2010 Fiscal Year Annual Research Report
環境自律型バイオミメティック(生物模擬)建築の開発と評価に関する研究
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20360260
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
石川 幸雄 三重大学, 大学院・工学研究科, 特任教授 (60378312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宿谷 昌則 東京都市大学, 環境情報学部, 教授 (20179021)
田澤 真人 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 副研究部門長 (60357423)
垣内田 洋 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 研究員 (40343660)
宮田 弘樹 株式会社竹中工務店・技術研究所, 建設技術研究部, 主任研究員 (90416628)
北野 博亮 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80293801)
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| Keywords | バイオミメティクス / 汗かき建物 / 衣替え建築 / 二酸化バナジウム / 三角柱形状タイル / 毛細管力 / エクセルギー / 暑熱環境 |
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| Research Abstract |
「バイオミメティック建築」を構築するために必要となる要素技術、複合技術、評価法について、今年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)発汗機能を模した新構成の「汗かき屋根(感温性高分子材マット+タイル)」を構築し、実験小屋を用いた蒸発冷却実験により、その自然冷房効果を定量的に示した。(2)三角柱形状の異形タイルを用い日射制御外壁の入射太陽光と反射光の分光分布を測定し、異形タイル外壁の太陽光吸収率の変化の季節依存性(夏の低吸収率、冬の高吸収率)を明らかにし、その適用性を示した。(3)サーモクロミック材料である二酸化バナジウム(VO_2)を自律型調光窓材に応用する際に重要となるVO_2の屈折率および光吸収は、チタン添加量によって緩やかかつ安定に制御できること、さらにVO_2内に入ったチタンの役割を示した。(4)植物の導管揚水機能を模した揚水システムについて、シミュレーションにより自律循環が機能するための設計条件を求め、適切なシステム諸元で構成した装置実験により揚水を確認した。(5)温熱環境の最適化のための手段の選択や順序決定への適用に向けて、社会性昆虫である蟻の群知能としての意思決定システムを模した最適化アルゴリズムを考案した。このアルゴリズムは、組み合わせ問題の最適解探索に向いており、その性能を検証した。(6)屋外の暑熱環境下からエアコン冷房室あるいは通風室へ移動する際の人体エクセルギー収支の変動に関する数値解析を行ない、エアコン冷房室では人体エクセルギー消費が入室直後に著しく大きくなるが、通風室ではあまり大きくならない事、また両者の差は主に汗水の持つ湿エクセルギーの大小による事を明らかにした。(7)「汗かき機能」と「衣替え機能」を複合模擬した住宅をモデルとして、各地域における環境・エネルギー性能を解析し、複合化による環境改善・省エネルギー効果が大きいことを示した。
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