人間―熱環境系快適性数値シミュレータの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12355022
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 田邉 新一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30188362)
• 研究分担者: 尾関 義一 旭硝子株式会社, 中央研究所, 主席研究員 ; 永井 正則 山梨県環境科学研究所, 環境生理学研究室, 室長 (40110027) ; 木村 建一 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (50063558) ; 中野 淳太 早稲田大学, 理工学部, 助手 (30350482)
• キーワード: 熱的快適性 / 数値計算 / 体温調節モデル / CFD / 日射 / 被験者実験 / 実測調査

研究概要

1)日射環境下における人体体温調節モデルの妥当性の検討
日射環境下において種々の環境条件(日射遮蔽の有無,人体周辺気流速度の文化)におけるサーマルマネキン及び被験者に関する物理量及び生理量を測定した。このうち皮膚温に関する測定結果と人体体温調節モデルにより予測された皮膚温との対応を検討し,人体体温調節モデルの妥当性限界などを検討する予定である。
2)人体に対する放射熱授受を表現する全身,部位別の重み係数の評価
立位・椅座位姿勢を対象とし,空間の大きさ,人体位置に応じた全身の重み係数を数値計算により算出し,既往の重み係数(中村,Olesenら)と比較した。さらに本計算手法を拡張し,人体部位別の重み係数の算出を試み,最終的に16部位に分割された各部位における重み係数を算出する予定である。
3)数値人体モデル
暑熱環境にて体温調節に及ぼす影響の大きいAVA血管を組み込んだモデルの改良および体躯や年齢による体温調節機能の変化を考慮できる体躯可変型モデルの改良を行った。このモデルのCFDとの連成を来年度は行う予定である。
4)皮膚温度刺激が血液循環系に及ぼす効果
皮膚温の局所的変化が、さまざまな自律神経反応を引起すことが知られている。眼窩部皮膚の温度刺激の効果およびメカニズムを確認するため、被験者11名を用いた実験を行った。眼窩部皮膚加温は、冷却に比べ心拍数減少効果が持続的であることが分かった。冷却による心拍数減少は、血圧上昇による圧反射の可能性が考えられる。また、加温、冷却が相反する鼓膜温の変化をもたらすことがわかった。
以上の成果は、日本建築学会、空気調和・衛生工学会、および国際学会にて発表の予定である。

研究成果

• [文献書誌] Tanabe, S., Kobayashi, K., Nakano, J., Ozeki, Y., Konishi, M: "Evaluation of thermal comfort using combined multi-node thermoregulation (65MN)"Energy and Buildings. Vol.34. 637-646 (2002)
• [文献書誌] Nagai, M., Wada, M., Kobayashi, Y., Togawa, S.: "Effects of lumber skin warming on gastric motility and blood pressure in humans"Japan Journal of Physiology. Vol.53(掲載決定). (2003)
• [文献書誌] 尾関義一, 平松徹也, 田辺新一: "人体に対する放射熱授受を表現する全身の重み係数の数値計算による算出"日本建築学会環境系論文集. Vol.566(掲載決定). (2003)
• [文献書誌] 中野淳太, 田辺新一: "緩衝空間が歩行移動後の熱的快適性に与える研究"日本建築学会計画系論文集. Vol.565(掲載決定). (2003)
• [文献書誌] Nakano, J., Tanabe, S., Kimura, K.: "Difference in Perception of Indoor Environment Between Japanese and Non-Japanese Workers"Energy and Buildings. Vol.34. 615-621 (2002)
• [文献書誌] S.Tanabe, Y.Ozaki, T.Takabayashi: "Numerical Prediction of Thermal Comfort in a Vehicle with Solar Reflection Glass"ROOMVENT 2002. 653-656 (2002)
• [文献書誌] 徐莉, 佐藤孝広, 小川一晃, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ その22 体温調節モデルJOSの開発-AVAを含む血管系の考慮"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 361-362 (2002)
• [文献書誌] Ozeki, Y., Takabayashi, T., Tanabe, S.: "Effects of Spectral Properties of Glass on Thermal Comfort of Car Occupants"SAE Technical Papers. (掲載決定). (2003)
• [文献書誌] 佐藤孝広, 徐莉, 小川一晃, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ その23 体温調節モデルJOSの開発-体躯・年齢・性別の考慮"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 363-364 (2002)
• [文献書誌] 尾関義一, 平松徹也, 田辺新一: "人間-熱環境系快適性数値シミュレータ その24 数値計算による人体に対する熱放射を表現する重み係数の評価"日本建築学会学術講演梗概集. D-2. 365-366 (2002)
• [文献書誌] 徐莉, 佐藤孝広, 田辺新一: "温熱環境評価のための体温調節モデルJOSの開発(その1)血管系及び体躯・性別・年齢の考慮"空気調和・衛生工学会学術講演論文集. 1729-1732 (2002)
• [文献書誌] 佐藤孝広, 徐莉, 田辺新一: "温熱環境評価のための体温調節モデルJOSの開発(その2)被験者実験結果との比較"空気調和・衛生工学会学術講演論文集. 1733-1736 (2002)
• [文献書誌] 尾関義一, 平松徹也, 田辺新一: "日射体感影響に関する研究(その11)数値計算による人体に対する熱放射を表現する重み係数の評価"空気調和・衛生工学会学術講演論文集. 1741-1744 (2002)