TheInnuenceofMeteorologicalPhenomenononConcreteBody Temperature

西松建設技報 Vol.22 U.D.C. 624.012.4:551.52

気象現象がコンク リー ト躯体温度に及ぼす影響

TheI nnue nc eofMe t e or ol og i c a lPhe nome nononConc r e t eBod y Te mpe r a t ur e

西 田 徳行 * NoriyukiNisllida 潮 田 和司*

KatsushiUshioda

土橋 普輝 * YoshiteruDobashi 椎名 貴侠革 TakayoshiShiina

要 約

コンクリー ト構造物の耐久性 を検討す る上で,それ を取 り囲む環境条件 は極 めて重要である.

自然環境下では,気温 ･湿度 , 日射 お よび赤外放射 な どの気象要因が周期 的に変化 し,構造物 表面 の性状 や躯体 内温度等 に影響 を与 えている. しか しなが ら,気象現象 を取 入れた構造物 の 性能評価 は,依然 として確立 されていない.

本研究では,著者 らが提案 した幅肘熱 を考慮 した境界モデルを検証す るため,屋外 にて実大 モデル試験体の躯体温度 と気象現象の計測 を行 った.

目 次

§1.は じめに

§

2.

実験概要

§

3.

実験結果お よび考察

§

4.

結論

§1. は じめに

野外 に打設 されたコンクリー ト表面では 日射,放射熱, 水分蒸発 による気化熱等が躯体温度 の変動 に影響するこ

とが知 られている‑)2'. しか し, コンクリー トの温度解析 では,一般 にコンクリー ト表面 と大気 との境界条件 を対 流熱伝達のみ としている.例 えば,躯体 内の非線形 な温 度勾配 によ り発生する内部拘束応力が卓越す るス ラブ状 コンクリー ト構造物では編射熱の影響 によって, この温 度勾配が大 きくな り,表面 ひび割れの発生,成長 を助長 す る可能性がある と考 え られる. また,硬化 コンクリー トにおいて も塩害や凍害等 の劣化過程で,気象園子か ら 受ける温度変化 を考慮す ることは,今後,重安である と 考 える.

本研 究 で は,提 案 した境 界 モデル3'を検証 す るため,

莫大モデルの試験体 を作 成 し,打込み時か ら7種類 の気 象因子, コンクリー ト躯体温度お よび表面熱収支 を計測 した4)5'. なお,所要の品質 を確保す るため,通常 は打 設翌 日か ら,霜, 日光の直射,風お よび大雨 などの気象 作用 に対 して コンクリー トの露出面 を保護す る湿潤養生 等が行 われる. しか し,湿潤養生時等の水分供給量や養 生方法(湛水,散水,マ ッ ト等)の評価が困難であるため, 本実験では湿潤養生等 を行 わないこととした.

§ 2

.実験概要

2‑ 1

コンク リ‑ 卜配合 および試験体

本論文 は,1997年11月7日か ら弊社屋外実験場(東京都 町田市)で行 った実験 に関す る ものである.使用 した コ

ンク リー トは,呼 び強度30N/mm2,打設温度21.

4

^℃であ

る.義 ‑1に配合 を示す. 自然環境下では物体 に作用す る 日射,放射,対流熱伝達量 に対す る風 の影響等,外的 因子の 1つ或いは全 てを完全 に取除 くことは不可能であ るが,個 々の影響 の軽減 は可能である.本実験では, こ れに基づいて気象因子が, コンクリー ト表面部 に及ぼす 影響 を検討 した.試験体 は6種類 であ り,境界条件 を

気象現象がコンクリー ト躯体温度に及ぼす影響

秦‑ 1 コ ンク リー ト配合

粗骨材

最大寸法(mm) スランプ 空気量 〟/C ∫/〟

西松建設技報 Vol.22

水 セメン ト 細骨材 粗骨材

20 【 12 】4.5士1一5 】 50 I 45.9 ー l64 ! 328 l 8" ｢ 983

普通ポル トラン ドセメン ト:比重3.16,比表面積3350cm2/g,混和

剤

:AE減水剤標準歎 Ⅰ種),断熱温度上昇言胡夷結果 :Q(i)=51.56(卜 e"09141) 細骨材 sl:細砂,比重2.54,吸水率3.65%,実績率57.9%,FM=l.83

