JP7073901B2 - Heat load calculation device and heat load calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、熱負荷計算装置及び熱負荷計算方法に関する。 The present invention relates to a heat load calculation device and a heat load calculation method.
従来、建造物に付与される貫流負荷、日射負荷、照明負荷等の熱負荷を様々なパラメータに基づいて計算し、その計算結果から適切な空調能力の空調設備を選定することが行われている。そのような熱負荷を計算する計算装置は種々開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the heat load such as the once-through load, the solar radiation load, and the lighting load applied to the building is calculated based on various parameters, and the air-conditioning equipment having an appropriate air-conditioning capacity is selected from the calculation results. .. Various arithmetic units for calculating such a heat load have been developed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、近年、建設技術の向上により、外皮の形状が複雑な建造物が設計・建設されるようになってきている。外皮とは、外気に接する表面をいい、例えば外皮は外壁、屋根及び窓等から構成される。外皮の形状が複雑であると、外皮上の位置ごとに法線の方位角及び仰角又は俯角が異なるので、単位面積当たりの日射量が異なる。外皮上の位置ごとに日射負荷を計算していたのでは、計算負担が大きい。 By the way, in recent years, due to the improvement of construction technology, buildings having a complicated outer skin shape have been designed and constructed. The exodermis refers to a surface in contact with the outside air, for example, the exodermis is composed of an outer wall, a roof, a window, and the like. When the shape of the outer skin is complicated, the azimuth, elevation, or depression angle of the normal differs depending on the position on the outer skin, so that the amount of solar radiation per unit area differs. If the solar radiation load was calculated for each position on the outer skin, the calculation burden would be large.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、日射負荷の計算負担の軽減を図ることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the calculation burden of the solar radiation load.
以上の課題を解決するために、建造物モデルの外皮の日射負荷を計算する熱負荷計算装置は、前記建造物モデルの外皮を複数の第1メッシュに分割する分割手段と、前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を算出する法線ベクトル算出手段と、前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲と、前記建造物モデルを中心とした天球が前記第1メッシュよりも少なく分割されることによって得られる複数の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値との対応関係を記述した対応付けテーブルを参照して、前記法線ベクトル算出手段によって算出された前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける対応付け手段と、前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値と、前記第2メッシュの単位面積当たりの日射量が取り得る値との対応関係を記述した参照テーブルを参照して、前記対応付け手段によって対応付けられた前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応する日射量を取得して、取得した日射量を前記建造物モデルの前記第1メッシュの単位面積当たりの日射量として決定する日射量取得手段と、前記日射量取得手段により取得した日射量に基づいて、前記建造物モデルの前記第1メッシュを通じた日射負荷を算出する日射負荷算出手段と、を備える。 In order to solve the above problems, the heat load calculation device for calculating the solar radiation load of the outer skin of the building model includes a dividing means for dividing the outer skin of the building model into a plurality of first meshes and the first mesh. A normal vector calculation means for calculating the normal azimuth, elevation, or depression, a range of values that the normal azimuth, elevation, or depression of the first mesh can take, and a celestial sphere centered on the building model. Refer to the correspondence table describing the correspondence between the azimuth angle and the elevation angle or the depression angle of the normals of the plurality of second meshes obtained by being divided into less than the first mesh. An associating means for associating the azimuth angle and elevation angle or depression angle of the normal line of the first mesh with the azimuth angle and elevation angle or depression angle of the normal line of the second mesh calculated by the normal vector calculation means, and the second mesh. Corresponding by the corresponding means with reference to a reference table describing the correspondence between the values that can be taken by the azimuth angle and elevation angle or depression angle of the normal and the values that can be taken by the amount of solar radiation per unit area of the second mesh. The amount of solar radiation corresponding to the normal azimuth angle and elevation angle or depression angle of the attached second mesh is acquired, and the acquired amount of solar radiation is determined as the amount of solar radiation per unit area of the first mesh of the building model. It is provided with a solar radiation amount acquisition means for calculating the solar radiation load, and a solar radiation load calculation means for calculating the solar radiation load through the first mesh of the building model based on the solar radiation amount acquired by the solar radiation amount acquisition means.
