1.はじめに
高エネルギー加速器研究機構（以下、ＫＥＫ）には、実験機材の保管を目的に複数のテントハウスがある。テントハウスは夏場に、気温が著しく上昇するため空調機を導入している例がある。本件では2020年に観測・収集した、外気とテントハウスの温湿度データ比較に関して、報告する。
2.テントハウスの配置と空調設備
ATFテントハウスは、先端加速器試験棟の北側に位置する。周辺には遮るものはほとんどないため、テントハウスは日差しと通風が充分な位置にある。寸法は幅15m、奥行30m、高さ6m、容積450 ㎡。テントハウス内の空調設備は、16kw容量の空調機がテント北面に2台、設置されている。一般的に16kw空調機の仕様は事務所用途で120 ㎡程度である。テントハウスは一般建屋に比べ、断熱性能が劣る上に高さが6mと、事務所の平均的な高さの2倍あり、通常考える設備設計上、空調能力32kwでは「パワー不足」といえる。図１　ＡＴＦ白テント
3.テントハウス内の温湿度
建物の規模に比し「パワー不足」の空調設備がテントハウス内において、どのような温湿度環境を作るかについて、説明する。つくば市の気象データは、KEKより11km南に位置する気象研究所にて測定されるデータである。テントハウス内の温湿度データは、民生品の温湿度データロガーで測定、収集される。 KEKは気象研究所より北に位置すること、その他状況の違いゆえ、夜間および早朝はつくば市の気温より低くなっている。日照がある時間帯においては、テント内の方が外気より気温が高くなる傾向である。日照が無いもし
3–1   1月－3月の温湿度比較（つくば市とAFTテント）
テントにおいて1月から3月は、空調は運転しない。 2020年1月から3月における、つくば市（外気）とテント内の温湿度データを比較する。はじめに、気温の比較を見る。図４　２０２０年３月１５日　つくば市とテント内の気温外気比でテントの気温が高かった3月15日の例では、外気比で+11. 15℃の気温差を記録した。外気比でテントの気温が低かった2月4日の例では、外気比で- 7. 65℃の気温差を記録した。日中においては、日照がある晴天ではテント内の気温が高い傾向であった。夜間早朝に外気温が上がっても、テント内の気温が低いままの現象も見られた。推測としてこの現象は床面コンクリートの蓄熱効果により、テント内気温の上昇が妨げられているものと考えられる。 1月から3月の平均気温でみると、テントハウス内は外気比で＋1. 27℃高かった。次に、湿度の比較を見る。外気比でテントの湿度が高かった３月11日の例では、+4. 9g/㎡の湿度差を記録した。外気比でテントの湿度が低かった3月28日の例では、−5. 28g/㎡の湿度差を記録した。外気の湿度変化に対し遅延して、テント内の湿度変化が現れたがこれは、コンクリートが持つ「湿気の吸脱着性」と考えられる。 1月から3月の平均絶対湿度差は0. 1g/㎡と、ほぼゼロであった。図７  2 0 2 0年3月2 6 − 2 9日つくば市とテント内の湿度3–2   4月－6月の温湿度比較（つくば市とAFTテント） 2020年4月から6月における、つくば市（外気）とテント内の温湿度データを比較する。冷房運転開始は、テント内湿度の低下が見られ始めた、6月9日と考えられる。はじめに、気温の比較を見る。外気比でテントの気温が高かった6月7日の例では、+10. 15℃の気温差を記録した。図8 ２０２０年６月７日　つくば市とテント内の湿度外気比でテントの気温が低かった6月26日の例では、−4. 25℃の気温差を記録した。 4月から6月における平均気温でみると、テントハウス内は外気比で＋1. 74℃高かった。 6月9日から冷房運転を始めたが、テントハウス内が外気より高気温となった。図９  ２０２０年６月２６日つくば市とテント内の湿度次に、湿度の比較を見る。外気比でテントの湿度が高かった5月14日の例では、+5. 84g/㎡の湿度差を記録した。図１０　２０２０年５月１４日　つくば市とテント内の湿度外気比でテントの湿度が低かった6月26日の例では、−14.41g/㎡の湿度差を記録した。空調機が機能し、充分な除湿が行われていると考えられる。 4月から6月の平均絶対湿度差は、テントハウスが外気比で−2. 96g/㎡の湿度差であった。 6月26日はテント内が外気と比べ、低くなる気温差と、低くなる湿度差が見られた。 3–3    7月－9月の温湿度比較（つくば市とAFTテント） 2020年7月から9月における、つくば市（外気）とテント内の温湿度データを比較する。はじめに、気温の比較を見る。外気比でテントの気温が高かった8月25日の例では、+5. 75℃の気温差を記録した。