Transcript スケールモデルサイトにおける 「風の道」の野外実験 －街路形状による街路風の変化－ 指導教員 成田健一 千葉洋佑 山田朱芙 研究背景・目的 風を取り込むためにはどのような形状の街路が有効か？ はじめに、どのような実験が考えられるか？ 風洞実験：風速・風向が一定、大きな乱れはない 自然風：風速や風向が常に変化する 間欠的な乱れなどによる影響も見られる スケールモデルサイトにて自然風を利用した実験を行っ た。 スケールモデルサイト H/2 H=15cm コンクリート ブロック コンクリート ブロックH/2 12ｍ×12ｍのコンクリート平板2 面に1辺15㎝(＝H)の立方体のコン クリートブロックを配列して測定 実験街区モデル ◎6×6街路 6×6基本街路 45度街路 ◎5×5街路 5×5基本街路 高さ2Hラフ 高さ2H 6×6街路配列1回目 45度街路 6×6基本街路 一辺Hのコンクリートブロック 高さH/2のコンクリートブロック 高さ2Hのコンクリートブロック 測定位置 上空風測定 街路内測定 測定位置 街路内測定 屋根面高さ測定 6×6街路配列2回目 高さ2Hラフ 6×6基本街路 測定位置 測定位置 街路内測定 上空風測定 街路内高さ方向測定 街路内高さ方向測定 屋根面高さ測定 5×5街路配列 高さ2H 5×5基本街路 測定位置 測定位置 街路内測定 街路内測定 屋根面高さ測定 上空風測定 屋根面高さ測定 測定機器と設置状況 超音波風速温度計（街路内設置） 主風 向 160H 0度 助走エリア 80H 測定エリア 高さH/3 無指向性熱式風速計 上空風をとらえ るため設置 高さ3H 超音波風速温度計（上空風速） 無指向性熱式風速計の設置について 高さH/3 H/3 通常の設置 12.5cm 7.5cm 2.5cm 高さ方向設置 （プロファイル） プロファイルの目的 街路内において、高さの違いによる風速比の分布をみ るために風速計を街路内の高さ別に設置し実測する。 0 風向の分類 -45 -90 北西側の季節風を主風 向とし、0度に設定した -135 上空風速 (高さ3H)[m/s] 風が安定して強 く吹いている 420 -180 -135 -90 -45 風向(高さ3H)[度] 街路内風速（高さ H/3） [m/s] 風速比の算出3 上 空 y=0.356x 3H 風 街 路 0 上空風速(高さ3H)[m/s] 内 H/3 風 H 6×6基本街路 H （5H）/2 H H 2H （5H）/2 H 0.75H H 街路内風速計設置位置 超音波風速計設置位置 高さ方向の測定位置 H 6×6基本街路 最小値 0.6 -15 -30 30 0.75H 全てのデータの 基本となる街路 H 最大値 風速比 0.5 0.4 0.3風向がずれると風 速比も小さくなる 0.2 0.1 Wind 交差点に向けて少しずつ上昇 45度街路 -15～-30度 0～-15度 風向別平均値 H H -30～-45度 最大値 街路にほぼ直行な風 0.6 0.5 街路にほぼ平行な 風 風速比上昇 0.4 風速比 風速比低下 0.3 0.2 0.1 最小値 高さ2Hラフ -15 -30 H 0.75H 0.6 風速比 0.5 0.4 徐々に上昇していく 最小値 0.3 0.2 0.1 H 6×6基本街路の上流側に凹 凸をつけたアプローチフロー の差異が街路に及ぼす影響を 見る 最大値 Wind 30 6×6街路 -15 6×6基本街路・45度街路・高さ2Hラフの比較 -30 6×6基本街路は2Hラフの1.3倍程度 6×6基本街路は45度街路の1.5倍程度 0.6 基本街路 風速比 0.5 0.4 2Hラフ 0.3 0.2 Wind 0.1 45度街路 30 街路内高さ方向測定の比較 主風向 地点B 地点C 高さ2Hラフ 地点B 地点C 地点A プローブ設置高さ（ cm） 地点A 6×6基本街路 12.5 7.5 2.5 0.2 0.4 0.6 風速比 6×6基本街路では変化 はほとんどなかった 0.2 0.4 0.6 風速比 0.2 0.4 0.6 風速比 高さ2Hラフでは地表に 近くなるほど低くなる あまり風は流れ込まない 屋根面高さの風の流れ 主風向 地点1 垂直成分の風速比 地点3 地点2 地点1 0.02 H.

