JIS A 2101:2003 建築構成要素及び建築部位―熱抵抗及び熱貫流率―計算方法 | ページ 3

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                                                                                   A 2101 : 2002
                           附属書A(規定)表面熱伝達抵抗
1. A.1 平らな表面 表面熱伝達抵抗は,次の式によって求める。
                                1
                         Rs           (A.1)
                             hc  hr
                      ここに,    hc :  対流熱伝達率
                                  hr :  放射熱伝達率
                        ただし,hr =εhro  (A.2)
                        hro= 4σT 3m  (A.3)
                      ここに,    ε :  表面の放射率
                                 hro :  黒体表面の放射熱伝達率(表A.1参照)
                                  σ :  ステファン−ボルツマン定数[5.67×10−8 W/(m2・K)]
                                 Tm :  表面及びその周辺の平均絶対温度
                                表 A.1 黒体の放射熱伝達率 hro
                                     温度              hro
                                      ℃            W/(m2・K)
                                     − 10             4.1
                                        0              4.6
                                       10              5.1
                                       20              5.7
                                       30              6.3
  室内側表面では,hc = hci とする。ここに,
− 上向き熱流  :  hci = 5.0 W/(m2・K)
− 水平熱流     :  hci = 2.5 W/(m2・K)
− 下向き熱流  :  hci = 0.7 W/(m2・K)
  屋外側表面では,hc = hce とする。ここに,
                        hce    =  4  +  4v                                          (A.4)
                      ここに,   v :  表面付近の風速  m/s
  種々の風速における表面熱伝達抵抗Rseの値は,表A.2による。
    備考 本体の5.2に示した室内側表面熱伝達抵抗は,20 ℃における hro を用い,ε = 0.9 として計算し
          たものである。本体の5.2に示した屋外側表面熱伝達抵抗は,0 ℃における hroを用い,ε = 0.9
          及び v = 4 m/sとして計算したものである。

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                               表 A.2 種々の風速におけるRseの値
                                     風速              Rse
                                     m/s             m2・K/W
                                       1               0.08
                                       2               0.06
                                       3               0.05
                                       4               0.04
                                       5               0.04
                                       7               0.03
                                      10               0.02
2. A.2 平らでない表面をもつ構成要素 熱貫流抵抗の計算において,構造体の柱のような平面から突出
した部分は,当該部分を構成する材料の熱伝導率が 2 W/(m・K) 以下の場合には無視する。当該部分を構
成する材料の熱伝導率が2 W/(m・K)を超え,かつ,当該部分が断熱されていない場合には,突出した部分
の実際の表面積とその投影面積の比を用いて,表面熱伝達抵抗を修正する(図A.1参照)。
                          sp    Ap
                         R   Rs      (A.5)
                                A
                      ここに,   Rs :  A.1に従って求めた,平らな表面の表面熱伝達抵抗
                                 Ap :  突出した部分の投影面積
                                  A :  突出した部分の実際の表面積
  式(A.5)は,室内側表面熱伝達抵抗及び屋外側表面熱伝達抵抗の両方に適用する。
                                 図 A.1 実際の面積及び投影面積

