豊橋技術科学大学

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袁 継輝(えん けいき)

所属 建築・都市システム学系
兼務 安全安心地域共創リサーチセンター
職名 助教
専門分野 建築環境工学 / 建築熱環境
学位 博士(学術)(大阪市立大学)
所属学会 日本建築学会、空気調和・衛生工学会
E-mail yuan@ace
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://bed.ace.tut.ac.jp/index.html
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

 地球温暖化による気候変動や都市圏に顕著なヒートアイランド現象は深刻な状況に至っており、人々の生活と健康に強い影響を与えるほどである。それらの原因は二酸化炭素排出の増加であると言われている。産業界では建築分野で1/3の排出割合が指摘され、結果として、建物からの二酸化炭素排出を削減することは、国策にもなっている。それゆえ、Zero Energy Building (ZEB)、或いはZero Energy House (ZEH)などの言葉が生まれてきたのである。

 そうした対策のひとつに、建物外皮の高反射化がある。これまでは、単なる高反射、すなわちアルベドを高くするだけであったが、私は、反射特性そのものを改良し、再帰反射として外皮に組み込む研究を行ってきた。この再帰反射研究では種々の成果を得たが、次は実用レベルまでに引き上げることが大事だと考えている。そのためには、建物全体での省エネルギーのための最適な外皮の熱特性と最適化に注目したい。

テーマ1:都市ヒートアイランド緩和のための建築外皮の高反射及び再帰反射に関する研究

概要
再帰反射化建物外皮

 建築学分野では、建物の高断熱・高気密化を推し進めた結果、建物単体の運用にかかるエネルギー消費量の削減は成功しつつあるが、街や地域、都市全体としてみたとき、依然として夏季の酷暑は対応しきれていない現実がある。そうした課題への対策のひとつに、建物外皮の高反射化がある。これまでは建物外皮の単なる高反射、すなわちアルベドを高くするだけであったが、反射指向特性そのものを改良し、再帰反射として天空に熱放射を返す外皮の開発・研究を行ってきた。

