6.環境研究

6.環境研究風力発電の騒音源となるのは翼から発生する空気の渦高くすることによりによるものが代表的であり、この渦によって発生する空気の騒音の減衰を速め振動が人の耳に達すると騒音となって聞こえます。騒音のた低 騒 音 の 翼 の中でも高周波のものは短い距離で減衰するのに対して、低開発を行っていま周波のものは減衰しにくい特性があります。そのために、翼す。

形状を工夫して、翼から発生する渦を微細化して、周波数を■ 地球環境と都市・建築：サステナブルな都市・建築環境の創造
大学院工学研究科建築学専攻／石川幸雄(特任教授)、永井久也(教授)、寺島貴根(准教授)、北野博亮(助教)

我が国の建設分野における二酸化炭素排出量は全産業のうち約1/3を占めているとも言われ、この分野での環境対策は急務です。建築環境工学・建築設備分野では、空間の快適性をデザインすると共に、地球環境時代にふさわしい都市や建築の環風車の翼先端の流れ（左：一般的な先端形状では渦が発生する。
右：先端形状を工夫すると渦が減衰する）

境およびそれらを実現する設備を研究しています。エネルギー負荷低減、自然エネルギー利用、エネルギー有効利用などの技術をパッシブやアクティブに適用し、地球にやさしく周辺環境と調和し、健康で快適な都市・建築環境の創造を目指します。

■21世紀の環境問題に挑む窒化物半導体の研究
大学院工学研究科電気電子工学専攻オプトエレクトロニクス研究室／平松和政（教授）、三宅秀人（准教授）、元垣内敦司（助教）

20世紀末に開発された窒化物半導体は、21世紀の環境問題を解決するエレクトロニクス材料の牽引車であります。照明用ディスプレイ用の発光ダイオード（LED）をはじめ、高出力・高周波トランジスタ、高効率太陽電池など、省エネルギーを可能にする材料です。本研究グループでは、窒化物半導体をベースに次世代の紫外線発光デバイスの開発に挑むことと、LEDによる新しい照明文化の創造に取り組んでいます。

窒化物半導体は、従来からあるSi（シリコン）やGaAs（ガ環境研
究◎ 電子線励起紫外線発光デバイスの開発◎ 環境調和型バイオミメティック建築に関する研究◎ 蓄熱槽の最適設計に関する研究

バイオミメティクス(生体模倣技術)とは、生物が持つ合蓄熱槽は、建築空調における太陽熱・深夜電力利用、理的な機能を取り込んだ技術のことです。人間は汗をかピークカット・ピークシフト運転などを可能にする建築設備いたり、衣替えをしたりして体温を適切に維持する仕組みです。本研究では水蓄熱槽を対象に、連結完全混合型を持っています。同様の仕組みを建築に応用して、パッシの槽内混合特性や温度成層型の各種流入口流入特ブに外壁表面を水分蒸発で冷却したり、季節によって外性に関して研究を行なっており、より優れた蓄熱槽の開壁の日射吸収・反射性状を変えることにより室内の空調発に寄与しています。

負荷を減らすことができるような「汗かき建築」「衣替え建リウムヒ素）とならび家電製品をはじめとするエレクトロニ

波長200〜300nmの紫外光源は、細胞内のDNAを破クス製品にはなくてはならない材料です。1970年代から、壊する殺菌・消毒効果、水や大気の浄化、医療・バイオ

窒化ガリウム（GaN）をはじめとする窒化物半導体は青色光源、半導体プロセス、光学測定など、多くの環境用、医性能に代表される省エネルギー性能とその設備計画・運LEDの材料として研究開発がなされました。当初は高品療用、工業用光源として用いられています。従来の紫外用を含めたシステム全体での省エネルギー性能に大別さ質なGaN結晶を作製することが困難でしたが、1980年代光源として、水銀キセノンランプや重水素ランプがありまれます。本研究では、 建築物の外皮断熱性能の現場実後半以降に高品質なGaN結晶を作製する技術が開発

