JP2014029598A - Method for designing building - Google Patents
Method for designing building Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014029598A JP2014029598A JP2012169654A JP2012169654A JP2014029598A JP 2014029598 A JP2014029598 A JP 2014029598A JP 2012169654 A JP2012169654 A JP 2012169654A JP 2012169654 A JP2012169654 A JP 2012169654A JP 2014029598 A JP2014029598 A JP 2014029598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- building
- underfloor space
- ground
- model
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
本発明は、床下空間の温度変化を小さくすることができる建物の設計方法に関する。 The present invention relates to a building design method capable of reducing a temperature change in an underfloor space.
従来、床下空間を囲む基礎に、基礎断熱材が添設された建物の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような基礎断熱材は、建物外部から床下空間に伝達される熱を遮断することができるため、床下空間の温度変化を小さくすることができる。 Conventionally, a structure of a building in which a foundation heat insulating material is attached to a foundation surrounding an underfloor space has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Since such a basic heat insulating material can block the heat transmitted from the outside of the building to the underfloor space, the temperature change of the underfloor space can be reduced.
また、床下空間に蓄えられた空気は、例えば、居室へと供給され、換気や初期冷暖房として使用される。このように、床下空間の空気を居室に利用するには、床下空間の温度変化をより小さくすることが望まれている。 Moreover, the air stored in the underfloor space is supplied to a living room, for example, and used as ventilation or initial cooling / heating. Thus, in order to use the air in the underfloor space for the living room, it is desired to make the temperature change in the underfloor space smaller.
ところで、建物が施工される地盤の地中温度は、地域や外気条件、さらには施工される環境条件によって異なる傾向がある。この地中温度は、床下空間の温度にも大きな影響を及ぼす。従って、床下空間の温度変化を小さくするために、床下空間に関する仕様は、地盤の地中温度に応じた設計がなされる必要がある。 By the way, the underground temperature of the ground where the building is constructed tends to vary depending on the region, the outside air condition, and the environmental condition where the building is constructed. This underground temperature has a great influence on the temperature of the underfloor space. Therefore, in order to reduce the temperature change of the underfloor space, the specification relating to the underfloor space needs to be designed according to the underground temperature of the ground.
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、地盤モデルの各位置での地中温度を計算した結果に基づいて、床下空間に関する仕様を設計することを基本として、床下空間の温度変化を小さくすることができる建物を効率良く設計しうる設計方法を提供することを主たる目的としている。 The present invention has been devised in view of the actual situation as described above. Based on the result of calculating the underground temperature at each position of the ground model, it is based on designing the specifications for the underfloor space. The main purpose is to provide a design method that can efficiently design a building that can reduce the temperature change of the building.
本発明のうち請求項１記載の発明は、基礎と床とで囲まれる床下空間、及び、前記基礎に配されかつ前記床下空間を建物外部の空気の熱から遮断する基礎断熱材を具えた基礎断熱構造の建物を、コンピュータを用いて設計する方法であって、前記コンピュータに、前記床下空間を含む前記建物をモデル化した建物モデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記建物が施工される地盤をモデル化した地盤モデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記建物内部の温度条件、外気温度条件、及び、境界条件を含む計算条件を入力する工程、前記コンピュータが、前記計算条件に基づいて、前記地盤モデルの各位置での地中温度を計算するシミュレーション工程、並びに、前記シミュレーション工程の結果に基づいて、前記床下空間に関する仕様を設計する床下空間設計工程を含むことを特徴とする。 The invention according to claim 1 of the present invention is a foundation provided with an underfloor space surrounded by a foundation and a floor, and a foundation heat insulating material disposed on the foundation and blocking the underfloor space from the heat of air outside the building. A method of designing a building having a heat insulation structure using a computer, the step of inputting a building model that models the building including the underfloor space into the computer, and a ground on which the building is constructed in the computer A step of inputting a ground model that is modeled, a step of inputting a calculation condition including a temperature condition inside the building, an outside air temperature condition, and a boundary condition to the computer, and the computer is based on the calculation condition, A simulation process for calculating the underground temperature at each position of the ground model, and the underfloor space based on the result of the simulation process. Characterized in that it comprises a floor space design process for designing the specification.
また、請求項２記載の発明は、前記建物は、上端側が前記床下空間の空気と熱交換可能に配置され、かつ、下端側が前記床下空間の下方の地中の熱と熱交換可能に地中に埋設された地中熱伝導部を具え、前記シミュレーション工程は、前記地盤モデルにおいて、一年を通して温度変化の小さい不易層を特定する工程を含み、前記床下空間設計工程は、前記不易層の深さに基づいて、前記地中熱伝導部の前記下端の位置を決定する下端位置決定工程を含む請求項１に記載の建物の設計方法である。 In the invention according to claim 2, the building is arranged such that the upper end side can exchange heat with the air in the underfloor space, and the lower end side can exchange heat with heat in the ground below the underfloor space. The simulation step includes a step of identifying a non-problem layer having a small temperature change throughout the year in the ground model, and the underfloor space design step includes a depth of the non-problem layer. It is a building design method of Claim 1 including the lower end position determination process which determines the position of the said lower end of the said underground heat conductive part based on the height.
また、請求項３記載の発明は、前記地中熱伝導部は、前記床下空間の前記基礎側に配置される外側地中熱伝導部と、前記外側地中熱伝導部よりも前記床下空間の中心側に配置される内側地中熱伝導部とを含み、前記下端位置決定工程は、前記外側地中熱伝導部の前記下端を、前記内側地中熱伝導部の前記下端よりも地中深くに位置させる請求項２記載の建物の設計方法である。 In the invention according to claim 3, the underground heat conduction part includes an outer underground heat conduction part disposed on the base side of the underfloor space, and the underfloor space more than the outer underground heat conduction part. The lower end position determining step, the lower end position of the outer ground heat conduction part is deeper in the ground than the lower end of the inner ground heat conduction part The building design method according to claim 2, wherein the building is located in a position.
また、請求項４記載の発明は、前記床下空間設計工程は、前記基礎断熱材の厚さを変更する工程を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の建物の設計方法である。 The invention according to claim 4 is the building design method according to any one of claims 1 to 3, wherein the underfloor space design step includes a step of changing a thickness of the foundation heat insulating material.
また、請求項５記載の発明は、前記床下空間設計工程は、前記基礎断熱材の形状を変更する工程を含む請求項１乃至４のいずれかに記載の建物の設計方法である。 The invention according to claim 5 is the building design method according to any one of claims 1 to 4, wherein the underfloor space design step includes a step of changing a shape of the foundation heat insulating material.
本発明の建物の設計方法は、コンピュータに、床下空間を含む建物をモデル化した建物モデルを入力する建物モデル設定工程、建物が施工される地盤をモデル化した地盤モデルを入力する工程、並びに、建物内部の温度条件、外気温度条件、及び、境界条件を含む計算条件を入力する工程を含んでいる。 The building design method of the present invention includes a building model setting step of inputting a building model obtained by modeling a building including an underfloor space, a step of inputting a ground model modeling a ground on which the building is constructed, and a computer, It includes a step of inputting calculation conditions including a temperature condition inside the building, an outside air temperature condition, and a boundary condition.
また、本発明の設計方法は、コンピュータが、計算条件に基づいて、地盤モデルの各位置での地中温度を計算するシミュレーション工程を含んでいる。このようなシミュレーション工程では、地域や外気条件、さらには、建物が施工される環境条件によって異なる地中温度の分布を、正確に計算することができる。 In addition, the design method of the present invention includes a simulation process in which the computer calculates the underground temperature at each position of the ground model based on the calculation conditions. In such a simulation process, it is possible to accurately calculate the distribution of the underground temperature that varies depending on the area, the outside air condition, and the environmental condition where the building is constructed.
