住宅を対象とした効率的な暖冷房・換気手法に関する研究

その４　集合住宅を対象とした暖房時の室内温熱空気環境の CFD 解析

正会員　○鍛治紘子　　同　　　赤林伸一　同　　　坂口　淳　　同　　　須山喜美　同　　　山際直子

研究目的

本報（その４）では、・換気方式の違いによる居室の室内温熱環境や　　　換気効率をミクロ解析で明らかにする。・温風暖房時と床暖房時の相違を明らかにする。

前報（その３）では、　集合住宅を対象に、給排気口の位置の違いによる　居室の換気効率をミクロ解析で明らかにした。

Wa Aa

CSa-1 CSa-2

CSa-3 CSa-4

CSa-5 CSa-6

CSb-1CSb-2

CSb-3CSb-4

CSb-5CSb-6

CSc-1

CSc-3

CSc-5

CSd-1CSd-2

CSd-3CSd-4

CSd-5CSd-6

WdWc

Wb

CE-1

CE-2 CE-3

CE-4

Ac Ad

Ab

CSc-2

CSc-4

CSc-6

洗面室

浴室

収納トイレ

洋室１ 洋室２

K

LD 和室

解析対象の概要

図　解析対象の概要

• 片廊下型板状タイプの中間階・中間住戸

• 専有面積 77㎡の３LDK

• 天井高　居室： 2.5m　　　　　その他： 2.1m

CS ：天井給気口（ 150×150mm）　　　 CE ：天井排気口（ 150×150mm ）　　　 W ：壁給排気口（ 150×150mm）

A ：エアコン（ H300×W840×D250mm）

床暖房を設置する範囲

＊室内のドアにアンダーカット（ H100×W200mm）を設置する。

解析結果

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１洋室１

LDK

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40(℃)/ (℃)上下温度差係数（室内上下温度差 室内外温度差 ）

ε居

住域

平均

p

case1- 1- 2 case1- 1- 3

case2- 2- 2 case2- 2- 3

case3- 1- 2 case3- 1- 3

温熱環境と居住域平均局所空気交換効率 (ε ｐ ) の関係

室内上下温度差 ( ３℃ )

室温 (20 )℃ －外気温( ０℃ )

図１　上下温度差係数と居住域平均 ε ｐの関係

1.0

完全拡散　

換気効率が良

い

換気効率が悪

い

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１洋室１

LDK

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40(℃)/ (℃)上下温度差係数（室内上下温度差 室内外温度差 ）

ε居

住域

平均

p

case1- 1- 2 case1- 1- 3

case2- 2- 2 case2- 2- 3

case3- 1- 2 case3- 1- 3

温熱環境と居住域平均局所空気交換効率 (ε ｐ ) の関係

室内上下温度差 ( ３℃ )

室温 (20 )℃ －外気温( ０℃ )

図１　上下温度差係数と居住域平均 ε ｐの関係

0.15

上下温度差係数＝室内上下温度差室内外温度差

温熱環境が良い 温熱環境が悪い

室内上下温度差３℃室温 20℃ー外気温

０℃

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１洋室１

LDK

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40(℃)/ (℃)上下温度差係数（室内上下温度差 室内外温度差 ）

ε居

住域

平均

p

case1- 1- 2 case1- 1- 3

case2- 2- 2 case2- 2- 3

case3- 1- 2 case3- 1- 3

温熱環境と居住域平均局所空気交換効率 (ε ｐ ) の関係

室内上下温度差 ( ３℃ )

室温 (20 )℃ －外気温( ０℃ )

図１　上下温度差係数と居住域平均 ε ｐの関係

床暖房

温風暖房第２種

第１種

第３種

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１

LDK

洋室１洋室１

LDK

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40(℃)/ (℃)上下温度差係数（室内上下温度差 室内外温度差 ）

