そして年間スケジュール

前回は平日と休日でスケジュールを分けて設定しました。今回は年間スケジュールの解説です。

住宅のモデルでは年間スケジュールはあまり想定しませんが、学校や商業施設などでは季節による変動を条件にする事があります。例えば、学校の教室では夏休み、冬休みなど生徒、学生が不在の期間を設定したいケースがあります。

TRNSYS18では、GainのスケジュールにScale 1,2の2つを設定できるようになっています。通常のスケジュールではScale 1を使って日単位、週単位の設定を行います。

下の図は前回、平日、休日を設定した例ですが、Scale 1を使って週間のスケジュールを設定しています。Scale 2はデフォルトのままですので、これを使って年関スケジュールを設定します。

平日と休日の週間スケジュール
平日と休日の週間スケジュール

年間スケジュールを作成する

2つのScaleは、それぞれの値を乗じたスケジュールとして扱われます。平日と休日のスケジュールはそのままで、Scale 2へ夏休み、冬休みの不在期間を1,0の値で定義します。

  1. 「schedule type」の項目を School_Holidays へ変更します。
  2. annual」の項目をクリックして年間スケジュールへ変更します。
  3. 夏休み、冬休みの期間を0へ、それ以外を1に設定して年間の在室状態のスケジュールを定義します。
 夏休み、冬休みの期間は不在なので(0)を設定する
夏休み、冬休みの期間は不在なので(0)を設定する

年間スケジュールを割り当てる

作成した年間スケジュールをscale 2へを割り当てます。これで週間スケジュール×年間スケジュールとして扱われます。年間スケジュールでは夏休み、冬休みの期間は(0)が設定されています。この期間は週間スケジュール×(0)、つまり在室者がいない状態として計算されます。

scale 2へ作成した年間スケジュールを割り当てる
scale 2へ作成した年間スケジュールを割り当てる

下の図は確認のため、在室者の顕熱負荷(QGPEOPLE, Ntype154)をプロットした画面です。夏休み、冬休みの期間は在室者の顕熱負荷がなくなっているが確認できます。

1年分出力すると、夏休み、冬休みの顕熱負荷が消えている
1年分出力すると、夏休み、冬休みの顕熱負荷が消えている

このようにScale 1, 2を組み合わせる事で、季節変動のある条件も扱うことが可能になります。

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit, 1803)
TRNSYS18.01.0001(64bit)

平日と休日でスケジュールを変えたい

TRNSYSの建物モデル(TRNBuild/Type56)で週間スケジュールの解説です。

建物モデルの計算では、在室者や暖冷房、換気などを定義する際に時間ごとの状態をスケジュールとして設定します。このスケジュールの設定では平日と土日のように、曜日によって設定を変えた週間スケジュールを定義することができます。

下の図は在室者のスケジュールを曜日別に設定した例です。この例では平日(月曜~金曜)、休日(土曜、日曜)で1週間のスケジュールを定義しています。

在室者の週間スケジュールを定義した例
在室者の週間スケジュールを定義した例

週間スケジュールの作り方

週間のスケジュールは、上の図からも分かるように日単位のスケジュールの組み合わせとして定義します。曜日ごとのスケジュールを用意して、月曜から日曜の各曜日へ割り当てていきます。

ここでは「省エネ法 住宅事業建築主の判断基準」の在室者スケジュールから、LDKを例に週間スケジュールを作成します。

住宅事業建築主の判断の基準におけるエネルギー消費量計算方法の解説 3.1 計算条件 より抜粋
住宅事業建築主の判断の基準におけるエネルギー消費量計算方法の解説 3.1 計算条件 より抜粋

Schedule Typeの名称は下の表のルールで作成します。

曜日Schedule Type
週間スケジュールPeople_LDK
平日(月曜~金曜)People_LDK_WeekDay
休日(土曜、日曜)People_LDK_WeekEnd

平日スケジュールを作成する

はじめに平日のスケジュールを作成します。TRNBuild Navigatorの画面で、

  1. Schedules」を右クリック。
  2. 表示されたメニューから「Add Schedule」を選択して新しいスケジュールを追加します。
「Add Schedule」で新しいスケジュールを作成する
「Add Schedule」で新しいスケジュールを作成する

