単体切妻屋根建物を対象とした屋根上積雪深の予測手法の検証: CFDに基づく風による屋根雪偏分布の予測

摘要

Computational fluid dynamics (CFD) simulations of unbalanced snow accumulation on roofs were conducted for an isolated gable-roof building with different roof pitches. Firstly, prediction accuracy of the present CFD method on the velocity and pressure fields around the building was confirmed by comparing their results with those obtained by wind tunnel experiment. Next, the unbalanced snow accumulation on the roofs was predicted with different wind velocities using the snowdrift model presented by the authors. The predicted results of drift load coefficients were examined by comparing them with the observational data, which was based in ISO code. It was confirmed that the observational data can generally be reproduced by the proposed CFD simulation method.%降雪中の雪や積雪した雪が風によって舞い上げられる効果によって、建物周辺や屋根上には，吹き払い•吹きだまり効果に起因する積雪の不均等な分布が生じる。特に屋根上の偏分布は、落雪事故や建物利用上の各種障害、雪下ろし中の事故等につながる場合が多いほか、最悪の場合、建物の損壊や倒壊を引き起こすことがあり、設計段階で適切に推定する必要がある。日本建築学会•建築物荷重指針は、M形屋根·のこぎり屋根およびセットバックのある屋根の吹きだまりに関する屋根形状係数(気象条件を考慮しながら屋根の形状や勾配によって変化する係数)を示しているが、大規模または特殊な屋根形状の建築物における屋根形状係数は、「建設地の気象条件および屋根形状に対応した適切な調査•実験などに基づいて定める必要がある」と記載されている。この方法として、従来より検討されてきたのが、降雪風洞実験である。しかし相似則による制約や特殊な実験装置が必要となることなど困難な点も多い。