آموزش شبیه سازی انرژی ساختمان با نرم افزار انرژی پلاس - Energyplus
EnergyPlus یک برنامه شبیه سازی انرژی کل ساختمان بر اساس توصیف کاربر از هندسه، مصالح ساختمانی، کاربری و سیستمهای ساختمانی است که مهندسان، معماران و محققان از آن برای مدل سازی مصرف انرژی، گرمایش، سرمایش، تهویه، روشنایی و آب مصرفی استفاده می کنند. EnergyPlus خروجی را بر مبنای ورودی در فایل های متنی می نویسد. این نرم افزار با تعدادی ابزار از جمله IDF-Editor برای ایجاد فایل های ورودی، EP-Launch برای مدیریت فایل های ورودی و خروجی و انجام شبیه سازی های گروهی، و EP-Compare برای مقایسه گرافیکی نتایج ارائه می شود. چندین رابط گرافیکی جامع برای EnergyPlus نیز موجود می باشد که در این میان نرم افزار OpenStudio، رایج ترین است.
جلسه اول:
بخش اول: مبانی نظری
مبانی نظری و اصول اساسی شبیه سازی ساختمان از دیدگاه انرژی
قابلیت های موردنیاز در نرم افزارهای شبیه سازی
معرفی نرم افزار انرژی پلاس
اصول حاکم بر مدلسازی هندسه: زون بندی حرارتی، اصلاح همجواری ها و جانمایی سطوح
ساده سازی پلان و نمای ساختمان جهت زون بندی
نحوه ی نصب نرم افزار 1.4 OpenStudio و 2021 SketchUp وEnergyPlus 22.1
بخش دوم: OS
معرفی نرم افزار OpenStudio و قابلیت های آن در شبیه سازی
ترسیم هندسه ساختمان در محیط SketchUp
معرفی و بررسی هر یک از ابزارهای پلاگین OpenStudio و ویرایش مدل ترسیم شده
فیلترهای مختلف جستجوی صفحات در محیط OpenStudio
بخش سوم: Shading—OS
تعریف انواع سایهبانهای خارجی توسط نرمافزار OpenStudio: Site, Building, Space
ترسیم سایه بان های ثابت افقی و عمودی بر اساس مبحث 19 مقررات ملی ساختمان
جلسه دوم:
بخش اول: EP
توضیح هر یک از آیتم های موجود در فولدر نصبی نرم افزار و کاربرد هر یک از آنها مانند Weather Converter، IDF Version Updater، IDF Editor، Input Output Reference و ....
نحوه ی استفاده از فایل Text Editor به جای IDF Editor و اصول اولیه اسکریپت نویسی هر یک از فیلدهای انرژی پلاس
بخش دوم: Example
مدلسازی حرارتی یک نمونه پلان اجرایی پیچیده، تعریف انواع کاربری، استانداردهای پیش فرض قابل استفاده در نرم افزار و منطقه اقلیمی بر اساس استاندارد اشری در محیط OpenStudio
تعریف مصالح و ساختار برای جداره ها در محیط نرم افزار OpenStudio
واردکردن هندسه مدل از محیط OpenStudio به انرژی پلاس
بخش سوم: Simulation Parameters
استفاده از فایل idd و epw در نرم افزار انرژی پلاس
معرفی چندین سایت معتبر و نرم افزارهای ایجاد فایل های آب و هوایی: EnergyPlus, one building, Meteonorm,…
ویرایش و گسترش فیلدهای پرشده در نرم افزار انرژی پلاس پس از انتقال مدل از محیط OpenStudio
توضیحات مربوط مدلسازی جهت گیری و بستر ساختمان
تنظیمات ابتدایی جهت افزایش دقت شبیه سازی مانند همگرایی بارها و دما، توزیع خورشیدی بر اساس زون محدب یا غیر محدب و ...
