source: palm/trunk/SOURCE/indoor_model_mod.f90

Last change on this file was 4850, checked in by suehring, 7 months ago

Bugfix in indoor model: consider previous indoor temperature during restarts; Further bugfix in mpi-io restart mechanism for the waste-heat flux from buildings

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 113.9 KB
RevLine 
[4246]1!> @file indoor_model_mod.f90
[4646]2!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]3! This file is part of the PALM model system.
4!
[4646]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General
6! Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
7! (at your option) any later version.
[4246]8!
[4646]9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
10! implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General
11! Public License for more details.
[4246]12!
[4646]13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
[4246]15!
[4828]16! Copyright 2018-2021 Leibniz Universitaet Hannover
17! Copyright 2018-2021 Hochschule Offenburg
[4646]18!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]19!
20! Current revisions:
21! -----------------
[4730]22!
[4783]23!
[4246]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: indoor_model_mod.f90 4850 2021-01-21 17:59:25Z banzhafs $
[4850]27! Enable restart mechanism for previous indoor temperature
28!
29! 4843 2021-01-15 15:22:11Z raasch
[4843]30! local namelist parameter added to switch off the module although the respective module namelist
31! appears in the namelist file
32!
33! 4842 2021-01-14 10:42:28Z raasch
[4842]34! reading of namelist file and actions in case of namelist errors revised so that statement labels
35! and goto statements are not required any more
36!
37! 4828 2021-01-05 11:21:41Z Giersch
[4783]38! Change parameters for summer_pars and winter_pars (responsible: S. Rissmann)
39!
40! 4780 2020-11-10 11:17:10Z suehring
[4768]41! Enable 3D data output also with 64-bit precision
42!
43! 4750 2020-10-16 14:27:48Z suehring
[4750]44! - Namelist parameter added to switch-off/on the indoor model during wall/soil spinup
45! - Bugfix in window-wall treatment during spinup - in the urban-surface model the window fraction
46!   is set to zero during spinup, so it is done here also
47! - Bugfix in wall treatment - inner wall temperature was too low due to wrong weighting of
48!   wall/green/window fractions
49!
50! 4730 2020-10-07 10:48:51Z suehring
[4730]51! Bugfix - avoid divisions by zero
52!
53! 4709 2020-09-28 19:20:00Z maronga
[4709]54! Bugfix: avoid division by zero in case of zero window fraction (now also for vertical walls).
55! Reactivated waste heat.
56!
57! 4704 2020-09-28 10:13:03Z maronga
[4704]58! Bugfix: avoid division by zero in case of zero window fraction
59!
60! 4702 2020-09-27 18:39:00Z maronga
[4702]61! Removed unused variable indoor_wall_window_temperature
62!
63! 4701 2020-09-27 11:02:15Z maronga
[4701]64! Heat transfer for wall and windows back to USM separated into q_wall and q_win (instead q_wall_win).
65! Heat flow direction revised (heat flow positive from outside to inside).
66! New variable indoor_wall_temperature (for q_wall).
67! Removed unused quantity q_trans.
68!
69! 4698 2020-09-25 08:37:55Z maronga
[4698]70! Fixed faulty characters
71!
72! 4687 2020-09-21 19:40:16Z maronga
[4687]73! Bugfix: values of theta_m_t_prev were not stored for individual surfaces and thus re-used by all
74! surfaces and buildings, which led to excessive indoor temperatures
75!
76! 4681 2020-09-16 10:23:06Z pavelkrc
[4681]77! Bugfix for implementation of downward surfaces
78!
79! 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc
[4671]80! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
81!
82! 4646 2020-08-24 16:02:40Z raasch
[4646]83! file re-formatted to follow the PALM coding standard
84!
85! 4481 2020-03-31 18:55:54Z maronga
86! Change order of dimension in surface array %frac to allow for better vectorization.
87!
[4442]88! 4441 2020-03-04 19:20:35Z suehring
[4646]89! Major bugfix in calculation of energy demand - floor-area-per-facade was wrongly calculated
90! leading to unrealistically high energy demands and thus to unreallistically high waste-heat
91! fluxes.
92!
[4402]93! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
[4646]94! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static topography
95! information used in wall_flags_static_0
96!
[4346]97! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
[4329]98! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
[4646]99!
[4329]100! 4310 2019-11-26 19:01:28Z suehring
[4646]101! Remove dt_indoor from namelist input. The indoor model is an hourly-based model, calling it
102! more/less often lead to inaccurate results.
103!
[4310]104! 4299 2019-11-22 10:13:38Z suehring
[4646]105! Output of indoor temperature revised (to avoid non-defined values within buildings)
106!
[4299]107! 4267 2019-10-16 18:58:49Z suehring
[4267]108! Bugfix in initialization, some indices to access building_pars where wrong.
109! Introduction of seasonal parameters.
[4646]110!
[4267]111! 4246 2019-09-30 09:27:52Z pavelkrc
[4646]112!
113!
[4245]114! 4242 2019-09-27 12:59:10Z suehring
[4246]115! Bugfix in array index
[4646]116!
[4246]117! 4238 2019-09-25 16:06:01Z suehring
118! - Bugfix in determination of minimum facade height and in location message
119! - Bugfix, avoid division by zero
[4646]120! - Some optimization
121!
[4246]122! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
123! implement new palm_date_time_mod
124!
125! 4217 2019-09-04 09:47:05Z scharf
126! Corrected "Former revisions" section
127!
128! 4209 2019-09-02 12:00:03Z suehring
129! - Bugfix in initialization of indoor temperature
[4646]130! - Prescibe default indoor temperature in case it is not given in the namelist input
[4246]131!
132! 4182 2019-08-21 14:37:54Z scharf
133! Corrected "Former revisions" section
[4646]134!
[4246]135! 4148 2019-08-08 11:26:00Z suehring
[4646]136! Bugfix in case of non grid-resolved buildings. Further, vertical grid spacing is now considered at
137! the correct level.
[4246]138! - change calculation of a_m and c_m
139! - change calculation of u-values (use h_es in building array)
140! - rename h_tr_... to  h_t_...
141!          h_tr_em  to  h_t_wm
142!          h_tr_op  to  h_t_wall
143!          h_tr_w   to  h_t_es
144! - rename h_ve     to  h_v
145! - rename h_is     to  h_ms
146! - inserted net_floor_area
147! - inserted params_waste_heat_h, params_waste_heat_c from building database
148!   in building array
149! - change calculation of q_waste_heat
[4646]150! - bugfix in averaging mean indoor temperature
151!
[4246]152! 3759 2019-02-21 15:53:45Z suehring
153! - Calculation of total building volume
154! - Several bugfixes
155! - Calculation of building height revised
[4646]156!
[4246]157! 3745 2019-02-15 18:57:56Z suehring
158! - remove building_type from module
[4646]159! - initialize parameters for each building individually instead of a bulk initializaion with
160!   identical building type for all
[4246]161! - output revised
162! - add missing _wp
163! - some restructuring of variables in building data structure
[4646]164!
[4246]165! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
166! Some interface calls moved to module_interface + cleanup
[4646]167!
[4246]168! 3469 2018-10-30 20:05:07Z kanani
169! Initial revision (tlang, suehring, kanani, srissman)!
170!
171! Authors:
172! --------
173! @author Tobias Lang
174! @author Jens Pfafferott
175! @author Farah Kanani-Suehring
176! @author Matthias Suehring
[4698]177! @author Sascha Rissmann
178! @author Bjoern Maronga
[4246]179!
180!
181! Description:
182! ------------
183!> Module for Indoor Climate Model (ICM)
184!> The module is based on the DIN EN ISO 13790 with simplified hour-based procedure.
185!> This model is a equivalent circuit diagram of a three-point RC-model (5R1C).
[4646]186!> This module differs between indoor-air temperature an average temperature of indoor surfaces which make it prossible to determine
187!> thermal comfort
188!> the heat transfer between indoor and outdoor is simplified
[4246]189
[4646]190!> @todo Many statement comments that are given as doxygen comments need to be changed to normal comments
[4246]191!> @todo Replace window_area_per_facade by %frac(1,m) for window
[4646]192!> @todo emissivity change for window blinds if solar_protection_on=1
[4246]193
194!> @note Do we allow use of integer flags, or only logical flags? (concerns e.g. cooling_on, heating_on)
195!> @note How to write indoor temperature output to pt array?
196!>
[4687]197!> @bug  Calculation of iwghf_eb and iwghf_eb_window is faulty
[4646]198!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
199 MODULE indoor_model_mod
[4246]200
[4646]201    USE arrays_3d,                                                                                 &
202        ONLY:  ddzw,                                                                               &
203               dzw,                                                                                &
[4402]204               pt
205
[4646]206    USE control_parameters,                                                                        &
[4246]207        ONLY:  initializing_actions
208
209    USE kinds
[4646]210
211    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
[4246]212        ONLY:  building_id_f, building_type_f
213
[4646]214    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
215        ONLY:  get_date_time, northward_equinox, seconds_per_hour, southward_equinox
[4267]216
[4646]217    USE surface_mod,                                                                               &
[4246]218        ONLY:  surf_usm_h, surf_usm_v
219
220
221    IMPLICIT NONE
222
223!
224!-- Define data structure for buidlings.
225    TYPE build
226
227       INTEGER(iwp) ::  id                                !< building ID
[4646]228       INTEGER(iwp) ::  kb_max                            !< highest vertical index of a building
[4246]229       INTEGER(iwp) ::  kb_min                            !< lowest vertical index of a building
230       INTEGER(iwp) ::  num_facades_per_building_h = 0    !< total number of horizontal facades elements
231       INTEGER(iwp) ::  num_facades_per_building_h_l = 0  !< number of horizontal facade elements on local subdomain
232       INTEGER(iwp) ::  num_facades_per_building_v = 0    !< total number of vertical facades elements
233       INTEGER(iwp) ::  num_facades_per_building_v_l = 0  !< number of vertical facade elements on local subdomain
234       INTEGER(iwp) ::  ventilation_int_loads             !< [-] allocation of activity in the building
235
[4681]236       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  l_h            !< index array linking surface-element orientation index
237                                                                  !< for horizontal surfaces with building
[4246]238       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  l_v            !< index array linking surface-element orientation index
[4646]239                                                                  !< for vertical surfaces with building
[4246]240       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  m_h            !< index array linking surface-element index for
241                                                                  !< horizontal surfaces with building
[4646]242       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  m_v            !< index array linking surface-element index for
[4246]243                                                                  !< vertical surfaces with building
[4646]244       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  num_facade_h   !< number of horizontal facade elements per buidling
[4246]245                                                                  !< and height level
246       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  num_facade_v   !< number of vertical facades elements per buidling
247                                                                  !< and height level
248
[4646]249
[4246]250       LOGICAL ::  on_pe = .FALSE.   !< flag indicating whether a building with certain ID is on local subdomain
[4646]251
[4246]252       REAL(wp) ::  air_change_high       !< [1/h] air changes per time_utc_hour
253       REAL(wp) ::  air_change_low        !< [1/h] air changes per time_utc_hour
254       REAL(wp) ::  area_facade           !< [m2] area of total facade
255       REAL(wp) ::  building_height       !< building height
256       REAL(wp) ::  eta_ve                !< [-] heat recovery efficiency
257       REAL(wp) ::  factor_a              !< [-] Dynamic parameters specific effective surface according to Table 12; 2.5
258                                          !< (very light, light and medium), 3.0 (heavy), 3.5 (very heavy)
[4646]259       REAL(wp) ::  factor_c              !< [J/(m2 K)] Dynamic parameters inner heatstorage according to Table 12; 80000
[4246]260                                          !< (very light), 110000 (light), 165000 (medium), 260000 (heavy), 370000 (very heavy)
261       REAL(wp) ::  f_c_win               !< [-] shading factor
[4402]262       REAL(wp) ::  fapf                  !< [m2/m2] floor area per facade
[4246]263       REAL(wp) ::  g_value_win           !< [-] SHGC factor
[4646]264       REAL(wp) ::  h_es                  !< [W/(m2 K)] surface-related heat transfer coefficient between extern and surface
[4246]265       REAL(wp) ::  height_cei_con        !< [m] ceiling construction heigth
266       REAL(wp) ::  height_storey         !< [m] storey heigth
267       REAL(wp) ::  params_waste_heat_c   !< [-] anthropogenic heat outputs for cooling e.g. 1.33 for KKM with COP = 3
[4646]268       REAL(wp) ::  params_waste_heat_h   !< [-] anthropogenic heat outputs for heating e.g. 1 - 0.9 = 0.1 for combustion with
269                                          !< eta = 0.9 or -2 for WP with COP = 3
[4246]270       REAL(wp) ::  phi_c_max             !< [W] Max. Cooling capacity (negative)
271       REAL(wp) ::  phi_h_max             !< [W] Max. Heating capacity (positive)
272       REAL(wp) ::  q_c_max               !< [W/m2] Max. Cooling heat flux per netto floor area (negative)
273       REAL(wp) ::  q_h_max               !< [W/m2] Max. Heating heat flux per netto floor area (positive)
274       REAL(wp) ::  qint_high             !< [W/m2] internal heat gains, option Database qint_0-23
275       REAL(wp) ::  qint_low              !< [W/m2] internal heat gains, option Database qint_0-23
276       REAL(wp) ::  lambda_at             !< [-] ratio internal surface/floor area chap. 7.2.2.2.
277       REAL(wp) ::  lambda_layer3         !< [W/(m*K)] Thermal conductivity of the inner layer
278       REAL(wp) ::  net_floor_area        !< [m2] netto ground area
279       REAL(wp) ::  s_layer3              !< [m] half thickness of the inner layer (layer_3)
280       REAL(wp) ::  theta_int_c_set       !< [degree_C] Max. Setpoint temperature (summer)
281       REAL(wp) ::  theta_int_h_set       !< [degree_C] Max. Setpoint temperature (winter)
282       REAL(wp) ::  u_value_win           !< [W/(m2*K)] transmittance
283       REAL(wp) ::  vol_tot               !< [m3] total building volume
284
285       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  t_in       !< mean building indoor temperature, height dependent
286       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  t_in_l     !< mean building indoor temperature on local subdomain, height dependent
[4687]287       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  theta_m_t_prev_h !< [degree_C] value of theta_m_t from previous time step (horizontal)
288       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  theta_m_t_prev_v !< [degree_C] value of theta_m_t from previous time step (vertical)
[4246]289       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  volume     !< total building volume, height dependent
290       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vol_frac   !< fraction of local on total building volume, height dependent
291       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vpf        !< building volume volume per facade element, height dependent
[4646]292
[4246]293    END TYPE build
294
295    TYPE(build), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  buildings   !< building array
296
[4750]297    INTEGER(iwp) ::  cooling_on              !< Indoor cooling flag (0=off, 1=on)
298    INTEGER(iwp) ::  heating_on              !< Indoor heating flag (0=off, 1=on)
299    INTEGER(iwp) ::  num_build               !< total number of buildings in domain
300    INTEGER(iwp) ::  solar_protection_off    !< Solar protection off
301    INTEGER(iwp) ::  solar_protection_on     !< Solar protection on
302
303    LOGICAL ::  indoor_during_spinup = .FALSE.      !< namelist parameter used to switch-off/on the indoor model during spinup
[4246]304!
