: 9 9 8 年度 日本 建 築 学 会 関 東 支部研 究報 告集 21 大空間内温度 ・ 湿度の空間分布と時間変化に関する検討 ー 1 ) 大 ( その 規 模 屋 内 プ ル の 温 湿 度 と壁 体 の 吸 放 湿 性 状 に 関す る夏期 実 測 正会員 ○ 清水 同 1序 屋内プール は一般 に温度 ・ 湿度等の空間的、時間的変 岳 *1 同 *1 同 近 *2 藤 靖史 ・ 池世欧啓 3 藤 原 誠 菊 ー ス ラ はト やキャッ トウォ クな どがある。東側 の 2階 ベ レ ル には観客席があ り、局所的に空調 され ている。 化が大きい空間である。 また、屋根がテ フロン膜な ど また西側回廊は立席 となっている。東西外壁 面 (FL■ 1 0m で構成 され る膜構造である場合が多 く、太陽光導入 に よる光環境 の向上や照明エネル ギー削減 などが期待 で 付近)には自然換気 口が設 け られてい る。表 1に 外皮条 件・ 空調条件 を、表 2に 測定項 目を示す。 きる反面、外気温度 ・日射 などの外部環境の影 響を受 け やす い。検討対象 とす るプール には観客席があ り、一 つの空間に着衣量お よび運動量の異なる人が混在す る このよ うな状況では、両者 の快適性 を維持す るために、 局所的に空調 を行な うことが一般的である。今回屋 内 ブールの快適性 を確認す ることを 目的 として、夏期 に 温湿度 の実測 を行 い 、検討 した。 また壁体サ ンプル の 重量変化 の測定か ら室内湿度に影響 を与 える壁体の吸 放湿現象について検討 した。 2実 測概要 検討対象 とした横浜市内にある屋 内プール の内観 を 断面図および測定点を図 1、2に 示 写真 1に 、平面図 ・ す。屋根は部分的に二重膜であ り、内膜は幅 4.5mの も のが 8枚 東西方向に延び、更に外膜で覆 う構造にな っ ている(ただ し二重膜内は密封状態ではない)。膜間に 写 真 1屋 内プー ル 内観 空 調条 件 表 1外 皮条 件 ・ 構造 :SRC造3階建 プールサイド西側 :フロートガラス(t=15耐 天丼:テフロン膜 (一部分二重膜)日 射透過率 :外膜 13%外 膜+内膜6% 日射吸収率 :外膜13%外 膜 +内膜13% 東側 プ ー ル サイド(換 気 +必 要 時 曖 房 ): 15‐58100CMH)、 丸形 ノズル 500o(3874× 西側 プ ー ル サイド(換 気 +必 要 時 曖 房 ): 窓 下吹 出 (4900CMH) И 00× 200(2080× 15・31200CMH) 精 円形 ノズノ 楕 円形 ノズル 1500× 200(3400× 6=20400CMH) ー ブリ ズ 長 さ2000(300× 16=4800CMH) 13■ 12000Ch414) 観 客席 (空調 制御 ):ア ネ モ 300o(924× 室 内 温度 設 定 :プ ー ル サイド(一般 30℃ 大 会 時28℃ )、 観 客席 (大会 時 の み 冷房 26℃ ) 天 丼 内機 械 換 気 :365× 4=1460CMH 天 丼 内 自然 換 気 :換 気 口面 積 (西側 3368m2、 東側 33 488nf) 設 定水 温 :一 般 28℃ 大 会 時 26℃ 図 1プール平面図 18日 ∼ 22日 :全天 日 外 気 温湿 度 :lヶ所 (屋上 ) 空 間 温 湿 度 :①観 客席 側 上 下 3点 、② 中央 部 上 下 6点 