1. はじめに
Builelib (Builelib: Building Energy-modeling Library) は 非住宅建築物の年間一次エネルギー消費量を計算するためのプログラムです。
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Builelib: https://builelib.net/
計算ロジックは建築物省エネ基準に基づくエネルギー消費性能計算プログラム(WEBPRO)と同じですが、一部、WEBPROにはない機能を追加で実装しています。
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建築物省エネ基準に基づく「建築物のエネルギー消費量計算プログラム(非住宅版)」(WEBPRO)
https://building.app.lowenergy.jp/ -
「建築物のエネルギー消費量計算プログラム(非住宅版)」の計算方法(HTML)
https://webpro-nr.github.io/BESJP_EngineeringReference/index.html
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Builelibはpythonでコーディングされています。コマンドラインで実行することも可能です。 |
2. 入力の作成方法
Builelibでは、入力シート(Excel形式)に室の形状、外皮・設備の仕様等を入力し、これをアップロードすることで計算を実行します。
計算が適切に完了すれば、画面に結果が表示され、ZIPファイル(入力ファイルと計算結果)をダウンロードすることができます。
入力シート及び入力シートのサンプルについては、こちらをご覧下さい。 |
2.1. WEBPRO入力シートの作成
入力シートは、建築物省エネ基準に基づくエネルギー消費性能計算プログラム(WEBPRO) の入力シート(xlsmファイル)と同一のものが利用可能です。
入力方法等はWEBPROと同じです。
入力シートの作成方法については、国土技術政策総合研究所及び建築研究所による技術資料をご覧下さい。
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2.2. Builelib用 SPシートの作成
WEBPROの入力シートにBuilelib専用のSPシート(様式SP)を追加することにより、計算条件を詳細に指定して計算を実行することができます。
Builelib専用のSPシートを使用して計算を実行するためには、Builelib専用のSPシートを「移動またはコピー」して、WEBPRO入力シートのファイル(Excelファイル)内にシートを生成する必要があります。
表 1に示すSPシートが利用可能です。
なお、シートの内容や構成、有効となる設備は予告なく変わる可能性があります。
シート名称 | 概要 | 有効となる設備 |
---|---|---|
SP-1 変風量/変流量制御特性入力シート |
変風量及び変流量制御の省エネ効果を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-2 熱源機器特性入力シート |
熱源機器特性を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-3 熱源水温度入力シート |
水冷熱源における熱源水温度(月別)を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-4 室負荷入力シート |
各室の日積算室負荷(外気負荷は含まない)を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-5 気象データ入力シート |
外気温湿度や日射量等を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-6 カレンダーパターン入力シート |
カレンダーパターンを任意に指定することができます。 |
全設備 |
SP-7 室スケジュール入力シート |
時刻別の室スケジュール(空調発停、照明・人体・機器発熱比率)を任意に指定することができます。 |
空調、照明、昇降機 |
SP-8 開口部の日射熱取得率入力シート |
時刻別の開口部の日射熱取得率を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-9 室使用条件入力シート |
