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Construindo modelagem de energia no OpenStudio - Tutorial
18 de fevereiro de 2020

Nesses vídeos do YouTube, discutimos as etapas necessárias para criar um modelo de energia de construção usando o OpenStudio (e o FloorSpaceJS, localizado no OpenStudio). Criaremos um modelo energético de um quartel de bombeiros rural simples. As lições progridem na importação de arquivos da biblioteca, na criação de geometria, na definição de parâmetros do site e na criação de agendamentos.

O uso de energia do edifício é calculado usando o mecanismo de simulação EnergyPlus do Departamento de Energia dos EUA, via OpenStudio.

Todo o software usado para esses cálculos (SketchUp, OpenStudio, FloorSpaceJS e EnergyPlus) é de código aberto e gratuito para download.

O que outras pessoas estão dizendo

https://www.youtube.com/playlist?list=PLRW2KXkdSVUdY2iQ6yjohNT5E5ElLVIhU

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Índice:

1. Introdução ao OpenStudio e EnergyPlus

2. Importando arquivos da biblioteca

3. Criar geometria

4. Adicione zonas térmicas e subsuperfícies

5. Guia Site

6. Guia Agendamentos

7. Materiais de construção

8. Cargas de edifícios

9. Tipos de espaço

10. Guia Geometria

11. Guia Instalação

12. Guia Spaces

13. Guia Zonas térmicas

14. Solução de problemas (avisos e erros graves)

15. Resumo dos Resultados

16. Adicionar sistema de água quente sanitária

17. Adicione sistemas de exaustão e forno de ar forçado no nível da zona

18. Adicione aquecedores de base e unidade de nível de zona e condicionadores de ar terminais embalados

19. Adicione um sistema de ar externo dedicado

20. Revise o desempenho da construção, plotando variáveis ​​de saída EnergyPlus usando o DView

21. Verifique e ajuste o equilíbrio do ar no nível da zona

22. Adicione ar de transferência ao modelo usando as medidas EnergyPlus

23. Modifique a geometria da construção usando o SketchUp

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Introdução ao OpenStudio e EnergyPlus

Breve descrição sobre o OpenStudio e o EnergyPlus. Este vídeo apresentará um pouco da história da modelagem de energia e descreverá alguns dos recursos computacionais do programa OpenStudio.

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Então a pergunta é: O que é um estúdio aberto?
Simplificando, o OpenStudio é uma interface gráfica do usuário para o EnergyPlus.
Mas, antes que possamos responder completamente a essa pergunta, precisamos saber o que é modelagem de energia e um pouco de sua história.
Não voltarei muito longe, apenas para o uso mais recente e difundido.
Nas décadas de 1970 e 1980, foram criados programas de computador para simular o uso de energia no edifício, com o objetivo de reduzir o consumo de energia.
Na década de 90, o Departamento de Energia dos EUA havia desenvolvido um programa robusto, gratuito ao público, para esse fim.
Foi chamado DOE-2. Infelizmente, isso exigiu muito conhecimento de codificação.
Eles desenvolveram ainda uma interface gráfica de usuário chamada eQuest.
Hoje, o eQuest é o programa mais usado para simular o uso de energia em edifícios.
É gratuito, no entanto, as atualizações não são mais suportadas.
Nos anos 90, o Departamento de Energia começou a desenvolver a próxima geração de programa de simulação de energia chamado EnergyPlus.
Hoje é o mais recente e estável programa de simulação de energia de construção.
Ele permite que engenheiros, cientistas e a indústria da construção prevejam e simulem como um edifício usa energia ao longo da sua vida.
O Energy Plus usa muitos modelos matemáticos complexos para calcular o uso de energia em um edifício.
Além disso, assim como o DOE-2, é um programa muito obscuro e orientado à linguagem de programação.
Não é muito amigável.
No final dos anos 2000, o DOE percebeu que, para obter uma ampla adoção do programa, eles precisavam desenvolver uma interface gráfica do usuário robusta e fácil de usar.
Eles desenvolveram o OpenStudio.
O OpenStudio é uma interface gráfica do usuário para criar entradas no EnergyPlus.
O fluxo de trabalho começa com a criação de geometria usando o Floor Space JS, localizado no programa OpenStudio.
Como alternativa, se você possui geometria complexa, pode usar o SketchUp e o plug-in OpenStudio.
Ou você pode importar a geometria dos arquivos IDF, arquivos GBXML, arquivos SDD ou arquivos IFC.
Em seguida, você pode atribuir tipos de espaço e zonas térmicas ao seu modelo 3d.
Você pode pensar neste modelo 3D como um shell que mais tarde conterá todas as suas informações de modelagem de energia.
A partir daí, você pode modificar o modelo alterando diferentes parâmetros, como:
Quantas pessoas estão no prédio. Você pode alterar as densidades de potência da iluminação. Você pode alterar as taxas de ventilação.
Você pode alterar os horários de ocupação.
Você pode alterar outros horários, como quando o prédio está aberto ou fechado.
Você pode alterar o uso da água ou quantas pessoas estão no prédio ao mesmo tempo durante o dia.
Você pode alterar os pontos de ajuste dos sistemas HVAC. Basicamente, tudo o que você pode fazer em um programa de modelagem de energia.
Você pode fazer isso em um OpenStudio. É uma interface gráfica do usuário, por isso é muito intuitiva.
Quando você terminar de montar o modelo do edifício, ele será exportado para o EnergyPlus.
O EnergyPlus tritura os números para você e fornece informações sobre o seu prédio.
O resultado final mostra muitas informações como:
Consumo total e mensal de energia.
Construindo o desempenho do envelope.
Cargas de pico de espaço e HVAC.
Pico de uso e ventilação da água.

