JP5112914B2 - エネルギー算出装置、方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、例えばクールビズにおける省エネルギー量を算出するのに好適なエネルギー算出装置、エネルギー算出方法及びプログラムに関する。
温室効果ガス削減のため、2004年から6月から9月の4ヶ月間、夏のエアコン設定温度を28度とし、オフィスで快適に過ごすために軽装を奨励する「クールビズ」がオフィスに定着しつつある。その中で、プレスリリースにおいては、冷水量の削減、COガス排出量、コストなどの項目について数値化し可視化している。
特開2007−205649号公報
しかしながら、実際にどのくらい省エネルギー量であったかについては、空調エネルギー量で比較する必要があるが、従来の方法ではこのような比較を行うことができない。さらに、省エネ量の数値化にはいろいろな考え方があり、ある施設では、設備のひとつひとつから試算するためばらつきがある。すなわち、従来の方法では、冷房設定温度を上がることによる省エネルギー効果は冷房負荷が減少することにより発生するが、その効果を適切に表現する方法がなかった。また、発表されるコスト、CO排出量は空調エネルギー量ではなく実際の指標には程遠い等の問題点がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、空調消費エネルギー量を算出することができるエネルギー算出装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係るエネルギー算出装置は、エネルギー量を算出するエネルギー算出装置であって、気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を算出する熱負荷算出手段と、前記熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、実績空調エネルギーとして算出する空調エネルギー算出手段とを有するものである。
本発明においては、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を加算することで空調エネルギーを算出することができる。
また、前記実績空調エネルギーと標準温度における空調エネルギーを示す標準空調エネルギーとの差分を省エネルギー効果量として求める効果量算出手段を更に有することができ、これにより、効果量を求めることができる。
さらに、前記熱負荷算出手段は、前記各熱負荷を、標準温度を使用して同様に算出し、前記空調エネルギー算出手段は、前記標準温度を使用して算出した各熱負荷を合計し、標準空調エネルギーとして算出し、前記効果量算出手段は、前記空調エネルギーが算出した前記実績空調エネルギーと前記標準空調エネルギーとの差分を求めるものとすることができる。これにより、実績温度における省エネルギー量を算出することができる。
また、前記熱負荷算出手段は、前記外気導入熱負荷を除く各熱負荷について、所定の時間前の状態が現在に与える影響を加味した重み係数を使用して算出することができる。これにより、より正確にエネルギーを算出することができる。
さらに、前記日射熱負荷は、全天日射量、窓面積、及び窓材質情報に基づき算出することができ、さらに、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数に基づき算出することが好ましい。
さらにまた、前記貫流熱負荷は、全天日射量、全雲量、外気温度、外気相対湿度、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき算出することができ、さらに、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数に基づき算出することが好ましい。
また、前記内部熱負荷は、機器電力量、照明電力量、及び滞在人数に基づき算出することができる。
さらに、外気導入熱負荷は、外気エンタルピ、及び外気導入量に基づき算出することができ、さらに、室内温度及び室内湿度に基づき算出することが好ましい。
さらにまた、蓄積熱負荷は、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき算出することができ、さらに、室内面積及び階高に基づき算出することが好ましい。
本発明にかかるエネルギー算出方法は、エネルギー量を算出するエネルギー算出方法であって、気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を算出する熱負荷算出工程と、前記熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、実績空調エネルギーとして算出する空調エネルギー算出工程とを有するものである。
また、本発明に係るプログラムは、上述したエネルギー量を算出する処理をコンピュータに実行させるものである。
本発明によれば、空調消費エネルギー量について、空調エネルギーを算出することができる省エネルギー算出装置、方法及びプログラムを提供することができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、クールビズにおける省エネルギーを算出するエネルギー算出装置に適用したものである。なお、本実施の形態においては、クールビズを例にとって説明するが、暖房に頼りすぎず、冬のオフィスを暖かく、快適に過ごすウォームビズにおける省エネルギーを算出したり、その他種々のエネルギーを算出することができる。
図1は、本発明の実施の形態にかかるエネルギー算出装置を示す図である。エネルギー算出装置1は、日射熱負荷を算出する日射熱負荷算出部11、貫流熱負荷を算出する貫流熱負荷算出部12、内部熱負荷を算出する内部熱負荷算出部13、外気導入熱負荷を算出する外気導入負荷算出部14、及び蓄積熱負荷を算出する蓄熱熱負荷算出部15を有する。各熱負荷算出部は、各熱負荷を、気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、実際の測定温度又は標準温度を使用して算出する。ここで、後述するように、外気導入熱負荷算出部14を除く各熱負荷算出部は、各熱負荷について、所定の時間前の状態が現在に与える影響を加味した重み係数を使用して算出することが好ましい。
さらに、このエネルギー算出装置1は、各熱負荷算出部により算出された実績温度での各熱負荷を合計し、実績空調エネルギー量として算出する空調消費エネルギー量算出部16を有する。空調消費エネルギー量算出部16は、さらに標準温度を使用して算出した各熱負荷を合計し、標準空調エネルギーとして算出する。
エネルギー算出装置1は、更に、実績空調エネルギーと標準温度における空調エネルギーを示す標準空調エネルギーとの差分を省エネルギー効果量として求める省エネルギー効果量算出部17を有する。このとき、省エネルギー効果量算出部17は、空調消費エネルギー量が算出した実績空調エネルギーと標準空調エネルギーとの差分を求める。エネルギー算出装置1は、更に、省エネルギー効果量算出部17が算出した省エネルギー効果量を表示する省エネルギー量表示部18を有する。
クールビズによる省エネルギー効果は、同じ期間に対して、室内温度が基準温度(例えば25℃)のときの空調消費エネルギー量(冷房負荷)と実績温度(室内温度の計測値)のときの空調エネルギー量とを比較し、この計算結果を省エネルギー効果量として表示する。
つまり、クールビズにおける「室内温度を省エネモード」による省エネルギー効果は、室内温度を上げることにより、空調エネルギー(冷房負荷)が減少することにより生まれる。例えば、室内温度25℃の時に処理する冷房負荷と、室内温度27℃の時に処理する冷房負荷は、後者の方が、少ない分、空調エネルギーは少なく省エネとなるので、冷房負荷の減少分を計算し、省エネ効果としている。
図2は、省エネ効果を説明する図である。図2に示すように、室内温度が低めの時(状態1)、クールビズにより室内温度を上げた時(状態2)の2つの条件を、同じ期間に対して、それぞれ熱負荷(冷房負荷)計算し、引き算した結果が省エネ効果となる。従って、状態1と状態2の温度での空調エネルギーを算出することで、クールビスによる省エネルギーが得られることが分かる。
以下、空調エネルギーを算出するにあたり、負荷種別毎にどのような情報を用いるかについて説明する。算出の最小単位は、時間単位とする。なお、日毎、月ごとに合計値として算出するようにしてもよい。
空調消費エネルギー量試算値(空調熱負荷計算)=日射熱負荷+貫流熱負荷+内部熱負荷+外気導入熱負荷+蓄熱熱負荷
図3は、各熱負荷で使用するパラメータを示す図である。また、図4は、各種データと熱負荷の関係を示す図である。図中、設定データとは、あらかじめ設定するデータであり、計測データとは計測したデータであり、気象データとは気象庁のデータを示す。
日射熱負荷算出部11は、全天日射量、窓面積、及び窓材質情報に基づき日射熱負荷を算出する。このとき、日射熱負荷算出部11は、さらに、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数を使用して日射熱負荷を算出することが好ましい。