さらに、建物の設計方法は、シミュレーション工程の結果に基づいて、床下空間に関する仕様を設計する床下空間設計工程を含んでいる。このような床下空間設計工程では、床下空間に関する仕様を、施工される地盤毎に設計することができる。従って、本発明の建物の設計方法では、床下空間の温度変化を小さくすることができる建物を効率良く設計することができる。 Furthermore, the building design method includes an underfloor space design process for designing specifications related to the underfloor space based on the result of the simulation process. In such an underfloor space design process, specifications regarding the underfloor space can be designed for each ground to be constructed. Therefore, according to the building design method of the present invention, it is possible to efficiently design a building that can reduce the temperature change in the underfloor space.
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の建物の設計方法（以下、単に「設計方法」ということがある）は、例えば、一般的な住宅やビル等の建物Ｂを、コンピュータを用いて設計するための方法である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The building design method of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “design method”) is a method for designing a building B such as a general house or building using a computer.
図１に示されるように、コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄを含んでいる。この本体１ａには、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２などが設けられている。なお、記憶装置には、本実施形態の設計方法を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶されている。 As shown in FIG. 1, the computer 1 includes a main body 1a, a keyboard 1b, a mouse 1c, and a display device 1d. The main body 1a is provided with an arithmetic processing unit (CPU), a ROM, a working memory, a storage device such as a magnetic disk, and disk drive devices 1a1, 1a2. Note that a processing procedure (program) for executing the design method of the present embodiment is stored in the storage device in advance.
図２に示されるように、本実施形態で設計される建物Ｂは、土台や外壁等を支持する基礎２、該基礎２で支持される１階の床３、及び、基礎２と床３とで囲まれる床下空間５が設けられている。さらに、基礎２には、床下空間５を建物外部の空気の熱から遮断する基礎断熱材６が設けられている。このように、本実施形態の建物Ｂは、基礎断熱構造を有している。 As shown in FIG. 2, the building B designed in this embodiment includes a foundation 2 that supports a base, an outer wall, and the like, a floor 3 on the first floor that is supported by the foundation 2, and a foundation 2 and a floor 3. An underfloor space 5 is provided. Further, the foundation 2 is provided with a foundation heat insulating material 6 that blocks the underfloor space 5 from the heat of air outside the building. Thus, the building B of this embodiment has a basic heat insulation structure.
本実施形態の基礎２は、鉄筋コンクリート製である。図３に示されるように、基礎２は、地盤Ｇ内で水平にのびるベース部２Ａと、該ベース部２Ａの幅方向の略中央から上方へのびる立上がり部２Ｂとを含んでいる。即ち、本実施形態の基礎２は、断面Ｔ字状に形成された布基礎である。 The foundation 2 of this embodiment is made of reinforced concrete. As shown in FIG. 3, the foundation 2 includes a base portion 2 </ b> A extending horizontally in the ground G, and a rising portion 2 </ b> B extending upward from approximately the center in the width direction of the base portion 2 </ b> A. That is, the foundation 2 of the present embodiment is a cloth foundation formed in a T-shaped cross section.
また、図３及び図４に示されるように、立上がり部２Ｂは、建物Ｂの垂直高さの基準となるグランドラインである地盤面ＧＬから小高さで突出し、かつ、床下空間５を囲むように配置されている。この立上がり部２Ｂの上面側には、土台７が固定されている。さらに、土台７には、外壁８が固定されている。 Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the rising portion 2 </ b> B protrudes at a small height from the ground surface GL, which is a ground line serving as a reference for the vertical height of the building B, and surrounds the underfloor space 5. Has been placed. A base 7 is fixed to the upper surface side of the rising portion 2B. Further, an outer wall 8 is fixed to the base 7.
床下空間５の下方は、例えば、下地用の砕石９、防蟻防湿シート１０及び土間コンクリート１１が敷設されている。この土間コンクリート１１の上面が、床下空間５の底面５ｂを構成している。 Below the underfloor space 5, for example, ground crushed stone 9, an ant-proof moisture-proof sheet 10, and dirt concrete 11 are laid. The upper surface of the soil concrete 11 constitutes the bottom surface 5 b of the underfloor space 5.
本実施形態の床下空間５の底面５ｂは、実質的に全域が断熱材で覆われていない。これにより、床下空間５の空気は、土間コンクリート１１を介して、一年を通じて温度変化の少ない地中の熱と熱交換される。即ち、土間コンクリート１１は、床下空間５の熱交換部１２を構成している。このような床下空間５は、温度変化を効果的に小さくすることができる。なお、上記熱交換を妨げない範囲において、底面５ｂの一部が、断熱材で覆われることは差し支えない。 The bottom surface 5b of the underfloor space 5 of the present embodiment is substantially not entirely covered with a heat insulating material. Thereby, the air of the underfloor space 5 is heat-exchanged with the underground heat with little temperature change through the soil concrete 11 throughout the year. That is, the soil concrete 11 constitutes the heat exchange part 12 of the underfloor space 5. Such an underfloor space 5 can effectively reduce the temperature change. In addition, in the range which does not prevent the said heat exchange, it does not interfere that a part of bottom face 5b is covered with a heat insulating material.
また、本実施形態の床下空間５は、その底面５ｂが、地盤面ＧＬよりも下方に位置した地下構造とされている。図２に示されるように、地盤Ｇには、一年を通して温度が略一定（±１．０℃程度）となる不易層１３が存在している。従って、床下空間５が地下構造とされることにより、熱交換部１２は、不易層１３に接近することができ、地中の熱を効率的に得ることができる。 Moreover, the underfloor space 5 of the present embodiment has an underground structure in which the bottom surface 5b is located below the ground surface GL. As shown in FIG. 2, the ground G has a non-promoting layer 13 whose temperature is substantially constant (about ± 1.0 ° C.) throughout the year. Therefore, when the underfloor space 5 has an underground structure, the heat exchange unit 12 can approach the non-prone layer 13 and can efficiently obtain the underground heat.
このような床下空間５の空気は、例えば、送風手段（図示省略）等によって居室へと供給される。これにより、居室のエアコン等の空調機器の負荷が効果的に低減される。なお、基礎２の立ち上がり部２Ｂ等には、床下空間５の温度変化を最小限に抑える程度に設定された開口面積の換気口が設けられている（図示省略）。 Such air in the underfloor space 5 is supplied to the living room by, for example, a blowing means (not shown). Thereby, the load of air-conditioning equipment, such as an air conditioner of a living room, is reduced effectively. In addition, the rising part 2B etc. of the foundation 2 is provided with a ventilating opening having an opening area set to such an extent that the temperature change of the underfloor space 5 is minimized.
図３に示されるように、基礎断熱材６は、基礎２の立上がり部２Ｂに設けられている。本実施形態の基礎断熱材６は、地盤面ＧＬよりも下方に配される第１断熱部６Ａと、該第１断熱部６Ａの上側に配される第２断熱部６Ｂとを含んでいる。このような基礎断熱材６は、床下空間５の温度変化を小さくすることができる。 As shown in FIG. 3, the foundation heat insulating material 6 is provided on the rising portion 2 </ b> B of the foundation 2. The basic heat insulating material 6 of the present embodiment includes a first heat insulating portion 6A disposed below the ground surface GL and a second heat insulating portion 6B disposed above the first heat insulating portion 6A. Such a basic heat insulating material 6 can reduce the temperature change of the underfloor space 5.