305!-- Declare all global variables within the module
[4646]306
307    REAL(wp), PARAMETER ::  dt_indoor = 3600.0_wp                  !< [s] time interval for indoor-model application, fixed to
308                                                                   !< 3600.0 due to model requirements
309    REAL(wp), PARAMETER ::  h_is                     = 3.45_wp     !< [W/(m2 K)] surface-related heat transfer coefficient between
310                                                                   !< surface and air (chap. 7.2.2.2)
311    REAL(wp), PARAMETER ::  h_ms                     = 9.1_wp      !< [W/(m2 K)] surface-related heat transfer coefficient between
312                                                                   !< component and surface (chap. 12.2.2)
313    REAL(wp), PARAMETER ::  params_f_f               = 0.3_wp      !< [-] frame ratio chap. 8.3.2.1.1 for buildings with mostly
314                                                                   !< cooling 2.0_wp
315    REAL(wp), PARAMETER ::  params_f_w               = 0.9_wp      !< [-] correction factor (fuer nicht senkrechten Stahlungseinfall
316                                                                   !< DIN 4108-2 chap.8, (hier konstant, keine WinkelabhÀngigkeit)
317    REAL(wp), PARAMETER ::  params_f_win             = 0.5_wp      !< [-] proportion of window area, Database A_win aus
318                                                                   !< Datenbank 27 window_area_per_facade_percent
319    REAL(wp), PARAMETER ::  params_solar_protection  = 300.0_wp    !< [W/m2] chap. G.5.3.1 sun protection closed, if the radiation
320                                                                   !< on facade exceeds this value
321
[4246]322    REAL(wp) ::  a_m                                 !< [m2] the effective mass-related area
323    REAL(wp) ::  air_change                          !< [1/h] Airflow
324    REAL(wp) ::  c_m                                 !< [J/K] internal heat storage capacity
325    REAL(wp) ::  facade_element_area                 !< [m2_facade] building surface facade
326    REAL(wp) ::  floor_area_per_facade               !< [m2/m2] floor area per facade area
327    REAL(wp) ::  h_t_1                               !< [W/K] Heat transfer coefficient auxiliary variable 1
328    REAL(wp) ::  h_t_2                               !< [W/K] Heat transfer coefficient auxiliary variable 2
[4646]329    REAL(wp) ::  h_t_3                               !< [W/K] Heat transfer coefficient auxiliary variable 3
330    REAL(wp) ::  h_t_es                              !< [W/K] heat transfer coefficient of doors, windows, curtain walls and
331                                                     !< glazed walls (assumption: thermal mass=0)
[4246]332    REAL(wp) ::  h_t_is                              !< [W/K] thermal coupling conductance (Thermischer Kopplungsleitwert)
333    REAL(wp) ::  h_t_ms                              !< [W/K] Heat transfer conductance term (got with h_t_wm the thermal mass)
334    REAL(wp) ::  h_t_wall                            !< [W/K] heat transfer coefficient of opaque components (assumption: got all
335                                                     !< thermal mass) contains of h_t_wm and h_t_ms
[4646]336    REAL(wp) ::  h_t_wm                              !< [W/K] Heat transfer coefficient of the emmision (got with h_t_ms the
337                                                     !< thermal mass)
[4246]338    REAL(wp) ::  h_v                                 !< [W/K] heat transfer of ventilation
339    REAL(wp) ::  indoor_volume_per_facade            !< [m3] indoor air volume per facade element
340    REAL(wp) ::  initial_indoor_temperature = 293.15 !< [K] initial indoor temperature (namelist parameter)
341    REAL(wp) ::  net_sw_in                           !< [W/m2] net short-wave radiation
342    REAL(wp) ::  phi_hc_nd                           !< [W] heating demand and/or cooling demand
[4646]343    REAL(wp) ::  phi_hc_nd_10                        !< [W] heating demand and/or cooling demand for heating or cooling
[4246]344    REAL(wp) ::  phi_hc_nd_ac                        !< [W] actual heating demand and/or cooling demand
345    REAL(wp) ::  phi_hc_nd_un                        !< [W] unlimited heating demand and/or cooling demand which is necessary to
[4646]346                                                     !< reach the demanded required temperature (heating is positive,
347                                                     !< cooling is negative)
[4246]348    REAL(wp) ::  phi_ia                              !< [W] internal air load = internal loads * 0.5, Eq. (C.1)
349    REAL(wp) ::  phi_m                               !< [W] mass specific thermal load (internal and external)
350    REAL(wp) ::  phi_mtot                            !< [W] total mass specific thermal load (internal and external)
351    REAL(wp) ::  phi_sol                             !< [W] solar loads
[4646]352    REAL(wp) ::  phi_st                              !< [W] mass specific thermal load implied non thermal mass
[4701]353    REAL(wp) ::  q_wall                              !< [W/m2]heat flux from indoor into wall
354    REAL(wp) ::  q_win                               !< [W/m2]heat flux from indoor into window
[4246]355    REAL(wp) ::  q_waste_heat                        !< [W/m2]waste heat, sum of waste heat over the roof to Palm
[4646]356
[4246]357    REAL(wp) ::  q_c_m                               !< [W] Energy of thermal storage mass specific thermal load for internal
358                                                     !< and external heatsources (for energy bilanz)
[4646]359    REAL(wp) ::  q_c_st                              !< [W] Energy of thermal storage mass specific thermal load implied non
360                                                     !< thermal mass (for energy bilanz)
[4246]361    REAL(wp) ::  q_int                               !< [W] Energy of internal air load (for energy bilanz)
362    REAL(wp) ::  q_sol                               !< [W] Energy of solar (for energy bilanz)
363    REAL(wp) ::  q_vent                              !< [W] Energy of ventilation (for energy bilanz)
[4646]364
[4246]365    REAL(wp) ::  schedule_d                          !< [-] activation for internal loads (low or high + low)
366    REAL(wp) ::  skip_time_do_indoor = 0.0_wp        !< [s] Indoor model is not called before this time
367    REAL(wp) ::  theta_air                           !< [degree_C] air temperature of the RC-node
368    REAL(wp) ::  theta_air_0                         !< [degree_C] air temperature of the RC-node in equilibrium
[4646]369    REAL(wp) ::  theta_air_10                        !< [degree_C] air temperature of the RC-node from a heating capacity
[4246]370                                                     !< of 10 W/m2
371    REAL(wp) ::  theta_air_ac                        !< [degree_C] actual room temperature after heating/cooling
372    REAL(wp) ::  theta_air_set                       !< [degree_C] Setpoint_temperature for the room
373    REAL(wp) ::  theta_m                             !< [degree_C} inner temperature of the RC-node
[4687]374    REAL(wp) ::  theta_m_t                           !< [degree_C] (Fictive) component temperature during timestep
[4246]375    REAL(wp) ::  theta_op                            !< [degree_C] operative temperature
376    REAL(wp) ::  theta_s                             !< [degree_C] surface temperature of the RC-node
377    REAL(wp) ::  time_indoor = 0.0_wp                !< [s] time since last call of indoor model
378    REAL(wp) ::  total_area                          !< [m2] area of all surfaces pointing to zone
379    REAL(wp) ::  window_area_per_facade              !< [m2] window area per facade element
[4646]380
[4267]381!
382!-- Definition of seasonal parameters, summer and winter, for different building types
[4646]383    REAL(wp), DIMENSION(0:1,1:7) ::  summer_pars = RESHAPE( (/                & ! building_type 1
384                                          0.5_wp,                             & ! basical airflow without occupancy of the room
[4780]385                                          1.5_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
[4646]386                                          0.5_wp,                             & ! building_type 2: basical airflow without occupancy
387                                                                                ! of the room
388                                          1.5_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
[4780]389                                          0.5_wp,                             & ! building_type 3: basical airflow without occupancy
[4646]390                                                                                ! of the room
391                                          1.5_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
[4780]392                                          1.0_wp,                             & ! building_type 4: basical airflow without occupancy
[4646]393                                                                                ! of the room
[4780]394                                          1.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
395                                          1.0_wp,                             & ! building_type 5: basical airflow without occupancy
[4646]396                                                                                ! of the room
[4780]397                                          1.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
398                                          1.0_wp,                             & ! building_type 6: basical airflow without occupancy
399                                                                                ! of the room
400                                          1.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
401                                          1.0_wp,                             & ! building_type 7: basical airflow without occupancy
402                                                                                ! of the room
403                                          1.0_wp                              & ! additional airflow depend of occupancy of the room
[4267]404                                                           /), (/ 2, 7 /) )
[4246]405
[4646]406    REAL(wp), DIMENSION(0:1,1:7) ::  winter_pars = RESHAPE( (/                & ! building_type 1
[4780]407                                          0.5_wp,                             & ! basical airflow without occupancy of the room
408                                          0.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
409                                          0.5_wp,                             & ! building_type 2: basical airflow without occupancy
[4646]410                                                                                ! of the room
[4780]411                                          0.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
412                                          0.5_wp,                             & ! building_type 3: basical airflow without occupancy
[4646]413                                                                                ! of the room
[4780]414                                          0.0_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
415                                          0.2_wp,                             & ! building_type 4: basical airflow without occupancy
[4646]416                                                                                ! of the room
[4780]417                                          0.8_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
418                                          0.2_wp,                             & ! building_type 5: basical airflow without occupancy
[4646]419                                                                                ! of the room
[4780]420                                          0.8_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
421                                          0.2_wp,                             & ! building_type 6: basical airflow without occupancy
[4646]422                                                                                ! of the room
[4780]423                                          0.8_wp,                             & ! additional airflow depend of occupancy of the room
424                                          0.2_wp,                             & ! building_type 7: basical airflow without occupancy
[4646]425                                                                                ! of the room
[4780]426                                          0.8_wp                              & ! additional airflow depend of occupancy of the room
[4267]427                                                           /), (/ 2, 7 /) )
428
[4246]429    SAVE
430
431
432    PRIVATE
[4646]433
[4246]434!
435!-- Add INTERFACES that must be available to other modules
[4646]436    PUBLIC im_init, im_main_heatcool, im_parin, im_define_netcdf_grid, im_check_data_output,       &
437           im_data_output_3d, im_check_parameters
[4246]438
[4646]439
[4246]440!
441!-- Add VARIABLES that must be available to other modules
[4750]442    PUBLIC dt_indoor,                                                                              &
443           indoor_during_spinup,                                                                   &
444           skip_time_do_indoor,                                                                    &
445           time_indoor
[4246]446
447!
448!-- PALM interfaces:
449!-- Data output checks for 2D/3D data to be done in check_parameters
450     INTERFACE im_check_data_output
451        MODULE PROCEDURE im_check_data_output
452     END INTERFACE im_check_data_output
453!
454!-- Input parameter checks to be done in check_parameters
455     INTERFACE im_check_parameters
456        MODULE PROCEDURE im_check_parameters
457     END INTERFACE im_check_parameters
458!
459!-- Data output of 3D data
460     INTERFACE im_data_output_3d
461        MODULE PROCEDURE im_data_output_3d
462     END INTERFACE im_data_output_3d
463
464!
465!-- Definition of data output quantities
466     INTERFACE im_define_netcdf_grid
467        MODULE PROCEDURE im_define_netcdf_grid
468     END INTERFACE im_define_netcdf_grid
[4646]469!
[4246]470! !
471! !-- Output of information to the header file
472!     INTERFACE im_header
473!        MODULE PROCEDURE im_header
474!     END INTERFACE im_header
475!
[4646]476!-- Calculations for indoor temperatures
[4246]477    INTERFACE im_calc_temperatures
478       MODULE PROCEDURE im_calc_temperatures
479    END INTERFACE im_calc_temperatures
480!
[4646]481!-- Initialization actions
[4246]482    INTERFACE im_init
483       MODULE PROCEDURE im_init
484    END INTERFACE im_init
485!
[4646]486!-- Main part of indoor model
[4246]487    INTERFACE im_main_heatcool
488       MODULE PROCEDURE im_main_heatcool
489    END INTERFACE im_main_heatcool
490!
491!-- Reading of NAMELIST parameters
492    INTERFACE im_parin
493       MODULE PROCEDURE im_parin
494    END INTERFACE im_parin
495
496 CONTAINS
497
[4646]498!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]499! Description:
500! ------------
[4646]501!< Calculation of the air temperatures and mean radiation temperature.
502!< This is basis for the operative temperature.
503!< Based on a Crank-Nicholson scheme with a timestep of a hour.
504!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4702]505 SUBROUTINE im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature,  &
[4687]506                                   near_facade_temperature, phi_hc_nd_dummy, theta_m_t_prev )
[4402]507
[4246]508    INTEGER(iwp) ::  i
509    INTEGER(iwp) ::  j
510    INTEGER(iwp) ::  k
[4646]511
[4701]512    REAL(wp) ::  indoor_wall_temperature   !< temperature of innermost wall layer evtl in im_calc_temperatures einfÃŒgen
[4246]513    REAL(wp) ::  near_facade_temperature
514    REAL(wp) ::  phi_hc_nd_dummy
[4687]515    REAL(wp), INTENT(IN) :: theta_m_t_prev
[4246]516!
517!-- Calculation of total mass specific thermal load (internal and external)
[4701]518    phi_mtot = ( phi_m + h_t_wm * indoor_wall_temperature                                   &
[4646]519                       + h_t_3  * ( phi_st + h_t_es * pt(k,j,i)                                    &
520                                            + h_t_1 *                                              &
521                                    ( ( ( phi_ia + phi_hc_nd_dummy ) / h_v )                       &
522                                                 + near_facade_temperature )                       &
523                                  ) / h_t_2                                                        &
[4246]524               )                                                                !< [degree_C] Eq. (C.5)
[4646]525!
[4687]526!-- Calculation of component temperature at current timestep
[4646]527    theta_m_t = ( ( theta_m_t_prev                                                                 &
528                    * ( ( c_m / 3600.0_wp ) - 0.5_wp * ( h_t_3 + h_t_wm ) )                        &
529                     + phi_mtot                                                                    &
530                  )                                                                                &
531                  /   ( ( c_m / 3600.0_wp ) + 0.5_wp * ( h_t_3 + h_t_wm ) )                        &
[4246]532                )                                                               !< [degree_C] Eq. (C.4)
533!