、③ 立席 側 上 下 6点 自然 換 気 ロ (自然排煙 目を兼用) 天 丼 面温 度 :観客席 側 1,点 膜 表 面温 度 :外膜 (中央 部 、立席 側 の 計2点 )、 内膜 (中央 部 、立席 側 の 計 2点 ) 床 表 面 温 度 :観客 席 側 、立席 側 の 計 2点 グロー ブ 温度 :観客 席 (h=37m:観 客席 床 レベ ル か ら1 lm)、 立席 (h=51m:立 席 床 レベ ル か ら1 lm) FL■13660 FL+10660 FL+10160 FL+7400 壁 体 重量 : FL+5100 FL+4000 アネモ FL+ 温 湿度 計 を用 いてそれ ぞれ 5分 毎 に 自 図2プー ル断面図 OP :嚢 憬 昌 護 5T -245- :放射温度計による壁面 ・ 水面 ・ 床面温度 (1 遊泳者数および観客者数(1時間毎) ー ー スモ ク・ ジェネレ タによる可視化 3実 測結果および考察 3:8月 21日 15:00∼21:30)には立席側 空間温度 と比 ベ 晴天 日(8月 20日 と 8月 21日 )の実測デー タに基づ いて検討を行な う。表 3に 各 日の空調 ・ 換気 の運転モー て 2℃ 程度低 く抑 え られ てお り、観 客席 にお け る局所 空調 の効果 が確認 で きる註1)。図 5に おい て 8月 20日 では 9:00に 東側 プ ール サイ ド給気温度 が 50℃近 くに ドを示す。 3、4に 各気象条件 の 日変動 。 を示す。 また図 5に 空調 換気 の給気温度お よび空間温 度 の 日変動 を示す。 図 5に おける観客席側空間温度 と まで達 してい る。 これ は立席側 空 間温度 が設 定温度 で ある 30℃ (表 1参 照)よ りも低か つたた めに、一 時的 して h=37m、 立席側空間温度 として h=5.lm(それぞれ の床 レベルか ら+1.lm)を代表点 として示 した。 32垂 直温度分布 31温 度の 日変動 図 に暖房運転 となった もの と考 え られ る。 図 6、7に垂 直温度分布 を示す。 図 5に おいて立席側空間温度は両 日とも外気温度 (図 8月 20日は観 客席 の 局所 空調 が作動 してお り、8月21日 の8:00∼15:00(モー ド2)よ り2℃程度 低 く抑 え られ て い 4参 照)に追従 して変化す る。 これは立席側 では機械換 気を行 つてい ることによる。 一方観客席側空間温度 は 変動 が小 さい。 これ は空調 に よって制御 され ていた た 局所空調を運転 していない場合 (モー ド 2:8月 21日 8:00∼15:00)については立席側空間温度 とほぼ同 じで あるが、観客席 の局所空調 を運転 してい る場合 (モー ド 表3運転モード モード モード1 モー ド2 モード3 る (図6(3)、7(3)参照)。また図6(3)にお いて 時 間的 な め と考 え られ る。 