本実施形態の建物Ｂは、床下空間５の空気と、地中の熱と熱交換できる地中熱伝導部１５が設けられている。地中熱伝導部１５は、棒状体からなり、上端１５ａと下端１５ｂとの間を直線状にのびている。さらに、地中熱伝導部１５は、良熱伝導性を有する材料からなる。 The building B of the present embodiment is provided with an underground heat conduction section 15 that can exchange heat with the air in the underfloor space 5 and the underground heat. The underground heat conduction unit 15 is made of a rod-like body, and extends linearly between the upper end 15a and the lower end 15b. Furthermore, the underground heat conduction part 15 is made of a material having good heat conductivity.
地中熱伝導部１５の上端１５ａは、床下空間５に位置している。一方、地中熱伝導部１５の下端１５ｂ側は、底面５ｂよりも下方の地中に埋設されている。これにより、床下空間５は、地中熱伝導部１５を介して、床下空間５の下方の地中の熱と熱交換することができる。従って、地中熱伝導部１５は、床下空間５の温度変化を小さくするのに役立つ。 An upper end 15 a of the underground heat conduction unit 15 is located in the underfloor space 5. On the other hand, the lower end 15b side of the underground heat conduction portion 15 is buried in the ground below the bottom surface 5b. Thereby, the underfloor space 5 can exchange heat with the underground heat below the underfloor space 5 via the underground heat conduction unit 15. Therefore, the underground heat conduction part 15 is useful for reducing the temperature change of the underfloor space 5.
図４に示されるように、本実施形態では、平面視において、複数個の地中熱伝導部１５が、例えば、床下空間５の底面５ｂに、碁盤目状に配置されている。これにより、地中熱伝導部１５は、床下空間５の空気と、地中の熱との熱交換をバランス良く行うことができる。 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the plurality of underground heat conduction portions 15 are arranged in a grid pattern on the bottom surface 5 b of the underfloor space 5 in a plan view, for example. Thereby, the underground heat conduction part 15 can perform heat exchange with the air of the underfloor space 5, and the heat | fever of underground with good balance.
図３に示されるように、地中熱伝導部１５は、床下空間５の基礎２側に配置される外側地中熱伝導部１５Ａと、外側地中熱伝導部１５Ａよりも床下空間５の中心側に配置される内側地中熱伝導部１５Ｂとが含まれている。図４に示される平面視において、外側地中熱伝導部１５Ａは、内側地中熱伝導部１５Ｂの基礎２側を囲むように配置されている。 As shown in FIG. 3, the underground heat conduction part 15 includes an outer underground heat conduction part 15 </ b> A disposed on the foundation 2 side of the underfloor space 5, and the center of the underfloor space 5 than the outer underground heat conduction part 15 </ b> A. An inner ground heat conduction portion 15B disposed on the side is included. In the plan view shown in FIG. 4, the outer ground heat conduction portion 15 </ b> A is disposed so as to surround the foundation 2 side of the inner ground heat conduction portion 15 </ b> B.
ところで、図２に示されるように、床下空間５の温度変化を効果的に小さくするには、地中熱伝導部１５の下端１５ｂが、不易層１３の近傍に位置させるのが望ましい。地盤Ｇの地中温度は、地域や外気条件、さらには施工される環境条件によって異なる傾向がある。従って、不易層１３の位置も、環境条件等によって異なる。このため、建物Ｂが施工される地盤Ｇの地中温度に応じて、地中熱伝導部１５の下端１５ｂの位置を決定する必要がある。 Incidentally, as shown in FIG. 2, in order to effectively reduce the temperature change of the underfloor space 5, it is desirable that the lower end 15 b of the underground heat conduction unit 15 be positioned in the vicinity of the non-prone layer 13. The underground temperature of the ground G tends to vary depending on the area, the outside air conditions, and the environmental conditions to be constructed. Accordingly, the position of the non-prone layer 13 also varies depending on environmental conditions and the like. For this reason, it is necessary to determine the position of the lower end 15b of the underground heat conduction part 15 according to the underground temperature of the ground G where the building B is constructed.
また、不易層１３の境界は、基礎断熱材６の断熱性能を高める（例えば、厚さＴ（図３に示す）を太くする）ことにより、従来の不易層１３（等温線１３ｆで囲まれる領域）に比べて、上昇させることができる（等温線１３ｅで囲まれる領域）。従って、床下空間５の温度変化を小さくするには、床下空間５からの不易層１３の深さＤに応じて、基礎断熱材６の厚さＴを調節する必要がある。 Further, the boundary of the non-prone layer 13 is a region surrounded by the conventional non-problem layer 13 (isothermal line 13f) by increasing the heat insulating performance of the basic heat insulating material 6 (for example, by increasing the thickness T (shown in FIG. 3)). ) (Region surrounded by isotherm 13e). Therefore, in order to reduce the temperature change of the underfloor space 5, it is necessary to adjust the thickness T of the basic heat insulating material 6 according to the depth D of the non-prone layer 13 from the underfloor space 5.
本実施形態の設計方法では、コンピュータ１を用いて計算された地中温度の分布に基づいて、床下空間５に関する仕様、即ち、地中熱伝導部１５の下端１５ｂの位置、及び、基礎断熱材６の厚さＴ等を設計する。図５には、本実施形態の設計方法の具体的な処理手順が示されている。 In the design method of the present embodiment, based on the distribution of the underground temperature calculated using the computer 1, the specifications relating to the underfloor space 5, that is, the position of the lower end 15b of the underground heat conduction section 15, and the basic heat insulating material. A thickness T of 6 is designed. FIG. 5 shows a specific processing procedure of the design method of the present embodiment.
本実施形態では、先ず、コンピュータ１に、図２に示した建物Ｂをモデル化した建物モデル２１が入力される（建物モデル設定工程Ｓ１）。図６に示されるように、本実施形態の建物モデル２１は、図２に示した地中熱伝導部１５及び床３よりも上方の構造を除いた各構造がモデル化されている。 In the present embodiment, first, a building model 21 obtained by modeling the building B shown in FIG. 2 is input to the computer 1 (building model setting step S1). As shown in FIG. 6, the building model 21 of the present embodiment models each structure except for the structure above the underground heat conduction unit 15 and the floor 3 shown in FIG. 2.
また、建物モデル２１は、後述するシミュレーション工程Ｓ５で行われる２次元非定常計算において、取り扱い可能な熱・湿気同時移動モデルである。図７に拡大して示されるように、この建物モデル２１は、矩形に形成された二次元の要素Ｆａでモデル化されている。また、各要素Ｆａには、２次元非定常計算で使用される数値データ（例えば、絶乾密度、比熱、又は熱伝導率等が含まれる）が入力される。これらの数値データは、コンピュータ１に記憶される。図８には、建物モデル設定工程Ｓ１の具体的な処理手順が示されている。 The building model 21 is a heat / humidity simultaneous movement model that can be handled in the two-dimensional unsteady calculation performed in the simulation step S5 described later. As shown in an enlarged view in FIG. 7, the building model 21 is modeled by a two-dimensional element Fa formed in a rectangular shape. Each element Fa receives numerical data (for example, including absolute dry density, specific heat, or thermal conductivity) used in the two-dimensional unsteady calculation. These numerical data are stored in the computer 1. FIG. 8 shows a specific processing procedure of the building model setting step S1.
図６及び図７に示されるように、建物モデル設定工程Ｓ１では、先ず、基礎２（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した基礎モデル２２が入力される（工程Ｓ１１）。本実施形態の基礎モデル２２は、図３に示した基礎２のベース部２Ａと立上がり部２Ｂとが一体にモデル化されている。また、基礎モデル２２の各要素Ｆａには、基礎２に用いられるコンクリートに基づいて、例えば、絶乾密度：２２００kg／m3、比熱：８７９Ｊ／kg・k、及び、熱伝導率：１．６Ｗ／m・kが入力されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the building model setting step S <b> 1, first, a base model 22 obtained by modeling the base 2 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S <b> 11). In the basic model 22 of the present embodiment, the base portion 2A and the rising portion 2B of the base 2 shown in FIG. 3 are modeled integrally. Further, each element Fa of the foundation model 22 is based on the concrete used for the foundation 2, for example, an absolute dry density: 2200 kg / m 3 , a specific heat: 879 J / kg · k, and a thermal conductivity: 1.6 W / M · k is entered.
