地域熱供給計画支援都市熱環境シミュレーターの開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11792017
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 片山 忠久 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (80017938)
• 研究分担者: 萩島 理 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (60294980) ; 谷本 潤 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (60227238)
• キーワード: 風洞模型実験 / 粗度体積密度 / キャノピーモデル / 蒸発比 / 蓄熱槽 / 地域冷暖房システム / 廃熱位置 / グロス容積

研究概要

建築-都市-土壌連成系モデル(AUSSSM)におけるサブモデルの改良および更なるサブモデルの接続を行い、モデルとしての完成を目指すとともに、それによる一連の数値実験を行った。
1.高さの異なる2種類の直方体模型群の整形配列および千鳥配列について、風洞実験により模型周辺気流を3次元メッシュ状に測定し、キャノピー内外の風ベクトルと乱流エネルギーの水平面内分布および平均風速と乱れの鉛直プロフィールの特徴を明らかにした。
2.上記1.および実在高層高密都心の風洞模型実験結果に、粗度体積密度の関数として表現されるラフネスパラメーターを用いたキャノピーモデルを適用し、市街地上空のみならずキャノピー層内、地表面付近における街区の平均風速が精度よく予測できることを確かめた(査読付論文投稿中)。
3.コンクリートスラブ面、アスファルト舗装面およびアスファルトシート防水面での長期実測データから積算蒸発量と積算降水量との関係、蒸発比と表面正規化水分量との関係を求め、昨年度に構築した降水後の人工被覆面からの蒸発量予測簡易モデルを改良した(査読付論文投稿中)。
4.昨年度構築した土壌蒸発フラックスサブモデルに関連し、二相系熱水分同時移動方程式に基づく詳細モデルの数値計算により、砂と埴壌土の厚10cm,20cm,30cmの場合について、蒸発比-正規化含水率特性、重力透水-重量含水率特性および水分拡散-重量含水率特性を明らかにした。
5.建築空調設備・都市熱源システムサブモデルをシステムCOPの変動特性および排熱の廃棄場所を介してAUSSSMへ接続し、蓄熱槽や地域冷暖房システムを含む19の空調システムに関し、キャノピー内気温および排出熱量を特性値とするバリエーションスタディを行った。
6.法定容積率500-800%の商業地域350×230m^2を対象とし、空調方式別の廃熱位置およびグロス容積率と粗度体積密度、表面積密度との関係を調査し、実在都市のモデルパラメーターを検討した。

研究成果

• [文献書誌] 谷本潤,萩島理,片山忠久,河上貴子,笠間幹雄: "都市熱環境評価のための地表面からの蒸発量の簡易計算手法に関する研究"日本建築学会計画系論文集. 第534号. 63-68 (2000)
• [文献書誌] 萩島理,片山忠久,谷本潤,森竹千景,江副紀子: "高さの異なる直方体模型群の周辺気流特性に関する風洞実験"日本建築学会計画系論文集. 第538号. 15-21 (2000)
• [文献書誌] 萩島理,谷本潤,片山忠久,月松孝司: "降水後の人工被覆面からの蒸発量予測簡易モデルの構築"日本建築学会計画系論文集. 第539号. 83-88 (2001)
• [文献書誌] 萩島理,谷本潤,片山忠久,大原健志: "二相系熱水分同時移動方程式による数値実験に基づく土壌物性値の同定都市熱環境評価のための地表面からの蒸発量の簡易計算手法に関する研究第2報"日本建築学会計画系論文集. 第540号. 67-72 (2001)
• [文献書誌] 大原健志,片山忠久,谷本潤,萩島理: "建築-都市-土壌連成系モデルによる都市高温化予測に関する研究(その1)計算手法と基準解"日本建築学会九州支部研究報告. 第40号. 325-328 (2001)
• [文献書誌] 宮原直枝,片山忠久,谷本潤,萩島理: "建築-都市気候モデルに用いる3次元プラットホームデータの構築に関する研究その1排熱3次元分布特性調査と都市形状解析"日本建築学会九州支部研究報告. 第40号. 329-332 (2001)