国土交通省 国土技術政策総合研究所
国立研究開発法人 建築研究所

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1. はじめに

建築物省エネ法に基づく省エネルギー基準への適合性を判定するプログラムの解説書です。 設計一次エネルギー消費量の計算方法を解説します。 プログラムはこちらで公開しています。

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2. 空気調和設備の評価方法

空気調和設備の一次エネルギー消費量算出ロジックを示す。
本章で使用する共通の定数を以下に示す。

表 1. 共通の定数
定数名 説明 単位

\(f_{prim,e}\)

電気の量1キロワット時を熱量に換算する係数

9760

kJ/kWh

\(C_{a}\)

乾き空気の定圧比熱

1.006

kJ ⁄ (kg・K)

\(C_{w}\)

水蒸気の定圧比熱

1.805

kJ ⁄ (kg・K)

\(L_{w}\)

水の蒸発潜熱

2502

kJ ⁄ (kg・K)

\(\alpha_{o}\)

室外側総合熱伝達率

1/0.04

W/(\(m^{2}\)・K)

\(\alpha_{i}\)

室内側総合熱伝達率

1/0.11

W/(\(m^{2}\)・K)

\(f_{fan,heat}\)

ファンの発熱比率

0.84

-

\(f_{pump,heat}\)

ポンプの発熱比率

0.84

-

\(f_{ref,ts,loss}\)

蓄熱槽の熱損失係数

0.03

-

2.1 適用範囲

 計算の対象とする空気調和設備は次の通りである。

1) 次の3項目の機能を有する空気調和設備
 a) 空気の浄化(建築基準法施行令第129条の2の6で規定されている粉塵量やCO濃度、CO2濃度等に関する基準に適合するための機能)
 b) 温度、湿度調整(基準となる範囲に適合させるための機能)
 c) 風量調整
2) 空調用送風機
 a) 空調対象室に設置された新鮮外気導入のための送風機、全熱交換器
 b) 空調対象室に供給された外気に対応する排気を行うための送風機
3) ビル用マルチエアコンやルームエアコンなどの個別分散型空調機
4) 暖房専用設備、冷房専用設備
5) 空調機と連動して動く各種送風機(ダクト途中に設置される外気導入用送風機や居室の余剰排気の送風機など)、循環送風機(エアカーテン、シーリングファンなど)、エアフローウィンドやプッシュプルウィンドのための送風機等

 次の空気調和設備は空気調和設備としては計算の対象とはしない。
1) 電気室やエレベータ機械室などのように、一般に換気をするところを冷房するために設置された空気調和設備。これらは機械換気設備とみなす。
2) 厨房に設置された空気調和設備。但し、給気と排気の送風機動力については機械換気設備としてエネルギー消費量を計算する。

 ここで、加湿器、加湿用熱源設備については、本計算法では、設定温湿度に維持するための室負荷(全熱負荷)を計算しているため、加湿(もしくは除湿)の負荷自体は見込んでいることになるが、加湿・除湿の負荷分も含めた全熱分が熱源機で処理されるという想定で計算を行っており、厳密な評価を行っていない。加湿システムの良し悪しを評価するためには、顕熱と潜熱を分離してより精緻に計算を行う必要があるが、これは今後の課題とする。

2.2 用語の定義

2.2.1 空気調和設備

 空気の温度、湿度、清浄度及び気流分布を、対象空間の要求に合致するように、同時に処理するための設備のこと。

2.2.2 空調機群

 図2.2.1に示すように、対象となる空調ゾーンに冷温熱及び新鮮外気を供給するための一連のシステムと定義する。空調機と連動して動く全熱交換器、各種送風機(ダクト途中に設置される外気導入用送風機や居室の余剰排気の送風機など)、循環送風機(エアカーテン、シーリングファンなど)、エアフローウィンドやプッシュプルウィンドのための送風機等があれば、これらは同じ群として定義する。

fig 2 2 1
                         図 2.2.1 空調機群の例
2.2.3 二次ポンプ群

 同じ空調機群に冷水または温水を供給するポンプの集合体のことである。図2.1.2に示すように、ポンプ系統が複数に分かれている場合は、各々の系統を1つのポンプ群として定義する。なお、個別分散方式や一次ポンプのみの中央熱源方式の空調システムについては、二次ポンプ群は存在しないとする。

fig 2 2 2
                         図 2.2.2 二次ポンプ群の例
2.2.4 熱源群

 図2.1.3に示すように、中央熱源方式の空調システムについては連動して動く複数の熱源システム機器(熱源機、一次ポンプ、冷却塔、冷却水ポンプ、蓄熱用ポンプ等)であると定義し、個別分散方式の空調システムではパッケージ型空調機の屋外機であると定義する。

fig 2 2 3
                         図 2.2.3 熱源群の例
2.2.5 負荷率帯

 本計算法では、各機器がどの程度の負荷率(各機器が処理する熱量を各機器の定格能力で除した値)で何時間動くか(以下「負荷率の出現時間数」という。)を計算し、これを元にエネルギー消費量を算出する。本計算法においては、負荷率を0~0.1、0.1~0.2、…、0.9~1.0と0.1刻みで10区分し、これに負荷率1以上を加えた11区分について、負荷率の出現時間数を集計する。この負荷率の区分のことを負荷率帯と呼ぶ。

2.2.6 外気温帯

 熱源群のエネルギー消費量計算においては、負荷率の出現時間数を負荷率だけではなく、外気温によっても区分して集計する。負荷率を集計する際の外気温の区分のことを外気温帯と呼ぶ。

2.2.7 全熱交換器の自動換気切換機能

 全熱交換器を採用しているシステムにおいて、外気温度と室内温度の関係、外気温湿度と室内温湿度の関係、外気エンタルピーと室内空気エンタルピーの関係等から、全熱交換をせずに直接外気を取り入れれば空調負荷が削減できると判断された場合に、自動的に直接外気を室内に取り込む制御を指す。例えば、エンタルピーで制御する場合、外気のエンタルピーが室内空気のエンタルピーより冷房時は低い場合、暖房時は高い場合に全熱交換をせずに直接外気を室内に取り組む。制御の方法には幾つか種類があるが、本計算法においては、外気と室内空気のエンタルピーによって制御されると想定してエネルギー消費量の算出を行っている。

2.2.8 外気冷房制御

 冷房運転時において、外気エンタルピーが室内空気のエンタルピーより低い場合に、自動的に必要新鮮外気導入量以上の外気を導入して、コイル処理熱量を削減する制御を指す。一般に、外気を導入するか否かは、外気温が室温以下であること、外気温が設定した最低温度以上であること、外気湿度が設定湿度以下であること等、エンタルピー以外の条件も含めて判断することが多いが、本計算法においては、簡易化のため、エンタルピーのみで制御するとしてエネルギー消費量の算出を行っている。また、外気導入量の最大値は給気ファンの定格風量であるとしている。

2.2.9 外気カット制御

 空調の立ち上がり時で室内に人がいない場合に自動的に外気導入を停止して外気負荷削減を図る制御を指す(ウォーミングアップ制御ともいう)。

2.2.10 台数制御

 例えば二次ポンプであれば、二次ポンプ群にポンプが2台以上あり、負荷に応じて運転台数が自動で変更される制御を指す。

2.2.11 回転数制御

 例えば二次ポンプであれば、ポンプの回転数がインバータ等によって自動で変化する制御を指す。

2.3 計算の流れ

 空気調和設備のエネルギー消費量の計算フローを図2.3.1に示す。 計算は、a)室負荷計算パートとb)エネルギー消費量計算パートの2つに分けることができる。 空調機群、二次ポンプ群、熱源群のエネルギー消費量は、これらの機器が処理する負荷(それぞれ、空調負荷、二次ポンプ負荷、熱源負荷とする)の関数として算出され、 これらの負荷は各室の室負荷から求めることができる。室負荷から各設備の負荷を算出するプロセスを図2.3.2に示す。 まず各室について負荷計算を行い、各室の室負荷を算出する。次に、各室を空調する空調機群毎に室負荷を集計し、 これに外気負荷を足して各空調機群の空調負荷を算出する。二次ポンプ群についても同様に、 当該二次ポンプ群が冷温水を搬送する空調機群の空調負荷を集計し、 これに空調機ファンの発熱量を足して二次ポンプ負荷を算出する。 熱源群については、当該熱源群が冷温熱を供給する二次ポンプ群の二次ポンプ負荷を集計し、 これに二次ポンプの発熱量を足して熱源負荷を算出する。

 なお、本来は熱源負荷に一次ポンプ等の発熱量を見込むべきではあるが、 これには繰り返し計算が必要になりロジックが煩雑になることから一次ポンプ等の発熱量は本計算では見込んでいない。

 

fig 2 3 1
                   図 2.3.1 空気調和設備のエネルギー消費量計算のフロー

 

fig 2 3 2
                    図 2.3.2 負荷の集計とエネルギー計算の流れ

 

2.4 室負荷の算出

日積算室負荷は、各室の外皮構成に基づき単位床面積あたりの日積算定常熱取得を算出し、 これに「定常熱取得から室負荷に変換するための係数」をかけることにより算出される。

2.4.1 室負荷計算対象面積

室負荷計算対象面積を算出する。一次エネルギー消費量を計算する場合とPAL*を計算する場合で異なり、 一次エネルギー消費量を計算する場合は、各室の床面積が計算対象面積となる。 PAL*を計算する場合は、計算対象面積(=ペリメータ部分床面積)と内部発熱等計算用の床面積が異なり、それぞれを次のように定義する。

表 2. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(A_{room,i}\)

室iの面積

\(m^{2}\)

入力

\(\bar{A}_{room,i}\)

室iのペリメータゾーン面積

\(m^{2}\)

附属書A4

\(\hat{A}_{room,i}\)

室iの内部発熱及び外気導入量規定用のペリメータゾーン面積

\(m^{2}\)

附属書A4

表 3. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(A_{p,i}\)

室iの空調対象床面積

\(m^{2}\)

2.4.2、2.6.2.1

\(A_{h,i}\)

室iの内部発熱等計算用床面積

\(m^{2}\)

2.6.2.1

a) 一次エネルギーの計算の場合

\[A_{p,i} = A_{room,i} \\ A_{h,i} = A_{room,i}\]

b) PAL*の計算の場合

\[A_{p,i} = \bar{A}_{room,i} \\ A_{h,i} = \hat{A}_{room,i}\]

2.4.2 外皮からの定常熱取得

外皮からの定常熱取得は「温度差による定常熱取得」と「日射による定常熱取得」に分けて算出する。

表 4. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{wall,t,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの温度差等による定常貫流熱取得

Wh/day

2.4.2.2

\(Q_{wind,t,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの温度差による定常貫流熱取得

Wh/day

2.4.2.3

\(Q_{wall,n,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの長波長放射による定常貫流熱損失

Wh/day

2.4.2.4

\(Q_{wind,n,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの長波長放射による定常貫流熱損失

Wh/day

2.4.2.5

\(Q_{wall,s,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの日射による定常熱取得

Wh/day

2.4.2.6

\(Q_{wind,s,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの日射による定常熱取得

Wh/day

2.4.2.7

\(A_{p,i}\)

室iの空調対象床面積

\(m^{2}\)

2.4.1

表 5. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,room,tin,i,d}\)

日付dにおける室iの温度差による定常熱取得

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.4

\(Q_{AC,room,sin,i,d}\)

日付dにおける室iの日射による定常熱取得

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.4

まず、日付dにおける室iの温度差及び長波長放射による 単位床面積あたりの定常熱取得 \(Q_{AC,room,tin,i,d}\) は次式により求める。

a) 室iが空調対象室である場合

\[Q_{AC,room,tin,i,d} = \frac{ Q_{wall,t,i,d}+Q_{wind,t,i,d}-(Q_{wall,n,i,d}+Q_{wind,n,i,d} )} {A_{p,i}} \\\]

b) 室iが非空調室である場合(PAL*計算時のみ)

\[Q_{AC,room,tin,i,d} = \frac{1}{2} \times \frac{ Q_{wall,t,i,d}+Q_{wind,t,i,d} - (Q_{wall,n,i,d}+Q_{wind,n,i,d})} {A_{p,i}} \\\]

日付dにおける室iの日射による日積算定常熱取得\(Q_{AC,room,sin,i,d}\)は次式により求める。

a) 室iが空調対象室である場合

\[Q_{AC,room,sin,i,d} = \frac{ Q_{wall,s,i,d}+Q_{wind,s,i,d}}{A_{p,i}}\]

b) 室iが非空調室である場合(PAL*計算時のみ)

\[Q_{AC,room,sin,i,d} = \frac{1}{2} \times \frac{ Q_{wall,s,i,d}+Q_{wind,s,i,d}}{A_{p,i}}\]
2.4.2.1 外壁の面積

外壁の面積は、入力された外皮面積から窓面積を差し引くことにより算出する。

表 6. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(A_{env,i,j}\)

室iに属する外皮jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(A_{wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの面積

\(m^{2}\)

入力

表 7. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(A_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの面積

\(m^{2}\)

2.4.2.2、2.4.2.4、2.4.2.6

外壁等の面積は次式で算出する。

\[A_{wall,i,j} = A_{env,i,j} - A_{wind,i,j}\]
2.4.2.2 外壁等の温度差による定常貫流熱取得

外壁等の温度差による定常貫流熱取得を算出する。

表 8. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(A_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの面積

\(m^{2}\)

2.4.2.1

\(N_{wall,i}\)

室iに属する外壁等の総数

入力

\(U_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの熱貫流率

W/(\(m^{2}\)・K)

附属書A1

\(θ_{AC,room,i,d}\)

日付d における室iの設定温度

附属書A6

\(θ_{AC,oa,d}\)

日付d における日平均外気温

附属書A7

\(θ_{AC,oa,ave}\)

年間平均外気温

附属書A7

表 9. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wall,t,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの温度差による定常貫流熱取得

Wh/day

2.4.2

日付dにおける室iの外壁等からの温度差による定常貫流熱取得\(Q_{wall,t,i,d}\)は、 外壁等が外気に接する場合は次のa)の方法により、 外壁等が地盤に接する場合は次のb)の方法により算出する。 なお、各式の添字jは、a)b)の条件にそれぞれ該当する室iの外壁等を表すものとする。

\[Q_{wall,t,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wall,i}} Q_{wall,t,i,j,d}\]

a) 外気に接する外壁である場合

\[Q_{wall,t,i,j,d} = 24 × U_{wall,i,j} × A_{wall,i,j} × (θ_{AC,oa,d} - θ_{AC,room,i,d})\]

b) 接地壁(地盤に接する壁)である場合

\[Q_{wall,t,i,j,d} = 24 × U_{wall,i,j} × A_{wall,i,j} × (θ_{AC,oa,ave} - θ_{AC,room,i,d})\]
2.4.2.3 窓等の温度差による定常貫流熱取得

窓等の温度差による定常貫流熱取得を算出する。

表 10. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(A_{wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(N_{wind,i}\)

室iに属する窓等の総数

入力

\(U_{wind,i,j}\)

 室iに属する窓等jの熱貫流率

W/(\(m^{2}\)・K)

附属書A2

\(θ_{AC,room,i,d}\)

日付d における室iの設定温度

附属書A6

\(θ_{AC,oa,d}\)

日付d における日平均外気温

附属書A7

表 11. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wind,t,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの温度差による定常貫流熱取得

Wh/day

2.4.2

日付dにおける室iの窓等からの温度差による定常貫流熱取得\(Q_{wind,t,i,d}\)は、 次式により算出する。

\[Q_{wind,t,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wind,i}} Q_{wind,t,i,j,d}\]

a) 窓等jの方位が「日陰」ではない場合

\[Q_{wind,t,i,j,d} = 24 × U_{wind,i,j} × A_{wind,i,j} × (θ_{AC,oa,d} - θ_{AC,room,i,d})\]

b) 窓等jの方位が「日陰」である場合

\[Q_{wind,t,i,j,d} = 0\]
2.4.2.4 外壁等の長波長放射による定常貫流熱損失

外壁等の長波長放射による定常貫流熱損失を算出する。

表 12. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{wall,i}\)

室iに属する外壁等の総数

入力

\(U_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの熱貫流率

W/(\(m^{2}\)・K)

附属書A1

\(A_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(I_{nsr,i,j,d}\)

日付dにおける室iに属する外皮jへの長波長放射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

表 13. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wall,n,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの長波長放射による定常貫流熱損失

Wh/day

2.4.2

日付dにおける室iの外壁等からの長波長放射による定常貫流熱損失\(Q_{wall,n,i,d}\)は、 外気に接する外壁等の場合は次のa)の方法により、 地盤に接する外壁等の場合は次のb)の方法により算出する。

\[Q_{wall,n,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wall,i}} Q_{wall,n,i,j,d}\]

a) 外壁等jの方位が「日陰」ではない場合

\[Q_{wall,n,i,j,d} = \frac{ 0.9 × U_{wall,i,j} × A_{wall,i,j} × I_{nsr,i,j,d} }{\alpha_{o}}\]

b) 外壁等jの方位が「日陰」である場合

\[Q_{wall,n,i,j,d} = 0\]

式中の「0.9」は、壁体等における長波放射率である。

2.4.2.5 窓等の長波長放射による定常貫流熱損失

窓等の長波長放射による定常貫流熱損失を算出する。

表 14. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(D_{dir,wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの方位

入力

\(U_{wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの熱貫流率

W/(\(m^{2}\)・K)

附属書A2

\(A_{wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(I_{nsr,i,j,d}\)

日付dにおける外皮jへの長波長放射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

\(N_{wind,i}\)

室iの窓等の総数

入力

表 15. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wind,n,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの長波長放射による定常貫流熱損失

Wh/day

2.4.2

日付dにおける室iの窓等からの長波長放射による定常貫流熱損失\(Q_{wind,n,i,d}\)は、窓の次式により算出する。

\[Q_{wind,n,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wind,i}} Q_{wind,n,i,j,d}\]

a) 窓等jの方位が「日陰」ではない場合

\[Q_{wind,n,i,j,d} = \frac{ 0.9 × U_{wind,i,j} × A_{wind,i,j} × I_{nsr,i,j,d} }{\alpha_{o}}\]

b) 窓等jの方位が「日陰」である場合

\[Q_{wind,n,i,j,d} = 0\]