S2:砕砂,比重 2.62,吸水率1.12%,実摘率62,1%,fM=3.20 混合砂(sl:S2=20:80):比重2,62,吸水率l.12%,実績率61.3%,FM=2.93 粗骨材 :砕石,比重2.65,吸水率l.07%,実績率57.1%,FM=6.65

表‑ 2 試験 体 の境 界 条件

試験体タイプ 影響項目 コンクリー ト表面モデル 日射 風 水分逸散 qcon qsol qskJ, q et1'

A,AA ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

a >く ○ ○ ○ ^× ○ ○

C × × ○ ○ ^× ○ ○

D ○ ○ × ○ ○ (⊃ ×

q(0,,:対流熱伝達量 ,qwl:正味全天朗 寸量 ,触 :天空放射量

q叩 :水分蒸発の気化熱による熱損失量

日射の影響 を受けない

TYPEA TYPEB TYPEC

表面か らの 水分の逸散 が無い

lYPED TYPEE TYPEAA 図‑ 1 モ デ ル試 験体 の種 類

材 で覆 った 1次 元 的 な熱 拡 散 とな る要 素 モ デ ル と した . 写真

‑ 1

に コンク リー ト試験体 の配置状 況 を示す .

2‑2

計測項 目お よび計測方法 (1)コ ンク リー ト躯体 温度

コ ンク リー ト躯体 温度 は,熱電対 を用 いて30分 間隔で 測定 してい る.熱電対 の配置 を図

‑2

に示す . 日射 や放 射が及 ぼす影響 は,材 質 ,色 や温度 に よって異 なるため,

コ ンク リー ト表面 に熱電対 を貼付 した場合 ,表面温度 を 厳密 に測定 す るの は難 しい.非接触 型 の温度計 で は精度 に間道 が あ った. そ こで ,既往 文献8)を参 考 に表 面 か ら

2

写真‑ 1 コ ンク リー ト試 験体 の配 置状 況

塩化 ビン ル 管 上空 塑 型 ‑ 100

言 上

てく＼ ⊥

雲′■ ^{I/tiA壬 t ■}

墓三 ,:妻毒ドト ･;･:%慕書茎誉++i■套.∴■■ ^iたこiSI讃;/

三 O 聖 喜 i 書芸 幸 書

i O

∴

>ノ.3

lOO蒸 t11 製 ポ了 ド

120H l3 ii%､そ､ち裏至芸i LNこ､r)7千Yi I...1 くLllつr?

;:盲 ̲ 呈 L功 熱 電 対

(a)試験体 TYPEA

, B , C , D , E( ≠ 1 0 0 0 ×h l

^OOO

)

‡ 1 0 0 .2 ㊧ 2 5 0 = 5 0 0

ド 〜 i

∴

萱 = / 書 声 i

業∃

̲艶 単位: [

図‑2 試験体の熱電対

配置図

西松建設技報 Vol.22

5 mm

内側 に熱電対 を設置 し, コンクリー トの表面温度 と した. また,熱収支

q

を直接測定す る熱流計 を

1 0 mm

内側 に設置 した.気象現象 を考慮 した境界条件 は,次式の よ うに仮定 した3'.

q=qcon+qsol+qsか+qevp (1)

ここに,q"",は対流熱伝達量

[ W/ m

2],緑 ま正味全天 日射

勤 W/m2],

恥

は天空放射凱 W/m2],q叩 は 水分 の気化熱 による熱損失量【W/mヱ】である.

( 2 )

気象因子の計測

計測項 臥 使用計器 を表

‑ 3

に示す. また気象計測概 要図 と試験体配置図を図‑ 3, 4に示す.気象 に関す る 計測 デー タは6秒 間隔のスキ ャンを

3 0

分 間隔で平均 した もの を測定値 として用いた.本実験 では,全天 日射量 は アルベ ドメー タによる計測値 か ら,天空放射 は赤外放射 計の計測値か ら,対流熱伝達量 は風速 と気温お よびコン クリー ト表面温度か ら定量的に求め られる.編射熟 を考 慮 した温度解析では,測定値 に対す る計算値 の妥当性の 確認 が必 要 となる.式(1)右辺 の各項 は以下 に示す式 か

ら算出で きる.

qc(川=

h

c(TEII,一㌔)

( 2 )

qsol=(ト α)So

( 3 )

qsk.･=

頑 払 7 1 . 4 ' ( 4)