[4687]534!-- Calculation of mean inner temperature for the RC-node in current timestep
[4246]535    theta_m = ( theta_m_t + theta_m_t_prev ) * 0.5_wp                           !< [degree_C] Eq. (C.9)
[4646]536
[4246]537!
[4687]538!-- Calculation of mean surface temperature of the RC-node in current timestep
[4646]539    theta_s = ( (   h_t_ms * theta_m + phi_st + h_t_es * pt(k,j,i)                                 &
540                  + h_t_1  * ( near_facade_temperature                                             &
541                           + ( phi_ia + phi_hc_nd_dummy ) / h_v )                                  &
542                )                                                                                  &
543                / ( h_t_ms + h_t_es + h_t_1 )                                                      &
[4246]544              )                                                                 !< [degree_C] Eq. (C.10)
[4646]545
[4246]546!
547!-- Calculation of the air temperature of the RC-node
[4687]548
549
[4646]550    theta_air = ( h_t_is * theta_s + h_v * near_facade_temperature + phi_ia + phi_hc_nd_dummy ) /  &
551                ( h_t_is + h_v )                                                !< [degree_C] Eq. (C.11)
[4246]552
[4687]553
[4246]554 END SUBROUTINE im_calc_temperatures
555
[4646]556
557!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]558! Description:
559! ------------
560!> Initialization of the indoor model.
[4646]561!> Static information are calculated here, e.g. building parameters and geometrical information,
562!> anything that doesn't change in time.
[4246]563!
564!-- Input values
565!-- Input datas from Palm, M4
566!     i_global             -->  net_sw_in                         !< global radiation [W/m2]
567!     theta_e              -->  pt(k,j,i)                         !< undisturbed outside temperature, 1. PALM volume, for windows
568!     theta_sup = theta_f  -->  surf_usm_h%pt_10cm(m)
[4646]569!                               surf_usm_v(l)%pt_10cm(m)          !< Air temperature, facade near (10cm) air temperature from
570                                                                  !< 1. Palm volume
[4246]571!     theta_node           -->  t_wall_h(nzt_wall,m)
572!                               t_wall_v(l)%t(nzt_wall,m)         !< Temperature of innermost wall layer, for opaque wall
[4646]573!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]574 SUBROUTINE im_init
575
[4646]576    USE control_parameters,                                                                        &
[4267]577        ONLY:  message_string, time_since_reference_point
[4246]578
[4646]579    USE indices,                                                                                   &
[4346]580        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb, nzt, wall_flags_total_0
[4246]581
[4646]582    USE grid_variables,                                                                            &
[4246]583        ONLY:  dx, dy
584
585    USE pegrid
586
[4646]587    USE surface_mod,                                                                               &
[4246]588        ONLY:  surf_usm_h, surf_usm_v
[4646]589
590    USE urban_surface_mod,                                                                         &
[4246]591        ONLY:  building_pars, building_type
592
[4267]593    INTEGER(iwp) ::  bt          !< local building type
594    INTEGER(iwp) ::  day_of_year !< day of the year
[4850]595    INTEGER(iwp) ::  fa          !< running index for facade elements of each building
[4267]596    INTEGER(iwp) ::  i           !< running index along x-direction
597    INTEGER(iwp) ::  j           !< running index along y-direction
598    INTEGER(iwp) ::  k           !< running index along z-direction
599    INTEGER(iwp) ::  l           !< running index for surface-element orientation
600    INTEGER(iwp) ::  m           !< running index surface elements
601    INTEGER(iwp) ::  n           !< building index
602    INTEGER(iwp) ::  nb          !< building index
[4246]603
604    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  build_ids           !< building IDs on entire model domain
[4646]605    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  build_ids_final     !< building IDs on entire model domain,
606                                                                    !< multiple occurences are sorted out
[4246]607    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  build_ids_final_tmp !< temporary array used for resizing
608    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  build_ids_l         !< building IDs on local subdomain
609    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  build_ids_l_tmp     !< temporary array used to resize array of building IDs
610    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  displace_dum        !< displacements of start addresses, used for MPI_ALLGATHERV
611    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  k_max_l             !< highest vertical index of a building on subdomain
612    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  k_min_l             !< lowest vertical index of a building on subdomain
613    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  n_fa                !< counting array
[4646]614    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  num_facades_h       !< dummy array used for summing-up total number of
[4246]615                                                                    !< horizontal facade elements
[4646]616    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  num_facades_v       !< dummy array used for summing-up total number of
[4246]617                                                                    !< vertical facade elements
[4646]618    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  receive_dum_h       !< dummy array used for MPI_ALLREDUCE
619    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  receive_dum_v       !< dummy array used for MPI_ALLREDUCE
620
[4246]621    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:numprocs-1) ::  num_buildings         !< number of buildings with different ID on entire model domain
622    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:numprocs-1) ::  num_buildings_l       !< number of buildings with different ID on local subdomain
[4646]623
[4246]624    REAL(wp) ::  u_tmp                                     !< dummy for temporary calculation of u-value without h_is
625    REAL(wp) ::  du_tmp                                    !< 1/u_tmp
626    REAL(wp) ::  du_win_tmp                                !< 1/building(nb)%u_value_win
627    REAL(wp) ::  facade_area_v                             !< dummy to compute the total facade area from vertical walls
628
629    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  volume         !< total building volume at each discrete height level
630    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  volume_l       !< total building volume at each discrete height level,
631                                                           !< on local subdomain
632
633    CALL location_message( 'initializing indoor model', 'start' )
634!
[4646]635!-- Initializing of indoor model is only possible if buildings can be distinguished by their IDs.
[4246]636    IF ( .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
637       message_string = 'Indoor model requires information about building_id'
638       CALL message( 'im_init', 'PA0999', 1, 2, 0, 6, 0  )
639    ENDIF
640!
641!-- Determine number of different building IDs on local subdomain.
642    num_buildings_l = 0
643    num_buildings   = 0
644    ALLOCATE( build_ids_l(1) )
645    DO  i = nxl, nxr
646       DO  j = nys, nyn
647          IF ( building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
648             IF ( num_buildings_l(myid) > 0 )  THEN
[4646]649                IF ( ANY( building_id_f%var(j,i) == build_ids_l ) )  THEN
[4246]650                   CYCLE
651                ELSE
652                   num_buildings_l(myid) = num_buildings_l(myid) + 1
653!
654!--                Resize array with different local building ids
655                   ALLOCATE( build_ids_l_tmp(1:SIZE(build_ids_l)) )
656                   build_ids_l_tmp = build_ids_l
657                   DEALLOCATE( build_ids_l )
658                   ALLOCATE( build_ids_l(1:num_buildings_l(myid)) )
[4646]659                   build_ids_l(1:num_buildings_l(myid)-1) =                                        &
660                                                          build_ids_l_tmp(1:num_buildings_l(myid)-1)
[4246]661                   build_ids_l(num_buildings_l(myid)) = building_id_f%var(j,i)
662                   DEALLOCATE( build_ids_l_tmp )
663                ENDIF
664!
[4646]665!--          First occuring building id on PE
666             ELSE
[4246]667                num_buildings_l(myid) = num_buildings_l(myid) + 1
668                build_ids_l(1) = building_id_f%var(j,i)
669             ENDIF
670          ENDIF
671       ENDDO
672    ENDDO
673!
[4646]674!-- Determine number of building IDs for the entire domain. (Note, building IDs can appear multiple
675!-- times as buildings might be distributed over several PEs.)
676#if defined( __parallel )
677    CALL MPI_ALLREDUCE( num_buildings_l, num_buildings, numprocs, MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm2d,    &
678                        ierr )
[4246]679#else
680    num_buildings = num_buildings_l
681#endif
682    ALLOCATE( build_ids(1:SUM(num_buildings)) )
683!
[4646]684!-- Gather building IDs. Therefore, first, determine displacements used required for MPI_GATHERV
685!-- call.
[4246]686    ALLOCATE( displace_dum(0:numprocs-1) )
687    displace_dum(0) = 0
688    DO i = 1, numprocs-1
689       displace_dum(i) = displace_dum(i-1) + num_buildings(i-1)
690    ENDDO
691
[4646]692#if defined( __parallel )
693    CALL MPI_ALLGATHERV( build_ids_l(1:num_buildings_l(myid)),                                     &
694                         num_buildings(myid),                                                      &
695                         MPI_INTEGER,                                                              &
696                         build_ids,                                                                &
697                         num_buildings,                                                            &
698                         displace_dum,                                                             &
699                         MPI_INTEGER,                                                              &
700                         comm2d, ierr )
[4246]701
702    DEALLOCATE( displace_dum )
703
704#else
705    build_ids = build_ids_l
706#endif
707!
[4646]708!-- Note: in parallel mode, building IDs can occur mutliple times, as each PE has send its own ids.
709!-- Therefore, sort out building IDs which appear multiple times.
[4246]710    num_build = 0
711    DO  n = 1, SIZE(build_ids)
712
713       IF ( ALLOCATED(build_ids_final) )  THEN
714          IF ( ANY( build_ids(n) == build_ids_final ) )  THEN
715             CYCLE
716          ELSE
717             num_build = num_build + 1
718!
719!--          Resize
720             ALLOCATE( build_ids_final_tmp(1:num_build) )
721             build_ids_final_tmp(1:num_build-1) = build_ids_final(1:num_build-1)
722             DEALLOCATE( build_ids_final )
723             ALLOCATE( build_ids_final(1:num_build) )
724             build_ids_final(1:num_build-1) = build_ids_final_tmp(1:num_build-1)
725             build_ids_final(num_build) = build_ids(n)
726             DEALLOCATE( build_ids_final_tmp )
[4646]727          ENDIF
[4246]728       ELSE
729          num_build = num_build + 1
730          ALLOCATE( build_ids_final(1:num_build) )
731          build_ids_final(num_build) = build_ids(n)
732       ENDIF
733    ENDDO
734
735!
[4646]736!-- Allocate building-data structure array. Note, this is a global array and all building IDs on
737!-- domain are known by each PE. Further attributes, e.g. height-dependent arrays, however, are only
738!-- allocated on PEs where  the respective building is present (in order to reduce memory demands).
[4246]739    ALLOCATE( buildings(1:num_build) )
740
741!
[4646]742!-- Store building IDs and check if building with certain ID is present on subdomain.
[4246]743    DO  nb = 1, num_build
744       buildings(nb)%id = build_ids_final(nb)
745
[4646]746       IF ( ANY( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) == buildings(nb)%id ) )                        &
[4246]747          buildings(nb)%on_pe = .TRUE.
[4646]748    ENDDO
[4246]749!
[4646]750!-- Determine the maximum vertical dimension occupied by each building.
[4246]751    ALLOCATE( k_min_l(1:num_build) )
752    ALLOCATE( k_max_l(1:num_build) )
753    k_min_l = nzt + 1
[4646]754    k_max_l = 0
[4246]755
756    DO  i = nxl, nxr
757       DO  j = nys, nyn
758          IF ( building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
[4646]759             nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]760             DO  k = nzb, nzt+1
761!
[4646]762!--             Check if grid point belongs to a building.
[4346]763                IF ( BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 6 ) )  THEN
[4246]764                   k_min_l(nb) = MIN( k_min_l(nb), k )
765                   k_max_l(nb) = MAX( k_max_l(nb), k )
766                ENDIF
767
768             ENDDO
769          ENDIF
770       ENDDO
771    ENDDO
772
[4646]773#if defined( __parallel )
774    CALL MPI_ALLREDUCE( k_min_l(:), buildings(:)%kb_min, num_build, MPI_INTEGER, MPI_MIN, comm2d,  &
775                        ierr )
776    CALL MPI_ALLREDUCE( k_max_l(:), buildings(:)%kb_max, num_build, MPI_INTEGER, MPI_MAX, comm2d,  &
777                        ierr )
[4246]778#else
779    buildings(:)%kb_min = k_min_l(:)
780    buildings(:)%kb_max = k_max_l(:)
781#endif
782
783    DEALLOCATE( k_min_l )
784    DEALLOCATE( k_max_l )
785!
786!-- Calculate building height.
787    DO  nb = 1, num_build
788       buildings(nb)%building_height = 0.0_wp
789       DO  k = buildings(nb)%kb_min, buildings(nb)%kb_max
[4646]790          buildings(nb)%building_height = buildings(nb)%building_height + dzw(k+1)
[4246]791       ENDDO
792    ENDDO
793!
794!-- Calculate building volume
795    DO  nb = 1, num_build
796!
797!--    Allocate temporary array for summing-up building volume
798       ALLOCATE( volume(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max)   )
799       ALLOCATE( volume_l(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
800       volume   = 0.0_wp
801       volume_l = 0.0_wp
802!
[4646]803!--    Calculate building volume per height level on each PE where these building is present.
[4246]804       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
805
806          ALLOCATE( buildings(nb)%volume(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max)   )
807          ALLOCATE( buildings(nb)%vol_frac(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
808          buildings(nb)%volume   = 0.0_wp
809          buildings(nb)%vol_frac = 0.0_wp
[4646]810
811          IF ( ANY( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) == buildings(nb)%id ) )  THEN
[4246]812             DO  i = nxl, nxr
813                DO  j = nys, nyn
814                   DO  k = buildings(nb)%kb_min, buildings(nb)%kb_max
[4646]815                      IF ( building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )                          &
[4246]816                         volume_l(k) = volume_l(k) + dx * dy * dzw(k+1)
817                   ENDDO
818                ENDDO
819             ENDDO
820          ENDIF
821       ENDIF
822!
823!--    Sum-up building volume from all subdomains
[4646]824#if defined( __parallel )
825       CALL MPI_ALLREDUCE( volume_l, volume, SIZE(volume), MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
[4246]826#else
827       volume = volume_l
828#endif
829!
[4646]830!--    Save total building volume as well as local fraction on volume on building data structure.
[4246]831       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%volume ) )  buildings(nb)%volume = volume
832!
833!--    Determine fraction of local on total building volume
834       IF ( buildings(nb)%on_pe )  buildings(nb)%vol_frac = volume_l / volume
835!
836!--    Calculate total building volume
[4646]837       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%volume ) )  buildings(nb)%vol_tot = SUM( buildings(nb)%volume )
[4246]838
839       DEALLOCATE( volume   )
840       DEALLOCATE( volume_l )
841
842    ENDDO
843!
[4646]844!-- Allocate arrays for indoor temperature.