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Construindo modelagem de energia no OpenStudio - Importando arquivos da biblioteca

Neste vídeo, discutiremos como importar arquivos de biblioteca para o OpenStudio.

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Hoje, vamos criar um modelo de energia para um quartel de bombeiros.
Primeiro, começaremos com a abertura de um projeto em branco do OpenStudio.
Em seguida, salvaremos isso como um novo projeto na sua pasta de projeto.
Vamos chamar de exemplo 4. Salvar isso? Sim.
Temos um projeto em branco aqui. Não há tipos de espaço.
Você pode ver quando clico na guia tipo de espaço, não há tipos de espaço.
Primeiro, queremos dar uma olhada na planta do projeto.
Isso nos mostrará que tipos de espaços temos neste projeto.
Há uma baia de aparelhos, lavanderia de descontaminação, vestiário, corredor, armazenamento, chuveiro, escritório e uma sala comunitária.
Em seguida, importaremos um arquivo de biblioteca que possua os modelos necessários.
Vá para: Carregar arquivo da biblioteca e procure o arquivo da biblioteca.
Usaremos um projeto anterior para um quartel de bombeiros como o arquivo da biblioteca.
Clique em Abrir. Agora a biblioteca deve ser carregada.
Para ver as informações importadas, você pode ir para a guia Biblioteca no canto superior direito.
Como estamos na guia tipos de espaço, precisamos procurar na biblioteca de tipos de espaço.
Role para baixo para encontrar os tipos de espaço dos quartéis de bombeiros.
Arraste e solte os tipos de espaço necessários no projeto.
O OpenStudio usa tipos de espaço para codificar informações sobre como espaços específicos são usados.
Essas informações incluem cargas como pessoas, iluminação, infiltração e cargas de plugues, bem como suas agendas associadas.
Agora, adicionarei todos os tipos de espaço necessários para este projeto.
Você pode pular para 3:14.
Agora, temos todos os nossos tipos de espaço. A próxima tarefa será adicionar um conjunto de construção para nosso quartel de bombeiros.
Selecione a guia Conjuntos de construção no lado esquerdo.
Mais uma vez, vá para os arquivos da biblioteca à direita, selecione conjuntos de construção e procure nosso modelo de construção importado para quartel de bombeiros.
Você pode pular para as 4:30.
Firestation, metal, bem aqui. Este será um edifício de metal, portanto, colocaremos este conjunto de construção em nossos conjuntos de construção para este projeto.
Aguarde algum tempo para carregar.
OK. Agora temos um quartel de bombeiros, prédio de metal. As paredes externas são de metal, laje de concreto e o telhado externo é de metal.
Você deve verificar se essas construções correspondem às do seu projeto atual.
Em seguida, iremos para a guia Agendamentos.
Você notará que muitos dos agendamentos já foram importados quando introduzimos os tipos de espaço.
Ocupações, atividades, iluminação, etc.
OK. É assim que você carrega informações de um arquivo de biblioteca.
O próximo episódio usará o FloorSpaceJS para criar a geometria do edifício.

