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外気利用型個別分散空調システムを有する大空間オフィスの室内環境に関する研究
(第３報 )種々の外気利用モードにおける室内環境性能の比較分析
UDAKA Ryoma, KOTANI Hisashi, YAMANAKA Toshio, MOMOI Yoshihisa,SAGARA Kazunobu, TANAKA Hiromasa and KAWADA Kosuke
Study on Indoor Environment Applying Multi-split Air-conditioning System utilizing Outdoor Air in Open-plan Office(Part3) Comparison of Indoor Environment in Various Outdoor Air Utilization
１．はじめに
前報 1) では、建物概要及び秋期測定の概要と結果につ
いて述べた。本報では、既報 2) で報告した様々な空調外
気利用モード条件下で集計した温度・CO2 濃度・自然換気
窓の開放枚数について、各空調モードで詳細検討、比較
分析を行った。
２．測定概要
表１に測定スケジュールを示す。CASE2 ～ CASE4 の床吹
出しパッケージエアコンでは外気を室内へ供給する外気
冷房運転を行い、CASE3 と CASE4 のヒートポンプデシカン
ト調湿外気処理機では外気供給による換気を行う。CASE1
から CASE4 までは外気を利用した空調方式を追加してい
く形となっており、これらを CASE5 の機械空調時と比較
した。CASE4 及び CASE5 の天井 PAC の設定温度は 28℃と
した。右端列の自然換気量は重力換気によるものであり、
3.2 の考察で用いている。図１にオフィス平面図、図２に
BEMS 測定項目を示す。平均室温及び平均 CO2 濃度値には、
既報の測定で得られた温度及び CO2 濃度の全測定点の平均
値を用いた。測定の詳細については既報を参照されたい。
自然換気窓の枚数は 4F が 23 枚、5F が 24 枚である。外気
温は PH 階で常時測定されている BEMS データを使用した。
外気利用 個別分散空調システム 大空間オフィス
室内環境
正会員〇宇高 遼馬 *1 同 甲谷 寿史 *2
同 山中 俊夫 *2 同 桃井 良尚 *3
同 相良 和伸 *4 同 田中 宏昌 *5
同 川田 康介 *5
図３ 室内温度と外気温の相関
図４ 室内温度と窓開閉枚数の相関
CASE1(10/19) CASE2(10/21) CASE3(10/18) CASE4(10/20) CASE5(10/26)
平均室温
[℃
]
外気温 [℃ ]
28
25
26
27
2416 2420 2818 2622 30
10
4F5F
12
18
16
14
8
開放窓枚数
[枚
]
平均室温 [℃ ]
24
12
4
16
8
20
024 25 2726 28
10
4F 5F
12
18
18
16
16
14
8
開放窓枚数
[枚
]
平均室温 [℃ ]
24
12
4
16
8
20
024 25 2726 28
10
10
4F 5F
12
12 18
161614
148
8
開放窓枚数
[枚
]
平均室温 [℃ ]
24
12
4
16
8
20
024 25 2726 28
10
10
4F 5F
12
1218
18
16
14
8
図５ 窓開閉枚数と CO2 濃度の相関
CO2濃度
[ppm]
開放窓枚数 [枚 ]
1000
600
800
900
500
700
400840 201612 24
1010
4F5F
1212
1818
16
14 148
CO2濃度
[ppm]
開放窓枚数 [枚 ]
1000
600
800
900
500
700
400840 201612 24
1010
4F5F
1212
18
18 16
16
14148
8
CO2濃度
[ppm]
開放窓枚数 [枚 ]
1000
600
800
900
500
700
400840 201612 24
1010
4F5F
121218
18
16 16
14
1488
CO2濃度
[ppm]
開放窓枚数 [枚 ]
1000
600
800
900
500
700
400840 201612 24
10
4F5F
1818
1616
10-14 12-148
8
CO2濃度
[ppm]
開放窓枚数 [枚 ]
1000
600
800
900
500
700
400840 201612 24
1010
4F5F 12
121818
16
16
14
14
8 8
開放窓枚数
[枚
]
平均室温 [℃ ]
24
12
4
16
8
20
024 25 2726 28
10
4F 5F
1218
18
16
16
14
8
8
開放窓枚数
[枚
]
平均室温 [℃ ]
24
12
4
16
8
20
024 25 2726 28
10
10
4F 5F
12
12
18
18
