実績紹介
住宅における地域性を活かした省エネ技術の評価のための簡易熱負荷計算法の検討
業務の概要
地域性を活かした省エネ技術の評価のための熱負荷計算法
課題と背景
住宅の省エネルギー基準は、平成25年に断熱性能に加えて設備で消費される１次エネルギーを総合的に評価する基準に改定され、エネルギー消費性能計算プログラム（WEBプログラム）で１次エネルギーの計算を行うこととされています。
現行の省エネルギー基準では、暖冷房設備の消費エネルギーの算出にあたっては、あらかじめ計算した膨大な暖冷房負荷の結果（データベース）から、計算したい住宅の特性（地域、運転スケジュール、断熱水準、熱交換換気有無、日射遮へい水準、通風有無、熱容量付加有無）に近い結果を参照する方法を用いているので、建築一体の省エネ技術を新たに評価するにはデータベースを追加する必要があります。
業務の目的
本調査では、新たな建築一体の省エネ技術を評価可能にするために、データベースを用いる方法から、WEBプログラムに熱負荷計算法を組み込んで熱負荷計算を実施する方法へ変更しようというプロジェクトです。
調査フロー
標準住戸プラン
冷房：384ケース
暖房：1380ケース
熱負荷DB
8760時間分の
データを収集
2次元マップ作成
DBから2次元マップを
作成
熱負荷計算
設計住戸のQ・μ値から
熱負荷を算出
業務フロー詳細図
※クリックして拡大
計算法の検討
計算法の簡易化について
熱負荷計算法の簡易化
熱負荷計算法は様々ありますが、以下3つの要求事項を満たすような計算方法を整理しました。
- １．計算精度を維持しつつ、計算速度の高速化と計算方法の簡易化を両立すること
- ２．壁体や窓などの部位の表面温度(放射温度)を考慮した室内温熱環境が計算できること （図に示すように、室内表面温度を精緻に計算できること）
- ３．地域性を活かした省エネ技術の評価が可能なこと
また、熱負荷計算を行う上で必要となる計算条件についても整理しました。
図2：室内表面での熱バランス
図3：壁体熱伝導の計算方法
床下空間を有効活用するシステム
昨今、住宅の床下空間を有効活用するようなシステムが開発されています。例えば、基礎断熱を行った床下空間にエアコンを設置したり、空気集熱器で加熱された空気を床下に供給することで1階全室を床暖房するシステムなどです。図に示すような床下空間の伝熱計算を行うことで、こういったシステムを評価可能となることが期待されています。
図４：土壌への熱損失の計算方法案
調査成果
熱負荷計算システムの設計方針
入力レベルの段階化
簡易入力～詳細入力まで、
入力レベルを複数段階用意。
簡易入力の場合、省略された情報
を自動補完する方法も検討。
計算対象室の設定
設計住戸の室数が多くても
計算速度を確保するため
最大4部屋で計算。
4部屋：主たる居室・その他居室・非居室・床下。
基準住戸の自動生成
入力された建物情報を基に、
比較対象となる基準住戸も自動的に生成。
※図をクリックして拡大
戸建住宅の基準住戸の例