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Construindo modelagem de energia no OpenStudio - Criar geometria

Neste vídeo, discutiremos como criar geometria de construção usando o FloorSpace JS no aplicativo OpenStudio.

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A próxima tarefa é criar a geometria para o edifício.
Primeiro, salvaremos o arquivo como um novo arquivo. É sempre bom salvar revisões de arquivos no OpenStudio.
Dessa forma, você sempre pode voltar para as versões anteriores se tiver problemas.
Em seguida, verificaremos nossas unidades de preferências para garantir que estamos trabalhando no sistema imperial inglês.
Em seguida, iremos para a guia Geometria à esquerda.
Em seguida, vá para o topo, onde está a guia Editor. Usaremos FLOORSPACEJS para criar a geometria.
Clique em novo. Existem várias opções para criar geometria e usar referências.
Por enquanto, apenas criaremos uma nova planta.
Em seguida, selecione o botão Importar imagem para importar a planta.
Você desejará mover a planta para onde quer que sua origem esteja.
Usaremos zero-zero como nossa origem. Tente localizá-lo o mais próximo possível.
Em seguida, você deseja dimensionar a imagem. Você notará que eu coloquei uma dimensão de escala na imagem.
Isso nos permite ter uma referência de quão grande é o espaço.
Escale a imagem arrastando no canto para ajustá-la a 120 pés.
Em seguida, clique fora da imagem para travá-la no lugar.
Vamos querer mudar nossas unidades de grade para meio pé. Para criar um novo espaço, clique no botão retângulo.
Clique e arraste para criar o espaço. Quando você deseja adicionar um novo espaço, clique no botão de adição.
Você notará que o cursor fica vermelho quando se prende à borda de um espaço anterior.
Você pode pular para 4:30.
A sala da comunidade tem uma forma estranha. Vamos criá-lo usando vários retângulos sem clicar no botão de adição para adicionar espaço.
Você pode ver que os retângulos são aditivos.
Agora temos nossos espaços.
Em seguida, renomeie os espaços para refletir o que está em nossa planta.
Clique no botão expandir. No espaço 1-1, mudaremos o nome para 101, conforme visto em nossa planta baixa.
Percorra e renomeie todos os espaços.
Você pode pular para 6:00.
Em seguida, atribua tipos de espaço a cada espaço. Clique na seta suspensa para selecionar o espaço aplicável a essa sala.
Para o espaço 101, essa será a Baía de Aparelhos.
Faça isso para todos os espaços.
Você pode pular para 7:00.
Em seguida, atribua conjuntos de construção a cada espaço.
Como todos os espaços estão contidos no mesmo edifício, temos apenas um conjunto de construção.
Neste exemplo, não vamos fazer um telhado inclinado ou um plenum de piso de sopro.
Verifique a altura do chão ao teto.
Verifique as alturas do plenum. Para a Baía de Aparelhos, não há plenário.
Para os escritórios, armários, armazenamento, etc., temos um plenum.
A sala da comunidade não possui um plenum. Não teremos compensações no piso.
Agora terminamos. Clique em Mesclar com o OSM atual.
Agora selecione a guia 3D View no canto superior esquerdo. Nosso modelo foi criado e os tipos de espaço foram atribuídos.
No próximo vídeo, continuaremos criando geometria de subsuperfície no modelo e outras atribuições.