各室用途の室使用条件(発熱量参照値、外気導入量、換気運転時間、日積算湯使用量等)を任意に指定することができます。 |
空調、換気、給湯 |
SP-10 空調負荷入力シート |
時刻別の空調負荷(室負荷+外気負荷)を任意に指定することができます。 |
空調 |
SP-11 湯使用量入力シート |
日積算湯使用量を任意に指定することができます。 |
給湯 |
3. SPシートの作成方法
Buileibでは、入力シートに特殊なシート(様式SPシリーズ)を追加することにより、 プログラム内部で規定されているパラメータ等を強制的に上書きして計算することができます。
3.1. 変流量/風量制御の特性(様式SP-1)【空調】
3.1.1. 概要
空気調和設備における二次ポンプ群の変流量制御、空調機群の変風量制御を選択した場合のエネルギー消費特性を任意に入力することができます。
エネルギー消費特性は「様式SP-1:変流量・変風量制御」に入力します。
例えば「様式SP-1:変流量・変風量制御」に 図 1 のように入力すると、
-
制御方式名称「特殊な流量制御」として、負荷率の2次関数でエネルギー消費量が変化する特性
-
制御方式名称「特殊な風量制御」として、負荷率の1次関数でエネルギー消費量が変化する特性
が追加されます。
「様式SP-1:変流量・変風量制御」で入力した制御方式名称は、
に入力して使用することができます。
WEBPROにおいては、流量制御方式/風量制御方式として、以下の二つの選択肢が用意されています。
詳細はWEBPROの仕様書をご覧下さい。 |
3.1.2. 入力シートの作成方法
①制御方式名称
制御方式の名称を入力します。名称は自由に付けることができます。
ここで入力した名称を「様式2-6:二次ポンプ入力シート ⑧流量制御方式」もしくは「様式2-7:空調機入力シート ⑪風量制御方式」に入力すると、
本シートで指定した特性でエネルギー消費計算をすることができます。
②係数 x4
負荷率の4次関数の係数のうち、4次の項の係数を入力します。
③係数 x3
負荷率の4次関数の係数のうち、3次の項の係数を入力します。
④係数 x2
負荷率の4次関数の係数のうち、2次の項の係数を入力します。
⑤係数 x1
負荷率の4次関数の係数のうち、1次の項の係数を入力します。
⑥係数 a
負荷率の4次関数の係数のうち、切片の値を入力します。
3.2. 熱源機器特性(様式SP-2)【空調】
3.2.1. 概要
空気調和設備における熱源群の熱源機器特性を任意に入力することができます。
熱源機器特性は「様式SP-2:熱源機器特性」に入力します。
例えば「様式SP-2:熱源機器特性」に 図 4 のように入力すると、入力された特性を持つ新たな熱源機種「特殊な熱源機器1」及び「特殊な熱源機器2」が追加されます。
「様式SP-2:熱源機器特性」で入力した熱源機器名称は「様式2-5:熱源入力シート ⑥熱源機種」(図 5)に入力することができます。
WEBPROにおいて選択できる熱源機種及び特性については、次の仕様書をご覧下さい。 |
3.2.2. 入力シートの作成方法
①熱源機種名称
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熱源機種の名称を入力します。名称は自由に付けることができます。
-
ここで入力した名称を「様式2-5:熱源入力シート ⑥熱源機種」に入力すると、本シートで指定した特性でエネルギー消費計算をすることができます。
-
同じ名称を重複して使用することはできません。
-
既にWEBPROで指定されている熱源機種名称と同じ名称を使用することはできません。
-
-
同一の機種について、後述する「②運転モード」及び「⑤特性の種類」を複数指定する場合は、図 4の例のように「①熱源機種名称」は空欄として下の行に連続して入力します。
②運転モード
選択肢 | 定義/適用 | 備考 |
---|---|---|
冷房 |
冷房運転時(冷熱生成時)の特性を入力する場合 |
|
暖房 |
暖房運転時(温熱生成時)の特性を入力する場合 |
③燃料種類
-
入力する熱源機器の燃料種類を選択します。
-
この選択により、熱源機器のエネルギー消費量を一次エネルギー換算する際に使用する係数(一次エネルギー換算係数)の値が決まります。
-
-
選択肢は表 3に示すとおりです。
-
同一の「①熱源機種名称」と「②運転モード」の組み合わせについて1つしか「③燃料種類」は指定できません。