16
16
14
14
8
8
平均室温
[℃
]
外気温 [℃ ]
28
25
26
27
2416 2420 2818 2622 30
10
4F5F
12
18 16
14
8
平均室温
[℃
]
外気温 [℃ ]
28
25
26
27
2416 2420 2818 2622 30
10
4F5F
1218
16148
平均室温
[℃
]
外気温 [℃ ]
28
25
26
27
2416 2420 2818 2622 30
10
4F5F
12
1816 14
8
３．測定結果と考察
3.1 各ケースでの平均室温と外気温、窓開閉の相関
図３に平均室温と外気温の相関、図４に平均室温と窓
開閉枚数の相関を示す。図中の数字は時刻を示している。
CASE1 と CASE3 では、図３より外気温が最高 28℃を越え、
NaturalVentilation
Under FloorAir Conditioning
Desiccant Air handling unit
Multi-split AirConditioning date
Flow Rate (13:00-14:00)
[m3/h]
CASE1 ◯ × × × 10/19 40982CASE2 ◯ ◯ × × 10/21 42627CASE3 ◯ ◯ ◯ × 10/18 25495CASE4 ◯ ◯ ◯ ◯ 10/20 42670CASE5 × × ◯ ◯ 10/26 787
表１ 測定スケジュール
図１ オフィス平面図図２ BEMS 測定項目
(図１の模式図,図６と図７の表記に対応)
Void(West)
Middle Floor
Void(East)
Glass duct
9000
9000
9000
9000
9000
9000
9000
9000 9000 9000 9000 9000 9000 4500mm
N
Office Floor Area 4F 2775 m3
5F 2467 m3
Middle Floor 202 m3
Ceiling Hight 3.5 m Room Volume 18345 m3
corridor
Natural Ventilation Opening
Meeting room
NW
SW
NE
SE
・4方位のゾーンに区別
・ペリメータでは温度のみ計測
温度・CO2 濃度
温度・CO2 濃度
温度・CO2 濃度
温度・CO2 濃度
温度のみ
温度のみ
温度のみ
温度のみ
平均室温
[℃
]
外気温 [℃ ]
28
25
26
27
2416 2420 2818 2622 30
10
4F5F
12
18 16 14
8
26.6 26.6 26.6 26.6 26.7 26.7 26.8 26.8 27.0 27.0 26.8 26.8 27.3
26.7 26.9 26.9 27.0 27.1 27.4 27.5 27.1 27.3 27.3 27.1 27.3 27.8
27.0 26.9 27.0 27.1 27.1 27.1 27.1 27.1 27.2 27.5 27.3 27.0
27.2 27.1
27.1 27.5
27.2 27.6
27.4 27.4
27.4 27.5 27.8 27.7 28.0 27.8 27.9 27.6 27.7 27.5 27.5 27.5
27.5 27.7 28.2 28.2 28.3 28.0 28.1 28.0 27.9 27.7 27.6 27.5 27.4
30.0 30.0 30.0 30.0 29.4 29.4 29.3 29.3 28.8 28.8 28.7 28.7 29.0
24.0 24.0 24.7 24.7 24.9 24.9 25.2 25.2 25.2 25.2 25.3 25.3 25.5
24.3 24.8 24.7 24.6 24.9 24.6 24.8 25.0 25.4 25.8 25.8 26.0 26.3
24.8 25.0 25.1 25.1 25.2 25.2 25.3 25.5 25.6 26.3 26.0 26.0
24.6 26.0
24.1 25.8
24.8 26.1
24.6 25.9
24.8 24.9 25.2 25.4 25.7 25.9 26.1 25.8 25.9 25.7 25.6 25.3
24.8 24.9 25.4 25.6 26.0 26.0 26.5 25.9 26.0 25.8 25.4 25.0 24.2
25.8 25.8 25.9 25.9 26.5 26.5 26.7 26.7 26.0 26.0 26.4 26.4 26.3
26.6 26.6 26.5 26.5 26.6 26.6 26.8 26.8 26.9 26.9 26.9 26.9 27.4
26.5 26.7 26.5 26.7 26.8 27.1 27.1 26.9 27.2 27.2 27.3 27.2 27.7
26.6 26.7 26.7 26.7 26.6 26.7 26.9 26.8 27.1 27.3 27.0 27.0
26.8 26.9
26.8 27.1
26.8 27.2
27.0 27.1