α‑霊

( 5 ) EmT‑Em

i,

( 6 ) E

/,C=(巧4

( 7 )

Trか=

T E

,,r(0･711+0･0056TE/I,

･o･000073Td3,

･o･ 01 3c o s (

7

"/1 2 )

)1/4

qev

I , I

^{‑(42･6+37･6V)(pcsl pw∫)}

×0. 0 0 7 5/ 4. 1 8 68 ×1 . 1 6 3

( 8 )

( 9 )

ここに,h｡は対流熱伝達率

【 W/ m

2℃1,T,I,は気温【℃ ],TS は コンクリー ト表面温度[℃,K]であ る.Soは コ ンク リ ー ト表面 の単位面積 に単位時間当 りに入射す る全天 日射 量

[ W/ m

2]

,a

は入射す る全天 日射量の反射率でアルベ ド

と呼ぶ. Eは入射す る赤外放射量の反射率で射出率 また は放射率 と呼ばれている.反射率 は,上下方向に各計器 の設置 によ り求め られる.K J,K †は,上か らと下か らの全天 日射量,EMふ,Em†は

,

上か らと下か らの赤外

気象現象がコンクリート躯体温度に及ぼす影智

秦‑3 計測項 目

言十測項 目 単位 言十測器

コンクリート表面温度 [℃】 熱電対(5mm内側) コンクリート温度

[ ℃】

熱電対

気温 【℃] 通風式温湿度計 相対湿度 〔RH%】 通風式温湿度計 露点温度 lcC] 露点温変計

風向風速 [m/S] 風向風速計 (高 さ1,2,3m)

全天日射量 lW/m2] アルベドメーター(Type‑A上) 天空放射量 lw/m2] 赤外放射計(Type‑AA上)

コンクリート熱量 lW/m2] 熱流計 (Type‑A,C,D)

い2 M B し 長 . 言 上L ^{. 2 ∞ ー ‡}

^{単位 :‑}

図‑ 3 気象計測概要図

風 向風速計温湿度計,

∩ E 3

3 1 0 0

雨￡

ype‑Bタ Type‑C TypeーA腰 S<. 露点温度計

気象現象 が コンク リー ト躯体温度 に及 ぼす影響

0000

0 0

O0000765

4

321(Do)雌飛上IrJ6<口 0oo000O00007654321(Do)側頭エIrも八∩ 0o0000O0087654321(oo)雌鯛エーrrG八口

【Type‑A】 全ての影響 を受ける∴ 日 ̲̲

‑

さ ば

‑

∵ ‑ 壬底面からの深さ

(a) (a) O cm∫

㍗ (b)

し ^I

^{I‑‑三‑‑三‑t2｡F ‑珊 一i‑2;‑leOo‑C十;mm‑‑‑‑‑}

^‑

^麹

^三

000000O008765432･‑(Do)朝粥⊥‑｢JO<n

西松建設技報 VoL22

【Type‑B】 日射 の影響を受 けない

I̲̲LI‑̲̲し̲̲̲̲i̲一一̲̲L底面からの深さ I̲

‑ 夕 ,‑i, ‑:'a'I;:;b‑,=I; I∴ H s3"sooo:cmmm 陵 二

腿 気‑,..A 妻 rl趣 等≡ト =‑

0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30

経過 日数 (日) 経過 日数(日)

【Type‑C】 日射と風 の影響 を受 けない

‑‑ し一一一‑し‑‑一一l(a). :‑ H t‑底面からの深さ‑‑

(a) Ocm

‑‑‑? ㍗ . b) …cb',.Sooccmm

ooo000000oU765432一暮(3.)軸蛸エー｢J6八∩

【Type‑D】 水分の逸散 がない

̲̲ー｣ー̲̲̲.(a),H̲I̲̲,‑… ̲一.底面か らの 深さ ̲̲

̲̲.… ̲= ー̲lー̲̲̲ (a) O cm

‑‑? '‑… …(b) …Eh 5oOo ccmm

0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30

経過 白数(日)

【Type‑E】 模擬 断 熱 試 験 体

(a)^{( b)̲ L. ‑ …} ,.底面からの深さ ー̲

‑ 軒 ‑ ‑ …岩))50.ccmm

(C)100cm

0

^{5 10 15 20 25 30}

経過 日数 (日)

