Energiberegning etter NS 3031:2025 med timesmetode og energirapport

enok leser en bygningsbeskrivelse i TOML, henter typisk klimaår for kommunen,
simulerer 8760 timer etter NS-EN ISO 52016-1 og skriver energirapport, CSV og JSON.

Motor
- Femnodemodell for opake bygningsdeler, tonodemodell for vinduer, luftnode og
  strålingsnode per sone, implisitt løsning per time med egen tett LU-løser.
- Varme- og kjølebehov ved eksakt interpolasjon mellom to løsninger, siden systemet
  er lineært. Vinduslufting for bygninger uten kjøleanlegg.
- Solberegning etter ISO 52010-1, kontrollert mot pvlib med avvik under 1 prosent.

Beregningsgang
- Beregningspunktene A til E: netto, brutto, tilført, levert per energibærer og
  vektet levert energi, med solceller, klimakorrigering og effektbehov.
- Energikarakter etter Enovas skala fra 1.1.2026, med arealkorreksjon.

Inndata
- TOML med scenarier for tiltak, og import fra IFC, gbXML og regneark.
- Normerte verdier, karakterskala, vektingsfaktorer og klimadata i data/,
  som kan overstyres med --data.

Kontroll
- Stasjonært varmetap mot U·A·ΔT innenfor 2 prosent, energibalansen innenfor
  2 prosent, varmetapsbudsjettet for TEK17-referansebygget identisk med publisert
  tabell. Kjent avvik i romoppvarming mot Simien 8 er dokumentert i README.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
Claude-Session: https://claude.ai/code/session_015GeH3y8fwTaTudaD88P57o