式中の「0.9」は、壁体等における長波放射率である。

2.4.2.6 外壁等の日射による定常熱取得

外壁等の日射による定常熱取得を算出する。

表 16. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{wall,i}\)

室iに属する外壁等の総数

入力

\(U_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの熱貫流率

W/(\(m^{2}\)・K)

附属書A1

\(A_{wall,i,j}\)

室iに属する外壁等jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(I_{dsr,i,j,d}\)

日付d における室iに属する外皮j への直達日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

\(I_{isr,i,j,d}\)

日付d における室iに属する外皮j への天空・反射日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

表 17. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wall,s,i,d}\)

日付dにおける室iの外壁等からの日射による定常熱取得

Wh/day

2.4.2

外壁からの日射による定常熱取得\(Q_{wall,s,i,d}\)は、 日の当たる外壁等の場合はa)の方法で、 日の当たらない外壁等の場合はb)の方法により算出する。

\[Q_{wall,s,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wall,i}} Q_{wall,s,i,j,d}\]

a) 外壁等jの方位が「日陰」ではない場合

\[Q_{wall,s,i,j,d} = \frac{ 0.8 × U_{wall,i,j} × A_{wall,i,j} × (I_{dsr,i,j,d} + I_{isr,i,j,d}) }{\alpha_{o}}\]

b) 外壁等jの方位が「日陰」である場合

\[Q_{wall,s,i,j,d} = 0\]

式中の「0.8」は、壁体等における日射吸収率である。

2.4.2.7 窓等の日射による定常熱取得

窓等の日射による定常熱取得を算出する。

表 18. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{wind,i}\)

室iに属する窓等の総数

入力

\(W_{dir,i,j}\)

室iに属する窓等jの方位

入力

\(A_{wind,i,j}\)

室iに属する窓等jの面積

\(m^{2}\)

入力

\(γ_{wind,c,i,j}\)

室iに属する窓等jの日よけ効果係数(冷房)

入力

\(γ_{wind,h,i,j}\)

室iに属する窓等jの日よけ効果係数(暖房)

入力

\(η_{i,j}\)

室iに属する窓等jの日射熱取得率

附属書A2

\(I_{dsr,i,j,d}\)

日付d における室iに属する外皮j への直達日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

\(I_{isr,i,j,d}\)

日付d における室iに属する外皮jへの天空・反射日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A3

\(Mode_{d}\)

日付dにおける空調機の運転モード

附属書A5

\(η_{max}\)

入射角特性の最大値

附属書A3

表 19. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{wind,s,i,d}\)

日付dにおける室iの窓等からの日射による定常熱取得

Wh/day

2.4.2

日付dにおける室iの窓等からの日射による定常熱取得\(Q_{wind,s,i,d}\)は、 日の当たる窓等の場合は次のa)の方法により、 日の当たらない窓等の場合は次のb)の方法により算出する。 なお、日付dにおける日除け効果係数については、日付dの空調機の運転モードによって、 日除け効果係数(冷房)または日除け効果係数(暖房)のどちらかを適用する。

\[Q_{wind,s,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{wind,i}} Q_{wind,s,i,j,d}\]

a) 窓等jの方位が「日陰」ではない場合

\[Q_{wind,s,i,j,d} = (γ_{wind,i,j,d} × A_{wind,i,j} × \frac{η_{i,j}}{0.88} × (η_{max} × I_{dsr,i,j,d} + 0.808×I_{isr,i,j,d}))\]
\[γ_{wind,i,j,d} = \begin{cases} γ_{wind,c,i,j}, :空調機の運転モードが「冷房」もしくは「中間」 \\ γ_{wind,h,i,j}, :空調機の運転モードが「暖房」 \\ \end{cases}\]

b) 窓等jの方位が「日陰」である場合

\[Q_{wind,s,i,j,d} = 0\]

式中の「0.88」は標準ガラスの日射熱取得であり、「0.808」は天空・反射日射に対する入射角特性である。

2.4.3 内部発熱による熱取得

内部発熱による熱取得を算出する。

表 20. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(O_{AC,room,i,d}\)

日付dにおける室iの空調機の稼働状態

真偽値

2.5.1

\(Q_{AC,room,light,i,d}\)

日付dにおける室iの照明発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A9

\(Q_{AC,room,human,i,d}\)

日付dにおける室iの在室者発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A9

\(Q_{AC,room,app,i,d}\)

日付dにおける室iの機器発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

附属書A9

表 21. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,room,in,i,d}\)

日付d における室iの内部発熱による負荷

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.4

本計算法では、簡単のため、室内の照明発熱、人体発熱、機器発熱は、時間遅れのない定常熱取得として扱っている。 ただし、日付d が非空調日の場合は、これらはともに0とする。 非空調日か否かは、各室の室用途の標準室使用条件で定められている。

a) 室iについて、日付dにおいて空調がONである場合

\[Q_{AC,room,in,i,d} = Q_{AC,room,light,i,d} + Q_{AC,room,human,i,d} + Q_{AC,room,app,i,d}\]

b) 室iについて、日付dにおいて空調がOFFである場合

\[Q_{AC,room,in,i,d} = 0\]

2.4.4 日積算室負荷

日積算室負荷は、各室の外皮構成に基づき単位床面積あたりの日積算定常熱取得を算出し、 これに「定常熱取得から室負荷に変換するための係数」をかけることにより算出される。

表 22. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,room,tin,i,d}\)

日付dにおける室iの温度差による定常熱取得

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.2

\(Q_{AC,room,sin,i,d}\)

日付dにおける室iの日射による定常熱取得

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.2

\(Q_{AC,room,in,i,d}\)

日付d における室iの内部発熱

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.3

\(a_{tc1,d}, a_{tc2,d}\)

日付dにおける温度差による定常熱取得を室負荷(冷房)に変換する係数

負荷計算係数データベース

\(a_{th1,d}, a_{th2,d}\)

日付dにおける温度差による定常熱取得を室負荷(暖房)に変換する係数

負荷計算係数データベース

\(a_{sc1,d}, a_{sc2,d}\)

日付dにおける日射による定常熱取得を室負荷(冷房)に変換する係数

負荷計算係数データベース

\(O_{AC,room,i,d}\)

日付dにおける室iの空調機の稼働状態

真偽値

2.5.1

表 23. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,room,c,i,d}\)

日付d における室iの日積算室負荷(冷房)

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.6.1.1

\(Q_{AC,room,h,i,d}\)

日付d における室iの日積算室負荷(暖房)

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.6.1.1

まず、温度差による冷房負荷 \(Q_{AC,room,tc,i,d}\)[Wh/(\(m^{2}\)・day)]、 温度差による暖房負荷 \(Q_{AC,room,th,i,d}\)[Wh/(\(m^{2}\)・day)]、 日射による冷房負荷 \(Q_{AC,room,sc,i,d}\)[Wh/(\(m^{2}\)・day)]をそれぞれ算出する。 なお、便宜上、冷房負荷を正、暖房負荷を負の数値で表現することとし、 \(Q_{AC,room,tc,i,d}≥0\)、\(Q_{AC,room,th,i,d}≤0\)、\(Q_{AC,room,sc,i,d}≥0\)とする。

a) 室iについて、日付dにおいて空調がONである場合

\[Q_{AC,room,tc,i,d} = \max⁡(a_{tc1,d} × Q_{AC,room,tin,i,d} +a_{tc2,d},0) \\ Q_{AC,room,th,i,d} = \min⁡(a_{th1,d} × Q_{AC,room,tin,i,d} +a_{th2,d},0) \\ Q_{AC,room,sc,i,d} = \max⁡(a_{sc1,d} × Q_{AC,room,sin,i,d} +a_{sc2,d},0)\]

b) 室iについて、日付dにおいて空調がOFFである場合

\[Q_{AC,room,tc,i,d} = 0 \\ Q_{AC,room,th,i,d} = 0 \\ Q_{AC,room,sc,i,d} = 0\]

定常熱取得を室負荷に変換するための係数 \(\{a_{tc1,d},a_{tc2,d}\}\)、 \(\{a_{th1,d},a_{th2,d}\}\)、\(\{a_{sc1,d},a_{sc2,d}\}\)は 地域別、室用途別、季節別(夏期、中間期、冬期)、及び前日の空調稼働状況別に定義されている。

これらの負荷 \(Q_{AC,room,tc,i,d}\)、\(Q_{AC,room,th,i,d}\)、\(Q_{AC,room,sc,i,d}\)と 内部発熱による負荷 \(Q_{AC,room,in,i,d}\) を基に、次の手順で日積算室負荷を算出する。

手順1)次のA、Bを求める。

a) \(Q_{AC,room,th,i,d} + Q_{AC,room,sc,i,d}<0\)の場合

\[A = Q_{AC,room,tc,i,d} \\ B = Q_{AC,room,th,i,d} + Q_{AC,room,sc,i,d}\]

b) \(Q_{AC,room,th,i,d} + Q_{AC,room,sc,i,d}≥0\) の場合

\[A = Q_{AC,room,tc,i,d} + Q_{AC,room,th,i,d} + Q_{AC,room,sc,i,d} \\ B = 0\]

手順2)次のC、Dを求める。

a)\(B + Q_{AC,room,in,i,d}<0\) の場合

\[C = A \\ D = B + Q_{AC,room,in,i,d}\]

b)\(B + Q_{AC,room,in,i,d}≥0\) の場合

\[C = A + B + Q_{AC,room,in,i,d} \\ D = 0\]

算出されたCを室iの日積算室負荷(冷房)\(Q_{AC,room,c,i,d}\)[Wh/(\(m^{2}\)・day)]、 Dを日積算室負荷(暖房)\(Q_{AC,room,h,i,d}\)[Wh/(\(m^{2}\)・day)]とする。 ただし、日付dが非空調日の場合は、これらはともに0となる。 非空調日か否かは、各室の室用途の標準室使用条件で定められている。

2.5 空調運転時間の算出

本節では、空調機器の運転時間の算出方法を示す。 まず、標準室使用条件を基に各空調対象室の使用時間を求め、これを使用して各空調機群の運転時間を求める。 更に、各空調機群の運転時間を元に、二次ポンプ群の使用時間、熱源群の使用時間を順に求める。

2.5.1 空調室の使用時間

各空調対象室の使用時間は、標準室使用条件で定められている。標準室使用条件は室用途毎に定められており、 室用途毎に3つの基本スケジュールがあり、各日にどの基本スケジュールで動くかがカレンダーパターンとして定められている。 これらの情報を利用して、各日の空調室の使用時間を算出する。

表 24. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(O_{AC,room,ref,x,d,t}\)

用途xの室における日付dの時刻tの空調運転の有無

真偽値

標準室使用条件データベース

\(U_{i}\)

室iの室用途

入力

表 25. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(O_{AC,room,i,d,t}\)

日付dの時刻tにおける室iの空調機の稼働状態

真偽値

2.5.2

\(O_{AC,room,i,d}\)

日付dにおける室iの空調機の稼働状態

真偽値

2.4.3、2.4.4

\(T_{AC,room,i,d}\)

日付dにおける室iの空調運転時間

時間/日

-

まず、日付d時刻tにおける室iの空調運転の有無 \(O_{AC,room,i,d,t}\) を求める。 室iの室用途 \(U_{i}\) に応じて、日付dの時刻tの空調運転の有無\(O_{AC,room,ref,x,d,t}\)が標準室使用条件によって定められているため、 当該時刻の\(O_{AC,room,ref,x,d,t}\)が真(空調機が稼働している)であれば、\(O_{AC,room,i,d,t}\) は真、 当該時刻の\(O_{AC,room,ref,x,d,t}\)が偽(空調機は停止している)であれば、\(O_{AC,room,i,d,t}\) は偽とする。

日付dにおける室iの空調機の稼働状態 \(O_{AC,room,i,d}\) については、 日付dにおいて、1時間でも\(O_{AC,room,i,d,t}\) が真であれば、\(O_{AC,room,i,d}\)は真、 全ての時刻で\(O_{AC,room,i,d,t}\) が偽であれば、\(O_{AC,room,i,d}\)は偽とする。

日付dにおける室iの空調運転時間 \(T_{AC,room,i,d}\)は、 各日において、\(O_{AC,room,i,d,t}\)が真となる時間数をカウントして算出する。

2.5.2 空調機群の運転時間

空調機群の運転時間は、当該空調機群が空調を行う室の使用時間の和集合として算出する。

表 26. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(O_{AC,room,i,d,t}\)

日付dの時刻tにおける室iの空調運転の有無

真偽値

2.5.1

\(n_{i}\)

空調機群iが接続されている空調室の数

入力

表 27. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(T_{AC,ahu,i,d}\)

日付dの空調機群iの運転時間

時間/日

2.6.1.2、2.6.1.3、2.6.2.2

\(T_{AC,ahu,aex,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの全熱交換器の運転時間数

時間/日

2.7.1.6

\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの冷房運転時間数

時間/日

2.6.2.1、2.6.2.2、2.7.1.2、2.7.1.6

\(T_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの暖房運転時間数

時間/日

2.6.2.2、2.7.1.2、2.7.1.6

\(T'_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気カットの効果を見込んだ冷房運転時間

時間/日

2.6.1.3

\(T'_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気カットの効果を見込んだ暖房運転時間

時間/日

2.6.1.3

\(O_{AC,ahu,i,d,t}\)

日付d時刻tにおける空調機群iの運転状態

真偽値

2.5.3

日付dにおける空調群iの運転時間\(T_{AC,ahu,i,d}\)は、 各時刻において、空調機群iに属する空調機jが空調をする室nのうち、 1つの室でも空調時間内であれば空調機群iは運転していると判断し、 各時刻の空調機群iの稼動状態を日単位で集計することにより算出する。

まず、日付dの時刻tにおける空調機群iの運転状態\(O_{AC,ahu,i,d,t}\)を算出する。 空調機群iが空調する室について、\(O_{AC,room,i,d,t}\)が1つの室でも真であれば、\(O_{AC,ahu,i,d,t}\)は真、 \(O_{AC,room,i,d,t}\)が全ての室で偽であれば、\(O_{AC,ahu,i,d,t}\)は偽とする。

また、日付dにおける空調機群iの運転時間 \(T_{AC,ahu,i,d}\) については、 各日において、\(O_{AC,ahu,i,d,t}\)が真となる時間数をカウントして算出する。

次に、各空調機群の冷房・暖房運転時間を算出する。 各空調機群の日積算室負荷を算出したが、同じ日に冷房室負荷と暖房室負荷の絶対値の両方が0より大きい数値になることがある。 これは、例えば午前中は暖房室負荷が発生していたが、午後からは冷房室負荷が発生するなど、 一日の中で両方の負荷が発生することを意味している。 ただし、本計算法では日積算室負荷を算出しているため、 一日のうちどの時間帯に冷房室負荷、暖房室負荷が発生したかは不明である。 そこで、冷房室負荷と暖房室負荷の絶対値の比率によって日積算空調運転時間を按分し、 冷房運転時間、暖房運転時間を決めることにした。 但し、ここで言う「冷房」及び「暖房」とは、発生した室負荷が冷房(または暖房)負荷であることを示しており、 室負荷に外気負荷を足した空調負荷が冷房(または暖房)負荷であるとは限らない。 また、詳細は後述するが、熱源システムの冷暖同時供給機能がない場合(季節により冷暖切り替え運転を行う場合)は、 冷房期及び中間期の暖房負荷、暖房期の冷房負荷は処理されずに無視されるとしている(これを未処理負荷と呼ぶ)。

空調機群iの冷房運転時間\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)、暖房運転時間\(T_{AC,ahu,h,i,d}\)は次式で求める。

a) \(| Q_{AC,ahu,room,c,i,d}| ≦ |Q_{AC,ahu,room,h,i,d}|\) の場合

\[T_{AC,ahu,c,i,d} = ceil( T_{AC,ahu,i,d} \times \frac{|Q_{AC,ahu,room,c,i,d}|}{|Q_{AC,ahu,room,c,i,d}|+|Q_{AC,ahu,room,h,i,d}|} )\]
\[T_{AC,ahu,h,i,d} = T_{AC,ahu,i,d} - T_{AC,ahu,c,i,d}\]

b) \(| Q_{AC,ahu,room,c,i,d}| > |Q_{AC,ahu,room,h,i,d}|\) の場合

\[T_{AC,ahu,h,i,d} = ceil( T_{AC,ahu,i,d} \times \frac{|Q_{AC,ahu,room,h,i,d}|}{|Q_{AC,ahu,room,c,i,d}|+|Q_{AC,ahu,room,h,i,d}|} )\]
\[T_{AC,ahu,c,i,d} = T_{AC,ahu,i,d} - T_{AC,ahu,h,i,d}\]

式中の「ceil」とは、小数点以下を切り上げて整数値で値を求めることを意味する関数である。

ただし、外気負荷のみを処理する空調機については処理する室負荷は冷房、暖房ともに0となるので、 便宜上次式により算出する。

\[T_{AC,ahu,c,i,d} = T_{AC,ahu,i,d}\]
\[T_{AC,ahu,h,i,d} = 0\]

また、外気カット制御の効果を見込んだ空調機群iの冷房運転時間\(T'_{AC,ahu,c,i,d}\)は次式で求める。 冷房運転時間と暖房運転時間を比較して、各日において、運転時間が大きい方の負荷に対して外気カット制御の効果を見込むこととする。

a) 外気カット制御があり、かつ ( \(T_{AC,ahu,c,i,d}>1\) もしくは \(T_{AC,ahu,i,d}>1\) ) かつ \(T_{AC,ahu,c,i,d} ≧ T_{AC,ahu,h,i,d}\)

\[T'_{AC,ahu,c,i,d}=T_{AC,ahu,c,i,d}-1\]

b) 上記以外

\[T'_{AC,ahu,c,i,d}=T_{AC,ahu,c,i,d}\]

外気カット制御の効果を見込んだ空調機群iの暖房運転時間\(T'_{AC,ahu,h,i,d}\)は次式で求める。

a) 外気カット制御があり、かつ ( \(T_{AC,ahu,h,i,d}>1\) ) かつ \(T_{AC,ahu,h,i,d} > T_{AC,ahu,c,i,d}\)

\[T'_{AC,ahu,h,i,d}=T_{AC,ahu,h,i,d}-1\]

b) 上記以外

\[T'_{AC,ahu,h,i,d}=T_{AC,ahu,h,i,d}\]

