| 研究課題/領域番号 |
24686065
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
桃井 良尚 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40506870)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | シーリングファン / 気流感 / 温冷感 / 快適感 / SET* / 上下温度分布 / 風速分布 / 消費電力 |
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| 研究概要 |
本研究では、これまで、気流感を活用して設定温度を緩和し快適性と省エネ性を両立することを目的として、オフィスビルにおけるシーリングファン（以下CF とする）の効果について、シミュレーションや実験室実験により確認し有用性を検証した。しかし、実際の執務空間に対してマクロな視点でCF の効果を検証した既往研究の事例はあるが、個々の座席での温熱環境や主観評価において検討した事例はないため、新たに、約100m2の執務室にCF を設置し、夏期（冷房時）・中間期（冷房／非空調時）・冬期（暖房時）の室内温度分布や座席での風向・風速分布及び主観評価と消費電力について測定・調査を行った。夏期では、CF 直下の座席では頭や肩など高い位置の風速が大きく、付近の座席ではCF の気流が机に沿って拡散するため机上面での風速が大きい結果となった。執務者の主観評価では、CFを回した条件では、28℃ /CF 停止条件に対して、全身温冷感や温熱快適性について評価の改善が見られたものの、26℃ /CF 停止条件ほど温冷感が低い評価や快適性の高い評価は得られなかった。座席ごとのSET*についても、28℃ /CF 弱条件では、1 座席を除き、SET* の低下が見られ、平均値としては、28℃ /CF 停止条件と比べて1.5℃程度SET* の低下が見られた。また、中間期では、CFとエアコンや窓開けを比較した結果、CFを導入することにより、エアコンを稼働する場合に比べ少ない電力で手軽に室内環境調節を行うことが可能であり、窓を開けた場合よりも顕著な温熱感・快適感の向上が望めるという結論を得た。また、冬期についてはしCFによる上下温度分布の改善について検討を行ったが、上下温度分布は改善されるものの、座席や人によってはCFを稼働した際に気流に対する不快感を生じるためCFの設置位置に注意を払わなければならないという結論を得た。
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| 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
平成25年度については、平成26年度に予定していた「実測による評価手法の検証」の測定ができる物件があったため、前倒しして実施した。本実測はシーリングファンの年間利用を検討するものであり、夏期・中間期・冬期における測定を実在建物で行い、一定の成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
シーリングファンを設置した気流分布や温度分布の大きな室空間における室内熱環境予測と空調の消費エネルギー予測の両方が可能なエネルギーシミュレーションとCFD解析の連成手法の検討を行う。CFDには、ANSYS FLUENTを用い、エネルギーシミュレーションにはTRNSYS16を用いる。連成解析はこれまでに研究代表者らが既往研究において計算を試みているものの、定常的な計算までの段階であり、収束計算回数やCFD解析とエネルギーシミュレーションの連成回数、空間の分割数などの検討を行った。次の段階として、非定常計算手法の開発・検討を試みる。
また、平成24年度に行ったシーリングファンとエアコン、シーリングファン同士の気流の干渉、壁の影響については、解析の収束性が悪く、計算時間が当初の想定以上に時間がかかってしまい、十分な条件数を検討できていない。そのため、追加の条件について今年度検討を行い、設計資料として資するデータベースの構築を行う。
さらに、汎用的なシーリングファンのCFD解析モデルの開発についても、非構造格子系CFD解析ソフトを用いて、形状をパラメータとしたケーススタディーを並行して行う予定である。
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