室内の湿度と温熱環境を動的に評価する指標

通信工学第 2 巻、記事番号: 59 (2023) この記事を引用

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湿気源は湿った成分を室内空気に放出し、居住者の健康、空調エネルギー消費、建物の耐用年数に影響を与えます。 湿った成分の蒸発と拡散は動的なプロセスですが、室内の空気に動的に影響を与える水分源を正確に記述する既存の指標の能力には限界があります。 ここでは、湿度寄与率の変化率の指標である CRIt(H) と、室内気候寄与率の変化率である CRIt(c) の 2 つの指標を提案します。 加湿器をソースとして取り上げ、インデックスを使用して、空間と時間にわたるさまざまな周囲条件に対するソースパラメータの影響を実験によって比較します。 当社のアプローチは、動的な影響の特定の段階を特定することで、湿気源が湿度と温度にどのような影響を与えるかを正確に反映します。 この研究は、一時的な室内環境モデルの確立、空調システムの制御、および室内環境の持続可能な制御に有益となるでしょう。

室内の湿気源には、人員 1、設備 2、外壁材、植物など、さまざまな種類の湿気源 (図 1a) が存在し、さまざまな速度で湿った成分 (水滴や水蒸気) を空気から吸収したり、空気中に放出したりするため、変化します。室内環境。 湿潤成分の吸収・放出強度や気液比は原料ごとに大きく異なります。 たとえば、人間の水分放出速度は、さまざまな運動強度で 30 ～ 300 g h-1 ですが、植物 3 の水分放出速度はわずか 0.84 ～ 20.00 g h-1 です。 さらに、植物が大きくなると、より多くの水蒸気が生成されます4。 発生源から大量の湿潤成分が継続的に放出されると、湿度が急速に上昇し、壁に結露やカビが発生し 5,6、呼吸器の不快感やアレルギーを引き起こす可能性があります 7,8,9。 湿気の成分を吸収する原因により湿度が低すぎる場合 (≤30%)、乾燥は居住者の温熱快適性に影響を与えるだけでなく 10、呼吸痛 11,12、目のかゆみ 13,14,15 および静電気の原因にもなります。 さらに、空気湿度が高すぎたり低すぎたりすると、一部のウイルスの伝播と生存が促進される可能性があります16、17、18、19。 したがって、湿気源が室内環境に及ぼす影響を正確に表現できる合理的な指標は、より少ないエネルギー消費で空調を制御し、人に満足のいく環境を提供するために有益です。

a 室内の湿気源。 b 室内の湿度と温熱環境を評価するための指標。

空気湿度に対する水分源の影響を定量化するための既存の指標（図 1b）は、基本パラメータ（水蒸気分圧）、絶対直接パラメータ（絶対湿度、比湿度（湿度比））、相対直接パラメータに分類できます。 （相対湿度（RH））、および間接パラメータ（露点温度、湿球温度）20。 湿度環境に対するさまざまな物体の影響を説明するために、学者たちはこれらの指標を修正して、対応する問題に適したものにしました。 柳ら 21 は、平均 RH の累積比を使用して、微生物汚染に対する湿度の影響を調査しました。 Ma et al.22 によって確立された室内壁結露モデルでは、湿度比に基づく一時的なアクセス指数を使用して、湿潤成分の一時的な分布を予測します。 Teodosiu23 は、水蒸気の質量分率を使用して、表面上の湿った空気の熱溶液対流と凝縮をシミュレートしました。 Lucero-Gómez ら 24 は、RH 変動の気候変動を計算することで、高度な管理要件を伴う湿度環境を評価し、空調の効率的なメンテナンス対策を提案しました。 さらに研究者らは、気温、空気の動き、平均輻射温度などの他のパラメータを加えて室内環境を評価するための包括的な指標も提案しました。 Gao ら 25 は、簡略化された室内湿球球温度 (WBGT) 式を確立し、RH との関係を分析しました。これは、自然換気された建物の室内環境を評価するために使用できます。 Bonora ら 26 は、文化遺産の屋内環境のリスク レベルを決定するために、気温と相対湿度に基づいた 2 つの屋内微気候指標、遺産微気候リスク (HMR) 指数と予測被害リスク (PRD) 指数を確立しました。