主な業績

★. Jihui Yuan*, Shingo Masuko, Yasuhiro Shimazaki, Toshio Yamanaka, Tomohiro Kobayashi. Evaluation of outdoor thermal comfort under different building external-wall-surface with different reflective directional properties using CFD analysis and model experiment. Building and Environment, Volume 207, Part B, January 2022, 108478 (IF: 6.456; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jing Wang, Shuhan Liu, Xi Meng, Weijun Gao, Jihui Yuan*. Application of retro-reflective materials in urban buildings: A comprehensive review. Energy and Buildings, Vol.247, 15 September 2021, 111137 (IF: 5.897; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Evaluation of retro-reflective properties and upward to downward reflection ratio of glass bead retro-reflective material using a numerical model, Urban Climate, 2021, Vol.38, 100875, https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100875 (IF: 5.731; SCIE /JCR-Q1)
★. Craig Farnham, Jihui Yuan*. Possible Perception Bias in the Thermal Evaluation of Evaporation Cooling with a Misting Fan, Clean Technol. 2021, 3(1), 183-205; https://doi.org/10.3390/cleantechnol3010011
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Evaluation of retro-reflective properties and upward to downward reflection ratio of glass bead retro-reflective material using a numerical model, Urban Climate, 2021, Vol.36, 100774 (IF: 5.731; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Toshio Yamanaka, Tomohiro Kobayashi, Haruto Kitakaze. EVALUATION OF OUTDOOR THERMAL COMFORT UNDER BUILDING EXTERNAL WALL SURFACE MATERIALS WITH DIFFERENT REFLECTIVE DIRECTIONAL CHARACTERISTICS BY CFD, 15th ROOMVENT Conference, 15-17 Feb 2021, Torino, Italy (Virtual)
★. Shaoyu Sheng, Toshio Yamanaka, Tomohiro Kobayashi, Jihui Yuan, Masahiro Katou, Saori Yumino. Improvement Method of Thermal Environmental Near Windows During Heating Period - Outlet Characteristics and CFD Modelling Method of the Slot Line Diffuser, 15th ROOMVENT Conference, 15-17 Feb 2021, Torino, Italy (Virtual)
★. Jihui Yuan*. Investigation of Spatial and Temporal Changes in the Land Surface Albedo for the Entire Chinese Territory, Geosciences, 2020, 10(9), 362; https://doi.org/10.3390/geosciences10090362
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. Analytical model to evaluate the reflective directional characteristics of retro-reflective materials, Energy and Buildings, Volume 223, 15 September 2020, 110169, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110169 (IF: 4.495; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Performance of Retro-Reflective Building Envelope  
Materials with Fixed Glass Beads, Appl. Sci. 2019, 9(8), 1714; https://doi.org/10.3390/app9081714 (IF: 2.217; SSCI /JCR-Q2)
★. Jihui Yuan*. Impact of Insulation Type and Thickness on the Dynamic Thermal Characteristics of an External Wall Structure, Sustainability, 2018, 10(8), 2835; doi:10.3390/su10082835 (IF: 2.592; SSCI /JCR-Q2)
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. A study on the durability of a glass bead retro-reflective material applied to building facades, Progress in Organic Coatings, 2018, Vol.120, pp.36-48 (IF: 3.420; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Inter-building effect and its relation with highly reflective envelopes on building energy use: Case study for cities of Japan, Atmosphere, 2017, 8(211), 1-13; doi:10.3390/atmos8110211 (IF: 2.046; SCIE /JCR-Q3)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Optimum insulation thickness for building exterior walls in 32 regions of China to save energy and reduce CO2 emissions, Sustainability, 2017, 9(10), 1711, 1-13; doi:10.3390/su9101711 (IF: 2.592; SSCI /JCR-Q2)
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. Is urban albedo or urban greening covering more effective for urban microclimate improvement? : A simulation for Osaka, Sustainable Cities and Society, 2017, Vol.32, pp.78-86 (IF: 4.624; SCIE/JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham, Hideki Sakai. Application of glass beads as retro-reflective facades for urban heat island mitigation: Experimental investigation and simulation analysis, Building and Environment, 2016, Vol.105, pp.140-152 (IF: 4.820; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura, Md Ashraful Alam. Proposal for optimum combination of reflectivity and insulation thickness of building external walls for annual thermal load in Japan, Building and Environment, 2016, Vol.103, pp.228-237 (IF: 4.820; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Hideki Sakai, Craig Farnham, Siqiang Lu. Optical analysis of glass bead retro-reflective materials for urban heat island mitigation, Solar Energy, 2016, Vol.132, pp.203-213 (IF: 4.674; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Geometrical-optics analysis of reflective glass beads applied to building coatings, Solar Energy, 2015, Vol.122, pp.997-1010 (IF: 4.674; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. A study on the accuracy of determining the retro-reflectance of retro-reflective material by heat balance, Solar Energy, 2015, Vol.122, pp.419-428 (IF: 4.674; SCIE /JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura. Development of a retro-reflective material as building coating and evaluation on albedo of urban canyons and building heat loads, Energy and Buildings, 2015, Vol.103, pp.107-117 (IF: 4.495; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. A method to measure retro-reflectance and durability of retro-reflective materials for building outer walls, Journal of Building Physics, 2014, Vol.38, Issue 6, pp.500-516 (IF: 1.226; SCIE /JCR-Q2)
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Hideki Sakai. Evaluation of the Solar Reflectance of Highly Reflective Roofing Sheets Installed on Roofs, Journal of Building Physics, 2012, Vol.37, Issue 2, pp.170-184 (IF: 1.226; SCIE /JCR-Q1)
★. 袁継輝*, 永村一雄, 酒井英樹. 学校屋上での高反射防水シートの反射率の測定, 空気調和・衛生工学会論文集, 2012, No.180, pp.23-30

キーワード

都市ヒートアイランド、高反射建物外皮、再帰反射建物外皮、建物省エネルギー

テーマ2:空調熱負荷計算用気象データ及び建物省エネルギに関する研究

概要
空調設計用時別気象データ

 建築省エネルギーを目的として、空調熱負荷計算用気象データの精度を確保してないとできない事実である。一般的に、標準年気象データは、少なくとも数十年の気象データを基に作成される。しかし、近年は気候変動による地球温暖化が顕著であるため、これまでの標準気象データを用いて空調熱負荷の計算値は小さすぎたり、大きすぎたりする可能性であり、省エネ設計によくない現状である。したがって、新しい標準気象データを開発する必要がある。
 また、建築省エネルギーに適切な提案を行うために、一先ず室内の消費エネルギーを把握する必要であると考えられる。それ以外に、建物消費エネルギーの予測モデルの開発を試みる。

