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2021.07.10

パッシブハウス日射遮蔽システムの計算方法


Characteristic values and calculation methods

特性値と計算方法

目次

パッシブハウスでの夏季限定の遮蔽物の検討

夏季の日射遮蔽状態は快適性に多大な影響を及ぼすため、PHPPに入力する低減係数【Z】では、一般的に使用される窓用の遮蔽システムを考慮しています。この夏季限定の日射量低減係数は全ての窓に適用できます。このセルが空欄であると、計算にはZ=100%(一時的な日除けなし)が使用されます。

低減係数Zは、日除けがある窓とない窓の関係を表しています。ガラスの性能の違いにより同じ遮蔽システムでもかなり値が異なります。

PHPP解説書にはP125の表13には断熱トリプル/ペアガラスでの代表的な遮蔽システムの低減係数(DIN V 18599-2準拠)がかかれています。

よってここでは、より正確な仕様が決められているドイツの規格を見ていきます。

DIN V 18599-2とは

Energy efficiency of buildings – Calculation of the net, final and primary energy demand for heating, cooling, ventilation, domestic hot water and lighting – Part 2: Net energy demand for heating and cooling of building zones

建物のエネルギー効率-暖房、冷房、換気、家庭用温水および照明の正味、最終および一次エネルギー需要の計算-パート2:建物ゾーンの冷暖房の正味エネルギー需要

01 Calculation method as per DIN 4108-2

DIN4108-2に準拠した計算方法

Thermal insulation in summer must be evaluated and verified according to the EnEV, Articles 3 and 4. In the simplified method for determining the total energy transmittance (g) of glass and a solar shading device, gtotal is the product of the g-value of the glass and the reduction factor (Fc) for the solar shading. Here Fc is not constant for a given solar shading device, but depends on the glass used.

夏の断熱は、省エネ条例(EnEV)の第3条および第4条に従って評価および検証する必要があります。ガラスおよび日射遮蔽装置の総エネルギー透過率(g)を決定する簡略化された方法では、gtotalは次のg値の積です。 ガラスと日射遮蔽の低減係数(Fc)。 ここで、Fcは特定の日射遮蔽装置に対して一定ではありません、使用するガラスによって異なります。

gtotal= g × FC

Conservative values for Fc are given in DIN 4108 and DIN V 18599.

Fcの控えめな値は、DIN4108およびDINV18599に記載されています。

For non-residential buildings and large glazed surfaces, gtotal needs to be considered and determined more precisely. More precise values can be obtained by perfor-ming calculations for the individual glass and solar shading components and for the complete system

非住宅用の建物や大きなガラス張りの表面の場合、gtotalをより正確に検討し、決定する必要があります。 より正確な値は、個々のガラスおよび日射遮蔽コンポーネントとシステム全体の計算を実行することで取得できます。

日射のエネルギー式   τ + ρ + α = 1

Energy formulas for solar radiation  τ + ρ + α = 1

Transmittance τ  :  透過率  τ(タウ)

Reflectance ρ  :  反射率  ρ (ロー)

Absorption α  :  吸収率  α(アルファ)

 

組み合わせた日射遮蔽/グレージングシステム「g値=qi+τe」

Determining the g-value for a combined solar shading/glazing system

qi : 日射吸収率のうち室内側へ再放出される成分

τe : 日射透過率

02 日本で規定されている遮蔽係数S.C値

日本で決められているのはShading Coefficient(シェーディング係数)の頭文字をとってS.C値があります。

厚さ3mmの透明フロートガラスの日射熱取得率(0.88)を基準とした場合の日射率取得率の相対値(遮蔽係数=日射熱取得率/0.88)です。

よって日射熱取得率と遮蔽係数は基準が異なるだけで同じ機能を示す性能値です。

上記の例では遮蔽係数(SC値)=遮蔽装置設置後のg値(26)÷3mm透明ガラス時のg値(88)=0.295 → 0.30 となります

例01 : 単板ガラス3mmの場合 

遮蔽係数S.C値=日射熱取得率g(0.88)÷ 0.88 = 1.0

例02 : G値=58%の 6/14/6/14/6 トリプルガラスの場合 

遮蔽係数S.C値=日射熱取得率g(0.58)÷ 0.88 = 0.66

03 Calculation method as per EN 13363-1

EN13363-1に準拠した計算方法

For simple solar shading/glass systems, DIN EN 13363-1 offers a simple, flexible method for deter-mining gtotal using integral data for the glass and the solar shading system; no spectral data are needed for the solar shading system.

単純な日射遮蔽/ガラスシステムの場合、DIN EN 13363-1は、ガラスと日射遮蔽システムの積分データを使用して総計を決定するための単純で柔軟な方法を提供します。 日射遮蔽システムにはスペクトルデータは必要ありません。

Generally the data provided by the manufacturer for the glass and the solar shading system can be used.

一般的に、ガラスと日射遮蔽システムについてメーカーから提供されたデータを使用できます。

This method does have its limitations, however, because it gives relatively high g-values, particularly for internal and mid-pane solar shading systems. In other words, it gives more conservative values for determining the cooling load of a building than the more complex and hence more precise methods in EN 13363-2. The calculation to EN 13363-1 requires the following input data:

ただし、この方法には制限があります。これは、特に内部および中間ペインの日射遮蔽システムで、比較的高いg値が得られるためです。 言い換えれば、建物の冷房負荷を決定するためのより保守的な値を、より複雑な、したがってEN13363-2のより正確な方法よりも提供します。 EN 13363-1に準拠した計算には、次の入力データが必要です。

g : Total energy transmittance of glass as per EN 410

g(ジー):EN410に準拠したガラスの総エネルギー透過率

Ug : Thermal transmittance of glass as per EN 410

Ug(ユージー):EN410に準拠したガラスの熱貫流率

τeB : Transmittance of solar shading device in the solar wavelength range

τ(タウ)eB:太陽の波長範囲での日射遮蔽装置の透過率

ρeB : Reflectance (internal/external side of solar shading device in solar wavelength range

ρ(ロー)eB:反射率(太陽の波長範囲での日射遮蔽装置の内部/外部

The simplified procedure in 13363-1 only takes account of normally incident radiation: it does not take account of the angle of incidence, in other words variations in the g-value according to the solar altitude. It does, however, allow the light transmittance to be determined.

