大学校及び設置科 北海道職業能力開発大学校居住・建築システム技術系
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 環境工学、環境工学実験、建築設備、建築材料、木造施工、断熱施工、安全衛生
課題に取り組む推奨段階 木質構造施工・施工管理課題実習終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、主に問題解決型の製品開発プロセス、環境デザイン技法、実験計画法及び技術報告書の作製技術の実践力を身につけます。

製作の目的と概要

 本開発では、融解温度を任意に設定できる潜熱型蓄熱材料(PCM)を混和した内装材を作製し、毛細管暖冷房マット(CTM)と組み合わせて施工する「ハイブリッド壁暖冷房システム(写真1)」の製作をテーマとしました。このシステムで用いるPCM内装材は、石膏ボードなどの一般的な内装材に比べて蓄熱能力が高く、日射を暖房用エネルギーとして活用すると同時に、室温の日変動を抑制して温熱的快適性を向上させることを可能にします。また、熱媒は水ですから雪氷やバイオマスエネルギー、地熱などの低未利用エネルギーの活用も期待できます。
 開発したシステムの基本的熱性能を検証するために、恒温恒湿実験室における性能確認実験に加えて、北方型の高断熱・高気密住宅を想定した実験棟(写真2)に開発したシステムを施工し、冬季の室温変動と省エネルギー性能を測定しました。さらに、測定結果をシミュレーションの結果と比較して評価することで、システムの室温変動抑制効果の実証を試みました。

成果

 実証試験の結果、開発した潜熱型内装材の蓄熱性能は石膏ボードの7倍程度であり、夏季昼間の温度上昇を5℃、冬季夜間の温度下降を2.5℃抑制できることが確認されました。また、試験棟における平均暖房エネルギー削減率は20%で、日最高値は57%でした。さらに、この内装材料はボード状に加工できるだけでなく湿式施工が可能で、内装材として必要な曲げ・圧縮強度を保持しており、施工性が最適になる時のフロー値が160(mm)であることが主観的評価実験で確認されました。
潜熱蓄熱内装材によるハイブリッド壁暖冷房システムの開発(その2)−内装材の性能改善と暖冷房エネルギー削減効果に関する検討−(H20)の画像1
潜熱蓄熱内装材によるハイブリッド壁暖冷房システムの開発(その2)−内装材の性能改善と暖冷房エネルギー削減効果に関する検討−(H20)の画像2