tests/motor.rs

@@ -0,0 +1,174 @@
+//! Kontroll av beregningsmotoren mot analytiske sammenhenger og mot publiserte eksempler.
+
+use enok::data::Datakilde;
+use enok::klima::Vaerdata;
+use enok::modell::lost::{Lost, Regulering};
+use enok::modell::Bygning;
+use enok::motor::{iso52016::Systemtilskudd, simuler, Timeserie, Varmetapsbudsjett};
+use enok::TIMER;
+
+/// Bygger et kunstig værdatasett med konstant utetemperatur og uten sol.
+fn stille_vaer(t_ute: f64) -> Vaerdata {
+    Vaerdata {
+        sted: "Prøve".into(),
+        land: "NOR".into(),
+        bredde: 60.0,
+        lengde: 10.0,
+        tidssone: 1.0,
+        hoyde: 0.0,
+        t_ute: vec![t_ute; TIMER],
+        rf: vec![50.0; TIMER],
+        ghi: vec![0.0; TIMER],
+        dni: vec![0.0; TIMER],
+        dhi: vec![0.0; TIMER],
+        // Himmeltemperatur lik utetemperatur, slik at langbølget utstråling ikke spiller inn.
+        ir_himmel: vec![5.67e-8 * (t_ute + 273.15f64).powi(4); TIMER],
+        vind: vec![0.0; TIMER],
+    }
+}
+
+const ENKEL: &str = r#"
+[bygning]
+navn = "Kassen"
+kategori = "smaahus"
+byggeaar = 2020
+oppvarmet_bra = 100.0
+oppvarmet_volum = 240.0
+
+[[flate]]
+navn = "Vegger"
+type = "vegg"
+areal = 120.0
+u_verdi = 0.20
+masseklasse = "middels"
+
+[[flate]]
+navn = "Tak"
+type = "tak"
+areal = 100.0
+u_verdi = 0.15
+masseklasse = "middels"
+
+[[flate]]
+navn = "Gulv"
+type = "gulv"
+areal = 100.0
+u_verdi = 0.15
+masseklasse = "tung"
+
+[kuldebroer]
+normalisert = 0.0
+
+[infiltrasjon]
+n50 = 0.0
+
+[ventilasjon]
+type = "naturlig"
+luftmengde = 0.0
+luftmengde_natt = 0.0
+
+[drift]
+nattsenking = 21.0
+
+[[oppvarming.kilde]]
+type = "direkte_el"
+andel_rom = 1.0
+andel_ventilasjon = 1.0
+andel_tappevann = 1.0
+"#;
+
+/// Uten varmetilskudd, sol, ventilasjon og infiltrasjon skal effektbehovet i stasjonær
+/// tilstand være varmetapskoeffisienten ganger temperaturdifferansen.
+///
+/// Overgangsmotstanden R_si = 0,13 m²K/W som U-verdien bygger på, gjelder mot operativ
+/// temperatur. Nodemodellen skiller luft- og strålingstemperatur, så sammenligningen gjøres
+/// med regulering på operativ temperatur.
+#[test]
+fn stasjonaert_varmetap_stemmer_med_varmetapstallet() {
+    let b: Bygning = toml::from_str(ENKEL).unwrap();
+    let kilde = Datakilde::default();
+    let mut l = Lost::fra(&b, &kilde).unwrap();
+    // Slå av alle interne laster og bruk lufttemperatur som reguleringsstørrelse.
+    l.laster.belysning = [0.0; 24];
+    l.laster.utstyr_effekt = [0.0; 24];
+    l.laster.utstyr_varme = [0.0; 24];
+    l.laster.personer = [0.0; 24];
+    l.laster.varmtvann = [0.0; 24];
+    l.laster.pumper = [0.0; 24];
+    l.regulering = Regulering::Operativ;
+
+    let t_ute = 1.0;
+    let v = stille_vaer(t_ute);
+    let ts = simuler(&l, &v, Systemtilskudd::default()).unwrap();
+
+    let budsjett = Varmetapsbudsjett::beregn(&l);
+    // Gulvet står mot det fri i denne prøven, så hele transmisjonstapet er mot utetemperaturen.
+    let h = budsjett.transmisjon_w_per_k;
+    let forventet = h * (l.settpunkt_oppvarming - t_ute);
+
+    // Se bort fra innkjøringen: bruk siste halvdel av året.
+    let siste: Vec<f64> = ts.romoppvarming[TIMER / 2..].to_vec();
+    let snitt = siste.iter().sum::<f64>() / siste.len() as f64;
+    let avvik = (snitt - forventet).abs() / forventet;
+    assert!(
+        avvik < 0.02,
+        "stasjonært varmetap avviker {:.2} %: beregnet {snitt:.1} W, forventet {forventet:.1} W",
+        avvik * 100.0
+    );
+}
+
+/// Energibalansen skal gå opp: tilført varme og varmetilskudd skal være lik varmetapet.
+#[test]
+fn aarlig_energibalanse_gaar_opp() {
+    let b: Bygning = toml::from_str(ENKEL).unwrap();
+    let kilde = Datakilde::default();
+    let l = Lost::fra(&b, &kilde).unwrap();
+    let v = stille_vaer(1.0);
+    let ts = simuler(&l, &v, Systemtilskudd::default()).unwrap();
+    let budsjett = Varmetapsbudsjett::beregn(&l);
+
+    let tilfort: f64 = ts.romoppvarming.iter().sum::<f64>() + ts.internlast.iter().sum::<f64>();
+    // Varmetapet regnet av de simulerte operative temperaturene, som U-verdiene gjelder mot.
+    let tap: f64 = ts
+        .t_operativ
+        .iter()
+        .map(|t| budsjett.transmisjon_w_per_k * (t - 1.0))
+        .sum();
+    let avvik = (tilfort - tap).abs() / tap;
+    assert!(
+        avvik < 0.02,
+        "energibalansen avviker {:.2} %",
+        avvik * 100.0
+    );
+}
+
+/// Dobbelt så stort temperaturfall skal gi dobbelt så stort varmebehov i en lineær modell.
+#[test]
+fn varmebehovet_er_lineaert_i_temperaturdifferansen() {
+    let b: Bygning = toml::from_str(ENKEL).unwrap();
+    let kilde = Datakilde::default();
+    let mut l = Lost::fra(&b, &kilde).unwrap();
+    l.laster.belysning = [0.0; 24];
+    l.laster.utstyr_effekt = [0.0; 24];
+    l.laster.utstyr_varme = [0.0; 24];
+    l.laster.personer = [0.0; 24];
+    l.laster.varmtvann = [0.0; 24];
+    l.laster.pumper = [0.0; 24];
+    l.regulering = Regulering::Operativ;
+
+    let en = Timeserie::sum_kwh(
+        &simuler(&l, &stille_vaer(11.0), Systemtilskudd::default())
+            .unwrap()
+            .romoppvarming,
+    );
+    let to = Timeserie::sum_kwh(
+        &simuler(&l, &stille_vaer(1.0), Systemtilskudd::default())
+            .unwrap()
+            .romoppvarming,
+    );
+    let forhold = to / en;
+    assert!(
+        (forhold - 2.0).abs() < 0.01,
+        "forholdet skulle vært 2,0, men ble {forhold:.3}"
+    );
+}