すが、効率、短寿命、水銀の有害性といった課題がありま測により簡易に実測する手法の開発を行なっています。

され、1990年代前半に高光度の青色発光ダイオードがす。本グループでは、窒化物半導体AlGaN超格子をター開発されました。これにより、LEDやディスプレイ、信号機、ゲットとして用いた電子線励起による深紫外光源を共同バックライトなどに使われるようになりました。さらには白色研究で試作しました。さらに、高効率、長寿命を可能とす

LEDの開発により、白熱電球、蛍光灯に代わる省エネルる電子線励起深紫外発光源の開発と実用化を目指してギー照明器具の光源として期待されています。今後は、います。

汗かき建築の実験（平成22年8月）

建築物の省エネルギー性能には、建物単体での断熱衣替え建築の実験（平成21年8月）◎ 太陽熱利用・ソーラー建築に関する研究
日本では太陽光利用というと太陽電池が主流ですが、電気への変換効率はまだまだ低く、室内暖房への利用と高光度可視光LEDの開発が一層進む一方で、紫外光発光素子の開発に向かっています。

築」を研究しています。

◎ LEDによる新しい照明文化の創造

一方、窒化物半導体は高温で安定、高出力・高周波で次世代の照明は、場所と目的に応じて必要な明るさとの増幅器、整流器が可能という特徴を持っているので、省色彩をもたらす照明文化（ユビキタス照明）が必要とされエネルギーのエレクトロニクスデバイス、システムの構築のています。小型で自由な明るさと色彩をもたらすLEDはこ開発も盛んに行われています。

れに適しています。本研究グループでは、LEDの照らし方◎ 建築物の省エネルギー性能評価手法に関する研究して考えた場合、効率の点から太陽光の熱をそのまま利用することがリーズナブルです。日本での太陽熱利用システムにおける最適な設計や運転方法について研究しています。

◎ ポーラスコンクリート舗装の蒸発冷却効果

窒化物半導体に関する研究は、「三重大学新産業創を工夫する技術や新しいLED照明のあり方を考える研究

近年、ヒートアイランド対策の一環として保水性舗装が成研究拠点」に活動基盤をおき共同研究を軸に実施してを行っています。また、伝統工芸とLEDを組み合わせた新普及してきました。舗装材料内に保持された水分が蒸発います。また、本研究グループは「三重大学極限ナノエレク

たな照明を開発しています。

することにより舗装面を冷却する効果があります。舗装面トロニクスセンター」にが冷やされることにより照り返しを減じ、都市空間での温属し、センター内外の活熱感を和らげます。その効果を数値的に確かめるため、本動を通して、常識をくつ研究ではポーラスコンクリート舗装の実験を行うと共に、がえす新規エレクトロニ多孔質材料内での熱と水分の同時移動現象としてモデ

クスデバイスの開発を目ル解析を行なっています。

◎ 地下構造物の空調熱負荷算定手法に関する研究
地下構造物は通常の地上建物とは異なり、その周辺の膨大な熱容量を有する土壌に囲まれています。従って、その熱的な設計を行う際には、周辺地盤の熱性状および降雨などによる 水分の影響を十分な精度で予測する必要があります。本研究では、上記の点を考慮した地下構造物の熱的設計手法の開発を行なっています。

◎ 集合住宅共用部のエネルギー使用実態とその予測手法に関する研究
近年、建築物の省エネルギー化は進んでいますが、集合住宅共用部分のエネルギー消費実態は殆ど明らかとなっていません。集合住宅における省エネルギー対策は、住宅個々の消費エネルギーに加えて共用部分での消費エネルギーをも含めて全体の省エネルギー化を図ることが必須と言えます。本研究では、集合住宅共用部での年間の消費エネルギー実態を明らかにすると共に、それらを適切に予測・評価する手法の開発を行なっています。

指しています。以下に研究例を紹介します。

伊勢形紙を用いたLED感性系照明
窒化物半導体を用いた電子線励起紫外線発光デバイス

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環境研究