• 検索結果がありません。

クール/ヒートピットの形状と性能に関する研究

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "クール/ヒートピットの形状と性能に関する研究 "

Copied!
162
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

平成

25

年度 修士論文

クール/ヒートピットの形状と性能に関する研究

首都大学東京大学院 都市環境科学研究科 建築学域

12886412 木下雅広

指導教授 須永修通

(2)

1

章. 序

1.1.

研究の背景と目的 ・・・・・・・・・・・・・・・5

1.2.

論文構成 ・・・・・・・・・・・・・・・6

1.3.

クール/ヒートピットの概要と問題点 ・・・・・・・・・・7

1.4.

クール/ヒートピット設計フローと性能パラメータ ・・・・9

1.5.

既往研究レビュー ・・・・・・・・・・・・・・・10

2

章. 都内

4

校のクール/ヒートピットの実測概要

2.1.

エコスクールについて ・・・・・・・・・・・・・・・35

2.2.

実測対象校およびクール/ヒートピットの概要 ・・・・・・37

2.3.

クール/ヒートピット内温湿度の実測概要 ・・・・・・・・46 第

3

章. 各校におけるクール/ヒートピットの実測結果と考察

3.1.

A校 ・・・・・・・・・・・・・・・56

3.2.

B校 ・・・・・・・・・・・・・・・74

3.3.

C校 ・・・・・・・・・・・・・・・94

3.4.

D校 ・・・・・・・・・・・・・・・112

4

章. 形状の異なる4つのクール/ヒートピットにおける熱性能と空気質に関する比較考察

4.1.

クール/ヒートピット使用時の空気温度変動 ・・・・・・・131

4.2.

クール/ヒートピット出口における長期空気温度変動 ・・・132

4.3.

ピット距離と温度変化の関係 ・・・・・・・・・・・・・・134

4.4.

各校におけるピット床表面温度の変動幅 ・・・・・・・・・135

4.5.

クール/ヒートピットによる外気負荷削減効果 ・・・・・・136

4.6.

クール/ヒートピットの夏期結露状態について ・・・・・・139

4.7.

カビ指数によるクール/ヒートピット内空気質の評価 ・・・140

4.8.

多湿期除湿量の年変化 ・・・・・・・・・・・・・・・142

4.9.

実測結果のまとめ ・・・・・・・・・・・・・・・143

5

章. クール/ヒートピットの形状に関する

CFD

解析

5.1.

CFD解析の概要 ・・・・・・・・・・・・・・・148

5.2.

ピット長さについて ・・・・・・・・・・・・・・・150

5.3.

地中梁形状について ・・・・・・・・・・・・・・・152

5.4.

CFD解析のまとめ ・・・・・・・・・・・・・・・161

6

章. 結

6.1.

結論と今後の展望 ・・・・・・・・・・・・・・・165

謝辞

付録

(3)

1

章. 序

(4)
(5)

1-1.

研究の背景と目的

近年、地球温暖化を中心とする環境問題を受けて、世界各国のエネルギー政策における省エネルギーの重要 性が改めて認識されている。日本においては、最終エネルギー消費量のうち

33.6[%]が民生部門によるもので

あり、1970 年代からの一次エネルギー消費量の増加率は

2.5

倍と、3 部門中最大の増加傾向を見せている(図

1.1)

。日本政府は

2020

年までに新築公共建築物でのZEB(Zero Energy Building)の実現を目標として提示

1.2)

し、また一方で、2011 年

3

11

日に発生した「東日本大震災」および「福島第一原発事故による電力供給の 逼迫」は、くしくも日本国民にエネルギー消費のあり方を問い直すこととなり、建築物における省エネルギー 性能のより一層の向上は、大きな社会的課題であると言える。

このような背景の中で、主に建物側の工夫によって空調負荷を削減するパッシブ手法は有効な手段であり、

外気を地下ピットに通し土壌の恒温性の影響を受けた躯体と熱交換することで、夏期は予冷・冬期は予熱して から直接室内または空調機へと導入して外気負荷を削減する、 「クール/ヒートピット」もその一つである。

クール/ヒートピットの最適な設計手法は未だ確立されておらず、可能な限り距離を長くし熱交換量を大き くするという手法が一般的にとられてきた。しかし、夏期において冷却効果が大きすぎる場合に、高温多湿な 外気がピット躯体で結露し、それに付随してカビ等が発生することが問題となっている。そのためクール/ヒ ートピットの適切な距離を「熱性能」だけでなく「空気質(結露状態)」の両側面から検討する必要性がある と言える。

また、柱や梁等の建築・構造的な制限によってピットの形状および伝熱性状もまた複雑になることが一つの 要因となり、その外気負荷削減効果を推定する手法は確立されていない。

以上の観点から本研究では、まず東京都杉並区の小中学校

4

校に導入された、形状の異なる

4

つのクール/

ヒートピットにおける長期実測調査によってそれらの外気負荷削減効果および結露状態に関して比較考察し た。さらに、実測対象のクール/ヒートピットにおける「距離」と「地中梁形状」に着目して、これらの因子 が顕熱交換性能に与える影響をCFD(Computational Fluid Dynamics)解析によって明らかにすることで、クー ル/ヒートピットの最適な設計手法に資する知見を得ることを目的とした。

1.1.

日本における年間一次エネルギー消費量の推移

1.1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

73 75 80 85 95 00 08

一次エネルギー消費量[1018J]

[年度]

運輸部門

民生部門

産業部門

2.5倍

(18.2%→33.8%) 1.9倍 (18.2%→23.6%)

0.9倍 (63.6%→42.6%)

(6)

本論文は、本文

6

章と付録により構成されている。

1

章では、研究の背景と目的について述べ本論文の構成を示した。また、クール/ヒートピットの概要と 合わせ、実測や数値計算、

CFD

解析および空気質に関する既往研究についてまとめ、本研究の位置づけをした。

2

章では、本研究で調査対象とした

4

校のエコスクールについて、エコスクール事業の概要とともに、実 測建物概要およびクール/ヒートピットの距離や梁形状、空調システムについて述べた。また、各校の夏期お よび冬期実測調査項目の概要を、その測定状況を示しながら述べた。

3

章では、実測調査により得られた結果から各校のクール/ヒートピット内の熱環境について考察を行っ た。クール/ヒートピット内の空気温度変動を測定位置や時間変化の観点から評価し、クール/ヒートピット による効果を検討した。さらに、ピット入口・出口の温度差と相対湿度、および風量から顕熱熱量、潜熱熱量 およびエンタルピーを算出し、ピット内での冷却熱量と加熱熱量を求めて外気負荷削減効果について検討した。

