Understanding the characteristics and use of low-emissivity interior surface materials to improve thermal comfort and energy-saving performance of radiant heating and cooling systems

了解低辐射内表面材料的特性和使用，提高辐射供暖和制冷系统的热舒适性和节能性能

• 批准号: 22K04439
• 负责人: 淺田 秀男
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Aichi Shukutoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04439/
• 关键词: 放射冷房; 内装材; 低放射率; 高反射率; 温熱環境; 熱放射; 快適性; 放射冷暖房

放射冷暖房は、エアコン等の対流式冷暖房と比べてより高い快適性を得ることができる。ただし、そのためには室内の長波長放射（以下、熱放射）の熱伝達が効率的に行なわれるようにすることが重要である。その方法としてこれまでは断熱材による高断熱化が唯一の方法であったが、共同研究者（胡、山田）により新たな建築内装素材が別途開発中である。これは長波長放射に対する放射率が低い内装材であり、これを用いることで室内空間における放射伝達の流れを変えて熱放射環境を調整することが可能となる。本研究は、室内表面を低放射率化した空間において放射及び対流式の冷暖房を行なうことで創出される室内環境の温熱物理量の特長と快適性向上効果、従来内装の空間と比べた場合の冷暖房用エネルギー消費量削減の効果を定量的に明らかにし、低放射率内装材の有効性を示すとともに効率的で適切な利用方法について検討することを目的とする。初年度（令和4年度）は、低放射率室の温熱環境的特徴を温熱環境シミュレーションで詳細な解析ができるように、まず、低放射率室における放射熱伝達解析手法を詳細に整理・検討した。これは、一般的に用いられている放射熱伝達計算とそれに基づく平均放射温度は、表面の長波長放射率が約0.9、つまりほぼ全ての熱放射は反射することなく吸収されて再放射されるという前提にもとづくものであり、本研究で対象としている低放射率面を含む空間での相互反射成分が熱放射伝達の主となる熱放射環境の解析・評価には不適切だからである。そこで、放射率が約0.9ではなく熱放射の室内表面での相互反射を考慮した熱放射伝達計算方法として、既往研究で示されていた「放射吸収係数」による放射熱伝達計算を用いることにし、これに基づいた「放射環境温度」を熱放射環境を表わす指標として用いるための計算法の整理及び試算・検証を行なった。

辐射供暖和制冷可以提供比空调等对流供暖和制冷系统更高的舒适度。然而，为此目的，重要的是确保室内长波长辐射(下文中称为热辐射)的热传递有效地进行。到目前为止，实现这一目标的唯一方法是使用隔热材料来实现高隔热效果，但联合研究人员（Hu和Yamada）正在单独开发一种新型建筑室内材料。这是一种针对长波长辐射具有低发射率的室内材料，通过使用它，可以通过改变室内空间中辐射传输的流动来调节热辐射环境。本研究重点研究低辐射率室内表面空间中辐射和对流供暖和制冷所产生的室内环境热物理量的特征、提高舒适度的效果以及与低辐射率室内表面空间的供暖和制冷效果的比较。本研究的目的是定量阐明低辐射率内饰材料在降低能源消耗方面的有效性，论证低辐射率内饰材料的有效性，并考虑有效且适当的使用方法。第一年（2020财年），我们将首先组织和详细研究低辐射率房间的辐射传热分析方法，以便通过热环境模拟来详细分析低辐射率房间的热环境特性。这是因为常用的辐射传热计算和基于它的平均辐射温度表明，表面的长波长发射率约为0.9，这意味着几乎所有的热辐射都被吸收并重新辐射而没有被反射。因为作为本研究主题的包含低发射率表面的空间中的互反射分量不适合分析和评估热辐射环境，而热辐射环境是热辐射传递的主要来源。因此，我们决定采用以前研究中所示的“辐射吸收系数”作为考虑室内表面热辐射相互反射的热辐射传热计算方法，而不是0.9左右的发射率。我们整理、估算、验证了以“辐射环境温度”作为代表热辐射环境的指标的计算方法。

项目成果

低放射率表面材の有無が床暖房時の室内温熱環境および人体エクセルギー収支に及ぼす影響に関する数値解析

地暖采暖时低辐射表层材料有无对室内热环境及人体火用平衡影响的数值分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 淺田秀男;石並真吏;山田保誠
• 通讯作者: 山田保誠

放射暖房室・対流暖房室における人体エクセルギー収支の時系列変化の違いに関する数値解析

辐射供暖室与对流供暖室人体火用平衡时间序列变化差异的数值分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 中村俊太;淺田秀男
• 通讯作者: 淺田秀男