「new schedule type」の項目を People_LDK_WeekDay へ変更します。

「new schedule type」を People_LDK_WeekDay へ変更
「new schedule type」を People_LDK_WeekDay へ変更

日単位のスケジュールは、時刻ごとの値を指定します。在室者は0:00~6:00までは0人のように時間帯と人数として定義します。表の条件から同じ値(在室者数)がつづく時間帯をピックアップします。

同じ値(在室者数)がつづく箇所を拾い出す
同じ値(在室者数)がつづく箇所を拾い出す

この例では、同じ値がつづく箇所は12箇所あります。「」ボタンをクリックして、時間帯のリストを12個に増やします。

「+」ボタンをクリックして、リストを増やす
「+」ボタンをクリックして、リストを増やす

平日のスケジュールに合せて時間帯と在室者を入力します。下の図のような表示になれば入力完了です。

各時間帯と在室者の人数を入力する
各時間帯と在室者の人数を入力する

休日スケジュールを作成する

「平日」のスケジュールと同様の手順でスケジュールを作成します。正しく休日のスケジュールが入力されると図のような表示になります。

休日のスケジュール
休日のスケジュール

週間スケジュールを作成する

平日、休日のスケジュールを組み合わせて週間スケジュールを作成します。

  1. 「new schedule type」の項目を People_LDK へ変更します。
  2. 「weekly」の項目をクリックして週間のスケジュールへ変更します。
  3. Monday~Sundayの各曜日のスケジュールとして People_LDK_WeekDay,
    People_LDK_WeekEnd を選択して割り当てます。
各曜日のスケジュールを選択する。
各曜日のスケジュールを選択する。

すべての設定が終わると、下の図のような表示なります。

平日、休日のスケジュールが定義された週間スケジュール
平日、休日のスケジュールが定義された週間スケジュール

後は対象ZoneへGain typeと、このスケジュールを組み合わせて在室者を定義します。

下の図はGain typeとして ASHRAE_100W-Person を選択、スケジュールと組み合わせた例です。

LDKの在室者の設定例
LDKの在室者の設定例

このように日単位のスケジュールを組み合わせて、簡単に週単位のスケジュールを定義することができます。

今回は在室者のスケジュールでしたが、換気や暖冷房のスケジュールも同じように定義する事ができます。

次回は、年間スケジュールの解説です。

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit, 1803)
TRNSYS18.01.0001(64bit)

Webベースの気象情報サービス、windy.com

windy.comへアクセスすると図のような画面が表示されます。 台風の時期だと、台風の位置や風の具合がよく分かって面白いんですが、 春先だと風もなくて、まったりとした雰囲気ですね。(太平洋上に渦巻いている風が気になるけど、なんだろう?)

風の表示:全国的に風がなくて穏やかです。

サイトの名前から風の表示だけかと思うと、他にも表示項目が用意されています。

表示項目が複数用意されている

表示を切り替えて気温や湿度の表示を眺めると、今日は関東から九州までは同じような傾向なんだなとか、全国の傾向が視覚的に分かります。気候特性の説明に使えそうですね。

気温の表示:太平洋側は関東から九州まで同じような気温です。
湿度の表示:気温と同じような傾向ですが、北海道の函館あたりの湿度が高めですね。

アプリ版もあったのでリンクを貼っておきます。

App Storeからダウンロード Google Play で手に入れよう

コンポーネントの接続線を直交線に戻したい(TRNSYS-USERSより)

ものすごく小ネタですが、Simulation Studioのあるあるなのでまとめておきます。

元ネタのTRNSYS-USERの記事はこちら

[TRNSYS-users] perpendicular links

Simulation Studioで作業中に、普段は直行して描かれているコンポーネントの接続線が斜めになってしまうことがあります。図の矢印の箇所のように斜めに描かれます。

接続線が斜めに描かれる
接続線が斜めに描かれる

原因と対策

接続線を「右クリック」すると、メニューが表示されます。「User-defined path」がチェックされた状態になっているので、こチェックを外します。

接続線を右クリックしてメニューを表示、「User-defined path」のチェックを外す
接続線を右クリックしてメニューを表示、「User-defined path」のチェックを外す