全熱交換器の運転時間 \(T_{AC,ahu,aex,i,d}\)は、空調機群iの運転時間と同じであるとする。

\[T_{AC,ahu,aex,i,d} = T_{AC,ahu,i,d}\]

2.5.3 二次ポンプ群の運転時間

二次ポンプ群の運転時間は、当該二次ポンプ群が冷温熱を供給する空調機群の運転時間の和集合として算出する。

表 28. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(O_{AC,ahu,j,d,t}\)

日付d時刻tにおける空調機群jの運転状態

真偽値

2.5.2

\(n_i\)

二次ポンプ群iが接続されている空調機群の数

入力

表 29. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(T_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける運転時間

時間/日

2.6.3.1、2.7.2.2、2.7.2.7

\(O_{AC,pump,j,d,t}\)

日付dの時刻tにおける二次ポンプ群jの運転状態

真偽値

2.5.4

日付dにおける二次ポンプ群iの運転時間 \(T_{AC,pump,i,d}\)は、 各時刻において、二次ポンプ群i が冷温水を供給する空調機群のうち 1つの空調機群でも運転していれば二次ポンプ群iは運転していると判断し、 各時刻の二次ポンプ群i の稼働状態を日単位で集計することにより算出する。

まず、日付dの時刻tにおける二次ポンプ群iの運転状態\(O_{AC,pump,i,d,t}\)を算出する。 二次ポンプ群i が冷温水を供給する空調機群について、 \(O_{AC,ahu,i,d,t}\)が1つの空調機群でも真であれば、\(O_{AC,pump,i,d,t}\)は真、 \(O_{AC,ahu,i,d,t}\)が全ての空調機群で偽であれば、\(O_{AC,pump,i,d,t}\)は偽とする。

また、日付dにおける二次ポンプ群iの運転時間\(T_{AC,pump,i,d}\)は、 各日において、\(O_{AC,pump,i,d,t}\)が真となる時間数をカウントして算出する。

2.5.4 熱源群の運転時間

熱源群の運転時間は、当該熱源群が生成した冷温熱を搬送する二次ポンプ群の運転時間の和集合として算出する。

表 30. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(O_{AC,pump,j,d,t}\)

日付dの時刻tにおける二次ポンプ群jの運転状態

真偽値

2.5.3

\(n_i\)

熱源機群iが接続されている二次ポンプ群の数

入力

\(StorageType_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの種類

入力

\(Q_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源機iの熱負荷

MJ/日

2.6.3.3

\(q_{AC,ref,i,max,d}\)

日付dにおける熱源群iの最大能力

kW

2.7.3.5.1

\(q_{AC,ref,i,j,max,d}\)

熱源群iに属する熱源機器jの日付dにおける最大能力

kW

2.7.3.5.1

\(N_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの運転台数

2.7.3.7

\(xL_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの部分負荷率

2.7.3.6

表 31. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(T_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの運転時間

時間/日

2.7.3.10

\(T_{AC,ref,base,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの蓄熱を考慮しない運転時間

時間/日

2.7.3.2

日付dにおける熱源群iの運転時間 \(T_{AC,ref,i,d}\)は、各時刻において、 熱源群iが生成した冷温熱を搬送するための二次ポンプ群が1つでも運転していれば、熱源群iは運転していると判断し、 各時刻の熱源群iの稼働状態を日単位で集計することにより算出する。 なお、添え字jは各熱源群が接続する二次ポンプ群について和集合を得ることを表している。

まず、日付dの時刻tにおける熱源機群iの運転状態 \(O_{AC,ref,i,d,t}\)を求める。 熱源群i が冷温熱を供給する二次ポンプ群について、 \(O_{AC,pump,i,d,t}\)が1つの二次ポンプ群でも真であれば、\(O_{AC,ref,i,d,t}\)は真、 \(O_{AC,pump,i,d,t}\)が全ての二次ポンプ群で偽であれば、\(O_{AC,ref,i,d,t}\)は偽とする。

次に、蓄熱運転を考慮しない標準運転時間 \(T_{AC,ref,base,i,d} \)を求める。

\[T_{AC,ref,base,i,d} = count \{ t │ O_{AC,ref,i,d,t} \}\]

日付dにおける熱源群iの運転時間 \(T_{AC,ref,i,d}\)は、次式により算出される。

a) \(StorageType_{i,j} = None\)の場合 (蓄熱槽・追炊きが無い場合)

\[T_{AC,ref,i,d} = T_{AC,ref,base,i,d}\]

b) \(StorageType_{i,j} = Charge\)の場合 (蓄熱槽が有る場合)

\[T_{AC,ref,i,d} = \frac{Q_{AC,ref,i,d}}{q_{AC,ref,i,max,d}} \times \frac{1000}{3600}\]

c) \(StorageType_{i,j} = CompressorAided\) (追炊きが有る場合)

\[T_{AC,ref,i,d} = C \times T_{AC,ref,base,i,d}\]

上記の式における定数Cは次の式で算出する。

\(N_{AC,ref,i,d} = 1\)の場合

\[C = 1.0\]

\(N_{AC,ref,i,d)} \neq 1\)の場合

\[C = 1.0 - (q_{AC,ref,i,1,max,d} \times \frac { 1.0 - xL_{AC,ref,i,d} }{ xL_{AC,ref,i,d} \sum_{j}^{j>1} q_{AC,ref,i,j,max,d} }\]

2.6 空調負荷の算出

2.6.1 空調機群の熱負荷

各室の日積算室負荷から、各空調群が処理する負荷(空調機群の熱負荷)を算出する方法を示す。

2.6.1.1 空調機群が処理する日積算室負荷

各空調機群が処理する日積算室負荷は、空調機群が負荷を処理する室の室負荷を集計することにより算出する。

表 32. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,room,c,i,d}\)

日付dにおける室iの日積算室負荷(冷房)

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.4

\(Q_{AC,room,h,i,d}\)

日付dにおける室iの日積算室負荷(暖房)

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.4

\(A_{room,i}\)

室iの床面積

\(m^{2}\)

入力

\(n_{i}\)

空調機群iが負荷を処理する室の総数

入力

表 33. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,ahu,room,c,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.3、2.6.2.1

\(Q_{AC,ahu,room,h,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(暖房)

MJ/日

2.6.1.3

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(冷房)\(Q_{AC,ahu,room,c,i,d}\) と 日積算室負荷(暖房)\(Q_{AC,ahu,room,h,i,d}\) は次式により算出する。 外気負荷のみを処理する空調機群については、日積算室負荷は0とし、後述する外気負荷のみを積算することとする。

a) 空調機群iが室負荷を処理する場合

\[Q_{AC,ahu,room,c,i,d} = \sum_{r=1}^{n_{i}} (Q_{AC,room,c,i,d} × A_{room,i} )×3600×10^{-6} \\ Q_{AC,ahu,room,h,i,d} = \sum_{r=1}^{n_{i}} (Q_{AC,room,h,i,d} × A_{room,i} )×3600×10^{-6}\]

b) 空調機群iが室負荷を処理しない場合(外気負荷のみを処理する場合)

\[Q_{AC,ahu,room,c,i,d} = 0 \\ Q_{AC,ahu,room,h,i,d} = 0\]
2.6.1.2 外気負荷

空調機群が処理する外気負荷を算出する。

表 34. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(T_{AC,ahu,i,d}\)

日付dの空調機群iの運転時間

時間/日

2.5.2

\(H_{AC,room,d}\)

日付dにおける空調時の室内空気エンタルピー

kJ/kg

附属書A11

\(H_{AC,oa,d}\)

日付dにおける外気エンタルピー

kJ/kg

附属書A8

\(V_{AC,ahu,oa,i}\)

空調機群iの取入れ外気量

kg/s

入力

\(V_{AC,ahu,aex,i}\)

空調機群iに属する全熱交換器の給気風量

kg/s

入力

\(\eta_{ahu,aex,i}\)

空調機群iに属する全熱交換器の全熱交換効率

入力

\(Mode_{d}\)

日付dにおける空調機の運転モード

附属書A5

表 35. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(ΔH_{AC,oa,d}\)

日付dにおける外気と室内のエンタルピー差分

kJ/kg

2.6.2.1

\(q_{AC,ahu,oa,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気負荷

kW

2.6.1.3

日付dにおける空調機群iの外気負荷\(q_{AC,ahu,oa,i,d}\)は次式により算出する。

まず、室内外のエンタルピー差は次式で算出する。

\[ΔH_{AC,oa,d} = H_{AC,oa,d} - H_{AC,room,d}\]

外気負荷を算出する際に、各空調機群に全熱交換器がある場合の負荷削減効果を見込むが、 全熱交換器に自動換気切換機能が採用されているかどうかで算出方法が異なる。

a) 空調機群iが室内負荷のみを処理する場合 または \(T_{AC,ahu,i,d}=0\) である場合

\[q_{AC,ahu,oa,i,d} = 0\]

b) 上記のa)以外の場合

 b-1) 暖房期の場合

  b-1-1) 全熱交換器の自動換気切換機能が有効で、\(ΔH_{AC,oa,d}>0\)である場合

\[q_{AC,ahu,oa,i,d} = ∆H_{AC,oa,d} × V_{AC,ahu,oa,i}\]

  b-1-2) 上記のb-1-1)以外の場合

\[q_{AC,ahu,oa,i,d} = ∆H_{AC,oa,d} × max⁡(0,V_{AC,ahu,oa,i} - V'_{AC,ahu,aex,i} × \eta'_{ahu,aex,i})\]

 b-2) 冷房期または中間期の場合

  b-2-1) 全熱交換器の自動換気切換機能が有効で、\(ΔH_{AC,oa,d}≦0\)である場合

\[q_{AC,ahu,oa,i,d} = ∆H_{AC,oa,d} × V_{AC,ahu,oa,i}\]

  b-2-2) 上記のb-2-1)以外の場合

\[q_{AC,ahu,oa,i,d} = ∆H_{AC,oa,d} × max⁡(0,V_{AC,ahu,oa,i} - V'_{AC,ahu,aex,i} × \eta'_{ahu,aex,i})\]

式中の\(V'_{AC,ahu,aex,i}\)は、外気導入量で上限をかけた空調機群iに属する全熱交換器の給気風量であり 次式で算出する。

\[V'_{AC,ahu,aex,i} = min⁡(V_{AC,ahu,aex,i},V_{AC,ahu,oa,i})\]

式中の\(\eta'_{ahu,aex,i}\)は、実動性能を加味して補正された空調機群iに属する全熱交換器の全熱交換効率であり、 次式で算出する。 \(C_{tol}\)は表示値に関する係数、\(C_{eff}\)は有効換気量率に関する係数、 \(C_{bal}\)は給気量と排気量のバランスに関する係数である。

\[\eta'_{ahu,aex,i} = \eta_{ahu,aex,i} × C_{tol} × C_{eff} × C_{bal} \\ C_{tol} = 0.95 \\ C_{eff} = 1-(1/0.85-1)×(1-f_{ahu,aex,i})/f_{ahu,aex,i} \\ C_{bal} = 0.67\]

\(C_{tol}\)は JIS B 8628:2003 で規定された表示値の許容範囲を考慮した係数、 \(C_{eff}\)は同規格における有効換気量率の許容範囲を考慮した係数、 \(C_{bal}\)は建築設備設計基準(国土交通省大臣官房官庁営繕部 設備・環境課監修)の記載(全熱交換器の採用は、 排気量が外気量の 40%程度確保できる場合等とする) を参考に、 実際の給気量と排気量の比率を2:1と想定した場合の全熱交換効率の低減率である。 実際には、採用する機種の設計条件下における有効換気量率及び全熱交換効率を用いることで、 より良好な全 熱交換効率が得られることがあり得るが、 現時点では設計図書にこれらを明記する方法や施工及び竣工後の調整や確認の方法が課題となっており、 上記のように安全側(効率が低くなる側)を想定した係数で計算をすることにしている。

2.6.1.3 日積算空調負荷

日積算空調負荷は、各空調機群の室負荷に外気負荷を足し合わせて算出する。この際、外気カット制御の導入効果を見込む。

表 36. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,ahu,room,c,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.1

\(T_{AC,ahu,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの運転時間

時間/日

2.5.2

\(T'_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気カットの効果を見込んだ冷房運転時間

時間/日

2.5.2

\(T'_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気カットの効果を見込んだ暖房運転時間

時間/日

2.5.2

\(q_{AC,ahu,oa,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気負荷

kW

2.6.1.2

\(Q_{AC,ahu,room,h,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.1

表 37. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(冷房)

MJ/日

2.6.2.3、2.7.1.2

\(Q_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(暖房)

MJ/日

2.6.2.3、2.7.1.2

日積算空調負荷は、冷房負荷と暖房負荷に分けて算出する。 ただし、算出された冷房負荷の値が負である場合はその値は暖房負荷とし、 算出された暖房負荷の値が正である場合はその値は冷房負荷として扱うものとする。

まず、次のCとHを算出する。

a) \(T_{AC,ahu,c,i,d}=0\) かつ \(T_{AC,ahu,h,i,d}=0\) かつ \(T_{AC,ahu,i,d}>0\) の場合:

\[C = 3600 × q_{AC,ahu,oa,i,d} × T'_{AC,ahu,c,i,d} × 10^{-3} \\ H = 0\]

b) a)に該当しない場合:

\[C = Q_{AC.ahu,room,c,i,d} + 3600 × q_{AC,ahu,oa,i,d} × T'_{AC,ahu,c,i,d} × 10^{-3} \\ H = Q_{AC.ahu,room,h,i,d} + 3600 × q_{AC,ahu,oa,i,d} × T'_{AC,ahu,h,i,d} × 10^{-3}\]

CとHを用いて、空調機群iの日積算空調負荷を次式で算出する。

a) 空調機群iの冷暖同時供給が「有」の場合

\[Q_{AC,ahu,c,i,d} = C \\ Q_{AC,ahu,h,i,d} = H\]

b) 空調機群iの冷暖同時供給が「無」の場合

 b-1) 運転モードが「冷房」もしくは「中間」である場合

\[Q_{AC,ahu,c,i,d} = \max⁡(0,C) \\ Q_{AC,ahu,h,i,d} = \max⁡(0,H)\]

 b-2) 運転モードが「暖房」である場合

\[Q_{AC,ahu,c,i,d} = \min⁡(0,C) \\ Q_{AC,ahu,h,i,d} = \min⁡(0,H)\]

2.6.2 二次ポンプ群の熱負荷

2.6.2.1 外気冷房制御による負荷削減量

日付dにおける空調機群iの外気冷房制御による負荷削減量を算出する。

表 38. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,ahu,room,c,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける日積算室負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.1

\(V_{AC,ahu,sa,i}\)

外気取込量

kg/s

入力

\(V_{AC,ahu,oa,i}\)

空調機群iの取入れ外気量

kg/s

入力

\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける空調(冷房)の運転時間数

時間/日

2.5.2

\(H_{AC,room,d}\)

日付dにおける空調時の室内空気エンタルピー

kJ/kg

附属書A11

\(H_{AC,oa,d}\)

日付dにおける外気エンタルピー

kJ/kg

附属書A8

\(A_{p,i}\)

室iの空調対象床面積

\(m^{2}\)

2.4.1

\(A_{h,i}\)

室iの内部発熱等計算用床面積

\(m^{2}\)

2.4.1

\(ΔH_{AC,oa,d}\)

日付dにおける外気と室内のエンタルピー差分

kJ/kg

2.6.1.2

表 39. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(V_{AC,ahu,oacool,i,d}\)

外気冷房時給気風量

kg/s

-

\(Q_{AC,ahu,oacool,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気冷房制御による負荷削減量

MJ/日

2.6.2.3

まず、外気冷房時給気風量 \(V_{AC,ahu,oacool,i,d}\) を算出する。 外気冷房時給気風量は給気ファンの定格風量 \(V_{AC,ahu,sa,i}\) を超えないものとする。

a) 外気冷房制御が有効 かつ \(T_{AC,ahu,c,i,d}>0\)

\[V_{AC,ahu,oacool,i,d} = \min⁡(V_{AC,ahu,sa,i},\max⁡(V_{AC,ahu,oa,i},V)) - V_{AC,ahu,oa,i} \\ V= \frac{ Q_{AC,ahu,room,c,i,d} × 10^3}{3600 × ΔH_{AC,oa,d}×T_{AC,ahu,c,i,d} }\]

b) 外気冷房制御が無効 または \(T_{AC,ahu,c,i,d}=0\)

\[V_{AC,ahu,oacool,i,d} = 0\]

外気冷房制御による負荷削減量\(Q_{AC,ahu,oacool,i,d}\)は次式により算出する。

\[Q_{AC,ahu,oacool,i,d} = V_{AC,ahu,oacool,i,d} × ΔH_{AC,oa,d} × T_{AC,ahu,c,i,d} × 10^{-3} /3600\]
2.6.2.2 ファン発熱量

空調機群のファンによる発熱量を算出する。

表 40. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ahu,c,i}\)

空調機群iに属する送風機の冷房運転時の年間電力消費量

MWh/年

2.7.1.6

\(E_{AC,ahu,h,i}\)

空調機群iに属する送風機の暖房運転時の年間電力消費量

MWh/年

2.7.1.6

\(T_{AC,ahu,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの運転時間

時間/日

2.5.2

\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの運転時間

時間/日

2.5.2

\(T_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの運転時間

時間/日

2.5.2

\(E_{AC,ahu,c,i,d}\)

 日付dにおける空調機群iに属する送風機の冷房運転時の消費電力

kW

2.7.1.4

\(E_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機の暖房運転時の消費電力

kW

2.7.1.4

\(L_{AC,ahu,c,i,d}\)

 日付dにおける空調機群iの冷房運転時の負荷率

2.7.1.2

\(L_{AC,ahu,h,i,d}\)

 日付dにおける空調機群iの暖房運転時の負荷率

2.7.1.2

表 41. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,ahu,heat,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iのファン発熱量(冷水運転時)

MJ/日

2.6.2.3

\(Q_{AC,ahu,heat,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iのファン発熱量(温水運転時)