貫流熱負荷算出部12は、全天日射量、全雲量、外気温度、外気相対湿度、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき貫流熱負荷を算出する。このとき、貫流熱負荷算出部12は、さらに、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数に基づき貫流熱負荷を算出することが好ましい。ここで、傾斜角とは、建物の外表面の傾斜角を示し、方位角とは、建物の外表面の方向を示し、遮蔽係数は、太陽光が、ガラスに当った時に透過した熱エネルギーと再放射により室内に流入した熱エネルギーの和を「1」とし、まったく日射がない場合を「0」とし、1〜0の数値で表される。
内部熱負荷算出部13は、機器電力量、照明電力量、及び滞在人数に基づき内部熱負荷を算出する。
外気導入熱負荷算出部14は、外気エンタルピ、及び外気導入量に基づき外気導入熱負荷を算出する。外気導入量とは、空調を行う際に室内に取り入れる外気量を示す。このとき、外気導入熱負荷算出部算出部14は、さらに、室内温度及び室内湿度に基づき外気導入熱負荷を算出することが好ましい。
蓄積熱負荷算出部15は、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき蓄積熱負荷を算出する。このとき、蓄積熱負荷算出部15は、室内面積及び階高に基づき蓄積熱負荷を算出することが好ましい。
図5は、本実施の形態にかかるエネルギー算出方法を示すフローチャートである。図5に示すように、先ず、6月1日から9月30日までの室内温度、室内湿度、機器電力量、照明電力量の計測データを取得する(ステップS1)。次に、同じく、6月1日から9月30日までの気象データ、例えば全天日射量、全雲量、外気気温、外気相対湿度、外気エンタルピなどを取得する(ステップS2)。さらに、窓面積、窓材質情報、壁面積、壁面積情報などの設定データを取得する(ステップS3)。
そして、各熱負荷算出部11〜15において、時間ごと、日ごと、月ごとに熱負荷を算出する。空調消費エネルギー量算出部16がこれらの熱負荷の合計値を算出する(ステップS4)。同じく、標準温度における空調消費エネルギー量も求める。最後に、省エネルギー効果量算出部17が省エネルギー量を算出し、省エネルギー量表示部18により、当該省エネルギー量を表示する(ステップS5)。
以上のようなエネルギー算出装置は、専用コンピュータ、又はパーソナルコンピュータ(PC)などのコンピュータにより実現可能である。但し、コンピュータは、物理的に単一である必要はなく、分散処理を実行する場合には、複数であってもよい。図6に示すように、コンピュータ100は、CPU101(Central Processing Unit)、ROM102(Read Only Memory)及びRAM103(Random Access Memory)を有し、これらがバス104を介して相互に接続されている。尚、コンピュータを動作させるためのOSソフトなどは、説明を省略するが、この情報処理装置を構築するコンピュータも当然備えているものとする。
バス104には又、入出力インターフェイス105も接続されている。入出力インターフェイス105には、例えば、キーボード、マウス、センサなどよりなる入力部106、CRT、LCDなどよりなるディスプレイ、並びにヘッドフォンやスピーカなどよりなる出力部107、ハードディスクなどより構成される記憶部108、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部109などが接続されている。
CPU101は、ROM102に記憶されている各種プログラム、又は記憶部108からRAM103にロードされた各種プログラムに従って各種の処理、本実施の形態においては、熱負荷の算出や空調エネルギー量、省エネルギー量の算出処理等を実行する。RAM103には又、CPU101が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
通信部109は、例えば図示しないインターネットを介しての通信処理を行ったり、CPU101から提供されたデータを送信したり、通信相手から受信したデータをCPU101、RAM103、記憶部108に出力したりする。記憶部108はCPU101との間でやり取りし、情報の保存・消去を行う。通信部109は又、他の装置との間で、アナログ信号又はディジタル信号の通信処理を行う。
入出力インターフェイス105は又、必要に応じてドライブ110が接続され、例えば、磁気ディスク111、光ディスク112、フレキシブルディスク113、又は半導体メモリ114などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが必要に応じて記憶部108にインストールされる。
ここで、空調消費エネルギーは、さらに詳細には、以下のようにして求めることができる。
空調負荷熱量[MJ]=
透過日射熱負荷[MJ]+吸収日射ふく射熱負荷[MJ]+吸収日射対流熱負荷[MJ]
+壁貫流熱負荷[MJ]+窓貫流熱負荷[MJ]
+機器発熱負荷[MJ]+照明発熱負荷[MJ]+人体発熱負荷[MJ]
+外気導入熱負荷[MJ]
+室内熱容量変化熱量[MJ]+蓄熱影響熱負荷[MJ]
以下、これらの算出方法について詳細に説明する。
[1.日射熱負荷]
日射熱負荷は、窓ガラスからの透過日射(対流、放射)であり、対象空間における窓ガラス材質情報・サイズ・方位等の固定情報に、窓面積、全天日射量、雲量(気象データ)から算出することができる。ここで、本実施の形態においては、日毎に変化する日射熱負荷を算出する。また、8時間前までの日射の状態が現在に与える影響を勘案し、1時間前から8時間前までの重み係数を予め定めておき、個の係数を乗じたものの合算値とすることができる。
なお、本実施の形態においては、8時間分のデータを考慮するものとして説明するが、1時間〜24時間分まで考慮することができる。ただし、考慮する時間が短すぎると、考慮されなかった分の影響が大きくなり好ましくない。また、考慮する時間が長くなると影響がほとんどなくなるのである一定以上の長さは考慮する必要がない。そこで、本実施の形態においては、8時間としている。
[1.1.透過日射熱負荷]
室内における評価対象時刻の「透過日射熱負荷」を計算する。
透過日射熱負荷[MJ]
=東側透過日射熱負荷[MJ]+南側透過日射熱負荷[MJ]+西側透過日射熱負荷[MJ]+北側透過日射熱負荷[MJ]
計算時の条件
東側透過日射熱負荷[MJ]が無効値の場合、透過日射熱負荷[MJ]を無効値とする。
南側透過日射熱負荷[MJ]が無効値の場合、透過日射熱負荷[MJ]を無効値とする。
西側透過日射熱負荷[MJ]が無効値の場合、透過日射熱負荷[MJ]を無効値とする。
北側透過日射熱負荷[MJ]が無効値の場合、透過日射熱負荷[MJ]を無効値とする。
東側透過日射熱負荷[MJ]
=評価対象時刻の0時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数7時間前
+評価対象時刻の8時間前の東側透過日射熱量[MJ]×東側日射重み係数8時間前
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
日射重み係数とは、日射の熱が室内に伝わるには時間遅れを伴うため、数時間前の日射の熱が現在の室内に伝える熱の割合を示す。
計算時の条件
「評価対象時刻のt時間前の東側透過日射熱量」(t=0〜8)が、1つ以上、無効値の場合、東側透過日射熱負荷[MJ]を無効値とする。
方位別の透過日射熱負荷の計算式は、東側透過日射負荷の計算式の項目を以下のように置き換える。
Figure 0005112914
[1.1.1.透過日射熱量]
東側透過日射熱量[MJ]
=透過日射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :東側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :東側垂直入射角特性
窓面積[m] :東側窓面積[m]
総合透過率 :東側総合透過率
遮蔽係数 :東側遮蔽係数
ここで、拡散日射量とは、大気や大気中のちりや雲で散乱および反射して地上に到達する日射と、地表面や周囲の建物の外表面に入射した日射が反射した日射の合計を示し、拡散日射特性値とは、拡散日射における透過率の特性を示し、法線面直達日射量とは、建物外表面の法線面に入射する日射量を示し、垂直入射角特性とは、垂直に入射する日射の透過率,吸収率,反射率の特性値を示し、総合透過率とは、窓面に入射する日射量のうち、窓の材質やブラインドの影響を受け室内に透過する日射量の割合を示す。
南側透過日射熱量[MJ]
=透過日射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :南側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :南側垂直入射角特性
窓面積[m] :南側窓面積[m]
総合透過率 :南側総合透過率
遮蔽係数 :南側遮蔽係数
西側透過日射熱量[MJ]
=透過日射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :西側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :西側垂直入射角特性
窓面積[m] :西側窓面積[m]
総合透過率 :西側総合透過率
遮蔽係数 :西側遮蔽係数
北側透過日射熱量[MJ]