建造物モデルの外皮の日射負荷をコンピュータにより計算する熱負荷計算方法は、前記建造物モデルの外皮を複数の第1メッシュに分割する分割工程と、前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を算出する法線ベクトル算出工程と、前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲と、前記建造物モデルを中心とした天球が前記第1メッシュよりも少なく分割されることによって得られる複数の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値との対応関係を記述した対応付けテーブルを参照して、前記法線ベクトル算出工程によって算出された前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける対応付け工程と、前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値と、前記第2メッシュの単位面積当たりの日射量が取り得る値との対応関係を記述した参照テーブルを参照して、前記対応付け工程によって対応付けられた前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応する日射量を取得して、取得した日射量を前記建造物モデルの前記第1メッシュの単位面積当たりの日射量として決定する日射量取得工程と、前記日射量取得工程により取得した日射量に基づいて、前記建造物モデルの前記第1メッシュを通じた日射負荷を算出する日射負荷算出工程と、を備える。 The heat load calculation method for calculating the solar radiation load of the outer skin of the building model by a computer includes a division step of dividing the outer skin of the building model into a plurality of first meshes, and the azimuth angle and elevation angle of the normal of the first mesh. Alternatively, the normal vector calculation process for calculating the depression angle, the range of values that the normal azimuth angle and elevation angle or depression angle of the first mesh can take, and the celestial sphere centered on the building model are larger than those of the first mesh. Calculated by the normal vector calculation step with reference to a correspondence table that describes the correspondence between the azimuth angle and the elevation angle or the depression angle of the normals of the plurality of second meshes obtained by being divided into smaller parts. The associating step of associating the normal azimuth angle and elevation angle or depression angle of the first mesh with the azimuth angle and elevation angle or depression angle of the normal line of the second mesh, and the azimuth angle and elevation angle of the normal line of the second mesh. Alternatively, the second mesh associated with the second mesh by the associating step with reference to a reference table describing the correspondence between the value that the depression angle can take and the value that the solar radiation amount per unit area of the second mesh can take. The solar radiation amount acquisition step of acquiring the solar radiation amount corresponding to the azimuth angle and elevation angle or depression angle of the normal, and determining the acquired solar radiation amount as the solar radiation amount per unit area of the first mesh of the building model. A solar radiation load calculation step of calculating the solar radiation load through the first mesh of the building model based on the solar radiation amount acquired by the solar radiation amount acquisition step is provided.
以上によれば、対応付けテーブルの参照によって、建造物モデルの第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が天球の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられる。天球の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値は、建造物モデルの第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値よりも少ない。よって、熱負荷計算装置による日射負荷の計算負担が軽減される。
また、日射量が参照テーブルに格納されており、建造物モデルの第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が算出された上で、対応付けテーブル及び参照テーブルの参照によって日射量が参照テーブルから取得される。よって、熱負荷計算装置による日射負荷の計算負担が軽減される。
Based on the above, by referring to the correspondence table, the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh of the building model are associated with the azimuth and elevation or depression of the normal of the second mesh of the celestial sphere. The azimuth and elevation or depression angle of the normal of the second mesh of the celestial sphere is less than the value that the azimuth and elevation or depression of the normal of the first mesh of the building model can take. Therefore, the calculation load of the solar radiation load by the heat load calculation device is reduced.
In addition, the amount of solar radiation is stored in the reference table, and after calculating the azimuth, elevation, or depression angle of the normal of the first mesh of the building model, the amount of solar radiation can be referred to by referring to the correspondence table and reference table. Obtained from the table. Therefore, the calculation load of the solar radiation load by the heat load calculation device is reduced.
前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が前記対応付けテーブルにおける範囲に含まれる場合、前記第1メッシュの法線の延長線は、その範囲に前記対応付けテーブルにおいて対応付けられた値で法線の方位角及び仰角又は俯角が表された前記第2メッシュに交差する。 When the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh is included in the range in the correspondence table, the extension of the normal of the first mesh is associated with the range in the correspondence table. It intersects the second mesh, where the azimuth and elevation or depression of the normal are represented by values.