MJ/日

2.6.2.3

空調機群のファンによる発熱量 \(Q_{AC,ahu,heat,c,i,d}\) 及び \(Q_{AC,ahu,heat,h,i,d}\)は次式で算出する。 なお、発熱量を計上するのは、空調機群iに属する空調機の種類が「空調機」である場合のみとする。

a) 空調機群iに属する空調機の種類に「空調機」が含まれる場合

a-1) \(L_{AC,ahu,c,i,d}≥0\) かつ \(L_{AC,ahu,h,i,d}<0\)

\[Q_{AC,ahu,heat,c,i,d} = f_{fan,heat} × E_{AC,ahu,c,i,d} × T_{AC,ahu,c,i,d}×3.6 \\ Q_{AC,ahu,heat,h,i,d} = f_{fan,heat} × E_{AC,ahu,h,i,d} × T_{AC,ahu,h,i,d}×3.6\]

a-2) \(L_{AC,ahu,c,i,d}≥0\) かつ \(L_{AC,ahu,h,i,d}≥0\)

\[Q_{AC,ahu,heat,c,i,d} = f_{fan,heat} × (E_{AC,ahu,c,i,d} + E_{AC,ahu,h,i,d} )×T_{AC,ahu,i,d}×3.6 \\ Q_{AC,ahu,heat,h,i,d} = 0\]

a-3) \(L_{AC,ahu,c,i,d}<0\) かつ \(L_{AC,ahu,h,i,d}<0\)

\[Q_{AC,ahu,heat,c,i,d} = 0 \\ Q_{AC,ahu,heat,h,i,d} = f_{fan,heat} × (E_{AC,ahu,c,i,d} + E_{AC,ahu,h,i,d}) × T_{AC,ahu,i,d}×3.6\]

a-4) \(L_{AC,ahu,c,i,d}<0\) かつ \(L_{AC,ahu,h,i,d}≥0\)

\[Q_{AC,ahu,heat,c,i,d} = f_{fan,heat} × E_{AC,ahu,h,i,d} × T_{AC,ahu,c,i,d} × 3.6 \\ Q_{AC,ahu,heat,h,i,d} = f_{fan,heat} × E_{AC,ahu,c,i,d} × T_{AC,ahu,h,i,d} × 3.6\]

b) a)以外の場合

\[Q_{AC,ahu,heat,c,i,d}=0 \\ Q_{AC,ahu,heat,h,i,d}=0\]
2.6.2.3 二次ポンプ負荷

空調機群が処理する空調負荷より、各二次ポンプ群が処理する負荷(二次ポンプ負荷)を算出する。

表 42. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(n_{i}\)

二次ポンプ群iに接続する空調機群の数

入力

\(Q_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.3

\(Q_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(暖房)

MJ/日

2.6.1.3

\(Q_{AC,ahu,heat,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iのファン発熱量(冷水運転時)

MJ/日

2.6.2.2

\(Q_{AC,ahu,heat,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iのファン発熱量(温水運転時)

MJ/日

2.6.2.2

\(Q_{AC,ahu,oacool,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの外気冷房制御による負荷削減量

MJ/日

2.6.2.1

表 43. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,pump,i,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iの二次ポンプ負荷

MJ/日

2.6.3.3、2.7.2.2

各二次ポンプ群が処理する負荷は、二次ポンプ群が冷温水を供給する空調機群の空調負荷を積算し、 外気冷房の効果と空調機ファンの発熱量を積算して算出する。ここで、二次ポンプは例え物理的に1台しかなくても、 冷熱を処理する冷水二次ポンプと温熱を処理する温水二次ポンプが別々にあると想定して計算を行う。  添え字jは各ポンプ群が冷水を供給する空調機群について積算することを表している。

a) 二次ポンプが冷水ポンプの場合

\[Q_{AC,pump,i,d} = \sum_{j=1}^{n_i} (C+H)\]
\[C = \begin{cases} Q_{AC,ahu,c,j,d} - Q_{AC,ahu,oacool,j,d} + Q_{AC,ahu,heat,c,j,d}, Q_{AC,ahu,c,j,d}>0 かつ Q_{AC,ahu,oacool,j,d}≤0 \\ Q_{AC,ahu,c,j,d} - Q_{AC,ahu,oacool,j,d}, Q_{AC,ahu,c,j,d}>0 かつ Q_{AC,ahu,oacoo,j,d}>0 かつ |Q_{AC,ahu,c,j,d}-Q_{AC,ahu,oacool,j,d} |≥1 \\ 0, その他 \\ \end{cases}\]
\[H = \begin{cases} Q_{AC,ahu,h,j,d} + Q_{Ac,ahu,heat,h,j,d} - Q_{AC,ahu,oacool,j,d}, Q_{AC,ahu,h,j,d}>0 \\ 0 ,Q_{AC,ahu,h,j,d}≤0 \\ \end{cases}\]

b) 二次ポンプが温水ポンプの場合

\[Q_{AC,pump,i,d} = (-1) × \sum_{j=1}^{n_i} (C+H)\]
\[C = \begin{cases} Q_{AC,ahu,c,j,d} + Q_{Ac,ahu,heat,j,d} ,Q_{AC,ahu,c,j,d}<0 \\ 0 , Q_{AC,ahu,c,j,d}≥0 \\ \end{cases}\]
\[H = \begin{cases} Q_{AC,ahu,h,j,d} + Q_{Ac,ahu,heat,j,d} ,Q_{AC,ahu,h,j,d}<0 \\ 0 ,  Q_{AC,ahu,h,j,d}≥0 \\ \end{cases}\]

上式にて(-1)をかけているが、これはこれまで負の値として扱ってきた暖房負荷について、 便宜上正の値になるように符号を反転させるための措置である。

なお、外気冷房制御が有効であるシステムにおいて、外気冷房制御が有効である日については、ファンの発熱量は0であるとする。 これは、外気冷房が有効であるシステムにおいて、全ての空調負荷が外気取り入れによって処理される場合は見かけ上の空調負荷は0となるが、 この場合にファンの発熱量を別途足してしまうと極少量の負荷が計算上残ってしまい、これが熱源機器や二次ポンプのエネルギー消費量に大きな影響を与えてしまうからである。 これを回避するために、外気冷房制御が有効であるシステムにおいて、外気冷房制御が有効である日についてはファンの発熱量は無視することにする。

2.6.3 熱源群の熱負荷

2.6.3.1 二次ポンプの発熱量

二次ポンプの発熱量を算出する。

表 44. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,pump,i,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iの消費電力

kW

2.7.2.6

\(T_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける運転時間

時/日

2.5.3

表 45. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,pump,heat,j,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群jのポンプの発熱量

MJ/日

2.6.3.3

二次ポンプの発熱量は次式で算出する。

\[Q_{AC,pump,heat,i,d} = f_{pump,heat} × E_{AC,pump,i,d} × T_{AC,pump,i,d} × 3600×10^{-3}\]
2.6.3.2 蓄熱槽の熱損失

蓄熱槽の熱損失による熱負荷の増加分を算出する。

表 46. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,ref,ts,i,cap}\)

熱源群iの蓄熱槽容量

MJ

入力

表 47. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,ref,ts,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの蓄熱槽からの熱損失量

MJ/日

2.6.3.3

日付dにおける熱源群iの蓄熱槽からの熱損失量\(Q_{AC,ref,ts,i,d}\)は次式で算出する。

a) 蓄熱槽がある場合

\[ Q_{AC,ref,ts,i,d} = f_{ref,ts,loss} × Q_{AC,ref,ts,i,cap}\]

b) 蓄熱槽がない場合

\[ Q_{AC,ref,ts,i,d} = 0\]
2.6.3.3 熱源機負荷

各熱源群が処理する熱源負荷は、熱源群が冷温熱を供給する二次ポンプ群のポンプ負荷を積算し、 これにポンプの発熱量と蓄熱槽があるシステムについては蓄熱槽の損失分を積算して算出する。 熱源機器もポンプと同様に、冷熱を供給する冷熱源システムと温熱を供給する温熱源システムが別々にあると想定して計算を行う。

表 48. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(n_{i}\)

熱源群iに接続する二次ポンプ群の数

入力

\(Q_{AC,ref,ts,i,cap}\)

熱源群iの蓄熱槽容量

MJ

入力

\(Q_{AC,pump,i,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iの二次ポンプ負荷

MJ/日

2.6.2.3

\(Q_{AC,pump,heat,j,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群jのポンプの発熱量

MJ/日

2.6.3.1

\(Q_{AC,ref,ts,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの蓄熱槽からの熱損失量

MJ/日

2.6.3.2

表 49. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源機iの熱負荷

MJ/日

2.5.4、2.7.3.6

まず、次式で定義する \(Q_{AC,ref,base,i,d}\)を算出する。 添え字jは各熱源群が冷熱を供給する二次ポンプ群について積算することを表している。

a) 冷熱源システムの場合

\[Q_{AC,ref,base,i,d} = \sum_{j=1}^{n_i} (Q_{AC,pump,j,d}+Q_{AC,pump,heat,j,d} )\]

ただし、\(Q_{AC,pump,j,d}=0\)の場合、\(Q_{AC,pump,heat,j,d}=0\)とする。

b) 温熱源システムの場合

\[Q_{AC,ref,base,i,d} = \sum_{j=1}^{n_i} (Q_{AC,pump,j,d}-Q_{AC,pump,heat,j,d} )\]

ただし、\(Q_{AC,pump,j,d}>Q_{AC,pump,heat,j,d}\) を満たす二次ポンプ群jのみ。

次に、蓄熱槽からの放熱分を加味し、熱源負荷を算出する。

a) 蓄熱槽がある場合

\[Q_{AC,ref,i,d} = min⁡( Q_{AC,ref,base,i,d} + Q_{AC,ref,ts,i,d}, f_{ref,ts,eff} × Q_{AC,ref,ts,i,cap} )\]

b) 蓄熱槽がない場合

\[Q_{AC,ref,i,d} = Q_{AC,ref,base,i,d}\]

ここで、\(f_{ref,ts,eff}\)は蓄熱槽効率であり、蓄熱槽タイプによって定まる。

蓄熱槽タイプ 蓄熱槽効率

水蓄熱(混合型)

0.8

水蓄熱(成層型)

0.9

氷蓄熱

1.0

2.7 設計一次エネルギー消費量の算出

2.7.1 空調機群の一次エネルギー消費量

2.7.1.1 空調機群の定格消費電力

空調機群の定格消費電力は、当該空調機群に属する送風機の消費電力の総和とする。

表 50. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ahu,i,j,fsa}\)

空調機群iに属する送風機jの給気送風機の消費電力

kW

入力

\(E_{AC,ahu,i,j,fra}\)

空調機群iに属する送風機jの還気送風機の消費電力

kW

入力

\(E_{AC,ahu,i,j,foa}\)

空調機群iに属する送風機jの外気送風機の消費電力

kW

入力

\(E_{AC,ahu,i,j,fex}\)

空調機群iに属する送風機jの排気送風機の消費電力

kW

入力

表 51. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(E_{AC,ahu,i,j,rated}\)

空調機群iに属する送風機jの定格消費電力

kW

2.7.1.4

\[E_{AC,ahu,i,j,rated} = E_{AC,ahu,i,j,fsa} + E_{AC,ahu,i,j,fra} + E_{AC,ahu,i,j,foa} + E_{AC,ahu,i,j,fex}\]
2.7.1.2 空調機群の負荷率

空調機群の負荷率は、当該空調機群が処理する空調負荷(コイル負荷)によって定まる。

表 52. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,ahu,c,i,rated}\)

空調機群iの定格冷却能力

kW

入力

\(q_{AC,ahu,h,i,rated}\)

空調機群iの定格加熱能力

kW

入力

\(Q_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(冷房)

MJ/日

2.6.1.3

\(Q_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの日積算空調負荷(暖房)

MJ/日

2.6.1.3

\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの冷房運転時間数

時間/日

2.5.2

\(T_{AC,ahu,h,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの暖房運転時間数

時間/日

2.5.2

\(Mode_d\)

日付dにおける空調機の運転モード

2.8.5

表 53. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(L_{AC,ahu,C,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの冷房運転時の負荷率

2.7.1.3

\(L_{AC,ahu,H,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの暖房運転時の負荷率

2.7.1.3

まず、日付dにおける空調機群iの冷房期の負荷率 \(L_{AC,ahu,mix,c,i,d}\)、日付dにおける空調機群iの暖房期の負荷率\(L_{AC,ahu,mix,h,i,d}\)を算出する。 本計算法においては、日積算負荷を用いて日平均負荷率を算出し、一日を通してこの一定の負荷率で運転すると想定してエネルギー消費量の計算を行う。

\[L_{AC,ahu,mix,c,i,d} = \begin{cases} F( \frac{Q_{AC,ahu,c,i,d} / T_{AC,ahu,c,i,d}}{(q_{AC,ahu,c,i,rated}×3600×10^{-3}})),  :Q_{AC,ahu,c,i,d}≧0 \\ F( \frac{Q_{AC,ahu,c,i,d} / T_{AC,ahu,c,i,d}}{(q_{AC,ahu,h,i,rated}×3600×10^{-3}})),  :Q_{AC,ahu,c,i,d}<0 \end{cases}\]
\[L_{AC,ahu,mix,h,i,d} = \begin{cases} F( \frac{Q_{AC,ahu,h,i,d} / T_{AC,ahu,h,i,d}}{(q_{AC,ahu,c,i,rated}×3600×10^{-3}})),  :Q_{AC,ahu,h,i,d}≧0 \\ F( \frac{Q_{AC,ahu,h,i,d} / T_{AC,ahu,h,i,d}}{(q_{AC,ahu,h,i,rated}×3600×10^{-3}})),  :Q_{AC,ahu,h,i,d}<0 \end{cases}\]

ここで、上記の式の関数Fは次のように定義する。関数 \(floor(x)\)は実数xに対してx以下の最大の整数を求める関数である。

\[F(L) = \begin{cases} \frac{floor(L×10)}{10} + 0.05,  :L>0 \\ L,  :上記以外 \end{cases}\]

日付dにおける空調機群iの冷房運転時の負荷率、暖房運転時の負荷率は次式で算出する。 なお、冷暖同時運転がないシステムにおいて、負荷率を0にせずに微小な値 ε(=0.01)とするのは、 空調機群が完全に停止するわけではなく低負荷で動いているとしてエネルギー消費量を算出するためである。

a) 空調機群iが「冷暖同時運転あり」の場合

\[L_{AC,ahu,C,i,d} = L_{AC,ahu,mix,c,i,d} \\ L_{AC,ahu,H,i,d} = L_{AC,ahu,mix,h,i,d}\]

b) 空調機群iが「冷暖同時運転なし」の場合

 b-1) Mode_d=冷房期の場合

\[L_{AC,ahu,C,i,d} = \max ⁡(L_{AC,ahu,mix,c,i,d},ε) \\ L_{AC,ahu,H,i,d} = \max⁡ (L_{AC,ahu,mix,h,i,d},ε)\]

 b-2) Mode_d=暖房期の場合

\[L_{AC,ahu,C,i,d} = \min⁡(L_{AC,ahu,mix,c,i,d},-ε) \\ L_{AC,ahu,H,i,d} = \min⁡(L_{AC,ahu,mix,h,i,d},-ε)\]
2.7.1.3 風量制御方式によって定まる係数

風量制御による省エネルギー効果を算出するための係数を算出する。

表 54. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(f_{AC,ahu,i,j,min}\)

最小風量比率(定風量制御の場合は1.0とする)

入力

\(L_{AC,ahu,C,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの冷房運転時の負荷率

2.7.1.2

\(L_{AC,ahu,H,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの暖房運転時の負荷率

2.7.1.2

表 55. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(f_{AC,ahu,C,i,j,d}\)

空調機群iに属する送風機jの風量制御方式によって定まる係数(冷房)

2.7.1.4

\(f_{AC,ahu,H,i,j,d}\)

空調機群iに属する送風機jの風量制御方式によって定まる係数(暖房)

2.7.1.4

空調機群iの風量制御方式によって定まる係数\(f_{AC,ahu,C,i,j,d}\)、\(f_{AC,ahu,H,i,j,d}\)は次式で求める。

a} \(L_{AC,ahu,i,d}<1.0\)の場合

\[f_{AC,ahu,C,i,d} = \max( F_{AC,ahu,i,j}(L_{AC,ahu,C,i,d}) , f_{AC,ahu,i,j,min} ) \\ f_{AC,ahu,H,i,d} = \max( F_{AC,ahu,i,j}(L_{AC,ahu,H,i,d}) , f_{AC,ahu,i,j,min} ) \\ F_{AC,ahu,i,j}(L) = a_{i,j} × |L|^4 + b_{i,j} × |L|^3 + c_{i,j} × |L|^2 + d_{i,j} × |L| + e_{i,j}\]

b) \(L_{AC,ahu,i,d}≥1.0\) の場合

\[f_{AC,ahu,C,i,d} = f_{AC,ahu,over} \\ f_{AC,ahu,H,i,d} = f_{AC,ahu,over}\]

c) \(L_{AC,ahu,i,d}=0\) の場合

\[f_{AC,ahu,C,i,d} = 0 \\ f_{AC,ahu,H,i,d} = 0\]

ここで、\(f_{AC,ahu,over}\)は、過負荷時の補正係数であり、1.2とする。 係数 \(a_{i,j},b_{i.j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)は、空調機iのエネルギー消費特性を表す係数であり、 風量制御方式によって異なる。

風量制御方式 \(a_{i,j}\) \(b_{i,j}\) \(c_{i,j}\) \(d_{i,j}\) \(e_{i,j}\)

変風量制御

0

0

0

1

0

定風量制御

0

0

0

0

1

このエネルギー消費特性は、国土交通省による平成23、24年度建築基準整備促進事業の調査項目36「空調システム等の最適制御による省エネルギー効果に関する実証的評価」における 実態調査結果に基づき定めた。ここで、変風量制御とは、送風機の回転数が室内温度等に応じて自動で変化する制御のことであり、 ファンコイルユニットやパッケージ空調機の室内機に多くあるような手動による風量の切り替えは対象としない。 変風量制御を行っている場合は、最小風量比率(定格風量に対する比率)を設定し、 負荷率がこの最小風量比率を下回った場合は、 それ以下の負荷率については、負荷率が最小風量比率\(f_{AC,ahu,i,j,min}\)を下回らない最小の負荷率のときの係数の値を用いる。 なお、処理すべき負荷が定格能力を超えている(過負荷)場合は、定風量制御、変風量制御とも1.2としている。 本来は過負荷の場合は、負荷は処理されずに室温が設定値から乖離することになるが、 本計算法ではこの現象を再現せず、過負荷状態については定格消費電力の1.2倍を消費して設定温湿度に達した(負荷を処理した)と仮定してエネルギー消費量の計算を行う。