次に、床３（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した床モデル２３が入力される（工程Ｓ１２）。この床モデル２３は、後述する基礎断熱材モデル２５の上面側で、水平にのびている。床モデル２３の各要素Ｆａには、床３に用いられる合板等に基づいて、例えば、絶乾密度：５００kg／m3、比熱：１８８４Ｊ／kg・k、及び、熱伝導率：０．１６Ｗ／m・kが入力されている。 Next, the floor model 23 obtained by modeling the floor 3 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S12). The floor model 23 extends horizontally on the upper surface side of a basic heat insulating material model 25 described later. Each element Fa of the floor model 23 has, for example, an absolutely dry density: 500 kg / m 3 , a specific heat: 1884 J / kg · k, and a thermal conductivity: 0.16 W / m · k is entered.
次に、土台７（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した土台モデル２４が入力される（工程Ｓ１３）。この土台モデル２４は、基礎モデル２２の上面側に配置されている。また、本実施形態の土台モデル２４は、土台７よりも大に形成されている。これは、土台モデル２４が、土台７と外壁８の一部とを一体にモデル化して、その構造を簡略化しているためである。また、土台７は、基礎断熱材６に比べて、床下空間５の断熱にはほとんど寄与しない。このため、後述するシミュレーション工程Ｓ５において、土台モデル２４を外気とみなして計算することができる。本実施形態では、土台モデル２４と当接する床モデル２３の外側面２３ｓ、土台モデル２４と当接する後述する基礎断熱材モデル２５の外側面２５ｓ、及び、土台モデル２４と当接する基礎モデル２２の上面２２ｕに、表面熱伝達率９．３Ｗ／m2・kが設定される。これにより、建物モデル２１の計算領域を限定することができるため、計算時間を短縮することができる。 Next, a base model 24 obtained by modeling the base 7 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S13). The foundation model 24 is disposed on the upper surface side of the basic model 22. Further, the foundation model 24 of the present embodiment is formed larger than the foundation 7. This is because the base model 24 simplifies the structure by modeling the base 7 and a part of the outer wall 8 together. Further, the base 7 hardly contributes to the heat insulation of the underfloor space 5 as compared with the basic heat insulating material 6. For this reason, in the simulation process S5 to be described later, the base model 24 can be regarded as outside air and can be calculated. In the present embodiment, the outer surface 23 s of the floor model 23 that comes into contact with the foundation model 24, the outer surface 25 s of a later-described basic thermal insulation model 25 that comes into contact with the foundation model 24, and the upper surface of the foundation model 22 that comes into contact with the foundation model 24. The surface heat transfer coefficient 9.3 W / m 2 · k is set to 22u. Thereby, since the calculation area | region of the building model 21 can be limited, calculation time can be shortened.
次に、基礎断熱材６（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した基礎断熱材モデル２５が入力される（工程Ｓ１４）。この基礎断熱材モデル２５は、第１断熱部６Ａをモデル化した第１断熱モデル２５ａと、第２断熱部６Ｂをモデル化した第２断熱モデル２５ｂとを含んでいる。また、基礎断熱材モデル２５の各要素Ｆａには、基礎断熱材６を構成する断熱材に基づいて、例えば、絶乾密度：３０kg／m3、比熱：１３８１Ｊ／kg・k、及び、熱伝導率：０．０２８Ｗ／m・kが入力されている。 Next, a basic heat insulating material model 25 obtained by modeling the basic heat insulating material 6 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S14). The basic heat insulating material model 25 includes a first heat insulating model 25a that models the first heat insulating portion 6A and a second heat insulating model 25b that models the second heat insulating portion 6B. Each element Fa of the basic heat insulating material model 25 includes, for example, an absolute dry density of 30 kg / m 3 , a specific heat of 1381 J / kg · k, and heat conduction based on the heat insulating material constituting the basic heat insulating material 6. Rate: 0.028 W / m · k is input.
次に、防蟻防湿シート１０（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した防蟻防湿シートモデル２６が入力される（工程Ｓ１５）。この防蟻防湿シートモデル２６は、後述する地盤モデル３０の上を水平にのびている。また、防蟻防湿シート１０は、他の部材に比べて、熱的に無視することができる。このため、本実施形態では、後述するシミュレーション工程Ｓ５において、防蟻防湿シートモデル２６を計算対象から除外している。従って、計算時間を短縮することができる。 Next, an ant-proof moisture-proof sheet model 26 obtained by modeling the ant-proof moisture-proof sheet 10 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S15). This ant-proof moisture-proof sheet model 26 extends horizontally on a ground model 30 described later. Moreover, the ant | moisture-proof moisture-proof sheet | seat 10 can be disregarded thermally compared with another member. For this reason, in this embodiment, the ant-proof moisture-proof sheet model 26 is excluded from the calculation target in the simulation step S5 described later. Accordingly, the calculation time can be shortened.
次に、土間コンクリート１１（図３に示す）を複数の要素Ｆａでモデル化した土間コンクリートモデル２７が入力される（工程Ｓ１６）。この土間コンクリートモデル２７は、防蟻防湿シートモデル２６の上面に沿って水平にのびている。また、土間コンクリートモデル２７の各要素Ｆａには、土間コンクリート１１に用いられるコンクリートに基づいて、前記基礎モデル２２の各要素Ｆａと同一の絶乾密度、比熱、及び、熱伝導率が入力されている。 Next, a soil concrete model 27 obtained by modeling the soil concrete 11 (shown in FIG. 3) with a plurality of elements Fa is input (step S16). The dirt concrete model 27 extends horizontally along the top surface of the ant-proof moisture-proof sheet model 26. Further, each element Fa of the soil concrete model 27 is input with the same dry density, specific heat, and thermal conductivity as those of the element Fa of the foundation model 22 based on the concrete used for the soil concrete 11. Yes.
次に、コンピュータ１に、地盤Ｇ（図２に示す）を、複数の要素Ｆｂでモデル化した地盤モデル３０が入力される（工程Ｓ２）。図６に示されるように、本実施形態の地盤モデル３０は、地盤面３０ｕから深さ１０ｍまでの地盤Ｇがモデル化されている。 Next, a ground model 30 obtained by modeling the ground G (shown in FIG. 2) with a plurality of elements Fb is input to the computer 1 (step S2). As shown in FIG. 6, the ground model 30 of the present embodiment models a ground G from the ground surface 30 u to a depth of 10 m.
地盤モデル３０は、建物モデル２１と同様に、２次元非定常計算において、取り扱い可能な熱・湿気同時移動モデルである。また、図７に示されるように、地盤モデル３０の各要素Ｆｂには、図２に示した建物Ｂが施工される地盤Ｇに基づいて、例えば、絶乾密度：１８９０kg／m3、比熱：８７９Ｊ／kg・k、及び、熱伝導率：１．０Ｗ／m・kが入力されている。これらの数値は、コンピュータ１に記憶される。 The ground model 30 is a heat / humidity simultaneous movement model that can be handled in the two-dimensional unsteady calculation, like the building model 21. As shown in FIG. 7, each element Fb of the ground model 30 is based on the ground G on which the building B shown in FIG. 2 is constructed, for example, absolute dry density: 1890 kg / m 3 , specific heat: 879 J / kg · k and thermal conductivity: 1.0 W / m · k are input. These numerical values are stored in the computer 1.