000000O008765432T〜(Uo)雌鯛エーコ6八∩

経過 白数(日)

【Type‑AA】 全ての影響を受ける 土 TYPEAの1/2高さ

一一

日一 一 一 一 ( a ) 一 一

^{一一‑‑t‑‑} 一一F底面からの深さ ‑‑

‑ / ‑ ̲ ( ‑ b i ; ∴ ( C )

^{十 ‑II ……;,喜o:cccmmm}

‑ ‑:‑‑‑ 柵 ‑紘一∴ ‑‑1 ‑

0 5 10 15 20 25 30

経過 日数(日) 図‑5 コ ン ク リー ト温度測定結果

である.なお,天空温度 は雲量 により変化することが知 られ てい るが ,正確 に予 測 す る式 は無 い. こ こで は ASHRAE7'による晴天時の予測式(8)を用いている. また, 求 (9)は

,

湛水養生等で コンクリー ト上 に水 の層がある 場合の式⁷'であるため,本実験での適用は難 しい.

$3.

実験結果および考察

3‑ 1

コンクリー ト躯体温度の測定結果

試験体6種類のコンクリー ト温度 の経時変化(中央部)

4

を図‑ 5に示す.試験体6体の内,Type‑E以外 は,材齢 約1.5日で最高温度が約65℃であ り,15日程度か ら躯体 内温度が外気温 に平衡 している. 日射の影響 を受けない TypelB,Cは, 日射の影響 を受けるType‑A,Dと比較 した場 令,コンクリー ト表面温度の 日変化が小 さい.Type‑Bと Cの違いは,あ ま り顕著 に現れていない.Type‑Dの表面 温度 は,上面の ビニールシー トによる温室効果 とグリス の茶褐色 によ り,他の試験体 に比べて 日変化が大 きく, 全体的 に温度が高 くなった と考 え られる.高 さ50cmの Type‑AAは,材齢l.25日で最高温度が49.5℃である.舵

西松建設技報 Vol.22

(uJc')仙椎Q)9′g値噂505752

0 25 50y O 25 J

中央からの距離(cm) 中央からの距離(cm)

図‑6 試験体Type‑Aの温度分布図 5432｣OOOOO[N∈＼

豊 ︺

翻宗超音臆 (∈U)仙掩e心′q慮嘩0552

0

^{5 10 15 20 25 30}

経過 日数【日](ll/7‑12/5) 図‑ 8 赤外放射量お よび降滴量 の測定結果

[uJuJ]=吋信望0000432.1

体内温度 は材齢7日程度か ら外気温 に平衡 している.以 上の ように,気象 に関す る環境条件の違 いによ り, コン ク リー ト表 面 お よび内部 温度 は異 な ってい る. なお,

図‑ 6

に示すType‑Aの温度分布 図か ら,試験 体 の熱拡 散状態 は,ほぼ1次元的であることがわかる.

3‑2

気象因子の計測結果 とその影響 (i)全天 日射量お よび赤外放射量

図

‑7

に全天 日射量,図

‑ 8

に赤外放射量 を降雨量 と 併記 して示す.雨天や曇 りと考 え られる時 は,全天 日射

量が小 さくなっている.また,この時期の赤外放射量 は, 上か らと下か らの倍の差が小 さ くなっている.

(2)アルベ ド

躯体表面 における 日射量の反射率 (アルベ ド) は,計 測値 を式(5)に代 入 して求 め る ことがで きる. アルベ ド

42000︹NuJJ萎︺

璃纂

Ef批判

気象現象がコンクリー ト躯体温度に及ぼす影響

0

^{5 10 15 20 25}

経過 日数[即 (ll/7‑12/5) 図‑7 全天 日歩蟻をお よび降雨量の測定結果

9876543200O00000D.1てqrト 100.0.

30

6:00 9:00 12:00 15:00 時 間 [o■clock] 図‑9 時刻別アルベ ド

100

80

60 ∈ 蒲 握

40壁 20

0

18:00

計測 して も信頼性 の低 い備 となる.よって,図

‑9

では, アルベ ドが 1以上の値 を削除 して示 している.通常,こ の時間帯でのアルベ ドについては考慮 しない ことが望 ま しい. コンクリー トは若材齢時 において,その性状が著 しく変化す ることが知 られてお り, また,雨天時 には降 雨 に よって湿 り気 をおびた表面 は,色彩 も濃 く変わる.