2.7.1.4 送風機の消費電力

空調機群に属する送風機の消費電力を算出する。

表 56. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{AC,ahu,i}\)

空調機群iに属する送風機の台数

入力

\(E_{AC,ahu,i,j,rated}\)

空調機群iに属する送風機jの定格消費電力

kW

2.7.1.1

\(f_{AC,ahu,C,i,j,d}\)

空調機群iに属する送風機jの風量制御方式によって定まる係数(冷房)

2.7.1.3

\(f_{AC,ahu,H,i,j,d}\)

空調機群iに属する送風機jの風量制御方式によって定まる係数(暖房)

2.7.1.3

表 57. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(E_{AC,ahu,C,i,j,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機jの冷房運転時の消費電力

kW

-

\(E_{AC,ahu,H,i,j,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機jの暖房運転時の消費電力

kW

-

\(E_{AC,ahu,C,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機の冷房運転時の消費電力

kW

2.7.1.6

\(E_{AC,ahu,H,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機の暖房運転時の消費電力

kW

2.7.1.6

空調機群iに属する送風機jの冷房運転時の消費電力\(E_{AC,ahu,C,i,j,d}\)、及び暖房運転時の消費電力\(E_{AC,ahu,H,i,j,d}\)は 次式により算出する。

\[E_{AC,ahu,C,i,j,d} = E_{AC,ahu,i,j,rated} \times f_{AC,ahu,C,i,j,d} \\ E_{AC,ahu,H,i,j,d} = E_{AC,ahu,i,j,rated} \times f_{AC,ahu,H,i,j,d}\]

空調機群iに属する送風機の「消費電力\(E_{AC,ahu,C,i,d}\)、\(E_{AC,ahu,H,i,d}\)は次式により算出する。

\[E_{AC,ahu,C,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ahu,i}} E_{AC,ahu,C,i,j,d} \\ E_{AC,ahu,H,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ahu,i}} E_{AC,ahu,H,i,j,d}\]
2.7.1.5 全熱交換機の消費電力

空調機群iに属する全熱交換器の消費電力を算出する。

表 58. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ahu,aex,R,i}\)

空調機群iに属する全熱交換器ローターの定格消費電力

kW

入力

表 59. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(E_{AC,ahu,aex,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する全熱交換器ローターの消費電力

kWh/day

2.7.1.6

空調機群iに属する全熱交換器の消費電力 \(E_{AC,ahu,aex,i,d}\) は次式により算出する。

\[E_{AC,ahu,aex,i,d} = E_{AC,ahu,aex,R,i}\]
2.7.1.6 空調機群の年間エネルギー消費量

空調機群の年間一次エネルギー消費量を算出する。

表 60. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ahu,C,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機の冷房運転時の消費電力

kW

2.7.1.4

\(E_{AC,ahu,H,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する送風機の暖房運転時の消費電力

kW

2.7.1.4

\(E_{AC,ahu,aex,i,d}\)

日付dにおける空調機群iに属する全熱交換器ローターの消費電力

kWh/day

2.7.1.5

\(T_{AC,ahu,c,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける空調(冷房)の運転時間数

時間/日

2.5.2

\(T_{AC,ahu,h,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける空調(暖房)の運転時間数

時間/日

2.5.2

\(T_{AC,ahu,aex,i,d}\)

空調機群iの日付dにおける全熱交換器の運転時間数

時間/日

2.5.2

\(L_{AC,ahu,C,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの冷房運転時の負荷率

2.7.1.2

\(L_{AC,ahu,H,i,d}\)

日付dにおける空調機群iの暖房運転時の負荷率

2.7.1.2

表 61. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(E_{AC,ahu,i}\)

空調機群iの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.4

\(E_{AC,ahu,c,i}\)

空調機群iに属する送風機の冷房運転時の年間電力消費量

MWh/年

2.6.2.2

\(E_{AC,ahu,h,i}\)

空調機群iに属する送風機の暖房運転時の年間電力消費量

MWh/年

2.6.2.2

\(E_{AC,ahu,aex,i}\)

空調機群 に属する全熱交換器の年間電力消費量

MWh/年

-

空調機群の年間一次エネルギー消費量 \(E_{AC,ahu,i}\) は次式で算出する。

\[E_{AC,ahu,i} = ( E_{AC,ahu,c,i} + E_{AC,ahu,h,i} + E_{AC,ahu,aex,i} ) \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e}\]

ここで、\(E_{AC,ahu,c,i}\)、\(E_{AC,ahu,h,i}\) は次式で算出する。

\[E_{AC,ahu,c,i} = \sum_{d=1}^{365} \{ \max⁡(C_{i,d},0) + \max⁡(H_{i,d},0) \} \times 10^{-3} \\ E_{AC,ahu,h,i} = \sum_{d=1}^{365} \{ \max⁡(-C_{i,d},0) + \max⁡(-H_{i,d},0) \} \times 10^{-3}\]
\[C_{i,d} = E_{AC,ahu,A,i,d} \times T_{AC,ahu,c,i,d} \times \frac{L_{AC,ahu,A,i,d}}{|L_{AC,ahu,A,i,d}|}\]
\[H_{i,d} = E_{AC,ahu,B,i,d} \times T_{AC,ahu,h,i,d} \times \frac{L_{AC,ahu,B,i,d}}{|L_{AC,ahu,B,i,d}|}\]

ここで、\(E_{AC,ahu,aex,i}\)は次式で算出する。

\[E_{AC,ahu,aex,i} = \sum_{d=1}^{365} E_{AC,ahu,aex,i,d} \times T_{AC,ahu,aex,i,d} \times 10^{-3}\]

2.7.2 二次ポンプ群のエネルギー消費量

2.7.2.1 二次ポンプ群の仮想定格能力

二次ポンプ群の定格能力は、設計流量に設計温度差を掛けた値として定義をする。

表 62. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(V_{AC,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの定格流量

m^3/s

入力

\(∆θ_{AC,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの冷温水の設計温度差

K

入力

\(N_{AC,pump,i}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプの台数

入力

表 63. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(q_{Ac,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群i属する二次ポンプjのの仮想定格能力

kW

2.7.2.4

\(q_{Ac,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの仮想定格能力

kW

2.7.2.2、2.7.2.3、2.7.2.4

二次ポンプ群の設計温度差 \(∆θ_{AC,pump,i}\)とは、二次側空調系統への送水する冷温水の往き温度と 還り温度の温度差(往復温度差の設計値)のことである。定格流量と設計温度差により仮想的な定格能力を求める。

\[q_{Ac,pump,i,j,rated} = C_w \times V_{AC,pump,i,j,rated} \times ∆θ_{AC,pump,i,rated}\]

二次ポンプ群の仮想定格能力は次式で算出する。

\[q_{Ac,pump,i,rated} = C_{w} \times \sum_{j=1}^{N_{AC,pump,i}} q_{AC,pump,i,j,rated}\]
2.7.2.2 二次ポンプ群の負荷率

二次ポンプ群の負荷率を算出する。

表 64. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,pump,i,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iの二次ポンプ負荷

MJ/日

2.6.2.3

\(T_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける運転時間

時間

2.5.3

\(q_{Ac,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの仮想定格能力

kW

2.7.2.1

表 65. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(L_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける負荷率

2.7.2.3、2.7.2.4、2.7.2.5|

二次ポンプ群iの日付dにおける負荷率\(L_{AC,pump,i,d}\)は次式で求める。

\[L_{AC,pump,i,d} = \begin{cases} F( \frac{Q_{AC,pump,i,d}/T_{AC,pump,i,d}}{q_{Ac,pump,i,rated}×3600×10^{-3}}, T_{AC,pump,i,d}>0 \\ 0 , T_{AC,pump,i,d}=0 \end{cases}\]

関数Fは空調機群と同様に、次のように定義する。

\[F(L) = \begin{cases} \frac{floor(L×10)}{10} + 0.05,  L>0の場合 \\ L,  それ以外の場合 \end{cases}\]
2.7.2.3 二次ポンプの運転台数

二次ポンプ群のポンプ運転台数を算出する。台数制御の有無により運転台数が異なる。

表 66. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(L_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける負荷率

2.7.2.2

\(q_{AC,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの仮想定格能力

kW

2.7.2.1

\(N_{AC,pump,i}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプ台数

入力

\(V_{AC,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの定格流量

kg/s

入力

\(∆θ_{AC,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの冷温水往復温度差

K

入力

表 67. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(N_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける二次ポンプの運転台数

2.7.2.4、2.7.2.6

二次ポンプ群のポンプ運転台数は、台数制御が導入されているかどうかによって、次のa)またはb)の方法にて算出する。 ここで、台数制御とは、二次ポンプ群にポンプが2台以上あり、負荷に応じて運転台数が自動で変更される制御であると定義する。

a) \(L_{AC,pump,i,d}>0\) (負荷率が0を超えている場合)

a-1)台数制御がある場合

\[N_{AC,pump,i,d} = \min \{ N │ q_{AC,pump,i,rated} \times L_{AC,pump,i,d} <f_{q_{pump,i}}(N) かつ N ≤ N_{AC,pump,i} \} \\ f_{q_{pump,i}}(n) = C_{w} × \sum_{j=1}^{n} V_{AC,pump,i,j,rated} \times ∆θ_{AC,pump,i,rated}\]

a-2)台数制御がない場合

\[N_{AC,pump,i,d} = N_{AC,pump,i}\]

b) \(L_{AC,pump,i,d}=0\) (負荷率が0の場合)

\[N_{AC,pump,i,d} = 0\]
2.7.2.4 二次ポンプ単体の負荷率

二次ポンプ群に属するポンプ単体の負荷率を算出する。

表 68. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群i属する二次ポンプjのの仮想定格能力

kW

2.7.2.1

\(q_{AC,pump,i,rated}\)

二次ポンプ群iの仮想定格能力

kW

2.7.2.1

\(L_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける負荷率

2.7.2.2

\(q_{AC,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの定格流量

kg/s

入力

\(N_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプの台数

2.7.2.3

\(C_{i,j}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjが定流量制御方式を示す真偽値。

真偽値

表 69. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(Q_{AC,pump,i,j,d}\)

二次ポンプ群i属する二次ポンプjの日付dにおける処理熱量

MJ/日

-

\(L_{AC,pump,i,j,d}\)

二次ポンプ群i属する二次ポンプjの日付dにおける部分負荷率

-

-

\(q_{AC,pump,base,i,d}\)

台数制御が導入されている二次ポンプ群iに属する定風量制御方式で動作する二次ポンプによる日付dにおける処理熱量

kW

-

\(N_{AC,pump,i,VWV,d}\)

台数制御が導入されている二次ポンプ群iに属する変風量制御方式で動作する二次ポンプによる日付dにおける動作台数

-

まず、台数制御が有効かつ変流量制御がある場合における処理熱量を算出する。

\[q_{AC,pump,base,i,d} = \sum \{q_{AC,pump,i,j,rated} │ j ≤ N_{AC,pump,i,d} and C_{i,j} \}\]
\[N_{AC,pump,i,VWV,d} = count \{ j | j≤N_{AC,pump,i,d} and C_{i,j} \}\]

\(C_{i,j}\)は二次ポンプ群iに属する二次ポンプjが定流量制御方式であることを示し、 二次ポンプ群iに属する二次ポンプjが定流量制御方式である場合には真、流量制御方式である場合には偽の値を取ることとする。

\[Q_{Ac,pump,i,j,d} = (q_{AC,pump,i,rated}×L_{AC,pump,i,d}-q_{AC,pump,base,i,d})/N_{AC,pump,i,VWV,d} ×1000/3600\]
\[L_{Ac,pump,i,j,d} = Q_{AC,pump,i,j,d}/q_{AC,pump,i,j,rated} ×3600/1000\]
2.7.2.5 流量制御方式によって定まる係数

流量制御方式によって定まる係数を算出する。

表 70. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(L_{AC,pump,i,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iの負荷率

2.7.2.2

\(L_{AC,pump,i,j,min,standalone}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの単独の最小流量比率

入力

表 71. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(f_{AC,pump,i,j,d}\)

日付dにおける二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの流量制御方式によって定まる係数

2.7.2.6

まず、最小流量比率\(L_{AC,pump,i,j,min}\)を次式で算出する。

a) 変流量制御の場合

\[L_{AC,pump,i,j,min} = L_{AC,pump,i,j,min,standalone}\]

b) 定流量制御の場合

\[L_{AC,pump,i,j,min} = 1\]

二次ポンプ群iの流量制御方式によって定まる\(f_{AC,pump,i,j,d}\)は次式で算出する。 これは、国土交通省による平成23、24年度建築基準整備促進事業の調査項目36「空調システム等の最適制御による省エネルギー効果に関する実証的評価」における 実態調査結果に基づき値を定めた。ここで、変流量制御とは、ポンプの回転数がインバータ等によって自動で変化する制御のことであると定義する。 変流量制御を行っている場合は、最小流量比率(定格流量に対する比率)を設定し、 負荷率がこの最小流量比率を下回った場合は、それ以下の負荷率については、最小流量比率のときの係数であるとする。 なお、過負荷の際に定格消費電力の1.2倍の電力が消費されると想定している理由は、空調機群の風量制御方式と同じ理由によるものである。

a) \(0<L_{AC,pump,i,d}<1.0\) の場合

\[f_{AC,pump,i,j,d} = F_{AC,pump,i,j}( \min⁡(1.0, max⁡(L_{AC,pump,i,d},L_{AC,pump,i,j,min}) )) \\ F_{AC,pump,i,j}(L) = a_{i,j} × L^4 + b_{i,j} × L^3 + c_{i,j} × L^2 + d_{i,j}×L + e_{i,j}\]

b) \(L_{AC,pump,i,d}=0\) の場合

\[f_{AC,pump,i,j,d} = 0\]

c) \(L_{AC,pump,i,d}≥1.0\) の場合

\[f_{AC,pump,i,j,d} = f_{AC,pump,over}\]

\(f_{AC,pump,over}\)は、過負荷時の補正係数であり、1.2とする。 係数 \(a_{i,j},b_{i.j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)は、二次ポンプ群iのエネルギー消費特性を表す係数であり、 流量制御方式によって異なる。

流量制御方式 \(a_{i,j}\) \(b_{i,j}\) \(c_{i,j}\) \(d_{i,j}\) \(e_{i,j}\)

変流量制御

0

0

0

1

0

定流量制御

0

0

0

0

1

2.7.2.6 二次ポンプ群の消費電力

二次ポンプ群に属する二次ポンプの消費電力を算出する。

表 72. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,pump,i,j,rated}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの定格消費電力

kW

入力

\(f_{AC,pump,i,j,d}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの流量制御方式によって定まる係数

2.7.2.5

\(N_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける二次ポンプの運転台数

2.7.2.3

\(L_{AC,pump,i,j,min}\)

二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの最小流量比率。定風量制御の場合は1.0とする

入力

表 73. 出力
変数名 説明 単位 参照元

\(E_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける消費電力

kW

2.6.3.1、2.7.2.7

まず、日付dにおける二次ポンプ群iに属する二次ポンプjの消費電力 \(E_{AC,pump,i,j,d}\)を次式で算出する。

\[E_{AC,pump,i,j,d} = E_{AC,pump,i,j,rated} \times f_{AC,pump,i,j,d}\]

次に、台数制御の有無を勘案して、二次ポンプ群iの日付dにおける消費電力\(E_{AC,pump,i,d}\)を算出する。

a) 台数制御が導入されていない場合

\[E_{AC,pump,i,d} = f_{AC,pump,i,d} \times \sum_{j=1}^{N_{AC,pump,i,d}} E_{AC,pump,i,j,rated}\]

a-1) \(L_{AC,pump,i,d}<1.0\) の場合

\[f_{AC,pump,i,d} = f_{AC,pump,i} ( \max⁡(L_{AC,pump,i,d}, L_{AC,pump,i,j,min} ) ) \\ f_{AC,pump,i}(L) = f_{AC,pump,i,1}(L)\]

a-2) \(L_{AC,pump,i,d}<1.0\) の場合

\[f_{AC,pump,i,d} = f_{AC,pump,over}\]

b) 台数制御が導入されている場合

\[E_{AC,pump,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,pump,i,d}} E_{AC,pump,i,j,d}\]

ここで、\(f_{AC,pump,over}\)は過負荷時の補正係数であり、1.2とする。

2.7.2.7 二次ポンプ群の年間一次エネルギー消費量

二次ポンプ群の年間一次エネルギー消費量を算出する。

表 74. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(T_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける運転時間

時間/日

2.5.3

\(E_{AC,pump,i,d}\)

二次ポンプ群iの日付dにおける消費電力

kW

2.7.2.6

表 75. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,pump,e,i}\)

二次ポンプ群iの年間電力消費量

MWh/年

-

\(E_{AC,pump,i}\)

二次ポンプ群iの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.4

二次ポンプ群の年間一次エネルギー消費量\(E_{AC,pump,i}\)は次式で算出する。

\[E_{AC,pump,i} = E_{AC,pump,e,i} \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e}\]
\[E_{AC,pump,e,i} = \sum_{d=1}^{365} ( E_{AC,pump,i,d} \times T_{AC,pump,i,d} ) \times 10^{-3}\]

2.7.3 熱源群のエネルギー消費量

2.7.3.1 熱源群の定格能力

熱源群の定格能力を算出する。

表 76. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群iに属する熱源機器jの定格能力

kW

入力

\(N_{AC,ref,i}\)

熱源群iに属する熱源機器jの台数

入力

表 77. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,ref,i,rated}\)

熱源群iの定格能力

kW

2.7.3.2

熱源群iの定格能力\(q_{AC,ref,i,rated}\)は、熱源群iに属する熱源機器jの定格能力の総和とする。

\[q_{AC,ref,i,rated} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i}} q_{AC,ref,i,j,rated}\]
2.7.3.2 蓄熱を加味した仮想定格能力