次に、コンピュータ１に、床下空間５の空気を、複数の要素Ｆｃでモデル化した床下空間モデル３１が入力される（工程Ｓ３）。床下空間モデル３１は、建物モデル２１や、地盤モデル３０と同様に、２次元非定常計算において、取り扱い可能な熱・湿気同時移動モデルである。床下空間モデル３１の各要素Ｆｃには、図２に示した建物Ｂに形成される床下空間５の構造等に基づいて、例えば、表面熱伝達率：９．３０Ｗ／m2・k（対流熱伝達率：４．６５Ｗ／m2・k、輻射熱伝達率：４．６５Ｗ／m2・k）、換気回数：３．８回／ｈが定義されている。これらの数値は、コンピュータ１に記憶される。 Next, the underfloor space model 31 obtained by modeling the air in the underfloor space 5 with a plurality of elements Fc is input to the computer 1 (step S3). Similar to the building model 21 and the ground model 30, the underfloor space model 31 is a heat / humidity simultaneous movement model that can be handled in two-dimensional unsteady calculation. Each element Fc of the underfloor space model 31 includes, for example, a surface heat transfer coefficient of 9.30 W / m 2 · k (convective heat) based on the structure of the underfloor space 5 formed in the building B shown in FIG. Transmission rate: 4.65 W / m 2 · k, radiant heat transfer rate: 4.65 W / m 2 · k), ventilation rate: 3.8 times / h are defined. These numerical values are stored in the computer 1.
次に、後述するシミュレーション工程Ｓ５に先立ち、コンピュータ１に、計算条件が入力される（工程Ｓ４）。図９には、本工程Ｓ４の具体的な処理手順が示されている。 Next, prior to a simulation step S5 described later, calculation conditions are input to the computer 1 (step S4). FIG. 9 shows a specific processing procedure of this step S4.
本工程Ｓ４では、先ず、建物内部の温度条件Ｒｔが入力される（工程Ｓ４１）。本実施形態では、図６に示されるように、床モデル２３の上面２３ｕに、下記式（１）で定義される建物内部の温度条件Ｒｔが入力されている。
Ｒｔ＝２２．５×４．５×ｃｏｓ（４８×π×（Ｄ−２１２）／８７６０）…（１）
ここで、符号は次の通りである。
Ｄ：１月１日を１として起算した延べ日数（１〜３６５）
In this step S4, first, the temperature condition Rt inside the building is input (step S41). In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the temperature condition Rt inside the building defined by the following formula (1) is input to the upper surface 23 u of the floor model 23.
Rt = 22.5 × 4.5 × cos (48 × π × (D−212) / 8760) (1)
Here, the symbols are as follows.
D: Total number of days counted from January 1 as 1 (1-365)
上記式（１）で示される温度条件Ｒｔは、次世代省エネ基準の防露判定の際に用いられる室内条件（年間の温度変動）である。従って、温度条件Ｒｔは、一般的な建物Ｂの室温を日毎に定義することができる。このように、温度条件Ｒｔが定義されることにより、床モデル２３よりも上部の構造のモデル化を不要にすることができる。しかも、後述するシミュレーション工程Ｓ５において、建物モデル２１の計算領域を限定することができる。従って、温度条件Ｒｔの定義は、計算時間を短縮するのに役立つ。 The temperature condition Rt represented by the above formula (1) is an indoor condition (annual temperature fluctuation) used in the dew prevention determination of the next generation energy saving standard. Therefore, the temperature condition Rt can define the room temperature of a general building B every day. Thus, by defining the temperature condition Rt, it is possible to eliminate the need for modeling the structure above the floor model 23. Moreover, the calculation area of the building model 21 can be limited in a simulation step S5 described later. Therefore, the definition of the temperature condition Rt is useful for shortening the calculation time.
次に、外気温度条件Ａｔが入力される（工程Ｓ４２）。本実施形態では、地盤モデル３０の地盤面３０ｕ、基礎モデル２２の屋外側の側面及び上面２２ｕ（図７に示す）、床モデル２３の外側面２３ｓ（図７に示す）、並びに、基礎断熱材モデル２５の外側面２５ｓ（図７に示す）に、外気温度条件Ａｔが定義される。この外気温度条件Ａｔは、建物Ｂが施工される地域での一年間の気象データが入力される。この気象データには、１時間毎の気温、湿度、及び、日射量が含まれる。 Next, the outside air temperature condition At is input (step S42). In the present embodiment, the ground surface 30 u of the ground model 30, the side and upper surfaces 22 u on the outdoor side of the foundation model 22 (shown in FIG. 7), the outer surface 23 s (shown in FIG. 7) of the floor model 23, and the foundation heat insulating material An outside air temperature condition At is defined on the outer surface 25s (shown in FIG. 7) of the model 25. As this outdoor air temperature condition At, weather data for one year in an area where the building B is constructed is input. The meteorological data includes hourly temperature, humidity, and solar radiation.
次に、不易層１３の初期条件（地中温度）Ｇｔが入力される（工程Ｓ４３）。一般に、不易層１３（図２に示す）は、地盤Ｇの地表の温度変動に関係なく、地表から深さ１０ｍ付近に存在している。従って、本実施形態では、地盤モデル３０のうち、地表から深さ１０ｍをなす下面３０ｄに、不易層１３の地中温度が入力される。この不易層１３の地中温度は、建物Ｂが施工される地盤Ｇにおいて、地表から深さ１０ｍで測定された温度が設定される。本実施形態の不易層１３の地中温度Ｇｔは、例えば、１６．２°である。 Next, the initial condition (underground temperature) Gt of the non-prone layer 13 is input (step S43). In general, the non-prone layer 13 (shown in FIG. 2) exists in the vicinity of a depth of 10 m from the ground surface regardless of the temperature fluctuation of the ground surface of the ground G. Therefore, in this embodiment, the underground temperature of the non-problem layer 13 is input to the lower surface 30d having a depth of 10 m from the ground surface in the ground model 30. The underground temperature of the non-prone layer 13 is set to a temperature measured at a depth of 10 m from the ground surface in the ground G where the building B is constructed. The underground temperature Gt of the non-prone layer 13 of the present embodiment is 16.2 °, for example.
次に、建物モデル２１及び地盤モデル３０に、境界条件Ｂｃが入力される（工程Ｓ４４）。本実施形態では、地盤モデル３０の側面３０ｓにおいて、熱及び湿気の移動を不能にする境界条件Ｂｃが定義される。これにより、後述するシミュレーション工程Ｓ５において、計算領域を限定することができ、計算時間を短縮することができる。 Next, the boundary condition Bc is input to the building model 21 and the ground model 30 (step S44). In the present embodiment, a boundary condition Bc that disables the movement of heat and moisture is defined on the side surface 30 s of the ground model 30. Thereby, in simulation process S5 mentioned later, a calculation area can be limited and calculation time can be shortened.
次に、コンピュータ１が、計算条件に基づいて、地盤モデル３０の各位置での地中温度を計算する（シミュレーション工程Ｓ５）。図１０には、シミュレーション工程Ｓ５の具体的な処理手順が示されている。 Next, the computer 1 calculates the underground temperature at each position of the ground model 30 based on the calculation conditions (simulation step S5). FIG. 10 shows a specific processing procedure of the simulation step S5.