逆 に図7(3)にお い て変動 が大 きい の は、空調 を停 止 していた の で、 ブ ー ル サ イ ド居住域 に お け る機械換 気 によつて外気 の影響 を受 けたため と考 時間 帯 居 住 域 外 気 冷房 ●l御 観客席冷房 天 丼 内機 械 換 気 天 丼 内 自然 換 気 8 月 2 0 日8 : 0 0 ∼2 1 : 3 0 ○ ○ ○ ○ 8月 21日 8:00∼ 15:00 ○ ○ ○ 8月 21日 15:00∼ 21:30 ○ ︵ モ ヽ３じ嘱 案 ｍ Ｋ 劇 じ颯 な 口 К 畑 ︵ Ｉ ゝ＞ ０一¨ Ｎ︸ ０一¨ ヾ︸ ０一¨ ０︸ ００¨ ∞一 ００¨ ＯＮ ００ Ｎ倒 〇０ 一 一 一Ｏ Ｎ 一 一● ゛ 一 ０９ 〇 一 ００¨ ∞︶ Ｏ● ＯＮ ００ ＮＮ 翌ヽ 介 Ｊ悩畷密撃 ０ ０¨ ０一 ︲ ｌ ｌ 立 ︲ 側空間温度 ‖ ￨ N‖ 観 客 席側 ‐ 空 間 温度 信1儡 1霞 III:卜 指 ト 4 ︱ レ ４ ︵ 悩頭 ｐ︶ ″コ を ︱理 ￨￨￨￨IJ: ¨ 珈 蕪 9 0 絶対湿度の 日変動 図 4外 気温度 ・ … 5 0 「■ r― ― T― 馳I邸 観客 席給 気温度 〇９ｏ” ００マ一 1_]￨￨￨￨ ウ ︽じ超嘔 ￨IT 1日TT 電くＪ悩嘔密製 J ００ ∞一 週￨ 一●Ｎ” ０〇一一 ︵ 悩頭 ｐ︶ 東側プ サイド給気温度 ヽ ０一¨ ヽＮ ︱ 気 ︱ 外 ￨ ￨￨￨￨￨ 隆対湿度 1阜 ￨￨￨￨￨ ール _ Ｏ一¨ ０鋼 ｆｌ 含じ 悩 唄 +T千 「 FI ０一¨ ∞” '￨ 0 ルo 白 ０９ 〇 一 09 一９ ヾ ” ０９ Ｎ 一 ● ０● ０ 一 0● 観客 席給 気 温度 ' ￨￨￨￨￨￨￨￨ 鼎 ００¨ Ｎヽ ００¨ ＯＮ Ｏ一¨ ∞” ０一¨ り一 一一¨ ヾ” -246- ０一¨ Ｎ” ０一¨ ０一 ０９ ｏ ， 一０ 一 一 〇Ｏ Ｎ 一 一０ 一 一 図 5空 調 ・ 空間温度の日変動 換気給気温度 ・ ｍ剛剛 Ｅ ︶ ︿ 碇 1 Ю 00 ￢ 2000 1 30 2囲 00 0 0 25 30 35 40 45 25 30 35 40 4525 30 35 40 45 測責(0 測 (i)立 席側 責(℃) (2)中 央部 温 25 30 35 40 4525 30 35 40 4525 30 35 40 45 度(℃) 腋 〈 0 (3)観 客席側 雄 (1)立 席側 図 6垂 直温度分布(8月20日) (り (2)中 央部 ( ℃) 腫 (3)観 客席側 図 7垂 直温度分布(3月 21日 ) え られ る。外膜 ・ 内膜間における空間温度は時間的な変 16000 外膜面 14000 600 33垂 直絶対湿度分布 図 8に 8月 21日 における 絶対湿度 の垂 直分布 を示す。観客席側 において 18:00 2000 ０ ０ ︰ ︲ 12100 一 ・ 31罵1 1 的小 さい。 これは前述 の とお り、 日射熱 の大部分 が二 I E 6000 重膜で吸収 された ことによる効果であると考えられ る。 4000 また立席側居住域は 33℃程度に達す る場合がある註"。 ￨ 0100 ︲ i2000 内膜面 熱 を吸収 し、 この熱 の影響 を強 く受けてい るためと考 え られ る。 内膜以下の空間では上下間 の温度差は比較 000 一 動が大きくなってい る(図 6(2)、7(2)参照)。これは膜 間の トラスやキャ ッ トウォー クあるいは膜 自体が 日射 Tヤ 18:00 1ヽ 〉 ′ ` 12:00 饉 1 0 18 20 22 24 2618 20 22 24 2618 20 22 24 26 の絶対湿度が小さくな っている (図 8(3)参照)。これは モー ド 3の 時間帯であ り、観客席 の局所空調 により冷 鯛 献 υ 暉) 鰯 (1)立 席側 却・ 除湿 されていたための効果である と考え られる。 