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2020年09月24日(木)

熱流体解析(木造建築計画の応用)

タイトルの「熱流体解析」という何やら難しい言葉ですが、建物周辺の風環境や室内の温熱環境など、空気の流れを可視可しつつ非定常や定常の設計シミュレーションです。今回は「Flow Designer」を用いた演習です。

どこに窓を開けると空気がどう流れるか、エアコンの熱量や風量でこの空間を満たすことができるかなど、詳細な検討が行えます。

今年、情報処理室Cに整備した高性能パソコン室で演習を行いました。

情報処理室

少人数教育なのでお互いの距離の確保もできます。

まずは、操作に慣れるため簡単なチュートリアルとして「温度差換気(重力換気)」の状況をシミュレーションしてみます。

暖かい空気は比重が軽いため、風がなくてもトップライトから抜けていき、同時に下部の開口から冷たい外気が入ってきます。

下のような熱と空気の動きが簡単にシミュレーションできます。
初めて使用した学生でも20分程度で解析完了です。

ですが、空気の比重を考慮してどのように動くかを考えるのは、今回のような熱流体解析ツールを使わないと、ほぼ不可能です。
一般的には、イメージだったり、経験則でこんな感じかなと設計しているだけでした。
ITを活用したシミュレーション関連の進化はすごいですね。

流体解析

他にも、断熱性の低い窓からのコールドドラフトの影響具合や、日射などの放射を考慮した体感温度(PMVやSET*)の解析、樹木による外部風の影響など、いくつかのシミュレーションを行いました。

学生によっては、慣れてきてsketchupで作成していたmorinosの3Dデータを取り込むことを検証したりとパソコンならではのソフト間の連携など、いろいろ試し始めています。

morinos-sim

この熱流体解析「Flow Designer」以外にも本学の木造建築専攻にはいろいろなツールや設備がそろっている贅沢な環境です。
ツールや設備の一覧はこちらのページからも確認できます。

准教授 辻充孝


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