このため,アルベ ドの値 も,定義上,その影響 によって 変化す る もの と思われ る.

図‑9

の結果か らも,アルベ ドの値 は必ず しも一志の経時変化 を していない ことが分 かる. コンクリー トの硬化 に伴 う表耐 生状の変化 による 影響 をみ るため,打設後の材齢 1週 間毎 にアルベ ドを整 理 した もの を図‑10に示す. ただ し,期 間内での時 間 帯 を8:00‑16:00とした.材齢初期の週 ほ ど,アルベ ドの 値 は若干小 さ く算定 される傾 向がある. これは,打設直

気象現象がコンク リー ト躯体温度 に及ぼす影額

メ

/80.34

ll/8‑14 ll/15‑21 ll/22‑28 ll/29‑12/4 期 間[日]

図‑10 週 平均 アルベ ド

1.0 0.9 0.8 0.7

h 3

0.6

望

o･5

A

0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

1+

一 ■ ■ ■ ■

■I I

;.■星■邑■I■

■ ■ ■ ■ ■ ■

^描粧

^{. 1.}

^{:‑l:‑‡■tt... 1IItI}

佃

^{1+l1.:iい.■ ■モ二.ー一I.一:Ì}

^{■■ ; i t l ] l : : J i ; ; +}

0

:

00

6 : 0 0 ^{1 2 . 0 0}

^18:00

時

間 [ o ' c l o c

k] 図‑12 時刻別射出率

比べ,雨天 日が多い ことが影響 した もの と推測 される.

また,硬化の進行 とともに躯体色が 白系色 に変化す るた め,アルベ ドは材齢 とともに若干大 きくなっている. こ こでの算定結果 に大 きな影響 を与 えている因子 と して, コンクリー ト表面 の色彩 ･性状が挙 げ られる.次 に,天 候 別平均 値 を図 ‑11に示す . た だ し,天候 の判 別 は, 時別地上気象観測原簿 (横浜観測地点) による6時間毎 の もの を参考 に してい る.図 ‑11については,雨天 日 の値 は快晴 ･晴天 日に比べ,アルベ ドは小 さい.これは, 降雨 な どによる湿 った表面 の色 による影響や,反射波の 方向が表面雨水の影響で乱れていることな どが影響 して いる もの と考 え られる.

(3)射 出率

射出率 の倍 は,赤外放射計 の計測値 を式(6)(7)に代 入 して求めることがで きる. この射出率の値 を時刻別 にま とめ た もの を図‑12に示す. この結果 よ り,全体 とし て大 きなば らつ きを示 してい ることが わか る.そ こで, 天候 別 に整理 した射 出率 の平均値 を図‑13に示す. 同

6

0o000000000o98765432■｣01⁚00000000002櫛召宗

西松建設技報 Vo1.22

‑

‑ a . i ^{f o : 3 ‑ 8 事 二 ㌔0 , ‑ 3 3 ‑ ㌦}

0 . 2 8

天候判別 :時別地上気象観測原簿(横浜観測地

全 天候 快 晴 晴 畳 雨

図‑11 天候 別 アルベ ド

‥ ̲ ̲シ 頒 0.74

声

0.74:

‑ ‑｡0.62十 一 十 ‑ ㌔ .‑.6L.…∴ 二 二

二二二二 二ミ二 二 二 二 二 ≒二

二 二: 二 二 二 ㌦ と . 去 8

全天候 快晴 暗 愚 雨

図‑13 天候 別射 出率

図の結果 よ り,アルベ ドと同様 ,曇天 ･雨天 日の値 は, 快晴 ･晴天 日の値 と比較 して′トさい. これは,大気 中の 雲や降雨 によって,表面温度が低下 した ことが影響 して い ると思 われる.

