気候分析とパッシブ設計戦略

FAQ: cove.tool の気候レポートを使用して、パッシブ デザイン戦略を通知するにはどうすればよいですか?

Patrick Chopson avatar
対応者:Patrick Chopson
一週間前以上前にアップデートされました

cove.tool は、地域の気候条件を使用して、プロジェクトの場所に基づいて気候調査と複数のパッシブ デザインの推奨事項を自動化します。

気候とは?

建物のエネルギー性能について気候がどのように分析されるかを理解するには、まず気候とは何かを明確にする必要があります。

  • 気候は、任意に定義された期間にわたる天気の統計です。温度、湿度、降雨量、風、日射量など、建物の囲いに負荷をかける一連の外部環境条件です。

  • 気象ファイルは、乾球温度と湿球温度、相対湿度、風速と風向、日射量、および典型的な年の各時間の降水量などのデータ変数のコレクションです。

気象データを視覚化するために、通常、さまざまなパラメーターを理解し、気候対応戦略に関する結論を引き出すために、いくつかの代表的な図が生成されます。気象ファイルは、建物の場所に基づいてプロジェクトに自動的に関連付けられます。 cove.tool の気象ファイルの詳細については、こちら を参照してください

パッシブ戦略はどのように役立ちますか?

パッシブ戦略による設計とは、制約を理解し、アクティブな機械システムを必要としない設計応答を作成することです。例としては、周囲のエネルギー源を使用して、建物の空間を冷却、加熱、日陰、または換気することが含まれます。パッシブ戦略を設計する際の課題は、それらが効果的であるためには、プロセスの初期段階で組み込む必要があるということです。気候の受動的な影響を理解している建築家は、費用対効果が高く、エネルギー効率の高い建物をより適切に提供できるようになります。

気候ダイアグラムとパッシブ戦略

01//相対温度と湿度

これらの 2 つの図は、一般的な気候条件の簡単な暫定的なスナップショットを提供します。それらは主要な快適条件を構成し、他のいくつかの気候図の基礎を形成します。

  • 相対温度(乾球温度 (DBT)とも呼ばれる) は、空気に自由にさらされているが放射や湿気から保護されている温度計によって測定される空気の温度です。

  • 相対湿度 (RH)は、空気がその温度で「保持」できるものに対する空気中の水分の量です。

相対湿度と乾球温度の両方を使用して、重要な時間間隔における居住者の熱的快適性を予測します。特定の気候帯では、プロジェクトのエネルギー使用強度 (EUI)の大部分が決定される場合があります。

  • ASHRAE Standard 55-2017 では、季節に応じて 67 ~ 82 F の室内快適温度範囲を推奨しています。温度が華氏 90 度を超えると、冷却するためにファンやその他の換気戦略が必要になります。気温が華氏 50 度未満の場合は、断熱材を増やし、太陽光を利用することをお勧めします。

  • 建物内の理想的な相対湿度は 50 ~ 60% です。除湿材や吸水材を使用することで、高湿度の状態を改善することができます。乾燥した状態または 29% RH 未満の状態では、水機能を使用して空気を冷却し、水で循環させると効果的です。

02// 空のセグメントによる放射

放射ドームとも呼ばれるこの図は、太陽光が領域に当たる角度と太陽強度を記録したものです。設計プロセスで建物の向きを決定するために使用されます。また、向きの柔軟性が適用できない場合は、プロジェクト内の最大のガラスの割合をどこに配置するかを決定します。

最大の直射日光 (kBTU/ft2) が入射する場所を特定することにより、ユーザーは右の図を参照して戦略を選択できます。窓と開口部は、放射の少ない場所 (冷却負荷が優勢な気候、つまり高温および熱帯の気候) で、張り出しとカンチレバーで保護された放射の高い場所に配置するのが最適です。太陽熱を得るには、天窓と屋根の断熱材が低いエリアを高放射ゾーン (暖房負荷が支配的な気候、つまり寒冷気候) に配置する必要があります。中程度の放射ゾーンの開口部は、フィン、オーバーハング、ライトシェルフ、シャドーボックスなどで調整できる熱増加を可能にします。

03// 放射線給付

放射線効果図は、上記の空のセグメントによる放射線と同様の表現をしていますが、引き出すべき結論に焦点を当てています。この図は、季節によって「良い日射」と「悪い日射」を区別しています。オレンジ/赤のゾーンは有益な冬の太陽を示し、暗い青色の領域は有害な夏の太陽を示しています。言い換えれば、夏には空間の過熱につながるため、青い放射を遮断し、寒い時期には有益な太陽熱取得を提供する赤い放射を利用することができます.この気候図は、建物のマスとシェーディングの戦略を評価する際に役立ちます。

04// アダプティブ コンフォート

ASHRAE 規格 55 に含まれる、自然に換気された建物の熱的快適性に関する規格。自走式の建物では、住人と周囲との相互作用などのいくつかの要因を考慮に入れることで、室内空気温度を正しく計算できます。衣類、窓の開閉、低エネルギー扇風機の使用、飲料水、日よけの描画。適応快適性チャートは、プロジェクトの場所で予想される毎日の快適性プロファイルを示しています。この図を使用して、ユーザーは、典型的な年間を通じて予想される暖房、冷房、および除湿スケジュールを決定できます。

05// 湿度チャート

グラフを使用して、特定の物理的および熱力学的状態が発生する年間の時間数を決定できます。各不透明なブロック (青、黄、赤) は、特定の状態が発生した時間数を表します。オーバーレイされたポリゴンは、居住者が快適に過ごせる年間時間の割合を増やす戦略を特定するために使用されます。パーセンテージが高いほど優れています。つまり、機械的なサポートが不要な時間が長くなります。ユーザーは、以下のポリゴン用語集を参照して、快適性を向上させるためにどの戦略が最も役立つかを理解できます。

06// ウインドローズ

これらの月ごとのグラフを使用すると、卓越風 (方向と速度) を特定できます。各円弧セグメントの長さは周波数を表し、色は速度 (mph) を表します。これらの傾向に基づいて、ユーザーは、操作可能な窓などの受動的な換気戦略を見つけるのに最適な建物のファサードを特定できます。暖かく湿気の多い気候では、優勢な風を利用して換気を最大化することは、快適さをもたらす効果的な方法です。代わりに、より涼しい気候は、建物内の風冷要因に追加される可能性のある冷たい風を遮断することで恩恵を受ける.

いずれの場合も、右の図でグラフを説明し、どの戦略がどの条件下で最大の影響を与えるかを示してください

ユーザーが大規模な気候データ セットに役立つと思われるサイトには、次のものがあります。

ハッピーモデリング!

関連記事:

こちらの回答で解決しましたか?