本発明の実施形態によれば、熱負荷計算装置による日射負荷の計算負担が軽減される。 According to the embodiment of the present invention, the calculation burden of the solar radiation load by the heat load calculation device is reduced.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, although the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
1.熱負荷計算装置の構成
図1は、本発明の一実施形態である熱負荷計算装置10のブロック図である。
熱負荷計算装置10は、コンピュータ11、表示デバイス12、入力デバイス13及び記憶部14を備える。
1. 1. Configuration of Heat Load Calculation Device FIG. 1 is a block diagram of a heat
The heat
コンピュータ11は、CPU、ROM、RAM、グラフィックコントローラ、システムバス及びハードウェアインタフェース等を有する。
表示デバイス12は、例えば液晶ディスプレイデバイス、有機ELディスプレイデバイス又はプロジェクタである。コンピュータ11が演算処理によって映像信号を生成し、その映像信号を表示デバイス12に出力する。そうすると、映像信号に従った画面が表示デバイス12によって表示される。表示デバイス12とコンピュータ11が一体化されていてもよいし、別体であってもよい。
入力デバイス13は、例えばスイッチ、キーボード若しくはポインティングデバイス又はこれらの組み合わせである。入力デバイス13は、表示デバイス12の表面に設けられたタッチパネルであってもよい。入力デバイス13は、操作されると操作内容に応じた信号をコンピュータ11に出力する。
The
The
The
記憶部14は、半導体メモリ又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置である。記憶部14は、コンピュータ11に内蔵されたものでもよいし、コンピュータ11に外付けされたものでもよい。
The
記憶部14には、BIM(building information modeling)又はCAD(computer-aided design)を実現する設計用ソフトウェアによって作成された建造物モデルデータ21が記憶されている。建造物モデルデータ21は、建造物をモデリングするために建造物の三次元形状を定義する。建造物モデルデータ21に従ってモデリングされた建造物モデルは、サーフェスモデル、ソリッドモデル、ワイヤフレームモデル若しくはポリゴンモデル又はこれらの組み合わせである。
The
図2には、建造物モデルデータ21に従ってモデリングされた建造物モデル51の一例が天球61とともに示されている。図3には、天球61の半体が平面に投影されて示されている。建造物モデルデータ21の位置情報は、緯度、経度及び高度によって表現されるか、又は地心直交座標系によって表現される。建造物モデル51の外側には、建造物モデル51の外皮の熱負荷、特に日射負荷の計算に利用される天球61が設定される。
FIG. 2 shows an example of the
記憶部14には、対応付けテーブル23及び参照テーブル24が格納されている。対応付けテーブル23及び参照テーブル24については、後に詳細に説明する。
The correspondence table 23 and the reference table 24 are stored in the
記憶部14には、コンピュータ11にとって実行可能な計算プログラム22が格納されている。コンピュータ11が計算プログラム22を実行すると、コンピュータ11が以下のような各種の機能部31~36として機能する。
The
モデルデータ読込部31は、記憶部14から建造物モデルデータ21を読み込む。
The model
外皮分割部32は、建造物モデル51の外皮を複数の第1メッシュ52に分割する。第1メッシュ52とは、頂点及びそれら頂点を結ぶ辺を有した平面的な小領域のことをいう。建造物モデル51の外皮の形状は第1メッシュ52によって表現される。第1メッシュ52の集合体が建造物モデル51の外皮となる。分割された第1メッシュ52は非常に多く且つ微小であるので、建造物モデル51の外皮が複雑且つきめ細やかに表現される。
The outer
外皮分割部32は、建造物モデル51の外皮を分割する際に、各第1メッシュ52の頂点の位置を算出する。頂点の位置は、緯度、経度及び高度によって表現されるか、又は地心直交座標系によって表現される。
The outer
法線ベクトル算出部33は、各第1メッシュ52の頂点の位置から、各第1メッシュ52の法線ベクトル、特に単位法線ベクトルを算出する。法線ベクトルは、第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角によって表現される。各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角は離散的なパラメータであるものの、各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角の取り得る値が非常に多いので、方位角及び仰角又は俯角はほぼ無段階的且つ連続的なパラメータ、つまりほぼアナログ的なパラメータといえる。但し、各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角は、コンピュータ11によって計算されるため、完全にアナログ的なパラメータでないのは勿論である。なお、本実施形態では、方位角は南を基準とするとともに反時計回りを正の向きとしたが、方位角の基準方位は東西南北の何れであってもよいし、方位角の正の向きは反時計回りと時計回りのどちらでもよい。また、仰角又は俯角は水平面に垂直な垂線を基準とするが、仰角又は俯角の基準は水平面であってもよい。
The normal
メッシュ対応付け部34は、対応付けテーブル23を参照して、対応付けテーブル23に従って建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角を天球61の第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける。
The
天球61の中心は、建造物モデル51の位置に設定されている。天球61は複数の第2メッシュ62に分割されている。天球61はこれらの第2メッシュ62によって表現され、これら第2メッシュ62の集合体が天球61となる。建造物モデル51の第1メッシュ52と同様に、天球61の第2メッシュ62も、頂点及びそれら頂点を結ぶ辺を有した平面的な小領域である。天球61の第2メッシュ62は建造物モデル51の第1メッシュ52よりも少ない。なお、図3において、第2メッシュ62内に記載された数字は、各第2メッシュ62ごとに固有の識別番号である。
The center of the
図4は、対応付けテーブル23の一例を示す図である。この対応付けテーブル23は、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲と、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値との対応関係を記述したデータテーブルである。ここで、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角は離散的なパラメータであり、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角も離散的なパラメータである。ところが、天球61の第2メッシュ62が建造物モデル51の第1メッシュ52よりも少ないため、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値は、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値よりも少ない。それゆえ、対応付けテーブル23では、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値に対して、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲が対応付けられている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the correspondence table 23. The correspondence table 23 shows the range of values that the normal azimuth and elevation angle or depression angle of each