13363-1の簡略化された手順では、通常の入射放射のみが考慮されます。つまり、入射角、つまり太陽高度に応じたg値の変化は考慮されません。 ただし、光の透過率を決定することはできます。

 

DIN EN13363-1に準拠したgtotalの計算

Calculation of gtotal to DIN EN 13363-1

日射遮蔽装置がガラスの外部にある場合、内部にある場合について計算式が出ています。

太陽の波長範囲での日射遮蔽装置の透過率 τ(タウ)eB

組み合わせるガラスの g(ジー)値

太陽の波長範囲での日射遮蔽装置の吸収率  α(アルファ)eB、

太陽の波長範囲での日射遮蔽装置の内部/外部反射率 ρ(ロー)eB 

上記の数値をいれることによりgtotalの計算が可能で、3mmガラス時のg値で割ればガラスと日射遮蔽の低減係数FC値が求められます。

 

04 Calculation method as per EN 13363-2

EN13363-2に準拠した計算方法

EN 13363-2 offers more detailed calculation methods for assessing solar shading devices combined with glazing systems.

EN 13363-2は、グレージングシステムと組み合わせた日射遮蔽装置を評価するためのより詳細な計算方法を提供します。

These are particularly suitable for complex systems, as they take into account not just the spectral properties of the glass, the solar shading devices, but also the openness factor of the fabric, ventilation, and the height of the apertures.

これらは、ガラスのスペクトル特性、日射遮蔽装置だけでなく、布地の開放係数、換気、および開口部の高さも考慮に入れるため、複雑なシステムに特に適しています。

With these characteristic values a planner is in a position to perform reliable calculations relating to summer overheating and winter thermal comfort.

これらの特性値により、プランナーは夏の過熱と冬の熱的快適性に関する信頼できる計算を実行できるようになります。

Because of the complex relationships in-volved, this method requires numerical simulation.

関係が複雑であるため、この方法では数値シミュレーションが必要です。

For solar shading devices it is also possible to use the calculation method in ISO 15099 which, un-like EN 13363, makes a distinction between direct and diffuse radiation.

日射遮蔽装置の場合、ISO 15099の計算方法を使用することもできます。これは、EN 13363とは異なり、直接放射と拡散放射を区別します。

ISO 15099 thus gives more precise results, but requires additional separate input data for the diffuse radiation.

したがって、ISO 15099はより正確な結果を提供しますが、拡散放射用に追加の個別の入力データが必要です。

This calculation method also takes into account the type of light incidence and transmission (direct, diffuse or hemispherical), particularly in the case of angular-selective, adjustable and projecting systems.

この計算方法では、特に角度選択、調整可能、および投影システムの場合、光の入射と透過のタイプ(直接、拡散、または半球)も考慮されます。

The crucial characteristic values here are reflectance (ρ) and transmittance (τ); it is also possible to differentiate between different light conditions (direct/oriented, diffuse and hemispherical) and angles of incidence (incident, vertical, azimuth and pro-file angles).

ここで重要な特性値は、反射率(ρ)と透過率(τ)です。 さまざまな光の状態(直接/指向、拡散、半球)と入射角(入射角、垂直角、方位角、プロファイル角)を区別することもできます。

A product‘s luminous properties are generally measured using an Ulbricht sphere.

製品の発光特性は、通常、ウルブリヒト球を使用して測定されます。

For angular-selective systems – for example venetian blinds – the established method is to measure the spectral transmittance and reflectance of an individual slat as per EN 14500/DIN 5036 at various angles of incidence and subsequently adjust the spectral data, provided, how-ever, that the system is not selective across the wavelength range 280-2500 nm.

角度選択システム(ベネチアンブラインドなど)の場合、確立された方法は、EN 14500 / DIN 5036に従って、さまざまな入射角で個々のスラットのスペクトル透過率と反射率を測定し、その後、提供されたスペクトルデータを調整することです。 、システムは280〜2500nmの波長範囲で選択的ではありません。

Light grids and stretch moduli can be characterised as complete systems using a large Ulbricht sphere (integration sphere) or with sophisticated „ray tracing“ simulation software.

ライトグリッドとストレッチモジュラスは、大きなウルブリヒト球(積分球)または高度な「レイトレーシング」シミュレーションソフトウェアを使用した完全なシステムとして特徴付けることができます。

Applications for precisely simulating the energy performance of buildings will improve and become more widely available with time, thus further facilitating the optimisation of energy con sumption, thermal comfort and daylight control and deflection.

建物のエネルギー性能を正確にシミュレートするためのアプリケーションは、時間の経過とともに改善され、より広く利用できるようになるため、エネルギー消費、熱的快適性、日光の制御と偏向の最適化がさらに容易になります。

The upcoming generation of young engineers will use programs of this kind as a matter of course. Manufacturers of solar shading systems should therefore obtain the relevant characteristic data and make them available to planners.

次の世代の若いエンジニアは当然のことながらこの種のプログラムを使用します。したがって、日射遮蔽システムの製造業者は、関連する特性データを取得し、計画担当者が利用できるようにする必要があります。