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風洞実験技術
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風洞実験技術とは

風洞実験装置により自然風を模擬した風を発生させ、縮尺模型と各種センサーを用いて、建築物における風に関するさまざまな評価・検討を行う技術です。

風洞実験の種類

近年、建物の超高層化などにより、建物を建設する際の風に関するさまざまな検討が求められています。風に関する検討事項は、建物周辺の風環境(ビル風問題)から、設計用風荷重の算定や風揺れに対する居住性能評価など多岐にわたります。当社では、検討の目的に応じて以下の実験を行い、建物の風に関する検討・評価を行います。

  • 風環境風洞実験
  • 風圧実験
  • 風力実験

風環境風洞実験

風環境風洞実験は、計画建物建設前後の風環境評価を行う方法のうち、現在最も信頼されている方法です。

この実験では、計画地周辺を再現した模型に100点程度の測定点を設け、各測定点の風速を測定し、計画地周辺の観測所における風向風速の長期観測データと風環境評価基準を用いて、各測定点での風環境を評価します。現在、風環境評価基準は風工学研究所の方法と村上らの方法の2つが多く用いられています。

建物の建設前後で風環境が変化した場合には、適切な防風対策の検討も行います。

当社では、128CHの多点風速同時測定のシステムを有し、これまで数多くの物件に対し、風環境風洞実験を適用しています。

風圧実験

風圧実験は、模型に風圧測定孔を設けチューブを介して風圧センサーにつなぎ、模型に作用する風圧力を測定する実験です。

この実験は、主に外装材設計用の風荷重の評価を目的として行われ、窓ガラスやALC壁などに加わる風荷重を精度よく求めることができます。さらに、これら建物表層部だけではなく、隔て板やベランダ手摺などの建設省告示では規定されていない部材の風荷重を算定することができます。

また、風圧測定孔を密に設けるにより、得られた風圧力を積分して建物全体に加わる風力を算出し、構造骨組設計用風荷重を求めることや風揺れに対する居住性能を検討することも可能です。

風圧力の時刻歴を構造物の動的外力として用い、動的応答解析を行い、風揺れに対する制震装置の検討などを行うこともできます。

当社では、384CHの多点風圧同時測定システムを有し、精度の高い検討を行うことができます。

風力実験

風力実験は、模型全体に加わる風力をロードセルを用いて測定する実験です。

この実験で、構造骨組用の設計用風荷重の算定や高層建物の風揺れに対する居住性能の検討を行うことができます。風揺れは地震とは異なり長時間続くため、居住性の問題が起こることがあり事前の十分な検討が必要です。居住性能評価は実験で得られた建物頂部の加速度の1年再現期待値を評価します。

実際に強風時の超高層住宅の風揺れを実測した結果は、風洞実験による予測値とよい一致を示し(2000年9月日本建築学会大会に報告)、当社の風揺れ評価技術が実証されました。

適用物件

風環境風洞実験
  • 大川端リバーシティセンチュリーパークタワー他
  • M.M.MID SQUARE
  • 六本木7丁目マンション建替え計画
  • 千葉工業大学津田沼校舎新築計画
  • 武蔵野市中町1丁目計画  その他多数
風圧実験
  • ザ・タワー&パークス田園都市溝の口
  • 豊洲2丁目7街区新築プロジェクト
  • 千葉工業大学津田沼校舎新築計画
  • 柏の葉キャンパス駅前住宅開発計画  その他多数
風力実験
  • 大川端リバーシティセンチュリーパークタワー
  • 晴海アイランドトリトンスクエア ビュータワー
  • 六本木7丁目マンション建替え計画  その他多数
風洞装置概観

風洞装置概観

風洞装置の主な仕様

風洞装置の主な仕様

風環境風洞実験の状況

風環境風洞実験の状況

風環境評価基準(村上らの方法)

風環境評価基準(村上らの方法)

風圧実験の状況

風圧実験の状況

風力実験の状況

風力実験の状況

居住性評価指標

居住性評価指標

実測建物

実測建物

実測値と予測値の比較

実測値と予測値の比較

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