Thermal simulation
أدوات المحاكاة الحرارية وتستخدم بشكل متزايد من قبل جميع المهن المشاركة في تصميم المباني , كما انها تتطور بشكل مستمر لتصبح اسهل و اسرع و اقوي
و اكثر شمولية بحيث تحتوي على العناصز building geometry, internal loads, HVAC systems and components, weather data, operating strategies and schedules, and simulation specific parameters
الان اصبحت ادوات المحاكاة الحرارية Thermal simulation tools جزئا اصيلا لا يتجزء من عمل النموذج و اصبحت عملا مشتركا بين كافة الاقسام و ليس خاصة بقسم محدد
قديما كان من المستحيل ادخال كل المعطيات بدقة , كما ان ادخالها يدوي كان ياخذ وقت كثير اضافي على عمل لوحات الاتوكاد
الان اصبح النموذج جاهزا و يتم عمل المحاكاه تلقائيا
التركيز اليوم على المباني عالية الأداء high-performance buildings يجعل من المهم الاستفادة من التحليلات الحرارية بحيث يكون كل مستخدمي المبني مرتاحين و بافل استهلاك للطاقة
تتكون معظم برامج المحاكاة الحرارية thermal simulation programs ما يشار إليه باعتباره المحركengine ، و المسؤول مسؤلية جنائية اقصد مسؤول عن عمل الخوارزميات الحسابية لحسا ب الاداء الحراري
وتستخدم هذه المحركات بشكل أساسي لدعم عملية تصميم مبنى بمقارنة استهلاك الطاقة من بدائل التصميم المختلفة .
البيانات تاتي من داخل المبني <الناس و الاضواء و الاجهزة >و خارجة المناح الطقس الموقع
كلما كانت البيانات كافية كلما كانت النتيجة افضل
اذا كانت ناقصة سنبتعد عن الصح
اذا كانت زيادى كبيرة ممكن نتوة (احد الافاضل تاه في امريكا من كثرة الاشارات في الشوارع , و هذه ليست نقطة فبدون جوجل و خاصية البحث يمكن ان تتوة من كثرة المعلومات )
نتيجة المحرك الحراري هو محاكاة نموذج متكامل أو معلومات شاملة و يجب ان يكون هناك امكانية لتصديرها
حسنا الموضوع دقيق لهذا يبرز ال bim لانه يقدم نموذج متكامل , كما يقدم الادوات التي يمكنها عمل محاكاة حرارية بما يجعلنا نوفر الطاقة green building
اشهر برامج المحاكاة الحرارية و الصيغة التى تتقبلها و الصيفة التى تصدر لها
غالبا نستخدم الصيغة gbXML او ifc
ifc قوي لكن اغلب البرامج المحاكاة الحرارية تستخدم gbXML لانه يقدم اجابات مرضية
| Table 1. Interoperability of the thermal tools investigated. | ||||
| Tool | Application | Input data | Output data | BIM based geometry import |
| DPV (Design Performance Viewer) | Environmental design, thermal design and analysis, heating and cooling loads, energy cost, Exergy/CO2, life cycle assessment, scheduling. | CAD-BIM, revit | – | The building model is directly built in the CAD-BIM environment. |
| DesignBuilder | Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, natural and artificial lighting, Internal air, mean radiant and operative temperatures, humidity, CO2 emissions, solar shading, heat transmission, solar shading, scheduling. | gbXML, .dxf, .pdf, .bmp, .jpg | CAD: AutoCAD, Microstation, SketchUp using 3-D dxf, .epw, .csv, .tmy, .tmy2 | Provides interoperability with BIM models through its .gbXML import capability. |
| Ecotect | Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Validation; Solar control, overshadowing, prevailing, winds & air Flow, natural and artificial lighting, life cycle assessment, life cycle costing, scheduling, geometric and statistical acoustic analysis. | .dwg, .ifc, gbXML, .obj, 3DS, .xml, ASCII,etc. | Metafiles, Bitmaps or animations. RADIANCE, POV Ray, VRML, AutoCAD dxf, EnergyPlus, ESP-r, ASCII Mod files, XML, etc. | Imports CAD-BIM models from most CAD software |
| eQUEST | Energy performance, simulation, energy use analysis, conceptual design performance analysis, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, overshadowing, Lighting system, life cycle assessment, life cycle costing, Scheduling. | gbXML, .dwg, dxf | dxf, gbXML, .xls | Support gbXML format |
| EnergyPlus | Energy Simulation, thermal design and analysis, Heating and cooling loads, Validation; Solar control, Overshadowing, Natural and artificial lighting, Life cycle assessment, Life cycle costing, Scheduling. | ifc, gbXML, text | ASCII | .ifc compatible. (BIM Application) |
