序章：

この調査の目的は、エネルギー使用強度 (EUI) に対するモデル化されたウィンドウ形状の感度を観察することです。建物の全エネルギー使用量に対する窓の形状の影響を記録するために、各面の窓の合計面積は、他の建物パラメータとともに一定に保たれます。この調査は、Pacific National Northwest Laboratory (PNNL) から提供された小規模なオフィス ビルのプロトタイプを使用して実施されました。

主な所見:

エネルギー使用強度 (EUI) は、ウィンドウ全体の面積を一定に保ちながら、3 つの異なるウィンドウ形状の単一ゾーンのスモール オフィス PNNL プロトタイプ モデルで観察されます。フロリダ州マイアミ (ASHRAE 気候帯 1A)、ジョージア州アトランタ (ASHRAE 気候帯 3C)、およびコロラド州デンバー (ASHRAE 気候帯 5B) の最大 EUI 差は、0.71 kBtu/平方フィート、0.53 kBtu/平方フィート、および 0.43 kBtu であることが観測されました。 /平方フィート。

さらに、次のイテレーションでは、すべての側面に分布するガラスを全体で 20% 増やし、増加したガラス面積を一定に保ちながら 3 つの異なる窓の形状をモデリングしました。シミュレーションを実行した後、フロリダ州マイアミ (ASHRAE 気候ゾーン 1A)、ジョージア州アトランタ (ASHRAE 気候ゾーン 3C)、およびコロラド州デンバー (ASHRAE 気候ゾーン 5B) の最大 EUI 差は、0.56 kBtu/ft2、0.47 kBtu であることが観測されました。 /ft2 および 0.46 kBtu/ft2 です。

建物パラメータ:

選択された建物は、パシフィック ノースウェスト国立研究所 (PNNL) によって記述された小さなオフィスのプロトタイプです。建物のパラメータの一部を以下に示します。

モデリングされた窓の形状

シミュレーションの実行では、単一のサーマル ゾーンが考慮されます。 PNNL スモール オフィス モデルは、EnergyPlus を利用して作成され、3 つの異なる窓の形状がモデル化されており、すべての面で窓の総面積が一定に保たれています。次のステップでは、準備されたモデルのすべての側面に分散された全体で 20% 多いグレージングを追加し、シミュレーションを再実行しました。

1.窓の模様1

図 1 シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ パターン 1

2.窓パターン2

図 2シングル ゾーンPNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ パターン 2

3. 窓パターン 3

図 3 シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ パターン 3

エネルギー使用原単位の比較

次の都市は、単一ゾーン PNNL 小規模オフィス プロトタイプのローテーションの影響を調査するために使用されます。

ゾーン 1A フロリダ州マイアミ:

図 4 シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ形状 EUI の比較。

ゾーン 1A フロリダ州マイアミ:

図 5 マイアミのシングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプの窓形状 EUI の比較 窓ガラスを 20% 増量 フロリダ州マイアミ (ASHRAE Climate Zone 1A) では、PNNL の窓パターン 1 と窓パターン 2 の間で 0.71 kBtu/ft2 という最大の EUI 差が記録されています。全体の窓と壁の比率 (WWR) が 21.16% のスモール オフィスのプロトタイプ。全体のガラス面積が 20% 増加すると、パターン 1 とパターン 2 の間で最大の EUI 差が 0.56 kBtu/ft2 になりました。

ゾーン 3A ジョージア州アトランタ:

図 6 アトランタ シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ形状 EUI の比較

図 7 アトランタ シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプの窓形状 EUI の比較 窓ガラスを 20% 増量 ジョージア州アトランタ (ASHRAE Climate Zone 3A) では、PNNL の窓パターン 1 と窓パターン 2 の間で 0.53 kBtu/ft2 という最大の EUI 差が記録されています。全体の窓と壁の比率 (WWR) が 21.16% のスモール オフィスのプロトタイプ。全体のガラス面積が 20% 増加すると、パターン 1 とパターン 2 の間で最大の EUI 差が 0.47 kBtu/ft2 になりました。

ゾーン 5B コロラド州デンバー:

図 8 デンバー シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ形状 EUI の比較

図 9 デンバー シングル ゾーン PNNL スモール オフィス プロトタイプの窓形状 EUI の比較 ガラスを 20% 増量。

コロラド州デンバー (ASHRAE Climate Zone 5B) では、PNNL スモール オフィス プロトタイプのウィンドウ パターン 1 とウィンドウ パターン 2 の間で 0.43 kBtu/ft2 という最大の EUI 差が記録され、全体のウィンドウ対壁比 (WWR) は 21.16% です。全体のガラス面積が 20% 増加すると、パターン 1 とパターン 2 の間で最大の EUI 差が 0.46 kBtu/ft2 になりました。

建物の形状によっては、さまざまな窓の形状をモデル化するのに時間がかかる場合があります。議論された研究は、モデル化された窓の形状が建物の全体的な EUI にほとんどまたはまったく影響を与えないことを確認しています。全体の窓面積がそれぞれの壁面積でモデル化されている限り、熱収支シミュレーションは、窓の形状に関係なく、同じ EUI 消費率を生成します。この研究で確認された事実は、ウィンドウ形状のモデリングに費やす時間を削減し、正確な結果を迅速に得るのに確実に役立ちます。

ハッピーモデリング!!