=透過日射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :北側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :北側垂直入射角特性
窓面積[m] :北側窓面積[m]
総合透過率 :北側総合透過率
遮蔽係数 :北側遮蔽係数
[1.1.2.日射重み係数]
東側日射重み係数t時間前
東側窓ブラインド(有無)=有
=日射重み係数(ブラインド有)t時間前
東側窓ブラインド(有無)=無
=日射重み係数(ブラインド無)t時間前
南側日射重み係数t時間前
南側窓ブラインド(有無)=有
=日射重み係数(ブラインド有)t時間前
南側窓ブラインド(有無)=無
=日射重み係数(ブラインド無)t時間前
西側日射重み係数t時間前
西側窓ブラインド(有無)=有
=日射重み係数(ブラインド有)t時間前
西側窓ブラインド(有無)=無
=日射重み係数(ブラインド無)t時間前
北側日射重み係数t時間前
北側窓ブラインド(有無)=有
=日射重み係数(ブラインド有)t時間前
北側窓ブラインド(有無)=無
=日射重み係数(ブラインド無)t時間前
[1.1.3.透過日射熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の東側透過日射熱負荷を「H10」とする。
東側日射重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
「10時の東側透過日射熱負荷」(H10)を計算するには、「2時〜10時の東側透過日射熱量」(E2〜E10)を使用する。
H10
=E10×F(0)
+E9×F(1)
+E8×F(2)
+E7×F(3)
+E6×F(4)
+E5×F(5)
+E4×F(6)
+E3×F(7)
+E2×F(8)
[1.2.吸収日射ふく射熱負荷]
室内における評価対象時刻の「吸収日射ふく射熱負荷」を計算する。
吸収日射ふく射熱負荷[MJ]
=東側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]+南側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]+西側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]+北側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]
計算時の条件
東側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射ふく射熱負荷[MJ]を無効値とする。
南側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射ふく射熱負荷[MJ]を無効値とする。
西側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射ふく射熱負荷[MJ]を無効値とする。
北側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射ふく射熱負荷[MJ]を無効値とする。
東側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]
=評価対象時刻の0時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数7時間前
+評価対象時刻の8時間前の東側吸収日射ふく射熱量[MJ]×東側日射重み係数8時間前
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
計算時の条件
「評価対象時刻のt時間前の東側吸収日射ふく射熱量」(t=0〜8)が、1つ以上、無効値の場合、東側吸収日射ふく射熱負荷[MJ]を無効値とする。
方位別の吸収日射ふく射熱負荷の計算式は、東側吸収日射ふく射射負荷の計算式の項目を以下のように置き換える。
Figure 0005112914
東側吸収日射ふく射熱量[MJ]
=吸収日射ふく射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :東側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :東側垂直入射角特性
窓面積[m] :東側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :東側遮蔽係数
南側吸収日射ふく射熱量[MJ]
=吸収日射ふく射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :南側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :南側垂直入射角特性
窓面積[m] :南側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :南側遮蔽係数
西側吸収日射ふく射熱量[MJ]
=吸収日射ふく射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :西側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :西側垂直入射角特性
窓面積[m] :西側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :西側遮蔽係数
北側吸収日射ふく射熱量[MJ]
=吸収日射ふく射熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :北側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :北側垂直入射角特性
窓面積[m] :北側窓面積[m2]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :北側遮蔽係数
[1.2.1.吸収日射ふく射熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の東側吸収日射ふく射熱負荷を「H10」とする。
東側日射重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
「10時の東側吸収日射ふく射熱負荷」(H10)を計算するには、「2時〜10時の東側吸収日射ふく射熱量」(E2〜E10)を使用する。
H10
=E10×F(0)
+E9×F(1)
+E8×F(2)
+E7×F(3)
+E6×F(4)
+E5×F(5)
+E4×F(6)
+E3×F(7)
+E2×F(8)
[1.3.吸収日射対流熱負荷]
室内における評価対象時刻の「吸収日射対流熱負荷」を計算する。
吸収日射対流熱負荷[MJ]=東側吸収日射対流熱負荷[MJ]+南側吸収日射対流熱負荷[MJ]+西側吸収日射対流熱負荷[MJ]+北側吸収日射対流熱負荷[MJ]
計算時の条件
東側吸収日射対流熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射対流熱負荷[MJ]を無効値とする。
南側吸収日射対流熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射対流熱負荷[MJ]を無効値とする。
西側吸収日射対流熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射対流熱負荷[MJ]を無効値とする。
北側吸収日射対流熱負荷[MJ]が無効値の場合、吸収日射対流熱負荷[MJ]を無効値とする。
東側吸収日射対流熱負荷[MJ]=東側吸収日射対流熱量[MJ]
南側吸収日射対流熱負荷[MJ]=南側吸収日射対流熱量[MJ]
西側吸収日射対流熱負荷[MJ]=西側吸収日射対流熱量[MJ]
北側吸収日射対流熱負荷[MJ]=北側吸収日射対流熱量[MJ]
東側吸収日射対流熱量[MJ]
=吸収日射対流熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :東側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :東側垂直入射角特性
窓面積[m] :東側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :東側遮蔽係数
ここで、吸収日射取得率とは、窓面で吸収される日射量のうち、室内に流入する日射量の割合を示す。
南側吸収日射対流熱量[MJ]
=吸収日射対流熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :南側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :南側垂直入射角特性
窓面積[m] :南側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :南側遮蔽係数
西側吸収日射対流熱量[MJ]
=吸収日射対流熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :西側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :西側垂直入射角特性
