建築環境特論C

Advanced Building Environments C

994B37A

41ENENE501

李　時桓

Sihwan Lee

2025年度前期

2025年度

①First semester

水曜3限

Wednesday 3rd Period

工学研究科　建築学専攻

Department of Architecture, Graduate School of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

本授業では、快適な居住環境を形成するために必要な熱環境、空気環境、光環境、音環境などの基本要素について学ぶ。また、建築環境・設備分野における数値流体力学（CFD: Computational Fluid Dynamics）の基礎を理解し、建築空間内外の熱・流体・物質移動現象を定量的に把握する手法を修得する。演習を通じて、CFD解析による環境評価および可視化技術を実践的に学び、快適かつ省エネルギーな建築設計に応用する能力を養う。

This course provides fundamental knowledge of the key environmental factors that contribute to comfortable living spaces, including thermal, air, light, and sound environments. Students will also learn the basics of Computational Fluid Dynamics (CFD), which is widely used in the design and evaluation of building environments and systems. Through lectures and practical exercises, students will acquire the ability to quantitatively analyze heat, fluid, and mass transfer phenomena inside and outside buildings, and to utilize CFD techniques for environmental assessment and visualization. The course aims to develop practical skills for designing comfortable and energy-efficient built environments.

快適な生活と環境を考慮した建築設計を行うために必要な基礎知識を身につけることを目的とする。また、建築環境・設備設計において広く利用されるCFDの技術的基盤を理解し、CFDを正しく活用して有効な環境設計に結びつける能力を養う。

The aim of this course is to acquire fundamental knowledge for designing buildings that ensure comfortable living and environmental quality. Students will understand the technical foundations of CFD, learn how to use it appropriately, and apply it effectively to environmental and building system design.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

お持ちする自身のノートPC（OS：Windows）が必修である。

Each student is required for this course to bring their own notebook PC with Windows OS.

課題に対する作文　Essay／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／プレゼンテーション　Presentation／実習　Practical learning

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特に準備は必要ないが，PCへのインストールで毎回トラブルがあるのでインストールは余裕をもって実施すること。

No special preparation is required; however, installation of the software on your PC often causes technical issues. Please make sure to complete the installation well in advance.

中間レポート（30%）と最終レポート（70%）により評価する。

The grade will be based on a mid-term report (30%) and a final report (70%). 

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

講義資料は、LETUSにアップロードする。

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

はじめての環境・設備設計シミュレーション CFDガイドブック，空気調和・衛生工学会，オーム社
コンピュータによる 熱移動と流れの数値解析，スハスV.パタンカー，森来た出版株式会社
換気設計のための数値流体力学CFD，空気調和・衛生工学会，丸善出版株式会社

