(1) 計算モデル
前述の床暖房の実測実験を対象に THERB を用いて数値計算を行った。壁体の構成と材料 の物性値を表 2.7に示す。THERBの計算条件を表 2.8に示す。一時刻における連成のため，
タイムステップは前進させず，同じタイムステップ内で収束計算を行う。連成時刻までの助 走計算では，計算時間間隔を30sとしている。計算期間は実験を行った8時間とし，環境試 験室温度，隣室温度，床暖房の温水送水温度の実測値を入力値とした。
表 2.7 壁体構成と材料の物性値
部位 材料 厚さ 熱伝導率 比熱 比重
[mm] [W/(m・K)] [J/(kg・K)] [kg/(m3)]
壁
カラー鋼板 1 0.130 0.1 7.9
スタイロフォーム 40 0.040 1134.0 20.0
カラー鋼板 1 0.130 0.1 7.9
床
フローリング 12 0.111 1880.0 550.0 温水マット（押出法ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝ） 12 0.028 1470.0 33.0
合板 12 0.103 1880.0 565.0
スタイロフォーム 25 0.040 1134.0 20.0
合板 12 0.103 1880.0 565.0
天井
石膏ボード 10 0.202 0.0 0.1
スタイロフォーム 40 0.040 1134.0 20.0
カラー鋼板 1 0.130 0.1 7.9
屋根 カラー鋼板 4 0.130 0.1 7.9
合板 12 0.103 1880.0 565.0
室 内 扉
合板 12 0.103 1880.0 565.0
カラー鋼板 4 0.130 0.1 7.9
窓 ガラス 3 0.780 770.0 2540.0
表 2.8 THERB計算条件 計算期間 実験開始より8時間
入力値
外気温（環境試験室温度5℃）
隣室温度（隣室・廊下・床下）
壁体の構成・材料物性値 温水送水温度
出力値
自然対流熱伝達率 放射熱伝達率 床暖房の放熱量 温水戻り温度 室内温度
34 (2) 計算条件
CFDの境界条件を表 2.9 に示す。計算領域は実験棟のA室と同じ外形としてモデル化し
た。対流熱伝達率を計算する際,壁近傍の取り扱いは極めて重要であるため壁近傍はy+<1と して十分に分割した。乱流モデルは壁近傍の熱環境を詳細に計算する k-ε低レイノルズ数 型を採用した。本解析では温水を8時間連続運転した際の投入熱量を一時間前から積算し, 平均した値をCFDの境界条件としている。投入熱量はフィン効率を考慮した上で式(2.9)〜
(2.11)で与えた。図 2.13に熱流の与え方によるTHERBが計算したCFDの境界条件を示す。
Case1を床暖房の熱流を温度境界として与える場合として、Case2は熱流境界として与える
こととした。壁面の境界条件としては，Case1とCase2では，THERBで計算された表面温度 を境界条件とするため同じ値を利用している。窓面の温度は 15℃を下回っているが，その 他の壁面に関しては22℃程度の値を示している。温度境界の熱流は33.3℃と高い温度を示 している。
s f w m p f w
w
w K T T L Q
t V T
C = ⋅ ⋅ − ⋅ +
∂
⋅ ∂
⋅ρ η ( ) (2.9)
) ( ws w
w w f
s q C T T
Q = ⋅ ⋅ρ − (2.10)
) 1 (
) 1 (
) (
1 1
1 +
+
− + −
−
=
−
⋅
∂ =
−∂
m m m m
m m
w m p f
T R T
T R T
T T t K
T η
(2.11)
表 2.9 CFDの計算条件
条件 境界条件
計算領域 3.6 m(x) × 3.6(y) × 2.6 m(z) メッシュ数 2,392,170
乱流モデル 低Re K - ε モデル
流入条件 圧力出口：0[Pa] 温度：278.15 [K]
出口条件 流量分配出口：0.1回/h
床暖房発熱量 解析時間の1時間前からの平均値を採用 式 (12) 〜(14)で計算される（1189.462 W）
Window / Wall / Door 図2.16により与えられる
35
図 2.13 熱流の与え方によるCFDの境界条件
10 15 20 25 30 35 40
wall window wall window wall door wall floor
South East North West ceiling floor heating
surfacetemperature[℃]
Case1：calculated by temperture Case2：calculated by heat flow surface temperature
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