シミュレーション工程Ｓ５では、先ず、コンピュータ１が、建物モデル２１、地盤モデル３０、及び、床下空間モデル３１からなる熱・湿気同時移動モデルに基づいて、２次元非定常計算を行う（Ｓ５１）。ここで、２次元非定常計算とは、２次元のモデルに対して、時々刻々と変化する建物内部の温度条件、外気温度条件、及び、境界条件に対応して、熱流及び湿流の変化を計算することである。本実施形態では、建物モデル２１、地盤モデル３０、及び、床下空間モデル３１の各要素Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃにおいて、単位時間毎の温度が計算される。このような２次元非定常計算は、例えば、株式会社建築環境ソリューションズ製の「非定常 熱・湿気計算システム Ｈ＆Ｍ Ｖｅｒ．２．３．１」等の市販のアプリケーションソフトを用いて計算することができる。 In the simulation step S5, first, the computer 1 performs a two-dimensional unsteady calculation based on the simultaneous heat / humidity movement model including the building model 21, the ground model 30, and the underfloor space model 31 (S51). Here, the two-dimensional unsteady calculation refers to the change in heat flow and wet flow corresponding to the temperature conditions inside the building, the outside air temperature conditions, and the boundary conditions that change from moment to moment with respect to the two-dimensional model. Is to calculate. In the present embodiment, the temperature for each unit time is calculated in each element Fa, Fb, Fc of the building model 21, the ground model 30, and the underfloor space model 31. Such a two-dimensional unsteady calculation can be calculated using, for example, commercially available application software such as “Unsteady heat / humidity calculation system H & M Ver. 2.3.1” manufactured by Building Environment Solutions Co., Ltd. .
このように、本実施形態のシミュレーション工程では、建物Ｂの構造、及び、建物Ｂが施工される環境に基づいて、地中温度の分布が計算される。従って、シミュレーション工程では、建物Ｂが施工される地盤Ｇ毎に、地中温度の分布を正確に計算することができる。 Thus, in the simulation process of this embodiment, the distribution of underground temperature is calculated based on the structure of the building B and the environment in which the building B is constructed. Therefore, in the simulation process, the distribution of underground temperature can be accurately calculated for each ground G on which the building B is constructed.
次に、２次元非定常計算の結果に基づいて、地盤モデル３０の各位置での地中温度の分布図（コンター図）を出力する（工程Ｓ５２）。図１１に示されるように、分布図は、複数の等温線によって一定の温度間隔で区切られている。従って、このような分布図は、地盤モデル３０の各位置での地中温度を、容易に把握するのに役立つ。また、分布図は、図１１で示したように、年間の地中温度の平均値から求められた年間平均分布図の他、所定の日時毎に出力される分布図（図１５、１６に示す）が出力される。 Next, based on the result of the two-dimensional unsteady calculation, a distribution map (contour map) of the underground temperature at each position of the ground model 30 is output (step S52). As shown in FIG. 11, the distribution diagram is divided at a constant temperature interval by a plurality of isotherms. Therefore, such a distribution map is useful for easily grasping the underground temperature at each position of the ground model 30. Further, as shown in FIG. 11, the distribution map is an annual distribution map obtained from the average value of the annual underground temperature, as well as a distribution map (shown in FIGS. 15 and 16) output at every predetermined date and time. ) Is output.
次に、地盤モデル３０において、不易層１３が特定される（工程Ｓ５３）。この工程Ｓ５３では、図１１に示した年間平均分布図を用いて、不易層１３が特定される。本実施形態の不易層１３は、等温線１３ｅで囲まれる領域である。このように、地中温度の分布図を用いることにより、不易層１３を容易に特定することができる。 Next, the difficult layer 13 is specified in the ground model 30 (step S53). In this step S53, the non-promoting layer 13 is specified using the annual average distribution chart shown in FIG. The non-facilitated layer 13 of the present embodiment is a region surrounded by an isotherm 13e. Thus, the non-prone layer 13 can be easily specified by using the distribution map of the underground temperature.
次に、シミュレーション工程Ｓ５の結果に基づいて、床下空間５に関する仕様を設計する（床下空間設計工程Ｓ６）。図１２には、床下空間設計工程Ｓ６の具体的な処理手順が示されている。 Next, based on the result of the simulation step S5, specifications regarding the underfloor space 5 are designed (underfloor space design step S6). FIG. 12 shows a specific processing procedure of the underfloor space design step S6.
床下空間設計工程Ｓ６では、先ず、図１１に示した地盤モデル３０の地中温度の分布に基づいて、基礎断熱材モデル２５の形状が変更される（工程Ｓ６１）。図１３に拡大して示されるように、基礎モデル２２は、地盤Ｇに埋設される下部分２２ａは、地盤Ｇから露出する上部分２２ｂに比べて温度変化が小さい。従って、下部分２２ａに配される第１断熱モデル２５ａ（図７に示す）の断熱性能を、上部分２２ｂに配される第２断熱モデル２５ｂ（図７に示す）の断熱性能に比べて小さくすることができる。 In the underfloor space design step S6, first, the shape of the basic heat insulating material model 25 is changed based on the distribution of the underground temperature of the ground model 30 shown in FIG. 11 (step S61). As shown in an enlarged view in FIG. 13, in the basic model 22, the lower portion 22 a embedded in the ground G has a smaller temperature change than the upper portion 22 b exposed from the ground G. Therefore, the heat insulation performance of the first heat insulation model 25a (shown in FIG. 7) arranged in the lower portion 22a is smaller than the heat insulation performance of the second heat insulation model 25b (shown in FIG. 7) arranged in the upper portion 22b. can do.
本実施形態では、第１断熱モデル２５ａの平均厚さａ１を、第２断熱モデル２５ｂの平均厚さａ２よりも小さくしている。これにより、基礎断熱材６の断熱性能を維持しつつ、断熱材の使用量を少なくすることができる。 In the present embodiment, the average thickness a1 of the first heat insulation model 25a is made smaller than the average thickness a2 of the second heat insulation model 25b. Thereby, the usage-amount of a heat insulating material can be decreased, maintaining the heat insulation performance of the basic heat insulating material 6. FIG.
ここで、第１断熱モデル２５ａの平均厚さａ１は、第１断熱モデル２５ａの上端から下端までの範囲の厚さｔ１の平均値である。また、第２断熱モデル２５ｂの平均厚さａ２は、第２断熱モデル２５ｂの上端から下端までの範囲の厚さｔ２の平均値である。 Here, the average thickness a1 of the first heat insulation model 25a is an average value of the thickness t1 in the range from the upper end to the lower end of the first heat insulation model 25a. The average thickness a2 of the second heat insulation model 25b is an average value of the thickness t2 in the range from the upper end to the lower end of the second heat insulation model 25b.
さらに、基礎モデル２２の下部分２２ａの温度変化は、下方に向かって小さくなっている。これに従って、本実施形態では、第１断熱モデル２５ａの厚さｔ１を、下部分２２ａの温度変化に応じて漸減させている。これにより、第１断熱モデル２５ａは、断熱性能を確実に維持しつつ、断熱材の使用量を少なくすることができる。 Furthermore, the temperature change of the lower part 22a of the basic model 22 becomes smaller downward. Accordingly, in the present embodiment, the thickness t1 of the first heat insulation model 25a is gradually reduced according to the temperature change of the lower portion 22a. Thereby, the 1st heat insulation model 25a can reduce the usage-amount of a heat insulating material, maintaining a heat insulation performance reliably.
次に、不易層１３の深さに基づいて、基礎断熱材６（図３に示す）の断熱性能が、十分か否かが判断される（工程Ｓ６２）。この工程Ｓ６２では、図１１に示されるように、床下空間モデル３１からの不易層１３までの最小深さｄ１が、１．５ｍ以下の場合に、基礎断熱材６の断熱性能が十分であると判断している。 Next, based on the depth of the non-prone layer 13, it is determined whether the heat insulating performance of the basic heat insulating material 6 (shown in FIG. 3) is sufficient (step S62). In this step S62, as shown in FIG. 11, when the minimum depth d1 from the underfloor space model 31 to the non-facilitated layer 13 is 1.5 m or less, the heat insulating performance of the basic heat insulating material 6 is sufficient. Deciding.