| EcoDesigner | Energy balance evaluation, CO2, overshadowing, heating, cooling, lighting, water use, Life cycle costing, Scheduling, prime energy usage (gas, energy, electricity etc.) | gbXML | gbXML, .pdf | Provides another dimension in the BIM environment for the architect in shaping his design |
| ESP-r | Environmental Design, 3D Design, thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, lighting, natural ventilation, combined heat and electrical power generation and photovoltaic facades, acoustic analysis, life cycle and environmental impacts assessments. | XML | XML, csv, VRML | no |
| Green Building Studio | Environmental Design, thermal analysis, annual energy consumption (electric and gas), Carbon emissions, day lighting, water usage and cost, Life cycle costing, natural ventilation. | gbXML-enabled BIM or 3D-CAD | gbXML, VRML | Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application |
| Lesosai | thermal design and analysis, Heating and cooling loads, Solar control, CO2, natural and artificial lighting, life cycle assessment, life cycle costing, Scheduling. | gbXML, .nbdm, .skp | .xls, .xml, .pdf, .bld, .txt files | Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application |
| IDA ICE | Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling, Solar and shading, surface transmissions, air leakage, cold bridges and furniture, lighting, Air CO2 and moisture levels, Energy costing. | .ifc, .dxf, .dwf, .3ds, .cgm, .cmx, .dgn | .html, .doc, .xls, .jpeg, .jpg, .png, .tiff, .bmp | .ifc compatible. (BIM Application) |
| IES VE | Thermal design and analysis, heating and cooling loads, CO2, Validation; Solar, Shading, Lighting, Airflow, Life cycle costing, Scheduling, fire evacuation. | gbXML, .dxf, .dwg | .ve | Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application |
| TRACE 700 | Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling, life cycle costing, plants system. | gbXML | .pdf, .rtf, .txt, .doc, .xls | Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application |
| TRNSYS | Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, overshadowing, prevailing winds & air Flow, electrical, photovoltaic, hydrogen systems, Life cycle costing. | .skp, ASCII, .xml | ASCII (Simulation Studio Tool : HTML, C++) | no |
| Riuska | Environmental design, 3D Model, thermal design and analysis, heating and cooling loads, validation; Solar control, overshadowing, lighting, life cycle assessment, life cycle costing, scheduling. | .ifc | .ifc | .ifc compatible. (BIM Application) |
تبادل المعلومات بين برامج ال bim و برامج ال محاكاة الحرارية و تحليل المبني BIM and building analyses application
كتبها لحضراتكم
التلميذ
عمر سليم
References
- Attia, S. Building Performance Simulation Tools: Selection Criteria and User Survey; Université Catholique de Louvain: Louvain La Neuve, Belgium, 2010.
- U.S. General Services Administration (US GSA). Statsbygg and Senate, Information Delivery Manual (IDM) for BIM Based Energy Analysis as Part of the Concept Design BIM 2010. Available online: www.blis-project.org/IAI-MVD/IDM/BSA-002/PM_BSA-002.pdf (accessed on 12 January 2013).
- Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE). Building Energy Software Tools Directory, U.S. Department of Energy. Available online: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/ (accessed on 18 January 2013).
- Welle, B.; John, H.; Zack, R. ThermalOpt: A Methodology for automated BIM-based multidisciplinary thermal simulation for use in optimization environments. Build. Simul. 2011, 4, 293–313, doi:10.1007/s12273-011-0052-5.
- Maile, T.; Fischer, M.; Bazjanac, V. Building Energy Performance Simulation Tools—A Life-Cycle and Interoperable Perspective; Stanford University: Stanford, CA, USA, 2007.