環境工学における市街地風の変動とその影響に関する研究-9 : 建築物周辺気流の変動の建築物内外の汚染濃度に及ぼす影響に関する研究
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概要
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In assuming the contamination concentration near buildings, the time fluctuation to be considered is theoretically analysed, hypothetical volume method is proposed, and experimental results of measurements near buildings are described. There are two kinds of variations of contamination around buildings : time fluctuations and space distributions. Considering the outdoor contamination as one of the main sources of indoor air contamination, the possible effect of time fluctuation of outdoor concentration on those of indoor air is analysed by deriving the frequency transfer functions (2-23), (2-24) and (2-25) from which the amplitude gains are obtained and shown in the Bode diagrams (Figs. 2-2, 2-3). Since average existing time length of contamination within room is, in case of air-conditionned or naturally ventilated buildings, in the range of 1/2-1/6 hours and if the fluctuations of outdoor contamination are of less than 0.3-1.0 cycle/hour the gain will be 20log P. If the fluctuation is more than 3-10 cycle/hour. the attenuation of more than 10 would be added and the influence of fluctuation on indoor concentration would become very small. It can be concluded that average concentration for 20-30 minutes would possibly be used without excessive negligence of possible influence of outdoor concentration fluctuations. In presupposing the outdoor concentration near buildings, a new method using hypothetical volume adjoining buildings is proposed. If the hypothetical air changes to this volume can be predicted in relation with types of the hypothetical volumes and other conditions such as wind speed and direction, and source strength, approximate values of contamination concentration due to sources near buildings can be calculated using equations (3-1) and (3-2). One of main sources of contamination near buildings is traffic exhaust and it is necessary to determine the amount generated within the hypothetical volume to predict the concentration. For this purpose the traffic should be taken into account as source strength instead of simple passing rate as usually done especially when traffic conditions change by time. In determining the source strength, a photographical method to determine the number of existing cars in the block in question or the traffic density was tried and compared with other method using the number of cars passing and driving speed. Traffic density or number of existing cars looks proportional to the number of passing cars to certain extent but, if any traffic congestion occurs for some reason, the relation of these two can become quite different. It was concluded either method can be utilised. Actual measurements of carbon monooxide concentration near buildings are carried out. Samples are taken at 3-4 levels from the ground as shown in Fig. 5-1 and analysed with an infra-red CO gas analyser. Wind speeds are also measured at several points near building using heated wire anemometer with linearzer and analysed by calculating auto-correlation functions and power spectral densities. The results of our mesurements are shown in Table 1 and Figs. 5-3, 5-10. From the CO concentration profiles (Figs. 5-10, 5-11), it seems that rather uniform concentration distribution exists vertically in the hypothetical volume in the leeward and this has the common characterisity with wind speed profiles which also shows rather uniform distribution in vertical direction and random characterisity without significant frequency. Since the wind speed near building is not very significantly influenced by general wind which was indicated by N. Ito et al, the traffic density should have strong influence on the CO concentration. From the results of measurement, as shown in Fig. 5-12, it seems that the concentration is related with traffic density. The hypothetical air changes calculated are also shown in Table 1. The values ranged from 10 to 40 changes/hour. The relation of the air changes and the general wind speed is not clear. More accumulation of this kind of measurements are needed to clarify contamination distribution near buildings. The authors have described the results of studies on the properties of natural wind over urban area or around buildings in Reports No.1-6, the characteristics on convectional heat transmission from outersurface of building in Reports No.7 and 8, and the influence of air pollution around buildings in Report No.9. In these reports the authors have tried to present the results observed and the discussions as far as possible, but, due to its complicated nature, have confined them in only a few cases. The following problems still exist in these subjects. 1) There is a scale limit in our facilities of observation against the magnitude of the actual scale of roughness of urban area or buildings, which is also the reason that this field of study is difficuld in general. The authors have not the sufficient data to discuss with the general rules the wind structure and its effects for environmental engineering. 2) One of the main problems omitted in these reports is the discussion on the similarity between the models in the wind tunnel and the actual buildings in the natural field. The authors found that the topics chosen in these reports have somewhat different faces compared with the information expected from meteorology or micrometeorology, and there is much left to study from the environmental scientifical point of view. They are to continue to accumulate the further data on the wind structure and its effects on buildings in the future.
- 社団法人日本建築学会の論文
- 1972-01-30
著者
-
関根 孝
職訓大
-
佐藤 鑑
前横浜国立大学工学部
-
佐藤 鑑
Yokohama National Univ.
-
後藤 滋
Yokohama National Univ.
-
関根 孝
Buil. Res. Inst.
-
関根 毅
Inst. of Public Health.
-
岡 樹生
Buil. Res. Inst.
-
吉沢 晋
Inst. of Public Health.
-
前川 甲陽
Takenaka Tech. Res. Lab.
-
木村 建一
Waseda Univ.
-
伊藤 直明
Tokyo Metropolitan Univ.
-
小原 俊平
Kajima Inst. of Construction Tech.
-
片山 忠久
Yokohama National Univ.
-
岡 樹生
国立公衆衛生院公害衛生学部
-
前川 甲陽
東京美装興業(株)
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