選択肢 | 定義/適用 | 備考 |
---|---|---|
電力 |
電力により駆動する熱源である場合 |
|
ガス |
都市ガスにより駆動する熱源である場合 |
|
重油 |
重油により駆動する熱源である場合 |
|
灯油 |
灯油により駆動する熱源である場合 |
|
液化石油ガス |
液化石油ガス(LPG)により駆動する熱源である場合 |
|
蒸気 |
熱源外部から供給蒸気された蒸気により駆動する熱源である場合 |
|
温水 |
熱源外部から供給蒸気された温水により駆動する熱源である場合 |
|
冷水 |
熱源外部から供給蒸気された冷水により駆動する熱源である場合 |
④熱源種類
-
入力する熱源機器の熱源(ヒートソース)の種類を選択します。
-
この選択により、能力比及び入力比が何の関数となるかが決まります。
-
-
選択肢は表 4に示すとおりです。
-
同一の「①熱源機種名称」と「②運転モード」の組み合わせについて1つしか「④熱源種類」は指定できません。
選択肢 | 定義/適用 | 備考 |
---|---|---|
空気 |
空冷式の熱源機器である場合 |
能力比及び入力比は外気乾球温度(冷房)、外気湿球温度(暖房)の関数となる。 |
水 |
水冷式の熱源機器である場合 |
能力比及び入力比は熱源水温度(冷却水温度)の関数となる。 |
不要 |
燃焼式の熱源機器等、外部の熱源を必要としない場合 |
能力比及び入力比は外気乾球温度の関数となる。 |
⑤特性の種類
選択肢 | 定義/適用 | 備考 |
---|---|---|
能力比 |
最大能力がどのように変化するかを入力する場合 |
能力比は「④熱源種類」の選択肢により何の関数となるかが変わります。 |
入力比 |
最大入力がどのように変化するかを入力する場合 |
入力比は「④熱源種類」の選択肢により何の関数となるかが変わります。 |
部分負荷特性 |
負荷率により入力がどのように変化するかを入力する場合 |
部分負荷特性は負荷率の関数となります。 |
送水温度特性 |
送水温度により入力がどのように変化するかを入力する場合 |
送水温度特性は送水温度の関数となります。 |
⑥特性データ 係数の適用範囲 下限
⑦特性データ 係数の適用範囲 上限
-
入力する特性データの適用範囲を指定します。
-
何の範囲を指定するかは「⑤特性の種類」が何の関数であるか、つまり「④熱源種類」の選択肢により変わります。
-
例えば、「②運転モード」が「冷房」、「④熱源種類」が「水」、「⑤特性の種類」が「能力比」である場合は、熱源水温度の範囲を入力します。
-
-
図 4における「暖房」の「能力比」のように、複数の範囲を指定して異なる特性データを入力することができます。 この場合は、「⑤特性の種類」は空欄として下の行に連続して入力します。
⑧特性データ 冷却水温度(部分負荷のみ)下限
⑨特性データ 冷却水温度(部分負荷のみ)上限
-
「④熱源種類」が「水」であり、「⑤特性の種類」が「部分負荷特性」である場合において、冷却水温度により特性を変えたい場合は、本欄に各特性の適用範囲を入力します。
-
入力をしない場合は空欄とします。
-
複数の範囲に対する特性データを入力する場合、「⑥特性データ 係数の適用範囲 下限」及び「⑦特性データ 係数の適用範囲 上限」を空欄とすることはできません。これらのセルにも値の入力が必要です。
-
⑩~⑭特性データ 係数
-
熱源の特性は4次式の関数として指定することができます。ここでは特性を表す関数の係数を入力します。
-
a4は4次の項の係数、a3は3次の項の係数、a2は2次の項の係数、a1は1次の項の係数、a0は切片です。
-
⑮特性データ 基整促係数
-
WEBPROでは、試験所等で測定された性能と実際に建物に据え付けられたときの性能との差を埋めるための係数(基整促係数)が考慮されています。ここでは、当該係数の値を入力します。
-
基整促係数を 1 とすれば補正がかからない条件での計算ができます。
-
3.3. 熱源水温度(様式SP-3)【空調】
3.3.1. 概要
空気調和設備における熱源群の熱源水温度を任意に入力することができます。
熱源水温度は「様式SP-3:熱源水温度入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-3:熱源水温度入力シート」に 図 6 のように入力すると、
「様式2-5:熱源入力シート ①熱源群名称」が「熱源A」である熱源群について、ここで入力された熱源水温度(年間17℃一定)でエネルギー消費量の計算が行われます。
