通風:戸建住宅通風解析

解析の概要

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速度分布+
  速度ベクトル平面図 1FL+1.0m

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速度分布+速度ベクトル断面図

【戸建住宅通風解析】

 戸建住宅の建設において、省エネルギーの観点から自然換気解析によって、住宅内を快適な住環境を実現することが重要視されつつあります。このために、計画段階で、窓などの開口部を検討しておくことが求められます。

 

【上記画像の説明】

 ある戸建住宅に対して、外部に風が吹き、その風が住宅内に流入した際に、住宅内を通り抜けしやすい箇所や滞留しやすい箇所を確認する事が可能です。

 

解析の詳細

     


    図7 速度分布+速度ベクトル平面図 1FL+1.0m

     


    図8 速度分布+速度ベクトル平面図 2FL+1.0m

     


    図9 速度分布+速度ベクトルパース断面図1

     


    図10 速度分布+速度ベクトルパース断面図2

     


    図11 1階を通り抜ける流跡線パース図

     


    図12 2階を通り抜ける流跡線パース図

     

【解析結果】
 風向Sの風が開口部を通り、住宅内1階、2階部分をそれぞれ通り抜ける様子がみられます(図7、図8参照)。しかし、1階、2階において、一部滞留する領域がみられる(図7白枠内、図8白枠内参照)ことから、開口部の位置を変更するなどの設計案の変更や対応策を講じる必要があるものと考えられます。
 以上より、WindPerfectを適用することで、戸建住宅の設計段階において、住宅内の通風状態を確認できます。また、同時に、住宅に設置する開口部位置の妥当性や有効性も確認することが可能です。

・解析の目的
 戸建住宅の建設において、省エネルギーの観点から、エアコンなどの機械空調設備を用いることを最小限にして、自然エネルギーを利用した快適な住環境を実現することが重要視されつつあります。その一つに住宅内の通風を検討することが挙げられます。このため、戸建住宅の設計初期において、窓などの開口部が適正な配置の検討が重要となります。本解析事例では、WindPerfectによって、CADデータで作成した戸建住宅をインポートの上、解析モデルとし、そのモデルに開口部をレイアウトしています。そして、それらの開口部によって、戸建住宅内に及ぼす気流の分布を把握することを目的としています。
・解析の内容
 解析空間の大きさは80m×80m×40mとし、総格子数は1,736,960としました。解析の対象となるモデルは、地方都市に建設される戸建住宅(図1、図2参照)であり、開口部を住宅外壁や内壁に設置しました。

  • 図1 解析モデル1 全体表示 南東より俯瞰

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  • 図2 解析モデル2 全体表示 北西より俯瞰

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  • 図3 解析モデル3 2階部分表示 南東より俯瞰

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  • 図4 解析モデル4 1階部分表示 南東より俯瞰

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    【解析条件】
     一定風速を流入・流出境界に適用しました。なお、このアプローチ風の速度分布の設定には通常べき乗則を用います(べき乗側の式は以下に示します。)。また、住宅内で発生する熱負荷に関しては考慮しません。   風向・風速は、当該都市の5年間の気象データを集計し、この期間における最多の風向S、平均風速3.18m/secを採用しました。なお、気象台高さは15mであり、粗度区分はⅢ(べき乗値0.2、一定風速高さ10m)を採用しました。


  • 図5 風向頻度(5年分)

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  • 図6 高さ方向の平均風速分布

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