これで接続線が直行して描かれるようになります。

接続線が直行線で描かれる
接続線が直行線で描かれる

逆に言うと、あまりないとは思いますが、「user-define path」にチェックすると接続線が任意に描けるようになります。

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit, 1803)
TRNSYS18.01.0001(64bit)

OpenFOAMの入門書など

一昨日の日曜日、池袋で開催の技術書典へ行ってきました。技術書のイベントで、いわゆるIT系エンジニア向けが中心ですが、数は少ないですが解析系も出展されています。

ニーズが限られていて、商用ベースだと厳しそうな技術書(自費出版というか同人誌に近い?)が販売されています。

OpenFOAM, Electron

今回はOpenFOAMとElectronの2冊の入門書を購入。

OpenFOAMはWindows+WLS環境のセットアップから計算といった内容です。買ってから気がつきましたが、ParaViewまで書いてあります。表示はParaViewを使うんですね。

Electronは、ちょっと囓ってみたかったので薄いのを一冊です。

OpenFOAMとElectronの本。表紙の雰囲気はなんですが、内容はハードです。
OpenFOAMとElectronの本。表紙の雰囲気はなんですが、内容はハードです。

余談

技術系イベントなのにラーメンの作り方とか、それって技術書なのって本などもあって楽しめました。

TRNSYS.GURUのオンラインラーニングコース

TRNSYS.GURUのオンラインラーニングコースがリニューアルしています。

そして早速視聴してみた

facebookのページからアクセスすると図のような画面が表示されます。Udemyのサービスを使っているため、一部日本語で表示されています。コース料金も日本円。それにしてもずいぶんリーズナブルな価格設定です。

TRNSYSオンラインラーニングコースのサイト
TRNSYSオンラインラーニングコースのサイト

コースは全81本、約9時間の動画で構成されています。コースは建物モデル(多数室モデル) 、空調システムのモデルの作成、Excel/VBAを使った自動実行などが含まれます。

TRNSYSオンラインラーニングコースの内容
TRNSYSオンラインラーニングコースの内容

最初の10本は無償公開されています。この10本すべて視聴しても40分ほどですが、ポイントがよくまとまって分かり易い構成になっています。TRNSYSの仕組みからSimulation Studioの基本操作、基本的な太陽熱集熱器のモデル作成まで紹介されています。

なお、解説は英語ですが、ゆっくりとした話し方で、発音も聞き取りやすかったです。

日本でも、こういう仕組みが作りたいですね。

Direct solar fraction of the floor ってなに?

急に聞かれて思い出せなかったのでメモ。

TRNSYS18のTRNBuildでは、IDFファイルをインポートする際の設定オプションが増えています。(図の赤枠の部分)

TRNSYS18で追加された「Direct solar fraction of the floor」の項目
TRNSYS18で追加された「Direct solar fraction of the floor」の項目

この赤枠部分の記載を訳すと。。。

Static distribution factor of direct solar radiation(直達日射の静的な分配係数)
Direct solar fraction of the floor:(床面への直達日射の分配係数)
The remaining direct radiation is distributed area-weighted to the walls of a zone.(その他の直達日射は面積按分で壁に分配されます)

ちょっとわかりにくい記載ですが、TRNBuildでは窓面から入る直達日射をどう分配するかGEOSURFというパラメーターで扱います。(Standard modeの場合)

先ほどの画面で、そのままIDFをインポートすると、床面のGEOSURF0.8が割り当てられます。これはStandard modeの計算で、開口部から入る直達日射の8割が床面にあたるものとして扱われます。

残りの2割はどこへ行ってしまうかというと、壁の面に面積按分で割り当てて計算されます。(後述しますが天井は除く)

簡易モデルで試す

図のような簡単なモデルを作って、実際に試してみます。

5m×5m×5mの簡易なモデル
5m×5m×5mの簡易なモデル

これをTRNBuildへインポートすると、床面(FLOOR)のGEOSURF0.8が割り当てられていることが分かります。(クリックすると拡大できます)

床面のGEOSURFは0.8に設定されている

他の壁は残り2割が按分されます。下図は西側の壁ですが、GEOSURF0.05が割り当てられています。(0.2が東西南北の4面に割り振られます)