3.3.2. 入力シートの作成方法
①熱源群名称
-
熱源水温度を指定する熱源群の名称を入力します。
-
この熱源群の名称は「様式2-5:熱源入力シート ①熱源群名称」にて入力された名称と一致していなければなりません。
-
対象とする熱源機器の機種は「水冷式」でなければいけません。
-
同一の熱源群に対して、複数の熱源水温度を指定することはできません。
-
②~⑬熱源水温度
-
各月の熱源水温度を入力します。
3.4. 室負荷(様式SP-4)【空調】
3.4.1. 概要
空気調和設備における各室の日積算室負荷(外気負荷は含まない)を任意に入力することができます。
室負荷は「様式SP-4:室負荷入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-4:室負荷入力シート」に 図 7 のように入力すると、
「1F 事務室」については入力された室負荷でエネルギー消費量の計算が行われます(プログラム内部で計算された室負荷が上書きされます)。
3.4.2. 入力シートの作成方法
①階 ②室名称
-
室負荷を入力する室の名称等を入力します。
-
該当する室について「様式2-1:空調ゾーン入力シート ①階、②室名」に入力した名称と同じ名称を入力します。
③ゾーン名称
-
本欄は将来の機能拡張のためのものです。現状では必ず空欄します。
④室負荷の種類
-
入力する室負荷の種類を選択します。
-
選択肢は表 6に示すとおりです。
選択肢 | 定義/適用 | 備考 |
---|---|---|
冷房 |
冷房負荷を入力する場合 |
|
暖房 |
暖房負荷を入力する場合 |
⑤日積算室負荷[MJ/day]
-
各日の日積算室負荷の値を入力します。
-
冷房負荷は正の値、暖房負荷は負の値とします。
-
同一の日に冷房負荷と暖房負荷の両方が発生する場合もあります。これは、例えば、午前は暖房要求、午後は冷房要求となることがあり得るからです。
-
3.5. 気象データ(様式SP-5)【空調】
3.5.1. 概要
任意の気象データを読み込むことが出来ます。
気象データは「様式SP-5:気象データ入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-5:気象データ入力シート」に 図 8 のように入力すると、
この様式に入力された外気温湿度、日射量を使ってエネルギー消費量の計算が行われます。
(ただし、現時点では空気調和設備の計算時のみ有効です)
3.5.2. 入力シートの作成方法
①年 ②月 ③日 ④時
-
気象データの年、月、日、時を入力します。
-
この入力は計算には使用されません。11行目を1月1日1時のデータとし、8770行目(12月31日24時)まで順に読み込みます。
⑤外気温度
-
外気温度を入力します。単位は ℃ です。
⑥外気湿度
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外気湿度を入力します。単位は kgDA/kg です。
⑥法線面直達日射量
-
法線面直達日射量を入力します。単位は W/m2 です。
⑦水平面天空日射量
-
水平面天空日射量を入力します。単位は W/m2 です。
⑧水平面夜間放射量
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水平面夜間放射量を入力します。単位は W/m2 です。
3.6. カレンダーパターン(様式SP-6)【全設備】
3.6.1. 概要
各室用途における各日のカレンダーパターンを任意に指定することが出来ます。
カレンダーパターンは「様式SP-6:カレンダーパターン入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-6:カレンダーパターン入力シート」に 図 9 のように入力すると、
「事務所等・事務室」及び「事務所等・会議室」については、ここで入力された運転パターンで各日のエネルギー消費量計算が行われます。
3.6.2. 入力シートの作成方法
①建物用途 ②室用途
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カレンダーパターンを入力する建物用途及び室用途を入力します。
-
ここで入力すると、入力された建物用途・室用途に属する室については全てここで入力されたカレンダーパターンで計算がなされます。 室毎にスケジュールを詳細変更したい場合は、様式SP-7をご利用下さい。