[4246]845    DO  nb = 1, num_build
846       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
847          ALLOCATE( buildings(nb)%t_in(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max)   )
848          ALLOCATE( buildings(nb)%t_in_l(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
849          buildings(nb)%t_in   = 0.0_wp
850          buildings(nb)%t_in_l = 0.0_wp
851       ENDIF
852    ENDDO
853!
[4646]854!-- Allocate arrays for number of facades per height level. Distinguish between horizontal and
855!-- vertical facades.
[4246]856    DO  nb = 1, num_build
857       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
858          ALLOCATE( buildings(nb)%num_facade_h(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
859          ALLOCATE( buildings(nb)%num_facade_v(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
860
861          buildings(nb)%num_facade_h = 0
862          buildings(nb)%num_facade_v = 0
863       ENDIF
864    ENDDO
865!
866!-- Determine number of facade elements per building on local subdomain.
867!-- Distinguish between horizontal and vertical facade elements.
868!
869!-- Horizontal facades
870    buildings(:)%num_facades_per_building_h_l = 0
[4671]871    DO  l = 0, 1
872       DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
[4246]873!
[4671]874!--       For the current facade element determine corresponding building index.
875!--       First, obtain j,j,k indices of the building. Please note the offset between facade/surface
876!--       element and building location (for horizontal surface elements the horizontal offsets are
877!--       zero).
878          i = surf_usm_h(l)%i(m) + surf_usm_h(l)%ioff
879          j = surf_usm_h(l)%j(m) + surf_usm_h(l)%joff
880          k = surf_usm_h(l)%k(m) + surf_usm_h(l)%koff
[4246]881!
[4671]882!--       Determine building index and check whether building is on PE.
883          nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]884
[4671]885          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
[4246]886!
[4671]887!--          Count number of facade elements at each height level.
888             buildings(nb)%num_facade_h(k) = buildings(nb)%num_facade_h(k) + 1
[4246]889!
[4671]890!--          Moreover, sum up number of local facade elements per building.
891             buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l =                                             &
[4646]892                                                      buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l + 1
[4671]893          ENDIF
894       ENDDO
[4246]895    ENDDO
896!
897!-- Vertical facades
898    buildings(:)%num_facades_per_building_v_l = 0
899    DO  l = 0, 3
900       DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
901!
902!--       For the current facade element determine corresponding building index.
[4646]903!--       First, obtain j,j,k indices of the building. Please note the offset between facade/surface
904!--       element and building location (for vertical surface elements the vertical offsets are
905!--       zero).
[4246]906          i = surf_usm_v(l)%i(m) + surf_usm_v(l)%ioff
907          j = surf_usm_v(l)%j(m) + surf_usm_v(l)%joff
908          k = surf_usm_v(l)%k(m) + surf_usm_v(l)%koff
909
[4646]910          nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]911          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
[4646]912             buildings(nb)%num_facade_v(k) = buildings(nb)%num_facade_v(k) + 1
913             buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l =                                          &
914                                                      buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l + 1
[4246]915          ENDIF
916       ENDDO
917    ENDDO
918!
[4646]919!-- Determine total number of facade elements per building and assign number to building data type.
[4246]920    DO  nb = 1, num_build
921!
[4646]922!--    Allocate dummy array used for summing-up facade elements.
923!--    Please note, dummy arguments are necessary as building-date type arrays are not necessarily
924!--    allocated on all PEs.
[4246]925       ALLOCATE( num_facades_h(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
926       ALLOCATE( num_facades_v(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
927       ALLOCATE( receive_dum_h(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
928       ALLOCATE( receive_dum_v(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
929       num_facades_h = 0
930       num_facades_v = 0
931       receive_dum_h = 0
932       receive_dum_v = 0
933
934       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
935          num_facades_h = buildings(nb)%num_facade_h
936          num_facades_v = buildings(nb)%num_facade_v
937       ENDIF
938
[4646]939#if defined( __parallel )
940       CALL MPI_ALLREDUCE( num_facades_h,                                                          &
941                           receive_dum_h,                                                          &
942                           buildings(nb)%kb_max - buildings(nb)%kb_min + 1,                        &
943                           MPI_INTEGER,                                                            &
944                           MPI_SUM,                                                                &
945                           comm2d,                                                                 &
[4246]946                           ierr )
947
[4646]948       CALL MPI_ALLREDUCE( num_facades_v,                                                          &
949                           receive_dum_v,                                                          &
950                           buildings(nb)%kb_max - buildings(nb)%kb_min + 1,                        &
951                           MPI_INTEGER,                                                            &
952                           MPI_SUM,                                                                &
953                           comm2d,                                                                 &
[4246]954                           ierr )
[4646]955       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%num_facade_h ) )  buildings(nb)%num_facade_h = receive_dum_h
956       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%num_facade_v ) )  buildings(nb)%num_facade_v = receive_dum_v
[4246]957#else
958       buildings(nb)%num_facade_h = num_facades_h
959       buildings(nb)%num_facade_v = num_facades_v
960#endif
961
962!
963!--    Deallocate dummy arrays
964       DEALLOCATE( num_facades_h )
965       DEALLOCATE( num_facades_v )
966       DEALLOCATE( receive_dum_h )
967       DEALLOCATE( receive_dum_v )
968!
969!--    Allocate index arrays which link facade elements with surface-data type.
[4646]970!--    Please note, no height levels are considered here (information is stored in surface-data type
971!--    itself).
[4246]972       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
973!
974!--       Determine number of facade elements per building.
975          buildings(nb)%num_facades_per_building_h = SUM( buildings(nb)%num_facade_h )
976          buildings(nb)%num_facades_per_building_v = SUM( buildings(nb)%num_facade_v )
977!
[4646]978!--       Allocate arrays which link the building with the horizontal and vertical urban-type
979!--       surfaces. Please note, linking arrays are allocated over all facade elements, which is
980!--       required in case a building is located at the subdomain boundaries, where the building and
981!--       the corresponding surface elements are located on different subdomains.
[4681]982          ALLOCATE( buildings(nb)%l_h(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l) )
[4246]983          ALLOCATE( buildings(nb)%m_h(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l) )
984
985          ALLOCATE( buildings(nb)%l_v(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l) )
986          ALLOCATE( buildings(nb)%m_v(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l) )
[4687]987
988          ALLOCATE( buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l) )
989          ALLOCATE( buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(1:buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l) )
[4246]990       ENDIF
[4402]991
[4246]992       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
993          ALLOCATE( buildings(nb)%vpf(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
994          buildings(nb)%vpf = 0.0_wp
[4402]995
[4646]996          facade_area_v = 0.0_wp
[4246]997          DO  k = buildings(nb)%kb_min, buildings(nb)%kb_max
[4646]998             facade_area_v = facade_area_v + buildings(nb)%num_facade_v(k) * dzw(k+1) * dx
[4246]999          ENDDO
[4402]1000!
[4646]1001!--       Determine volume per total facade area (vpf). For the horizontal facade area
1002!--       num_facades_per_building_h can be taken, multiplied with dx*dy.
1003!--       However, due to grid stretching, vertical facade elements must be summed-up vertically.
1004!--       Please note, if dx /= dy, an error is made!
1005          buildings(nb)%vpf = buildings(nb)%vol_tot /                                              &
1006                              ( buildings(nb)%num_facades_per_building_h * dx * dy + facade_area_v )
[4402]1007!
1008!--       Determine floor-area-per-facade.
[4646]1009          buildings(nb)%fapf = buildings(nb)%num_facades_per_building_h     * dx * dy              &
1010                               / ( buildings(nb)%num_facades_per_building_h * dx * dy              &
1011                                   + facade_area_v )
[4246]1012       ENDIF
1013    ENDDO
1014!
[4646]1015!-- Link facade elements with surface data type.
[4246]1016!-- Allocate array for counting.
1017    ALLOCATE( n_fa(1:num_build) )
1018    n_fa = 1
1019
[4671]1020    DO  l = 0, 1
1021       DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
1022          i = surf_usm_h(l)%i(m) + surf_usm_h(l)%ioff
1023          j = surf_usm_h(l)%j(m) + surf_usm_h(l)%joff
[4246]1024
[4671]1025          nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]1026
[4671]1027          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
[4681]1028             buildings(nb)%l_h(n_fa(nb)) = l
[4671]1029             buildings(nb)%m_h(n_fa(nb)) = m
1030             n_fa(nb) = n_fa(nb) + 1
1031          ENDIF
1032       ENDDO
[4246]1033    ENDDO
1034
1035    n_fa = 1
1036    DO  l = 0, 3
1037       DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
1038          i = surf_usm_v(l)%i(m) + surf_usm_v(l)%ioff
1039          j = surf_usm_v(l)%j(m) + surf_usm_v(l)%joff
1040
[4646]1041          nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]1042
1043          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
1044             buildings(nb)%l_v(n_fa(nb)) = l
1045             buildings(nb)%m_v(n_fa(nb)) = m
[4646]1046             n_fa(nb) = n_fa(nb) + 1
[4246]1047          ENDIF
1048       ENDDO
1049    ENDDO
1050    DEALLOCATE( n_fa )
1051!
[4646]1052!-- Initialize building parameters, first by mean building type. Note, in this case all buildings
1053!-- have the same type.
1054!-- In a second step initialize with building tpyes from static input file, where building types can
1055!-- be individual for each building.
[4267]1056    buildings(:)%lambda_layer3       = building_pars(31,building_type)
1057    buildings(:)%s_layer3            = building_pars(44,building_type)
[4246]1058    buildings(:)%f_c_win             = building_pars(119,building_type)
[4646]1059    buildings(:)%g_value_win         = building_pars(120,building_type)
1060    buildings(:)%u_value_win         = building_pars(121,building_type)
1061    buildings(:)%eta_ve              = building_pars(124,building_type)
1062    buildings(:)%factor_a            = building_pars(125,building_type)
[4246]1063    buildings(:)%factor_c            = building_pars(126,building_type)
[4646]1064    buildings(:)%lambda_at           = building_pars(127,building_type)
1065    buildings(:)%theta_int_h_set     = building_pars(13,building_type)
[4267]1066    buildings(:)%theta_int_c_set     = building_pars(12,building_type)
[4646]1067    buildings(:)%q_h_max             = building_pars(128,building_type)
1068    buildings(:)%q_c_max             = building_pars(129,building_type)
[4246]1069    buildings(:)%qint_high           = building_pars(130,building_type)
1070    buildings(:)%qint_low            = building_pars(131,building_type)
1071    buildings(:)%height_storey       = building_pars(132,building_type)
1072    buildings(:)%height_cei_con      = building_pars(133,building_type)
1073    buildings(:)%params_waste_heat_h = building_pars(134,building_type)
1074    buildings(:)%params_waste_heat_c = building_pars(135,building_type)
1075!
[4267]1076!-- Initialize seasonal dependent parameters, depending on day of the year.
[4646]1077!-- First, calculated day of the year.
[4267]1078    CALL get_date_time( time_since_reference_point, day_of_year = day_of_year )
1079!
[4646]1080!-- Summer is defined in between northward- and southward equinox.
1081    IF ( day_of_year >= northward_equinox  .AND.  day_of_year <= southward_equinox )  THEN
1082       buildings(:)%air_change_low      = summer_pars(0,building_type)
[4267]1083       buildings(:)%air_change_high     = summer_pars(1,building_type)
1084    ELSE
[4646]1085       buildings(:)%air_change_low      = winter_pars(0,building_type)
[4267]1086       buildings(:)%air_change_high     = winter_pars(1,building_type)
1087    ENDIF
1088!
[4646]1089!-- Initialize ventilation load. Please note, building types > 7 are actually not allowed (check
1090!-- already in urban_surface_mod and netcdf_data_input_mod.
1091!-- However, the building data base may be later extended.
1092    IF ( building_type ==  1  .OR.  building_type ==  2  .OR.                                      &
1093         building_type ==  3  .OR.  building_type == 10  .OR.                                      &
[4246]1094         building_type == 11  .OR.  building_type == 12 )  THEN
1095       buildings(:)%ventilation_int_loads = 1
1096!
1097!-- Office, building with large windows
[4646]1098    ELSEIF ( building_type ==  4  .OR.  building_type ==  5  .OR.                                  &
1099             building_type ==  6  .OR.  building_type ==  7  .OR.                                  &
[4246]1100             building_type ==  8  .OR.  building_type ==  9)  THEN
1101       buildings(:)%ventilation_int_loads = 2
1102!
1103!-- Industry, hospitals
[4646]1104    ELSEIF ( building_type == 13  .OR.  building_type == 14  .OR.                                  &
1105             building_type == 15  .OR.  building_type == 16  .OR.                                  &
[4246]1106             building_type == 17  .OR.  building_type == 18 )  THEN
1107       buildings(:)%ventilation_int_loads = 3
1108    ENDIF
1109!
1110!-- Initialization of building parameters - level 2
1111    IF ( building_type_f%from_file )  THEN
1112       DO  i = nxl, nxr
1113          DO  j = nys, nyn
1114              IF ( building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
[4646]1115                 nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]1116                 bt = building_type_f%var(j,i)
[4646]1117
[4267]1118                 buildings(nb)%lambda_layer3       = building_pars(31,bt)
1119                 buildings(nb)%s_layer3            = building_pars(44,bt)
[4246]1120                 buildings(nb)%f_c_win             = building_pars(119,bt)
[4646]1121                 buildings(nb)%g_value_win         = building_pars(120,bt)
1122                 buildings(nb)%u_value_win         = building_pars(121,bt)
1123                 buildings(nb)%eta_ve              = building_pars(124,bt)
1124                 buildings(nb)%factor_a            = building_pars(125,bt)
[4246]1125                 buildings(nb)%factor_c            = building_pars(126,bt)
[4646]1126                 buildings(nb)%lambda_at           = building_pars(127,bt)
1127                 buildings(nb)%theta_int_h_set     = building_pars(13,bt)
[4267]1128                 buildings(nb)%theta_int_c_set     = building_pars(12,bt)
[4646]1129                 buildings(nb)%q_h_max             = building_pars(128,bt)
1130                 buildings(nb)%q_c_max             = building_pars(129,bt)
[4246]1131                 buildings(nb)%qint_high           = building_pars(130,bt)
1132                 buildings(nb)%qint_low            = building_pars(131,bt)
1133                 buildings(nb)%height_storey       = building_pars(132,bt)
[4646]1134                 buildings(nb)%height_cei_con      = building_pars(133,bt)
[4246]1135                 buildings(nb)%params_waste_heat_h = building_pars(134,bt)
1136                 buildings(nb)%params_waste_heat_c = building_pars(135,bt)
[4267]1137
[4646]1138              IF ( day_of_year >= northward_equinox  .AND.  day_of_year <= southward_equinox )  THEN
1139                 buildings(nb)%air_change_low      = summer_pars(0,bt)
[4267]1140                 buildings(nb)%air_change_high     = summer_pars(1,bt)
1141              ELSE
[4646]1142                 buildings(nb)%air_change_low      = winter_pars(0,bt)
[4267]1143                 buildings(nb)%air_change_high     = winter_pars(1,bt)
1144              ENDIF
1145
[4246]1146!