対応付けテーブル23が記述する対応関係は、以下のように決定される。すなわち、建造物モデル51の第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が対応付けテーブル23の最左列及び左から2番目の列の範囲に含まれる場合、図5~図7に示すようにその第1メッシュ52の法線53の延長線は、その範囲に対応付けられた右から2番目の列及び最右列の値で法線63の方位角及び仰角又は俯角が表された天球61の第2メッシュ62に交差することになる。
The correspondence relationship described in the correspondence table 23 is determined as follows. That is, when the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the
日射量取得部35は、参照テーブル24を参照して、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられた第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に基づいて、第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられた日射量を第1メッシュ52の日射量として取得する。
The solar radiation
図8は、参照テーブル24の一例を示す図である。図8に示すように、緯度別、経度別且つ一年間の日時別に参照テーブル24が準備されている。緯度、経度及び日時が特定されると、それらに対応する参照テーブル24が指定される。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the reference table 24. As shown in FIG. 8, the reference table 24 is prepared for each latitude, longitude, and date and time for one year. Once the latitude, longitude and date and time are specified, the corresponding reference table 24 is specified.
参照テーブル24は、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値と、各第2メッシュ62の単位面積当たりの日射量が取り得る値との対応関係を記述したデータテーブルである。各第2メッシュ62の単位面積当たりの日射量は離散的なパラメータである。参照テーブル24では、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角の取り得る値と、各第2メッシュ62の単位面積当たりの日射量の取り得る値とは、1対1で対応付けられている。
The reference table 24 shows the correspondence between the values that the azimuth, elevation, or depression angle of the normal of each
参照テーブル24が記述する対応関係について、以下に説明する。すなわち、天球61の第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が参照テーブル24の最左列及び左から2番目の列の値である場合、その第2メッシュ62の日射量、特に斜面日射量がそれらの値に対応付けられた最右列の値となる。
The correspondence relationships described in the reference table 24 will be described below. That is, when the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the
日射負荷算出部36は、取得した単位面積当たりの日射量に基づいて、日射負荷を算出する。
The solar radiation
2.コンピュータが実行する処理の流れ
続いて、コンピュータ11が計算プログラム22に従って行う処理の流れについて説明する。
2. 2. Flow of processing executed by the computer Next, the flow of processing performed by the
(1)建造物モデルデータの読み込み
まず、モデルデータ読込部31が、記憶部14から建造物モデルデータ21を読み込んで、RAMに展開する。
(1) Reading of building model data First, the model
(2)外皮分割
次に、外皮分割部32が、モデルデータ読込部31によって読み込まれた建造物モデルデータ21に従った建造物モデル51の外皮を複数の第1メッシュ52に分割するとともに、各第1メッシュ52の頂点の位置を算出する。
(2) Exterior skin division Next, the outer
(3)法線ベクトル算出
次に、法線ベクトル算出部33が、外皮分割部32によって算出された各第1メッシュ52の頂点の位置に基づいて、各第1メッシュ52の法線ベクトルを算出する。つまり、法線ベクトル算出部33は、各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角を算出する。
(3) Normal vector calculation Next, the normal
(4)対応付け
次に、メッシュ対応付け部34が、対応付けテーブル23を参照して、法線ベクトル算出部33によって算出された各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角を天球61の第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける。つまり、メッシュ対応付け部34は、法線ベクトル算出部33によって算出された第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が最左列及び左から2番目の列の範囲に含まれる場合、それらの範囲に対応付けられた右から2番目の列及び最右列の値となる方位角及び仰角又は俯角に第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角を対応付ける。
(4) Correspondence Next, the
(5)日射量取得
次に、日射量取得部35が、参照テーブル24を参照して、対応付けテーブル23に従って各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられた第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に基づいて、第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられた日射量を取得する。そして、日射量取得部35は、取得した日射量を、各第1メッシュ52の単位面積当たりの日射量として決定する。
(5) Acquisition of solar radiation amount Next, the solar radiation
なお、日射量取得部35が、建造物モデル51の緯度及び経度に該当する各参照テーブル24を参照することによって、日時別に各第1メッシュ52の単位面積当たりの日射量を取得する。
In addition, the solar radiation
(6)日射負荷の算出