蓄熱槽があるシステムのエネルギー消費量計算に必要となる見かけ上の熱源処理能力(仮想定格能力)を算出する。

表 78. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(StorageType_{i}\)

熱源群iに属する熱源機器jの蓄熱時運転モード

入力

\(q_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群iに属する熱源機器jの定格能力

kW

入力

\(RefType_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの熱源機種

入力

\(q_{AC,ref,i,rated}\)

熱源群iの蓄熱層による定格能力

kW

2.7.3.1

\(T_{AC,ref,base,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの蓄熱を考慮しない運転時間

時間/日

2.5.4

表 79. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(q'_{AC,ref,i,j,rated}\)

蓄熱を加味した熱源群iに属する熱源機器jの仮想定格能力

kW

2.7.3.5

\(q'_{AC,ref,i,rated}\)

蓄熱を加味した熱源群iの仮想定格能力

kW

2.7.3.6、2.7.3.7

まず、熱源群に蓄熱槽があり、追掛運転時に1番目に動く熱源機器が「熱交換器」である場合は、 追掛運転時間を8時間として見かけ上の熱源処理能力(仮想定格能力)を算出する。 式中の\(max⁡(T_{AC,ref,base,i,d}\)]とは、各日の運転時間について、最大となる日の運転時間を使用するという意味である。

a) \(StorageType_{i}\) = 追掛運転 かつ \(RefType_{i,j}\) = 熱交換器 かつ j =1 の場合

\[q'_{AC,ref,i,j,rated} = q_{AC,ref,i,j,rated} \times 8 / \max⁡(T_{AC,ref,base,i,d}])  \\ q'_{Ac,ref,i,rated} = q_{Ac,ref,i,rated} + (q'_{AC,ref,i,1,rated} - q_{AC,ref,i,1,rated})\]

b) a)以外の場合

\[q'_{AC,ref,i,j,rated} = q_{AC,ref,i,j,rated}  \\ q'_{Ac,ref,i,rated} = q_{Ac,ref,i,rated}\]
2.7.3.3 熱源機器の定格一次エネルギー消費量

熱源機器の定格一次エネルギー消費量を算出する。

表 80. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(P_{AC,ref,main,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの主機エネルギー消費量

kW

入力

\(q_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群iに属する熱源機器jの定格能力

kW

入力

\(K_{prime,ex}\)

他人から供給された熱の一次エネルギー換算値

入力

\(fueltype_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの燃料タイプ

入力

表 81. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(P_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群iに属する熱源機器jの定格一次消費エネルギー

kW

2.7.3.5

熱源機器の定格一次エネルギー消費量を算出する。熱源機器のエネルギー源が「電力」の場合は、電力の一次エネルギー換算係数を掛ける。 熱源機器のエネルギー源が「他人から供給された熱」の場合は、他人から供給された熱の一次エネルギー換算値を掛ける。 これ以外の場合は、一次エネルギー換算された値が入力されているため、何も処理をしない。

a) \(fueltype_{i,j}\) = 電力 (エネルギー源が電力の場合)

\[P_{AC,ref,i,j,rated} = 9760/3600 \times P_{AC,ref,main,i,j}\]

b) \(fueltype_{i,j} ∈ \{ガス,重油,灯油,液化石油ガス\}\) (エネルギー源が燃料の場合)

\[P_{AC,ref,i,j,rated} = P_{AC,ref,main,i,j}\]

c) \(fueltype_{i,j} ∈ \{地冷蒸気,地冷温水,地冷冷水\}\) (熱が他人から供給される場合)

\[P_{AC,ref,i,j,rated} = q_{AC,ref,i,j,rated} \times K_{prime,ex}\]
2.7.3.4 熱源水等の温度

熱源機器の性能を推定するための、熱源水等の温度(水冷式の場合は冷却水温度、空冷式の場合は外気温度等)を算出する。

表 82. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(CoolingType_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの冷却モード

熱源機種による定まる

\(θ_{AC,oa,i,d}\)

日付d における熱源群iの補正日平均外気温

2.7.3.4.1

\(θ_{AC,wb,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの湿球温度

2.7.3.4.2

\(θ_{AC,cw,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却水温度

2.7.3.4.3

\(θ_{AC,w,H,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの地中熱交換機からの熱源水温度(暖房時}

2.7.3.4.4

\(θ_{AC,w,C,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの地中熱交換機からの熱源水温度(冷房時}

2.7.3.4.4

\(θ_{AC,oa,d}\)

日付d における日平均外気温

附属書A7

表 83. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの熱源水等の温度

2.7.3.5

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの熱源水等の温度\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)は 次式で算出する。

a} \(CoolingType\) が 水冷式 の場合

\[θ_{AC,ref,base,i,j,d} = \begin{cases} θ_{AC,cw,i,d} ,冷熱源の場合 \\ θ_{AC,oa,i,d} ,温熱源の場合 \\ \end{cases}\]

b} \(CoolingType\) が 空冷式 の場合

\[θ_{AC,ref,base,i,j,d} = \begin{cases} θ_{AC,oa,i,d} ,冷熱源の場合 \\ θ_{AC,wb,i,d} ,温熱源の場合 \\ \end{cases}\]

c} \(CoolingType\) が 地中熱方式 の場合

\[θ_{AC,ref,base,i,j,d} = \begin{cases} θ_{AC,w,C,i,d} ,冷熱源の場合 \\ θ_{AC,w,H,i,d} ,温熱源の場合 \\ \end{cases}\]

d} 上記以外の場合

\[θ_{AC,ref,base,i,j,d} = θ_{AC,oa,d}\]
2.7.3.4.1 日平均外気温

熱源機器のエネルギー消費量を算出するための日平均外気温を算出する。

表 84. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,oa,d}\)

日付d における日平均外気温

附属書A7

\(StorageType_{i}\)

熱源群iの蓄熱時運転モード

入力

表 85. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,oa,i,d}\)

日付d における熱源群iの補正日平均外気温

2.7.3.4.2、2.7.3.4

日平均外気温は次式で算出する。 ただし、熱源群が蓄熱槽を持つ場合、熱源機器は夜間に運転すると想定し、日平均外気温を5℃マイナスする。

\[θ_{AC,oa,i,d} = \begin{cases} G(θ_{AC,oa,d}) , StorageType_i = Charge (蓄熱の場合) \\ G(θ_{AC,oa,d}-5) , StorageType_i ≠ Charge (蓄熱以外) \\ \end{cases}\]
\[G(T_{o}) = floor(T_{O}/5) × 5 + 2.5\]
2.7.3.4.2 湿球温度

日平均外気温度から湿球温度を算出する。

表 86. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,oa,i,d}\)

日付d における熱源群iの日平均外気温

2.7.3.4.1

表 87. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,wb,i,d}\)

日付dにおける湿球温度

2.7.3.4、2.7.3.4.3

\[θ_{AC,wb,i,d} = a_{wb} × θ_{AC,oa,i,d} + b_{wb}\]

\(a_{wb},b_{wb}\)は湿球温度変換係数であり、値を次表に示す。

表 88. 湿球温度変換係数表
地域区分 \(a_{wb}\) \(b_{wb}\)

1,2

0.8921

-1.0759

3,4,5,6,7

0.9034

-1.4545

8

1.0372

-3.9758

2.7.3.4.3 冷却水温度

湿球温度から冷却水温度を算出する。

表 89. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,wb,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの湿球温度

2.7.3.4.2

表 90. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,cw,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却水温度

2.7.3.4

\(a_{cw}\)は冷却水温度変換係数であり、-3とする。

湿球温度から冷却水温度へ変換する。

\[θ_{AC,cw,i,d} = θ_{AC,wb,i,d} + a_{cw}\]
2.7.3.4.4 地中熱交換機からの熱源水温度

地中熱交換器のタイプに基づき、地盤からの冷却水還り温度を算出する。

表 91. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{oa,d}\)

日付d における日平均外気温

附属書A7

\(θ_{oa,H,ave}\)

暖房期の平均外気温[℃]

附属書A7

\(θ_{oa,C,ave}\)

冷房期の平均外気温[℃]

附属書A7

\(θ_{oa,ave}\)

年間の平均外気温[℃]

附属書A7

\(GroundHEType_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの地中熱交換機のタイプ(1~5)

入力

表 92. 中間変数
変数名 説明 単位

\(θ'_{w,H,i,d}\)

暖房期の期間平均熱源水温度と年間平均外気温の差

\(θ'_{w,C,i,d}\)

冷房期の期間平均熱源水温度と年間平均外気温の差

\(k_{H,i,d}\)

係数

-

\(k_{C,i,d}\)

係数

-

\(R_{Q,i,d}\)

暖房期の日積算空調負荷の期間最大値\(Q_{AC,ahu,h,i,d}^{MAX}\)と、冷房期の日積算空調負荷の期間最大値\(Q_{AC,ahu,c,i,d}^{MAX}\)からなる比

-

表 93. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,w,C,i,d}\)

日付d における熱源群iの冷房運転時の地中熱交換器からの日平均熱源水温度

2.7.3.4

\(θ_{AC,w,H,i,d}\)

日付d における熱源群iの暖房運転時の地中熱交換器からの日平均熱源水温度

2.7.3.4

地中熱交換器のタイプに基づき、地盤からの冷却水還り温度\(θ_{AC,w,C,i,d}\)及び\(θ_{AC,w,H,i,d}\)を算出する。 ここで、係数\(a_{H,i},b_{H,i},c_{H,i},d_{H,i},a_{C,i},b_{C,i},c_{C,i},d_{C,i}\)は 熱源群iに属する熱源機器jの地中熱交換機のタイプ(1~5)によって下表によって定めるものとする。

\[θ_{AC,w,H,i,d} = k_{H,i} (θ_{AC,oa,d}-θ_{AC,oa,H,ave} ) + (θ_{AC,oa,ave}+θ'_{w,H,i}) \\ θ_{AC,w,C,i,d} = k_{C,i} (θ_{AC,oa,d}-θ_{AC,oa,C,ave} ) + (θ_{AC,oa,ave}+θ'_{w,C,i}) \\ θ'_{w,H,i,d} = a_{H,i} R_{Q,i,d}+b_{H,i} \\ θ'_{w,C,i,d} = a_{C,i} R_{Q,i,d}+b_{C,i} \\ k_{H,i,d} = c_{H,i} R_{Q,i,d}+d_{H,i} \\ k_{C,i,d} = c_{C,i} R_{Q,i,d}+d_{C,i}\]
\[R_{Q,i,d} = \frac{|Q_{AC,ahu,c,i,d}^{MAX}| + |Q_{AC,ahu,h,i,d}^{MAX}|}{|Q_{AC,ahu,c,i,d}^{MAX} |+|Q_{AC,ahu,h,i,d}^{MAX}|} = \frac{Q_{AC,ahu,c,i,d}^{MAX} + Q_{AC,ahu,h,i,d}^{MAX}}{ Q_{AC,ahu,c,i,d}^{MAX} - Q_{AC,ahu,h,i,d}^{MAX} }\]
表 94. 係数 \(a_{H,i},b_{H,i},c_{H,i},d_{H,i},a_{C,i},b_{C,i},c_{C,i},d_{C,i}\)
タイプ 1 2 3 4 5

\(a_{H,i}\)

8.0278

13.0253

16.7424

19.3145

21.2833

\(b_{H,i}\)

-1.1462

-1.8689

-2.4651

-3.091

-3.8325

\(c_{H,i}\)

-0.1128

-0.1846

-0.2643

-0.2926

-0.3474

\(d_{H,i}\)

0.1256

0.2023

0.2623

0.3085

0.3629

\(a_{C,i}\)

8.0633

12.6226

16.1703

19.6565

21.8702

\(b_{C,i}\)

2.9083

4.7711

6.3128

7.8071

9.148

\(c_{C,i}\)

0.0613

0.0568

0.1027

0.1984

0.249

\(d_{C,i}\)

0.2178

0.3509

0.4697

0.5903

0.7154

2.7.3.5 熱源機器特性

熱源機器のエネルギー消費量を算出するための熱源機器特性には 「最大能力特性」「最大入力特性」「部分負荷特性」「送水温度特性」の4種類があり、熱源機種毎に定まっている。 ここでは、各特性の算出方法を示す。

2.7.3.5.1 最大能力

最大能力特性を使用して、熱源機器の最大能力を算出する。

表 95. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(q'_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群iに属する熱源機器jの定格能力

kW

2.7.3.2

\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの熱源水等の温度

2.7.3.4

\(N_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの運転台数

2.7.3.7

表 96. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,ref,i,j,max,d}\)

熱源群iに属する熱源機器jの日付dにおける最大能力

kW

2.5.4、2.7.3.7

\(q_{AC,ref,i,max,d}\)

日付dにおける熱源群iの最大能力

kW

2.5.4、2.7.3.6

表 97. 定数
定数名 説明 単位 参照先

\(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの最大能力特性の係数

熱源特性データベース

\(min_{i,j},max_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの最大能力特性の最大値、最小値

熱源特性データベース

熱源群iに属する熱源機器jの日付dにおける最大能力\(q_{AC,ref,i,j,max,d}\)は次式で算出する。

\[q_{AC,ref,i,j,max,d} = q'_{AC,ref,i,j,rated} \times F \\ F = a_{i,j} × θ^4 + b_{i,j} × θ^3 + c_{i,j} × θ^2 + d_{i,j} × θ + e_{i,j} \\ θ = \max⁡( \min⁡(θ_{AC,ref,base,i,j,d},max_{i,j} ),min_{i,j} )\]

熱源機器の最大能力は、定格能力に能力比特性によって求まる係数Fをかけて算出する。 係数Fは、熱源機器の熱源水等の温度\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)の関数である。

上式の係数 \(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)、および、 能力比特性の最大値、最小値 \(min_{i,j},max_{i,j}\) は熱源機種毎に定められている。

また、日付dにおける熱源群iの最大能力 \(q_{AC,ref,i,max,d}\) は次式で算出する。

\[q_{AC,ref,i,max,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}} q_{AC,ref,i,j,max,d}\]
2.7.3.5.2 最大入力

最大入力特性を使用して、熱源機器の最大入力を算出する。

表 98. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(P_{AC,ref,i,j,rated}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの最大入力 (一次エネルギー換算値)

kW

2.7.3.3

\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの基準温度

2.7.3.4

表 99. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(P_{AC,ref,i,j,max,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの最大入力 (一次エネルギー換算値)

kW

2.7.3.8

表 100. 定数
定数名 説明 単位 参照先

\(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの最大入力特性の係数

熱源特性データベース

\(min_{i,j},max_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの最大入力特性の最大値、最小値

熱源特性データベース

熱源群iに属する熱源機器jの日付dにおける最大入力 \(P_{AC,ref,i,j,max,d}\) は次式で算出する。

\[P_{AC,ref,i,j,max,d} = P_{AC,ref,i,j,rated} \times F \\ F = a_{i,j} × θ^4 + b_{i,j} × θ^3 + c_{i,j} × θ^2 + d_{i,j} × θ + e_{i,j} \\ θ = \max⁡( \min⁡(θ_{AC,ref,base,i,j,d},max_{i,j} ),min_{i,j} )\]

熱源機器の最大入力は、定格入力に入力比特性によって求まる係数Fをかけて算出する。 係数Fは、熱源機器の熱源水等の温度\(θ_{AC,ref,base,i,j,d}\)の関数である。

上式の係数 \(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)、および、 入力比特性の最大値、最小値 \(min_{i,j},max_{i,j}\) は熱源機器の機種によって定められている。

2.7.3.5.3 部分負荷特性

熱源機器の部分負荷特性を算出する。

表 101. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(xL_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの部分負荷率

2.7.3.6

\(OV_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iが過負荷であることを示す真偽値

真偽値

2.7.3.6

表 102. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(F_{AC,ref,x,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの部分負荷特性

2.7.3.8

表 103. 定数
定数名 説明 単位 参照先

\(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの部分負荷特性の係数

熱源特性データベース

\(min_{i,j},max_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの部分負荷率の最大値、最小値

熱源特性データベース

部分負荷特性(負荷率と入力比の関係)は次式で求める。 部分負荷特性が部分負荷率または冷却水温度によって異なる場合は、その条件に合致する適切な係数が選択されるものとする。 

\[F_{AC,ref,x,i,j,d}= \begin{cases} F    ,xL_{AC,ref,i,d} ≦ 1 \\ F×1.2 ,xL_{AC,ref,i,d} > 1 \\ \end{cases}\]
\[F = a_{i,j} × L^4 + b_{i,j} × L^3 + c_{i,j} × L^2 + d_{i,j}×L + e_{i,j}\]
\[L = \begin{cases} max⁡( min⁡(xL_{AC,ref,i,d},max_{i,j} ),min_{i,j} ) , xL_{AC,ref,i,d} ≦ 1 \\ max_{i,j,d} , xL_{AC,ref,i,d} > 1 \\ \end{cases}\]

上式の係数 \(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)、および、 部分負荷特性の最大値、最小値 \(min_{i,j},max_{i,j}\) は熱源機器の機種によって定められている。

2.7.3.5.4 送水温度特性

熱源機器の送水温度特性を算出する。

表 104. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,ref,i,j,wtr}\)

熱源群iの熱源機器jの送水温度

入力

表 105. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(F_{AC,ref,t,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの送水温度特性

2.7.3.8

表 106. 定数
定数名 説明 単位 参照先

\(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの送水温度特性の係数

熱源特性データベース

\(min_{i,j},max_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの送水温度の最大値、最小値

熱源特性データベース

送水温度特性は、送水温度\(θ_{AC,ref,i,j,wtr}\)の関数として次式で求める。

\[F_{AC,ref,t,i,j} = a_{i,j} × θ^4 + b_{i,j} × θ^3 + c_{i,j} × θ^2 + d_{i,j} × θ + e_{i,j} \\ θ = \max⁡( \min⁡(θ_{AC,ref,base,i,j,d},max_{i,j} ),min_{i,j} )\]

上式の係数 \(a_{i,j},b_{i,j},c_{i,j},d_{i,j},e_{i,j}\)、および、 送水温度の最大値、最小値 \(min_{i,j},max_{i,j}\) は熱源機器の機種によって定められている。

2.7.3.6 熱源群の負荷率

熱源群の負荷率を算出する。

表 107. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(StorageType_{i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの蓄熱時運転モード