[4646]1147!--              Initialize ventilaation load. Please note, building types > 7
1148!--              are actually not allowed (check already in urban_surface_mod
1149!--              and netcdf_data_input_mod. However, the building data base may
1150!--              be later extended.
1151                 IF ( bt ==  1  .OR.  bt ==  2  .OR.                                               &
1152                      bt ==  3  .OR.  bt == 10  .OR.                                               &
[4246]1153                      bt == 11  .OR.  bt == 12 )  THEN
1154                    buildings(nb)%ventilation_int_loads = 1
[4646]1155!
[4246]1156!--              Office, building with large windows
[4646]1157                 ELSEIF ( bt ==  4  .OR.  bt ==  5  .OR.                                           &
1158                          bt ==  6  .OR.  bt ==  7  .OR.                                           &
[4246]1159                          bt ==  8  .OR.  bt ==  9)  THEN
1160                    buildings(nb)%ventilation_int_loads = 2
1161!
1162!--              Industry, hospitals
[4646]1163                 ELSEIF ( bt == 13  .OR.  bt == 14  .OR.                                           &
1164                          bt == 15  .OR.  bt == 16  .OR.                                           &
[4246]1165                          bt == 17  .OR.  bt == 18 )  THEN
1166                    buildings(nb)%ventilation_int_loads = 3
1167                 ENDIF
1168              ENDIF
1169           ENDDO
1170        ENDDO
1171    ENDIF
1172!
[4646]1173!-- Calculation of surface-related heat transfer coeffiecient out of standard u-values from building
1174!-- database.
1175!-- Only amount of extern and surface is used.
1176!-- Otherwise amount between air and surface taken account twice.
[4246]1177    DO nb = 1, num_build
[4646]1178       IF ( buildings(nb)%on_pe ) THEN
[4246]1179          du_win_tmp = 1.0_wp / buildings(nb)%u_value_win
[4646]1180          u_tmp = buildings(nb)%u_value_win * ( du_win_tmp / ( du_win_tmp -                        &
[4246]1181                  0.125_wp + ( 1.0_wp / h_is ) ) )
[4646]1182
[4246]1183          du_tmp = 1.0_wp / u_tmp
[4646]1184
[4267]1185          buildings(nb)%h_es = 1.0_wp / ( du_tmp - ( 1.0_wp / h_is ) )
1186
[4246]1187       ENDIF
1188    ENDDO
1189!
1190!-- Initialize indoor temperature. Actually only for output at initial state.
[4850]1191    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
1192       DO  nb = 1, num_build
1193          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
1194             buildings(nb)%t_in(:) = initial_indoor_temperature
[4687]1195
1196!
[4850]1197!--          (after first loop, use theta_m_t as theta_m_t_prev)
1198             buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(:) = initial_indoor_temperature
1199             buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(:) = initial_indoor_temperature
[4687]1200
[4850]1201          ENDIF
1202       ENDDO
1203!
1204!-- Initialize indoor temperature at previous timestep.
1205    ELSE
1206       DO  nb = 1, num_build
1207          IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
1208!
1209!--          Mean indoor temperature can be initialized with initial value. This is just
1210!--          used for output.
1211             buildings(nb)%t_in(:) = initial_indoor_temperature
1212!
1213!--          Initialize theta_m_t_prev arrays. The respective data during the restart mechanism
1214!--          is stored on the surface-data array.
1215             DO  fa = 1, buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l
1216!
1217!--             Determine indices where corresponding surface-type information is stored.
1218                l = buildings(nb)%l_h(fa)
1219                m = buildings(nb)%m_h(fa)
1220                buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa) = surf_usm_h(l)%t_prev(m)
1221             ENDDO
1222             DO  fa = 1, buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l
1223!
1224!--             Determine indices where corresponding surface-type information is stored.
1225                l = buildings(nb)%l_v(fa)
1226                m = buildings(nb)%m_v(fa)
1227                buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa) = surf_usm_v(l)%t_prev(m)
1228             ENDDO
1229          ENDIF
1230       ENDDO
1231    ENDIF
[4246]1232
1233    CALL location_message( 'initializing indoor model', 'finished' )
1234
1235 END SUBROUTINE im_init
1236
1237
[4646]1238!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1239! Description:
1240! ------------
1241!> Main part of the indoor model.
1242!> Calculation of .... (kanani: Please describe)
[4646]1243!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1244 SUBROUTINE im_main_heatcool
1245
1246!     USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
1247!         ONLY:  c_p
1248
[4646]1249    USE control_parameters,                                                                        &
[4246]1250        ONLY:  time_since_reference_point
1251
[4646]1252    USE grid_variables,                                                                            &
[4246]1253        ONLY:  dx, dy
1254
1255    USE pegrid
[4646]1256
1257    USE surface_mod,                                                                               &
[4750]1258        ONLY:  ind_pav_green,                                                                      &
1259               ind_veg_wall,                                                                       &
1260               ind_wat_win,                                                                        &
1261               surf_usm_h,                                                                         &
1262               surf_usm_v
[4246]1263
[4646]1264    USE urban_surface_mod,                                                                         &
[4750]1265        ONLY:  building_type,                                                                      &
1266               nzt_wall,                                                                           &
1267               t_green_h,                                                                          &
1268               t_green_v,                                                                          &
1269               t_wall_h,                                                                           &
1270               t_wall_v,                                                                           &
1271               t_window_h,                                                                         &
1272               t_window_v
[4246]1273
[4646]1274
1275    INTEGER(iwp) ::  fa   !< running index for facade elements of each building
[4246]1276    INTEGER(iwp) ::  i    !< index of facade-adjacent atmosphere grid point in x-direction
1277    INTEGER(iwp) ::  j    !< index of facade-adjacent atmosphere grid point in y-direction
1278    INTEGER(iwp) ::  k    !< index of facade-adjacent atmosphere grid point in z-direction
1279    INTEGER(iwp) ::  kk   !< vertical index of indoor grid point adjacent to facade
1280    INTEGER(iwp) ::  l    !< running index for surface-element orientation
1281    INTEGER(iwp) ::  m    !< running index surface elements
1282    INTEGER(iwp) ::  nb   !< running index for buildings
1283
[4750]1284    LOGICAL  ::  during_spinup                    !< flag indicating that the simulation is still in wall/soil spinup
1285
1286    REAL(wp) ::  frac_green                       !< dummy for green fraction
1287    REAL(wp) ::  frac_wall                        !< dummy for wall fraction
1288    REAL(wp) ::  frac_win                         !< dummy for window fraction
1289!     REAL(wp) ::  indoor_wall_window_temperature   !< weighted temperature of innermost wall/window layer
1290    REAL(wp) ::  indoor_wall_temperature          !< temperature of innermost wall layer evtl in im_calc_temperatures einfÃŒgen
[4246]1291    REAL(wp) ::  near_facade_temperature          !< outside air temperature 10cm away from facade
1292    REAL(wp) ::  second_of_day                    !< second of the current day
1293    REAL(wp) ::  time_utc_hour                    !< time of day (hour UTC)
1294
1295    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  t_in_l_send   !< dummy send buffer used for summing-up indoor temperature per kk-level
1296    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  t_in_recv     !< dummy recv buffer used for summing-up indoor temperature per kk-level
1297!
[4646]1298!-- Determine time of day in hours.
[4246]1299    CALL get_date_time( time_since_reference_point, second_of_day=second_of_day )
1300    time_utc_hour = second_of_day / seconds_per_hour
1301!
[4750]1302!-- Check if the simulation is still in wall/soil spinup mode
1303    during_spinup = MERGE( .TRUE., .FALSE., time_since_reference_point < 0.0_wp )
1304!
[4246]1305!-- Following calculations must be done for each facade element.
1306    DO  nb = 1, num_build
1307!
[4646]1308!--    First, check whether building is present on local subdomain.
[4246]1309       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
1310!
1311!--       Determine daily schedule. 08:00-18:00 = 1, other hours = 0.
[4646]1312!--       Residental Building, panel WBS 70
[4246]1313          IF ( buildings(nb)%ventilation_int_loads == 1 )  THEN
[4267]1314             IF ( time_utc_hour >= 8.0_wp  .AND.  time_utc_hour <= 18.0_wp )  THEN
1315                schedule_d = 0
1316             ELSE
[4246]1317                schedule_d = 1
1318             ENDIF
1319          ENDIF
1320!
1321!--       Office, building with large windows
1322          IF ( buildings(nb)%ventilation_int_loads == 2 )  THEN
1323             IF ( time_utc_hour >= 8.0_wp  .AND.  time_utc_hour <= 18.0_wp )  THEN
1324                schedule_d = 1
1325             ELSE
1326                schedule_d = 0
1327             ENDIF
1328          ENDIF
[4646]1329!
[4246]1330!--       Industry, hospitals
1331          IF ( buildings(nb)%ventilation_int_loads == 3 )  THEN
1332             IF ( time_utc_hour >= 6.0_wp  .AND.  time_utc_hour <= 22.0_wp )  THEN
1333                schedule_d = 1
1334             ELSE
1335                schedule_d = 0
1336             ENDIF
1337          ENDIF
1338!
[4850]1339!--       Initialize/reset indoor temperature - note, this is only for output
[4646]1340          buildings(nb)%t_in_l = 0.0_wp
[4246]1341!
1342!--       Horizontal surfaces
1343          DO  fa = 1, buildings(nb)%num_facades_per_building_h_l
1344!
[4671]1345!--          Determine indices where corresponding surface-type information is stored.
[4681]1346             l = buildings(nb)%l_h(fa)
1347             m = buildings(nb)%m_h(fa)
[4246]1348!
[4750]1349!--          During spinup set window fraction to zero and add these to wall fraction.
1350             frac_win   = MERGE( surf_usm_h(l)%frac(m,ind_wat_win), 0.0_wp, .NOT. during_spinup )
1351             frac_wall  = MERGE( surf_usm_h(l)%frac(m,ind_veg_wall),                               &
1352                                 surf_usm_h(l)%frac(m,ind_veg_wall) +                              &
1353                                 surf_usm_h(l)%frac(m,ind_wat_win),                                &
1354                                 .NOT. during_spinup )
1355             frac_green = surf_usm_h(l)%frac(m,ind_pav_green)
1356!
[4646]1357!--          Determine building height level index.
[4671]1358             kk = surf_usm_h(l)%k(m) + surf_usm_h(l)%koff
[4402]1359!
[4246]1360!--          Building geometries --> not time-dependent
[4646]1361             facade_element_area          = dx * dy                               !< [m2] surface area per facade element
[4402]1362             floor_area_per_facade        = buildings(nb)%fapf                    !< [m2/m2] floor area per facade area
[4646]1363             indoor_volume_per_facade     = buildings(nb)%vpf(kk)                 !< [m3/m2] indoor air volume per facade area
1364             buildings(nb)%area_facade    = facade_element_area *                                  &
1365                                            ( buildings(nb)%num_facades_per_building_h +           &
[4750]1366                                              buildings(nb)%num_facades_per_building_v ) !< [m2] area of total facade
1367             window_area_per_facade       = frac_win  * facade_element_area              !< [m2] window area per facade element
[4246]1368
1369             buildings(nb)%net_floor_area = buildings(nb)%vol_tot / ( buildings(nb)%height_storey )
[4646]1370             total_area                   = buildings(nb)%net_floor_area                            !< [m2] area of all surfaces
1371                                                                                                    !< pointing to zone  Eq. (9) according to section 7.2.2.2
1372             a_m                          = buildings(nb)%factor_a * total_area *                  &
1373                                            ( facade_element_area / buildings(nb)%area_facade ) *  &
1374                                            buildings(nb)%lambda_at                                 !< [m2] standard values
1375                                                                                                    !< according to Table 12 section 12.3.1.2  (calculate over Eq. (65) according to section 12.3.1.2)
1376             c_m                          = buildings(nb)%factor_c * total_area *                  &
1377                                            ( facade_element_area / buildings(nb)%area_facade )     !< [J/K] standard values
1378                                                                                                    !< according to table 12 section 12.3.1.2 (calculate over Eq. (66) according to section 12.3.1.2)
[4246]1379!
1380!--          Calculation of heat transfer coefficient for transmission --> not time-dependent
1381             h_t_es   = window_area_per_facade * buildings(nb)%h_es                                   !< [W/K] only for windows
1382
[4646]1383             h_t_is  = buildings(nb)%area_facade * h_is                                               !< [W/K] with h_is = 3.45 W /
1384                                                                                                      !< (m2 K) between surface and air, Eq. (9)
1385             h_t_ms  = a_m * h_ms                                                                     !< [W/K] with h_ms = 9.10 W /
1386                                                                                                      !< (m2 K) between component and surface, Eq. (64)
1387             h_t_wall  = 1.0_wp / ( 1.0_wp / ( ( facade_element_area - window_area_per_facade )    &  !< [W/K]
[4246]1388                                    * buildings(nb)%lambda_layer3 / buildings(nb)%s_layer3 * 0.5_wp &
1389                                             ) + 1.0_wp / h_t_ms )                                    !< [W/K] opaque components
[4646]1390             h_t_wm  = 1.0_wp / ( 1.0_wp / h_t_wall - 1.0_wp / h_t_ms )                               !< [W/K] emmision Eq. (63),
1391                                                                                                      !< Section 12.2.2
[4246]1392!
[4646]1393!--          Internal air loads dependent on the occupacy of the room.
1394!--          Basical internal heat gains (qint_low) with additional internal heat gains by occupancy (qint_high) (0,5*phi_int).
1395             phi_ia = 0.5_wp * ( ( buildings(nb)%qint_high * schedule_d + buildings(nb)%qint_low ) &
1396                              * floor_area_per_facade )
[4246]1397             q_int = phi_ia / total_area
1398!
[4646]1399!--          Airflow dependent on the occupacy of the room.
1400!--          Basical airflow (air_change_low) with additional airflow gains by occupancy (air_change_high)
1401             air_change = ( buildings(nb)%air_change_high * schedule_d + buildings(nb)%air_change_low )  !< [1/h]?
[4246]1402!
[4646]1403!--          Heat transfer of ventilation.
