Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Instute of Thermal Technology www.itc.polsl.pl Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland Opracowanie, na bazie istniejących kodów symulacji energetycznej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Instute of Thermal Technology www.itc.polsl.pl Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland Opracowanie, na bazie istniejących kodów symulacji energetycznej."— Zapis prezentacji:

1 Instute of Thermal Technology www.itc.polsl.pl Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland Opracowanie, na bazie istniejących kodów symulacji energetycznej budynków, algorytmu programu komputerowego do oceny wpływu struktury budynku na zapotrzebowanie energii, możliwość wykorzystania OŹE oraz efektów energetycznych i ekologicznych, wynikających z przyjętej postaci rozwiązania technologicznego źródła Janusz Skorek, Jacek Kalina, Krzysztof Górny Instytut Techniki Cieplnej Politechnika Śląska w Gliwicach ETAP 15

2 2 Liczba zmiennych decyzyjnych w procesie projektowania budynku jest duża. Ustalenie postaci rozwiązania końcowego (optymalnego) konstrukcji budowlanej wymaga wielokrotnych obliczeń bilansowych godzina po godzinie w okresie typowego roku meteorologicznego. Jest to zadanie czasochłonne i praktycznie niewykonalne bez specjalistycznego oprogramowania komputerowego. Wprowadzenie

3 3 Symulacja energetyczna budynku jest to szacunkowe określenie chwilowych strumieni energii doprowadzonych, wyprowadzonych i generowanych w poszczególnych elementach jego struktury. Koncepcja strefy obejmuje skonczoną objetość powietrza o tej samej temperaturze, zawierającą przegrody zewnętrzne i masy wewnętrzne. Strefa może obejmować jedno lub kilka pomieszczeń, jedną lub kilka przegród zewnętrznych. Podstawową operacją symulacji jest bilans energii skończonej objętości powietrza (strefy cieplnej), wykonywany z zadanym krokiem czasu. Symulacja energetyczna

4 4 Strefa Zadane w kroku czasu: T w, dane pogodowe, dane o aktywności ludzkiej i procesach wewnętrznych Straty Masa wewnętrzna Zyski Akumulacja Energia źródła doprowadzona/wyprowadzona Bilans energii strefy

5 5 Ar c hitektura programu Opis lokalizacji i struktury budynku Simulation engine Analiza i wizualizacja wyników Koncepcja narzędzia zakłada wykonanie całej analizy w arkuszu kalkulacyjnym Dane pogodowe Dane materiałowe Opis technologii źródła

6 6 Etapy symulacji energetycznej 1. Określenie lokalizacji (w tym ukształtowania terenu) 2. Określenie materiałów i konstrukcji przegród budowlanych 3. Określenie geometrii budynku i stref cieplnych 4. Określenie wymagań klimatu wewnętrznego i parametrów sterujących symulacją 5. Określenie wewnętrznych zysków ciepła 6. Określenie harmonogramów zmienności poszczególnych parametrów 7. Wprowadzenie zbioru danych pogodowych 8. Określenie zakresu czasu i kroku dla symulacji 9. Przeprowadzenie obliczeń 10. Analiza i wizualizacja wyników

7 7 Okno główne programu

8 8 Definicja budynku Budynek Strefa Powierzchnia Konstrukcja Materiał Powierzchnia GEOMETRIA Baza danych materiałowych

9 9 Okno główne bazy danych materiałowych

10 10 Definiowanie materiału

11 11 Definicja przegród budowlanych

12 12 Przypisanie konstrukcji do przegród

13 13 Dane pogodowe Wykorzystanie dopstępnych danych pogodowych w formatach TMY2 (Typical Meteorological Year 2) IWEC (International Weather for Energy Calculations) Zakres danych (uklad godzinowy): temperatura gruntu temperatura termometru suchego temperatura termometru mokrego wilgotność wzgledna ciśninie predkość i kierunek wiatru promieniowanie naświetlenie zachmurzenie opady deszczu opady śniegu grubość warstwy śniegu

14 14 Stan zaawansowania prac Opracowanie koncepcji narzędzia Zakup licencji deweloperskiej kodu EnergyPlus (pliki źródłowe w języku FORTRAN) Analiza kodu pakietu EnergyPlus pod kątem selekcji procedur obliczeniowych Określenie zbioru danych wejściowych i założeń o sposobie ich definiowania Opracowanie bazy danych materiałowych (plik *.xls) Zadania zrealizowane