4

章では、第

3

章より得られた各校の結果を比較することにより、クール/ヒートピットの形状の違いが 効果に与える影響について考察した。夏期においては、各校ともにクール/ヒートピット入口付近での冷却効 果が大きく、奥へ進むにつれて顕著な温度低下が見られないという共通の傾向が見られた。しかし、冬期も含 めて比較するとその温度上昇および低下に差異が認められることから、クール/ヒートピットの効果には、長 さだけでなく深さ、地中梁の形状などの要因が影響していると考えられた。また、空気質についても、表面結 露発生時間やカビ指数を算出することで考察をした。

5

章では、

CFD

解析を用いてクール/ヒートピットの気流・伝熱性状について考察を行った。距離と地中 梁形状を因子としたモデルを作成し、それらの因子がクール/ヒートピットの外気負荷削減効果に与える影響 を示した。

6

章では、総括・結論として、本研究により得られた知見をまとめた。また、今後の展望について記した。

(7)

051015202530

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

温度[℃]

0.100m 0.250m 0.500m 0.750m 1.000m 1.500m 2.000m 2.500m 3.000m 4.000m 5.000m 6.000m 7.000m

1-3.

クール/ヒートピットの概要と問題点

『クール/ヒートピット』とは、設備配管や受水槽などが設置されている以外にあまり利用されていない地 下ピット空間を外気導入経路とすることで、土壌の恒温性の影響を受けた建物躯体と熱交換することで、外気 を夏期は予冷・冬期は予熱してから直接室内または空調機へと導入し外気負荷を削減するパッシブ手法である。

1.2.

クール/ヒートピット概念図

1.3

1.3.に東京標準年における地表からの深さごとに表した各

月の地中温度分布を示す。地中温度は、土壌の持つ大きな熱容 量の影響によって地表から深くなるにつれ年間の温度変動幅 が小さくなり、一般的に深さ約

10[m]の温度はその地域の年平

均外気温とほぼ同じになると言われている(=土壌の恒温性) 。 また、地中に熱が伝導するまでに時間がかかるため、外気温度 の変動と地中温度の変動には位相のずれが生じる。

このような土壌の恒温性によって地中熱利用技術が成立し ており、クール/ヒートピットはこの影響を受けた建物躯体が 夏期には冷却面・冬期には加熱面となる。

1.3.

地中温度分布

1.4

0 5 10 15 20 25 30

0.100m 0.250m 0.500m 0.750m 1.000m 1.500m 2.000m 2.500m 3.000m 4.000m 5.000m 6.000m 7.000m 8.000m 9.000m 9.999m

温度[℃]

[m]

(8)

よって、熱交換量を大きくし外気負荷削減効果を最大化する方法としては、外気導入経路すなわちクール/

ヒートピットの距離を長くすることが挙げられる。

しかしながらそれに相反する要素として、結露の問題が挙げられる。

クール/ヒートピットにおいて、夏期の高温多湿な外気が冷却されることで躯体表面に生じる結露とそれに 伴うカビの発生が問題とされており、新鮮外気の空気質の悪化によって、居住者の健康を損なう懸念が示唆さ れてきた(1-5.で既往研究について後述)。熱交換量を大きくすることで外気が過剰に冷却される結果、結露お よび空気質汚染を引き起こすことは避けなければならない。

したがってクール/ヒートピットの設計時には、図

1.4.に示すような、熱性能と空気質の両側面から適切な

距離を選定することが求められる。

■ピットとは

1.5)

「ピット」は最下階の床下に貯水槽などを設けその配管を回すために作る地下空間であり、特に地下水位が 高い敷地においては、底版によって止水する目的も兼ねる。かつ、規模の大きな建物の場合には基礎梁(地中 梁)のせいが大きくなるため、その上下に

RC

スラブを設けて空間を有効利用するという意図もある。なお、

止水の必要性が低いところでは、底版を無くすことが可能である。規模の小さい建物の場合は、ピットという よりも「トレンチ」のような形で床下に設備配管スペースを設けることがある。

1.4.

クール/ヒートピット設計時の距離決定の理想図

適 切 な 距 離

熱 性 能 × 空 気 質

(9)

1-4.

クール/ヒートピットの設計フローと性能パラメータ

1.5.に、建築設備設計におけるクール/ヒートピットの設計フロー例と熱性能に関わるパラメータを示す。

これは組織設計事務所でのインターンシップにて参加した、クール/ヒートピットの設計を参考にして整理し たものである。

クール/ヒートピットの設計には設備的な要件だけでなく、納まりなど建築・構造的要件も関わっており、

環境設備エンジニアのみならず建築・構造設計者との協働と調整が必要である。また、外気や土壌などの予条 件や、柱や梁などの建築・構造的要件等、熱性能を決定するパラメータが多岐にわたるため伝熱性状が複雑に なり、効果予測手法や最適な設計指針が確立していない。

1.5.

クール/ヒートピット設計フロー例

(10)

以降、本研究に関連のある既往研究についてテーマごとにレビューする。

クールチューブは当初、夏期の室内冷却を目的に考案されたため、夏期の性能を実測およびシミュレーショ ンで検討する論文が多かった。

クールピットは夏期および冬期の実測研究が同数程度あるが、潜熱まで検討している研究は少ない。また、

クールピットは夏期結露や粉塵堆積に付随するカビ等の微生物発生の問題から、浮遊微生物に対して検討して いる研究が

4

報、CFD 解析により気流の可視化をしている研究が

8

報あった。

既往研究におけるシミュレーション検討のパラメータの内訳を見ると、クールチューブでは「長さ」 「流量」

「埋設深さ」「土壌物性」「地域」といったパラメータが多かった。クールピットでは「長さ」「流量」「風速」

「直上室の設定温度」といったパラメータが多かった。クールピットの「断面形状」をパラメータとした既往 研究は

B-25

のみで、B-37,38,40,42 では実在物件の順梁形状について考察をしている。

1.6.

クールチューブ既往研究 図

1.7.

クールピット既往研究

1.8.

シミュレーション検討のパラメータ内訳

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

長さ 風量 埋設深さ 土壌物性 地域 運転条件 風速 直上室設定温度 断面形状 スラブの断熱 管径 本数

クールチューブ クールピット

[報]

23 1 10

16 1

クールチューブ内訳(全37報)

夏期実測(顕+潜)

冬期実測(顕+潜)

CFD解析 数値解析 浮遊微生物

うち潜熱4

うち潜熱1

27

31 8

10 4

クールピット内訳(全52報)

夏期実測(顕+潜)

冬期実測(顕+潜)

CFD解析 数値解析 浮遊微生物

うち潜熱8

うち潜熱9

(11)

既往研究

A-.

