準実大模型を用いた都市空の 気温分布に関する野外実験 1023255 新川浩司 研究目的 ヒートアイランド現象の顕在化 都市の熱環境についての社会的関心 都市空間内の熱環境の解明 準実大模型（1/5スケールモデル）を用い 3次元的に空間内の気温分布状況を調べる 観測エリア全景写真 （長辺100m×短辺50m） 観測対象エリア z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 実験概要 p q 12 36 Ｘ1 36点 C Ｘ2 36点 B 36点 Ｘ3 A 測定場所：日本工業大学・1/5スケール モデル内中央付近 センサー276点使用 観測期間：8/1から現在も測定中 24時間常時測定 47度 47度 熱流板固定壁 r s t u 54 36 24 36 z [cm] z/H 点数 14 0.093 36 44 0.293 36 84 0.56 36 119 0.793 36 151 1.007 36 175 1.167 48 202 1.347 48 276 v北w 北 細線熱電対詳細 54 36 12 水平アングル 33 X1 X2 75 X3 75 42 42 33 33 56点 Ｘ4 Ｘ5 56点 Ｘ6 56点 D F E 75 X4 75 X5 X6 42 42 33 熱電対コネクタ アングル支柱 熱電対センサ部分 (細線接点） Y1 Y2 Y3 Y4Y5 Y6 Y7 Y8 熱電対配置図 南 ：超音波風速計 Z7 Z6 Z5 Z4 H=119cm 南 Z3 H=84cm Z2 H=44cm Z1 H=14cm H=202cm H=175cm H=151cm 図１ 熱電対立面図 多点気温測定用熱電対設置状況 測定場所及び測器設置場所 小ピンコロ 熱電対 街路 空間 測定場所 田 ん ぼ 入 り 口 CADAC21・ 収納ボックス 測定小屋 CADAC2・ 収納ボックス 熱電対センサー詳細 ※平均気温を 測定するため には全点欠測 なしの状態が 良いので1日か ら2日ごとに熱 電対溶接機で メンテナンスを 詳細図 する。 詳細図 感温点 クロメル （線形0.05mm） コンスタンタン (線形0.05mm) 溶接ポイント 0.2m m 0.2mm ※温度センサー・溶接ポイント ※熱電対は5秒に1回の 注意事項 サンプリングで測定し、 熱電対先端は細線であるため、クモの巣・ 平均的な場の測定を測 風・雨・カラスの害を受けやすく、すぐに切れ るのに使用している。 熱電対溶接機 てしまう。 比較結果 （2005/12/17） ①空間平均気温の時間変化 ②冬季晴天日の空間平均気温の鉛直分布 ③水平断面・鉛直断面気温分布 ①空間平均気温の時間変化 ・時間変化に伴う水平面内の平均気温との差を表した図 z/H 19時以降は 温度差が 一様になる 0 3 6 9 12 15 z/H=1.35の水平面内平均気温との差 18 21 時刻 （℃） 地表面は放射冷却が弱いため暖かい 日中屋上面は日向になるため暖かい 放射冷却が弱いため0時 屋上面が一番日があたるため Roof Wall-Z5 から7時では地表面の 日が入りにくい下層とでは 夜間は屋上面が一番放射冷却が強いため冷える Wall-Z4 Wall-Z3 蓄熱効果が表れ暖かい。 気温差が1℃近くもでる。 Wall-Z2 街路内は日が入りにくいため低い Floor Wall-Z1 Floor w all-z3 Roof 表面温度[℃] 10 w all-z1 w all-z4 w all-z2 w all-z5 5 0 -5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ・5分割した建物の各層水平面内の平均温度 16 17 18 19 20 21 22 23 時 ②冬季晴天日の空間平均 気温の鉛直分布 1:00 7:00 13:00 19:00 9時から17時 3:00 9:00 15:00 21:00 1.5 弱風（0.4m/s） ・風がなければ街路内の 空気は混ざらず温度差 が現れる。 ・風が強くなるにつれて 街路内の空気は混ざ り上空との気温差は小 さくなる。 5:00 11:00 17:00 23:00 1時から7時 17th 微風（0.2m/s） 1.2 z/H 0.9 0.6 0.3 0 -1 0 1 T －T 1.35H ・時間変化に伴う水平面内の 風速（ｍ/ｓ） 平均気温との差を表したグラフ 19時から23時 風速[m/s] やや風あり（0.8m/s） 2 1.5 1 0.5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 時間（ｈ） 2.4 ③水平断面・鉛直断面気温分布 1.9 1.4 0.9 0.4 日向 それぞれの断面内の平均値からの 偏差を現した分布図 -0.1 -0.6 -1.1 X2立面図 熱電対設置場所 -1.6 日陰 x212171100 2.4 表面温度に対比した気温分布が見られ、 X2 1.9 X2 日向・日影の影響が一致している。 11:00 1.4 0.9 0.4 -0.1 -0.6 -1.1 -1.6 Z1平面図（地面から14cm） z112171100 街路内日向・日影状況（11時） 夜間の放射冷却状況 2.4 1.9 1.4 0.9 0.4 建物 -0.1 -0.6 -1.1 -1.6 x212170000 夜間地表面が放射冷却をするにあたり 街路中央は建物に邪魔されず空が見え るため冷却が強く、そして、建物付近の 地面では建物に邪魔され空が見えにくい ため冷却効果が弱い。また、日が最後ま で当たっていた事により放射冷却が弱い。 2.4 1.9 建物 近くに建物があるため 1.4 放射冷却が弱い。 13時 14時 0.9 12時 0.4 -0.1 街路中央 周りに建物がないため -0.6 放射冷却が強い。 -1.1 -1.6 z112170000 午前から日向 であるため暖 まっている 12/17 日の入り前 日射状況 14：00 結論 冬季の気温分布の特徴として…. ・静穏な夜間は地表面の蓄熱効果が現れ上空 より床面付近が暖かくなる。 ・日中は屋上面が日向となり、日影となる床面 付近が相対的に低温となる。 ・風速が0.5m/s程度以上になると街路内の空気 が混ざり気温が一様化する。 ・夜間の表面温度は、天空率を反映した分布と なる。
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