ε居

住域

平均

p

case1- 1- 2 case1- 1- 3

case2- 2- 2 case2- 2- 3

case3- 1- 2 case3- 1- 3

温熱環境と居住域平均局所空気交換効率 (ε ｐ ) の関係

室内上下温度差 ( ３℃ )

室温 (20 )℃ －外気温( ０℃ )

図１　上下温度差係数と居住域平均 ε ｐの関係

床暖房

温風暖房

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00

0.05

～0.05

0.10

～0.10

0.15

～0.15

0.20

～0.20

0.25

～0.25

0.30

～0.30

0.35

～0.35

0.40

～0.40

0.45

～0.45

0.50

～0.50

0.55

～0.55

0.60

～0.60

0.65

～0.65

0.70

～0.70

0.75

～0.75

0.80

～0.80

0.85

～0.85

0.90

～0.90

0.95

～0.95

1.00

～1.00

1.05

～1.05

1.10

～1.10

1.15

～1.15

1.20

～1.20

1.25

～1.25

1.30

～1.30

1.35

～1.35

1.40

～1.40

1.45

～1.45

1.50

～1.50

1.55

～1.55

1.60

～1.60

1.65

～1.65

1.70

～1.70

1.75

～1.75

1.80

～1.80

1.85

～1.85

1.90

～1.90

1.95

～1.95

2.00

～2.00

以上

ε局所空気交換効率（ ｐ）

相対

頻度

（％）

case1-1-1（第１種、空調なし）case1-1-2（第１種、温風暖房）case1-1-3（第１種、床暖房）case2-2-1（第２種、空調なし）case2-2-2（第２種、温風暖房）case2-2-3（第２種、床暖房）case3-1-1( )第３種、空調なしcase3-1-2（第３種、温風暖房）case3-1-3（第３種、床暖房）

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の空間相対頻度分布

図２　 LDKの ε ｐの空間相対頻度分布

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00

0.05

～0.05

0.10

～0.10

0.15

～0.15

0.20

～0.20

0.25

～0.25

0.30

～0.30

0.35

～0.35

0.40

～0.40

0.45

～0.45

0.50

～0.50

0.55

～0.55

0.60

～0.60

0.65

～0.65

0.70

～0.70

0.75

～0.75

0.80

～0.80

0.85

～0.85

0.90

～0.90

0.95

～0.95

1.00

～1.00

1.05

～1.05

1.10

～1.10

1.15

～1.15

1.20

～1.20

1.25

～1.25

1.30

～1.30

1.35

～1.35

1.40

～1.40

1.45

～1.45

1.50

～1.50

1.55

～1.55

1.60

～1.60

1.65

～1.65

1.70

～1.70

1.75

～1.75

1.80

～1.80

1.85

～1.85

1.90

～1.90

1.95

～1.95

2.00

～2.00

以上

ε局所空気交換効率（ ｐ）

相対

頻度

（％）

case1-1-1（第１種、空調なし）case1-1-2（第１種、温風暖房）case1-1-3（第１種、床暖房）case2-2-1（第２種、空調なし）case2-2-2（第２種、温風暖房）case2-2-3（第２種、床暖房）case3-1-1( )第３種、空調なしcase3-1-2（第３種、温風暖房）case3-1-3（第３種、床暖房）