クール/ヒートチューブに関する研究(

37

報)

地中に埋設した塩ビ管等のチューブに空気を送り込むことによって、地中を熱源として利用するクール/ヒ ートチューブに関する研究は日本では

1980

年代から始まり、主に住宅規模の建築物に用いた際の室内温熱環 境の改善効果について検討している。当初は夏期における冷却効果を狙ったもので、冬期の運転は夏期の運転 のために冷蓄熱と考えられていた。

実測 数値解析 CFD解析 実測+理論 浮遊微生物

長谷川、試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究 No.A-1

著者 掲載・年

タイトル 試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究 その8 蓄熱床方式における夜間蓄冷とクールチューブの効果に関する実験

○石川 善美,長谷川 房雄,吉野 博,松本 博,木村 建一 日本建築学会東北支部研究発表会 1983年3月

蓄熱床を持った二つの試験室からなる実物の家屋を用いて、夜間換気によ る蓄冷の効果、クールチューブによる冷却効果などのパッシブ・システム について実験的に検討した。室内空気の強制循環、強制換気、天窓を開け ることによる自然換気などのパターンについて実験したところ、全部のシ ステムについてその室温は基準室温よりも低く、特に、南面白色ブライン ド併用の強制循環と強制換気では、基準室温に比べてその差が日中5~

8[℃]に達した。前者の場合、日中は外気温よりも低い温度となることを 確認した。

内容

No.A-2

著者 掲載・年

タイトル 試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究 その10 クールチューブ冷却性能に関する実験

○鈴木 良一,長谷川 房雄,吉野 博,石川 善美,松本 博,木村 建一 日本建築学会東北支部研究発表会 1983年11月

強制循環(間欠運転)を行った場合のクールチューブの性能に関して、ブ ラインドの設置や夜間換気を複合した場合の効果も含めて長期実験を行っ た。南面窓外気側に白色ブラインドを設置し、クールチューブを間欠運転 すると、室温は外気温に比べて最大7.1[℃]も低くなることを確かめた。

長期間運転すると、付近の地中温は、影響の無い場所の年周期による上昇 に比べ、約1か月間で1.7[℃]高く上昇した。また、ブラインド併用のクー ルチューブの効果が顕著であった。クールチューブのみによる冷却効果 は、条件の良い時でピーク時に約2.5[℃]の室温効果に相当する。

内容

No.A-3

著者 掲載・年

前報までは総延長14[m]だったものを、45[m]のクールチューブを新設 し、床をレンガから木造にすることで実験した。南面窓外気側に白色ブラ インドを設置してクールチューブによる強制循環を行うと、室温は外気温 に比べて日中最大で9.2[℃]低くなり、総延長を45[m]に延ばした結果、冷 却効果は前回の約2倍になった。なお、強制換気の場合は、日中最大で約 6[℃]の低下であった。

内容

日本建築学会東北支部研究発表会 1984年10月

○鈴木 良一,長谷川 房雄,吉野 博,石川 善美,松本 博,木村 建一 タイトル 試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究

その13 総延長45mの新設したクールチューブの冷却性能に関する実験

No.A-4

著者 掲載・年

試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究 その15 クールチューブ冷却性能に関する実験(続)

○石川 善美,長谷川 房雄,吉野 博 日本建築学会東北支部研究発表会 1985年11月

レンガ床とクールチューブの複合効果の把握を目的として、2つの試験室 いずれもレンガ床とし、室内空気の強制循環の実験を行った。南面窓外気 側に白色ブラインドを設置してクールチューブによる室内空気の強制循環 を行うと、室温は外気温に比べて最大8[℃]低くなった。除去熱量はブラ インドが設置されている場合、顕熱、潜熱それぞれ平均約1000[kJ/h]、

340[kJ/h]と推定された。この顕熱量は、クールチューブ運転中の外気温 基準の平均室温と高い相関があった。また、本報で初めてクールチューブ 内の結露についての記述があり、吹出空気の絶対湿度が室内空気のそれよ り大きいことの理由について数点の推察があるが、早急な結論は差し控え ている。

タイトル

内容

No.A-5

著者 掲載・年

内容

日本建築学会大会学術講演梗概集 1988年10月

室温制御に用いたときのクールチューブの冷却性能に関して実験を行っ た。クールチューブに接続した送風機に室温26[℃]に設定したサーモス タット設置して実験を行い、クールチューブによって夏期の室温を設定値 に制御できる可能性を示した。また、システムにおける熱収支を明らかに し、クールチューブの除去熱量が最大で21.84[MJ/日]となった。

タイトル 試験家屋を用いたパッシブ・ソーラーシステムの性能評価に関する研究 その20 クールチューブを用いて室温を制御した場合の冷却性能に関する実験

○木村 茂夫、長友 宗重,吉野 博,石川 善美

吹出口直下のクールチューブ表面温度は吹出空気の露点温度より

0.5[℃]低く、結露が予想された。

本報で初めて、クールチューブ内の結露について記述があった。

ある内外温度差における除去熱量の合計は、取得熱量の合計よりも

10~50[%]大きい。クールチューブによる除去熱量はレンガの蓄熱

による室内空気からの除去熱量による室内空気からの除去熱量に

比べて

0~30[%]大きい。

除去熱量の合計

取得熱量の合計

(12)

K1

値は長く なればなるほ ど増加の割合 は減少してい く。

→チューブ長 さを単に延長 するよりも、

複数の管に分 割した方が効 果的

No.A-6

著者 掲載・年

タイトル 地中埋設チューブを利用した住宅用ヒートポンプの暖房性能に関する実験

○木村 茂夫,長友 宗重,吉野 博,石川 善美,佐藤 明郎,桜井 健一 日本建築学会大会学術講演梗概集 pp1263-1264 1989年10月 住宅用ヒートポンプの熱源にクールチューブを用いた場合、どの程度性能 が向上するかを明らかにするために、暖房実験を行った。試験家屋の側室 内に、クールチューブの出口とヒートポンプの室外機を設けている。

チューブの吸込・吹出空気温度間には高い相関がみられ、実際の地中温よ りも低い温度と熱交換していることを示した。また、チューブの使用によ りヒートポンプの成績係数は向上したが、システムCOPは低下したと述べ ている。

内容

No.A-7

著者 掲載・年

タイトル 地中埋設チューブを利用した住宅用ヒートポンプの暖房性能に関する実験(続)

○石川 善美,長友 宗重,吉野 博,木村 茂夫,他3名 日本建築学会東北支部研究発表会 pp101-104 1990年6月

内容

住宅用ヒートポンプの熱源にクールチューブを用いた場合の、暖房実験の 2年目の結果報告をしている。チューブ出入口温度の回帰式を変形して得 られた式から、コンタクトファクタと熱交換温度(埋設チューブ周りの見 かけの地中温度)を試算したところ、熱交換温度は6.7[℃]、コンタクト ファクタは0.35~0.45前後のほぼ一定した値となり、チューブの使用は、