スケールモデルサイトにおける
「風の道」の野外実験
－街路形状による街路風の変化－
指導教員
成田健一
1073340
千葉洋佑
1073450
山田朱芙
研究背景・目的
風を取り込むためにはどのような形状の街路が有効か？
はじめに、どのような実験が考えられるか？
風洞実験：風速・風向が一定、大きな乱れはない
自然風：風速や風向が常に変化する
間欠的な乱れなどによる影響も見られる
スケールモデルサイトにて自然風を利用した実験を行っ
た。
スケールモデルサイト
H/2
H=15cm
コンクリート
ブロック
コンクリート
ブロックH/2
12ｍ×12ｍのコンクリート平板2
面に1辺15㎝(＝H)の立方体のコン
クリートブロックを配列して測定
実験街区モデル
◎6×6街路
6×6基本街路
45度街路
◎5×5街路 5×5基本街路
高さ2Hラフ
高さ2H
6×6街路配列1回目
45度街路
6×6基本街路
一辺Hのコンクリートブロック
高さH/2のコンクリートブロック
高さ2Hのコンクリートブロック
測定位置
上空風測定
街路内測定
測定位置
街路内測定
屋根面高さ測定
6×6街路配列2回目
高さ2Hラフ 6×6基本街路
測定位置
測定位置
街路内測定
上空風測定 街路内高さ方向測定
街路内高さ方向測定
屋根面高さ測定
5×5街路配列
高さ2H
5×5基本街路
測定位置
測定位置
街路内測定
街路内測定
屋根面高さ測定 上空風測定 屋根面高さ測定
測定機器と設置状況
超音波風速温度計（街路内設置）
主風
向
160H
0度
助走エリア
80H
測定エリア
高さH/3
無指向性熱式風速計
上空風をとらえ
るため設置
高さ3H
超音波風速温度計（上空風速）
無指向性熱式風速計の設置について
高さH/3
H/3
通常の設置
12.5cm
7.5cm
2.5cm
高さ方向設置
（プロファイル）
プロファイルの目的
街路内において、高さの違いによる風速比の分布をみ
るために風速計を街路内の高さ別に設置し実測する。
0
風向の分類
-45
45
90
-90
北西側の季節風を主風
向とし、0度に設定した
135
-135
180
上空風速 (高さ3H)[m/s]
6
風が安定して強
く吹いている
5
4
3
2
1
0
-180
-135
-90
-45
0
45
風向(高さ3H)[度]
90
135
180
街路内風速（高さ H/3） [m/s]
風速比の算出
4
3
上
空
y=0.356x
3H
2
風
1
街
路
0
0
1
2
3
上空風速(高さ3H)[m/s]
4
内
H/3
風
H
6×6基本街路
H
（5H）/2
H
H
2H （5H）/2 H
0.75H
H
街路内風速計設置位置 超音波風速計設置位置 高さ方向の測定位置
H
6×6基本街路
最小値
0.6
-15
-30
0
15
30
0.75H
全てのデータの
基本となる街路
H
最大値
風速比
0.5
0.4
0.3風向がずれると風
速比も小さくなる
0.2
0.1
0
Wind
交差点に向けて少しずつ上昇
45度街路
-15～-30度
0～-15度
風向別平均値
H
H
-30～-45度
最大値
街路にほぼ直行な風
0.6
0.5
街路にほぼ平行な
風
風速比上昇
0.4
風速比
風速比低下
0.3
0.2
0.1
0
最小値
高さ2Hラフ
-15
0
-30
H
0.75H
0.6
風速比
0.5
0.4
徐々に上昇していく
最小値
0.3