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の空間相対頻度分布

第１種

第２種

図２　 LDKの ε ｐの空間相対頻度分布

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00

0.05

～0.05

0.10

～0.10

0.15

～0.15

0.20

～0.20

0.25

～0.25

0.30

～0.30

0.35

～0.35

0.40

～0.40

0.45

～0.45

0.50

～0.50

0.55

～0.55

0.60

～0.60

0.65

～0.65

0.70

～0.70

0.75

～0.75

0.80

～0.80

0.85

～0.85

0.90

～0.90

0.95

～0.95

1.00

～1.00

1.05

～1.05

1.10

～1.10

1.15

～1.15

1.20

～1.20

1.25

～1.25

1.30

～1.30

1.35

～1.35

1.40

～1.40

1.45

～1.45

1.50

～1.50

1.55

～1.55

1.60

～1.60

1.65

～1.65

1.70

～1.70

1.75

～1.75

1.80

～1.80

1.85

～1.85

1.90

～1.90

1.95

～1.95

2.00

～2.00

以上

ε局所空気交換効率（ ｐ）

相対

頻度

（％）

case1-1-1（第１種、空調なし）case1-1-2（第１種、温風暖房）case1-1-3（第１種、床暖房）case2-2-1（第２種、空調なし）case2-2-2（第２種、温風暖房）case2-2-3（第２種、床暖房）case3-1-1( )第３種、空調なしcase3-1-2（第３種、温風暖房）case3-1-3（第３種、床暖房）

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の空間相対頻度分布

第３種

図２　 LDKの ε ｐの空間相対頻度分布

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00

0.05

～0.05

0.10

～0.10

0.15

～0.15

0.20

～0.20

0.25

～0.25

0.30

～0.30

0.35

～0.35

0.40

～0.40

0.45

～0.45

0.50

～0.50

0.55

～0.55

0.60

～0.60

0.65

～0.65

0.70

～0.70

0.75

～0.75

0.80

～0.80

0.85

～0.85

0.90

～0.90

0.95

～0.95

1.00

～1.00

1.05

～1.05

1.10

～1.10

1.15

～1.15

1.20

～1.20

1.25

～1.25

1.30

～1.30

1.35

～1.35

1.40

～1.40

1.45

～1.45

1.50

～1.50

1.55

～1.55

1.60

～1.60

1.65

～1.65

1.70

～1.70

1.75

～1.75

1.80

～1.80

1.85

～1.85

1.90

～1.90

1.95

～1.95

2.00

～2.00

以上

ε局所空気交換効率（ ｐ）

相対

頻度

（％）

case1-1-1（第１種、空調なし）case1-1-2（第１種、温風暖房）case1-1-3（第１種、床暖房）case2-2-1（第２種、空調なし）case2-2-2（第２種、温風暖房）case2-2-3（第２種、床暖房）case3-1-1( )第３種、空調なしcase3-1-2（第３種、温風暖房）case3-1-3（第３種、床暖房）

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の空間相対頻度分布

空調なし

図２　 LDKの ε ｐの空間相対頻度分布

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case1-1-1 　　　　　　 ( 第１種、空調なし )

( １ )case1-1-1 　 ( 第１種、空調なし )

＜全体　 0.54回 /h＞

＜＞内は換気回数

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

＜ 0.64 回 /h ＞

＜ 0.75 回 /h ＞＜ 0.74 回 /h ＞

0.1

0.1

0.1

1.2

1.2

1.2

1.2

1.0

1.4

1.41.4

0.8 1.0

＜ 0.63 回 /h ＞

完全拡散　

換気効率が良い

換気効率が悪い

1.0

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

ε ｐ

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case1-1-1 　　　　　　 ( 第１種、空調なし )

( １ )case1-1-1 　 ( 第１種、空調なし )

＜全体　 0.54回 /h＞

＜＞内は換気回数

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

＜ 0.64 回 /h ＞

＜ 0.75 回 /h ＞＜ 0.74 回 /h ＞

0.1

0.1

0.1

1.2

1.2

1.2

1.2

1.0

1.4

1.41.4

0.8 1.0

＜ 0.63 回 /h ＞

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

ε ｐ

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case1-1-2 　　　　　　 ( 第１種、温風暖房 )＜全体　 0.56回 /h＞

＜＞内は換気回数

case1-1-3 　　　　　　 ( 第１種、床暖房 )＜全体　 0.57回 /h＞

0.1

0.1

0.1

1.2

1.4

1.0

1.0

＜ 0.67回 /h＞ ＜ 0.70回 /h＞

＜ 0.74回 /h＞ ＜ 0.73回 /h＞

0.1

0.1

1.2

1.2

1.21.0

0.2

1.2

1.4

＜ 0.72回 /h＞ ＜ 0.66回 /h＞

＜ 0.72回 /h＞ ＜ 0.71回 /h＞

ε ｐ

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

　　 ( ３ )case1-1-3　　　　　　　　　　　　 ( 第１種、床暖房 )