見かけの地中温度より外気温が低い場合に成績係数の向上に対して有効で あることを確認した。

No.A-8

著者 掲載・年

タイトル クールチューブの地中熱回収性能に関する数値シミュレーション

○石川 善美,長友 宗重,吉野 博,木村 茂夫

日本建築学会東北支部研究発表会 pp151-158 1991年6月

クールチューブを含む地中土壌の三次元数値シミュレーションの手法につ いて示し、①クールチューブを構成する因子の熱回収性能に対する効果分 析と、②クールチューブの長期的な使用が地中土壌に及ぼす熱的影響につ いて、気象条件や運転条件を変化させた年間シミュレーションを行った。

単位面積当たりの除去熱量を見ると、長くなればなるほど減少するため、

チューブの長さを延長するよりも複数の館に分割する方が熱回収の増大を 図れることを示している。また、コンタクトファクタとチューブを通過す る空気の熱容量の関係にも触れている。さらに、クールチューブによる熱 収支は冬期の採熱の方が大きく、チューブ回りの土壌が年ごとにやや冷や される傾向があることを示した。

内容

No.A-9

著者 掲載・年

東北大学構内に設置した試験家屋に付設している、クールチューブの連続 運転における各部の温度性状や熱交換特性に関する年間実測結果の報告を している。連続運転にも関わらず年による地中温度変動の違いは小さいこ とを示した。年平均値では吹出空気温度の方が吸込空気温度より0.4[℃]

高く、取得熱量も除去熱量より70[%]大きかったが、この差は地表面にお ける日射吸収分と推察している。また、熱交換温度や熱交換係数(コンタ クトファクタ)と地中の熱的状態の関係についても考察している。

内容

タイトル クールチューブの熱交換特性に関する長期実測結果について

○石川 善美,佐々木 睦史,吉野 博

日本建築学会東北支部研究発表会 pp119-122 1993年6月

木村ら、クールチューブの涼房効果に関する研究 No.A-10

著者 掲載・年

クールチューブの涼房効果に関する研究 その1 夏期及び冬期の実験結果

○小野島 一,木村 建一,前田 健二

日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)1983年9月 pp675-676 約100[m3/h]の小規模なクールチューブの実験装置を2種類(塩ビ管・透 湿管いずれもφ200[mm])製作し、夏期および冬期に実測をした。夏期は 室内循環、冬期は管内通風による地中蓄冷を狙っている。9月中旬の温暖 な日で出入口温度差1~2[℃]、最大で210~250[kJ/h]、1.68[MJ/h]の能 力を確認した。また、間欠作動(9~19時)によって能力を大きく低下さ せることなく連日運転可能であること、冬期に外気を通風させて蓄冷でき る可能性があることを確かめた。

タイトル

内容

No.A-11

著者 掲載・年

クールチューブの涼房効果に関する研究 その2 数値計算による効果の検討 タイトル

○前田 健二,木村 建一,小野島 一

日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)1983年9月 pp677-678 クールチューブを設置したモデル室で、室内空気をファンで循環させるシ ステムを想定し、数値計算による効果の検討を行った。除去熱量に対して 最も影響のある因子は、管径、管長、埋込深さ、風量のうち管長であるこ とを示した。クールチューブを設置することにより室内温度をある程度下 げることが可能であり、また、クールチューブを冷房時の冷房補助装置と して用いた場合、期間冷房負荷を約20[%]軽減することが分かった。

内容

試験家屋の付設室の室外機付近 にクールチューブ吹出し口

↓コンタクトファクタ計算式 冷却コイルの伝熱計算に用いら

れる、吹出し温度に対する埋設 チューブ側温度の割合を示す熱 交換係数

吹出温度 外気温度

見かけの地中温度

(13)

No.A-12

著者 掲載・年

その1のクールチューブを用い、作業時間や風量を変えて実験を行った。

塩ビ管よりも透水管の方が成績係数は6~7ほど高く涼房能力が高いこと を確認した。また、能力は吸込温度と管周りの地中温との温度差に左右さ れるため、吸込温度や運転時間等の制御、間欠運転の必要性が示唆され た。冬期実験では、自然通風による蓄冷の可能性が見られたが、明確な結 論は得られていない。

クールチューブの涼房効果に関する研究

その3 各種作動モードにおける夏期及び冬期の実験結果

○太田 正孝,木村 建一,小野島 一

内容 タイトル

日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)1984年10月 pp859-860

No.A-13

著者 掲載・年

その3のクールチューブ実験結果をもとに、地中熱伝導に関する一次元の 簡易計算モデルを作成して数値解析を試みた。1日の作動時間が長くなる と年間除去熱量が大きくなる一方、成績係数が低くなることを示した

(24時間稼働で0.6、4時間稼働で1.8)

タイトル クールチューブの涼房効果に関する研究

その4 簡易計算モデルを用いた数値計算による効果の検討

内容

○小野島 一,木村 建一,太田 正孝

日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)1984年10月 pp861-862

No.A-14

著者 掲載・年

タイトル クールチューブの涼房効果に関する研究 その5 湿分移動に関する実験解析

○川原井 大,木村 建一,小野島 一

日本建築学会大会学術講演梗概集(東海)1985年10月 pp919-920 既報までのクールチューブ実験装置について、潜熱移動に重点を置いて実 験および解析を行った。透水管内では管内で水分蒸発するため、顕熱は冷 却されるものの、加湿されることで除去全熱量は塩ビ管よりも低いことを 示した。また、透水管での湿度性状を明らかにするために、クールチュー ブにおけるコンタクトファクトを定義・計算し、一定値をとることを示し た後、管内表面の温度は空気との熱交換によって上昇するが、湿度は管内 表面で蒸発が起こるために低下することを明らかにした。

内容

No.A-15

著者 掲載・年

○小野島 一,木村 建一,川原井 大

日本建築学会大会学術講演梗概集(東海)1985年10月 pp921-922 既報で述べたクールチューブの一次元簡易計算モデルを用いて、クール チューブが室温に与える影響を考察するとともに、経済性に関する評価を 行った。涼房能力は長さが長くなればなるほど除去熱量・成績係数ともに 大きくなることを示した。室内空気循環と外気導入では外気導入の方が涼 房能力は大きいが、外気を室内に導き通風による涼房効果の影響が大きい としている(謎)。また、ライフサイクルコストを用いて経済性評価を 行ったところ、室内空気循環の場合6[m]以下の長さでは1[kcal]あたりの コストが高くなることを示した。

