| 研究課題/領域番号 |
21K14306
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分23020:建築環境および建築設備関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
劉 城準 九州大学, エネルギー研究教育機構, 准教授 (30783394)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 二酸化炭素 / 呼吸空気質 / 数値人体モデル / 数値気道モデル / 計算流体力学 / 空調制御 / CFD / 被検者実験 / 呼吸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では「人体呼吸域内の不均一・非定常二酸化炭素濃度場の定量的理解と室内環境設計の高度化」と題して，呼気と吸気を繰り返す非定常呼吸に伴い人体呼吸器系に出入りする二酸化炭素に着目し，呼吸域周辺に形成される非定常・不均一な二酸化炭素濃度場を高い精度で定量的に予測・評価可能な数値解析モデルを開発する．その上，在室者が実際に呼吸する，もしくは呼出する二酸化炭素濃度の実態を定量的に検討すると共に，本数値解析モデルを基盤とする空調制御シミュレーションにより呼吸域内の二酸化炭素の挙動や吸入リスクに関する基礎データを構築し，在室者の二酸化炭素吸入リスクの低減に主眼を置いた新たな室内環境設計技術を提案する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，鼻や口から呼出される呼気中の二酸化炭素濃度の時間変化と呼吸器系に実際に流入(吸気)する二酸化炭素濃度の時間変化を定量的に解明し，新たな空調設計指針を確立するために，3の細部課題を設定し，研究を推進した．
本研究の成果から，本研究で構築した数値解析モデルを基盤とする空調制御シミュレーションの膨大なパラメトリック解析により，呼吸域内の二酸化炭素の挙動や吸入リスクに関する基礎データが確保でき，在室者の二酸化炭素吸入リスクの低減に主眼を置いた新たな室内環境設計技術の確立に貢献できると判断される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在の室内環境設計法が，室全体の均一制御から，パーソナル空調に代表される局所領域と在室者(人)の精緻な制御へと大きなパラダイムシフトを迎えているにも関わらず，直接的な環境制御の対象となる在室者由来の二酸化炭素発生モデルの高精度化が図られていないが故，設計精度向上のボトルネックになっていることが懸念されている．呼吸域内の不均一・非定常二酸化炭素濃度場の定量的解明は，建築環境工学分野の研究者の貢献が求められている重要かつ喫緊の研究課題であるため，本研究の成果は学術的価値に加えて社会的貢献度も高いものと期待している．
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