　　 ( ２ )case1-1-2　　 ( 第１種、温風暖房 )

　　 ( ３ )case1-1-3　　　　　　　　　　　　 ( 第１種、床暖房 )

　　 ( ２ )case1-1-2　　 ( 第１種、温風暖房 )

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case1-1-2 　　　　　　 ( 第１種、温風暖房 )＜全体　 0.56回 /h＞

＜＞内は換気回数

case1-1-3 　　　　　　 ( 第１種、床暖房 )＜全体　 0.57回 /h＞

0.1

0.1

0.1

1.2

1.4

1.0

1.0

＜ 0.67回 /h＞ ＜ 0.70回 /h＞

＜ 0.74回 /h＞ ＜ 0.73回 /h＞

0.1

0.1

1.2

1.2

1.21.0

0.2

1.2

1.4

＜ 0.72回 /h＞ ＜ 0.66回 /h＞

＜ 0.72回 /h＞ ＜ 0.71回 /h＞

ε ｐ

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

空調方式（温風暖房、床暖房）による差は見られない。

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case2-2-2 　　　　　　 ( 第２種、温風暖房 )

( ４ )case2-2-2 　 ( 第２種、温風暖房 )

＜全体　 0.53回 /h＞

＜＞内は換気回数

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

ε ｐ

＜ 0.66回 /h＞ ＜ 0.67回 /h＞

＜ 0.67回 /h＞ ＜ 0.68回 /h＞

1.2

1.21.2

1.00.9

1.3

0.1

0.1

0.20.5

＜ 0.39回 /h＞ ＜ 0.26回 /h＞

＜ 1.28回 /h＞ ＜ 1.41回 /h＞

0.6

0.5

1.1

1.3

1.1

1.31.5

0.6

0.9

0.7

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case3-1-2 　　　　　　 ( 第３種、温風暖房 )

( ５ )case3-1-2 　 ( 第３種、温風暖房 )

＜全体　 0.59回 /h＞

＜＞内は換気回数

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

ε ｐ

＜ 0.43回 /h＞ ＜ 0.95回 /h＞

＜ 0.86回 /h＞ ＜ 1.03回 /h＞0.8

1.21.1

1.0

0.90.9

　　　　　　 機械排気口

　　　　機械給気口

　　　　自然給排気口

case3-3-2 　　　　　　 ( 第３種、温風暖房 )

( ６ )case3-3-2 　 ( 第３種、温風暖房 )

＜全体　 0.58回 /h＞

＜＞内は換気回数

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

ε ｐ

LDKアンダーカット２倍（ H200×W200㎜）

和室ドア開放

　　 ( ４ )case2-2-2　　　　　　　　　　　　 ( 第２種、温風暖房 )

　　 ( ２ )case1-1-2　　 ( 第１種、温風暖房 )

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.1

0.1

0.1

1.2

1.4

1.0

1.0

＜ 0.67回 /h＞ ＜ 0.70回 /h＞

＜ 0.74回 /h＞ ＜ 0.73回 /h＞

ε ｐ

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

　　 ( ６ )case3-3-2　　　　　　　　　　　　 ( 第３種、温風暖房 )