内容

タイトル クールチューブの涼房効果に関する研究

その6 期間除去熱量の年間シミュレーションと経済性評価

浦野、蒸暑地域における付設地下室住宅の涼房効果 No.A-16

著者 掲載・年

タイトル 蒸暑地域における付設地下室住宅の涼房効果 その1 建物概要・実験概要および室内温熱環境

○財津 秀隆,浦野 良美,渡辺 俊行,龍 有二,小川 順一,的野 孝一,高橋 康之,梶山 清 日本建築学会九州支部研究報告 pp.141-144 1989年3月

内容

地下室およびクールチューブを付設した木造高断熱高気密住宅を対象とし て、夏期の居住性能に関する実験を行った。断熱気密化住宅においては十 分な日射遮蔽が必要であり、夜間換気と日中の開口部の閉鎖が非常に有効 な手段であることを示した。さらに、クールチューブ送風により、日中の 居室空気温度の上昇を抑えられることを述べている。

実測 数値解析 CFD解析 実測+理論 浮遊微生物

熱拡散率の小さな 土壌では「長さ」

が重要となる。

除去熱量に対して最も 影響のある因子は、 「管 径」 「管長」 「埋設深さ」

「風量」のうち「長さ」

であることが分かる。

最も長いモデル

No.A-17

著者 掲載・年

○的野 孝一,浦野 良美,渡辺 俊行,龍 有二,小川 順一,財津 秀隆,高橋 康之,梶山 清 日本建築学会九州支部研究報告 pp.141-144 1989年3月

内容

前報に引き続き、夏期のクールチューブと地下室による地中冷熱利用シス テムの効果について検討した。クールチューブによる冷却熱量は最大 0.22[kW]、0.75[kW]であった。チューブ周辺の地中温度の変動は、半径

(垂直)方向に温度分布があると考えられる。

タイトル 蒸暑地域における付設地下室住宅の涼房効果 その2 地中冷熱利用システムの効果

No.A-18

著者 掲載・年

タイトル 蒸暑地域における付設地下室住宅の涼房効果 その3 数値計算によるクールチューブの効果の検討

○小川 順一,財津 秀隆,浦野 良美,渡辺 俊行,龍 有二,的野 孝一,高橋 康之,梶山 清 日本建築学会九州支部研究報告 pp.141-144 1989年3月

内容

クールチューブの定量的な評価を示すため、簡単な2次元モデルによる数 値計算を行った。3種類の土壌について水平部長さ、埋設深さ、流量を変 えて数値計算を行い、各々の期間積算冷却熱量を比較したところ、熱拡散 率の小さな土壌では管の長さが、大きな土壌では埋設深さが重要となるこ とを示した。また、流量は大きい方がよく、同流量の場合は管径よりも流 速を大きくする方が良い。地表面の日射遮蔽や断熱を、特に埋設深さが浅 い場合は行った方がよいと述べている。

No.A-19

地中冷熱利用住宅の冷房効果に関する研究 その1 夏季実験結果

著者 掲載・年 タイトル

地下室およびクールチューブを付設した高断熱高気密化実験住宅を対象と して、対象建物の夏期の基本性能について評価をしている。4つのモード

○高橋 康之,浦野 良美,渡辺 俊行,龍 有二,的野 孝一,小川 順一,財津 秀隆,梶山 清 日本建築学会大会学術講演梗概集 D-2 pp.833-834 1989年10月

(14)

No.A-20

著者 掲載・年

タイトル クールチューブ利用による室内温熱環境の改善効果に関する研究 その1 シミュレーションモデルに関する検討

○張 晴原,石原 修

日本建築学会九州支部研究報告 pp97-100 1991年3月

クールチューブの冷却能力を定量的に検討するため、シミュレーションプ ログラムを作成して数種パラメータの影響を調べた。チューブの長さ方向 の地表面の状況が地中の温度場の形成に影響を与えており、床下のチュー ブの長さをできるだけ長くすることでチューブ内の空気温度を下げられる ことを示した。また、冷却顕熱量は流量の大きさに比例して大きくなる訳 ではなく、埋設深さやチューブの長さに応じた最適流量の検討が必要であ り、さらにはエクセルギーの概念を考慮することが必要とも述べている。

内容

No.A-21

著者 掲載・年

内容

クールチューブ利用による室内温熱環境の改善効果に関する研究 その2 クールチューブを設置した試験家屋による実験結果

○張 晴原,石原 修,藤井 祐一郎

日本建築学会九州支部研究報告 pp101-104 1991年3月

実大試験住宅を用いて、自然換気と機械換気によりクールチューブの冷却 効果に関する実験を行った。自然換気駆動では顕著な冷却効果が得られな かったことや、熊本地区において長さ16[m]、埋設深さ1[m]のクール チューブの日中の冷却能力は8.4[MJ/h]に達することを示した。また、

クールチューブのシミュレーションプログラムの精度を実測結果と照らし 合わせることで確認した。

タイトル

No.A-22

著者 掲載・年 タイトル

日本建築学会計画系論文報告集 pp7-16 1991年11月

実大試験住宅を用いて、自然換気と機械換気によるクールチューブの冷却 効果に関する実験および、3次元熱伝導計算プログラムを作成し、チュー ブ長さ・流量・埋設深さが冷却能力に及ぼす影響についての感度解析を行 うことで、設計の基礎資料の提供を目的としている。埋設深さが1[m]、

2[m]、3[m]と深くなると出口温度が低くなることや、出口温度と入口温 度の相関が高いことが分かり、回帰式を示した。また、クールチューブの 除湿の可能性を示唆している。

内容

○石原 修,張 晴原

クールチューブの冷却効果に関する実大住宅実験およびシミュレーション解析 クールチューブによる室内熱環境の改善に関する研究 第1報

No.A-23

著者 掲載・年 タイトル

内容

実大試験住宅を用いて、パッシブ・エアサイクル工法の温熱性能の定量的 な把握を目的とした一連の研究の中で、小屋裏の排熱クールチューブの冷 却効果、躯体内木材含水率に関する実験を行った。小屋裏の排熱は、風力 換気の影響が大きい越屋根換気が有効であること、クールチューブの使用 は、同換気量の通風と比べ冷却効果が大きいことを確認した。また、躯体 内木材含水率は、冬期は12~13[%]で一定である一方、夏期は換気口を開 けた状態になると降水の影響が顕著に表れてくることを示した。

○藤井 祐一郎,石原 修,林 徹夫

日本建築学会九州支部研究報告 pp149-152 1992年3月 パッシブ・エアサイクル住宅の温熱環境に関する実験的研究

その3 小屋裏排熱及びクールチューブの冷却効果と木材含水率の経年変

No.A-24

著者

掲載・年 日本建築学会大会学術講演梗概集 pp497-498 1995年8月

内容

クールチューブのシミュレーションプログラムCT1を用いて、札幌、東 京、鹿児島等の10都市におけるクールチューブの連続運転と間欠運転、

Open Loop(外気取入)とClosed Loop(室内空気循環)等の運転パターン における冷却エネルギー量の設計値を提案した。Open Loopにおける最適 換気量(冷却エネルギー量が最大になる換気量)は外気温に依存してお り、外気温の増大につれて低くなることを示した。また、土の熱物性が冷 却エネルギー量に与える影響についても考察している。