第1回　ガイダンス、課題説明、見えないものを可視化することは？
授業の目的・進め方・評価方法を説明し、「見えない環境現象（熱、空気、光）」を可視化する意義について導入的に学ぶ。
第2回　【理論1】環境と省エネルギー（地球温暖化、熱とエネルギーの基礎）
地球温暖化の現状と建築分野におけるエネルギー問題を学び、熱とエネルギー伝達の基礎概念を理解する。
第3回　【理論2】快適な室内環境（光環境）
視覚的快適性、昼光利用、照度分布、まぶしさなど光環境の評価指標と設計の基本を学ぶ。
第4回　【理論3】快適な室内環境（音環境）
騒音、残響、遮音性能など音環境の要素を理解し、快適な音環境設計の基礎を学ぶ。
第5回　【理論4】快適な室内環境（熱環境）
熱環境の構成要素（放射、対流、伝導）と熱バランスの考え方を理解し、人体との関係を学ぶ。
第6回　【理論5】快適な室内環境（空気環境）
室内空気質（IAQ）、二酸化炭素濃度、微粒子、換気量など空気環境の評価方法を学ぶ。
第7回　【理論6】温熱快適指標の理論
PMV・PPD、SET*などの温熱快適指標の理論を学び、熱的快適性を定量的に評価する方法を習得する。
第8回　【理論7】空気環境を向上させる換気理論
換気の基本原理（自然換気・機械換気）と換気効率の評価法を理解し、空気環境改善への応用を考える。
第9回　【理論8】創エネの原理と数値解析法
太陽光発電の基本原理を学び、建築設計への統合方法や簡易数値解析の手法を紹介する。
第10回　【課題1の発表会】省エネ・節電の可能性について
学生による省エネ・節電に関する調査・提案の発表を行い、意見交換を通じて省エネ設計の理解を深める。
第11回　【CFD演習1】室内CFD解析1
CFDソフトウェアの基本操作を学び、単純な室内空間の気流分布解析を実施する。
第12回　【CFD演習2】室内CFD解析2
境界条件の設定、メッシュ生成、結果の可視化を通じて、CFD解析の精度向上を体験的に学ぶ。
第13回　【CFD演習3】室外CFD解析1
建物周辺の気流解析を行い、風環境評価の基本手法を理解する。
第14回　【CFD演習4】室外CFD解析2・数値解析と逆解析
室外解析の応用として、解析結果の解釈・逆解析の考え方を学び、設計へのフィードバック方法を習得する。
第15回　【課題2の発表会】CFD解析の課題発表
学生によるCFD解析課題の成果発表を行い、解析結果をもとに快適環境設計への応用を議論する。

1st. Guidance, Course Introduction, and the Concept of Visualizing the Invisible
Introduction to the course objectives, schedule, and assignments. Discuss the importance of visualizing invisible environmental phenomena such as heat and air movement.
2nd. Theory 1: Environment and Energy Conservation – Global Warming and Basics of Heat and Energy
Learn about global warming, energy issues in buildings, and the basic concepts of heat and energy transfer.
3rd. Theory 2: Comfortable Indoor Environment – Lighting Environment
Study visual comfort, daylighting, illuminance distribution, and design principles for lighting environments.
4th. Theory 3: Comfortable Indoor Environment – Acoustic Environment
Understand the fundamentals of noise control, sound insulation, and acoustic comfort in indoor spaces.
5th. Theory 4: Comfortable Indoor Environment – Thermal Environment
Explore the principles of thermal comfort, including radiation, convection, conduction, and human heat balance.
6th. Theory 5: Comfortable Indoor Environment – Air Environment
Learn about indoor air quality (IAQ), CO₂ concentration, particulate matter, and ventilation performance evaluation.
7th. Theory 6: Thermal Comfort Indices
Study major thermal comfort indices such as PMV, PPD, and SET*, and learn methods to evaluate thermal comfort quantitatively.
8th. Theory 7: Ventilation Theory for Improving Indoor Air Quality
Understand the principles of natural and mechanical ventilation and learn how to improve indoor air quality.
9th. Theory 8: Principles and Numerical Analysis of Solar Power Generation
Learn the basic principles of photovoltaic systems and simple numerical analysis methods for building integration.
10th. Presentation 1: Possibilities of Energy Saving and Power Reduction
Student presentations on energy-saving and power-reduction strategies, followed by group discussion and feedback.
11th. CFD Practice 1: Indoor Airflow Simulation I
Learn the basic operation of CFD software and conduct a simple airflow analysis in an indoor space.
12th. CFD Practice 2: Indoor Airflow Simulation II
Practice mesh generation, boundary condition setting, and visualization techniques for improving CFD accuracy.
13th. CFD Practice 3: Outdoor Airflow Simulation I
Perform outdoor airflow simulations to understand wind environment evaluation methods around buildings.
14th. CFD Practice 4: Outdoor Airflow Simulation II and Inverse Analysis
Learn advanced CFD applications including result interpretation and inverse analysis for design optimization.
15th. Presentation 2: Final Presentation of CFD Analysis Projects
Final student presentations on CFD analysis projects, focusing on applying results to comfortable environment design.  

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FlowDesigner

特になし

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