図‑11と図‑13に示 した全天候時のア)i,ベ ドと射出率 の値 を用いて,正味 の全天 日射量 と正味の赤外放射量の 値 を計算 した.図‑14に正味全天 日射量,図‑15に供試体 Type‑AAにおける正味赤外放射量(天空放射量)の計算値 と測定値 との比較結果 を示す.ここでい う ｢正味｣とは,

｢

(

上か らの借上 (下か らの

倦)

｣ を意味す る.図‑14か ら 正味全天 日射量の測定値 は,計算値 と比較的良 く一致 し ていることがわかる. この結果か ら,全天候時のアルベ ドの億 を用いた場合で も,全天 日射 によるコンクリー ト 表面か らの入熱量 は精度良 く求めることがで きる といえ る.図‑15では,計算値 と測定値 の変動幅が異 なり,蕊 味の全天 日射量の推定結果 に比べ ,大 きな差 を生 じてい る期間がある. この期 間は,曇天 ･雨天 日であった.これ だけの差がで た理 由 として,

求( 4)

中の天空温度 を推定

西章公建設技季呂Vol.22

432.100000

[NUJJ≧

土

噛姦El批判磐jI 0505

0

503221

1

[3oNuミミ櫛

判増

感

0 5 10 15 20 25

経過 日数[日〕(ll/7‑12/5) 斑‑14正味 全 天 日射 巌 の測定値 と計 算値

‑ 山川ら :hニ0.872+4.7V

‑ASHRAE :h=5.7+3,8V

0 1 2 3 4 5 6

風速[m/sec](11/7‑12/5) 図‑16 熱伝達 率 と風 速 の関係

す る式

( 8 )

の値 が,晴天時 にお ける天空温度 を推定す る 式のため,曇天や雨天時での現象 に対応 していないか ら である と思われる.

(3)対流熱伝達量

対流熱伝達量 は式(2)に よ り求め られ,熱伝達率 の設 定方法 により億が変 わる.既往文献 の熱伝達率は,対流 熱伝達量 と気化熱 を同時 に含 む ものが多 い.図‑16に 風速Yとの関係 と式 を示す.山川 らsjは,硬化 コンクリー トの熱伝達率試験か ら熱伝達率 を求めている.ここでは, 3点 の実験計測 デー タか ら回帰式 を求めて図‑16に示 した. また,湛水養生やプールな どの条件下で気化熱の 影響 を考慮 した もので は,ASHRAE7感｣ 対流熱伝 達量 のみではMoiineauxらり)の式がある.図‑17に各熱伝達率 の値 を用 いて式

( 2)

か ら求 めた対流熱伝 達量 を示す.気 化熱の影響が小 さい山川 らの式 とMolineauxらの式 を用

050505.1000｣｣o00000一一一[N∈＼喜]鴎高瀬東低皆jI

o

oo･20･3a(1[N∈＼宝

]姻

瑠gl

感

鵬夜

気象現象がコンクリ‑ 卜躯体温度に及ぼす影響

･測 定 値

‑計算 値

轡 二

0 5 10 15 20 25

経過 日数[日](11/7‑12/5) 図‑15 正味 赤外 放 射量 の測定値 と計 算値

‑ ASHRAE･､MolineauX

‑‑風速

0 5 10 15 20 25 経過 日数[日](ll/7‑12/5) 図‑17 対流熱伝達量 の計 算値

[DaSJ∈]甥頭505022

1

15(U

に基づ く計算値 の比較 を図‑18に示す .対流熱伝達量 は,計第億1で対流熱伝達量のみ を考慮す るMolineaux らの式 ,計 算値2で対 流熱伝達量 と気化熱 を考慮 す る ASHRAEの式 による熱伝達率 を用 いて示 した.測定値 と 計算値1は比較的に良 く一致 しているが,計算値2はコ ンクリー ト温度 の ピー ク時(材齢

2‑3

日)において,〟

致が悪い. これか ら,本実験 の ような条件下では,気化 熱の影響が小 さ く, これ を無視 で きる と考 えられる.た だ し, コンクリー ト温度 の ピー ク時 は若材齢 時であ り, 表面部 は比較的湿 っているため,気化熱の影響が予想 さ れる. よって,各養生方法の影響 も含めて今後の課題 と 考 える.

以上 よ り,本実験の ように湿潤養生等 を行 わない場合, 著者 らが提案 した境界モデルは,気化熱の影響 を無視す

る ことで,実現象 を良 く表現 で きることが確認 された.

気象現象がコンクリー ト躯体温度に及ぼす影響

3200 .10.1.2.30000Il一[zLuJ至︺桝尊意慣膳

0 5 10 15 20 25

経 過 日数は ](ll/7‑12/5) 図‑18 コ ンク リー ト表面 の熱収支

30

いは降雨時であ る.晴天時の 日中は,正味全天 日射量 の 影響 が大 きい.若材齢 時 は発熱 に よ り表面温度が高 く, 対流熱伝達 と天空放射 の放熱が大 き くなっている.

