2016 Fiscal Year Research-status Report
新たな要因による高層建築物の煙突効果発生メカニズムと屋内空気環境への影響の解明
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15K06330
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
諏訪 好英 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10416836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鍵 直樹 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (20345383)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高層建築物 / 煙突効果 / 流体力学モデル / 非定常現象予測 / 三次元解析 / 縮小模型実験 / トレーサ実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、建築物の超高層化に伴い煙突効果に起因した不具合が顕在化している。従来からこのような現象予測手法として換気回路網計算が適用されてきたが、従来手法では原理的に再現できない問題のあることが指摘されている。また煙突効果に起因して特に上層階での室内空気質の問題が生じる可能性も懸念されており、本研究では、これらの現象予測を可能とする新たな現象予測手法の開発、およびこれを用いて構想建築物における室内空気質の問題を検討することを目的としている。
平成27年度には、流体力学モデルに基づく新たな煙突効果現象予測手法を開発し、従来手法では原理的に予測できなかった現象予測を可能とした。また、模型実験と野比較により本手法で高性度に現象予測可能なことを確認した。
平成28年度には三次元非定常解析を可能とするよう本現象予測手法を機能拡張し、さらに移流拡散方程式を連成してパッシブスカラーの拡散解析を可能とした。開発した手法を用いて各階の空気が煙突効果によりどの階へ移動するのかを検討し、竪穴区画でミキシングを生じる場合（踊り場のある階段室など）／ミキシングを生じない場合（エレベータシャフトなど）の空気移動状況の違いを比較した。また、d-リモネン、α－ピネンを用いた現場実測（トレーサ実験）との比較を行い、開発した手法による現象予測結果の妥当性を確認した。これにより、煙突効果に伴う二酸化炭素濃度上昇および知的生産性・健康影響に関する検討を可能とする物理現象の予測が可能となった。さらに縮小模型実験に関しては、食塩水を用いた予備実験により密度成層による鉛直方向密度分布を再現できる可能性を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度には、平成27年度開発した現象予測手法につて三次元非定常解析を可能とするよう機能拡張し、さらに移流拡散方程式を連成してパッシブスカラーの拡散解析を可能とした。これにより煙突効果に伴う二酸化炭素濃度上昇および知的生産性・健康影響に関する検討を可能とする物理現象の予測が可能となった。また現場でのトレーサ実験との比較により、開発した手法による現象予測結果の妥当性を確認した。
縮小模型実験に関しては、食塩水を用いた予備実験により密度成層による鉛直方向密度分布を再現できる可能性を見出し、今後の検討課題である超々高層建物の現象予測について妥当性確認実験の準備がそろった。
これらは当初作成した平成28年度計画案に合致しており、おおむね順調に研究が進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度には、これまでに開発した現象予測手法を用いて外部風で駆動される自然換気の影響等を含む各種条件化について各階の空気移動、汚染質拡散の解析を進め、高層階における室内空気室と煙突効果との関係についての検討を実施する。またその結果に基づき、煙突効果が各階の二酸化炭素濃度上昇や知的生産性・健康に与える影響を検討する。
また現象予測手法に密度成層の影響を考慮したモデルを組込み、超々高層建物における現象予測を可能とする手法を構築するとともに、縮小模型実験による現象予測の妥当性検証を実施する。
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Research Products
(4 results)