入力

\(Q_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源機iの熱負荷

MJ/日

2.6.3.3

\(T_{AC,ref,base,i,d}\)

日付dにおける熱源機群iの基本運転時間

時間/日

5.3.2

\(q'_{AC,ref,i,rated}\)

蓄熱を加味した熱源群iの仮想定格能力

kW

2.7.3.2

\(q_{AC,ref,i,max,d}\)

日付dにおける熱源群iの最大能力

kW

2.7.3.5.1

表 108. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(L_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの負荷率

2.7.3.7、2.7.3.8

\(xL_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの負荷率(蓄熱運転時の補正用)

2.5.4、2.7.3.5.3

\(OV_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの過負荷を示す真偽値

真偽値

2.7.3.5.3

日付dにおける熱源群iの負荷率\(L_{AC,ref,i,d}\)、 及び蓄熱運転時のエネルギー消費計算に使用する日付dにおける熱源群iの負荷率 \(xL_{AC,ref,i,d}\) は次式で算出する。 なお、蓄熱槽があり蓄熱運転をする熱源群の負荷率は、常に1.0とする。

a) StorageTypeが「蓄熱」の場合

\[L_{AC,ref,i,d} = 1.0\]
\[xL_{AC,ref,i,d} = 1.0\]

b) 上記以外の場合

\[L_{AC,ref,i,d} = \begin{cases} F(Q_{AC,ref,i,d} / T_{AC,ref,base,i,d} ×1000/3600), T_{AC,ref,base,i,d}≠0 \\ 0, T_{AC,ref,base,i,d}=0 \\ \end{cases}\]
\[xL_{AC,ref,i,d} = q'_{AC,ref,i,rated} × L_{AC,ref,i,d} /q_{AC,ref,i,max,d}\]

関数Fは空調機群、二次ポンプ群と同様に、次のように定義する。

\[F(L) = \begin{cases} \frac{floor(L×10)}{10} + 0.05,  L>0の場合 \\ L,  それ以外の場合 \end{cases}\]

機器負荷率が1を超える場合は過負荷であると見なす。

\[OV_{AC,ref,i,d} = true : L_{AC,ref,i,d} > 1.0\]
2.7.3.7 熱源機器の運転台数

熱源群の熱源運転台数を算出する。

表 109. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(q_{AC,ref,i,j,max,d}\)

熱源群iに属する熱源機器jの日付dにおける最大能力

kW

2.7.3.5.1

\(q'_{AC,ref,i,rated}\)

熱源群iの蓄熱槽による補正定格能力

kW

2.7.3.2

\(L_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの機器負荷率

2.7.3.6

\(N_{AC,ref,i}\)

熱源群iに属する熱源機器jの台数

入力

表 110. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの運転台数

2.5.4、2.7.3.5.1、2.7.3.9

熱源群の熱源運転台数は、台数制御が導入されているか否かによって、次のa)またはb)の方法にて算出する。

a}台数制御が導入されている場合

\[N_{AC,ref,i,d} = min⁡( N │ A<B and N ≤ N_{AC,ref,i} ) \\ A = q'_{AC,ref,i,rated} ×L_{AC,ref,i,d} \\ B = \sum_{j=1}^{N} q_{AC,ref,i,j,max,d}\]

b}台数制御が導入されていない場合

\[N_{AC,ref,i,d} = N_{AC,ref,i}\]
2.7.3.8 熱源機器の一次エネルギー消費量

熱源機器単体の一次エネルギー消費量を算出する。

表 111. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(P_{AC,ref,i,j,max,d} \)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの最大入力 (一次エネルギー換算値)

kW

2.7.3.5.2

\(F_{AC,ref,t,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの送水温度特性

2.7.3.5.4

\(F_{AC,ref,x,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの部分負荷特性

2.7.3.5.3

\(P_{AC,ref,sub,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの補機の定格消費電力

kW

入力

\(P_{AC,ref,pump,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの一次ポンプの定格消費電力

kW

入力

\(P_{AC,ref,ctfan,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの冷却塔ファンの定格消費電力

kW

入力

\(P_{AC,ref,ctpump,i,j}\)

熱源群iに属する熱源機器jの冷却水ポンプの定格消費電力

kW

入力

\(L_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの機器負荷率

2.7.3.6

\(q_{AC,ref,i,j,rated}\)

熱源群 i に属する熱源機器 j の定格能力

kW

入力

表 112. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ref,main,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの消費エネルギー

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,sub,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの補機の消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,pump,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの一次ポンプの消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,ctfan,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの冷却塔ファンの消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,ctpump,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの冷却水ポンプの消費電力

kW

2.7.3.9

表 113. 中間変数
変数名 説明 単位

\(P_{AC,ref,sub,nG,i,j,d}\)

熱源群iに属する熱源機器jの補機電力(発電機能付きの熱源における非発電時の消費電力)

kWh/h

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの主機のエネルギー消費量、一次ポンプ電力によるエネルギー消費量、冷却塔ファンのエネルギー消費量は 次式で算出する。

\[E_{AC,ref,main,i,j,d} = P_{AC,ref,i,j,max,d} × F_{AC,ref,t,i,j} × F_{AC,ref,x,i,j,d} \\ E_{AC,ref,pump,i,j,d} = P_{AC,ref,pump,i,j} \\ E_{AC,ref,ctfan,i,j,d} = P_{AC,ref,ctfan,i,j}\]

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの補機のエネルギー消費量は、発電機能の有無によって算出方法が異なる。 発電機能の有無は、熱源機種毎に予め設定されている。

a) 発電機能がない場合

\[E_{AC,ref,sub,i,j,d} = P_{AC,ref,sub,i,j} × \max⁡(0.3,L_{AC,ref,i,d} )\]

b) 発電機能がある場合

\[P_{AC,ref,sub,nG,i,j,d} = \begin{cases} 0.017×q_{AC,ref,i,j,rated} 、冷房時 \\ 0.012×q_{AC,ref,i,j,rated} 、暖房時 \\ \end{cases}\]
\[E_{AC,ref,sub,i,j,d} = \begin{cases} P_{AC,ref,sub,i,j}×L_{AC,ref,i,d} 、0.3<L_{AC,ref,i,d} \\ 0.3×P_{AC,ref,sub,nG,i,j,d}-(P_{AC,ref,sub,nG,i,j,d}-P_{AC,ref,sub,i,j} ) × L_{AC,ref,i,d} 、0≤L_{AC,ref,i,d}≤0.3 \\ \end{cases}\]

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの冷却水ポンプのエネルギー消費量は、冷却水変流量制御の有無によって算出方法が異なる。 冷却水変流量制御の有無は、熱源機種毎に予め設定されている。 同じ熱源群に発電機能が有となる機種と無となる機種が混在する場合については、有となる機種の補機についてのみ補正をかける。

a} 冷却水変流量制御がない場合

\[E_{AC,ref,ctpump,i,j,d}=P_{AC,ref,ctpump,i,j}\]

b} 冷却水変流量制御がある場合

\[E_{AC,ref,ctpump,i,j,d}=P_{AC,ref,ctpump,i,j}×max⁡(0.5,L_{AC,ref,i,d})\]
2.7.3.9 熱源群の一次エネルギー消費量

熱源群の一次エネルギー消費量を算出する。

表 114. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(N_{AC,ref,i,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの運転台数

2.7.3.7

\(E_{AC,ref,main,i,j,d}\)

日付dにおける熱源群iに属する熱源機器jの消費エネルギー

kW

2.7.3.8

\(E_{AC,ref,sub,i,j,d}\)

日付dにおける1時間当たりの熱源群iに属する熱源機器jの補機電力による消費電力

kW

2.7.3.8

\(E_{AC,ref,pump,i,j,d}\)

日付dにおける1時間当たりの熱源群iに属する熱源機器jの一次ポンプ電力による消費電力

kW

2.7.3.8

\(E_{AC,ref,ctfan,i,j,d}\)

日付dにおける1時間当たりの熱源群iに属する熱源機器jの冷却塔消費電力による消費電力

kW

2.7.3.8

\(E_{AC,ref,ctpump,i,j,d}\)

日付dにおける1時間当たりの熱源群iに属する熱源機器jの冷却塔ポンプ電力による消費電力

kW

2.7.3.8

表 115. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ref,main,i,d}\)

日付dにおける熱源群 の主機の一次エネルギー消費量

MJ/h

2.7.3.10

\(E_{AC,ref,sub,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの補機の消費電力

kW

2.7.3.10

\(E_{AC,ref,pump,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの一次ポンプの消費電力

kW

2.7.3.10

\(E_{AC,ref,ctfan,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却塔ファンの消費電力

kW

2.7.3.10

\(E_{AC,ref,ctpump,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却水ポンプの消費電力

kW

2.7.3.10

各熱源群の一次エネルギー消費量は次式で算出する。式中の3.6はkWをMJ/hに換算するための係数(3600/1000)である。

\[E_{AC,ref,main,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}}E_{AC,ref,main,i,j,d} \times 3.6 \\ E_{AC,ref,sub,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}}E_{AC,ref,sub,i,j,d} \\ E_{AC,ref,pump,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}}E_{AC,ref,pump,i,j,d} \\ E_{AC,ref,ctfan,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}}E_{AC,ref,ctfan,i,j,d} \\ E_{AC,ref,ctpump,i,d} = \sum_{j=1}^{N_{AC,ref,i,d}}E_{AC,ref,ctpump,i,j,d}\]
2.7.3.10 熱源群の年間一次エネルギー消費量

全熱源群の年間一次エネルギー消費量を算出する。

表 116. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(T_{AC,ref,i,d}\)

熱源群iの日付dにおける運転時間

時間/日

2.5.4

\(E_{AC,ref,main,i,d}\)

日付dにおける熱源群 の主機の一次エネルギー消費量

MJ/h

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,sub,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの補機の消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,pump,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの一次ポンプの消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,ctfan,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却塔ファンの消費電力

kW

2.7.3.9

\(E_{AC,ref,ctpump,i,d}\)

日付dにおける熱源群iの冷却水ポンプの消費電力

kW

2.7.3.9

表 117. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ref,i}\)

熱源群iの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.4

\(E_{AC,ref,main,i}\)

熱源群iの主機の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

 

\(E_{AC,ref,sub,i}\)

熱源群iの補機の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

 

\(E_{AC,ref,pump,i}\)

熱源群iの一次ポンプの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

 

\(E_{AC,ref,ctfan,i}\)

熱源群iの冷却塔ファンの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

 

\(E_{AC,ref,ctpump,i}\)

熱源群iの冷却水ポンプの年間一次エネルギー消費量

MJ/年

 

熱源群の一次エネルギー消費量は次式で算出する。

\[E_{AC,ref,i} = E_{AC,ref,main,i} + E_{AC,ref,sub,i} + E_{AC,ref,pump,i} + E_{AC,ref,ctfan,i} + E_{AC,ref,ctpump,i}\]
\[E_{AC,ref,main,i} = \sum_{d=1}^{365} ( E_{AC,ref,main,i,d} \times T_{AC,ref,i,d} ) \\ E_{AC,ref,sub,i} = \sum_{d=1}^{365} (E_{AC,ref,sub,i,d} \times T_{AC,ref,i,d} ) \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e} \\ E_{AC,ref,pump,i} = \sum_{d=1}^{365} (E_{AC,ref,pump,i,d} \times T_{AC,ref,i,d} ) \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e} \\ E_{AC,ref,ctfan,i} = \sum_{d=1}^{365} (E_{AC,ref,ctfan,i,d} \times T_{AC,ref,i,d} ) \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e} \\ E_{AC,ref,ctpump,i} = \sum_{d=1}^{365} (E_{AC,ref,ctpump,i,d} \times T_{AC,ref,i,d} ) \times 3600 \times 10^{-3} \times f_{prim,e}\]

2.7.4 空気調和設備の設計一次エネルギー消費量

空気調和設備の設計一次エネルギー消費量は次の式で算出する。 なお、二次ポンプを持たない空調機群を評価する場合には、 その空調機群と熱源群の間に仮想的な二次ポンプ(台数制御無し、温度差0、定格流量0、定格消費電力0、定格流量制御方式)が設置されているとして計算をする。

表 118. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC,ahu,i}\)

空調機群の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.1.6

\(E_{AC,pump,i}\)

二次ポンプ群の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.2.7

\(E_{AC,ref,i}\)

熱源群 の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

2.7.3.10

\(N_{AC,ahu}\)

空調機群の総数

入力

\(N_{AC,pump}\)

二次ポンプ群の総数

入力

\(N_{AC,ref}\)

熱源群の総数

入力

表 119. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{AC}\)

空気調和設備の年間一次エネルギー消費量

MJ/年

\[E_{AC} = \sum_{i=1}^{N_{AC,ahu}} E_{AC,ahu,i} + \sum_{i=1}^{N_{AC,pump}} E_{AC,pump,i} + \sum_{i=1}^{N_{AC,ref}} E_{AC,ref,i}\]

附属書A

A.1 外壁性能

表 120. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(l_{k}\)

k番目の構成材料の厚さ

入力

\(λ_{k}\)

k番目の構成材料の熱伝導率

W/(\(m^{2}\)・K)

建材データベース

表 121. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(U_{wall}\)

外壁等jの熱貫流率

W/(m2・K)

2.4.2.6

外壁の熱貫流率 \(U_{wall}\) は次式で求める。

\[U_{wall} = \frac{1}{ \frac{1}{α_{i}} + \sum_{k} \frac{l_{k}}{λ_{k}} + \frac{1}{α_{o}}}\]

各材料の熱伝導率\(λ_{k}\)については、規定する値を使用するものとする。 但し、k番目の構成材料が「非密閉空気層」である場合は、\(l_{k}/λ_{k}\)を 0.09(\(m^{2}\)・K)/Wとする。 なお、外壁等に存在する熱橋の影響については考慮しない。

A.2 ガラスの性能から窓の性能を算定する方法

ガラスの熱貫流率、日射熱取得率から、窓(ガラス+建具)の熱貫流率と日射熱取得率を算出する。

表 122. 入力
変数名 説明 単位 参照元

\(U_{wind,j,input}\)

窓 \(j\) の熱貫流率

\(W/m^2K\)

様式2-3②

\(\eta_{wind,j,input}\)

窓 \(j\) の日射熱取得率

-

様式2-3③

建具の種類

様式2-3④

ガラスの種類(ex:3WgG06)

様式2-3⑤

\(U_{glass,j,input}\)

ガラス \(j\) の熱貫流率

\(W/m^2K\)

様式2-3⑥

\(\eta_{glass,j,input}\)

ガラス \(j\) の熱貫流率

-

様式2-3⑦

表 123. 出力
変数名 説明 単位

\(U_{wind,j,bl}\)

窓等jの熱貫流率(ブラインド無)

\(W/m^2K\)

\(U_{wind,j}\)

窓等jの熱貫流率(ブラインド有)

\(W/m^2K\)

\(\eta_{wind,j,bl}\)

窓等jの日射熱取得率(ブラインド無)

-

\(\eta_{wind,j}\)

窓等jの日射熱取得率(ブラインド有)

-

熱貫流率、日射熱取得率の入力方法には次の3つがある。様式2-3において複数個所に入力がある場合は、方法1が優先され、次いで方法2、方法3の順とする。

  • 方法1: 窓等の熱貫流率と日射熱取得率を直接入力する(様式2-3②、③)。

  • 方法2: 建具の種類とガラスの種類を選択する(様式2-3④、⑤)。

  • 方法3: 建具の種類を選択し、ガラスの熱貫流率と日射熱取得率を入力する(様式2-3④、⑥、⑦)。

(方法1)窓等の熱貫流率と日射熱取得率を直接入力する

ブラインドがない場合の窓の熱貫流率\(U_{wind,j}\)及び日射熱取得率\(\eta_{wind,j}\)は、次式で求める。

\[U_{wind,j} = U_{wind,j,input}\]
\[η_{wind,j}= η_{wind,j,input}\]

ブラインドがある場合の熱貫流率及び日射熱取得率は、\(U_{glass,j,input}\)、\(\eta_{glass,j,input}\)の入力があるか否かで場合分けして算出する。

a) ガラスの性能 \(U_{glass,j,input}\)、\(\eta_{glass,j,input}\) の入力がない場合

\[U_{wind,j,bl} = U_{wind,j,input}\]
\[η_{wind,j,bl} = η_{wind,j,input}\]

b) ガラスの性能 \(U_{glass,j,input}\)、\(\eta_{glass,j,input}\) が入力されている場合

\[dR = \frac{0.021}{U_{glass,j}} + 0.022\]
\[U_{wind,j,bl} = \frac{1}{(\frac{1}{U_{wind,j,input}} + dR)}\]
\[η_{wind,j,bl} = \frac{η_{wind,j,input}}{η_{glass,j}} \times (-0.1331 η_{glass,j}^2 + 0.8258 η_{glass,j})\]
(方法2)建具の種類とガラスの種類を選択する

「窓性能の一覧データベース」より、入力された建具の種類とガラスの種類から該当する値を抜き出す。このデータベースに記載の値は、開口部の熱性能評価プログラムWindEyeにより算出されたものである。

(参考)窓性能の一覧データベース(WindowHeatTransferPerformance_H30.csv):

表 124. 建具の種類「樹脂」、ガラスの種類「3WgG06」の場合の例

\(U_{wind,j}\)=1.95

\(U_{wind,j,bl}\)= 1.82

\(\eta_{wind,j}\)= 0.39

\(\eta_{wind,j,bl}\)= 0.30

(方法3)建具の種類を選択し、ガラスの熱貫流率と日射熱取得率を入力する
\[U_{wind,j} = k_{u,a} U_{glass,j,input} + k_{u,b}\]
\[η_{wind,j} = k_{η} η_{glass,j,input}\]
\[dR = \frac{0.021}{U_{glass,j,input}} + 0.022\]
\[U_{wind,j,bl} = \frac{1}{(\frac{1}{U_{wind,j}} +dR)}\]
\[η_{wind,j,bl} = k_η (-0.1331 η_{glass,j,input}^2 + 0.8258 η_{glass,j,input})\]

