| 研究課題/領域番号 |
21K05703
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人森林研究・整備機構 |
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研究代表者 |
前田 啓 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00714883)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 木材 / 熱伝導率 / 熱線法 / 非定常法 / 水分移動 / ホットディスク法 / 熱物性 / 定常法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
住宅等における省エネルギー化を進めるためには、日内変動といった非定常状態での温熱環境についての知見が必要とされている。木材や木質材料における非定常熱流を解明していくためには、水分移動が引き起こす熱流の影響の有無を明らかにする必要がある。そこで本研究では、様々な含水率状態の木材を熱的に非定常な状態にさらし、温度変化や熱流束、含水率分布の評価を通じ、水分移動と熱流の関係について影響の大きさや時間を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
含水率の異なるヒノキスライス単板を積層して非定常法による熱物性の測定を行い、水分移動が存在しない場合に想定される熱物性との関係を検討した。
熱線法による測定においては、はじめに有限体積法による熱伝導シミュレーションの精度向上に取り組んだ。前年度取り組んだ、密度の異なる単板を積層した試料に対する熱線法による熱伝導率測定において、実験結果ではセンサーに最も近い単板の密度が変化すると熱伝導率も変化していたが、シミュレーションにおいては、この単板の密度の変化は測定される熱伝導率に変化を与えなかった。このシミュレーションでは積層した単板を真空包装するフィルム（ポリエチレン、厚さ約100μm）を考慮していなかったことが実験結果と異なる挙動を示した理由と考え、フィルムの存在を考慮したモデルによるシミュレーションを実施したところ、実際のフィルム厚（約100μm）に近い条件において、実際の測定値とシミュレーション結果が近くなることが確認され、今回のシミュレーション手法により実験結果の分析が可能であることが確認された。
次に、水分移動が測定値に与える影響を検討するため、密度の出来るだけ近いヒノキスライス単板（厚さ1mm）を準備し、塩化マグネシウム飽和塩水溶液と塩化リチウム飽和塩水溶液の入ったデシケータによる調湿を行った。その後、これらの単板を積層して真空包装を行い所定の時間経過後に熱線法・ホットディスク法による熱伝導率測定を実施した。その結果をもとに各単板と全体の熱伝導率の関係を検討したところ、含水率の異なる単板を積層した場合と前年度取り組んだ密度の異なる単板を積層した場合の関係が近い可能性が確認された
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、非定常法で測定される熱伝導率において積層方向における含水率のばらつきがある場合についても、水分移動を考慮せず各単板の熱伝導率で説明できる可能性が示された。この結果は当初の計画通りであるため、本年度についても前年度と同様おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
含水率の異なるヒノキ柾目板以外の単板を積層して非定常法による熱伝導率測定を実施し、水分移動が木材の熱的挙動に与える影響について検討する。
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