بررسی چندین خطای شبیه سازی مربوط به توزیع خورشیدی و نحوه ی رفع ارورها
معرفی الگوریتم های همرفت برای سطوح داخلی و خارجی جداره های ساختمان
توضیحات مربوط به گام زمانی و تاثیر آن در دقت شبیه سازی
جلسه سوم:
بخش اول: Location and Climate
بررسی فایل ddy جهت استخراج اطلاعات مرتبط با هر اقلیم
تعریف Run Period و Sizing Period
تعریف روزهای طراحی و بررسی دقیق هر کدام از پارامتر های تاثیرگذار
تنظیمات مربوط به دمای خاک در اعماق مختلف زمین در شبیه سازی
بخش دوم: Surface Construction Elements
مبانی نظری مشخصات مصالح
تعریف مصالح و ساختار سطوح غیرشفاف : No mass, Airgap, Phase Change
تعریف مصالح و ساختار سطوح شفاف بررسی تاثیر هر یک از مشخصات مصالحGlazing, Gas :
انتقال مشخصات مصالح رایج در ساختمان سازی در ایران از مبحث 19 مقررات ملی ساختمان به نرم افزار انرژی پلاس
استخراج ضوابط پوسته ساختمان از مبحث 19 مقررات ملی ساختمان
بررسی دیوار هوا و مبانی ترکیب هوای زون ها : Air Boundry
بخش سوم: Window Shading Control
روش های مختلف مدلسازی سایه بان های ثابت در محیط انرژی پلاس: overhang, Fin
تعریف مصالح و ساختار سایه اندازهای متحرکShade, Blind, Screen :
بررسی هر یک از مشخصات تاثیر گذار سایه بان های متحرک در کاهش بار ساختمان
تعریف و بررسی هر یک از استراتژی های کنترل سایه بان ها
دسته بندی استراتژی های کنترلی سایه بان بر مبنای بار سرمایشی، بار گرمایشی و بار روشنایی
تعریف ساختار پنجره به 2 صورت: با و بدون سایه بان
تعریف فریم و تقسیم کننده برای پنجره ها با استخراج مشخصات قاب پنجره از مبحث 19 مقررات ملی ساختمان
بخش چهارم : Thermal Zones and Surfaces
بررسی اصول کلی ترسیم هندسه مدل و قواعد حاکم بر ترسیم در انرژی پلاس
بررسی تفاوت Zone, Zone list, Zone group و نحوه ساده سازی ساختمان های بلندمرتبه جهت شبیه سازی
بررسی مختصات هریک از نقاط ترسیم صفحات در هندسه ساختمان
روش تعریف دیوار، سقف، کف، پنجره و ... جهت طراحی پارامتریک
اخنصاص ساختارهای تعریف شده به سطوح مختلف هندسه مدل از جمله: کف، سقف، دیوار، پنجره، سایه بان و....
بررسی شرایط مرزی هر یک از وجوه ساختمان شامل سطوح داخلی، خارجی، آدیاباتیک، همجوار خاک و ...
بررسی محاسبات پیشرفته تر در سطوح همجوار با خاک : Ground FC Factor Method
نحوه تعریف مبلمان داخلی در زون های حرارتی
جلسه چهارم:
بخش اول: Schedules
انواع برنامه زمان بندی: Day, Week, Year, Compact, Constant, File
نحوه تعریف جزییات برنامه زمان بندی در انرژی پلاس برای بازه های کمتر از یک ساعت تا یک سال
برنامه زمانی بهرهبرداری ساکنین و عملکرد تجهیزات بر اساس مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، استاندارد اروپا و اشری
بخش دوم: Internal Gains
مبانی نظری و تعریف بارهای داخلی شامل:
ساکنین
روشنایی
تجهیزات.
