夏季夜間におけるエアコン使用の個人差に関する調査

1.はじめに建物外皮や暖冷房設備のようなハードウェアだけではなく、住まい手の行動のようなソフトウェアも、建築環境システムのエクセルギー消費に大きな影響を及ぼす。エクセルギーはシステム内外で起きる消費を明示する概念である。ハードウェアについては多くの研究があるが、ソフトウェアについては研究事例がまだ少ない。これらの事例では、放射温度・気温・湿度の他に住まい手にかかわる情報として快適さの度合いや着衣・代謝・体重などが調査されている。実際には、室内熱環境の快適条件を達成するための行動の選択が住まい手にはある。例えば、冷房のスイッチを入れるか、あるいは通風のために窓を開けるのかは、建築環境システムのエクセルギー消費パターンに大きな影響を及ぼす。そこで、本研究では、住まい手の選択に影響を及ぼす要因を見い出すことを試みた。行動選択の要因が明らかになれば、快適さを犠牲にせず、しかも小さなエクセルギー消費ですごせるように住まい手を導くことができると考えられる。2.熱環境の測定方法と調査対象者のプロフィル本研究における熱環境物理量の測定と熱環境調整行動の調査は、2007年夏に東京都内にある320部屋をもつ国際留学生会館で行なった。各部屋の床面積は15m^2で、通路側にドアが一つそして反対側に窓が一つある。各部屋には冷暖房装置が一台ずつ設置されている。今回の測定と調査に加わることを同意した39人の学生の出身は27ヶ国に及び、彼らは3か月から20か月前に日本に来ている。最初に、現在の行動とその背景・好み・知識について英語で書かれた35の質問から成る質問紙調査を行なった。次に、温湿度センサー1台と窓の開閉が記録できるセンサー1台を受け取ることに同意した学生に対して、部屋を快適に保つための夏における行動についてのインタビューを行なった。さらに、この39人の居住する部屋内の温湿度データを6月末から8,月上旬まで6週間にわたって2分間隔で記録収集し、屋外の温湿度・風速・日射量も同様にして測定した。図2に、測定期間における外気温と学生室の室内空気温を示す。Nicolらが示した適応的快適さ範囲も描き込んでみたところ、たとえば、学生Aは適応的快適さ範囲に室内空気温が入っていてもいなくても、冷房を使用せず、学生Bは頻繁に使用していることが分かった。表1は、各階や各方位によって室内温湿度の平均・最高・最低\分散を示す。室内の温度は平均値で、室外より5℃程度高かった。3.エアコン冷房の使用パターンエアコン冷房の使用パターンを明らかにするために、まず最初に各学生が冷房をいつつけるか、そしてどのぐらいの間つけ続けるかを分析した。Nicolが示した方法にしたがって、外気温と関係づけて冷房の使用パターンを分析することにした。図3は、冷房システムをつけている人々の割合と外気温の関係、図4は、冷房システムをつけている時間割合と外気温の関係を示す。これらの関係を、1日24時間、0:00〜8:00、8:00〜18:00、18:00〜0:00の4っの時間帯ごとにロジット曲線で表したところ、その時間帯の平均外気温が27℃で75%の人たちが60%の時間割合で冷房を使用していることが分かった。寮という建物用途から、0時〜8時の時間帯における人数割合と使用時間割合が8時〜18時や18時〜0時の時間帯より大きいことが分かった。図5に示す通り、個々の学生についてロジット曲線を求めると、大きな相違が現れる。これらの相違が何に起因しているのかを見い出すために、学生を四つのグループN・E・L・Aに分類して考察した。Nは暑くても決して冷房を使用せず、暑すぎるようなら、場所を移動するような行動パターンの人たち。Eは、扇風機などでは効果がないときだけ冷房を使用する人たち。Lは、冷房を使用したくないが、他の策を試みる前にそれを使用する人たち。Aは、冷房が必要ではないような条件でも冷房をつける人たちである。図6には、グループN・E・L・Aのロジット曲線はグループ毎の特徴をある程度を表す。例えば、Aは同じ外気温度に対してL・E・Nに比べて冷房を使用する可能性が40%〜60%大きいことが分かる。4.エアコン冷房の使用パターンを決定する要因の考察3.の結果に基づいて、質問紙調査から得られた答えがグループN・E・L・Aの行動パターンにどのように関連しているかを分析した。要因として6つを取り上げた。夜間のエアコン冷房の好き嫌い、エアコン冷房の効果、窓開けの効果、窓閉めの効果、出身地の気候、環境調整のパッシブ手法、性別の7つである。これらの要因ごとに統計的検定を行なって、取り上げた要因が有意かどうかを調べた。図7-aを見ると、エアコン冷房の好き嫌いは、冷房を頻繁につけるかどうかに重要な影響があること、図7-bからdを見ると、LとAは、冷房によって得られる快適さを十分に信頼しており、窓開けのような行為をあまり信頼していないこと、その一方で、NとEは、その反対を信頼していることが分かる。このような結果となったのは、冷房を使用している人は窓開けによる通風の経験がほとんどないからかもしれない。気候については、Koeppenの気候地図17)にしたがって学生を分類した。図7-eにより、暑熱湿潤気候で育った学生は、実測期間中に現われた条件になじみがあり、その多くがグループAに属していることがわかった。その理由は、出身地においてエアコン冷房が一般によく使用されているからと思われる。熱く乾燥した国から来ている学生は、グループNとEに属していることが多かった。それらの国では伝統的な生活様式がかなり残っており、そのことが大きく影響した可能性が高い。寒冷な気候で育った学生はグループLに入っていることが多かった。彼らは実測期間に現われた暑熱湿潤の環境条件に適応するようなパッシブ手法による環境調整の方法を学ぶことがなかったため、エアコン冷房をつけるのが一番簡単な方法とみなしてすぐに使用することにしたのかもしれない。図7-fに示すように、蒸発冷却・自然換気・日よけのようなパッシブ方法の知識と実際の行動とには関連性は見ることができなかった。図7-gにより、性による行動の違いがない。5.まとめ東京における夏の条件で、ある留学生会館に住む40人ほどの学生を対象にして、居室内の熱環境測定と環境調整行動の質問紙調査を行ない、その結果を分析したところ、ロジット曲線のモデルが冷房使用パターンの記述に利用できそうなことが分かった。エアコン冷房の使用パターンに影響すると考えられる要因を7つ取り上げ分析したところ、エアコン冷房の好みや出身地の気候、出身地におけるエアコン冷房の普及の程度などでがエアコン冷房の使用パターンに強く影響するらしいことが読み取れた。今後の課題は建築環境調整のためのエクセルギー消費を減らすために住まい手の行動を変えることは可能であるかどうかを調査することである。
The necessity of research on the occupants' behavior has become more important due to the realization of its impact on the exergy consumption profiles within the built environment. In order to learn more about the occupants' behavior, an intensive study was conducted with the participation of a number of international students living in a dormitory in Tokyo. The behavioral patterns of 39 students were analyzed according to their usage of the air-conditioning units using the logit model. There is a certain relationship between mean outdoor air temperature and the percentage of air-conditioning usage, but there seems also a variety of behavioral patterns. The analysis showed that the preference of the control strategy of the thermal environment and the evaluation of its efficiency seem to have a highly significant correlation and that the occupants' climatic background has some influence on their behavior.