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2013 年度 実績報告書

エクセルギー理論に基づく人―建築環境・コミュニティ環境システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289200
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東京都市大学

研究代表者

宿谷 昌則  東京都市大学, 環境学部, 教授 (20179021)

研究分担者 高橋 達  東海大学, 工学部, 教授 (50341475)
齊藤 雅也  札幌市立大学, デザイン学部, 准教授 (20342446)
RIJAL HOMBAHADUR  東京都市大学, 環境学部, 准教授 (20581820)
伊澤 康一  豊田工業高等専門学校, 建築学科, 助教 (60530706)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードエクセルギー / パッシブ型技術 / 建築環境 / コミュニティー / 行動的適応
研究概要

夏季における変動する環境における熱環境物理量を測定し、それに対応する熱環境改変要求などの申告がどのように関係するかを調べた。その結果、日頃の生活で体験する空間の熱環境(長期の熱的履歴)の相違は、人の温熱知覚に違いを生じさせている可能性があることを示した。また、短期の熱的履歴は過去の6分以内が影響することを明らかにした。(宿谷昌則)
木造住宅の温水床暖房における配管断熱が室内熱環境と資源消費に与える影響についてエクセルギー解析を行った。その結果、例えば屋内が1m、屋外が4mの配管では、保温材をポリエチレンフォーム10mmからウレタンフォーム30mmに変えると、発電所へのエクセルギー投入量が10%削減され、床からの温放射エクセルギー放出量が約2倍になることがわかった。(高橋達)
夏季の北方型住宅において涼房空間となる条件を明らかにするための実測とエクセルギー解析を行なった。その結果、住まい手の室内での想像温度が外気温より高いと温放射エクセルギーが壁から放出され、想像温度が外気温より低いことと冷放射エクセルギーの放出に対応関係が見られた。(斉藤雅也)
関東地域の住宅における温熱環境の実測と居住者の熱的主観申告に関する現場調査を行った。その結果、居住者が気候風土に適応することによって幅広い室内環境に満足していた。快適温度は夏で27.1℃、冬で18.1℃であり、9.0℃の季節差があることが明らかになった。(ホムB.リジャル)
ヒトよりもデリケートな動物の反応は温熱環境の良し悪しをより明確に示唆するに違いないと考え、過去に静岡大学において行なわれたマウス実験を、人体エクセルギー収支を援用した数値解析によって追試した。その結果、無断熱・無暖房という条件では、木製はコンクリート製・金属製に比べて積算人体エクセルギー消費が小さく、熱的なストレスが小さいことが確認できた。(伊澤康一)

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

研究実績の概要に述べたように、次の事柄が明らかになってきたため、おおむね順調に進展していると考えている。
1)熱環境物理量の変動性と人の温熱知覚に関係性がある、2)低エクセルギー利用暖房システムの構築において、エクセルギー消費を削減するのに配管断熱は重要な役割を果たす、3)夏季に低めの想像温度を知覚・認識する要因として冷放射エクセルギーが重要である、4)住宅において人の知覚する快適温度には季節差が9℃ほどある、5)木質仕上げの室内表面はコンクリートや鉄に比べて、人体エクセルギー消費を小さくさせる傾向がある。

今後の研究の推進方策

1)非定常な熱環境における人体エクセルギー収支の計算が行なえるようにする、2)暖房に加えて冷房について平成25年度と同様の検討を行なう、3)集合住宅コミュニティにおける地域暖房システムについてエクセルギー解析を行なう、4)放射暖房(床暖房)と対流暖房における快適温度の相違を明らかにしていく、5)木質仕上げの室内環境における人体エクセルギー収支計算を非定常状態に関して行なう。
以上を、それぞれの研究者が推進するとともに、1)と5)、2)と3)1)と4)の連携を強めて、総合的な知見が得られるようにしていく。

次年度の研究費の使用計画

豊田高専では2013年度までの任期付の職であったため、2014年度から所属する福山大学での研究環境に合わせて測定機器の選定を再考することを意図した。2013年度は主に理論検討と数値解析に特化した研究に取り組んだため、直ちには測定機器を購入する必要がなかった。
2014年4月に着任する福山大学は任期が長いので、2014年の時点で最新式の測定機器を購入し、本研究で活用する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Theoretical analysis on ground source heat pump and air source heatpump systems by the concepts of cool and warm exergy2014