タイトル クールチューブの設計冷却エネルギー量について

○張 晴原,石原 修

No.A-25

著者 掲載・年

タイトル クールチューブの設計出口温度と冷却エネルギー量の検討 クールチューブによる室内熱環境の改善に関する研究 第2報

○張 晴原,石原 修

日本建築学会計画系論文集 pp11-17 1995年11月

内容

クールチューブのシミュレーションプログラムCT1を用いて、札幌、東 京、鹿児島等の10都市におけるクールチューブの設計用出口温度の推定 式を求め、その物理的意味を明らかにした。入口温度と出口温度の回帰式 による出口温度推定誤差は、シミュレーション値と比べて小さいため、設 計用出口温度推定法として有用であることを確かめた。また、7月におけ るクールチューブの除湿の利用可能性は8月より大きいこと、間欠運転の 設計冷却エネルギー量は連続運転より大きいこと等を示した。

No.A-26

著者

掲載・年 日本建築学会中国・九州支部研究報告 pp281-284 1996年3月 土壌物性値を把握するため、熊本と沖縄において地中垂直温度分布の長期 計測を行い、また、熊本における試験住宅でクールチューブの実験を行っ た。熊本の地中内温度は地中3.5[m]以下では経年変化は見られず安定して いるが、沖縄では土壌物性の差から、地中5[m]でも温度が安定していな かった。また、熊本では、地中2[m]の地中温度変化が夏期は15[℃]と外気 より低く、冬期は23[℃]と外気より高いため冷温熱源として利用できるこ とを示した。また、空気取入れ口から20[m]付近までチューブ内空気温度 が急激に下がっているが、それ以降温度の低下は緩やかになっている。

内容

タイトル 地盤熱容量を考慮した自然エネルギーの有効利用に関する研究

(第2報 地中温度分布とクールチューブに関する計測と数値解析)

○岸 大輔,石原 修,酒井 孝司,堤 純一郎

長さ

20[m],深さ 2[m]のクールチューブについて、入口温度(外気

温度)を入力すれば、日本の主要都市におけるチューブ出口温度を 推定できる。

チューブ内空気の絶対湿度は入口から

20[m]まで変化は無かっ

たが、それ以降はチューブ表面における水分凝結による下がり 始める。→チューブ長さが充分な場合、クールチューブによる 除湿効果も期待できる。

外気導入しか無い と思っていたが、

Closed Loop

の 室

内循環にクールチ

ューブを利用する

ことができること

を知った。

(15)

実測 数値解析 CFD解析 実測+理論 浮遊微生物

石野、クールチューブの土壌採熱効果に関する研究 No.A-27

著者 掲載・年

タイトル 実験計画法によるクールチューブの土壌畜採熱効果に関する研究

○水出 喜太郎,井上 宇市,石野 久彌,谷本 潤

空気調和・衛生工学会学術講演会講演梗概集 pp41-44 1992年10月

内容

クールチューブをオフィスビルへの外気導入の一手法として捉え、管長・

深さ・運転時間等を因子とした実験計画法による数値実験を行い、年間積 算除去顕熱量をはじめとする18種の特性値について効果推定表を得た。

長さに関しては全ての特性値において1%有意となっており最も影響の大 きい因子となり、深さは他因子と比べると各特性値に与える影響が小さい ことが分かった。また、風量が大きくなると交換熱量が大きくなるが、出 入口温度差が減少することを示した。

鉾井、クールチューブの冷却効果に関する研究 No.A-28

著者 掲載・年

クールチューブの基本的性質を数値的に解析し、冷却性能について評価・

検討することを目的とし、無次元化と適当な近似によってパラメータ数を 減らした後、数値的に解を求め、簡易な評価を可能とする図表化を試み た。地盤においては単純熱伝導、クールチューブ内の空気については空気 の流動と地盤との熱伝達を考慮した2次元のエネルギー収支式を用いた。

内容

タイトル クールチューブの冷却効果に関する研究

○上田 真也,鉾井 修一,吉田 亨

日本建築学会近畿支部研究報告集 pp.69-72 1995年度

No.A-29

クールチューブの冷却効果に関する研究

~地盤内の熱水分同時移動を考慮した場合~

著者 掲載・年 タイトル

内容

地中のチューブ表面の水分蒸発による空気温度低下が大きいことから、熱 水分同時移動を考慮し、3次元モデルを用いて、シミュレーションにより クールチューブ自体の効果を解析し述べている。

○上田 真也,鉾井 修一

日本建築学会大会学術講演梗概集 D-2 pp.411-412 1997年9月

No.A-30

クールチューブの冷却効果に関する研究

~地盤内の熱水分同時移動を考慮した場合~

著者 掲載・年

地中のチューブ表面の水分蒸発による空気温度低下が大きいことから、熱 水分同時移動を考慮し、3次元モデルを用いて、シミュレーションにより クールチューブ自体の効果を解析し述べている。冷却効果には断面形態が かなり盈虚することが分かったとしている。

内容 タイトル

○上田 真也,鉾井 修一

日本建築学会大会学術講演梗概集 D-2 pp.411-412 1997年9月

宿谷、地中の畜エクセルギーとクールチューブの効果 No.A-30

著者

掲載・年 日本建築学会大会学術講演梗概集 pp467-468 1996年9月

地中に蓄えられているエクセルギーの試算を行い、さらにクールチューブ の効果を検討するのにエクセルギーの概念を導入することを試みた。土の 持つエネルギーは冷房期には負の値つまり冷熱を示しているのに対し、エ クセルギーは常に正であることを確認した。また、地中から取り出せるエ クセルギーと、そのために投入しなければならない電力との関係を表すこ とができた。

内容

タイトル 地中の畜エクセルギーとクールチューブの効果の試算

○山田 成明,宿谷 昌則,西川 竜二

垂水、ヒート&クールチューブシステム建築 No.A-31

ヒート&クールチューブシステム建築における地中採熱温度の解析

~石川県七尾市の小規模診療所について~

著者 掲載・年 タイトル

○松井 朝美,鈴木 啓泰,垂水 弘夫,高屋 利行

日本建築学会大会学術講演梗概集 D-2 pp.591-592 2007年8月 実在住宅における、埋設深さ1.5[m]、8[m]の枝管を11本並列配置した ヒート&クールチューブの採熱効果を検討している。特に冬期に顕著な効 果が見られ、1月では、+12[℃]、8月で-4[℃]となった。また、相対湿度 が95%を超える日数が8月に23日あることから、結露発生が懸念されると 内容