1404!--          Not less than 0.01 W/K to avoid division by 0 in further calculations with heat
1405!--          capacity of air 0.33 Wh/m2K.
1406             h_v   = MAX( 0.01_wp , ( air_change * indoor_volume_per_facade *                      &
1407                                      0.33_wp * (1.0_wp - buildings(nb)%eta_ve ) ) )    !< [W/K] from ISO 13789 Eq.(10)
[4246]1408
1409!--          Heat transfer coefficient auxiliary variables
1410             h_t_1 = 1.0_wp / ( ( 1.0_wp / h_v )   + ( 1.0_wp / h_t_is ) )  !< [W/K] Eq. (C.6)
1411             h_t_2 = h_t_1 + h_t_es                                         !< [W/K] Eq. (C.7)
1412             h_t_3 = 1.0_wp / ( ( 1.0_wp / h_t_2 ) + ( 1.0_wp / h_t_ms ) )  !< [W/K] Eq. (C.8)
1413!
1414!--          Net short-wave radiation through window area (was i_global)
[4671]1415             net_sw_in = surf_usm_h(l)%rad_sw_in(m) - surf_usm_h(l)%rad_sw_out(m)
[4246]1416!
1417!--          Quantities needed for im_calc_temperatures
[4671]1418             i = surf_usm_h(l)%i(m)
1419             j = surf_usm_h(l)%j(m)
1420             k = surf_usm_h(l)%k(m)
1421             near_facade_temperature = surf_usm_h(l)%pt_10cm(m)
[4750]1422!              indoor_wall_window_temperature = frac_wall  * t_wall_h(l)%val(nzt_wall,m)             &
1423!                                             + frac_win   * t_window_h(l)%val(nzt_wall,m)           &
1424!                                             + frac_green * t_green_h(l)%val(nzt_wall,m)
1425             indoor_wall_temperature = frac_wall  * t_wall_h(l)%val(nzt_wall,m)                    &
1426                                     + frac_win   * t_window_h(l)%val(nzt_wall,m)                  &
1427                                     + frac_green * t_green_h(l)%val(nzt_wall,m)
[4246]1428!
[4646]1429!--          Solar thermal gains. If net_sw_in larger than sun-protection threshold parameter
1430!--          (params_solar_protection), sun protection will be activated.
1431             IF ( net_sw_in <= params_solar_protection )  THEN
[4246]1432                solar_protection_off = 1
1433                solar_protection_on  = 0
[4646]1434             ELSE
[4246]1435                solar_protection_off = 0
1436                solar_protection_on  = 1
1437             ENDIF
1438!
[4646]1439!--          Calculation of total heat gains from net_sw_in through windows [W] in respect on
1440!--          automatic sun protection.
[4246]1441!--          DIN 4108 - 2 chap.8
[4646]1442             phi_sol = (   window_area_per_facade * net_sw_in * solar_protection_off               &
1443                         + window_area_per_facade * net_sw_in * buildings(nb)%f_c_win *            &
1444                           solar_protection_on )                                                   &
[4246]1445                       * buildings(nb)%g_value_win * ( 1.0_wp - params_f_f ) * params_f_w
[4646]1446             q_sol = phi_sol
[4246]1447!
[4646]1448!--          Calculation of the mass specific thermal load for internal and external heatsources of
1449!--          the inner node.
1450             phi_m   = (a_m / total_area) * ( phi_ia + phi_sol )                                    !< [W] Eq. (C.2) with
1451                                                                                                    !< phi_ia=0,5*phi_int
[4246]1452             q_c_m = phi_m
1453!
[4646]1454!--          Calculation mass specific thermal load implied non thermal mass
1455             phi_st  =   ( 1.0_wp - ( a_m / total_area ) - ( h_t_es / ( 9.1_wp * total_area ) ) )  &
1456                       * ( phi_ia + phi_sol )                                                       !< [W] Eq. (C.3) with
1457                                                                                                    !< phi_ia=0,5*phi_int
1458             q_c_st = phi_st
[4246]1459!
1460!--          Calculations for deriving indoor temperature and heat flux into the wall
[4646]1461!--          Step 1: indoor temperature without heating and cooling
[4246]1462!--          section C.4.1 Picture C.2 zone 3)
1463             phi_hc_nd = 0.0_wp
[4646]1464
[4702]1465             CALL  im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1466                                          near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa) )
[4246]1467!
[4646]1468!--          If air temperature between border temperatures of heating and cooling, assign output
1469!--          variable, then ready.
1470             IF ( buildings(nb)%theta_int_h_set <= theta_air  .AND.                                &
1471                  theta_air <= buildings(nb)%theta_int_c_set )  THEN
[4246]1472                phi_hc_nd_ac = 0.0_wp
[4646]1473                phi_hc_nd    = phi_hc_nd_ac
[4246]1474                theta_air_ac = theta_air
1475!
1476!--          Step 2: Else, apply 10 W/m2 heating/cooling power and calculate indoor temperature
1477!--          again.
1478             ELSE
1479!
1480!--             Temperature not correct, calculation method according to section C4.2
[4646]1481                theta_air_0 = theta_air                                                  !< temperature without heating/cooling
[4246]1482!
1483!--             Heating or cooling?
1484                IF ( theta_air_0 > buildings(nb)%theta_int_c_set )  THEN
1485                   theta_air_set = buildings(nb)%theta_int_c_set
[4646]1486                ELSE
1487                   theta_air_set = buildings(nb)%theta_int_h_set
[4246]1488                ENDIF
1489!
[4646]1490!--             Calculate the temperature with phi_hc_nd_10
[4246]1491                phi_hc_nd_10 = 10.0_wp * floor_area_per_facade
1492                phi_hc_nd    = phi_hc_nd_10
[4646]1493
[4702]1494                CALL  im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1495                                             near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa) )
[4246]1496                theta_air_10 = theta_air                                                !< temperature with 10 W/m2 of heating
1497!
[4730]1498!--             Avoid division by zero at first timestep where the denominator can become zero.
1499                IF ( ABS( theta_air_10  - theta_air_0 ) < 1E-10_wp )  THEN
1500                   phi_hc_nd_un = phi_hc_nd_10
1501                ELSE
1502                   phi_hc_nd_un = phi_hc_nd_10 * ( theta_air_set - theta_air_0 )                   &
1503                                               / ( theta_air_10  - theta_air_0 )             !< Eq. (C.13)
1504                ENDIF
1505!
[4646]1506!--             Step 3: with temperature ratio to determine the heating or cooling capacity.
1507!--             If necessary, limit the power to maximum power.
[4246]1508!--             section C.4.1 Picture C.2 zone 2) and 4)
[4646]1509                buildings(nb)%phi_c_max = buildings(nb)%q_c_max * floor_area_per_facade
[4246]1510                buildings(nb)%phi_h_max = buildings(nb)%q_h_max * floor_area_per_facade
[4646]1511                IF ( buildings(nb)%phi_c_max < phi_hc_nd_un  .AND.                                 &
1512                     phi_hc_nd_un < buildings(nb)%phi_h_max )  THEN
[4246]1513                   phi_hc_nd_ac = phi_hc_nd_un
[4646]1514                   phi_hc_nd = phi_hc_nd_un
[4246]1515                ELSE
1516!
[4646]1517!--             Step 4: inner temperature with maximum heating (phi_hc_nd_un positive) or cooling
1518!--                     (phi_hc_nd_un negative)
[4246]1519!--             section C.4.1 Picture C.2 zone 1) and 5)
1520                   IF ( phi_hc_nd_un > 0.0_wp )  THEN
1521                      phi_hc_nd_ac = buildings(nb)%phi_h_max                            !< Limit heating
[4646]1522                   ELSE
[4246]1523                      phi_hc_nd_ac = buildings(nb)%phi_c_max                            !< Limit cooling
1524                   ENDIF
1525                ENDIF
[4646]1526                phi_hc_nd = phi_hc_nd_ac
[4246]1527!
1528!--             Calculate the temperature with phi_hc_nd_ac (new)
[4702]1529                CALL  im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1530                                             near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa) )
[4246]1531                theta_air_ac = theta_air
1532             ENDIF
1533!
1534!--          Update theta_m_t_prev
[4687]1535             buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa) = theta_m_t
[4646]1536
[4687]1537
[4246]1538             q_vent = h_v * ( theta_air - near_facade_temperature )
1539!
[4646]1540!--          Calculate the operating temperature with weighted mean temperature of air and mean
1541!--          solar temperature.
1542!--          Will be used for thermal comfort calculations.
[4246]1543             theta_op     = 0.3_wp * theta_air_ac + 0.7_wp * theta_s          !< [degree_C] operative Temperature Eq. (C.12)
[4687]1544
[4671]1545!              surf_usm_h(l)%t_indoor(m) = theta_op                               !< not integrated now
[4246]1546!
[4646]1547!--          Heat flux into the wall. Value needed in urban_surface_mod to
[4246]1548!--          calculate heat transfer through wall layers towards the facade
1549!--          (use c_p * rho_surface to convert [W/m2] into [K m/s])
[4704]1550             IF ( (facade_element_area - window_area_per_facade) > 0.0_wp )  THEN
1551                q_wall = h_t_wm * ( indoor_wall_temperature - theta_m )                 &
[4646]1552                                    / ( facade_element_area - window_area_per_facade )
[4704]1553             ELSE
1554                q_wall = 0.0_wp
1555             ENDIF
1556
1557             IF ( window_area_per_facade > 0.0_wp )  THEN
1558                q_win = h_t_es * ( pt(k,j,i) - theta_s ) / ( window_area_per_facade )
1559             ELSE
1560                q_win = 0.0_wp
1561             ENDIF
[4246]1562!
[4701]1563!--          Transfer q_wall & q_win back to USM (innermost wall/window layer)
1564             surf_usm_h(l)%iwghf_eb(m)        = - q_wall
1565             surf_usm_h(l)%iwghf_eb_window(m) = - q_win
[4246]1566!
[4646]1567!--          Sum up operational indoor temperature per kk-level. Further below, this temperature is
1568!--          reduced by MPI to one temperature per kk-level and building (processor overlapping).
[4246]1569             buildings(nb)%t_in_l(kk) = buildings(nb)%t_in_l(kk) + theta_op
1570!
[4646]1571!--          Calculation of waste heat.
1572!--          Anthropogenic heat output.
1573             IF ( phi_hc_nd_ac > 0.0_wp )  THEN
[4246]1574                heating_on = 1
1575                cooling_on = 0
[4646]1576             ELSE
[4246]1577                heating_on = 0
1578                cooling_on = -1
1579             ENDIF
1580
[4646]1581             q_waste_heat = ( phi_hc_nd * (                                                        &
1582                              buildings(nb)%params_waste_heat_h * heating_on +                     &
1583                              buildings(nb)%params_waste_heat_c * cooling_on )                     &
[4850]1584                            ) / facade_element_area  !< [W/m2] , observe the directional convention in PALM!
1585!
1586!--          Store waste heat and previous previous indoor temperature on surface-data type.
1587!--          These will be used in the urban-surface model.
1588             surf_usm_h(l)%t_prev(m) = buildings(nb)%theta_m_t_prev_h(fa)
[4709]1589             surf_usm_h(l)%waste_heat(m) = q_waste_heat
[4246]1590          ENDDO !< Horizontal surfaces loop
1591!
1592!--       Vertical surfaces
1593          DO  fa = 1, buildings(nb)%num_facades_per_building_v_l
1594!
[4646]1595!--          Determine indices where corresponding surface-type information is stored.
[4246]1596             l = buildings(nb)%l_v(fa)
1597             m = buildings(nb)%m_v(fa)
[4850]1598
[4246]1599!
[4750]1600!--          During spinup set window fraction to zero and add these to wall fraction.
1601             frac_win   = MERGE( surf_usm_v(l)%frac(m,ind_wat_win), 0.0_wp, .NOT. during_spinup )
1602             frac_wall  = MERGE( surf_usm_v(l)%frac(m,ind_veg_wall),                               &
1603                                 surf_usm_v(l)%frac(m,ind_veg_wall) +                              &
1604                                 surf_usm_v(l)%frac(m,ind_wat_win),                                &
1605                                 .NOT. during_spinup )
1606             frac_green = surf_usm_v(l)%frac(m,ind_pav_green)
1607!
[4646]1608!--          Determine building height level index.
[4246]1609             kk = surf_usm_v(l)%k(m) + surf_usm_v(l)%koff
1610!
[4646]1611!--          (SOME OF THE FOLLOWING (not time-dependent) COULD PROBABLY GO INTO A FUNCTION
[4246]1612!--          EXCEPT facade_element_area, EVERYTHING IS CALCULATED EQUALLY)
1613!--          Building geometries  --> not time-dependent
[4402]1614             IF ( l == 0  .OR. l == 1 ) facade_element_area = dx * dzw(kk+1)    !< [m2] surface area per facade element
1615             IF ( l == 2  .OR. l == 3 ) facade_element_area = dy * dzw(kk+1)    !< [m2] surface area per facade element
1616
1617             floor_area_per_facade        = buildings(nb)%fapf                  !< [m2/m2] floor area per facade area
[4646]1618             indoor_volume_per_facade     = buildings(nb)%vpf(kk)               !< [m3/m2] indoor air volume per facade area
1619             buildings(nb)%area_facade    = facade_element_area *                                  &
1620                                            ( buildings(nb)%num_facades_per_building_h +           &
[4750]1621                                              buildings(nb)%num_facades_per_building_v )  !< [m2] area of total facade
1622             window_area_per_facade       = frac_win * facade_element_area                !< [m2] window area per facade element
[4246]1623
1624             buildings(nb)%net_floor_area = buildings(nb)%vol_tot / ( buildings(nb)%height_storey )
[4646]1625             total_area                   = buildings(nb)%net_floor_area                              !< [m2] area of all surfaces
1626                                                                                                      !< pointing to zone  Eq. (9) according to section 7.2.2.2
1627             a_m                          = buildings(nb)%factor_a * total_area *                  &
1628                                            ( facade_element_area / buildings(nb)%area_facade ) *  &
1629                                              buildings(nb)%lambda_at                                 !< [m2] standard values
1630                                                                                                      !< according to Table 12 section 12.3.1.2  (calculate over Eq. (65) according to section 12.3.1.2)
[4246]1631             c_m                          = buildings(nb)%factor_c * total_area *                   &
[4646]1632                                            ( facade_element_area / buildings(nb)%area_facade )       !< [J/K] standard values
1633                                                                                                      !< according to table 12 section 12.3.1.2 (calculate over Eq. (66) according to section 12.3.1.2)
[4246]1634!