③カレンダーパターン
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各日のカレンダーパターン(1 or 2 or 3)を入力します。
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各室用途におけるカレンダーパターンがどのような運用条件を想定しているかは、標準室使用条件に関する資料を参照ください。
WEBPROのカレンダーパターンについては、次の仕様書をご覧下さい。 |
3.7. 室スケジュール(様式SP-7)【空調、照明、昇降機】
3.7.1. 概要
各室の時々刻々の運用スケジュールを任意に指定することが出来ます。
運用スケジュールは「様式SP-7: 室スケジュール入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-7: 室スケジュール入力シート」に 図 10 のように入力すると、
室「1F 事務室」については、ここで入力された運用スケジュールで各日のエネルギー消費量計算が行われます。
3.7.2. 入力シートの作成方法
①階 ②室名
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室スケジュールを指定する室の階・室名を入力します。
③使用時間帯
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各室の使用時間帯を入力します。選択肢は「昼」「夜」「終日」です。
-
この入力により、日平均外気温度・湿度・エンタルピーを計算する時間帯が異なります。
④スケジュールの種類
-
指定するスケジュールの種類を入力します。
-
選択肢は「室の同時使用率」「照明発熱密度比率」「人体発熱密度比率」「機器発熱密度比率」です。
⑤比率
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各時刻の比率を入力します。
-
「室の同時使用率」については、0か1を指定します。0であれば空調は無(停止)、1は空調は有(稼働)となります。
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「照明発熱密度比率」「人体発熱密度比率」「機器発熱密度比率」については、標準室使用条件における発熱量参照値に対する比率を指定します。0以上の値を入力する必要があります。1以上の値も指定可能です。
WEBPROの室スケジュールについては、次の仕様書をご覧下さい。 |
3.8. 開口部の日射熱取得率(様式SP-8)【空調】
3.8.1. 概要
各開口部の時々刻々の日射熱取得率を任意に指定することが出来ます。
日射熱取得率は「様式SP-8: 開口部の日射熱取得率入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-8: 開口部の日射熱取得率入力シート」に 図 11 のように入力すると、
開口部「WNDW1」については、ここで入力された時々刻々の日射熱取得率でエネルギー消費量計算が行われます。
3.8.2. 入力シートの作成方法
①開口部名称
-
開口部の名称を入力します。
-
ここで入力した開口部名称と同じ名称の開口部が様式2-3で入力されていなければなりません。これは日射熱取得率以外の諸元を定めるためです。
②日射熱取得率
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時々刻々の日射熱取得率を入力します。
-
ここで入力する日射熱取得率は、庇やブラインド等の効果を見込んだ値であることとします。
3.9. 室使用条件(様式SP-9)【空調、換気、給湯】
3.9.1. 概要
室使用条件を任意に指定することが出来ます。
室使用条件は「様式SP-9: 室使用条件入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-9: 室使用条件入力シート」に 図 12 のように入力すると、
用途が「事務所等・事務室」の室については、ここで入力された室使用条件でエネルギー消費量計算が行われます。
入力しなかった(空欄とした)項目については、プログラム内部で保有する標準室使用条件が使用されます。
3.9.2. 入力シートの作成方法
①建物用途
②室用途
-
室使用条件を入力する建物用途及び室用途を入力します。