＜ 0.66回 /h＞ ＜ 0.67回 /h＞

＜ 0.67回 /h＞ ＜ 0.68回 /h＞

1.2

1.21.2

1.00.9

1.3

0.1

0.1

0.20.5

＜ 0.43回 /h＞ ＜ 0.95回 /h＞

＜ 0.86回 /h＞ ＜ 1.03回 /h＞0.8

1.2 1.1

1.0

0.90.9

第２種 第３種第１種

第１種機械換気が最も良好な空気環境

まとめ

①床暖房は、温風暖房と比較して室内上下温度差が小さく、 温熱環境は良好である。

②空調なしの場合は、暖房時に比較して ε ｐの分布が広範囲に渡り、相対頻度の最大値が小さくなる。

③暖房時は空気が室内で完全拡散する為、 換気効率が向上し、 ε ｐは空調方式 ( 温風暖房及び床暖房 ) による差が見られない。

④換気方式によって換気効率に差が見られる。 第１種機械換気では、全ての居室で ε ｐが1.0を超えるが、第２種機械換気では洋室１、洋室２で、第３種機械換気では LDK、和室で1.0以下となり、第１種機械換気に比較して換気効率が悪くなる。

⑤換気量は、換気方式に関わらず設定換気風量 (0.5回 /h)を超え、第３種、第１種、第２種機械換気の順に少なくなる。

Wa Aa

CSa-1 CSa-2

CSa-3 CSa-4

CSa-5 CSa-6

CSb-1CSb-2

CSb-3CSb-4

CSb-5CSb-6

CSc-1

CSc-3

CSc-5

CSd-1CSd-2

CSd-3CSd-4

CSd-5CSd-6

WdWc

Wb

CE-1

CE-2 CE-3

CE-4

Ac Ad

Ab

CSc-2

CSc-4

CSc-6

洗面室

浴室

収納トイレ

洋室１ 洋室２

K

LD 和室

解析対象の概要

図１　解析対象の概要

• 片廊下型板状タイプの中間階・中間住戸

• 専有面積 77㎡の３LDK

• 天井高　居室： 2.5m　　　　　その他： 2.1m

CS ：天井給気口（ 150×150mm）　　　 CE ：天井排気口（ 150×150mm ）　　　 W ：壁給排気口（ 150×150mm）

A ：エアコン（ H300×W840×D250mm）

床暖房を設置する範囲

＊室内のドアにアンダーカット（ H100×W200mm）を設置する。

解析方法

汎用流体解析ソフト (STREAM)を用いて、換気方式、給排気口の位置、空調方式 ( 温風暖房及び床暖房 ) を変化させた場合の室内温度分布と空気齢＊１を用いた局所空気交換効率 (ε ｐ ) の解析を行う。

＊１ : 空気齢は、外気が室内に供給されてからある点に到達する　　 までの平均時間であり、短いほど新鮮な外気が供給される　　　　 程度を示す。

換気効率は、空気齢を用いた室内の換気の良否を示す指標である局所空気交換効率 (ε ｐ ) を用いて評価する。

評価方法

τp ：局所空気齢（ s ）　　 τn ：名目換気時間（ s ）V ：室容積（ m3 ）　　　　　 Q ：換気量（ m3/s）

τ n

τ pε p＝ （ 1 ） V

Qτ n＝ （ 2 ）

局所空気交換効率（ εp ）は完全拡散の場合に 1.0となり、値が大 きいほど換気効率が良い ことを示す。

暖房方式( /吹出 発熱温度）

case1-1-1 CSa-1　 CSb-1 なしcase1-1-2 (32℃温風暖房 ）case1-1-3 28℃床暖房（ ）case1-2-1 CSa-6　 CSb-6 なしcase1-2-2 (32℃温風暖房 ）case1-2-3 28℃床暖房（ ）

CSa-1　 CSb-1 CE-2　 CE-3第１種 CSc-1　 CSd-1 CE-4

機械換気 CSa-2　 CSb-2CSc-2　 CSd-2CSa-4　 CSb-4CSc-4　 CSd-4CSa-5　 CSb-5CSc-5　 CSd-5CSa-3　 CSb-3CSc-3　 CSd-3