次に、日射負荷算出部36が、日射量取得部35によって決定された各第1メッシュ52の単位面積当たりの日射量に各種の係数を乗ずることによって、各第1メッシュ52を通じた日射負荷を算出する。具体的には、日射負荷算出部36が、4つの成分(つまり、直達成分、直達成分の地物反射成分、天空成分、天空成分の地物反射成分)を求めた上で、これら4つの成分を総和して、その総和に遮蔽係数を乗じて日射負荷を算出する。ここで、直達成分は、窓面日射量直達成分に窓面日照面積率及び日射角特性に応じた熱取得率を乗ずることによって求められる。直達成分の地物反射成分は、窓面日射量直達成分に地物反射率、窓の地物に対する形態係数及び天空日射の熱所得率を乗ずることによって求められる。天空成分は、窓面日射量天空成分に窓の天空に対する形態係数及び天空日射の熱取得率を乗ずることによって求められる。天空成分の地物反射成分は、窓面日射天空成分に地物反射率、窓の地物に対する形態係数及び天空日射の熱所得率を乗ずることによって求められる。これら4つの成分の総和は、日射熱取得という。
(6) Calculation of solar radiation load Next, the solar radiation
3.有利な効果
(1) 対応付けテーブル23の参照によって、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付けられる。これにより、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角に置き換わって、コンピュータ11により計算が行われる。ここで、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値は、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値よりも少ない。よって、コンピュータ11による計算負担が軽減される。
3. 3. Advantageous effects (1) By reference to the mapping table 23, the azimuth and elevation or depression angle of the normal of each
(2) 建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角から日射量を計算する処理は、大きな負担が掛かる。ところが、日射量は予め計算されており、記憶部14の参照テーブル24に予め格納されている。そして、コンピュータ11が、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角を計算した上で、対応付けテーブル23及び参照テーブル24を参照して、参照テーブル24から日射量を取得する。よって、コンピュータ11の計算負担が軽減される。
(2) The process of calculating the amount of solar radiation from the azimuth and elevation or depression angle of the normal of each
(3) 参照テーブル24では、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値ごとに日射量が対応付けられている。そして、天球61の各第2メッシュ62の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値は、建造物モデル51の各第1メッシュ52の法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値よりも少ない。従って、参照テーブル24のデータ量が小さい上、参照テーブル24を参照して日射量を取得する処理の負担が軽減される。
(3) In the reference table 24, the amount of solar radiation is associated with each possible value of the azimuth, elevation, or depression of the normal of each
10…熱負荷計算装置
11…コンピュータ
21…建造物モデルデータ
22…計算プログラム
23…対応付けテーブル
24…参照テーブル
31…モデルデータ読込部
32…外皮分割部
33…法線ベクトル算出部
34…メッシュ対応付け部
35…日射量取得部
36…日射負荷算出部
51…建造物モデル
52…第1メッシュ
61…天球
62…第2メッシュ
10 ... Heat
Claims (3)
前記建造物モデルの外皮を複数の第1メッシュに分割する分割手段と、
前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を算出する法線ベクトル算出手段と、
前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲と、前記建造物モデルを中心とした天球が前記第1メッシュよりも少なく分割されることによって得られる複数の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値との対応関係を記述した対応付けテーブルを参照して、前記法線ベクトル算出手段によって算出された前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける対応付け手段と、
前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値と、前記第2メッシュの単位面積当たりの日射量が取り得る値との対応関係を記述した参照テーブルを参照して、前記対応付け手段によって対応付けられた前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応する日射量を取得して、取得した日射量を前記建造物モデルの前記第1メッシュの単位面積当たりの日射量として決定する日射量取得手段と、
前記日射量取得手段により取得した日射量に基づいて、前記建造物モデルの前記第1メッシュを通じた日射負荷を算出する日射負荷算出手段と、を備える熱負荷計算装置。 In the heat load calculation device that calculates the solar radiation load of the outer skin of the building model,
A dividing means for dividing the outer skin of the building model into a plurality of first meshes, and
A normal vector calculating means for calculating the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh, and
A range of values that the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh can take, and a plurality of second spheres obtained by dividing the celestial sphere centered on the building model less than the first mesh. The azimuth of the normal of the first mesh calculated by the normal vector calculating means with reference to the correspondence table describing the correspondence between the azimuth of the normal of the mesh and the value that the elevation or depression angle can take. And associating means for associating the elevation or depression angle with the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the second mesh.