窓面積[m] :西側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :西側遮蔽係数
北側吸収日射対流熱量[MJ]
=吸収日射対流熱量関数を使用して計算する。
パラメータ
拡散日射量 :拡散日射量
拡散日射特性値 :拡散日射特性値
法線面直達日射量 :北側法線面直達日射量
垂直入射角特性 :北側垂直入射角特性
窓面積[m] :北側窓面積[m]
吸収日射取得率 :吸収日射取得率
遮蔽係数 :北側遮蔽係数
[2.貫流熱負荷]
壁、窓の両面にある温度差から発生する貫流熱を窓の材質、サイズ、方位などの設定データ(固定情報)に、全天日射量、全雲量、外気温度、外気相対温度の気象データ、室内温度の計測データから熱負荷を算出する。ここで、本実施の形態においては、貫流熱負荷については、16時間前まで重み係数をかける。
壁貫流熱負荷については2応答係数と重み係数という、時間を遡って考える係数が2個あるため日射負荷などの場合の2倍の1時間〜48時間分まで考慮することが考えられる。ただし、上述と同じく、考慮する時間が短すぎると考慮されなかった分の影響が大きくなり好ましくない。また、考慮する時間が長くなると影響がほとんどなくなるのである一定以上の長さは考慮する必要がない。そこで、本実施の形態においては、16時間としている。
[2.1.壁貫流熱負荷]
室内における評価対象時刻の「壁貫流熱負荷」を計算する。
壁貫流熱負荷[MJ]=東側壁貫流熱負荷[MJ]+南側壁貫流熱負荷[MJ]+西側壁貫流熱負荷[MJ]+北側壁貫流熱負荷[MJ]
計算時の条件
東側壁貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、壁貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
南側壁貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、壁貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
西側壁貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、壁貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
北側壁貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、壁貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
東側壁貫流熱負荷[MJ]
=評価対象時刻の0時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数7時間前
+評価対象時刻の8時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]×壁貫流重み係数8時間前
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
貫流重み係数とは、外気の熱が室内に伝わるには時間遅れを伴うため、数時間前の外気の熱が現在の室内に伝える熱の割合を示す。
計算時の条件
「評価対象時刻のt時間前の東側壁貫流熱負荷A」(t=0〜8)が、1つ以上、無効値の場合、東側壁貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
方位別の方位別壁貫流熱負荷の計算式は、東側方位別壁貫流熱負荷の計算式の項目を以下のように置き換える。
Figure 0005112914
「評価対象時刻のT時間前」を「時刻T」と定義する。
評価対象時刻のT時間前の東側壁貫流熱負荷A[MJ]
=((時刻Tの0時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの0時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数0時間前)
+(時刻Tの1時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの1時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数1時間前)
+(時刻Tの2時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの2時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数2時間前)
+(時刻Tの3時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの3時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数3時間前)
+(時刻Tの4時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの4時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数4時間前)
+(時刻Tの5時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの5時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数5時間前)
+(時刻Tの6時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの6時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数6時間前)
+(時刻Tの7時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの7時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数7時間前)
+(時刻Tの8時間前の東側相当外気温度[℃]−時刻Tの8時間前の室内温度[℃])
×東側壁貫流応答係数8時間前))
×東側壁面積[m]
※「時刻Tの0時間前」は、「評価対象時刻のT時間前の0時間前」である。
方位別の「評価対象時刻のT時間前の壁貫流熱負荷A」の計算式は、「評価対象時刻のT時間前の東側壁貫流熱負荷A」の計算式の項目を以下のように置き換える。
Figure 0005112914
[2.1.1.壁貫流熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日18時の場合
2007年12月06日18時の東側壁熱貫流負荷を「H18」とする。
壁貫流重み係数t時間前を「F(t)」とする。東側壁貫流応答係数t時間前を「G(t)」とする。
Figure 0005112914
Figure 0005112914
「18時の東側壁貫流熱負荷」(H18)を計算するには、「10時〜18時の東側壁貫流熱負荷A」(E10〜E18)を使用する。
H18
=E18×F(0)
+E17×F(1)
+E16×F(2)
+E15×F(3)
+E14×F(4)
+E13×F(5)
+E12×F(6)
+E11×F(7)
+E10×F(8)
「10時の東側壁貫流熱負荷A」(E10)を計算するには、「2時〜10時の東側相当外気温度」(A2〜A10)、「2時〜10時の室内温度」(R2〜R10)を使用する。
E10
=(((A10−R10)×G(0))
+((A9−R9)×G(1))
+((A8−R8)×G(2))
+((A7−R7)×G(3))
+((A6−R6)×G(4))
+((A5−R5)×G(5))
+((A4−R4)×G(6))
+((A3−R3)×G(7))
+((A2−R2)×G(8)))
×東側壁面積[m]
「18時の東側壁貫流熱負荷A」(E18)を計算するには、「10時〜18時の東側相当外気温度」(A10〜A18)、「10時〜18時の室内温度」(R10〜R18)を使用する。
E18=(((A18‐R18)×G(0))+((A17−R17)×G(1))+((A16−R16)×G(2))+((A15−R15)×G(3))+((A14−R14)×G(4))+((A13−R13)×G(5))+((A12−R12)×G(6))+((A11−R11)×G(7))+((A10−R10)×G(8)))×東側壁面積[m]
[2.2.窓貫流熱負荷]
室内における評価対象時刻の「窓貫流熱負荷」を計算する。
窓貫流熱負荷[MJ]=東側窓貫流熱負荷[MJ]+南側窓貫流熱負荷[MJ]+西側窓貫流熱負荷[MJ]+北側窓貫流熱負荷[MJ]
計算時の条件
東側窓貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、窓貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
南側窓貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、窓貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
西側窓貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、窓貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