27.0 27.1 27.4 27.4 27.5 27.3 27.5 27.2 27.5 27.0 27.0 27.1
27.1 27.2 27.8 27.8 28.1 27.8 28.6 27.8 27.6 27.4 27.1 27.3 27.4
30.1 30.1 29.9 29.9 29.4 29.4 29.3 29.3 29.4 29.4 29.1 29.1 29.0
25.9 25.9 26.1 26.1 26.3 26.3 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 27.3
26.0 26.1 26.0 26.3 26.5 26.7 26.4 26.4 26.7 26.8 26.8 26.9 27.4
26.3 26.3 26.3 26.6 26.5 26.6 26.6 26.8 27.0 27.2 26.9 26.9
26.3 26.8
26.3 26.7
26.4 26.5
26.6 27.0
26.4 26.4 26.1 26.5 26.6 26.1 26.4 26.3 26.4 26.6 26.6 26.7
26.2 26.4 26.7 26.7 26.4 26.4 26.6 26.2 26.5 26.7 26.7 26.5 26.5
28.8 28.8 29.0 29.0 28.5 28.5 28.3 28.3 29.4 29.4 29.4 29.4 28.3
25.2 25.2 25.3 25.3 25.5 25.5 25.9 25.9 26.2 26.2 25.9 25.9 26.2
25.3 25.5 25.4 25.5 25.9 26.3 26.3 26.0 26.6 26.3 26.5 26.1 26.6
25.7 25.6 25.6 25.9 25.9 26.2 26.3 26.1 26.4 26.2 26.1 26.0
26.0 25.7
26.1 25.9
26.2 26.0
26.2 25.9
26.5 26.5 26.8 26.5 26.8 26.6 26.8 26.3 26.8 26.2 26.2 26.2
26.6 26.7 27.1 26.8 26.8 27.0 27.4 27.1 26.9 26.5 26.4 26.4 26.5
28.7 28.7 28.6 28.6 27.9 27.9 28.1 28.1 28.1 28.1 27.5 27.5 28.0
559 505 571 639 497 547 539 530 540 461 560 446 428
476 424 523 564 529 629 543 466 489 462 461 417
571 422
502 394
489 552
475 505
457 436 409 379 413 374 417 448 505 503 509 483
375 408 474 388 403 383 530 524 531 539 466 396 431
466 444 500 521 452 475 458 442 476 428 504 418 410
491 437 477 488 408 436 471 437 451 473 437 405
470 455
436 372
457 449
413 405
450 380 376 402 349 407 382 424 392 476 387 442
406 396 453 413 366 380 458 437 415 377 385 345 411
489 405 438 487 397 448 406 404 411 362 425 380 384
454 416 431 431 398 463 423 406 426 450 449 388
432 435
372 432
511 482
542 427
518 464 439 452 457 454 388 437 443 458 483 464
414 451 542 435 468 445 463 468 469 457 454 465 476
417 351 404 447 375 417 347 376 411 367 389 334 335
427 395 351 413 350 473 401 385 400 438 401 366
398 427
346 403
427 400
459 354
480 408 447 405 440 491 359 413 376 363 378 407
407 455 527 539 469 480 397 400 405 389 385 407 408
872 739 795 870 761 839 805 808 834 759 926 788 755
782 794 773 824 790 845 869 758 794 795 793 817
820 761
748 701
820 775
761 836
807 731 761 705 730 676 725 755 791 740 771 777
680 762 807 710 706 716 824 780 816 759 758 664 724