15 15 Stan zaawansowania prac Opracowanie interfaceu komunikacyjnego Opracowanie procedur przygotowania danych Opracowanie głównego modułu obliczeniowego (*.exe) Opracowanie procedur komunikacyjnych pomiędzy pakietami Excel - *. exe. - Excel Opracowanie procedur i arkuszy wizualizacji wyników obliczeń Opracowanie dokumentacji programu Zadania w trakcie realizacji

16 16 Przykładowe obliczenia Lokalizacja: Kraków. Budynek biurowy Powierzchnia użytkowa: 1425 m 2 Kubatura ogrzewana: 5415 m 3 Nominalna liczba użytkowników: 10 osób/100 m 2 Konstrukcja ścian zewnętrznych: cegła fasadowa (10 cm), żelbet (20 cm), płyta izolacyjna (5 cm), szczelina powietrzna (2,5 cm), płyta gipsowa (2 cm) Konstrukcja podłogi na gruncie: płyta betonowa (20 cm), izolacja podłogowa, Konstrukcja stropów wewnętrznych: żelbet 10 cm, szczelina powietrzna, żelbet (10 cm), izolacja akustyczna podłogowa, Konstrukcja dachu: membrana dachowa, izolacja termiczna (20 cm), poszycie z blachy stalowej. Okna: współczynnik przewodzenia ciepła szyby: 0.0185 W/mK, transmisyjność światła widzialnego: 0.51, transmisyjność promieniowania słonecznego: 0.4, Nominalne natężenie oświetlenia: 20 W/m 2, Projektowe zyski ciepła od urządzeń: 20 W/m 2, Współczynnik infiltracji powietrza zewnętrznego: 0.002 m 3 /sm 2 Projektowa godzinowa liczba wymian powietrza: 5..

17 17 Przykładowe obliczenia 1. Budynek 3 kondygnacyjny, wnętrze typu "open office", dłuższa ściana w osi wschód - zachód. 2. Jak wariant 1 lecz dłuższa ściana w osi północ - południe. 3. Budynek 6 kondygnacyjny o wymiarach zewnętrznych pow. zabudowy 16 x 16 m. 4. Jak w wariancie 1 + ściany działowe + zmniejszona całkowitą powierzchnia przeszklenia + zacienienia na ścianie południowej. 5. Zmienny harmonogram pracy systemu wentylacji, zmienna temperatura wewnętrzna (w nocy oraz w dniach wolnych temperatura dyżurna 15ºC). Warianty symulacji

18 18 Przykładowe obliczenia Wariant konstrukcji: 1 Wariant konstrukcji: 3 Wariant konstrukcji: 4

19 19 Przykładowe wyniki Godzinowy wykres poboru mocy cieplnej w symulacji nr 1

20 20 Przykładowe wyniki Godzinowy wykres poboru mocy cieplnej w symulacji nr 5

21 21 Przykładowe wyniki Godzinowy wykres poboru mocy cieplnej w symulacji nr 5

22 22 Przykładowe wyniki Roczne zużycie ciepła i chłodu wyznaczone w poszczególnych symulacjach

23 23 Podsumowanie Uzyskane wyniki pokazały, że przy określonej powierzchni, kubaturze i materia- łach przegród, na zużycie energii oraz jego rozkład w czasie mają wpływ struktura budynku oraz określony przez użytkownika sposób jego eksploatacji. Odpowiednio wykorzystane, symulacje energetyczne mogą mieć istotny wpływ na wybór końcowej postaci konstrukcji budowlanej w aspekcie minimalizacji zużycia energii i rocznych kosztów eksploatacji. Uzyskane w obliczeniach, prognozowane wykresy zmienności poboru mocy po- szczególnych nośników energii stanowią doskonały zbiór danych wejściowych do projektowania układów technologicznych zaopatrzenia budynku, w tym zwymiarowania poszczególnych urządzeń wytwórczych i akumulacyjnych. Symulacja na etapie projektowania pozwala zminimalizować straty energii oraz szkodliwe oddziaływanie na środowisko, związane z nieefektywnym wykorzystaniem urządzeń.


Pobierz ppt "Instute of Thermal Technology www.itc.polsl.pl Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland Opracowanie, na bazie istniejących kodów symulacji energetycznej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google