主な業績

★. Shaoyu Sheng, Toshio Yamanaka, Tomohiro Kobayashi, Jihui Yuan, Masahiro Katoh. Modeling of supply airflow from slot line diffuser on ceiling for CFD of thermal environment in perimeter zone. Building and Environment, 2022, Vol.213, April 2022, 108884 (IF: 6.456; SCIE /JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. Proposal to Refine Solar Radiation of Typical Meteorological Year Database and Evaluation on the Influence of Air-Conditioning Load, Atmosphere 2021, 12(4), 524; https://doi.org/10.3390/atmos12040524 (IF: 2.397; SCIE /JCR-Q3)
★. 前田龍紀, 山中俊夫, 小林知広, 袁継輝, 崔ナレ, 蔵永真理, 上村芙美子, 新宮浩丈. PACを用いた膜天井放射空調の冷暖房性能に関する研究 (第1報) 冷房時における室内温度分布及び省エネ性・空調性能の検討, 空気調和・衛生工学会論文集, 2020, No.284, pp.1-9
★. Zhichao Jiao, Jihui Yuan*, Craig Farnham, Kazuo Emura*. Deviation of Design Air-Conditioning Load based on Weather Database of Reference Weather Year and Actual Weather Year.
Energy and Built Environment, 18 May 2020, https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2020.04.010
★. 山澤春菜, 山中俊夫, 桃井良尚, 小林知広, 袁継輝, 伊藤彰悟, 水出喜太郎, 藤井拓郎. 高層建築における自然換気用ソーラーチムニーの換気性能検証手法に関する研究―実建物を対象とした自然換気量測定に基づく換気性能検証事例―, 空気調和・衛生工学会論文集, 2019, No.269, pp.27-34
★. Jihui Yuan*, Craig Farnham, Chikako Azuma, Kazuo Emura. Predictive artificial neural network models to forecast the seasonal hourly electricity consumption for a University Campus, Sustainable Cities and Society, 2018, Vol.42, pp.82-92 (IF: 4.624; SCIE/JCR-Q1)
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham,Siqiang Lu, Chao He. The creation of weather data for AC design using two weather indices for Osaka, Energy and Buildings, 2017, Vol.134, pp.248-258 (IF: 4.495; SCIE/JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. Development and application of a simple BEMS to measure energy consumption of buildings, Energy and Buildings, 2015, Vol.109, pp.1-11 (IF: 4.495; SCIE/JCR-Q1(Top Journal))
★. Jihui Yuan*, Kazuo Emura, Craig Farnham. An Investigation of Power Consumption in Osaka City University Sugimoto Campus, Advanced Civil, Urban and Environmental Engineering, WIT Transactions on the Built Environment, 2014, Vol.157, pp.649-657 (ISSN: 1743-3509)
★. 袁継輝*, 永村一雄, Craig Farnham. 中国・上海のCSWD標準年気象データの日射天空成分比の改良, 日本建築学会技術報告集, 2015, Vol.21, No.48, pp.693-696
★. Craig Farnham, Jihui Yuan, Kazuo Emura, Md Ashraful Alam, Takeo Mizuno. CFD Evaluation of Experimental Measurements of Oscillating Mist Fan Cooling in a Large Indoor Space, Proceedings of the 16th IBPSA Conference, pp. 2041-2049, Rome, Italy, Sep. 2-4, 2019. https://doi.org/10.26868/25222708.2019.211096

キーワード

標準年気象データ、空調熱負荷、省エネルギー

担当授業科目名(科目コード)

・環境実験(分担@豊橋技術科学大学)
・理工学実験(分担@豊橋技術科学大学)
・居住環境工学Ⅱ(非常勤講師@公立大学法人大阪)

その他(受賞、学会役員等)

・【受賞】:国際会議“International Conference on Civil, Urban and Environmental Engineering” にて優秀論文発表賞
・【部会委員】
→建築学会近畿支部空気環境部会委員
→空調学会近畿支部国際交流委員
・【学術活動、講演会など】
 →【エディタボード】:国際ジャーナル(Atmosphere、Energy and Built Environment等)のゲストエディタ
 →【専門査読委員】:国際ジャーナル(Energy Build., Appl. Energyなど)
→ CLIMA2019国際学術会議(2019年5月@ルーマニア・ブカレスト)
→ 天津大学で行われた国際シンポジウム(2018年12月@中国・天津)
→ 5th International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation (2016年10月@台湾)
→ 5th Environmental Toxicology and Ecological Risk Assessmentの司会 (2016年9月@米国)
→ Urban Transitions Global Summit 2016 by Elsevier (2016年9月@中国・上海)
→ 日韓国際学術シンポジウムにて、ポスター発表(2015年3月@大阪)
→ 華中科技大学で開催された“East Lake Forum”へ招聘されて講演(2014年12月@中国・武漢)
→ 2nd Asia Conference of International Building Performance Simulation Association(2014年11月@名古屋)
→ ポストドクター・キャリア開発事業にて講演(2014年11月@大阪)
→ 第10回アジア建築交流大会(2014年10月@中国・杭州)
→ 第9回アジア建築交流大会(2012年10月@韓国・光州)
→ アジア上海工業博覧会に大阪市立大学のブース担当(2011年11月@中国・上海)


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