26.6 26.6 26.8 26.8 26.6 26.6 26.7 26.7 27.0 27.0 26.9 26.9 27.3
26.7 27.2 27.2 27.2 27.0 27.0 27.1 27.1 26.9 27.1 27.1 27.3 27.7
26.9 27.0 27.0 27.2 27.2 27.0 27.1 27.0 27.2 27.2 27.3 27.4
27.2 27.1
26.9 27.4
27.3 27.5
27.2 27.4
27.4 27.5 27.5 27.0 27.4 27.3 28.0 27.4 27.7 27.4 27.7 27.5
27.5 27.7 28.0 28.0 28.0 27.9 28.2 27.7 27.7 27.7 27.7 27.8 27.9
29.4 29.4 29.6 29.6 29.8 29.8 29.1 29.1 29.0 29.0 29.0 29.0 28.9
24.5 24.5 25.1 25.1 25.1 25.1 25.2 25.2 25.4 25.4 25.3 25.3 25.3
25.0 25.5 25.6 25.3 25.4 25.6 25.7 26.0 25.9 26.0 25.6 25.7 25.8
25.5 25.5 25.7 25.6 25.8 25.6 26.2 25.9 26.1 26.0 26.0 26.0
25.6 26.0
25.2 26.3
25.7 26.3
25.7 26.0
25.8 25.9 25.8 25.5 25.5 25.5 25.8 25.7 25.5 25.8 25.9 26.0
25.9 26.0 26.1 25.9 25.6 25.5 25.3 25.5 25.6 25.9 25.7 26.0 26.0
27.2 27.2 26.8 26.8 26.7 26.7 25.9 25.9 26.0 26.0 26.7 26.7 26.7
26.7 26.7 26.8 26.8 26.8 26.8 26.6 26.6 27.1 27.1 26.9 26.9 27.3
26.6 27.0 27.1 27.2 26.9 26.8 27.0 27.0 27.0 27.1 26.9 27.1 27.4
26.8 26.8 26.9 27.0 26.9 26.7 27.0 26.8 27.1 27.0 27.1 27.0
26.9 26.9
26.6 27.1
26.8 27.1
26.8 27.0
27.0 27.1 27.2 26.7 27.0 26.9 27.4 27.0 27.2 27.0 27.1 27.0
27.1 27.3 27.5 27.6 27.5 27.4 27.9 27.2 27.2 27.2 27.3 27.7 27.7
29.4 29.4 29.5 29.5 29.5 29.5 28.8 28.8 28.8 28.8 28.8 28.8 28.8
26.0 26.0 26.5 26.5 26.3 26.3 26.5 26.5 26.8 26.8 27.1 27.1 27.5
26.3 26.5 26.7 26.7 26.5 26.3 26.2 26.8 26.6 27.0 27.1 27.3 27.6
26.5 26.6 26.8 26.6 26.6 26.4 26.5 26.6 26.9 27.0 27.2 27.1
26.6 26.6
26.4 27.1
26.7 27.2
26.8 26.7
26.9 27.0 27.2 26.7 26.9 26.6 27.3 26.6 27.2 26.6 27.1 26.5
27.1 27.3 27.6 27.5 27.6 27.5 27.5 27.2 27.2 27.4 27.4 27.1 27.5
29.9 29.9 29.5 29.5 29.5 29.5 28.9 28.9 28.6 28.6 28.6 28.6 28.9
25.3 25.3 25.9 25.9 25.7 25.7 25.7 25.7 26.2 26.2 26.1 26.1 26.2
25.5 26.2 26.3 26.3 25.9 26.0 26.1 26.2 26.4 26.3 26.3 26.2 26.4
25.7 26.0 26.2 26.2 26.2 26.1 26.2 26.0 26.5 26.3 26.1 26.1
25.8 25.8
25.6 26.2
25.9 26.3
25.9 26.1
26.1 26.2 26.5 26.3 26.6 26.3 27.0 26.4 26.7 26.4 26.4 26.3
26.4 26.7 26.9 27.0 27.2 26.9 27.4 26.7 26.8 26.8 26.8 26.5 26.4
28.3 28.3 28.5 28.5 28.4 28.4 28.0 28.0 28.0 28.0 27.7 27.7 27.9
548 545 522 589 691 607 665 626 599 590 486 488 483
509 521 593 544 573 562 585 634 529 527 469 409