ま た立席側 ・ 中央部において、外気を導入 している 12:00、 (2)中 離 lg/kg) 鯛 央部 ) 融 υkぜ (3)観 客席側 図 8垂 直絶対湿度分布(8月 21日) 18:00には外気の絶対湿度に ほぼ近い値 (図 4参 照)を 示 してお り、空間内 の湿気 を効果的に除去 している と 間 に放 湿 してい る こ とが分 か る。 壁体 か ら放 湿 され 始 考えられ る。 34グ ロー ブ温度 と空間温度の比較 急激 に上昇 してい る。 これ は壁 体 か ら空 間内 に放湿 さ めた直後の 7:00∼8:00に 、FL+16120(llull)の 絶対湿度 が 9に グロ 図 ー ブ温度 の 日変動 を示す。 立席側 空間温度 の上昇時 に 絶対湿度 に れ てい るた め と考 え られ る。 FL+1800(llull)の グロー ブ温度が高 くな り、下降時にグロー ブ温度が低 くなる傾向が見 られ る。 立席側 はガラス窓面が多 く、 は空 間上部 で壁体 か らの 吸放湿 が活発 に行 なわれ て い 日射 の影響 により空間温度が上昇す るとともに放射受 熱量 も多い ことによる。観 客席 について は局所空調 が ー 運転 されてい る時間帯で グ ロ プ温度は立席側 よ り 2 ∼3℃低 く抑 えられてお り、ほぼ良好な環境であった と 想 され る。 8:00以 降 も昼間は放湿 され続 けてい るが、 思われ る。 8月 20日 の方が 多い。 これ は 8月 20日 の 方が室 内の 35壁 体重量 と絶対湿度の関係 図 10に 壁体サ ン ブルの重量の変化 と室内絶 対湿度 の 日変動 を示す。壁 を 体重量は 8月 20日 と 8月 21日 の平均値 (≒323.8g〉 基準に した割合で表わ した。壁体は夜間に吸湿 し、昼 つい て は、 この よ うな吸放 湿現 象 は顕 著 でない。 これ るが、空 間下部 にお いての この影響 は小 さい もの と予 絶対湿度 の上 昇が見 られ な い。 これ は 8:00か ら機械換 気 が運 転 され 、外 気絶対 湿 度 の影響 を強 く受 けたた め と考 え られ る (図 4参 照)。放湿 量 は 8月 21日 に比 べ て 絶対 湿度 が低 いた め、放湿 されや す い 状 況 に あ つた も の と思われ る。 11に 36壁 体 吸放湿量 とプー ル蒸発量の比較 図 ー の ル 水 面か ら 蒸発 量 を示 壁 体 か らの吸放 湿 量 と、 プ ―-247-― 35 34 33 35 2,7キ 撃早 ー鼎 立席 側グ ロ 立席 側 空 間 温 度 34 IИ ‖ ￨ プ温 度 33 ￨￨￨ ￨￨￨￨￨ )￨… 崎: 2 1 号 ー 立席側グロ ブ温度 ￨￨￨￨￨￨￨￨￨ p32 通3 1 唄3 0 p32 通31 嘔30 Ｏ● ＯＮ ００ ＮＮ Ｏ● ＯＮ ００¨劇Ｎ ０９ 〇 一 〇９ 〇 一 〇９ 寺 一 〇９ Ｎ 一 ０● ０ 一 〇０¨ ∞ ０９ 一 一 〇９ 〇 一 2フ 〇９ 一 一 28 2フ ０， Ｎ 一 29 28 〇０ 一 一 29 図 9グ ローブ温度の 日変動 35 1010% 30 1005% _ d盤 路 中央 都 絶 対 湿 度 (FL+16120) ￨￨￨￨￨IJ斗 995, 1015% 型 ゝ︶ → 悩 脳 荻颯 トイ 1010% ︱︱ 化 ︱︱ (3月 20日 ) ︱︱ 量 ︱ ︱︱ 壁 ︱ 1015% (FL+16120) 1005% ￨￨￨￨ 1/11 ― 中 央部 擬1 