西側の壁のGEOSURFは0.05に設定されている
西側の壁のGEOSURFは0.05に設定されている

ここで注意点としては、屋根面にはGEOSURF0が割り当てられます。ドキュメントには明記されていませんが、モデリングした際の面の属性を見ているようです。(下図の赤枠の項目)

面の属性(Type)によってGEOSURFの扱いが変わる
面の属性(Type)によってGEOSURFの扱いが変わる

面の属性とGEOSURFの値の組み合わせは以下の通りです。

TypeGEOSURFの値備考
Floor指定値(例 0.8)床面が複数あれば面積按分
Wall指定値以外を面積按分
Ceiling0固定
Roof0固定

ちなみに以前のバージョンではGEOSURFはすべて既定で0が設定されていました。(同じZone内ですべての面のGEOSURFが0だと、自動的に面積按分で計算されます。)
計算上、それもどうかなという気がしていたんですが、TRNSYS18では実状に近い割り当てに変更したようです。

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit, 1803)
TRNSYS18.01.0001(64bit)

Type14で100点を超えるスケジュールを設定する(TRNSYS-USERSより)

TRNSYS-USERSにType14のスケジュール設定に関しての質問が流れています。10分刻みで値の変化点が100を超えるスケジュールを設定したいようです。

I need a 10 minute daily profile. I tried to do that with forcing functions and calculated that my profile requires minimum 146 points. But the maximum limit of the forcing function (Type 14h) in trnsys is 100 points.

引用元:TRNSYS-USERS

Type14は日単位のスケジュール設定でよく使われるコンポーネントです。変化点の上限は100までなので、質問のように細かなスケジュールを設定しようとすると上限を超えてしまうようです。

設定できるスケジュールの変更点は上限は100まで
設定できるスケジュールの変更点は上限は100まで

Proformaを変更する

対策として、Type14のProformaを変更する方法が紹介されています。ProformaはTRNSYSのコンポーネントのインターフェースを定義しているファイルです。Simulation Studioでは、このファイルの情報を元に設定情報の表示、変更が行えるようになっています。

設定項目の上限値や下限値も、このProformaに定義されているので、その値を変更して対応します。

注意:
コンポーネントの本体(プログラム側)で上限が設定されている事もあり得るので、全てのコンポーネントで使えるかはケース・バイ・ケースです。
とはいえ、試して意図したように動けば結果オーライです。

Proformaの設定変更方法

Simulation Studioの画面から以下の手順で行います。

  1. Type14hのアイコンをダブルクリックしてProformaの画面を表示する。
  2. Variables」タブを選択する。
  3. Variables(Parameters,Inputs,Outputs, Derivatives)」ボタンをクリックする。
Proformaの画面を表示する
Proformaの画面を表示する
  1. Parameters」タブを選択する。
  2. Shiftキーを押しながら、「Time at point」と「Value at point」の2項目を選択する。
  3. Cycleの項目の「Change」ボタンをクリックする。
Paramtersの項目を変更する
Paramtersの項目を変更する

「Cycle Dialog」のMax valueの項目を大きな値に変更する。

Paramterの上限値を変更する
Paramterの上限値を変更する

値を変更したら「OK」ボタンをクリックしてダイアログを閉じます。最後にProformaの上書き保存、もしくは名前を付けて保存します。

下の図は上限を200へ変更した例です。スケジュールの変更点が200点まで定義できるようになっています。

変更点を200に設定した例
変更点を200に設定した例

Type14を2個とEquationで。。。

ここまで書いて思いついたんですが、単純にType14を2個使って、Equationで合成するのでいいかも?

例えば、Type14を午前、午後のスケジュール用にそれぞれ配置して、スケジュールを設定します。(午前のType14では午後はすべて0に設定、午後のスケジュールは逆に午前はすべて0に設定する)
この2つのスケジュールをEquationで合成して1日分のスケジュールにまとめます。Type14が2個なら変化点は200まで定義できます。

イメージとしては下図のような構成です。(試していないけど)

Type14を2つ配置してスケジュールを設定する
Type14を2つ配置してスケジュールを設定する

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。
Windows10 Pro(64bit, 1803)
TRNSYS18.01.0001(64bit)