487 416
495 393
508 456
492 460
536 478 515 483 537 466 486 561 483 471 422 406
507 462 489 496 529 539 458 433 436 484 417 330 402
501 494 411 479 574 455 515 516 548 560 512 498 493
484 478 475 450 478 461 473 608 473 534 495 449
461 446
450 413
471 485
449 438
522 441 506 456 472 417 385 438 459 481 449 477
485 454 481 453 484 435 402 383 462 463 461 417 428
458 435 404 445 537 444 510 470 443 527 439 426 410
439 438 468 431 461 409 456 522 455 484 482 429
415 436
421 399
457 458
431 482
472 446 484 444 493 429 484 526 494 494 468 506
481 453 485 441 496 495 461 431 519 539 503 418 448
396 401 384 419 456 360 428 401 397 472 449 443 433
411 411 441 410 407 375 342 461 396 422 487 409
377 401
386 385
421 462
377 444
394 396 434 408 450 424 428 492 475 474 476 456
427 379 434 429 465 482 434 419 438 509 444 409 425
756 798 842 860 933 859 831 794 906 891 845 845 818
787 840 844 750 801 756 729 868 824 817 818 789
735 775
798 755
770 769
772 736
709 763 837 765 838 690 784 801 724 807 719 701
745 739 827 742 824 736 670 735 774 759 670 539 506
16 時頃までは図４より開放窓枚数が室温の上昇に比例
して増加する傾向が見られた。一方で、CASE2 では外気
温が最高で 22℃程度だったため、開放窓枚数は横ばい
で推移した。CASE4 では室温変動が小さかったために開
放枚数が終日ほぼ一定であった。CASE1,3,4 の開閉窓枚
数の推移から、室温が 27℃程度に達すると開閉操作が
積極的になる傾向が見られた。一方で CASE2 のように室
温変動が小さい場合や最高室温が 26℃程度の場合には、
開放枚数は横ばいとなった。図５に窓開閉枚数と CO2 濃
度の相関を示す。自然換気を行った CASE1 ～ CASE4 は終
日 400 ～ 600ppm に収まっていたのに対し、機械空調を
基本とした CASE5 では最高で 900ppm に達した。全ケー
スの結果より、CO2 濃度は窓開閉枚数にほぼ反比例して
いることが確認できる。なお、CASE5 のデシカント外調
機の CO2 濃度制御の上限は 900ppm であり、CASE5 では設
計通り運転していることがわかる。
3.2 平面温度分布及び平面 CO2 濃度分布
BEMS で計測している FL+0.6m 地点の温度及び CO2 濃度
の平面分布について考察を行う。図６に各ケース 13 時
～ 14 時の平面温度分布の平均値を示す。4F、5F ともに
南ペリメータ側の温度が周囲より 1℃以上高く、熱的不＊ 1 大阪大学大学院工学研究科地球総合工学専攻 博士前期課程＊ 2 大阪大学大学院工学研究科地球総合工学専攻 教授・博士（工学）＊ 3 福井大学学術研究院工学系部門建築建設工学分野 講師・博士（工学）＊ 4 四国職業能力開発大学校 校長・工学博士＊ 5 株式会社日建設計
Graduate Student, Division of Global Architecture, School of Engineering, Osaka UniversityProf., Division of Global Architecture, Graduate School of Engineering, Osaka University, Dr. Eng.Lect., Dept. of Architecture and Civil Engineering, Graduate School of Engineering, University of Fukui, Dr.Eng.Principal, SHIKOKU Polytechnic College, Dr. Eng.Nikken Sekkei Ltd.
