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2011 年度 実績報告書

住宅における最適な空調制御のための滞在行動計測法開発と環境調整行動の教育的誘導

研究課題

研究課題/領域番号 22560581
研究機関宮城教育大学

研究代表者

菅原 正則  宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (60300513)

キーワード建築環境・設備 / モニタリング / 住環境教育 / 環境調整行動 / ワークショップ / 住宅
研究概要

今年度は、まず住宅内における居住者の在室スケジュールが把握できているものと仮定して、それに応じた予熱暖房が熱負荷低減に及ぼす効果を数値計算により検討した。集合住宅に住む2人世帯を想定し、24時間暖房(条件A)、在室時のみ暖房(条件B)、在室スケジュールに応じ予熱運転を加えた暖房(条件C)の3つの暖房運転条件において室温および熱負荷を求め、比較・検討を行った結果、暖房の運転条件は、従来の暖房方法である条件A、Bよりも、在室スケジュールに応じた予熱暖房である条件Cの方が効率的であった。そしてその予熱時間が3時間の時に総熱負荷、最大瞬時熱負荷ともに大幅な低減効果が見られ、最適という結果が得られた。
次に、仙台市内の集合住宅において計測された在不在データから在室行動の規則性を見出し、数分~数時間後の空調稼働を決定する「予測空調制御法」を提案し、その有効性を検討した。在室行動と空調稼働が同期する度合いを表す指標として定義した「空調合致率」により評価したところ、元データ日数は5日で充分であることが分かった。また、平均空調合致率が最大となる参照時間幅は、15分後予測においては24時間(平均空調合致率87%)であったが、1時間後および2時間後予測においてはともに90分間(同75%および62%)であった。
環境調整行動に働きかける住環境教育の基礎学習教材については、「明るく強い建物デザインを考える教育プログラム」に用いる紙模型の強度特性を明らかにするために、模型実験および3次元構造解析を行った。数値計算と模型実験の結果を比較するとその相関は低く、今後、強さの定義や数値計算の方法、模型の加工の精度を再検討する必要がある。ただし、見方を変えるとこの紙模型は教材であり、数値計算では簡単に推し測ることのできない構造体の挙動の奥深さを知る道具としては、相応しいのかもしれない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究の目的として掲げた3項目について、「(1)滞在行動推定方法の開発」と「(3)滞在行動の空調制御への応用」は使用データの変更はあったものの、概ね達成したと考えているから。一方、「(2)環境調整行動に着目した住環境教育プログラムの提案」は遅れているから。

今後の研究の推進方策

本研究計画は最終年度を迎えているので、当初計画に加えて、前年度からの未検討部分の研究を進める。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 人体由来の室内空気質変化に基づいた在室人数推定における誤差要因2012

    • 著者名/発表者名
      籾山愛、菅原正則
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第1回学術・技術報告会論文集

      ページ: 131-134

  • [雑誌論文] 在室行動を予測した空調制御方法の提案とその有効性2012

    • 著者名/発表者名
      大平英倫子、菅原正則
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第1回学術・技術報告会論文集

      ページ: 135-138

  • [雑誌論文] 在室スケジュールに基づいた予熱暖房による熱負荷低減効果2012

    • 著者名/発表者名
      田中恵莉、菅原正則
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第1回学術・技術報告会論文集

      ページ: 159-162

  • [雑誌論文] 赤外線サーモグラフィによる大型暖房設備の熱放射特性計測2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則、大場ひとみ
    • 雑誌名

      日本建築学会東北支部研究報告集

      巻: 第74号 ページ: 25-28

  • [雑誌論文] 在室スケジュールに応じた予熱暖房による熱負荷低減効果の検討2011

    • 著者名/発表者名
      田中恵莉、菅原正則
    • 雑誌名

      日本建築学会東北支部研究報告集

      巻: 第74号 ページ: 49-52

  • [雑誌論文] 明るく強い建物デザインを考える教育プログラムに用いる紙模型の強度特性2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則、永瀬香理
    • 雑誌名

      日本建築学会東北支部研究報告集

      巻: 第74号 ページ: 243-246

  • [雑誌論文] 赤外線サーモグラフィと写真測量ソフトを用いた暖房設備の熱放射特性計測法の提案2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 雑誌名

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      巻: D-2環境工学II ページ: 369-370

  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィと写真測量ソフトを用いた暖房設備の熱放射特性計測法の提案2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2011-08-23
  • [学会発表] 明るく強い建物デザインを考える教育プログラムに用いる紙模型の強度特性2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      大学コンソーシアムあきたカレッジプラザ
    • 年月日
      2011-06-26
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィによる大型暖房設備の熱放射特性計測2011

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      大学コンソーシアムあきたカレッジプラザ
    • 年月日
      2011-06-25
  • [図書] 設計のための建築環境学みつける・つくるバイオクライマティックデザイン2011

    • 著者名/発表者名
      日本建築学会・編
    • 総ページ数
      126
    • 出版者
      彰国社
  • [備考]

    • URL

      http://www.miyakyo-u.ac.jp/cgi-bin/KyouinDB/DB.php?id=33

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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