北側窓貫流熱負荷[MJ]が無効値の場合、窓貫流熱負荷[MJ]を無効値とする。
東側窓貫流熱負荷[MJ]
=外気室内温度差[℃]×東側窓面積[m]×東側窓熱貫流率×0.0036
南側窓貫流熱負荷[MJ]
=外気室内温度差[℃]×南側窓面積[m]×南側窓熱貫流率×0.0036
西側窓貫流熱負荷[MJ]
=外気室内温度差[℃]×西側窓面積[m]×西側窓熱貫流率×0.0036
北側窓貫流熱負荷[MJ]
=外気室内温度差[℃]×北側窓面積[m]×北側窓熱貫流率×0.0036
外気室内温度差[℃]
ここで、熱貫流率とは、高温側から低温側への熱の伝わりやすさを示す。
=(評価対象時刻の0時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の0時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数0時間前
+(評価対象時刻の1時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の1時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数1時間前
+(評価対象時刻の2時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の2時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数2時間前
+(評価対象時刻の3時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の3時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数3時間前
+(評価対象時刻の4時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の4時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数4時間前
+(評価対象時刻の5時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の5時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数5時間前
+(評価対象時刻の6時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の6時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数6時間前
+(評価対象時刻の7時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の7時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数7時間前
+(評価対象時刻の8時間前の外気温度[℃]−評価対象時刻の8時間前の室内温度[℃])
×窓貫流重み係数8時間前
※各方位(東南西北)の外気室内温度差[℃]は、同じ。
[2.2.1.窓貫流熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日18時の場合
2007年12月06日18時の「外気室内温度差」を「H18」とする。
窓貫流重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
「18時の外気室内温度差」(H18)を計算するに波、「10時〜18時の外気温度」(A10〜A18)、「10時〜18時の室内温度」(R10〜R18)を使用する。
H18
=(A18‐R18)×F(0)
+(A17−R17)×F(1)
+(A16−R16)×F(2)
+(A15−R15)×F(3)
+(A14−R14)×F(4)
+(A13−R13)×F(5)
+(A12−R12)×F(6)
+(A11−R11)×F(7)
+(A10−R10)×F(8)
[3.内部発熱熱負荷]
OA機器や照明などから発生する熱や、人間の代謝機能に基づく熱放射を、滞在人数、計測された機器電力量、及び照明電力量に基づいて計算する。内部熱負荷は、上述の理由により8時間前まで重み係数を乗じる。
[3.1.機器発熱負荷]
室内における評価対象時刻の「機器発熱負荷」を計算する。
評価対象時刻の「機器発熱負荷」は、9個の機器電力量を使用する。
「評価対象時刻」〜「評価対象時刻の8時間前」の1時間毎の機器電力量を使用する。
1時間毎の機器電力に対応する「機器発熱負荷重み係数」を使用する。
「評価対象時刻のt時間前の機器電力量」に対する「機器発熱負荷重み係数」は、「機器発熱負荷重み係数t時間前」である。
機器発熱負荷[MJ]
=(評価対象時刻の0時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数7時間前
+評価対象時刻の8時間前の機器電力量[kWh]×機器発熱負荷重み係数8時間前)
×3.6[MJ/kWh]
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
機器発熱負荷重み係数とは、機器は電力を消費することで発熱し、この熱が室内に伝わるには時間遅れを伴うため、数時間前の機器の発熱が現在の室内に伝わる熱の割合を示す。
計算時の条件
「評価対象時刻のt時間前の機器電力量」(t=0〜8)が、1つ以上、無効値の場合、機器発熱負荷[MJ]を無効値とする。
[3.1.1.機器発熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の機器発熱負荷を「H10」とする。
機器発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H10
=(E10×F(0)
+E9×F(1)
+E8×F(2)
+E7×F(3)
+E6×F(4)
+E5×F(5)
+E4×F(6)
+E3×F(7)
+E2×F(8))×3.6
評価対象時刻:2007年12月06日06時の場合
2007年12月06日06時の機器発熱負荷を「H6」とする。
機器発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H6
=(E6×F(0)
+E5×F(1)
+E4×F(2)
+E3×F(3)
+E2×F(4)
+E1×F(5)
+D24×F(6)
+D23×F(7)
+D22×F(8))×3.6
[3.1.2.機器電力量]
機器電力量[kWh]
機器電力量算出方式=計測値使用の場合、「計測値を使用した機器電力量の計算」で計算する。
機器電力量算出方式=推定値使用の場合、「推定値を使用した機器電力量の計算」で計算する。
計測値を使用した機器電力量の計算
室内における評価対象時刻の「機器電力量」を計算する。
「機器電力量」は、「室内機器i計測電力量」(i:1〜15)を「室内機器i電力量係数」(i:1〜15)で換算した値を合計して計算する。
電力量係数とは、計測電力量に対する室内電力量の割合を示す。
合計対象の室内機器i計測電力量
「室内機器i計測電力メータ」が存在する。
「室内機器i計測電力メータ」の計測ポイントが存在する。
機器電力量[kWh]
=室内機器1計測電力量×室内機器1電力量係数
+室内機器2計測電力量×室内機器2電力量係数

+室内機器15計測電力量×室内機器15電力量係数
計算時の条件
合計対象となった「室内機器i計測電力量」が1つ以上、無効値の場合、「機器電力量[kWh]」を無効値とする。
室内機器i計測電力量[kWh]
(室内機器i計測電力量の計測ポイントが存在する)の場合
=評価対象時刻の室内機器i計測電力量[kWh]
上記以外の場合
=無効値
推定値を使用した機器電力量の計算
室内における評価対象時刻の「機器電力量」を計算する。評価対象時刻の時(t)に対応する「機器推定電力量t時」を使用する。
機器電力量[kWh]=機器推定電力量t時[kWh]
tは、評価対象時刻の時
例)
2007年10月10日3時の機器電力量は、「機器推定電力量3時」の設定値。
2007年10月10日4次の期器電力量は、「機器推定電力量4時」の設定値。
2007年10月11日3時の期器電力量は、「機器推定電力量3時」の設定値。
[3.2.照明発熱負荷]
室内における評価対象時刻の「照明発熱負荷」を計算する。
評価対象時刻の「照明発熱負荷」は、9個の照明電力量を使用する。
「評価対象時刻」〜「評価対象時刻の8時間前」の1時間毎の照明電力量を使用する。
1時間毎の照明電力に対応する「照明発熱負荷重み係数」を使用する。
「評価対象時刻のt時間前の照明電力量」に対する「照明発熱負荷重み係数」は、「照明発熱負荷重み係数t時間前」である。
照明発明負荷重み係数とは、照明は電力を消費することで発熱し、この熱が室内に伝わるには時間遅れを伴うため、数時間前の照明の発熱が現在の室内に伝わる熱の割合を示す。
照明発熱負荷[MJ]
=(評価対象時刻の0時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数7時間

+評価対象時刻の8時間前の照明電力量[kWh]×照明発熱負荷重み係数8時間前)
×3.6[MJ/kWh]
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
計算時の条件
「評価対象時刻のt時間前の照明電力量」(t=0〜8)が、1つ以上、無効値の場合、照明発熱負荷[MJ]を無効値とする。
[3.2.1.照明発熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の照明発熱負荷を「H10」とする。照明発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H10
=(E10×F(0)
+E9×F(1)
+E8×F(2)
+E7×F(3)
+E6×F(4)
+E5×F(5)
+E4×F(6)
+E3×F(7)
+E2×F(8))×3.6
評価対象時刻:2007年12月06日06時の場合
2007年12月06日06時の照明発熱負荷を「H6」とする。
照明発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H6=
(E6×F(0)
+E5×F(1)
+E4×F(2)
+E3×F(3)
+E2×F(4)
+E1×F(5)
+D24×F(6)
+D23×F(7)
+D22×F(8))×3.6
[3.2.2.照明電力量]
照明電力量[kWh]
照明電力量算出方式=計測値使用の場合、「計測値を使用した照明電力量の計算」で計算する。
照明電力量算出方式=推定値使用の場合、「推定値を使用した照明電力量の計算」で計算する。
計測値を使用した照明電力量の計算
室内における評価対象時刻の「照明電力量」を計算する。
「照明電力量」は、「室内照明i計測電力量」(i:1〜15)を「室内照明i電力量係数」(i:1〜15)で換算した値を合計して計算する。
合計対象の室内照明i計測電力量」
「室内照明i計測電力メータ」が存在する。
「室内照明i計測電力メータ」の計測ポイントが存在する。
照明電力量[kWh]
=室内照明1計測電力量×室内照明1電力量係数
+室内照明2計測電力量×室内照明2電力量係数

+室内照明15計測電力量×室内照明15電力量係数
計算時の条件
合計対象となった「室内照明i計測電力量」が、1つ以上、無効値の場合、「照明電力量[kWh]」を無効値とする。
室内照明i計測電力量[kWh]
(室内照明i計測電力量の計測ポイントが存在する)の場合
=評価対象時刻の室内照明i計測電力量[kWh]
上記以外の場合
=無効値
推定値を使用した照明電力量の計算
室内における評価対象時刻の「照明電力量」を計算する。
評価対象時刻の時(t)に対応する「照明推定電力量t時」を使用する。
照明電力量[kWh]=照明推定電力量t時[kWh]
tは、評価対象時刻の時
例)
2007年10月10日3時の照明電力量は、「照明推定電力量3時の時」の設定値。
2007年10月10日4時の照明電力量は、「照明推定電力量4時」の設定値。
2007年10月11日3時の照明電力量は、「照明推定電力量3時」の設定値。
[3.3.人体発熱負荷]
室内における評価対象時刻の「人体発熱負荷」を計算する。
評価対象時刻の「人体発熱負荷」は、9個の滞在人数を使用する。
「評価対象時刻」〜「評価対象時刻の8時間前」の1時間毎の滞在人数を使用する。
1時間毎の滞在人数に対応する「人体発熱負荷重み係数」を使用する。
「評価対象時刻のt時間前の滞在人数」に対する「人体発熱負荷重み係数」は、「人体発熱負荷重み係数t時間前」である。
人体発熱負荷重み係数は、室内の人体発熱が室内に伝わるには時間遅れを伴うため、数時間前の人体発熱が現在の室内に伝わる熱の割合を示す。
人体発熱負荷[MJ]
=(評価対象時刻の0時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数0時間前
+評価対象時刻の1時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数1時間前
+評価対象時刻の2時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数2時間前
+評価対象時刻の3時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数3時間前
+評価対象時刻の4時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数4時間前
+評価対象時刻の5時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数5時間前
+評価対象時刻の6時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数6時間前
+評価対象時刻の7時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数7時間前
+評価対象時刻の8時間前の滞在人数[人]×人体発熱負荷重み係数8時間前)
×0.427[MJ/人]
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
※「評価対象時刻のt時間前の滞在人数」(t=0〜8)は、設定値なので、無効値は、ありえない。
[3.3.1.人体発熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の人体発熱負荷を「H10」とする。
人体発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H10
=((E10×F(0))
+(E9×F(1))
+(E8×F(2))
+(E7×F(3))
+(E6×F(4))
+(E5×F(5))
+(E4×F(6))
+(E3×F(7))
+(E2×F(8)))×0.427
評価対象時刻:2007年12月06日06時の場合
2007年12月06日06時の人体発熱負荷を「H6」とする。
人体発熱負荷重み係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
H6
=(E6×F(0))
+(E5×F(1))
+(E4×F(2))
+(E3×F(3))
+(E2×F(4))
+(E1×F(5))
+(D24×F(6))
+(D23×F(7))
+(D22×F(8))
×0.427
[4.外気導入熱負荷]
外気エンタルピー、外気導入量及び計測された室内温度、室内湿度に基づき外気導入熱負荷を算出する。この場合、室内における評価対象時刻の「外気導入熱負荷」を計算する。
外気導入負荷[MJ]
=外気導入量[m/h]×(外気エンタルピ[kJ/kg]−室内エンタルピ[kJ/kg])
×1.2[kg/m]×0.001[MJ/kJ]
室内エンタルピ[kJ/kg]
=1.004652×室内温度[℃]
+(1.846048×室内温度[℃]+2501.1649)×室内絶対湿度[kg/kg]
室内絶対湿度[kg/kg]
=(0.621980×室内湿度[%RH]×室内飽和水蒸気圧)
÷(10132.5−質内湿度[%RH]×室内飽和水蒸気圧)
ここで、室内絶対湿度とは、1kgの空気に含まれる水蒸気の質量をkgで表したものを示し、室内飽和水蒸気圧とは、空気に含まれる水蒸気が、水蒸気として存在する最大の圧力を示す。
室内飽和水蒸気圧
室内温度[℃]>0の場合
=(exp{−5800.2206÷室内温度[℃]+273.15)
+1.3914993
+(−0.048640239)×{室内温度[度]+273.15}
+0.000041764768×(室内温度[℃]+273.15)^2
−0.00000001445209×(室内温度[℃]+273.15)^3
+6.5459673×log{室内温度[℃]+273.15}})
÷1000
室内温度[℃]≦0の場合
=(exp{−5674.5359÷(室内温度[度]+273.15)
+6.3925247
−0.009677843×(室内温度[℃]+273.15)^2
+0.00000062215701×(室内温度[℃]+273.15)^2
+0.0000000020747825×(室内温度[℃]+273.15)^3
+0.0000000000009484024×(室内温度[℃]+273.15)^4
+4.1635019×log{室内温度[℃]+273.15}})
÷1000
[5.蓄熱熱負荷]
室温変位により室内の熱変化が吸収応答とした分が時間変化に伴い、壁等から逆流し加算する流入熱を蓄熱熱負荷として計算する。窓面積、窓材質情報、壁面積、壁材質情報の設定データ及び計測された室内温度に基づき計算する。蓄熱熱負荷は上述の理由により8時間前までの重み係数を乗じて計算する。
[5.1.室内熱容量変化熱量]
室内における評価対象時刻の「室内熱容量変化熱量」を計算する。評価対象時刻の「室内熱容量変化熱量」は、2個の室内温度を使用する。「評価対象時刻」と「評価対象時刻の1時間前」の室内温度を使用する。
室内熱容量変化熱量[MJ]
=基準室内面積[m]×基準室内階高[m]
×(評価対象時刻の0時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の1時間前の室内温度[℃])
×0.0012とする。
※「評価対象時刻の0時間前」は、評価対象時刻である。
[5.1.1.室内熱容量変化熱量の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日10時の場合
2007年12月06日10時の室内熱容量変化熱量を「H10」とする。
Figure 0005112914
H10
=基準室内面積[m]×基準室内階高[m]
×(E10−E9)
×0.0012
評価対象時刻:2007年12月06日01時の場合
2007年12月06日01時の室内熱容量変化熱量を「H1」とする。
Figure 0005112914
H1=基準室内面積[m]×基準室内階高[m]×(E1−D24)×0.0012
[5.2.蓄熱影響熱負荷]
室内における評価対象時刻の「蓄熱影響熱負荷」を計算する。
蓄熱影響熱負荷[MJ]
=((評価対象時刻の0時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の1時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数0時間前
+(評価対象時刻の1時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の2時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数1時間前
+(評価対象時刻の2時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の3時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数2時間前
+(評価対象時刻の3時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の4時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数3時間前
+(評価対象時刻の4時間前の室内温度[℃] −評価対象時刻の5時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数4時間前
+(評価対象時刻の5時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の6時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数5時間前
+(評価対象時刻の6時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の7時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数6時間前
+(評価対象時刻の7時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の8時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数7時間前
+(評価対象時刻の8時間前の室内温度[℃]−評価対象時刻の9時間前の室内温度[℃])
×室内吸熱応答係数8時間前)
室内吸熱応答係数t時間前
室内吸熱応答係数t時間前(t:0〜8)zは、設定値のみで計算されるため、全ての時刻で同じ。
ここで、吸収応答係数とは、数時間前の室内温度の変化1℃当たりの、現在の室内に与える負荷熱量を示す。
室内吸熱応答係数0時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数0時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数0時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数0時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数0時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数0時間前
+(東側窓面積[m]×東側窓熱貫流率+南側窓面積[m]×南側窓熱貫流率
+西側窓面積[m]×西側窓熱貫流率+北側窓面積[m]×北側窓熱貫流率)
×0.0036
+0.0012×外気導入量[m/h]
+0.0132×室内面積[m]×階高[m]
室内吸熱応答係数1時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数1時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数1時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数1時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数1時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数1時間前
−0.0132×室内面積[m]×階高[m]
室内吸熱応答係数2時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数2時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数2時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数2時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数2時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数2時間前
室内吸熱応答係数3時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数3時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数3時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数3時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数3時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数3時間前
室内吸熱応答係数4時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数4時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数4時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数4時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数4時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数4時間前
室内吸熱応答係数5時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数5時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数5時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数5時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数5時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数5時間前
室内吸熱応答係数6時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数6時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数6時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数6時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数6時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数6時間前
室内吸熱応答係数7時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数7時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数7時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数7時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数7時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数7時間前
室内吸熱応答係数8時間前
=東側壁面積[m]×東側壁吸熱応答係数8時間前
+南側壁面積[m]×南側壁吸熱応答係数8時間前
+西側壁面積[m]×西側壁吸熱応答係数8時間前
+北側壁面積[m]×北側壁吸熱応答係数8時間前
+2×室内面積[m]×床吸熱応答係数8時間前
[5.2.1蓄熱影響熱負荷の補足説明]
評価対象時刻:2007年12月06日18時の場合
2007年12月06日18時の「蓄熱影響熱負荷」を「H18」とする。
室内吸熱応答係数t時間前を「F(t)」とする。
Figure 0005112914
「18時の蓄熱影響熱負荷」(H18)を計算するには、「9時〜18時の外気温度」(R9〜R18)を使用する。
H18
=((R18‐R17)×F(0))
+(R17−R16)×F(1)
+(R16−R15)×F(2)
+(R15−R14)×F(3)
+(R14−R13)×F(4)
+(R13−R12)×F(5)
+(R12−R11)×F(6)
+(R11−R10)×F(7)
+(R10−R9)×F(8))
空調エネルギーは、これらの熱負荷の合計値とする。また、同様に基準温度(例えば25℃)での空調エネルギーを算出する。この基準温度での空調エネルギーから計測データで計算した実績温度での空調エネルギーを引くことにより、クールビズ期間の省エネルギー効果を求めることができる。
以上から求まる各熱負荷を利用して省エネルギーを様々な形式で可視化することができる。例えば、クールビズを行う以前の室内温度を基準温度、省エネモードの設定温度を目標温度として設定した場合、クールビズの省エネルギー効果として、基準温度での空調エネルギーと目標温度での空調エネルギーを比較(実績評価)することができる。また、さらに実際の室内温度の計測データでの空調エネルギーの比較を行い、2種類の省エネルギー効果を算出することができる。これにより、実際の温度環境でのクールビズによる省エネルギー効果と省エネ設定で運用した場合の省エネルギー効果を算出することができる。
(実績の省エネルギー効果)=(基準温度で試算した空調エネルギー)−(実績温度で試算した空調エネルギー)
(目標の省エネルギー効果)=(基準温度で試算した空調エネルギー)−(目標温度で試算した空調エネルギー)
図7は、以上の方法にて求めた省エネルギー効果を示す図である。実績温度での省エネルギー効果と、目標温度での省エネルギー効果を示している。このように、省エネルギー量表示部18により、効果を可視化することができる。
さらに、実績評価とは異なり、室内温度の計測データを利用せずにクールビズ効果の省エネルギー量を算出することも可能である。効果試算では、クールビズを行う以前の室内温度を基準温度、省エネモードの設定温度の変更前温度と変更後温度を設定する。クールビズの省エネルギー効果として、基準温度での空調エネルギーと変更前温度での空調エネルギーを比較することができる。また、さらに変更後温度での空調エネルギーの比較を行い、2種類の省エネルギー効果を算出することができる。これにより、クールビズ後の設定温度を変更した場合、変更前後でのクールビズによる省エネルギー効果を算出する。
(変更前の省エネルギー効果)=(基準温度で試算した空調エネルギー)−(変更前温度で試算した空調エネルギー)
(変更後の省エネルギー効果)=(基準温度で試算した空調エネルギー)−(変更後温度で試算した空調エネルギー)
本実施の形態においては、きめ細かく熱負荷を計算し、空調エネルギーを算出し、基準温度と比較することにより、実際の効果量を数値化することができる。この算出した効果量をコンピュータの画面に時間単位、月単位などで表示することにより、効果の度合を可視化することができる。
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。
本発明の実施の形態にかかるエネルギー算出装置を示す図である。 省エネ効果を説明する図である。 本発明の実施の形態にかかる省エネルギー算出装置で各熱負荷を算出する際に使用するパラメータを示す図である。 各種データと熱負荷の関係を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるエネルギー算出方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるエネルギー算出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるエネルギー算出装置により求めた省エネルギーを示す図である。
符号の説明
1 エネルギー算出装置
11 日射熱負荷算出部
12 貫流熱負荷算出部
13 内部熱負荷算出部
14 外気導入負荷算出部
15 蓄熱熱負荷算出部
16 空調消費エネルギー量算出部
17 省エネルギー効果量算出部
18 省エネルギー量表示部

Claims (13)

  1. エネルギー量を算出するエネルギー算出装置であって、
    気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を算出する第1の熱負荷算出手段と、
    前記各熱負荷を、標準温度を使用して、前記第1の熱負荷算出手段と同様に算出する第2の熱負荷算出手段と、
    前記第1の熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、実績空調エネルギーとして算出する実績空調エネルギー算出手段と
    前記第2の熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、標準空調エネルギーとして算出する標準空調エネルギー算出手段と、
    前記実績空調エネルギーと前記標準空調エネルギーとの差分を省エネ効果量として求める効果量算出手段とを有する
    エネルギー算出装置。
  2. 前記第1の熱負荷算出手段及び前記第2の熱負荷算出手段は、前記外気導入熱負荷を除く各熱負荷について、所定の時間前の状態が現在に与える影響を加味した重み係数を使用して算出する
    ことを特徴とする請求項記載のエネルギー算出装置。
  3. 前記日射熱負荷は、全天日射量、窓面積、及び窓材質情報に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載のエネルギー算出装置。
  4. 前記日射熱負荷は、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項記載のエネルギー算出装置。
  5. 前記貫流熱負荷は、全天日射量、全雲量、外気温度、外気相対湿度、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載のエネルギー算出装置。
  6. 前記貫流熱負荷は、経度、緯度、標準子午線、傾斜角、方位角、及び遮蔽係数に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項記載のエネルギー算出装置。
  7. 前記内部熱負荷は、機器電力量、照明電力量、及び滞在人数に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載のエネルギー算出装置。
  8. 外気導入熱負荷は、外気エンタルピ、及び外気導入量に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項記載のエネルギー算出装置。
  9. 外気導入熱負荷は、室内温度及び室内湿度に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項記載のエネルギー算出装置。
  10. 蓄積熱負荷は、壁面積、壁材質情報、窓面積、窓材質情報、及び室内温度に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載のエネルギー算出装置。
  11. 蓄積熱負荷は、室内面積及び階高に基づき算出される
    ことを特徴とする請求項10記載のエネルギー算出装置。
  12. エネルギー量を算出するエネルギー算出方法であって、
    気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を算出する第1の熱負荷算出工程と、
    前記各熱負荷を、標準温度を使用して、前記第1の熱負荷算出手段と同様に算出する第2の熱負荷算出工程と、
    前記第1の熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、実績空調エネルギーとして算出する実績空調エネルギー算出工程と
    前記第2の熱負荷算出工程により算出された各熱負荷を合計し、標準空調エネルギーとして算出する標準空調エネルギー算出工程と、
    前記実績空調エネルギーと前記標準空調エネルギーとの差分を省エネ効果量として求める効果量算出工程とを有する
    エネルギー算出方法。
  13. エネルギー量を算出するエネルギー算出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    気象データ、予め設定されたデータ及び計測データに基づき、日射熱負荷、貫流熱負荷、内部熱負荷、外気導入熱負荷、及び蓄積熱負荷を算出する第1の熱負荷算出工程と、
    前記各熱負荷を、標準温度を使用して、前記第1の熱負荷算出手段と同様に算出する第2の熱負荷算出工程と、
    前記第1の熱負荷算出手段により算出された各熱負荷を合計し、実績空調エネルギーとして算出する実績空調エネルギー算出工程と
    前記第2の熱負荷算出工程により算出された各熱負荷を合計し、標準空調エネルギーとして算出する標準空調エネルギー算出工程と、
    前記実績空調エネルギーと前記標準空調エネルギーとの差分を省エネ効果量として求める効果量算出工程とを有する
    プログラム。
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