• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

生活空間の温熱ストレスと環境負荷の低減を目指した高機能性材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H00802
研究機関大阪府立大学

研究代表者

吉田 篤正  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60174918)

研究分担者 島崎 康弘  岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (20584270)
橋田 祥子  大正大学, 地域構想研究所, 研究員 (30398903)
飛田 国人  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 准教授 (40465919) [辞退]
安田 龍介  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50244661)
木下 進一  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70263209)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード都市環境創生 / 持続可能システム / ヒートアイランド / 環境負荷低減 / 温熱ストレス
研究実績の概要

木製外装された実際のRC 建造物を対象として,建物壁面・窓の温度,熱流束と室内温熱環境の測定を通じて,建物全体の断熱ならびに省エネルギー性能について長期的に評価を行った.その結果,木製外装からRC 躯体外側に向かって,夏季においては日中,室内側への熱流入が夜間は室内側からの熱流出が低減されている.冬季においては終日,室内側からの熱流出が低減されていることがわかった.
屋上での熱ストレスを低減する材料として、食物生産に繋がると同時に、藤棚のような天蓋を創るつる性の登攀性植物を栽培して屋上を農地化する手法の開発を目的とし、屋上にプランターによる栽培実験を行った.
夏季の屋外において被験者実験を実施し,日除けを用いることによる人体の熱収支を評価し,環境による日除けの効果を検証した.人体熱モデルを用いた数値解析によって,日除け下の人体への熱ストレスと日除けのふく射特性の関係,周辺の熱環境が人体に与える熱ストレスについて検討した.環境条件に関わらず,日向から日除け下に移動することで平均皮膚温度,温冷感の低下から日除けの熱ストレス低減効果を確認できたが,日射透過率の高い日除けでは日除け下のほうが熱環境が悪化する場合があった.実験において気温による皮膚温度の変化量から,気温が高い場合において日除けの熱ストレス低減効果が減少する可能性が示唆された.人体モデルを用いて計算を行った結果,気温が高く,風速が低い場合において日除けの熱ストレス低減効果が減少することがわかった.
人体温熱環境の形成にとって素材の影響は大きい.また,屋外空間における路面被覆は広大であることから,屋外温熱環境を評価するうえで考慮することは重要である.これまでこの舗装材に関して最適化を実施してきたが,本年度は舗装材物性と立位や座位といった姿勢の違いや人体代表高さの違いが滞在者へ与える影響の関係性について測定を実施した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

高反射材料のモデル化に遅れが見られる。断熱材に関する測定装置の開発、数値計算による性能評価に遅れが見られる。粒状の多孔性材料を用いた乾燥特性の評価についても今後の検討課題を残している。

今後の研究の推進方策

蒸発性能に対する支配因子を特定し材料内部および表面の熱・水分同時移動モデルを構築し,蒸発性能の向上のための最適な材料構造(表面での蒸発効率が低下し難い構造,水分分布が鉛直方向に均質化しやすい構造など)について検討する.
熱処理の温度条件を変えた木装材料を対象とし、同一のデザイン(意匠)の構造材(木化パネル)を製作する.建物模型にこれらを取り付け,屋外で表面温度、熱流束の長期測定を行い,各材料の熱・ふく射特性との関係を明らかにする.異なるデザインの構造材(木化パネル)を製作し,熱特性に与える影響を検討する.既存建物へ取り付け,大気や建物への熱負荷,人体の熱的な快適感に与える影響を実大実験によって評価する.
低熱伝導率材料が測定可能な実験装置を設計し,制作する.解析により設計された超断熱材料を作成し,この装置を用いて熱伝導率を測定し,断熱性能を評価する.
植物成長モデルを用いて,樹種毎に樹齢の異なる樹木を生成し,単木当たりの葉面積と幹面積を樹種ごとに求める.葉の分布性状を樹種ごとに求め,モンテカルロ法を用いて日射透過率および吸光係数を樹種ごとに算出する.樹種と階層構造が異なる典型的な街路樹や樹木群を作成し,日射遮蔽率、蒸散量などを求める.
熱刺激量と感受性・応答性の関係,感受性に対する最小知覚できる閾値または感受できなくなる飽和値について様々に刺激を変えることで把握する.また,電流や冷却板を用いて充分な数の被験者実験を行なうことで統計的に個人差の情報や過去の熱履歴等に検討を行なう.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (17件) (うち国際学会 11件)