最小深さｄ１が１．５ｍ以下の場合、不易層１３は、初期条件よりも床下空間モデル３１側に大きく上昇している。これは、基礎断熱材６の高い断熱性能によるものである。従って、本実施形態では、地表からの不易層１３の最小深さｄ１が、１．５ｍ以下の場合に、基礎断熱材６の断熱性能が十分であると判断している。 When the minimum depth d1 is 1.5 m or less, the non-promoting layer 13 is greatly raised to the underfloor space model 31 side than the initial condition. This is due to the high heat insulating performance of the basic heat insulating material 6. Therefore, in this embodiment, when the minimum depth d1 of the difficult layer 13 from the ground surface is 1.5 m or less, it is determined that the heat insulating performance of the basic heat insulating material 6 is sufficient.
なお、本工程Ｓ６２において、基礎断熱材６の断熱性能が十分であると判断された場合、次の下端位置決定工程Ｓ６４が行われる。一方、基礎断熱材６の断熱性能が十分でないと判断された場合は、基礎断熱材モデル２５の各厚さｔ１、ｔ２（図７に示す）を変更する（太くする）工程Ｓ６３が行われ、再度シミュレーションが行われる（工程Ｓ１〜Ｓ５）。 In addition, in this process S62, when it is judged that the heat insulation performance of the basic heat insulating material 6 is enough, the following lower end position determination process S64 is performed. On the other hand, when it is determined that the heat insulating performance of the basic heat insulating material 6 is not sufficient, a step S63 of changing (thickening) each thickness t1, t2 (shown in FIG. 7) of the basic heat insulating material model 25 is performed, Simulation is performed again (steps S1 to S5).
このように、本実施形態の床下空間設計工程Ｓ６では、不易層１３の最小深さｄ１に基づいて、基礎断熱材６の厚さＴ（図３に示す）を、施工される地盤Ｇ毎に決定することができるため、不易層１３を確実に上昇させることができる。従って、床下空間５は、地中の熱を効率的に得ることができ、床下空間５の温度変化を小さくすることができる。 Thus, in the underfloor space design step S6 of the present embodiment, the thickness T (shown in FIG. 3) of the basic heat insulating material 6 is set for each ground G to be constructed based on the minimum depth d1 of the non-prone layer 13. Since it can be determined, the difficult layer 13 can be reliably raised. Therefore, the underfloor space 5 can efficiently obtain the underground heat, and the temperature change of the underfloor space 5 can be reduced.
次に、不易層１３の深さｄに基づいて、地中熱伝導部１５の下端１５ｂの位置が決定される（下端位置決定工程Ｓ６４）。本実施形態では、図１４に示されるように、地中温度の分布図に基づいて、不易層１３（等温線１３ｅで囲まれる領域）内に、地中熱伝導部１５の下端１５ｂを配置する位置を特定している。 Next, the position of the lower end 15b of the underground heat conduction part 15 is determined based on the depth d of the non-prone layer 13 (lower end position determining step S64). In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the lower end 15b of the underground heat conduction unit 15 is disposed in the non-prone layer 13 (the region surrounded by the isothermal line 13e) based on the distribution map of the underground temperature. The position is specified.
このように、床下空間設計工程では、地中熱伝導部１５の下端１５ｂの位置が、施工される地盤Ｇ毎の不易層１３の分布に基づいて決定されるため、該下端１５ｂを不易層１３に確実に接近させることができる。これにより、地中熱伝導部１５は、床下空間５の空気と、不易層１３とを熱交換させることができ、床下空間５の温度変化を小さくすることができる。 In this way, in the underfloor space design process, the position of the lower end 15b of the underground heat conduction unit 15 is determined based on the distribution of the non-problem layer 13 for each ground G to be constructed. Can be approached reliably. Thereby, the underground heat conductive part 15 can heat-exchange the air of the underfloor space 5 and the non-problem layer 13, and can make the temperature change of the underfloor space 5 small.
また、不易層１３は、床下空間モデル３１の中心側に比べて、基礎モデル２２側が地中深くに位置する傾向がある。従って、本実施形態では、外側地中熱伝導部１５Ａの下端１５ｂを、内側地中熱伝導部１５Ｂの下端１５ｂよりも地中深くに位置させている。 Further, the non-prone layer 13 tends to be located deeper in the ground on the base model 22 side than the center side of the underfloor space model 31. Therefore, in the present embodiment, the lower end 15b of the outer underground heat conduction portion 15A is positioned deeper in the ground than the lower end 15b of the inner underground heat conduction portion 15B.
これにより、外側地中熱伝導部１５Ａ及び内側地中熱伝導部１５Ｂは、床下空間５の空気と、不易層１３とを熱交換させることができる。しかも、本実施形態では、内側地中熱伝導部１５Ｂを、外側地中熱伝導部１５Ａよりも短くすることができるため、その材料の使用量を確実に少なくすることができる。 Thereby, the outer ground heat conduction part 15 </ b> A and the inner ground heat conduction part 15 </ b> B can exchange heat between the air in the underfloor space 5 and the non-prone layer 13. Moreover, in the present embodiment, the inner underground heat conduction portion 15B can be made shorter than the outer underground heat conduction portion 15A, and therefore the amount of the material used can be reliably reduced.
次に、季節毎のシミュレーションの結果に基づいて、外側地中熱伝導部１５Ａ及び内側地中熱伝導部１５Ｂの使い分けを決定する（工程Ｓ６５）。図１５に示されるように、冬季（例えば、１月１日）においては、暖房等が使用されるため、床下空間モデル３１側の地中の温度（等温線３２で囲まれる領域）が相対的に高くなっている。この等温線３２で囲まれる領域には、内側地中熱伝導部１５Ｂの下端１５ｂが隣接している。従って、冬季においては、内側地中熱伝導部１５Ｂのみで、熱交換させるのが有効である。 Next, the proper use of the outer ground heat conduction part 15A and the inner ground heat conduction part 15B is determined based on the results of the simulation for each season (step S65). As shown in FIG. 15, in the winter season (for example, January 1), since heating or the like is used, the underground temperature (region surrounded by the isothermal line 32) on the underfloor space model 31 side is relatively It is getting higher. In the region surrounded by the isotherm 32, the lower end 15b of the inner underground heat conduction portion 15B is adjacent. Therefore, in winter, it is effective to exchange heat only with the inner underground heat conduction portion 15B.
一方、図１６に示されるように、夏季（例えば、８月１日）においては、高温の外気や、日射の影響により、床下空間モデル３１側の地中の温度が相対的に高くなっている。外側地中熱伝導部１５Ａの下端１５ｂは、内側地中熱伝導部１５Ｂの下端１５ｂよりも、地中深くに位置している。従って、夏季においては、外側地中熱伝導部１５Ａのみで熱交換させるのが有効である。 On the other hand, as shown in FIG. 16, in the summer (for example, August 1), the underground temperature on the underfloor space model 31 side is relatively high due to the influence of high temperature outside air and solar radiation. . The lower end 15b of the outer ground heat conduction part 15A is located deeper in the ground than the lower end 15b of the inner ground heat conduction part 15B. Therefore, in summer, it is effective to exchange heat only with the outer ground heat conduction portion 15A.
このように、本工程Ｓ６５では、季節毎に変化する地中温度に基づいて、外側地中熱伝導部１５Ａ及び内側地中熱伝導部１５Ｂの使い分けを決定することができる。これにより、床下空間５の温度変化を、より確実に小さくすることができる。 Thus, in this process S65, based on the underground temperature which changes for every season, the proper use of the outside underground heat conduction part 15A and the inside underground heat conduction part 15B can be determined. Thereby, the temperature change of the underfloor space 5 can be reduced more reliably.
