内での適切な光環境について、グロースチャンバーを用いた実験を行った。オフィスを模擬した3つの照明条件で観葉植物を約半年間栽培し、生育に必要な光量を明らかにした。以上の研究により、在室者の快適性や知的生産性の向上を意図した屋内緑化について、植物の持続的な生育を可能にする室内光環境の評価法や条件を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、執務者の快適性や知的生産性の向上のため、建築内緑化の事例が増加している。建築内の植物が持続的に生育可能な光環境の評価方法や条件が求めらる。本研究では、波長別光環境シミュレーション技術を用いて、植物の光補償点などを基準とした光量の評価と、植物の光受容体の分光感度を考慮した光質の評価が可能な方法を開発した。また、農学分野でも知見の少ない、観葉植物に求められる光環境の条件を実験により明らかにした。本研究の成果は、植物の生理を考慮した屋内緑化の設計手法に応用可能であり、温室の設計などを通して農学へも成果の展開が可能なものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Characteristics of eye movements while viewing indoor plants and improvements in occupants' cognitive functions2022

    • 著者名/発表者名
      Sugano Soma、Tazaki Miku、Arai Haruka、Matsuo Kazuya、Tanabe Shin‐ichi
    • 雑誌名

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      巻: 5 号: 4 ページ: 621-632

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12284

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectral irradiance simulation for evaluating light environments for indoor plants2021

    • 著者名/発表者名
      Sugano, S., Nitta, R., Shindo, K., Nomoto, A., Yoda, S., Shigemura, T., Ishii, M., & Tanabe, S. I
    • 雑誌名

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      巻: 4 号: 4 ページ: 649-659

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12246

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 屋内植物のための光環境評価に向けた波長別光環境解析に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬, 新田竜, 新藤幹, 野元彬久, 依田柊, 重村珠穂, 石井雅久, 田辺新一
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 86 号: 781 ページ: 337-346

    • DOI

      10.3130/aije.86.337

    • NAID

      130008007480

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Study on the lighting requirements of indoor ornamental plants using growth chambers2023

    • 著者名/発表者名
      Soma Sugano, Masahisa Ishii, Shin-ichi Tanabe
    • 学会等名
      Healthy Buildings Europe 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Indoor Plants on Occupants’ Cognitive Functions: A Systematic Review2022

    • 著者名/発表者名
      Soma Sugano, Miku Tazaki, Haruka Arai, Kazuya Matsuo, Shin-ichi Tanabe
    • 学会等名
      Indoor Air 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gender Differences in Psychological Responses and Eye Movements for Biophilic Rooms2022

    • 著者名/発表者名
      Miku Tazaki, Soma Sugano, Ryo Nitta, Mayumi Ohba, Shusuke Takahashi, Shin-ichi Tanabe
    • 学会等名
      Indoor Air 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線計測を用いた観葉植物による認知機能の改善効果に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬, 田崎未空, 新井遥, 松尾和弥, 田辺新一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオフィリックデザインを導入した模擬執務空間での心理・生理的効果に関する被験者実験 第1報 実験概要と生理量の測定結果2021

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬, 田崎未空, 新田竜, 大庭檀, 高橋秀介, 田辺新一
    • 学会等名
      日本建築学会大会(東海)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィリックデザインのための波長別光環境解析に関する研究 第2報 心理量の測定結果2021

    • 著者名/発表者名
      田崎未空, 菅野颯馬, 新田竜, 大庭檀, 高橋秀介, 田辺新一
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 窓と観葉植物を併用した室内での心理・生理的効果に関する被験者実験 第1報 実験概要と生理量の測定結果2021

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬, 田崎未空, 新田竜, 大庭檀, 高橋秀介, 田辺新一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会(福島)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 窓と観葉植物を併用した室内での心理・生理的効果に関する被験者実験 第2報 心理量、知的生産性および視線計測の結果2021

    • 著者名/発表者名
      田崎未空, 菅野颯馬, 新田竜, 大庭檀, 高橋秀介, 田辺新一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会(福島)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィリックデザインのための波長別光環境解析に関する研究 第1報:実測およびシミュレーション概要2020

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬、新田竜、新藤幹、野元彬久、依田柊、重村珠穂、石井雅久、田辺新一
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィリックデザインのための波長別光環境解析に関する研究 第2報:精度検証結果と光合成有効光量子束密度の算出2020

    • 著者名/発表者名
      新田竜、菅野颯馬、新藤幹、野元彬久、依田柊、重村珠穂、石井雅久、田辺新一
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長別光環境解析を応用したバイオフィリックデザインに関する研究 第1報 植物生育評価指標の算出方法とオフィスモデルを用いたケーススタディ2020

    • 著者名/発表者名
      菅野颯馬、新田竜、新藤幹、石井雅久、田辺新一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長別光環境解析を応用したバイオフィリックデザインに関する研究 第2報 波長別光環境解析の精度検証と植物生育評価指標に基づく光環境評価2020

    • 著者名/発表者名
      新田竜、菅野颯馬、新藤幹、石井雅久、田辺新一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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