    • 著者名/発表者名
      Rongling Li, Ryozo Ooka, and Masanori Shukuya
    • 雑誌名

      Energy and Buildings

      巻: 75 ページ: 447-455

    • DOI

      10.1016/j.enbuild.2014.02.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human body exergy consumption and thermal comfort of an officeworker in typical and extreme weather conditions in Finland2014

    • 著者名/発表者名
      Mia Ala-Juusela and Masanori Shukuya
    • 雑誌名

      Energy and Buildings

      巻: 76 ページ: 249-257

    • DOI

      10.1016/j.enbuild.2014.02.067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射冷暖房で涼しさと温もりのある空間をつくる2013

    • 著者名/発表者名
      高橋達
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌

      巻: 23、No.1 ページ: 56-63

  • [雑誌論文] 北方型住宅を対象とした夏期室内環境のエクセルギー評価2013

    • 著者名/発表者名
      尾身佳樹、菊田弘輝、斉藤雅也、酒田健、羽山広文
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 第79巻 第696号 ページ: 159-166

    • 査読あり
  • [学会発表] 木材多用住宅温熱環境の人体エクセルギー収支に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤康一
    • 学会等名
      平成25年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー学会合同研究発表会
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      20131129-20131130
  • [学会発表] 開園前の保育園の地中熱ヒートポンプ暖房による温熱環境 地中の熱エネルギー利用率・温エクセルギー利用率の考察2013

    • 著者名/発表者名
      酒田 健、斉藤雅也
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会(長野)梗概集
    • 発表場所
      長野市
    • 年月日
      20130912-20130915
  • [学会発表] 建築躯体素材の違いが室内温熱環境に与える影響に関する人体エクセルギー収支分析2013

    • 著者名/発表者名
      伊澤康一
    • 学会等名
      日本空気調和・衛生工学会大会学術講演梗概集
    • 発表場所
      長野市
    • 年月日
      20130912-20130915
  • [学会発表] Field investigation of comfort temperature and adaptive model in Japanese houses2013

    • 著者名/発表者名
      Rijal H.B.
    • 学会等名
      PLEA2013 - 29th Conference, Sustainable Architecture for a Renewable Future, Munich, Germany 10-12 September 2013.
    • 発表場所
      ドイツ・ミュンヘン
    • 年月日
      20130910-20130912
  • [学会発表] 自然エクセルギーと時間デザインにかんする考察2013

    • 著者名/発表者名
      宿谷昌則
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] 戸建住宅における冷却塔放射冷房によるパッシブ手法の補完に関する研究 (その2. 使用電力・使用水量に関する検討)2013

    • 著者名/発表者名
      石原衣梨、高橋達
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] 適応モデルに関する研究―その1 関東の住宅における夏季の適応モデルの検討2013

    • 著者名/発表者名
      リジャルH.B.
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道)
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] 建築躯体素材の違いが人体エクセルギー消費に与える影響に関する感度解析2013

    • 著者名/発表者名
      伊澤康一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] Thermal Environment of the Low-Exergy System Combined with Pre-Cooling of Ventilation Air and Radiative Cooling Using Well Water and Its Exergy Anaysis2013

    • 著者名/発表者名
      Itaru Takahasi, Yauaki Tsuji and Noriko Itou
    • 学会等名
      Proceedings of CLIMA 2013, 16th-19th June 2013, Prague, Czech
    • 発表場所
      Prague, Czech
    • 年月日
      20130616-20130619
  • [学会発表] Development of the adaptive model in Japanese houses2013

    • 著者名/発表者名
      Rijal H.B., Nakaya T.
    • 学会等名
      Proceedings of CLIMA 2013, 16th-19th June 2013, Prague, Czech
    • 発表場所
      Prague, Czech
    • 年月日
      20130616-20130619
  • [学会発表] 札幌市都市計画基礎調査データを活用した 「暖房熱需要マップ」の作成2013

    • 著者名/発表者名
      斉藤雅也、菊田弘輝、中原宏、佐藤孝一
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究報告集
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      20130615-20130616

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公開日: 2015-05-28  

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