対湿 度 (FL+11, 0 0 ) ００ ∞ 一 ０や ０ 一 ０● ● 一 ０● Ｎ 一 ０● ０ 一 ００¨ り一 〇０¨ ●一 ０● 製一 ０や ０” ０〇一 〇 図 10壁 体サンプルの重量と室内絶対湿度 (3月 20日 ) ( 3 月2 1 日 ) ￨ 壁体 吸 放 湿量 ￨ 湘 上 軍 ￨レ : ︱発 ︱ ￨ ︱ 一 ︱﹂ ︱プ ー ︵ く 翌︶ ■ 嗽檬 ￨￨￨￨ プールコ 判 ロ ︲ ︲ ． ︱劉︲ ︵ く “〓︶ 唱駅撼 壁体 吸放 湿量 ０ ９ ＮＮ ０９ ０Ｎ ０９ ∞ 一 〇９ 〇 一 〇９ ゛ 一 ０● Ｎ 一 〇９ ｏ 一 ０９ 〇 一 〇９ ● 一 〇Ｏ Ｎ 一 ０● ０ 一 ０９ Ｎ 図 11壁 体吸放湿量とプール蒸発量 す註3)。明け方の 6:00か ら 13:00頃にかけて壁体か ら の放湿量が大きい ことが分か る。 プール水面か らの蒸 発 量 は空調 に よつて制御 され てい る時 間帯 (8:00∼ 21:30)でほぼ一定 となつてい る。 4ま とめ 今回の夏季実測か ら以下に示す結果が得 られた。 11観客席 の空間温度は局所 空調 により、プール サイ ド に比べて 2℃程度低 く、絶対湿度は 2g/kピ 程度低 い。 ー l_21観 客席 の局所空調 の停止時には、プ ル サイ ドにお ける機械換気の影響 が観客席 の温熱環境 に現れ る。 O二 重膜以下の空間では上下間の温度差は小 さい。 ④壁体における吸放湿は室内湿度に影響 を与える。 ⑤ 日中のプールサイ ドにお ける空間温度 ・ 絶対湿度は外 * 1 武 蔵工業大学 学生 * 2 武 蔵 工業大学 助教授 工博 * 3 川 本 工業 気 とほ ぼ同様 な変 化 を示 す 。 く 註 1〉 大会時はプールサイ ドの設定温度は 2 8 ℃となり、観客席の空 間温度は実測時よりも低くなると予想される。 く 註 2〉立席の利用形態は通過空間、 もしくは短時間の滞在空間であ り、温熱環境的には大 きな問題はないと考えられる。 〈 壁体か らの吸放湿量は、空間内に吸放湿材料が 2500ボ (壁体 註 3〉 サンプルの約 50000倍)存在すると想定 し、これにサンプル壁体重量 の変化量 をかけて算定 した。 またプー ル蒸発量は、対流熱伝達率を l kca1/ポ h℃ とし、ルイスの関係か ら湿気伝達率を求め、プー ル水 温の飽和絶対湿度 と水面近傍 (中央部+18m)の 絶対湿度 の差に湿気伝 達率をかけて算定 した。 <謝辞〉本実測 を行 うにあた り、 (財)横浜市 スポー ツ振興事業団 の関 三浦信之氏、国島隆志氏、武蔵工大技術員 安達 係各位 、川本工業 ・ 健吾氏、同大学院生 ・ 荻田俊輔氏、藤村淳 一氏、入交麻衣子氏より多 大なご協力を頂 きました。 ここに記 して謝意を表わ します。 く 参考文献〉高橋 ・ 小林 ガヽ 磯・ 菊池、寒冷地に建 つ屋内プー ルの温熱環 春季 ・ 境に関する実測調査 (その 4)冬季 ・ 夏季 の温熱環境、空気調和 衛生工学会学術講演会議演論文集、199510 Student Membetヽ lusashi lnstitute of Techn010gy _Assoc Prol,Musashi lnstitute ofTechno圏 、DIEng Kawamoto lndustries,Ltd ―- 2 4 8 -
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