استخراج برنامه زمانبندی روشنایی و تجهیزات از مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، استاندارد اروپا و اشری در کاربری های مختلف
استخراج حداکثر توان روشنایی کاربری های مختلف بر اساس مبحث 19 مقررات ملی ساختمان :
بخش سوم: Daylighting
معرفی اجمالی تجهیزات روشنایی غیرفعال شامل: لوله های نوری، طاقچه های نوری و پاسیو
مدلسازی نور روز با روش های : Split flux, DElight
کنترل سیستم روشنایی به روش های: Continuous, Continuous off, Stepped
تعریف سنسور روشنایی و سنسور خیرگی در محیط انرژی پلاس و اپن استادیو
بررسی مبحث 13 مقررات ملی ساختمان در مورد شدت روشنایی مجاز اماکن مختلف
اعمال رفتارهای احتمالی ساکنین در کنترل روشنایی بر اساس نور روز
بخش چهارم : Zone Airflow
معرفی اجمالی سیستم های غیرفعال مرتبط با گردش هوا : لوله های زیرزمینی، بادگیر، دودکش خورشیدی
مدلسازی گردش هوا : تهویه خواسته و ناخواسته
روش های برآورد ورود ناخواسته هوا (Infiltration): روش حجمی (Design Flow Rate)، روش درزی (Effective Leakage Area, Flow Coefficient) و بررسی دقیق فرمول های محاسبه آن
روش های برآورد ورود عمدی هوا (Ventilation): روش حجمی (Design Flow Rate)، روش سطح بازشو (Wind and Stack Open Area) و بررسی دقیق فرمول های محاسبه آن
مدلسازی نرخ تهویه بر اساس استانداردها : مبحث 14 و 19 مقررات ملی ساختمان، ASHRAE 90.1
جلسه پنجم:
بخش اول: HVAC
مبانی نظری سیستم های تهویه مطبوع : اکونومایزر، بازیابی حرارتی و ...
تعریف انواع سیستم های تهویه مطبوع رایج : VRF،VRV ، فن کوئل، هواساز و ...
اصول کلی مدلسازی هر یک از سیستم های تهویه مطبوع رایج در انرژی پلاس
بررسی تاسیسات تهویه مطبوع رایج در کاربری های مختلف بر اساس ASHRAE 90.1
مدلسازی ترموستات و سیستم ایده آل مکانیکی
مبانی مدلسازی سیستم ایده آل مکانیکی: بدون محدودیت، با محدودیت رطوبت، دبی یا ظرفیت
تعریف ست پوینت و ست بک برای ترموستات: ثابت/با برنامه زمانبندی
دمای تنظیم سیستم گرمایش و سرمایش بر اساس مبحث 19 مقررات ملی ساختمان
بخش دوم: Outputs
خروجی های نرم افزار انرژی پلاس
مقایسه فرمت فهرست Regular و IDF
مقایسه فرمت فهرست Name و Unsorted
توضیح فایل های خروجی نرم افزار به صورت err, rdd, mdd
مقایسه نوع داده های Variable و Meter
قاعده نامگذاری خروجی ها در Variable و Meter
نحوه ی خروجی خلاصه گزارش ها به صورت جدول
دستورات پست پراسس برای خروجی های جدولی
بخش سوم: Thermal/Visual Comfort
مبانی نظری آسایش حرارتی و مدلسازی آسایش حرارتی به دو روش توازن حرارتی و تطبیقی
بررسی شاخص های PMV و PPD
بررسی دقیق فاکتورهای سطح فعالیت و سطح پوشش لباس ساکنین
کار با ابزار آنلاین CBE برای محاسبه دمای آسایش به دو روش توازن حرارتی و تطبیقی
فاکتورهای لازم جهت خروجی آسایش حرارتی از انرژی پلاس
مبانی نظری آسایش بصری و فاکتورهای لازم جهت خروجی آسایش بصری از انرژی پلاس
بررسی استانداردهای مربوط به شاخص خیرگی (DGI)
توضیح هر یک از خروجی های آسایش حرارتی و بصری از نرم افزار و بیان تفاوت های آنها
بخش چهارم: Example
شبیه سازی یک مجتمع مسکونی و دیباگ کردن ارور های ترسیمی
کار با TextEditor در جهت سهولت رفع ارورها
بررسی تاثیر هر یک از ورودی های نرم افزار بر فایل خروجی
مرور تمامی فصل ها به صورت کاربردی و تفسیر کامل خروجی های نرم افزار
بخش آخر: Parametrics
مدلسازی پارامتریک در محیط انرژی پلاس برای دستیابی به نتایج بهینه
پارامتریک کردن جهت گیری ساختمان در یک مثال کاربردی و تحلیل نتایج مرتبط با انرژی ساختمان مدل
شبیه سازی گروهی فایل های انرژی پلاس