§ 4.

結論

本実験 か ら得 た主 な知見 を以下 に示す.

(I)全天候 でのアルベ ドの平均値 は0.34であ った. これ を 用 い た正味 の全 天 日射量 は,測定値 と良 く一致 す る ことを確認 した.

(2)射 出率 を0,62と して天空放 射 量 を算 定 した結 果 ,曇

432.10.‑23400000000=､Jt]}F･･,･.叫･I.:･yL!⁚r1

西松建設技報 Vot.22

日中14:00のデータ

□対流熱伝達盈

■正味全天 日射量

7‑ 10‑ 13‑ 16‑ 19‑ 22‑ 25‑ 28‑ 1‑ 4‑

Nov Nov Nov Nov Nov Nov Nov Nov Dec De() 図‑19 表面熱収 支蚤 の成分 (Type‑A)

す る検 討 な どにおいて,多大 なご協 力 ･ご助言 を頂 いた こ とに謝意 を表 します.

参考文献

1) 日本コンクリート工学 協会 :コ ンク リー ト構造物 の構造 ･ 耐久性設計境 界問題研究委員会報告書, 1998.7.

2)土木学会 :舗装工学研究ノJ､委員会報告書,1997.6.

3)松 井邦 人,T.F.Smith,西 田徳行 ,椎 名貴快 :韓射熱

天 ･雨天 日においては,天空温度推定式が対応 してい 4) ない こ と もあ り,若干差 が生 じてい る. この点 につ い て は,今 後 さ らに天候 に よる分類 を行 い , よ り細 分化 した条件が必要である.

(3)提 案 した境 界 モ デ ル は,本 実験 の よ うに湿潤 養 生等 を行 わ ない場合 ,気 化 熱 の影響 を軽視 す る こ とで実 現 象 を比較 的 良 く表現 で きる こ とが ,表 面熱 流量 の 推移か ら確認で きた.

( 4 )

晴天時 の 日中は,正味 の全天 日射量 の影響が大 きい.

また,若材 齢 時 は発 熱 に よ り表 面 温 度 が高 くな り, 対流 熱伝 達 と天 空放射 に よる放 熱 量 が大 き くな るこ

とが表面熱収支成分 図 よ り確認で きた.

今後 は,季節別の特性 ,各種養生方法 と気化熱 の関係 , 応力等 の検討が必要であ る.

謝辞 :本研 究 は,東京電機 大学理工学部 松 井邦 人教授 と米国 アイオワ大学工学部 TheodoreF.Smith教授 との共 同研 究 として行 なわれた.実施要領作成や実験結果 に対

の影響 を考慮 したマス コンクリー トの温度解析 ,コンク 1日 工 学 年 次論 文報 告 集,vol.18,No.1,pp.1281‑

1286, 1996.6.

高橋 誠 二 , ほか :コンク リー ト躯体温度 に及ぼす気 象現 象 の影響 評価 ,土木学 会第53回年次学術 講演 会 概要集,第5部 門,pp.712‑713,1998.10.

5)西 田徳行 , ほか :コ ンク リー ト躯体 温度 に影響 を及 ぼす気象現 象 につ いて,土木学会第53回年次学術講 演会概 要集,第5部 門,pp.714‑715,1998.10.

6)例 えば,丸 山輝彦 , ほか :アス フ ァル ト混合物層 の 温度推 定方法 ,土木学 会第47回年次学術講演 会概 要 集,第5部 門,pp.34‑35,1992.9.

7)ASHRAE,1993FundamentalsHandbook,American SocietyofHeating,RefrigeratingandAirConditioning Engineers,Atlanta,Ga.1993.

8)山川秀次 ,笠原 清 ,小 林精 一 :マ ス コンク リー ト の熱伝達率試験 方法 の検討 ,土木学会 第37回年次学 術講演会概要集,第5部 門,pp.4151416, 1982.

9)B.Molineaux,B.Lachal,and0.Guisan:ThermalAnalysis ofFiveOutdoorSwimmingPoolsHeatedbyUnglazed solarCollectors,SolarEnergy,VoI,53,No･1,pp.2ト26, 1994.