建築多層壁体の内部水分挙動に対する界面抵抗の特定に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550589
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 寺島 貴根 三重大学, 工学部, 助教授 (90217422)
• Keywords: 多層壁体 / 内部結露 / 含水率 / 数値計算 / 熱・水分同時移動 / ケイ酸カルシウム板 / 二層壁体 / 結露・再蒸発

Research Abstract

前年度行われたケイ酸カルシウム板(旭硝子製、ミュージライト)を用いた実験に対して、本年度は気泡コンクリート(旭化成製、ヘーベル)を2枚圧着して作成した二層壁試料を用いて、結露・再蒸発過程におけるその内部含水率の変動の実験測定を行った。また計算モデルを提案し実験結果に対して数値解析を行い、内部の熱水分移動に対する圧着境界面の影響が明らかにするとともに、境界面での抵抗値を同定した。
各層の厚さが異なる二層試料を数種用意し、試料の側面および底面を断湿、側面を断熱した。前年と同様、結露・再蒸発過程における平均含水率および含水率分布の変化状況が把握された。結露過程の初期において平均含水率の変動に対する境界面の影響が大きく、台水率分布はそれぞれの層内では分布差が少ないが壁体全体としては二極分化する傾向があることなど、前年の結果と同様であるが、よりハッキリとした二層壁体中の含水率変動特性が把握された。
またこの実験結果に対して、材料境界面における熱・水分移動に対する伝達抵抗および水分拡散系数に対する抵抗を考慮した2種類の水分移動計算モデルを提案し数値解析を行った。熱・水分移動に対する伝達抵抗を考慮したモデルによる計算結果は、平均含水率について非常によく実験結果と合致しているが、含水率分布に関しては極端な二極化を示し、実験結果のような適度な分布が得られなかった。水分拡散係数に対する抵抗を考慮したモデルによる計算結果は、平均含水率についてはおおむね実験結果と合致したが、再蒸発過程においては境界面の位置による違いの影響が大きく現れる。含水率分布に関しては実験結果とよく合致した。
さらに各材料における境界面での熱および水分の伝達抵抗値を変化させることによって材料内の温度および含水率の分布に対する影響を感度解析し、実験結果に照らし合わせることにより、伝達抵抗値を逆算・同定した。