係数\(k_{u,a}\),\(k_{u,b}\)、\(k_{\eta}\)は、建具の種類によって次のように定める。 <2018.02.01変更>

\[k_{u,a} = \frac{k_{u,a1}}{k_{u,a2}}\]
\[k_{u,b} = \frac{k_{u,b1}}{k_{u,b2}}\]
表 125. 窓の熱貫流率への変換係数(建具種類別)<2018.02更新>
建具の種類 \(k_{u,a1}\) \(k_{u,a2}\) \(k_{u,b1}\) \(k_{u,b2}\) \(k_{\eta}\)

樹脂製(単層)

1.531

2.325

1.888926

2.325

0.72

樹脂製(複層)

1.531

2.325

2.398526

2.325

0.72

金属樹脂複合製(単層)

1.853

2.317

2.026288

2.317

0.8

金属樹脂複合製(複層)

1.853

2.317

2.659888

2.317

0.8

金属製(単層)

1.883

2.321

3.218862

2.321

0.8

金属製(複層)

1.883

2.321

3.498862

2.321

0.8

入力シートの互換性を担保するために、当面の間、建具の種類を次のように読み替えることとする。 「樹脂」→「樹脂製(複層)」 「アルミ樹脂複合」→「金属樹脂複合製(複層)」 「アルミ」→「金属製(複層)」

<参考>窓の熱貫流率への変換係数(建具種類別)<Ver.2.4(201710)までの値>

建具の種類 \(k_{u,a}\) \(k_{u,b}\) \(k_{\eta}\)

樹脂

0.6435

1.0577

0.72

アルミ樹脂複合

0.7623

1.2369

0.8

アルミ

0.7699

1.5782

0.8

A.3 日射量

表 126. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(L_{s,d,t}\)

日付d、時刻tにおける水平面長波長放射量

W/\(m^{2}\)

気象データ

\(S_{D,d,t}\)

日付d、時刻tにおける法線面直達日射量

W/\(m^{2}\)

気象データ

\(S_{S,d,t}\)

日付d、時刻tにおける水平面天空日射量

W/\(m^{2}\)

気象データ

\(θ_{j,d,t}\)

日付d、時刻tにおける、外皮jの法線と太陽方向のなす角

\(h_{s,d,t}\)

日付d、時刻tにおける太陽高度

\(A_{zs,d,t}\)

日付d、時刻tにおける太陽方位角

\(A_{ZW,j}\)

外壁jの方位角

入力

表 127. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(I_{nsr,j,d}\)

日付dにおける外皮jへの長波長放射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.2.4、2.4.2.5

\(I_{dsr,j,d}\)

日付dにおける外皮jへの直達日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.2.6、2.4.2.7

\(I_{isr,j,d}\)

日付dにおける外皮jへの天空・反射日射量積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.2.6、2.4.2.7

\(η_{max}\)

入射角特性の最大値

-

2.4.2.7

長波長放射量積算値 \(I_{nsr,j,d}\)は、外壁等jの傾斜角に応じて次のように算出する。 日付dにおける外皮jへの直達日射量積算値 \(I_{dsr,j,d}\) [Wh/(\(m^{2}\)・day)]は、 外皮jの傾斜角や方位角に応じて次のように算出する。

a) 外壁等iが垂直面である場合

\[I_{nsr,j,d}= \sum_{t=1}^{24} 0.5 \times L_{s,d,t} \\ I_{dsr,j,d} = \sum_{t=1}^{24} \{ S_{D,d,t} \times \frac{η_{j,d,t}}{η_{max}} \times \cos θ_{j,d,t} \} \\ I_{isr,j,d} = \sum_{t=1}^{24} 0.5×S_{s,d,t} + 0.1 \times 0.5 \times (S_{S,d,t}+S_{D,d,t} \times \sin⁡ h_{s,d,t} ) \\ \cos⁡ θ_{j,d,t} = \cos⁡ h_{s,d,t} \cos ( A_{zs,d,t}-A_{zw,j} )\]

b) 外壁等iが水平面である場合

\[I_{nsr,j,d} = \sum_{t=1}^{24} L_{s,d,t} \\ I_{dsr,j,d} = \sum_{t=1}^{24} \{ S_{D,d,t} \times \frac{η_{j,d,t}}{η_{max}} \times \cos θ_{j,d,t} \} \\ I_{isr,j,d} = \sum_{t=1}^{24} \{ S_{S,d,t} + S_{D,d,t} \times \sin h_{s,d,t} \} \\ \cos ⁡θ_{j,d,t} = \sin⁡ h_{s,d,t}\]

式中の0.5は垂直面からみた天空の形態係数、0.1は地表面における日射反射率である。 \(η_{max}\)は \(η_{j,d,t}\)の最大値であり、0.88とする。 \(η_{j,d,t}\)は日付d、時刻tにおける外皮jの入射角特性であり、次式で求めるものとする。

\[η_{j,d,t} = 2.3920 \cos⁡ θ_{j,d,t} - 3.8636 \cos^3⁡ θ_{j,d,t} + 3.7568 \cos^5⁡ θ_{j,d,t} -1.3952 \cos^7⁡ θ_{j,d,t}\]

ここで、\(η_{j,d,t}\)と\(η_max\)は、本来、窓への入射日射に対して考慮する係数であるが、 外壁面とガラス面とで積算日射量を統一的に扱うために、外壁への日射についても乗じることとしている。

A.4 ペリメータゾーン面積

表 128. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(L_{H,i}\)

室iの属するフロアの階高

m

入力

\(W_{dir,i,x}\)

室iに属する外皮xの方位

入力(A9)

\(W_{typ,i,x}\)

室iに属する外皮xの種類

入力(A9)

表 129. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(\bar{A}_{room,i}\)

室iのペリメータゾーン面積

\(m^{2}\)

2.4.1

\(\hat{A}_{room,i}\)

室iの内部発熱及び外気導入量規定用のペリメータゾーン面積

\(m^{2}\)

2.4.1

表 130. 中間出力
変数名 説明 単位

\(L_{V,i,j}\)

室iの鉛直外壁jの外周長さ

m

\(N_{wall,H,i}\)

室iの水平外皮の総数

\(N_{wall,Vi}\)

室iの鉛直外皮の総数

\(β_{H,i}\)

室iの階高 > 5.0mの場合の補正係数(仮想床係数)

\(A_{V,i,j}\)

外皮面積

\(m^{2}\)

\(A_{H,i,j}\)

室iの水平外皮(屋根及び外気に接する床。天窓等を含む)jの面積

\(m^{2}\)

室iのペリメータゾーン面積及び内部発熱・外気導入量規定用のペリメータゾーンの面積の算出方法を以下に示す。 なお、式中の5.0はペリメータ部分の奥行(外皮から5.0m)を表す。

\[\bar{A}_{room,i} = \sum_{j=1}^{N_{wall,H,i}} A_{H,i,j} + 5.0 × β_{H,i} \times \sum_{j=1}^{N_{wall,Vi}} L_{V,i,j} \\ \hat{A}_{room,i} = \max \{ \sum_{j=1}^{N_{wall,H,i}} A_{H,i,j}, 5.0 \times \sum_{j=1}^{N_{wall,V,i}} L_{V,i,j} \}\]

ここで、室iの鉛直外壁jの外周長さ L_(V,i,j)、仮想床係数 β_(H,i)は次式により求められる。

\[L_{V,i,j} = \frac{A_{V,i,j}}{L_{H,i}} \\ β_{H,i} = \max⁡(1.0, \frac{L_{H,i}}{5.0} )\]

また、室iに属する鉛直外皮の面積\(A_{V,i}\)、室iに属する水平外皮の面積\(A_{H,i}\)、 それらの総数\(N_{wall,V,i}\)、\(N_{wall,H,i}\)は次式により求められる。 なお、\(A_{V,i,j}\)は室iに属する鉛直外皮jの面積、\(A_{H,i,j}\)は室iに属する水平外皮jの面積を表すものとする。

\[N_{wall,V,i} = count(A_{V,i}) \\ A_{V,i} = {A_{i,x} | W_{dir,i,x} ∈ {北,北東,東,南東,南,南西,西,北西} かつ W_{typ,i,x} = 外壁}\]
\[N_{wall,H,i} = count(A_{H,i}) \\ A_{H,i} = \{ A_{i,x} |W_{typ} ∈ {日蔭}  かつ W_{typ,i,x} = 外壁 \}\]

A.5 空調機の運転モード

表 131. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(d\)

日付d

入力

\(R\)

建築物が建設される場所の省エネルギー地域区分

入力(※)

表 132. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(Mode_{d}\)

日付dにおける空調機の運転モード

\(m^2\)

2.4.2.7、2.6.1.2、附属書A6、附属書A11

日付dにおける空調機の運転モード\(Mode_{d}\)は、月と地域区分から定められる。

\[Mode_{d} = lookup(month(d),R)\]

ここで、\(lookup(M,R)\)は与えられた月Mと省エネルギー地域区分Rから下表A5.1から読み取った値を返す関数とする。 \(month(d)\)は与えられた日付dの月(1月から12月)を取得する関数とする。

表 133. 空調機の運転モードの設定
地域区分 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

1地域

暖房

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

中間

暖房

暖房

2地域

暖房

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

中間

暖房

暖房

3地域

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

暖房

4地域

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

暖房

5地域

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

暖房

6地域

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

暖房

7地域

暖房

暖房

暖房

中間

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

暖房

8地域

暖房

暖房

暖房

中間

冷房

冷房

冷房

冷房

冷房

冷房

中間

中間

A.6 空調室の設定温度

表 134. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Mode_{d}\)

日付dにおける空調機の運転モード

附属書A5

表 135. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,room,i,d}\)

日付d における室iの設定温度

2.4.2.2、2.4.2.3

日付d における室iの設定温度 \(θ_{AC,room,i,d}\) については、A5に基づき地域毎に 暖房期、中間期、冷房期を定め、暖房期の設定温湿度は22℃、40%、中間期の設定温湿度は24℃、50%、 冷房期の設定温湿度は26℃、50%とする。なお、全ての地域で、中間期は冷房されているものとみなす。

\[θ_{AC,room,i,d} = \begin{cases}  22, Mode_{d}=冷房 \\  24, Mode_{d}=中間 \\  26, Mode_{d}=暖房 \end{cases}\]

A.7 平均外気温

表 136. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(R\)

省エネルギー地域区分

-

入力

\(θ_{AC,oa,d,x}\)

地域xにおける日付dの日平均外気温

表 137. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(θ_{AC,oa,d}\)

日付d における日平均外気温

2.4.2.2、2.4.2.3、2.7.3.4.1

\(θ_{AC,oa,ave}\)

年間平均外気温

2.4.2.2

\(θ_{AC,oa,H,ave}\)

暖房期の平均外気温

2.7.3.4.4

\(θ_{AC,oa,C,ave}\)

冷房期の平均外気温

2.7.3.4.4

\[θ_{AC,oa,d} = θ_{AC,oa,d,x} | x = R \\ θ_{AC,oa,ave} = \sum_{d=1}^{365} θ_{AC,oa,d} / 365 \\ θ_{AC,oa,H,ave} = \sum_{d}^{Mode_{d}=暖房} \frac{θ_{AC,oa,d}}{count\{Mode_{d}=暖房\}} \\ θ_{AC,oa,C,ave} = \sum_{d}^{Mode_{d}≠暖房} \frac{θ_{AC,oa,d}}{count\{Mode_{d}≠暖房\}}\]

A.8 外気エンタルピー

表 138. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(T_{db,d,t}\)

日付dにおける時刻tの外気温度

\(X_{d,t}\)

日付dにおける時刻tの絶対湿度

kg/kgDA

表 139. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(H_{AC,oa,d}\)

日付dにおける外気エンタルピー

kJ/kg

2.6.1.2、2.6.2.1

日付d、時刻tにおける外気エンタルピー \(H_{AC,oa,d,t}\) は次の式で求める。

\[H_{AC,oa,d,t} = C_{a} \times T_{db,d,t} + (C_{w} \times T_{db,d,t} + L_{W} ) \times X_{d,t}\]

日付dにおける日平均外気エンタルピーは次の式で求める。 空調機群が終日動く場合は外気エンタルピーの日平均を、 日をまたいで夜間動く場合は外気エンタルピーの夜間の平均値を、日中のみ動く場合は、日中の平均値を用いる。

\[H_{AC,oa,d} = \begin{cases}  \sum_{t=1}^{24} H_{AC,oa,d,t}  ,終日運転 \\  \sum_{t=19}^{24} H_{AC,oa,d,t} + \sum_{t=1}^{6} H_{AC,oa,d+1,t} ,夜間運転 \\  \sum_{t=7}^{18} H_{AC,oa,d,t} ,日中のみ運転) \end{cases}\]

空調機群の運転時間帯は接続される室の利用時間帯に依存する。 接続される全ての室の利用時間帯が同一であれば、空調機群の運転時間帯はそれと等しい。 しかし、接続される室によって利用時間帯が異なる場合はその組み合わせに依ることなく「終日運転」と見なす。

A.9 内部発熱量

表 140. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(U_{i}\)

室iの室用途

入力

\(CalendarNum_{i}\)

室iにおけるカレンダー番号

\(Q_{AC,room,app,ref,x}\)

用途xの機器発熱量参照値

W/\(m^{2}\)

\(Q_{AC,room,light,ref,x}\)

用途xの照明発熱量参照値

W/\(m^{2}\)

 

\(E_{human,ref,x}\)

作業強度xの人体発熱参照値

W/stem:[m^{2}

\(I_{op,i,d}\)

日付dにおける室iの作業強度(1~6)

\(Schedule_{app,x,d}\)

機器の稼働スケジュールxにおける日付dの稼働時間

時間/日

\(Schedule_{light,x,d}\)

照明の稼働スケジュールxにおける日付dの稼働時間

時間/日

\(Schedule_{human,x,d}\)

人の在室スケジュールxにおける日付dの在室時間

時間/日

表 141. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(Q_{AC,room,app,i,d}\)

日付d における室iの機器発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.3

\(Q_{AC,room,light,i,d}\)

日付d における室iの照明発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.3

\(Q_{AC,room,human,i,d}\)

日付dにおける室iの在室者発熱密度の日積算値

Wh/(\(m^{2}\)・day)

2.4.3

日付dにおける室iの内部発熱量は次式によって求められる。

\[Q_{AC,room,app,i,d} = Q_{AC,room,app,ref,i,d} \times T_{AC,room,app,i,d} \\ Q_{AC,room,light,i,d} = Q_{AC,room,light,ref,i,d} \times T_{AC,room,light,i,d} \\ Q_{AC,room,human,i,d} = E_{human,ref,i,d} \times T_{AC,room,human,i,d}\]

室iの日付dにおける機器、照明、人体による発熱参照値 \(Q_{AC,room,app,ref,i,d}\)、\(Q_{AC,room,light,ref,i,d}\)、\(E_{human,ref,i,d}\)は次のように求める。

\[Q_{AC,room,app,ref,i,d} = Q_{AC,room,app,ref,x} | x = U_{i} \\ Q_{AC,room,light,ref,i,d} = Q_{AC,room,light,ref,x} | x = U_{i} \\ E_{human,ref,i,d} = E_{human,ref,x} | x = I_{op,i,d}\]

なお、\(Q_{AC,room,T,ref,x}\)または\(E_{T,ref,x}\)は内部発熱源\(T\)(機器、人体、照明)の参照分類\(x\)における発熱参照値を表す。 \(|x=U_{i}\)は参照分類\(x\)が室iの用途\(U_{i}\)であることを示し、 \(|x=I_{op,i,d}\)は、参照分類xが日付dにおける室iの作業強度であることを示している。

また、室iの日付dにおける機器、人体、照明の稼働または在室時間 \(T_{AC,room,app,i,d}\)、\(T_{AC,room,light,i,d}\)、\(T_{AC,room,human,i,d}\)は次のように求める。

\[T_{AC,room,app,i,d} = Schedule_{app,x,d} |x=CalendarNum_{i} \\ T_{AC,room,light,i,d} = Schedule_{light,x,d} |x=CalendarNum_{i} \\ T_{AC,room,human,i,d} = Schedule_{human,x,d} | x=CalendarNum_{i}\]

ここで、\(Schedule_{T,x,d}\)は、内部発熱源T(機器、人体、照明)の稼働または在室スケジュールxの日付dにおける時間を表す。 \(|x=CalenderNum_{i}\) は在室スケジュールxが室iのカレンダー番号\(CalenderNum_{i}\)と一致することを示している。

A.10 二次エネルギー換算

表 142. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(fuel\)

燃料種別(電力,ガス,重油,灯油,液化天然ガス,地冷蒸気,地冷温水,地冷冷水)

入力

\(E_{prime,MJ}\)

一次エネルギー消費量

MJ

入力

\(K_{prime,ex}\)

他人から供給される熱の一次エネルギー換算値

入力

表 143. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(E_{unit,f}\)

燃料種別fの原単位消費量

kW, ㎥等

-

燃料種別のエネルギー消費量(二次)は次式によって求められる。 \(K_{prime,f}\)は一次エネルギー換算係数である。

\[E_{unit,f} = \frac{E_{prime,MJ}}{K_{prime,f}} \\\]
\[K_{prime,f} =  \begin{cases}  9760,  fuel=電力 \\  45,  fuel=ガス \\  41,  fuel=重油 \\  37,  fuel=灯油 \\  50,  fuel=液化天然ガス \\  K_{prime,ex},  fuel=他人から供給された熱 \end{cases}\]

燃料fuelは、電力, ガス, 重油, 灯油, 液化天然ガス, 地冷蒸気, 地冷温水 および 地冷冷水 に分類される。 このうち、地冷蒸気, 地冷温水 および 地冷冷水 は「他人から供給される熱」とする。

A.11 室内エンタルピー

表 144. 入力
変数名 説明 単位 参照先

\(Mode_{d}\)

日付dにおける空調機の運転モード

附属書A5

表 145. 出力
変数名 説明 単位 参照先

\(H_{AC,room,d}\)

日付d における空調時の室内空気エンタルピー

kJ/kg

2.6.1.2、2.6.2.1

日付dにおける室内空気のエンタルピー \(H_{AC,room,d}\) は次式で算出する。

\[H_{AC,room,d} = \begin{cases}  52.91,  Mode_{d}=冷房期 \\  47.81,  Mode_{d}=中間期 \\  38.81,  Mode_{d}=暖房期 \end{cases}\]