謝辞
参考文献
実測にご協力いただいた花田卓弥氏、吉田奈央氏、成川嘉則氏 ( ダイキン工業株式会社 )、並びに関係者の皆様には心よりお礼申し上げます。なお、本研究の一部は JSPS 科研費 JP26249082 の助成を受けた。
1)
2)
CASE1(10/19)
5F5F
4F4F
CASE2(10/21) CASE3(10/18) CASE4(10/20) CASE5(10/26)
図６ 室内平面温度分布
図７ 室内平面 CO2 濃度分布
快の可能性がある。よって日射の影響を受ける南側ペリ
メータでは、別途機械空調による十分な負荷処理が必
要であるといえる。CASE2 のように外気温がさほど高く
無い場合は、室温分布はほぼ均一であった。図７に各
ケース13時～ 14時の平面CO2 濃度分布の平均値を示す。
CASE1 ～ CASE4 の自然換気時は全体的に 600ppm 程度に
収まっており、表１の自然換気量に着目すると換気量の
多い CASE2 と CASE4 は他のケースに比べて全体的にやや
CO2 濃度が低くなっていることがわかる。これより自然
換気がCO2濃度の上昇を抑制していることが確認できた。
おわりに
本報では、様々な空調モードにおける温度や CO2 濃度、
窓開閉についてケースごとに詳細な比較検討を行った。
今後は、消費エネルギーの検討などを行う予定である。
max 27.2 min 24.5Ave. 25.8 σ 0.51NW 25.3 NE 25.7SW 26.1 SE 25.9
max 30.0 min 26.6Ave. 27.6 σ 0.86NW 26.9 NE 27.2SW 28.4 SE 28.0
max 691 min 330Ave. 507 σ 69.8NW 565 NE 526SW 499 SE 447
max 639 min 374Ave. 481 σ 63.9NW 538 NE 477SW 425 SE 489
max 29.5 min 26.6Ave. 27.3 σ 0.81NW 26.8 NE 27.0SW 27.8 SE 27.7
max 26.7 min 24.0Ave. 25.4 σ 0.65NW 24.7 NE 25.6SW 25.5 SE 25.9
max 608 min 383Ave. 471 σ 42.4NW 477 NE 502SW 457 SE 442
max 521 min 345Ave. 430 σ 39.9NW 464 NE 442SW 405 SE 412
max 29.8 min 26.6Ave. 27.6 σ 0.82NW 26.9 NE 27.1SW 28.1 SE 28.1
max 30.1 min 26.5Ave. 27.4 σ 0.95NW 26.6 NE 27.0SW 27.1 SE 27.3
max 539 min 399Ave. 462 σ 35.1NW 448 NE 459SW 465 SE 482
max 542 min 362Ave. 442 σ 37.8NW 430 NE 412SW 465 SE 455
max 29.9 min 26.0Ave. 27.2 σ 0.92NW 26.4 NE 26.9SW 27.8 SE 27.6
max 29.4 min 25.9Ave. 26.9 σ 0.91NW 26.3 NE 26.8SW 27.1 SE 27.3
max 509 min 342Ave. 425 σ 34.9NW 400 NE 422SW 424 SE 452
max 539 min 334Ave. 407 σ 44.2NW 394 NE 385SW 449 SE 389
max 28.5 min 25.3Ave. 26.5 σ 0.79NW 25.9 NE 26.1SW 27.0 SE 27.0
max 28.7 min 25.2Ave. 26.5 σ 0.85NW 25.6 NE 26.1SW 27.1 SE 26.9
max 933 min 506Ave. 778 σ 73.8NW 807 NE 820SW 763 SE 713
max 926 min 664Ave. 777 σ 51.5NW 808 NE 797SW 745 SE 766
川田ら , 外気利用型個別分散空調システムを有する大空間オフィスの室内環境に関する研究（第２報）建物概要及び秋期測定結果 , 日本建築学会大会学術講演会 ,2017.08 掲載予定宇高ら , 外気利用型個別分散空調システムを有する大空間オフィスの室内環境に関する研究（第１報）中間期における種々の空調モードでの室内環境の把握 ,日本建築学会近畿支部研究報告集 ,2017.06 掲載予定