外気比でテントの気温が低かった9月7, 8日の例では、−6. 25℃の気温差を記録した。どちらのデータも外気温は、29°C～31°C程度でほぼ同じであるがなぜ、このように気温の差が出たかについて更に、分析する必要がある。 7月から9月における平均気温でみると、テントハウス内は外気比で−0. 78℃低かった。全停電期間が3日間あるのでそれを考慮すれば更に、テントハウスの気温は低くなったと考えられる。この期間全体でみると、猛暑日は意外に、テント内外の気温差が小さくなる傾向が見られた。次に、湿度の比較を見る。外気比でテントの湿度が高かった9月26, 27日の例では、−1.5g/㎡程度の湿度差であり、外気とほぼ変わらない湿度となった。この結果の理由としては、外気温が17°C程度でテント内もほぼ同じ気温であり、設定温度より低い気温のため、冷房運転が行われなかったと考えられる。図1  4図１５　２０２０年９月２日　つくば市とテント内の湿度外気比でテントの湿度が低かった9月2日の例では、−18. 69g/㎡の湿度差を記録した。この時の外気は、気温29. 1℃Cで湿度88%。降水量は16mm/日と比較的強い雨が降っていたと思われる。こうした条件下で空調機は、強力な除湿性能を発揮した。これらの結果は、空調機の除湿特性を分析するうえで、興味深いものである。 7月から9月の平均絶対湿度差は、テントハウスが外気比で−10. 72g/㎡の湿度差であった。 3–4    10月－12月の温湿度比較（つくば市とAFTテント） 2020年10月から12月における、つくば市（外気）とテント内の温湿度データを比較する。はじめに、気温の比較を見る。外気比でテントの気温が高かった12月4日の例では、+7. 35℃の気温差を記録した。気温データから、晴天時の日中は、テント内気温が高くなるという特性が表れた。図1 6外気比でテントの気温が低かった11月20日の例では、−5. 75℃の気温差を記録した。この日の気象データによると、日平均気温が21.4℃と11月で最も高くなっている。 10月から12月における平均気温でみると、テントハウス内は外気比で+1. 39℃高かった。次に、湿度の比較を見る。外気比でテントの湿度が高かった11月21日の例では、+4. 99g/の湿度差を記録した。前日の11月20日は気温とともに湿度も高かったため、床面コンクリートにもたらされた水分が翌21日に放出され、外気より高い湿度を記録したと考えられる。図１８　２０２０年１１月２１日　つくば市とテント内の湿度外気比でテントの湿度が低かった10月3日の例では、−8. 87g/㎡の湿度差を記録した。この時の外気は、気温23. 8℃で湿度72%。テント内の気温はほぼ外気と同じで、湿度は30%台であった。夏場と比べ、湿度差は小さくなっている。 10月から12月の平均絶対湿度差は、テントハウスが外気比で−0. 29g/㎡の湿度差であった。 ２０２０年１０月３日　つくば市とテント内の湿度図１１９
4.まとめ
1–3月期のテント内は、外気比で平均＋1. 27℃高かった。湿度の平均は、テント内外ほぼ同じ。 4–6月期のテント内は、外気比で平均＋1. 74°C高かった。湿度の平均は、外気比で−2. 96g/㎡の湿度差。 7–9月期のテント内は、外気比で平均–0. 78℃低かった。湿度の平均は、外気比で−10. 72g/㎡の湿度差。 10−12 月期のテント内は、外気比で平均+1.39℃高かった。湿度の平均は、外気比で−0.29g/㎡の湿度差でほとんど差が無かった。日照があるとテントの気温は、外気より高くなる傾向があり、外気比で10℃以上高い時間があった。日照がない雨天曇天時や、早朝夜間は気温差が少なかった。テント内気温は、冷房が運転される7-9月のみ外気より平均気温が低く、それ以外は平均で1.5℃程度高くなった。外気の気温、湿度の変化より遅延して、テント内の温湿度が変化する現象が見られた。床面のコンクリートが持つ、蓄熱性と湿気の吸脱着性によるものと考えられる。冷房期において、空調効果による気温低下は少なかったが、湿度低下は著しく、外気比で平均10g/㎡以上低くなった。最高で−18. 69g/㎡の湿度差を記録した。
5.今後の課題
2021年に2台中1台の空調機がダウンし、以後は1台のみでの空調機運転となったが、2023年度3月には再び、空調機2台となる見込みである。データロガーの温湿度センサーの劣化が原因で、2021年以降のデータには信頼性が弱まったと思われるので、それらを交換する。空調機、測定機器とも万全な状態にした上で、以下の課題に関しても研究を進める。 ・空調機台数の違いによる温湿度変化・外気からの水分流入量と空調機による除湿量の定量的検討