これらのガイドラインは、機械、自然、外部換気を含む主要な3つのAECモデルすべてに適用できます。ただし、流れ境界条件はアプリケーションタイプ毎に個別であり、それぞれのトピックで説明されています。
概要
解析の目標がモデル空間全体、あるいは構成要素や居住者のの温度分布を理解することである場合、熱境界条件を適用します。AECでは伝熱に関連した解析課題が多く、以下は代表的な例です：
- 発熱あるいは冷却
- 温度成層化
- 浮力流れ
- 流入口その他の開口部の空気温度
- 温度依存の熱交換（熱伝達係数、輻射）
- 特定の熱交換（太陽熱荷重、加熱システム）
基本的アプローチ
熱境界条件を使う最初のステップは、モデル内の既知の条件を理解し、表現することです：
- 既知の温度を各流入口サーフェスに適用します。
- 発熱する各部品に発熱境界条件を適用します。このような部品の例としては、ヒーター、電子部品、照明、機械、人間があります。
- 熱伝達係数、輻射、温度などの境界条件を、内部空気ボリュームのみを含むモデルの外側サーフェスに適用します。これらの条件により、壁や窓などの要素を通じた空間へのエネルギーの流入および流出を可能にします。
これらの条件について、より一般的な情報を説明した境界条件のトピックを参照してください。
サーフェス ベースの熱境界条件
内部空間のみを含む（外部環境を省略した）モデルには、外側サーフェスに熱伝達係数、輻射、温度等の境界条件を適用します。これらの条件により、壁や窓などの要素を通じた空間へのエネルギーの流入および流出を可能にします。
よく使われるサーフェスベースの伝熱条件としては、温度、熱伝達係数、輻射、熱流束があります。
サーフェス境界条件は、外側サーフェスまたは抑制された部品（このような部品は片側がメッシュされたボリュームに接し、もう片側は何にも接していません）に隣接するサーフェスにのみ適用します。
たとえば、建物の壁、屋根、窓がメッシュ分割されていれば、外側サーフェスの周囲に熱境界条件を適用します：
しかし、壁、屋根、窓が抑制されている（メッシュ分割されていない）場合には、抑制された壁の内部空気ボリュームに接するサーフェスに熱境界条件を適用します：
ボリュームベースの熱境界条件
ボリュームベースの熱境界条件は、単位体積あるいは合計ベースでモデルに入る熱を設定します。
発熱境界条件は、発熱部品からの熱をモデル化するのに使用します。この例には、以下が含まれます。
- 人または人の集まり
- 代表的な値は１人あたり100 Wです。
- サーバー
- 代表的な値範囲は41Uラックあたり10-15 kW です。
- 将来的にはより大きな負荷が予想されます。
- 装置、機械、照明：
- 消費される電力ではなく、熱として放出される電力を指定します。
- 効率25%のLED照明は、供給電力の75%を熱として放出します。
- 調理設備
- ヒーター
- 冷蔵設備
- モデルから熱を除去するには、発熱に負の値を指定します。
必ず選択モードをボリュームに設定してください（右クリックして選択タイプとしてボリュームを選択）。
AEC でよく使われるサーフェス ベースの境界条件
熱伝達率
周囲の環境を実際にモデル化することなく、周囲への伝熱をシミュレートするには、 熱伝達率 境界条件を外部サーフェスに適用します。値は物理デバイスを取り囲む空気に依存します：
- 空気が静止している場合、値は 5 W/m²K を指定します。
- 空気が動いている場合、値は 20 W/m² K を指定します。
- 参照温度 = 周囲温度 とします。
伝わる熱の量は熱伝達率の値や指定された参照温度とサーフェス上の結果温度の差に依存します。
ボリューム内の伝導とサーフェスからの対流の両方を考慮するには、熱伝達率境界条件を抑制された壁、窓、屋根の内側サーフェスに適用します。壁にはR値の逆数、窓にはUファクターの逆数を適用します。
- 合計実効R値R19の壁をシミュレートするには、0.05 BTU/ft²/h/Rの熱伝達率を適用します。
- Uファクター0.30の窓をシミュレートするには、0.30 BTU/ft²/h/Rの熱伝達率を適用します。
熱伝達率は温度差に基づいているため、FahrenheitとRankineの絶対オフセットは方程式から除外され、BTU/ft²/h/RとBTU/ft²/h/Fは相互に使用できます。
温度
1つまたは複数のサーフェスに既知の均一な温度を割り当てるには温度を使用します。代表的な使い方には次が含まれます：
- 開口部の温度
- 既知の（固定された）外部壁温度
- 輻射パネル、照明、配管、機械など既知の温度で動作する抑制された部品。
輻射
輻射境界条件は、モデル外部の任意の黒体との熱交換をモデル化するのに使用します。輻射条件は熱伝達率同様、温度差に基づいてモデルに熱を加え、あるいは取り除きます。輻射境界条件を使用するのに、Radiationソルバーを起動する必要はありません。
輻射境界条件を建築アプリケーションに使用する代表的な例は、夜空への熱損失のシミュレートです。雲のない晴れた夜空の温度は -40 °Fにもなり、その放射率は0.3になります。
熱流束
熱流束境界条件は、外側面を通じた熱の追加または遮断をモデルかするのに使用します。
建築アプリケーションでの熱流束の代表的例は、太陽熱負荷のモデル化（太陽熱ソルバーを使う代わりとして）です。上部が直接露出している場合の太陽熱負荷(約 910 W/m²K)をシミュレートするには、150～300 W/m² K の熱流束を割り当てます。この値は材料の仕上げ、反射、周囲の障害物によって異なります。