1635!--          Calculation of heat transfer coefficient for transmission --> not time-dependent
1636             h_t_es   = window_area_per_facade * buildings(nb)%h_es                                   !< [W/K] only for windows
1637
[4646]1638             h_t_is  = buildings(nb)%area_facade  * h_is                                              !< [W/K] with h_is = 3.45 W /
1639                                                                                                      !< (m2 K) between surface and air, Eq. (9)
1640             h_t_ms  = a_m * h_ms                                                                     !< [W/K] with h_ms = 9.10 W /
1641                                                                                                      !< (m2 K) between component and surface, Eq. (64)
1642             h_t_wall  = 1.0_wp / ( 1.0_wp / ( ( facade_element_area - window_area_per_facade )    &  !< [W/K]
[4246]1643                                    * buildings(nb)%lambda_layer3 / buildings(nb)%s_layer3 * 0.5_wp &
1644                                             ) + 1.0_wp / h_t_ms )                                    !< [W/K] opaque components
1645             h_t_wm  = 1.0_wp / ( 1.0_wp / h_t_wall - 1.0_wp / h_t_ms )                               !< [W/K] emmision Eq. (63), Section 12.2.2
1646!
[4646]1647!--          Internal air loads dependent on the occupacy of the room.
1648!--          Basical internal heat gains (qint_low) with additional internal heat gains by occupancy
1649!--          (qint_high) (0,5*phi_int)
1650             phi_ia = 0.5_wp * ( ( buildings(nb)%qint_high * schedule_d + buildings(nb)%qint_low ) &
1651                             * floor_area_per_facade )
[4246]1652             q_int = phi_ia
1653
1654!
[4646]1655!--          Airflow dependent on the occupacy of the room.
1656!--          Basical airflow (air_change_low) with additional airflow gains by occupancy
1657!--          (air_change_high)
1658             air_change = ( buildings(nb)%air_change_high * schedule_d +                           &
[4750]1659                            buildings(nb)%air_change_low )
[4246]1660!
[4646]1661!--          Heat transfer of ventilation.
1662!--          Not less than 0.01 W/K to avoid division by 0 in further calculations with heat
1663!--          capacity of air 0.33 Wh/m2K
1664             h_v   = MAX( 0.01_wp , ( air_change * indoor_volume_per_facade *                      &
1665                                    0.33_wp * (1.0_wp - buildings(nb)%eta_ve ) ) )                    !< [W/K] from ISO 13789
1666                                                                                                      !< Eq.(10)
1667
[4246]1668!--          Heat transfer coefficient auxiliary variables
1669             h_t_1 = 1.0_wp / ( ( 1.0_wp / h_v )   + ( 1.0_wp / h_t_is ) )                            !< [W/K] Eq. (C.6)
1670             h_t_2 = h_t_1 + h_t_es                                                                   !< [W/K] Eq. (C.7)
1671             h_t_3 = 1.0_wp / ( ( 1.0_wp / h_t_2 ) + ( 1.0_wp / h_t_ms ) )                            !< [W/K] Eq. (C.8)
1672!
1673!--          Net short-wave radiation through window area (was i_global)
1674             net_sw_in = surf_usm_v(l)%rad_sw_in(m) - surf_usm_v(l)%rad_sw_out(m)
1675!
1676!--          Quantities needed for im_calc_temperatures
1677             i = surf_usm_v(l)%i(m)
[4646]1678             j = surf_usm_v(l)%j(m)
[4246]1679             k = surf_usm_v(l)%k(m)
1680             near_facade_temperature = surf_usm_v(l)%pt_10cm(m)
[4687]1681
[4750]1682!              indoor_wall_window_temperature = frac_wall  * t_wall_v(l)%val(nzt_wall,m)             &
1683!                                             + frac_win   * t_window_v(l)%val(nzt_wall,m)           &
1684!                                             + frac_green * t_green_v(l)%val(nzt_wall,m)
1685
1686             indoor_wall_temperature = frac_wall  * t_wall_v(l)%val(nzt_wall,m)                    &
1687                                     + frac_win   * t_window_v(l)%val(nzt_wall,m)                  &
1688                                     + frac_green * t_green_v(l)%val(nzt_wall,m)
1689
[4246]1690!
[4646]1691!--          Solar thermal gains. If net_sw_in larger than sun-protection
1692!--          threshold parameter (params_solar_protection), sun protection will
[4246]1693!--          be activated
[4646]1694             IF ( net_sw_in <= params_solar_protection )  THEN
[4246]1695                solar_protection_off = 1
[4646]1696                solar_protection_on  = 0
1697             ELSE
[4246]1698                solar_protection_off = 0
[4646]1699                solar_protection_on  = 1
[4246]1700             ENDIF
1701!
[4646]1702!--          Calculation of total heat gains from net_sw_in through windows [W] in respect on
1703!--          automatic sun protection.
[4246]1704!--          DIN 4108 - 2 chap.8
[4646]1705             phi_sol = (   window_area_per_facade * net_sw_in * solar_protection_off               &
1706                         + window_area_per_facade * net_sw_in * buildings(nb)%f_c_win *            &
1707                           solar_protection_on )                                                   &
[4246]1708                       * buildings(nb)%g_value_win * ( 1.0_wp - params_f_f ) * params_f_w
1709             q_sol = phi_sol
1710!
[4646]1711!--          Calculation of the mass specific thermal load for internal and external heatsources.
[4246]1712             phi_m   = (a_m / total_area) * ( phi_ia + phi_sol )          !< [W] Eq. (C.2) with phi_ia=0,5*phi_int
1713             q_c_m = phi_m
1714!
[4646]1715!--          Calculation mass specific thermal load implied non thermal mass.
1716             phi_st  =   ( 1.0_wp - ( a_m / total_area ) - ( h_t_es / ( 9.1_wp * total_area ) ) )  &
1717                       * ( phi_ia + phi_sol )                                                       !< [W] Eq. (C.3) with
1718                                                                                                    !< phi_ia=0,5*phi_int
1719             q_c_st = phi_st
[4246]1720!
[4646]1721!--          Calculations for deriving indoor temperature and heat flux into the wall.
1722!--          Step 1: indoor temperature without heating and cooling.
[4246]1723!--          section C.4.1 Picture C.2 zone 3)
1724             phi_hc_nd = 0.0_wp
[4702]1725             CALL im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1726                                         near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa) )
[4246]1727!
[4646]1728!--          If air temperature between border temperatures of heating and cooling, assign output
1729!--          variable, then ready.
1730             IF ( buildings(nb)%theta_int_h_set <= theta_air  .AND.                                &
1731                  theta_air <= buildings(nb)%theta_int_c_set )  THEN
[4246]1732                phi_hc_nd_ac = 0.0_wp
1733                phi_hc_nd    = phi_hc_nd_ac
1734                theta_air_ac = theta_air
1735!
1736!--          Step 2: Else, apply 10 W/m2 heating/cooling power and calculate indoor temperature
1737!--          again.
1738             ELSE
1739!
1740!--             Temperature not correct, calculation method according to section C4.2
1741                theta_air_0 = theta_air !< Note temperature without heating/cooling
1742!
1743!--             Heating or cooling?
1744                IF ( theta_air_0 > buildings(nb)%theta_int_c_set )  THEN
1745                   theta_air_set = buildings(nb)%theta_int_c_set
[4646]1746                ELSE
1747                   theta_air_set = buildings(nb)%theta_int_h_set
[4246]1748                ENDIF
1749
1750!--             Calculate the temperature with phi_hc_nd_10
1751                phi_hc_nd_10 = 10.0_wp * floor_area_per_facade
1752                phi_hc_nd    = phi_hc_nd_10
1753
[4702]1754                CALL  im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1755                                             near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa) )
[4646]1756
[4246]1757                theta_air_10 = theta_air !< Note the temperature with 10 W/m2 of heating
1758!
[4730]1759!--             Avoid division by zero at first timestep where the denominator can become zero.
1760                IF ( ABS( theta_air_10  - theta_air_0 ) < 1E-10_wp )  THEN
1761                   phi_hc_nd_un = phi_hc_nd_10
1762                ELSE
1763                   phi_hc_nd_un = phi_hc_nd_10 * ( theta_air_set - theta_air_0 )                   &
1764                                               / ( theta_air_10  - theta_air_0 )             !< Eq. (C.13)
1765                ENDIF
1766!
[4646]1767!--             Step 3: with temperature ratio to determine the heating or cooling capacity
1768!--             If necessary, limit the power to maximum power.
[4246]1769!--             section C.4.1 Picture C.2 zone 2) and 4)
1770                buildings(nb)%phi_c_max = buildings(nb)%q_c_max * floor_area_per_facade
1771                buildings(nb)%phi_h_max = buildings(nb)%q_h_max * floor_area_per_facade
[4646]1772                IF ( buildings(nb)%phi_c_max < phi_hc_nd_un  .AND.                                 &
1773                     phi_hc_nd_un < buildings(nb)%phi_h_max )  THEN
[4246]1774                   phi_hc_nd_ac = phi_hc_nd_un
1775                   phi_hc_nd = phi_hc_nd_un
1776                ELSE
1777!
[4646]1778!--             Step 4: inner temperature with maximum heating (phi_hc_nd_un positive) or cooling
1779!--                     (phi_hc_nd_un negative)
[4246]1780!--             section C.4.1 Picture C.2 zone 1) and 5)
1781                   IF ( phi_hc_nd_un > 0.0_wp )  THEN
1782                      phi_hc_nd_ac = buildings(nb)%phi_h_max                                         !< Limit heating
[4646]1783                   ELSE
[4246]1784                      phi_hc_nd_ac = buildings(nb)%phi_c_max                                         !< Limit cooling
1785                   ENDIF
1786                ENDIF
[4646]1787                phi_hc_nd = phi_hc_nd_ac
[4246]1788!
1789!--             Calculate the temperature with phi_hc_nd_ac (new)
[4702]1790                CALL  im_calc_temperatures ( i, j, k, indoor_wall_temperature, &
[4687]1791                                             near_facade_temperature, phi_hc_nd, buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa) )
[4246]1792                theta_air_ac = theta_air
1793             ENDIF
1794!
1795!--          Update theta_m_t_prev
[4687]1796             buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa) = theta_m_t
[4646]1797
[4687]1798
[4246]1799             q_vent = h_v * ( theta_air - near_facade_temperature )
1800!
[4646]1801!--          Calculate the operating temperature with weighted mean of temperature of air and mean.
1802!--          Will be used for thermal comfort calculations.
[4246]1803             theta_op     = 0.3_wp * theta_air_ac + 0.7_wp * theta_s
[4687]1804
[4246]1805!              surf_usm_v(l)%t_indoor(m) = theta_op                  !< not integrated yet
1806!
[4646]1807!--          Heat flux into the wall. Value needed in urban_surface_mod to
[4246]1808!--          calculate heat transfer through wall layers towards the facade
[4709]1809             IF ( (facade_element_area - window_area_per_facade) > 0.0_wp )  THEN
1810                q_wall = h_t_wm * ( indoor_wall_temperature - theta_m )                 &
[4646]1811                                    / ( facade_element_area - window_area_per_facade )
[4709]1812             ELSE
1813                q_wall = 0.0_wp
1814             ENDIF
1815
1816             IF ( window_area_per_facade > 0.0_wp )  THEN
1817                q_win = h_t_es * ( pt(k,j,i) - theta_s ) / ( window_area_per_facade )
1818             ELSE
1819                q_win = 0.0_wp
1820             ENDIF
1821
[4246]1822!
[4701]1823!--          Transfer q_wall & q_win back to USM (innermost wall/window layer)
1824             surf_usm_v(l)%iwghf_eb(m)        = - q_wall
1825             surf_usm_v(l)%iwghf_eb_window(m) = - q_win
[4750]1826
1827!              print*, "wwfjg", surf_usm_v(l)%iwghf_eb(m), surf_usm_v(l)%iwghf_eb_window(m)
[4246]1828!
[4646]1829!--          Sum up operational indoor temperature per kk-level. Further below, this temperature is
1830!--          reduced by MPI to one temperature per kk-level and building (processor overlapping).
[4246]1831             buildings(nb)%t_in_l(kk) = buildings(nb)%t_in_l(kk) + theta_op
1832!
[4646]1833!--          Calculation of waste heat.
1834!--          Anthropogenic heat output.
1835             IF ( phi_hc_nd_ac > 0.0_wp )  THEN
[4246]1836                heating_on = 1
1837                cooling_on = 0
[4646]1838             ELSE
[4246]1839                heating_on = 0
1840                cooling_on = -1
1841             ENDIF
1842
[4646]1843             q_waste_heat = ( phi_hc_nd * ( buildings(nb)%params_waste_heat_h * heating_on +       &
1844                                            buildings(nb)%params_waste_heat_c * cooling_on )       &
[4850]1845                            ) / facade_element_area  !< [W/m2] , observe the directional convention in PALM!
1846!
1847!--          Store waste heat and previous previous indoor temperature on surface-data type.
1848!--          These will be used in the urban-surface model.
1849             surf_usm_v(l)%t_prev(m)     = buildings(nb)%theta_m_t_prev_v(fa)
[4709]1850             surf_usm_v(l)%waste_heat(m) = q_waste_heat
[4246]1851          ENDDO !< Vertical surfaces loop
1852       ENDIF !< buildings(nb)%on_pe
1853    ENDDO !< buildings loop
1854
1855!
[4646]1856!-- Determine the mean building temperature.
[4246]1857    DO  nb = 1, num_build
1858!
[4646]1859!--    Allocate dummy array used for summing-up facade elements.
1860!--    Please note, dummy arguments are necessary as building-date type arrays are not necessarily
1861!--    allocated on all PEs.
[4246]1862       ALLOCATE( t_in_l_send(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
1863       ALLOCATE( t_in_recv(buildings(nb)%kb_min:buildings(nb)%kb_max) )
1864       t_in_l_send = 0.0_wp
1865       t_in_recv   = 0.0_wp
1866
1867       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
1868          t_in_l_send = buildings(nb)%t_in_l
1869       ENDIF
1870
1871
[4646]1872#if defined( __parallel )
1873       CALL MPI_ALLREDUCE( t_in_l_send,                                                            &
1874                           t_in_recv,                                                              &
1875                           buildings(nb)%kb_max - buildings(nb)%kb_min + 1,                        &
1876                           MPI_REAL,                                                               &
1877                           MPI_SUM,                                                                &
1878                           comm2d,                                                                 &
[4246]1879                           ierr )
1880
[4646]1881       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%t_in ) )  buildings(nb)%t_in = t_in_recv
[4246]1882#else
[4646]1883       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%t_in ) )  buildings(nb)%t_in = buildings(nb)%t_in_l
[4246]1884#endif
1885
1886       IF ( ALLOCATED( buildings(nb)%t_in ) )  THEN
1887!