-
ここで入力すると、入力された建物用途・室用途に属する室については全てここで入力された室使用条件で計算がなされます。
③空調 発熱量等参照値 照明発熱
-
空調計算における照明発熱量参照値を入力します。単位は[W/m2]です。
④空調 発熱量等参照値 人員密度
-
空調計算における人員密度参照値を入力します。単位は[人/m2]です。
⑤空調 発熱量等参照値 機器発熱
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空調計算における機器発熱量参照値を入力します。単位は[W/m2]です。
⑥空調 作業強度指数
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空調計算における人体からの発熱量を決めるための作業強度指数を入力します。
-
作業強度指数の選択肢は 表 7 のとおりです。
選択肢 | 一人あたりの発熱量 |
---|---|
1 |
92 W/人 |
2 |
106 W/人 |
3 |
119 W/人 |
4 |
131 W/人 |
5 |
145 W/人 |
⑦空調 外気導入量
-
空調計算における外気導入量を入力します。単位は[(m3/h)/m2]です。
⑧換気 年間換気時間(非空調室)
-
年間換気運転時間を入力します。ただし、この設定が有効となるのは非空調室のみです。単位は[時間/年]です。
⑨給湯 日積算湯使用量 洗面用途
⑩給湯 日積算湯使用量 シャワー用途
⑪給湯 日積算湯使用量 厨房用途
⑫給湯 日積算湯使用量 その他用途
-
使用用途別の日積算湯使用量を入力します。単位は[L/m2日]です。
WEBPROの標準室使用条件については、次の仕様書をご覧下さい。 |
3.10. 空調負荷(様式SP-10)【空調】
3.10.1. 概要
空気調和設備における各空調機群の空調負荷(室負荷+外気負荷)を任意に入力することができます。 この空調負荷には、外気処理に関わる省エネ技術(全熱交換器、外気カット、外気冷房)が全て考慮された負荷を入力することとします。このシートを使用した場合、プログラム内部ではこれらの省エネ技術の効果は見込まれません。
空調負荷は「様式SP-10: 空調負荷入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-10: 空調負荷入力シート」に 図 13 のように入力すると、
空調機群「ACP1」については、ここで入力された時々刻々の空調負荷でエネルギー消費量計算が行われます。
3.10.2. 入力シートの作成方法
①空調機群名称
-
空調機群の名称を入力します。
-
ここで入力した空調機群名称と同じ名称の空調機群が様式2-7で入力されていなければなりません。
②空調負荷
-
時々刻々の空調負荷を入力します。単位は[kW]です。
-
暖房負荷は負の値、冷房負荷は正の値とします。空調が停止しているときは0を入力します。
3.11. 湯使用量(様式SP-11)【給湯】
3.11.1. 概要
各室の日積算湯使用量を任意に入力することができます。
湯使用量は「様式SP-11: 湯使用量入力シート」に入力します。
例えば「様式SP-11: 湯使用量入力シート」に 図 14 のように入力すると、
「1F 事務室」については、ここで入力された日積算湯使用量を用いて給湯設備のエネルギー消費量計算が行われます。
3.11.2. 入力シートの作成方法
①階 ②室名称
-
室負荷を入力する室の名称等を入力します。
-
該当する室について「様式5-1:給湯対象室入力シート ①階、②室名」に入力した名称と同じ名称を入力します。
③使用用途
-
湯の使用用途を入力します。
-
湯の使用用途の選択肢は 表 8 のとおりです。
-
全ての使用用途を入力する必要はありません。入力のない使用用途については標準室使用条件で規定された湯の使用量が使用されます。 従って、ある使用用途の湯使用量を強制的に0にしたい場合は、明示的に0を入力する必要があります。
選択肢 | 説明 |
---|---|
洗面 |
便所等で洗面・手洗いに使用される湯 |
シャワー |
更衣室等のシャワーで使用される湯 |
厨房 |
厨房で使用される湯 |
その他 |
上記以外の目的で使用される湯(病院で治療・検査のために使用される湯、浴槽のための湯等) |
④日積算湯使用量
-
日積算湯使用量を入力します。単位は[L/日]です。一人当たり、面積当たりの数値ではないため注意が必要です。