0.2
0.1
0
H
6×6基本街路の上流側に凹
凸をつけたアプローチフロー
の差異が街路に及ぼす影響を
見る
最大値
Wind
15
30
6×6街路
-15
6×6基本街路・45度街路・高さ2Hラフの比較
-30
6×6基本街路は2Hラフの1.3倍程度
6×6基本街路は45度街路の1.5倍程度
0.6
基本街路
風速比
0.5
0.4
2Hラフ
0.3
0.2
Wind
0.1
0
45度街路
0
15
30
街路内高さ方向測定の比較
主風向
地点B
地点C
高さ2Hラフ
地点B
地点C
地点A
プローブ設置高さ（ cm）
地点A
6×6基本街路
12.5
7.5
2.5
0
0.2 0.4 0.6
風速比
6×6基本街路では変化
はほとんどなかった
0
0.2 0.4 0.6
風速比
0
0.2 0.4 0.6
風速比
高さ2Hラフでは地表に
近くなるほど低くなる
あまり風は流れ込まない
屋根面高さの風の流れ
主風向
地点1
垂直成分の風速比
地点3
地点2
地点1
0.02
H 地点2
0
風速比
H
-0.02
-0.04
地点3
-0.06
-15
0
風のバラつきが大きく
街路内に流入している
15
-15
0
風向(度)
15
-15
0
15
バラつきは小さく流
入する
プラスの値：街路内から上空に流れる風
マイナスの値：上空から街路内に流れる風
5×5街路
H
H
0
0.71H
-30
建蔽率を低くすること
による街路風に及ぼす
影響
0.6
-15
最大値
0.5
風速比
0.4
最小値
0.3
0.2
Wind
0.1
0
ほぼ一定
15
30
-15
-30
H
5×5基本街路と比較し
風速比がどの程度変わ
るのかを見る
0.71H
H
高さ2H
0.71H
5×5街路
H
0.6
0.5
風速比
0.4
風速比ほぼ一定
0.3
0.2
Wind
0.1
0
0
15
30
屋根面高さの風の流れ
高さ2H
5×5基本街路
H
Wind
H
Wind
0.02
H
H
0
風速比
0
風速比
0.02
-0.02
-0.04
-0.06 -15
街路の中心
-0.02
-0.04
0
15
風向(度)
風が街路内に流入し
ている
-0.06 -15
街路の中心
0
15
風向(度)
流入が少ない
左右対称になりバラつきも少ない
高さ2Hで街路に入り込む風は5×5基本街路の半分程度
5×5基本街路・高さ2Hの比較
-15
-30
0
15
30
5×5基本街路と高さ2Hは2倍の差
6×6基本街路と5×5基本街路
には差はみられなかった
6×6基本街路
0.6
0.5
風速比
0.4
高さ2H
0.3
0.2
Wind
0.1
0
5×5基本街路
まとめ
45度配置: 45度街路の風速比は6×6基本街路の2/3にな
る。
高さ2Hラフ:高さ2Hラフの風速比は6×6基本街路の5/6倍
になる。
街路内高さ方向分布:風に乱れがない時はほとんど風速
比に差はない。乱れがある時は地表面に近いほど小さく
なる。
屋根面高さの風の出入り:交差点と交差点に近い街路内
が上空風を取り込みやすい。
グロス建蔽率による違い:あまり変化は、見れない。
高さを2H:高さ2Hの風速比は高さ1Hの1/2倍になる。
結論
同じ街路でも風向が45度になったり風
上側の建物高さが変わると街路内に影
響があり風速比が低下する
高さ2Hにすることにより影響が大き
く風速比が半分程度低下する
街路の形状だけでは決まらない