With reference to the reference table that describes the correspondence between the values that can be taken by the azimuth, elevation, or depression angle of the normal of the second mesh and the values that can be taken by the amount of solar radiation per unit area of the second mesh. The amount of solar radiation corresponding to the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the second mesh associated with the mapping means is acquired, and the acquired amount of solar radiation is per unit area of the first mesh of the building model. The means of obtaining the amount of solar radiation, which is determined as the amount of solar radiation,
A heat load calculation device including a solar radiation load calculating means for calculating a solar radiation load through the first mesh of the building model based on the solar radiation amount acquired by the solar radiation amount acquisition means.
前記建造物モデルの外皮を複数の第1メッシュに分割する分割工程と、
前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を算出する法線ベクトル算出工程と、
前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値の範囲と、前記建造物モデルを中心とした天球が前記第1メッシュよりも少なく分割されることによって得られる複数の第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値との対応関係を記述した対応付けテーブルを参照して、前記法線ベクトル算出工程によって算出された前記第1メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角を前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応付ける対応付け工程と、
前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角が取り得る値と、前記第2メッシュの単位面積当たりの日射量が取り得る値との対応関係を記述した参照テーブルを参照して、前記対応付け工程によって対応付けられた前記第2メッシュの法線の方位角及び仰角又は俯角に対応する日射量を取得して、取得した日射量を前記建造物モデルの前記第1メッシュの単位面積当たりの日射量として決定する日射量取得工程と、
前記日射量取得工程により取得した日射量に基づいて、前記建造物モデルの前記第1メッシュを通じた日射負荷を算出する日射負荷算出工程と、を備える熱負荷計算方法。 In the heat load calculation method that calculates the solar radiation load of the outer skin of the building model by computer
The division process of dividing the outer skin of the building model into a plurality of first meshes, and
A normal vector calculation step for calculating the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh, and
A range of values that the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the first mesh can take, and a plurality of second spheres obtained by dividing the celestial sphere centered on the building model less than the first mesh. The azimuth of the normal of the first mesh calculated by the normal vector calculation step with reference to the correspondence table describing the correspondence between the azimuth of the normal of the mesh and the value that the elevation or depression angle can take. And the associating step of associating the elevation angle or the depression angle with the azimuth and the elevation angle or the depression angle of the normal of the second mesh.
With reference to the reference table that describes the correspondence between the values that can be taken by the azimuth, elevation, or depression angle of the normal of the second mesh and the values that can be taken by the amount of solar radiation per unit area of the second mesh. The amount of solar radiation corresponding to the azimuth and elevation or depression angle of the normal of the second mesh associated with the mapping step is acquired, and the acquired amount of solar radiation is per unit area of the first mesh of the building model. The solar radiation acquisition process, which is determined as the solar radiation amount,
A heat load calculation method comprising a solar radiation load calculation step of calculating a solar radiation load through the first mesh of the building model based on the solar radiation amount acquired by the solar radiation amount acquisition step.
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| 尾関 義一,放射・対流連成解析のための複雑な内部形状,大規模メッシュに対応する日射熱取得計算手法に関する研究,空気調和・衛生工学会論文集,1997年07月25日,Vol.22 No.66,pp.1-10 |
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