  • [学会発表] 寒冷地における木製外装を有するRC 建造物の省エネルギー性能に関する長期評価2019

    • 著者名/発表者名
      宇野雄紀,荘保伸一,内藤俊介,吉田篤正,木下進一,松村佳明
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会第47回近畿支部学術研究発表会
  • [学会発表] Optimization of improving pavements for pedestrian comfort2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimazaki, Kazutoshi Aisaka, Masashige Aoki, and Kenta Kamidouzono
    • 学会等名
      10th International Conference on Urban Climate
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Sensation for Solar Radiation and Exercise Load Changes in Outdoor2018

    • 著者名/発表者名
      Atsumasa Yoshida, Daiki Hayashi, Syoyo Yasuda, Shinichi Kinoshita
    • 学会等名
      10th International Conference on Urban Climate
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Evaluation on Thermal Effect for Human Body in Street Space by Retro-reflective Walls2018

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Kinoshita, Atsumasa Yoshida
    • 学会等名
      10th International Conference on Urban Climate
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Contact Thermal Sensation Caused by Local Stimulation with Seating in Outdoor2018

    • 著者名/発表者名
      Atsumasa Yoshida, Shoyo Yasuda, Daiki Hayashi, Shinichi Shoho, Saki Akao and Shinichi Kinoshita
    • 学会等名
      The 9th TSME International Conference on Mechanical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Land Breezes on Nocturnal Temperature in the Osaka Plain2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Yasuda, Takashi Ogawa and Atsumasa Yoshida
    • 学会等名
      The 2nd Joint Symposium on Advanced Mechanical Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Modeling of Heat Exchange Characteristics of Isolated Plant Unit and Evaluation of the Effect on Thermal Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Kinoshita and Atsumasa Yoshida
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Transport Phenomena
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on High-precision Thermal Conductivity Technique for Thermal Insulation Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Naka, Shinichi Kinoshita, Atsumasa Yoshida
    • 学会等名
      Malaysia-Japan Joint International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Urban Block Geometry on Surface Wind and Air Temperature over a Sandbank in the Central Area of Osaka City, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Atsumasa Yoshida and Ryusuke Yasuda
    • 学会等名
      The 9th Symposium of Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 国際学会
  • [学会発表] 日除けを利用した熱ストレス低減に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      千種成尚,中拓真,吉田篤正,木下進一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会第47回近畿支部学術研究発表会
  • [学会発表] 暑熱環境下でのふく射変化が非定常温冷感に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      中拓真,吉田篤正,木下進一,千種成尚
    • 学会等名
      第42回人間-生活環境系シンポジウム
  • [学会発表] 真空断熱材の熱伝導特性に関する数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      木下進一,吉田篤正
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2018
  • [学会発表] 樹木の熱収支特性に及ぼす葉群の構造の影響に関する数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      木下進一,吉田篤正
    • 学会等名
      平成30年度日本建築学会近畿支部研究発表会
  • [学会発表] 真空断熱材の熱輸送特性に及ぼす内部構造の影響2018

    • 著者名/発表者名
      木下進一,中拓真,吉田篤正
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
  • [学会発表] Prediction of thermal comfort based on the Mekjavic-Morrison neuronal model2018

    • 著者名/発表者名
      Tobita K., Gliha M., Ciuha U., Kingma B., Mekjavic I.B.
    • 学会等名
      7th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation
    • 国際学会
  • [学会発表] Perception of thermal comfort during changes in the ambient temperature and humidity2018

    • 著者名/発表者名
      Ciuha U., Tobita K., McDonnell A.C., Mekjavic I.B.
    • 学会等名
      7th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation
    • 国際学会
  • [学会発表] Training a neural network model to predict heat stress in the manufacturing industry on the basis of weather forecasts2018

    • 著者名/発表者名
      Gliha M., Ciuha U., Tobita K., Mekjavic I.B.
    • 学会等名
      7th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi