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2018/01/29

TRNSYS,TRNBuildで地面の温度を扱う

基礎など地面に接している部位の設定

建物の地面側の温度って割と重要です。土間床になっている建物、例えば倉庫とかではかなり室温に影響します。地面側の温度が低ければ、室温は低くく、夏期は冷房負荷は少なくなりますが冬期は逆に暖房負荷が増えます。

TRNSYS/TRNBuildでは基礎や地下室など地面に接している壁は境界条件として扱います。

設定は至って簡単で、TRNBuildで壁のCategoryBOUNDARYを選択、boundary conditionで地面側の温度を指定するだけです。

例)C:\TRNSYS18\Examples\3D_Building

  1. 床面(基礎)のConstructionを選択
  2. CategoryをBOUNDARYへ変更
  3. boundary conditionで地面側の温度を指定

※"C:\TRNSYS18\Examples\3D_Building\6_Step_Add_Daylight\Building.tpf"より

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地面側の温度

地面側の温度は何らかの方法で計算した値、もしくは固定値で指定します。計算する期間が短ければ固定で指定するのもありかと思いますが、おそらく季節変動などを見込んだ値にしたいケースがほとんどだと思います。こういう場合は、外部のコンポーネントを使って、Input経由で値を取り込みます。

図はExamples\3D_Buildingの例ですが、Type77(Simple Ground Temperature Model)で地面側の温度を計算、Type56へ引き渡しています。Type56側では上の図のようにTGROUNDで受け手取って、地面側の温度として処理しています。
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地面側の温度を計算する


Type77の他、地面側の温度の計算方法はいくつか考えられます。TRNSYS-USERSで調べると "f factor" approach(日本語で何というのか不明)という方法が紹介されています。

上記で紹介したType77は年間の平均温度温度振幅だけで計算できるのでお手軽ですが、地下室などでは深さによっても温度が変わってくるはずです。すべてのケースにType77を当てはまるのはどうかという気がします。地面側の温度は建物や気象条件、土の種類、計算の目的なども含めて検討してみてください。

2018/1/30追記

後で気がついたのですが、Type77では地表面からの深さを複数指定できます。下の図は0.5m, 1.0m, 1.5mの3箇所の温度を計算した例です。地表面に近い基礎部分は浅い深さの温度、地下室の壁や床は深めで計算した値を指定して計算するのもありかもです。

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一年分計算すると、深さに応じて変動したカーブが描かれます。

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EA気象データの地中温度計算プログラム(GTWin)で予め計算、そのデータを使って計算するのも手かも知れません。(計算結果をファイルに書き出して、それをType9で読み込んで計算するとか)

その他、TRNSYSで地面側の温度の計算に利用できるコンポーネントを紹介しておきます。

・標準コンポーネント

Type 49: Slab on Grade

詳細はマニュアル「4.6.4. Type 49: Slab on Grade」を参照
参考:TRNSYSで地中温度

http://www.kankyoukei.com/2011/10/trnsys_20.html

・TESS Individual Component Libraries(オプション)

Type1276 "Be All End All" Ground Coupling

http://www.trnsys.com/tess-libraries/individual-components.php

※日本国内でのお取り扱いはこちらの窓口まで。


動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit)
TRNSYS18.00.0017(64bit)

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