case2-1-1 CSa-1　 CSb-1 なしcase2-1-2 28℃温風暖房（ ）case2-1-3 第２種 28℃床暖房（ ）case2-2-1 機械換気 CSa-6　 CSb-6 なしcase2-2-2 28℃温風暖房（ ）case2-2-3 28℃床暖房（ ）case3-1-1 CE-2　 CE-3 なしcase3-1-2 28℃温風暖房（ ）case3-1-3 第３種 28℃床暖房（ ）case3-2-1 機械換気 なしcase3-2-2 28℃温風暖房（ ）case3-2-3 28℃床暖房（ ）case3-3-1 第３種機械換気 CE-2　 CE-3 なしcase3-3-2 LDKアンダーカット 28℃温風暖房（ ）case3-3-3 2面積 倍 28℃床暖房（ ）

case解析 換気方式 給気口位置 排気口位置

CE-1CSc-1　 CSd-1

CE-1CSc-6　 CSd-6

case1-3-1 なし

case1-4-1 CE-1 なし

なし

case1-6-1 CE-1 なし

CSc-6　 CSd-6

case1-5-1 CE-1

case1-7-1 CE-1 なし

Wa　Wb　Wc　WdCSc-1　 CSd-1

Wa　Wb　Wc　Wd CE-4

Wa　Wb　Wc　Wd CE-4

Wa　Wb　Wc　Wd CE-1

Wa　Wb　Wc　Wd

Wa Aa

CSa-1 CSa-2

CSa-3 CSa-4

CSa-5 CSa-6

CSb-1CSb-2

CSb-3CSb-4

CSb-5CSb-6

CSc-1

CSc-3

CSc-5

CSd-1CSd-2

CSd-3CSd-4

CSd-5CSd-6

WdWc

Wb

CE-1

CE-2 CE-3

CE- 4

Ac Ad

Ab

CSc-2

CSc-4

CSc-6

洗面室

浴室

収納トイレ

洋室１ 洋室２

K

LD 和室

解析 case表１　解析case

図１　解析対象の概要

解析条件

表２　解析条件計算コード 　ソフトウェアークレイドルＳＴＲＥＡＭ Ｖｅｒ．７乱流モデル - ε標準ｋ モデル

・壁面境界条件は、風速は一般化対数則、温度は温度対数則。℃ 20℃・南北壁は外部（外気温０ ）、東西壁、床、天井は隣室（室温 ）と接する。

23W/ K・北壁面、南壁面には、熱伝達係数 （㎡・ ）を与える。　 　 9W/ K東壁面、西壁面、床面、天井面には、熱伝達係数 （㎡・ ）を与える。

　・温風暖房 エアコン室内ユニットに流速境界を与える。　 　 　 ( )・床暖房 床面 合板 に面発熱を与える。

・吹出温度、発熱温度は、ＬＤＫのＳＥＴ＊ 22℃ ( )を となるように設定 表１参照 。　 　 80m・機械換気設定風量 3/ 0. 5 /ｈ（換気回数 回 ｈ）

　 　 　 ℃・機械給気口 流速境界 流入温度 ０　・機械排気口 流速境界　 　 ℃・自然給排気口 自然流入流出境界 流入温度０

1. 0cm・住宅の気密性能は、 2/m2 2. 2W/ (m、熱損失係数は 2 K)・ とする。漏気は、　 cm外壁面に４ 2(α 3. 86cmＡ： 2) 20の隙間を ヶ所設置し、自然流入流失境界を与える。

境界条件

暖房条件

流入流出条件

空気齢の概念

空調・換気による供給空気が室内のある点に至るまでに要した時間を示す変数を空気齢という。給気口から室内評価点までの平均到達時間が短いほど、空気が 汚染される可能性は低く、新鮮な空気が到達しやすいと 判断できる。