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                  附属書B(規定)換気のない中空空間の熱抵抗
1. 一般事項 この附属書は,ガラス窓以外の建築構成要素における中空空間に適用する。ガラス窓及び
窓枠に対しては,より精密な取扱いが必要である。
  ここでいう中空空間という用語は,空気層(熱流方向に沿って厚さを測定したとき,幅及び長さの両方
が厚さの10倍以上あるもの)及びボイド(幅又は長さが厚さと同程度のもの)の両方を含む。空気層の厚
さが場所によって異なる場合には,その平均値を用いて熱抵抗を計算する。
    備考 中空空間を横切る放射熱移動及び対流熱移動は,中空空間を挟む平面間の温度差にほぼ比例す
          るため,中空空間は熱抵抗をもった媒体として扱うことができる。
2. B.2 長さ及び幅が両方とも厚さの10倍を超える換気のない中空空間 中空空間の熱抵抗は,次の式に
よる。
                               1      (B.1)
                         Rg
                             ha  hr
                      ここに, Rg :  中空空間の熱抵抗
                                ha :  伝導/対流熱伝達率
                                 hr :  放射熱伝達率
ha は,次に示すように計算する。
− 上向き熱流  : 1.95 W/(m2・K) 及び 0.025/d   W/(m2・K) のうち大きい方の値
− 水平熱流    : 1.25 W/(m2・K) 及び 0.025/d  W/(m2・K) のうち大きい方の値
− 下向き熱流  : 0.12 d −0.44 W/(m2・K)及び 0.025/d W/(m2・K) のうち大きい方の値
                      ここに,   d :  (熱流方向に沿って測定した)中空空間の厚さ
hr は,次の式による。
                        hr  =   E  hro                                              (B.2)
                      ここに,   E :  表面間の放射係数
                                hro :  黒体表面の放射熱伝達率(表A.1参照)
E は,次の式による。
                                  1
                         E                  (B.3)
                             1/ε1 1/ε2−1
                      ここに, ε1,ε2 は,中空空間を挟む表面の半球放射率
  放射率の設計値は,経時変化の影響を見込んだ値とする。
    備考 本体の表2の値は,10 ℃におけるhro の値を用い,ε1 = 0.9,ε2 = 0.9として,式(B.1)に従っ
          て計算したものである。

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3. B.3 小さな又は分割された換気のない中空空間(ボイド) 図B.1は,幅が厚みの10倍未満の小さな
中空空間を示したものである。この中空空間の熱抵抗を計算する場合には,式(B.3)のかわりに次の式によ
って表面間の放射係数Eを算出し,B.2の手順を適用する(1)。
                                            1
                         E                                      (B.4)
                              1   1               1
                                    −2
                             ε1 ε2      1         d
                                                     2
                                                          d
                                             1   1   2 −
                                          2         b     b
                      ここに, d :  中空空間の厚さ
                                b :  中空空間の幅
                                ε1 ,ε2 はB.2と同じ。
    備考 式(B.4)は,ボイドの厚さにかかわらず,建築構成要素を通過する熱流量の計算に適し,また,
          50 mm 以下の厚さのボイドをもつ建築構成要素の温度分布の計算にも適している。ボイドの厚
          さが50 mmを超える場合には,式(B.4)は,近似的な温度分布を与える。式(B.4)は,ISO 6946 : 
          1996と異なるが,この規格では精度のよい式を採択した。
    注(1)   a は,dによって変わるが,bとは独立である。
  ボイドの形状が長方形以外の場合には,実際のボイドと同じ面積及びアスペクト比の長方形のボイドを
考えて,熱抵抗を計算する。
                                  図 B.1 小さな中空空間の寸法

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附属書C(規定)テーパーのついた層をもつ構成要素の熱貫流率の計算方法

1. C.1 一般事項 構成要素にテーパーのついた層(例えば,屋根のこう配のついた外側断熱層)がある
場合には,熱貫流抵抗は構成要素の場所によって変化する。
  このような構成要素は,図C.1のように組み立てられる。
    備考 テーパーのついた空気層に関しては,附属書Bを参照。
                                  図 C.1 構成要素組立ての原理
  熱貫流率は,当該構成要素の面積積分として定義する。
  図C.2に示すように,(例えば,屋根の)こう配及び/又は形状が異なる部分で別々に計算を行う。
                           図 C.2 屋根を個々の部分に分割する方法の例
  本体の3. に追加して,この附属書では次の記号を用いる。
   記号                                      量                                        単位
    λ1   テーパーのついた部分(一方の端部で,厚さが0になる)の熱伝導率の設計値    W/(m・K)
    R0    構成要素両側の表面熱伝達抵抗を含んだ,残りの部分の熱抵抗の設計値         m2・K/W
    R1    テーパーのついた層の最大熱抵抗                                           m2・K/W
    d1    テーパーのついた層の最大厚さ                                             m
 lnは,自然対数を意味する。

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