No.A-32

著者 掲載・年

タイトル ヒート&クールチューブシステムによる省エネルギー効果に関する研究

○簑原 由紀,垂水 弘夫,高屋 利行,鈴木 啓泰

日本建築学会北陸支部研究報告集 pp.221-224 2008年7月

内容

富士市開が丘に竣工した住宅における全長100m以上あるクールヒート チューブの冷暖房負荷削減効果について実測を行い、給気ファンによる消 費電力量を測定し、省エネルギー効果の評価を行った。除去・取得熱量に エアコンの機器効率をかけ、消費電力量に置き換えている。クールヒート チューブによるファン消費電力も考慮に入れた上で、エアコンの消費電力 削減量は実測期間平均で約1.4[kWh/日]であった。

土 の 持 つ エ ネ ル ギ ー は 冷 房 期 に は 負 の値を示すが、土の エ ク セ ル ギ ー は 常 に正である。

地表から約

1[m]の

ところでは、電力に 対 す る エ ネ ル ギ ー の比は

150

倍だが、

エ ク セ ル ギ ー で は

1

となった。これ

は 投 入 し な け れ ば

な ら な い 電 力 と 同

量 の エ ク セ ル ギ ー

し か 得 ら れ な い こ

とを示している。

(16)

No.A-33

著者

掲載・年 日本建築学会大会学術講演梗概集 pp.293-294 2009年8月 東京都練馬区富士見台の全10区画のミニ分譲開発における複数住戸に連 結して設けられるクールチューブを対象とし、シミュレーションにより仕 様および省CO2の効果推定を行った。熱流体解析ソフトSTREAMを用いて 枝管の出入口方向を決定し、VentSimによって換気条件を求め、STREAMに よる地中熱交換効果とSMASHによる熱負荷計算と合わせることで、省エネ 性を検討した結果、最大で外気負荷が13[%]低減し、床下空気導入換気の 9[%]よりも4[%]低減することを示した。

内容

戸建住宅における地中熱を活かした換気熱損失低減に関する研究 ー複数住戸の連結したヒート&クールチューブの提案ー タイトル

○中川 浩,高田 暁,佐藤 寛

No.A-34

著者 掲載・年

タイトル 戸建住宅における地中熱を活かした換気熱損失低減に関する研究 その2 ー複数住戸の連結したヒート&クールチューブの実測結果ー

○中川 浩,高田 暁,佐藤 寛,竹内 ゆう

日本建築学会大会学術講演梗概集 pp.93-94 2010年9月

前報において提案した物件が竣工したため、夏期および冬期における実居 住状態でのクールチューブの効果について実測調査を行った。夏期は昼間 に約5[℃]の出入口温度差が生じ、冬期は夜間に約10[℃]の温度差であっ た。前報の吹出し温度のシミュレーション予測と比べると、温度差が夏期 は小さく、冬期は大きくなった。実測ではクールチューブの床下の温度影 響を受けたためと述べている。また、熱負荷の削減効果を推定したとこ ろ、夏期には通常の約50[%]の冷房負荷となることを確認したと述べてい る。

内容

No.A-35

著者 掲載・年

内容

東京都内に建つ実住宅に設置された梯子状のクールチューブについて検討 してきた実測結果を、簡易な解析モデルで再現すると同時に、管内の湿気 及び結露性状を解析した。実測値では、期間全体を通して管内空気の加湿 が見られたことから、管下側表面の一部が常に濡れている仮定を設けて数 値解析を行っている。カビ指数による空気質の評価を行ったところ、1週 間を越えてFI>7であり続けた日数は管の奥に進むほど増えていることを 示した。また、夏期の後半において実測値が約1.4[℃]実験値より低かっ たことが、8月前半までの管内でのカビ発生によるフィルターの目詰まり による流量減少の可能性を述べ、その仮定において計算したところ、流量 が減少するほど吹出し温度は上昇しており、実測値に近づいたと述べてい る。

タイトル 実住宅に導入されたクールチューブの熱湿気性状の解析 複雑な形状を有する管の簡易モデルに基づく解析と管内空気質評価

○高田 暁,中川 浩,松下 敬幸

日本建築学会近畿支部研究報告会 pp.249-252 2011年度

No.A-36

著者 掲載・年

タイトル 地中埋設管の熱応答に関する考察と近似式の提案

○永田 明寛

日本建築学会大会学術講演梗概集 pp.347-348 2011年8月

水平に埋設された管(クールヒートチューブ)の熱応答について整理し、

近似式を作成した。

内容

No.A-37

著者 掲載・年

タイトル アースチューブにおける微生物汚染の実態とその対策方法

○柳 宇,吾孫子 正和,菅野 昇平,松本 英志,岡部 優志 空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集 pp.29-32 2013年9月

内容

5施設のクールヒートチューブ内の温湿度特性の把握と細菌・真菌汚染の 実態を明らかにし、出口の浮遊細菌・真菌濃度を低減させる方法を検証し た。夏期にチューブによる外気の冷却減湿が認められ、チューブ内の付着 細菌・真菌量は在来空調機のそれと同程度であったとしている。また、プ レフィルタおよび中性能フィルタの設置や、管内の水による高圧洗浄また は薬剤を用いた洗浄等の対策によって、空気質の維持が図られることを明 らかにした。

流入温度

Ta,in

が任意変動したときの

x

地点での空気温度

x

:管入口からの距離,

T

:平均地中温度

(17)

既往研究

B-.

クール

/

ヒートピットに関する研究(

52

報)

地中熱源として、未利用の地下ピット空間に外気を導入し夏期は予冷・冬期は予熱するクール/ヒートピッ トの研究は、

1990

年代後半に始まった。クールチューブよりも風量を大きくすることができるため、住宅より も規模の大きい建築物に適用することを目的としている。

実測 数値解析 CFD解析 実測+理論 浮遊微生物

奥宮、愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関する研究 No.B-1

著者 掲載・年

内容

愛知県青少年公園内に建設された大型児童厚生施設において、地下ピット 利用方式の直接吹き出しアースチューブについて、初年度の夏期における 実測結果を示すとともに、その冷却効果を吸気用送風ファン動力との比較 により評価した。プレイアトリウム床下温度は8月~9月上旬において 25[℃]前後に保たれており、夏期の温熱環境において十分な効果を発揮し たと考えられる。また、入口温度が低下する9月下旬においても給気ファ ンの動力が冷却熱量を越えることはなく、COPは2~14と高い値を得た。

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関す タイトル る研究

○田中 英紀,奥宮 正哉,中原 信生

日本建築学会東海支部研究報告集 pp.469-472 1997年2月

No.B-2

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関する研究 その2 アースチューブの初年度運転実績

著者 掲載・年 タイトル

○渡辺 孝佳,田中 秀紀,永井 久也,奥宮 正哉,中原 信生 日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)1997年9月

