自然換気オフィスビルにおける熱的適応快適性(1)研究概要
背景

目的 自然換気は室内の温度を下げるだけでなく、執務者の熱的快適性にも影響を与えることが示唆されている。

 日本での実測の現状として、住宅や年間空調オフィスでのデータに比べてデータのまだ少ない自然換気オフィスにおいて実測を行い、室内環境と執務者の快適性の関係を示す。

 人間の環境への適応能力により、室内快適温度は外気温度に応じて変動することが明らかになっている。

 現場実験に基づく、適応を考慮した快適性の指標“Adaptive model（適応モデル）”の研究が世界各国で進められている。

 日本のような高温多湿気候や季節による気温差の大きい地域で利用できる適応モデルの構築に貢献する。

 “Adaptive model”を用いた環境設計により、中間期では特に空調の使用期間が短くなり、不必要な空調用エネルギー消費を防ぐことができる。

Table-1 Comparison of PMV and Adaptive model
Adaptive model

予想平均温冷感

適応モデル

基づく
データ

実験室実験

現場実験(自然換気可能な実際の空間)

課題

実環境での温熱感覚と違いがある

日本での実測に基づくデータが少ない

PMV = (0.303𝑒 −0.036𝑞𝑀 + 0.028) 𝑞𝐿
𝑞𝐿 : thermal load on body, W/𝑚2
𝑞𝑀 : metabolic heat production, W/𝑚2
ASHRAE Thermal
sensation scale

算出
方法

Indoor operative temperature(℃)

PMV

実測地： 東京大学駒場キャンパス
アドミニストレーション棟
日本女子大学西生田キャンパス
九十年館A棟実測期間： 2012.7～9, 2015.9 ～
計測方法：ブロックごとに移動して計測。同時に申告調査も行う。

実測調査の項目
ASHRAE 55-2010 adaptive
method thermal comfort zone

𝑂𝑝𝑡𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 = 0.31𝑇𝑜 +17.8

Monthly mean outdoor temperature(℃)

温熱感覚の６要素から温冷感を予測

実測概要

回帰式によって外気温から快適温度を予測

環境測定項目： 室温、 グロ ーブ 温度気流、相対湿度、 気流 等
申告調査項目： 温冷感申告、 快適感、活動量、 着衣量 等
温冷感申告

１
非常に寒い

２
寒いM easuring
instrum ent

３やや寒い

４中立

５
やや暑い

1/2

６
暑い

７
非常に暑い

Occup ants

Figure-1 Measurement method

加藤研究室・大岡研究室・菊本研究室
Kato Lab., Ooka Lab., and Kikumoto Lab.

自然換気オフィスビルにおける熱的適応快適性(2)調査結果

PMV

Frequency

1008060
40
200

TSV(scale B)

6PMV
CPMV = 0.149To + 0.6608
R² = 0.0837

543CB = 0.1588To + 0.0011
R² = 0.0698

211 2 3 4 5 6 7Thermal sensation

21222324252627
Indoor operative temperature (˚C)

Figure-2 Comparison of PMV and thermal sensation
votes (FR mode) PMVで予測された温冷感は実際の温冷感よりもやや暑い側に予測される。

Comfort temperature (˚C)

Griffiths 法を用いた快適温度の予測
35343332
3130
2928
27262524
23
22
2120

Tcg'
Tcg
Tc'
Tc

𝑇𝑐𝑔 = 𝑇𝑖 + (4 − 𝐶ሻ/𝑎+17.8

𝑇𝑐𝑔 ：Griffiths法による快適温度[℃]
𝑇𝑖 ：室内温度[℃]
𝐶：温冷感申告𝑎：回帰係数[/℃]（𝑎 = 0.5と仮定ሻ

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Outdoor air temperature(˚C)

Figure-3 Comfort temperature and outdoor airtemperature (FR mode)

Comfort temperature (˚C)

TSV(scale B)

32313029282726252423222120

直線回帰による快適温度

Tc''
Tc'

𝑇𝑐′ = 0.45𝑇𝑜 + 16.34

Tc

32
313029282726252423222120𝑇𝑐′′ = 0.45𝑇𝑜 + 16.34 −0.0012𝑇𝑜3 + 0.10𝑇𝑜2 − 2.66𝑇𝑜 + 20.07
𝑁 = 210, 𝑟 = 0.88+17.8

②④

③Tc'
Tc'
Tc

① 外気温度が17℃以下の時、室内の快適温度は24℃でほぼ一定である。
直線回帰による快適温度
𝑇𝑐′ = 0.21𝑇𝑜 + 21.52(𝑁 = 1079, 𝑟 = 0.59ሻ

曲線回帰による快適温度
𝑇𝑐′′ = 0.21𝑇𝑜 + 21.52−0.0015𝑇𝑜3 + 0.10𝑇𝑜2 − 1.94𝑇𝑜 + 11.51
𝑁 = 1079, 𝑟 = 0.65+17.8

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35(2) 8 9 10 11 12 13 14 15Outdoor
air temperature (˚C)
Figure-4 Comfort temperature and outdoor
air temperature (1)FR mode (2)Mixed-mode
Proportion of control in use cooling, pCL (%)
Proportion of windows open, pw (%)

1.2(𝑁 = 210, 𝑟 = 0.86ሻ

曲線回帰による快適温度①19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32(1) 14 15 16 17 18 Outdoor
air temperature (˚C)

Comfort temperature (˚C)

120

7

Thermal sensation

140

快適温度と適応行動

Proportion (%), clo value (clo)

PMVと現場実験の実測値との比較

Proportion of control in use heating, pHT (%)
clo value, Icl (clo)② 冷房の使用頻度が高いとき、外気温度が高くなるほど室内の快適温度は低くなる。
③ 暖房の使用頻度が高いとき、外気温度が低くなるほど室内の快適温度は高くなる。

10.8
0.6
0.4
0.2
08 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35④ 外気温度に応じた室内の快適温度の変化が大きいとき、着衣量の変化が大きく、窓開放の割合が高い。

 本研究の場合、従来の回帰係数𝑎 = 0.5は快 Figure-5 Adjustment behavior and outdoor • Free-running (FR) mode：空調未使用時
適温度の予測に適さなかった。
air temperature (Mixed-mode)• Mixed-mode: 全データ
Outdoor air temperature (ᵒC)

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加藤研究室・大岡研究室・菊本研究室
Kato Lab., Ooka Lab., and Kikumoto Lab.