なお、外側地中熱伝導部１５Ａ及び内側地中熱伝導部１５Ｂの使い分けは、例えば、各地中熱伝導部１５Ａ、１５Ｂと床下空間５の空気との熱交換を防ぐ遮熱手段（図示省略）を着脱することにより、容易に行うことができる。この遮熱手段としては、特に限定されないが、例えば、各地中熱伝導部１５Ａ、１５Ｂの上端１５ａ側を覆う断熱材等が望ましい。 In addition, the use of the outer ground heat conduction part 15A and the inner ground heat conduction part 15B, for example, is a heat shield means (not shown) for preventing heat exchange between the heat conduction parts 15A, 15B in each location and the air in the underfloor space 5, for example. It can be easily performed by attaching and detaching. Although it does not specifically limit as this heat-shielding means, For example, the heat insulating material etc. which cover the upper end 15a side of heat conduction part 15A, 15B in each place are desirable.
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
Ｂ 建物
Ｇ 地盤
５ 床下空間
６ 基礎断熱材
２１ 建物モデル
３０ 地盤モデル
B Building G Ground 5 Underfloor space 6 Base insulation 21 Building model 30 Ground model
Claims (5)
前記コンピュータに、前記床下空間を含む前記建物をモデル化した建物モデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記建物が施工される地盤をモデル化した地盤モデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記建物内部の温度条件、外気温度条件、及び、境界条件を含む計算条件を入力する工程、
前記コンピュータが、前記計算条件に基づいて、前記地盤モデルの各位置での地中温度を計算するシミュレーション工程、並びに、
前記シミュレーション工程の結果に基づいて、前記床下空間に関する仕様を設計する床下空間設計工程を含むことを特徴とする建物の設計方法。 Design a building with a foundation insulation structure that includes a floor insulation space surrounded by the foundation and the floor, and a foundation insulation material that is disposed on the foundation and shields the space under the floor from the heat of the air outside the building. A method,
Inputting a building model obtained by modeling the building including the underfloor space to the computer;
Inputting to the computer a ground model obtained by modeling the ground on which the building is constructed;
Inputting a calculation condition including a temperature condition inside the building, an outside air temperature condition, and a boundary condition into the computer;
A simulation step in which the computer calculates an underground temperature at each position of the ground model based on the calculation condition; and
A building design method comprising an underfloor space design step of designing a specification related to the underfloor space based on a result of the simulation step.
前記シミュレーション工程は、前記地盤モデルにおいて、一年を通して温度変化の小さい不易層を特定する工程を含み、
前記床下空間設計工程は、前記不易層の深さに基づいて、前記地中熱伝導部の前記下端の位置を決定する下端位置決定工程を含む請求項１に記載の建物の設計方法。 The building has an underground heat conduction part whose upper end side is arranged so as to be able to exchange heat with air in the underfloor space, and whose lower end side is buried in the ground so as to be able to exchange heat with underground heat below the underfloor space. Prepared,
The simulation step includes a step of identifying a difficult layer having a small temperature change throughout the year in the ground model,
The building design method according to claim 1, wherein the underfloor space design step includes a lower end position determination step of determining a position of the lower end of the underground heat conduction unit based on a depth of the non-prone layer.
前記外側地中熱伝導部よりも前記床下空間の中心側に配置される内側地中熱伝導部とを含み、
前記下端位置決定工程は、前記外側地中熱伝導部の前記下端を、前記内側地中熱伝導部の前記下端よりも地中深くに位置させる請求項２記載の建物の設計方法。 The underground heat conduction part is an outer ground heat conduction part disposed on the foundation side of the underfloor space;
An inner ground heat conduction part disposed on the center side of the underfloor space than the outer ground heat conduction part,
The building design method according to claim 2, wherein in the lower end position determining step, the lower end of the outer ground heat conduction part is positioned deeper in the ground than the lower end of the inner ground heat conduction part.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012169654A JP5932551B2 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Building design method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012169654A JP5932551B2 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Building design method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014029598A true JP2014029598A (en) | 2014-02-13 |
| JP5932551B2 JP5932551B2 (en) | 2016-06-08 |
Family
ID=50202126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012169654A Active JP5932551B2 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Building design method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5932551B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113128061A (en) * | 2021-04-25 | 2021-07-16 | 交通运输部公路科学研究所 | Soil pressure acquisition method for adjacent underground engineering asynchronous construction |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180558A (en) * | 2000-04-28 | 2002-06-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Building |
| JP2011149690A (en) * | 2011-02-18 | 2011-08-04 | Nakamura Bussan Kk | Underground heat exchanger burying structure |
| JP2012123746A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Sekisui Chem Co Ltd | Heat insulator selection support system, heat insulator selection support method and computer program |
-
2012
- 2012-07-31 JP JP2012169654A patent/JP5932551B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180558A (en) * | 2000-04-28 | 2002-06-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Building |
| JP2012123746A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Sekisui Chem Co Ltd | Heat insulator selection support system, heat insulator selection support method and computer program |
| JP2011149690A (en) * | 2011-02-18 | 2011-08-04 | Nakamura Bussan Kk | Underground heat exchanger burying structure |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113128061A (en) * | 2021-04-25 | 2021-07-16 | 交通运输部公路科学研究所 | Soil pressure acquisition method for adjacent underground engineering asynchronous construction |
| CN113128061B (en) * | 2021-04-25 | 2021-10-22 | 交通运输部公路科学研究所 | Soil pressure acquisition method for adjacent underground engineering asynchronous construction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5932551B2 (en) | 2016-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Almhafdy et al. | Thermal performance analysis of courtyards in a hot humid climate using Computational Fluid Dynamics CFD method | |
| Tong et al. | Thermal performance of concrete-based roofs in tropical climate | |
| CN104374043A (en) | Air conditioning controlling device and method | |
| Quezada-García et al. | Heterogeneous model for heat transfer in Green Roof Systems | |
| Li et al. | Evaluation of airflow pattern and thermal behavior of the arched greenhouses with designed roof ventilation scenarios using CFD simulation | |
| Magni et al. | Numerical investigation of the influence of heat emitters on the local thermal comfort in a room | |
| Rajput et al. | Heat exposure during a power outage: A simulation study of residences across the metro Phoenix area | |
| Chen et al. | Optimal temperature sensor placement in buildings with buoyancy-driven natural ventilation using computational fluid dynamics and uncertainty quantification | |
| JP5932551B2 (en) | Building design method | |
| Samah et al. | Cool and green roofs as techniques to overcome heating in building and its surroundings under warm climate | |
| Baeza et al. | Numerical simulation of the effect of different mulches on the heat storage capacity of a Mediterranean greenhouse soil | |
| Nayak et al. | Estimation of wind load on a greenhouse and evaluation of its structural stability. | |
| Carlucci et al. | Zero-energy living lab | |
| Yang et al. | Effects of fan-aspirated radiation shield for temperature measurement in greenhouse environment | |
| KR101426617B1 (en) | Method for determination of a green roof system in building based on building energy simulation and the system thereof | |
| Zhao | Simulation of earth-to-air heat exchanger systems | |
| JP6196542B2 (en) | Thermal storage structure and housing using the same | |
| Ahmed et al. | Energy saving and indoor thermal comfort enhancement by using a novel heat extract slot system installed on external room wall | |
| JP5969851B2 (en) | Building structure | |
| JP2015124940A (en) | Heat storage structure and house using the same | |
| KR101487647B1 (en) | Method for determination of a green roof system in building based on building energy simulation and the system thereof | |
| Yu | Energy prediction of electric floor radiation systems using a new integrated modeling approach | |
| Slávik et al. | Operative temperature predicting of a room in summer: An approach for validating of empirical calculation models | |
| Krarti et al. | Implementation of a building foundation heat transfer model in EnergyPlus | |
| Shukla | Characterization of a Novel Radiant Floor Panel and a Caisson-Based Geothermal System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160407 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160419 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160428 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5932551 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |