三次元空間情報と土壌―植物―大気系モデルを用いた樹木の微気候調整効果の予測

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06675
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 建築環境・設備
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 清野 友規 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 研究員 (20807143)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• キーワード: 都市緑化 / 樹木 / 蒸発散

研究成果の概要

樹木の微気候調整効果を活かした設計・灌水計画を支援するために、単木の熱・水収支と緑化空間の熱環境予測手法の確立を目指した。特に、計算負荷などの問題から建築環境工学では殆ど扱われてこなかった水文過程（土壌―植物―大気系：SPACの相互作用）について、設計実務への応用を意識した簡便な数値モデルを検討した。更に、既存の商用3D-CADを利用した熱環境シミュレーター上へのSPACモデルの導入を目指したが、残念ながら期間終了時点では完成に至らなかった。日本の街路樹を想定したSPACモデルの予測結果は、自然降雨のみに頼った場合、夏季の大半の期間で蒸発散の効果が十分に活用できない可能性が高いことを示した。

自由記述の分野

建築環境工学分野

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で採用した手法は、樹種・土壌容積、気候特性、灌水頻度といった設計・管理条件に基づく工学的な緑化設計の実現に貢献できる。建築環境分野における既存の蒸発散モデルの多くは水収支を考慮しておらず、また、十分に灌水された条件下での実験値を基にパラメタライズしている場合が多かった。本研究では、樹木の水消費のために土壌含水率が低下し、土壌温度が上昇することで熱環境が悪化しうる事例を示し、更に自然降雨のみでは夏季の大半の期間でこの温度上昇が生じる可能性が高いという予測を示した。既存モデルが蒸発散の効果を過大評価している可能性を示唆し、灌水管理と、地域の降水特性を踏まえた設計の重要性を強調している。