TRNSYSでU値のチェック

TRNSYSで建物モデルはType56/TRNBuildで扱います。物性値や内部発熱、暖冷房の条件はTRNBuildで設定を行いBuiファイル(*.b18, *.b17, *.bui)に保存します。このときBuiファイルと同時に以下の3種類のファイルが保存されます。

ファイル拡張子内容
*.bld壁構造を除く建物に関するすべての情報を含むファイル。
*.trn壁の伝達関数を含むファイル
*.inf情報ファイル(ログファイル)

はじめの2つ、*.bldと*.trnはType56が計算時に参照するファイルなので、普段は特に意識する必要はありません。

3つ目の*.infファイルはTRNBuildで入力した条件に基づいた情報が書き出されます。*.b18の設定条件から計算に使われる項目が抽出されています。(TRNBuildで条件を設定していても計算では使用されない項目を除いた形式で出力されます)

例えば、デフォルトでは週間スケジュールが定義されていますが、使われていなければ*.infには書き出されません。使用されているスケジュールのみ書き出されます。

さらに加えて、*.infファイルには、計算に使用する壁の伝達関数係数や熱貫流率、U値などの情報が書き出されています。もし設定に何か問題があればエラーメッセージが書き出されることもあります。

TRNBuildでは壁や床の仕様は物性値や材料ので扱うため、いわゆるU値(熱貫流率)を意識する機会はあまりありません。とはいえ、一般的にはU値を参考にしたい機会も少なからずあります。

*.infファイル

前半部分は*.b18相当ですので、ここではそれ以外の部分について紹介します。Input,Output, U値などの項目が書き出されている後半部分について紹介していきます。

REQUIRED INPUTS

Type56が必要とするInputの項目と概要が書きされています。使用しているオプションや設定によってInputの項目が変わります。概要説明も出力されているので、必要な入力項目を確認する事ができます。

  ************* REQUIRED INPUTS *************


*:InpNR   | Label      | Unit       | INPUT DESCRIPTION                                                     

* |    1 | TAMB        | C          | ambient temperature                                                   
* |    2 | RELHUMAMB   | %          | relative ambient humidity                                             
* |    3 | TSKY        | C          | effective sky temperature for longwave radiation exchange (FSKY)      
* |    4 | TSGRD       | C          | effective ground temperature for longwave radiation exchange (1-FSKY) 
* |    5 | AZEN        | degrees    | solar zenith angle                                                    
* |    6 | AAZM        | degrees    | solar azimuth angle (0=facing equator, 90=facing west, -90=270=facing east)
* |    7 | GRDREF      | any        | ground reflectance (range 0...1)                                      
* |    8 | TGROUND     | ーC         | Ground Temperature (boundary temperature used for floors adjacent to the ground)
* |    9 | TBOUNDARY   | ーC         | Boundary Temperature (boundary temperature used for boundary floors, walls, ceilings)
* |   10 | SHADE_CLOSE | kJ/hr.m^2  | threshold of total radiation on facade where shading device is activated
* |   11 | SHADE_OPEN  | kJ/hr.m^2  | threshold of total radiation on facade where shading device is deactivated
* |   12 | MAX_ISHADE  | any        | max shading factor of internal shading
* |   13 | MAX_ESHADE  | any        | max shading factor of external shading

DESIRED OUTPUTS

Type56からのOutputの項目と概要が書き出されています。出力項目の単位、対象(Airnode,Surfaceなど)、概要説明が出力されています。

  ************* DESIRED OUTPUTS *************


*:OutNr  | Label       | Unit   | ZNr  | Airnode | SurfID/ComfortID | OUTPUT DESCRIPTION 
							   
* |    1 | TAIR_ROOM1  | C      |    1 | ROOM1     |    | air temperature of airnode
* |    2 | TAIR_ROOM2  | C      |    2 | ROOM2     |    | air temperature of airnode
* |    3 | QSENS_ROOM1 | kJ/hr  |    1 | ROOM1     |    | sens. energy demand of airnode, heating(-),cooling(+)
* |    4 | QSENS_ROOM2 | kJ/hr  |    2 | ROOM2     |    | sens. energy demand of airnode, heating(-),cooling(+)

U値

*.infの末尾にU値が書き出されています。Buiファイルに定義されているConstruction type, Window typeのU値が書き出されています。

              *** Used opaque construction types ***
            (u-value incl. h_i=7.7 W/m^2 K and h_o=25 W/m^2 K)

   Construction type name   | Total area | u-value    | PERT       | PENRT                           
                           | m2         | W/m2 K     | MJ/m2      | MJ/m2
  ---------------------------- -----------------------------------------------------
   EXT_WALL                 |     97.000 |      0.250 |      0.000 |      0.000
   EXT_ROOF                 |     50.000 |      0.124 |      0.000 |      0.000
   GROUND_FLOOR             |     50.000 |      0.295 |      0.000 |      0.000
   ADJ_WALL                 |     17.500 |      0.358 |      0.000 |      0.000



              *** Used window construction types ***
            ( u-value not availble - calculated during simulation)

   Construction type name   | Total area  | u-value     | PERT        | PENRT
                            | m2          | W/m2 K      | MJ/m2       | MJ/m2
  -----------------------------------------------------------------------------------
   EXT_WINDOW1              |       8.000 |      -1.000 |       0.000 |       0.000
						   

各項目は順番に次の内容です。

項目内容
Construction type name計算に使用されるConstruction typeの名前
上述したように計算で使用されるConstruction typeのみ書き出されています。(この例ではデフォルトで定義されているBND_WALLやEXT_FLOORは使っていないので書き出されていません)
Total areaConstruction typeが割り当てられている壁の総面積(m2)
u-valueU値(W/m2K)
※h_i=7.7 W/m2K, h_o=25 W/m2K で計算。
h_i, h_oはそれぞれ省エネ法の室内側表面熱抵抗Ri、外気側表面熱抵抗Roに相当します。
PERT再エネ関連のEU基準(MJ/m2)
PENRT同上

Window Typeのu-valueが-1になっていますが、これはシミュレーション中に動的に計算されるためです。

ここで壁のU値の確認ができるのはもちろんですが、次のような判断にも使えます。

  • Construction typeの割当の確認(ここには割当済みのConstruction typeが書き出されています。使っていないはずのConstruction typeが書き出されていたとしたら、どこかにConstruction typeの設定を見落としている壁があります)
  • 割当面積の確認。図面と見比べて面積が少ない、もしくは多ければ割当を間違えている壁があります。
  • U値×面積でおおよその熱損失の確認。壁からの熱損失の影響が大きいのか、床なのかなどの判断ができます。

こんなところかな?

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。

  • Windows11 Pro(64bit, 21H2)
  • TRNSYS18.04.0000(64bit)
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