空気循環式パッシブ煉瓦造住宅の開発研究
【研究分野】建築環境・設備
【研究キーワード】
煉瓦造住宅 / 空気循環 / 省エネルギー / 実測調査 / 室内空気質 / ホルムアルデヒド / 数値シミュレーション / 壁体内部結露 / 太陽熱利用 / 地中熱利用 / 空気質
【研究成果の概要】
環境共生システムとして、煉瓦の熱容量と太陽熱および地中冷熱を活かした空気循環式パッシブ煉瓦造住宅を提案し、実験住宅における室内環境調査や実験棟を対象とした数値シミュレーションを行った。
1.空気循環式パッシブ煉瓦造住宅の建設と事前予測
(1)冬季の太陽熱利用のためのトロンブウォール・集熱パネルや、夏季の地中冷熱利用のためのクールチューブを備えた煉瓦造住宅を建設した。
(2)事前予測として、熱力学ポテンシャルを水分流の駆動力とする熱・水分複合移動モデルを使用して、数値シミュレーションにより空気循環式パッシブ煉瓦造住宅の外壁の温湿度特性について解析した。
2.空気循環式パッシブ煉瓦造住宅における実測調査
(1)実験棟の室内熱環境実測調査を行い、システムの有効性を検証した。終日暖冷房運転時と比較して、システムを併用した場合の暖冷房に関わる電力消費量を冬季約35%、夏季約37%削減することが出来た。
(2)各システムの基本性能や空気循環式パッシブ煉瓦造住宅の特徴の把握を行った。夏季においては小屋裏経路の有効性の実証や9月下旬の昼間クールチューブの使用や夜間通風の検討を行った。冬季においては、集熱パネルの集熱効率、トロンブウォールの夜間室内への放熱の確認をおこなった。また、他の暖房設備として温水パネル暖房と空気循環暖房の比較を行い、空気循環暖房の有効性を実証した。
(3)実験棟の夏季および冬季の空気質調査を行ったところ、竣工後1ヶ月のホルムアルデヒド気中濃度は、カーペット床の2階で厚生労働省の指針値を上回った。しかし、計画換気と放散速度の減少により、竣工後半年のホルムアルデヒド気中濃度は指針値の約20%に抑えられており、空気質が向上した。
3.数値シミュレーション
空気循環式煉瓦造住宅の全国代表7都市における有効性の実証と、冬季システム運用方法の各都市への適応性の確認を行った。また、更に省エネルギ-な煉瓦造住宅を実現するため様々な手法の検討を行った。
【研究代表者】