Transcript 床材による冷たさの違いと 足から奪われる熱量の比較 1033244 酒巻

床材による冷たさの違いと
足から奪われる熱量の比較
1033244 酒巻潤一
指導教員 成田健一
目的
• 床を歩いたとき、材質によって冷たさの違い
を感じるが、物理的に測れる熱量を測定し、
体感評価と比べたときどうなるのか？足を模
擬した実験装置を工夫し、床材を対象に奪わ
れる熱量を測り、体感実験と比較を行った。
• 床材にもいろいろあるが、今回の実験では熱
伝導率が極端に高いものや低いものを実験
してみた。
実験装置
５㎝
横から見た時
下から見た時
実験方法
• 熱流実験：実験装置にお湯を入れかき混ぜ
約40度になったところで試験体の上に2分間
ずつ乗せ、熱流を0.2秒毎に測る。
• 体感実験：両足（素足）で二つの試験体に乗
り、一瞬の感覚でどっちが冷たいかを評価す
る。
熱流（ W/m２ )
実験結果
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
1
10
時間（sec）
100
スティール
石
コンクリート
フローリング
松
杉
桧
ダンボール
1,000
断熱材
体感評価と熱流の比較
ピーク熱流
2
(W/m )
大
スティール
冷
2分後の熱流
2
(W/m )
スティール
スティール
フローリング
石
石
石
コンクリート
コンクリート
ダンボール
フローリング
フローリング
杉
ダンボール
松
コンクリート
松
小
体感評価
桧・松
杉
桧
断熱材
杉
ダンボール
桧
断熱材
断熱材
熱流と各熱物性値との関係
各熱物性値
熱伝導率
λ
熱容量
Cpρ
温度拡散率 λ Cpρ
熱慣性
λCpρ
ピーク熱流
2000
1400
スティール
コンクリート
石
松
フローリング
桧
ダンボール
杉
断熱材
1200
1000
800
600
400
200
0
0.01
0.1
1
10
ピーク熱流 (W/m2)
1600
2
ピーク熱流 (W/m )
1800
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
石
松
フローリング
桧
杉
断熱材
1
100
熱伝導率(W/m・K)
スティール
コンクリート
10
100
2
熱慣性（J/m ・K・s1/2）
熱慣性
熱伝導率
2000
1800
1600
1400
1200
400
200
0
スティール
コンクリート
石
松
断熱材以外は
10
100
1000
熱容量（J/m3・K)
熱容量
フローリング
桧
杉
断熱材
10000
ピーク熱流 (W/m2)
ピーク熱流 (W/m2)
2000
1800
1600
1000
800
600
1000
1400
1200
スティール
1000
800
600
コンクリート
石
松
400
200
0
1.0E-07
フローリング
桧
杉
断熱材
1.0E-06
1.0E-05
温度拡散率（m2/s)
温度拡散率
1.0E-04
２分後の熱流
1200
1200
2
2
2分後の熱流 (W/m )
1400
2分後の熱流 (W/m )
1400
1000
1000
スティール
コンクリート
石
松
フローリング
桧
ダンボール
杉
断熱材
800
600
400
200
0
0.01
0.1
1
10
スティール
コンクリート
石
800
600
松
400
フローリング
桧
200
杉
断熱材
0
1
100
10
100
2
1/2
熱慣性（J/m ・K・s ）
熱伝導率(W/m・K)
熱伝導率
1400
1400
コンクリート
石
松
1000
1200
2
2分後の熱流 (W/m )
2分後の熱流 (W/m 2)
熱慣性
スティール
1200
1000
フローリング
桧
杉
断熱材
800
600
400
800
スティール
600
コンクリート
石
200
0
0
100
1000
3
熱容量（J/m ・K)
熱容量
10000
松
400
200
10
1000
フローリング
桧
杉
断熱材
1.0E-07
1.0E-06
1.0E-05
2
温度拡散率（m /s)
温度拡散率
1.0E-04
まとめ
• 熱流を体感と比較してみると、直後のピーク
よりも2分後の方がより近い順位だった。よっ
て体感評価は2分後の熱流をほぼ先読みし
たということになる。
• ピーク熱流は体感とは関係が見られなかった
が、熱伝導率、熱容量、熱慣性との関係は
あった。