[4646]1888!--       Average indoor temperature. Note, in case a building is completely surrounded by higher
1889!--       buildings, it may have no facade elements at some height levels, which will lead to a
1890!--       division by zero.
[4246]1891          DO  k = buildings(nb)%kb_min, buildings(nb)%kb_max
[4646]1892             IF ( buildings(nb)%num_facade_h(k) + buildings(nb)%num_facade_v(k) > 0 )  THEN
1893                buildings(nb)%t_in(k) = buildings(nb)%t_in(k) /                                    &
1894                                        REAL( buildings(nb)%num_facade_h(k) +                      &
1895                                              buildings(nb)%num_facade_v(k), KIND = wp )
[4246]1896             ENDIF
1897          ENDDO
[4299]1898!
[4646]1899!--       If indoor temperature is not defined because of missing facade elements, the values from
1900!--       the above-lying level will be taken.
1901!--       At least at the top of the buildings facades are defined, so that at least there an indoor
1902!--       temperature is defined. This information will propagate downwards the building.
[4299]1903          DO  k = buildings(nb)%kb_max-1, buildings(nb)%kb_min, -1
[4646]1904             IF ( buildings(nb)%num_facade_h(k) + buildings(nb)%num_facade_v(k) <= 0 )  THEN
[4299]1905                buildings(nb)%t_in(k) = buildings(nb)%t_in(k+1)
1906             ENDIF
1907          ENDDO
[4246]1908       ENDIF
1909
[4646]1910
[4246]1911!
1912!--    Deallocate dummy arrays
1913       DEALLOCATE( t_in_l_send )
1914       DEALLOCATE( t_in_recv )
1915
1916    ENDDO
[4646]1917
[4246]1918 END SUBROUTINE im_main_heatcool
1919
[4646]1920
1921!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1922! Description:
1923!-------------
1924!> Check data output for plant canopy model
[4646]1925!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1926 SUBROUTINE im_check_data_output( var, unit )
[4402]1927
[4246]1928    CHARACTER (LEN=*) ::  unit   !<
1929    CHARACTER (LEN=*) ::  var    !<
[4646]1930
[4246]1931    SELECT CASE ( TRIM( var ) )
[4646]1932
1933
[4246]1934        CASE ( 'im_hf_roof')
1935           unit = 'W m-2'
[4646]1936
[4246]1937        CASE ( 'im_hf_wall_win' )
1938           unit = 'W m-2'
[4646]1939
[4246]1940        CASE ( 'im_hf_wall_win_waste' )
1941           unit = 'W m-2'
[4646]1942
[4246]1943        CASE ( 'im_hf_roof_waste' )
1944           unit = 'W m-2'
[4646]1945
[4246]1946        CASE ( 'im_t_indoor_mean' )
1947           unit = 'K'
[4646]1948
[4246]1949        CASE ( 'im_t_indoor_roof' )
1950           unit = 'K'
[4646]1951
[4246]1952        CASE ( 'im_t_indoor_wall_win' )
1953           unit = 'K'
[4842]1954
[4701]1955        CASE ( 'im_t_indoor_wall' )
1956           unit = 'K'
[4646]1957
[4246]1958        CASE DEFAULT
1959           unit = 'illegal'
[4646]1960
[4246]1961    END SELECT
[4646]1962
[4246]1963 END SUBROUTINE
1964
1965
[4646]1966!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1967! Description:
1968!-------------
1969!> Check parameters routine for plant canopy model
[4646]1970!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1971 SUBROUTINE im_check_parameters
1972
1973!   USE control_parameters,
1974!       ONLY: message_string
[4646]1975
[4246]1976 END SUBROUTINE im_check_parameters
1977
[4646]1978
1979!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1980! Description:
1981!-------------
1982!> Subroutine defining appropriate grid for netcdf variables.
1983!> It is called from subroutine netcdf.
[4646]1984!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]1985 SUBROUTINE im_define_netcdf_grid( var, found, grid_x, grid_y, grid_z )
1986
[4646]1987    CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_x
1988    CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_y
1989    CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_z
1990    CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)  ::  var
1991
1992    LOGICAL, INTENT(OUT)           ::  found
1993
1994
1995    found   = .TRUE.
[4246]1996!
1997!-- Check for the grid
1998    SELECT CASE ( TRIM( var ) )
1999
2000       CASE ( 'im_hf_roof', 'im_hf_roof_waste' )
2001          grid_x = 'x'
2002          grid_y = 'y'
2003          grid_z = 'zw'
2004!
2005!--    Heat fluxes at vertical walls are actually defined on stagged grid, i.e. xu, yv.
2006       CASE ( 'im_hf_wall_win', 'im_hf_wall_win_waste' )
2007          grid_x = 'x'
2008          grid_y = 'y'
2009          grid_z = 'zu'
2010
[4701]2011       CASE ( 'im_t_indoor_mean', 'im_t_indoor_roof', 'im_t_indoor_wall_win', 'indoor_wall' )
[4246]2012          grid_x = 'x'
2013          grid_y = 'y'
2014          grid_z = 'zw'
[4646]2015
[4246]2016       CASE DEFAULT
2017          found  = .FALSE.
2018          grid_x = 'none'
2019          grid_y = 'none'
2020          grid_z = 'none'
2021    END SELECT
[4646]2022
[4246]2023 END SUBROUTINE im_define_netcdf_grid
2024
[4646]2025
2026!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]2027! Description:
2028! ------------
2029!> Subroutine defining 3D output variables
[4646]2030!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
2031 SUBROUTINE im_data_output_3d( av, variable, found, local_pf, fill_value, nzb_do, nzt_do )
[4246]2032
[4402]2033    USE indices
2034
2035    USE kinds
2036
[4646]2037    CHARACTER (LEN=*) ::  variable !<
[4246]2038
[4646]2039    INTEGER(iwp) ::  av    !<
2040    INTEGER(iwp) ::  i     !<
2041    INTEGER(iwp) ::  j     !<
2042    INTEGER(iwp) ::  k     !<
[4246]2043    INTEGER(iwp) ::  l     !<
[4646]2044    INTEGER(iwp) ::  m     !<
2045    INTEGER(iwp) ::  nb    !< index of the building in the building data structure
[4246]2046    INTEGER(iwp) ::  nzb_do !< lower limit of the data output (usually 0)
2047    INTEGER(iwp) ::  nzt_do !< vertical upper limit of the data output (usually nz_do3d)
2048
[4646]2049    LOGICAL      ::  found !<
2050
[4246]2051    REAL(wp), INTENT(IN) ::  fill_value !< value for the _FillValue attribute
2052
[4768]2053    REAL(wp), DIMENSION(nxl:nxr,nys:nyn,nzb_do:nzt_do) ::  local_pf !<
[4646]2054
[4246]2055    local_pf = fill_value
[4646]2056
[4246]2057    found = .TRUE.
[4646]2058
[4246]2059    SELECT CASE ( TRIM( variable ) )
2060!
[4646]2061!--     Output of indoor temperature. All grid points within the building are filled with values,
2062!--     while atmospheric grid points are set to _FillValues.
[4246]2063        CASE ( 'im_t_indoor_mean' )
2064           IF ( av == 0 ) THEN
2065              DO  i = nxl, nxr
2066                 DO  j = nys, nyn
2067                    IF ( building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
2068!
[4646]2069!--                    Determine index of the building within the building data structure.
2070                       nb = MINLOC( ABS( buildings(:)%id - building_id_f%var(j,i) ), DIM=1 )
[4246]2071                       IF ( buildings(nb)%on_pe )  THEN
2072!
[4646]2073!--                       Write mean building temperature onto output array. Please note, in
2074!--                       contrast to many other loops in the output, the vertical bounds are
2075!--                       determined by the lowest and hightest vertical index occupied by the
2076!--                       building.
[4246]2077                          DO  k = buildings(nb)%kb_min, buildings(nb)%kb_max
2078                             local_pf(i,j,k) = buildings(nb)%t_in(k)
2079                          ENDDO
2080                       ENDIF
2081                    ENDIF
2082                 ENDDO
2083              ENDDO
[4646]2084           ENDIF
[4246]2085
2086        CASE ( 'im_hf_roof' )
[4646]2087           IF ( av == 0 )  THEN
[4671]2088              DO  m = 1, surf_usm_h(0)%ns
2089                 i = surf_usm_h(0)%i(m) !+ surf_usm_h%ioff
2090                 j = surf_usm_h(0)%j(m) !+ surf_usm_h%joff
2091                 k = surf_usm_h(0)%k(m) !+ surf_usm_h%koff
2092                 local_pf(i,j,k) = surf_usm_h(0)%iwghf_eb(m)
[4246]2093              ENDDO
[4646]2094           ENDIF
[4246]2095
2096        CASE ( 'im_hf_roof_waste' )
[4646]2097           IF ( av == 0 )  THEN
[4671]2098              DO m = 1, surf_usm_h(0)%ns
2099                 i = surf_usm_h(0)%i(m) !+ surf_usm_h%ioff
2100                 j = surf_usm_h(0)%j(m) !+ surf_usm_h%joff
2101                 k = surf_usm_h(0)%k(m) !+ surf_usm_h%koff
2102                 local_pf(i,j,k) = surf_usm_h(0)%waste_heat(m)
[4246]2103              ENDDO
2104           ENDIF
2105
2106       CASE ( 'im_hf_wall_win' )
[4646]2107           IF ( av == 0 )  THEN
[4246]2108              DO l = 0, 3
2109                 DO m = 1, surf_usm_v(l)%ns
2110                    i = surf_usm_v(l)%i(m) !+ surf_usm_v(l)%ioff
2111                    j = surf_usm_v(l)%j(m) !+ surf_usm_v(l)%joff
2112                    k = surf_usm_v(l)%k(m) !+ surf_usm_v(l)%koff
2113                    local_pf(i,j,k) = surf_usm_v(l)%iwghf_eb(m)
2114                 ENDDO
2115              ENDDO
2116           ENDIF
2117
2118        CASE ( 'im_hf_wall_win_waste' )
[4646]2119           IF ( av == 0 )  THEN
[4246]2120              DO l = 0, 3
[4646]2121                 DO m = 1, surf_usm_v(l)%ns
[4246]2122                    i = surf_usm_v(l)%i(m) !+ surf_usm_v(l)%ioff
2123                    j = surf_usm_v(l)%j(m) !+ surf_usm_v(l)%joff
2124                    k = surf_usm_v(l)%k(m) !+ surf_usm_v(l)%koff
[4646]2125                    local_pf(i,j,k) =  surf_usm_v(l)%waste_heat(m)
[4246]2126                 ENDDO
2127              ENDDO
2128           ENDIF
2129
2130!
2131!< NOTE im_t_indoor_roof and im_t_indoor_wall_win not work yet
2132
2133!         CASE ( 'im_t_indoor_roof' )
[4646]2134!            IF ( av == 0 )  THEN
[4246]2135!               DO  m = 1, surf_usm_h%ns
2136!                   i = surf_usm_h%i(m) !+ surf_usm_h%ioff
2137!                   j = surf_usm_h%j(m) !+ surf_usm_h%joff
2138!                   k = surf_usm_h%k(m) !+ surf_usm_h%koff
2139!                   local_pf(i,j,k) = surf_usm_h%t_indoor(m)
2140!               ENDDO
2141!            ENDIF
[4646]2142!
[4246]2143!         CASE ( 'im_t_indoor_wall_win' )
[4646]2144!            IF ( av == 0 )  THEN
[4246]2145!               DO l = 0, 3
2146!                  DO m = 1, surf_usm_v(l)%ns
2147!                     i = surf_usm_v(l)%i(m) !+ surf_usm_v(l)%ioff
2148!                     j = surf_usm_v(l)%j(m) !+ surf_usm_v(l)%joff
2149!                     k = surf_usm_v(l)%k(m) !+ surf_usm_v(l)%koff
2150!                     local_pf(i,j,k) = surf_usm_v(l)%t_indoor(m)
2151!                  ENDDO
2152!               ENDDO
2153!            ENDIF
2154
2155        CASE DEFAULT
2156           found = .FALSE.
2157
[4646]2158    END SELECT
2159
2160 END SUBROUTINE im_data_output_3d
2161
2162
2163!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]2164! Description:
2165! ------------
2166!> Parin for &indoor_parameters for indoor model
[4646]2167!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
[4246]2168 SUBROUTINE im_parin
[4646]2169
2170    USE control_parameters,                                                                        &
[4246]2171        ONLY:  indoor_model
2172
[4402]2173
[4842]2174    CHARACTER(LEN=100) ::  line  !< string containing current line of file PARIN
[4246]2175
[4842]2176    INTEGER(iwp)  ::  io_status  !< status after reading the namelist file
2177
[4843]2178    LOGICAL ::  switch_off_module = .FALSE.  !< local namelist parameter to switch off the module
2179                                             !< although the respective module namelist appears in
2180                                             !< the namelist file
[4842]2181
[4750]2182    NAMELIST /indoor_parameters/  indoor_during_spinup,                                            &
[4843]2183                                  initial_indoor_temperature,                                      &
2184                                  switch_off_module
[4246]2185
2186!
[4842]2187!-- Move to the beginning of the namelist file and try to find and read the namelist.
2188    REWIND( 11 )
2189    READ( 11, indoor_parameters, IOSTAT=io_status )
[4246]2190
2191!
[4842]2192!-- Action depending on the READ status
2193    IF ( io_status == 0 )  THEN
[4246]2194!
[4842]2195!--    indoor_parameters namelist was found and read correctly. Set flag that indicates that the
2196!--    indoor model is switched on.
[4843]2197       IF ( .NOT. switch_off_module )  indoor_model = .TRUE.
[4246]2198
[4842]2199    ELSEIF ( io_status > 0 )  THEN
[4246]2200!
[4842]2201!--    indoor_parameters namelist was found, but contained errors. Print an error message including
2202!--    the line that caused the problem.
2203       BACKSPACE( 11 )
2204       READ( 11 , '(A)' ) line
2205       CALL parin_fail_message( 'indoor_parameters', line )
2206
2207    ENDIF
2208
2209!
[4246]2210!--    Activate spinup (maybe later
2211!        IF ( spinup_time > 0.0_wp )  THEN
2212!           coupling_start_time = spinup_time
2213!           end_time = end_time + spinup_time
2214!           IF ( spinup_pt_mean == 9999999.9_wp )  THEN
2215!              spinup_pt_mean = pt_surface
2216!           ENDIF
2217!           spinup = .TRUE.
2218!        ENDIF
2219
2220 END SUBROUTINE im_parin
2221
2222
2223END MODULE indoor_model_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.