本研究では、室内の換気の良否を示す指標である局所空気交換効率を用いて評価する。

局所空気交換効率 (ε ｐ ) ＝名目換気時間局所平均空気齢

排気口

評価点 P

　空気齢図　空気齢の概念図

給気口

第１種機械換気システムは給気ファン、排気ファンの両方を設置し、換気を行う。

室内の圧力を自由にコントロールすることが出来、部屋単体で換気システムを完結したい場合に用いられる。

第２種機械換気システムは給気ファンを設置し、排気は自然排気により行なう。

室内の圧力が正 圧に保たれるため、室内の空気を清浄に保ちたい部屋に用いられる。

第３種機械換気システムは排気ファンを設置し、給気は自然給気により行なう。

室内の圧力が負圧に保たれるため、汚染質が発生しやすい部屋で用いられることが多い。

機械換気システムの概要

　　 ( ４ )case2-2-2　　　　　　　　　　　　 ( 第２種、温風暖房 )

　　 ( ２ )case1-1-2　　 ( 第１種、温風暖房 )

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

局所空気交換効率 (ε ｐ ) の分布と換気回数

0.1

0.1

0.1

1.2

1.4

1.0

1.0

ε ｐ

図３　代表的な caseの ε ｐの分布と換気回数 ( 床上1.1m)

　　 ( ６ )case3-3-2　　　　　　　　　　　　 ( 第３種、温風暖房 )

1.2

1.21.2

1.00.9

1.3

0.1

0.1

0.20.5

0.8

1.2 1.1

1.0

0.90.9

第２種 第３種第１種

0.67回 /h 0.70回 /h

0.74回 /h 0.73回 /h

0.66回 /h 0.67回 /h

0.67回 /h 0.68回 /h

0.43回 /h 0.95回 /h

0.86回 /h 1.03回 /h

全体

0.58回 /h

全体

0.56回 /h

全体

0.53回 /h

19

1610

8

17

2317

17181710

20

洋室１収納LD K

温度分布

図４　代表的な caseの温度分布（鉛直断面X ）

（１） case1-1-2

（３） case3-1-2

（４） case3-1-3

17

17

21

19

222115

17

18

洋室１収納LD K

20

21

19

18

19

21

19

19

14

洋室１収納LD K

61820

2314

18

10

21 21

洋室１収納LD K

（２） case1-1-3

第１種

温風暖房

第１種

床暖房

第３種

床暖房

第３種

温風暖房

温度（℃）

5

10

15

20

25

0

30

鉛直断面 X

温度分布

図４　代表的な caseの温度分布（鉛直断面X ）

（１） case1-1-2

（３） case3-1-2

（４） case3-1-3

1717

21

19

222115

17

18

61820

2314

18

10

21 21

（２） case1-1-3

第１種

温風暖房

第１種

床暖房

第３種

床暖房

第３種

温風暖房

19

1610

8

17

2317

17181710

20

洋室１収納LD K

20

21

19

18

19

21

19

19

14

洋室１収納LD K

温度（℃）

5

10

15

20

25

0

30

鉛直断面 X

温風暖房時は、上下温度差が大きくなる。

第１種

床暖房

19

1610

8

17

2317

17181710

20

温度分布

図４　代表的な caseの温度分布（鉛直断面X ）

（１） case1-1-2

（３） case3-1-2

（４） case3-1-3

（２） case1-1-3

温度（℃）

5

10

15

20

25

0

30第１種

温風暖房

第３種

床暖房

第３種

温風暖房

61820

2314

18

10

21 21

洋室１収納LD K

17

17

21

19

222115

17

18

洋室１収納LD K

20

21

19

18

19

21

19

19

14

鉛直断面 X

床暖房時は、上下温度差が小さくなる。

19

1610

8

17

2317

17181710

20

洋室１収納LD K

17

17

21

19

222115

17

18

洋室１収納LD K

20

21

19

18

19

21

19

19

14

洋室１収納LD K

61820

2314

18

10

21 21

洋室１収納LD K

温度分布

図４　代表的な caseの温度分布（鉛直断面X ）

（１） case1-1-2

（３） case3-1-2

（４） case3-1-3

（２） case1-1-3

第１種

温風暖房

第１種

床暖房

第３種

床暖房

第３種

温風暖房

温度（℃）

5

10

15

20

25

0

30

鉛直断面 X