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BES_Ex の多数ゾーンモデルへの拡張
44 (2) 計算条件
CFDの境界条件として，ここでは対流熱流のみ与えた。本解析では対流熱伝達量をTHERB で算出し,CFDの境界条件として利用している。図 2.24 に日射による床表面の熱収支を示 す。
表面からの対流熱伝達量を𝐶𝐶𝑉𝑉𝑗𝑗 [W],壁面から放射する長波放射熱吸収量を𝑁𝑁𝐿𝐿𝑅𝑅𝑗𝑗 [W],壁 面の伝導熱量を𝐶𝐶𝐶𝐶𝑗𝑗[W]とすると壁面に入射する短波放射吸収量を𝑁𝑁𝑁𝑁𝑅𝑅𝑗𝑗[W]は式(2-12)で表 される。式(2-12)を整理すれば式(2-13)より𝐶𝐶𝑉𝑉𝑗𝑗が得られる。壁面の熱伝導量𝐶𝐶𝐶𝐶𝑗𝑗[W]は，式
（2-14）で表される。
THERBによる検討ケースおよび壁体構成を表 2.10に示す。Case1は一般的な壁体構成を
想定している。Case2は断熱材を挿入している。Case3は断熱境界としている。Case1-3は，
東西を断熱境界として巡回流が発生するような壁体構成を意図して設定している。壁体構 成がゾーン間の移流量の計算に与える影響を調べる目的でケースを設定している。図 2.25 に自然対流の卓越する環境におけるCFDの境界条件を示す。Case1では，北面の温度が低め に出ていることが確認できる。CFDの境界条件は12：00であるため，断熱性能の低いCase1 の温度が低く，Case2とCase3順で温度が高くなる。床面の熱流に関してはCaseによる差 異はほぼ見られなかった。図 2.26に強制対流の卓越する環境におけるCFDの境界条件を示 す。窓面に関しては10℃を下回っているが，その他の面では15～20℃の範囲で推移してい る。
j j j
j CV NLR CD
NSR = + + (2-12)
j j j
j NSR NLR CD
CV = − − (2-13)
𝐶𝐶𝐶𝐶𝑗𝑗 =𝜆𝜆𝑠𝑠
𝑙𝑙 (𝑇𝑇𝑗𝑗,𝑠𝑠− 𝑇𝑇𝑗𝑗,𝑖𝑖)𝐴𝐴𝑗𝑗 (2-14)
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図 2.24 日射による床表面の熱収支
表 2.10 THERBの壁体構成
Wall configuration (Inside→Outside) ( )thickness [mm]
Case-1 Case-2 Case-3
Roof
Plywood 12 Plywood 12
Plywood 12 Glass wool 40 Plywood 12
Adiabatic South
North East
Adiabatic Adiabatic West
Floor Plywood(12) + XPS(12) + Plywood(12) + Adiabatic
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図 2.25 自然対流の卓越する環境におけるCFDの境界条件
図 2.26 強制対流の卓越する環境におけるCFDの境界条件
700 750 800 850 900 950
15 20 25 30 35 40
C D A A C A B C D B D A B C D B A
ceiling window South West North East floor
surfacetemperature[℃] thermal flow[W]
Case-1 Case-2 Case-3
initial initial
5 10 15 20 25
C D A A C A B C D B D A B C D A B
ceiling window South West North East floor
surfacetemperature[℃]
initial
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本計算では循環流を発生させTHERBに入力する移流量の入力を簡単にする目的で,東面と 西面を断熱し,屋根面・南面・北面の壁体構成を変更して感度解析を行った。窓面は単層ガ ラス3mmである。Wall2を基準としてグラスウール40mm（以下gw40と称する）を導入した ものと,無断熱のWall1と断熱境界で検証する。表 2.11にTHERBの計算条件を示す。CFDの 計算条件を表 2.12に示す。強制対流の卓越する計算は以下の手順によって行った。
① THERBにおいて空調対象領域である Aの設定温度を20℃とし，表面温度を計算してCFD に 受け渡す。
② ①で計算した表面温度をCFDの境界条件として計算を行う。
③ ②の計算結果として，ゾーン間の移流量，対流熱伝達率，投入熱量が出力される。
④ これらの計算値をTHERBに入力値として入れる。投入熱量に関しては対象領域Aに導入する。
表 2.11 THERBの計算条件 計算時刻 1/9 12:00
計算場所 東京
気象条件 拡張アメダス気象データ（標準年）
空調条件 空調なし
計算期間 7 日
計算時間間隔 10 分
ゾーン間の移流量 初回: 20 回換気 収束: 図2.28による
表 2.12 CFDの計算条件
項目 境界条件
計算領域 3.6 m(x) × 3.6 m(y) × 5.2 m(z) メッシュ数 2,106,749
乱流モデル 低Re型K - ε モデル
流量入口 圧力出口：0 [Pa] 外気温度：279.05 [K]
流量出口 流量入り口：0.5 回/h 温度：281.55[K]
床の熱量 図2.27による 壁面 / 窓表面 図2.27による
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