内容

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの最適運転ポリシーを立 てるためのデータ解析を行い、初年度運転実測結果の報告をした。冬期の 運転は夏期のための蓄冷と、外気負荷低減を目的に行われたが、設定室温 に対し吹き出し空気温が低く、室内の暖房負荷を増大させること、および 適正換気量を考慮して稼働ファン台数を4台から2台としている。夏期運 転時は平均入口空気温度と平均吹出し空気温度には平均約3[℃]、冬期運 転時は約5[℃]の採熱効果が見られた。冬期の方が成績係数が大きい

(COP=10~20)のは、冬期に外気と建築躯体および土壌の温度差が大 きいこと、もしくはファン風量(動力)が半分になったにも関わらず、採 熱効果は半減しなかったためであるとしている。また、計測期間での総冷 却熱量は12,216.7[MJ]、総採熱量は20,681.9[MJ]であった。

No.B-3

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関する研究 その3 アースチューブの初年度実測結果

著者

掲載・年 日本建築学会東海支部研究報告集(東海)1998年2月

○田中 秀紀,渡辺 孝佳,永井 久也,奥宮 正哉,中原 信生

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの'96年8月から'97年8月 の実測結果を述べる。外気温の日変動が似ている、夏期初年度と次年度を 日を比較すると、外気導入経路における最低温到達地点が、次年度におい て外気取入口に近づいている。また、初年度は非空調時間帯においてほぼ 均等に温度成層化していたのが、次年度は入口側と出口側で偏りが見られ た。これはファン稼働台数が4台から2台としたことで次年度における流 路の風量が少ないことに起因するとし、風量の減少に伴って空気滞留域が 減少したことで床下ピット内の有効伝熱面積が増加して、必要流路が低減 できたことによるとしている。初年度は次年度に比べて冷却熱量が大きい が、ファン動力も大きいために、成績係数は低くなった。

内容 タイトル

No.B-4

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関する研究 その4 実測と解析結果の比較

著者 掲載・年 タイトル

○渡辺 孝佳,田中 秀紀,永井 久也,奥宮 正哉,中原 信生 日本建築学会東海支部研究報告集(東海)1998年2月

内容

愛知県児童総合センターのアースチューブにおける実測結果と、二次元単 純熱伝導モデルによる数値解析結果との比較を行った。地中温度や吹出し 温度などは比較的よい一致を示したものの、冷却・採熱量に関しては特に 冬期のずれが大きく、これは主に非運転時にピット内に吸引される外気を 考慮していないことに起因するとしている。また、ピット直上の室に対し て、運転により夏期は最大30[kJ/m2・h]の室流入熱が、冬期は最大 70[kJ/m2・h]の室流出熱が、計算により見込まれることを示した。

No.B-5

愛知県児童総合センターにおけるアースチューブの冷却・採熱効果に関する研究 その5 アースチューブの第2年度実測結果

著者 掲載・年

○孫 元得,渡辺 孝佳,田中 秀紀,永井 久也,奥宮 正哉,中原 信生 日本建築学会大会学術講演梗概集(九州)1998年9月

タイトル

内容

愛知県児童総合センターのアースチューブにおける第2年度の実測報告。

夏期・冬期の出入口平均温度差はそれぞれ約5[℃]と7[℃]であり、年平均 のCOPは変動は大きいものの25となりパッシブシステムの様相を呈すこと を示した。また、欠測期間における補正を行い、冷却・加熱量の積算を見 積ったところ、それぞれ約40[GJ]と70[GJ]であった。また、'96年と'97年 における土中温度の推移がほぼ一致していることを確認し、一年を通じて 安定した蓄放熱・熱回収運転が行われているとしている。

外気導入経路における最低温到達地点が、次年度において外気取 入口に近づいている。

ファン稼働台数を

4

台→2 台とし、風量の減少に伴って空気滞留

域が減少し、ピットの有効伝熱面積が増加して必要流路が低減で

きたと考察。

表 2.5.に A 校のクール/ヒートピット概要を、図 2.4.に地下ピット平面図とクール/ヒートピット内を通る 空気の流れを、図 2.5.にクール/ヒートピットの空調システムダイアグラムを示す。  A 校のクール/ヒートピットは熱交換能力を高めるために、細かく蛇行させることで距離が 4 校中最長の 196[m]となっている。梁には直径 600[mm]の人通口が開いており、縦ダクトを介して各階天井裏のファンに接 続し、教室の天井吹出口から直接または全熱交換器を経て給気される。発停および給気方式の切替えはオー
表 2.7.に B 校のクール/ヒートピット概要を、図 2.6.に地下ピット平面図とクール/ヒートピット内を通る 空気の流れを、図 2.7.にクール/ヒートピットの空調システムダイアグラムを示す。  B 校では地下 2 階部分に設けられており 4 校中で最もスラブ位置が深い。地中梁がピット断面に突き出ない よう設計され、内部を人が歩きやすいためメンテナンスがしやすく、実際にクール/ヒートピットを教材とし て用いた環境教育も行われている。各教室に空調機があり、5 系統の縦ダクトでクール/ヒートピットと空調 機
表 2.9.に C 校のクール/ヒートピット概要を、図 2.10.に地下ピット平面図とクール/ヒートピット内を通る 空気の流れを、図 2.11.にクール/ヒートピットの空調システムダイアグラムを示す。  C 校では地中梁が逆梁となっている。 2 階部分の外気取込口から外気が導入され、 56[m]地点から出口にかけ ては、結露防止のため竣工前に施工された断熱ダクトを通過し、2 系統の縦ダクトで、各階 3 教室分共通の外 調機へと接続している。  C校の周辺には善福寺川が流れていることから土壌の含水率が高いよう
表 2.14. A 校実測点項目                                  表 2.15. B 校実測点項目 表 2.16. C 校実測点項目                                    表 2.17
+7

参照

関連したドキュメント

方程式 を解析することにより行われる。 この解析法は、詳細で高精度な結果 を得 ることがで きるた め、各種構成のネットワークの評価や、応用技術の開発 に広

はしがき

異なる幾何形状のフィッティングに関する研究 三本 康貴

・ 「数学」 「線形代数」 「解析基礎」 「微分方程式」 「関数方程式」 「関数解析」

・ 「数学」 「線形代数」 「微分方程式」 「集合と位相」 「解析基礎 」 「関数方程式」.

第2章ではカップ成形品の圧縮成形解析及び実験の報告例が少ないことから、カップの圧縮成形

5.旅館建築物の特徴 1旧稲葉屋旅館の実測調査 旅館建築の特徴を把握するために旅館建築の典型であ

名古屋大学大学院 学生会員 ○金子 恵介 (株)ひまわりほーむ 非会員 森 賢司 名古屋大学大学院 フェロー会員 伊藤 義人 名古屋大学大学院 正会員