Енергетичне моделювання будівлі

Що таке BEM

Енергетичне моделювання будівлі (BEM – building energy modeling) – це новітній інструмент для проектування високо ефективних будівель. ВЕМ дозволяє проводити прогнозування роботи інженерних систем майбутніх будівель та виконувати аналіз існуючих. ВЕМ це шлях до побудови ефективних будівель.

Як це працює?

ВЕМ – це програмний продукт, який заснований на фізичних законах та формулах для моделювання використання енергії в будівлі. Програма ВЕМ в якості вхідних даних бере геометрію будівлі, відомості про будівельні матеріали, характеристики інженерних систем, графік роботи будівлі та інші. В програмі міститься дані про погоду з багатьох точок світу. Ці дані були сформовані за допомогою вимірювання низки параметрів кожні 15 хвилин впродовж 30 років. Програма поєднує дані про будівлю та кліматичні умови, та створює енергетичну модель будівлі. Дана енергетична модель дає змогу точно спрогнозувати та оптимізувати використання енергетичних ресурсів.

Яке програмне забезпечення ми використовуємо?

Одним з найкращих математичним двигуном для розрахунку енергетичних потоків будівлі є Energy Plus. Однак, моделювання будівель тільки в його середовищі доволі складне та часозатратне. Тому найкращим рішенням є використання зовнішньої програми-інтерфейсу, що включає в себе фізичні розрахунки в середовищі Energy Plus, є Design Builder. Програма має широкий функціонал і низку переваг перед конкурентами.

Основні переваги Design Builder:
• Зручний інтерфейс;
• Широкий спектр можливостей створення архітектурних конструкцій;
• Можливість налаштування різних режимів роботи будівлі;
• Швидке отримання даних для аналізу роботи інженерних систем;
• Можливість розрахунку LEED-сертифікатів;
• Можливість оптимізації архітектурних та інженерних систем;
• CFD моделювання.

Можливості

• Можливість аналізу різних технічних рішень інженерних систем.
• Моделювання роботи інженерного обладнання в залежності від низки зовнішніх та внутрішніх умов.
• Побудова базової лінії споживання енергетичних ресурсів будівлі. З можливістю отримання результатів погодинного споживання для всього року.

Етапи розробки енергетичної моделі

Архітектурний етап

На цьому етапі розглядається доцільне розташування будівлі та набір матеріалів з яких виконані зовнішні огороджувальні конструкції. Важливим етапом при будівництві енергоефективних об’єктів є орієнтація фасадів будівлі. В залежності від сторони світу на фасад буде потрапляти певна кількість сонячного світла. Через що при певних умовах об’єкт буде вимагати додаткову потужність системи опалення, або кондиціонування. Завданням енергетичної моделі оптимізувати розташування будівлі та набір матеріалів. В результаті чого можливо отримати економію енергії до 10% в порівнянні з неоптимальним варіантом.

Етап підбору інженерної системи

На цьому етапі розглядаються різні варіанти інженерних систем. До енергетичної моделі заносяться дані про роботу будівлі, такі як: графік роботи, вимоги до вентиляції, системи освітлення, кількість людей та інші. Далі налаштовується інженерна система, причому для кожної зони(частини будівлі) може бути своя інженерна система. Кожна система моделюється за типовим роком (усереднений рік, що формується на базі спостережень за 30 років), як результат отримуємо параметри роботи системи з високою точністю та періодичністю в 15 хв. Після моделювання різних варіантів інженерних систем можливо обрати найбільш доцільний з точки енергетичних, експлуатаційних та початкових капіталовкладень.

Етап створення остаточної енергетичної моделі

На цьому етапі йде відшліфування моделі та побудова базової лінії споживання об’єкту. Базовова лінія енергоспоживання показує споживання ресурсів при різних температурних зовнішніх умовах. Дану базову лінію можливо використовувати в якості показнику енергоефективності для системи енергоменеджменту на об’єкті.

Переваги від використання BEM:

• Можливість оптимізації архітектурних та інженерних рішень.
• Аналіз роботи інженерних систем.
• Можливість порівняння декількох варіантів конфігурацій об’єкту.
• Створення чіткого розуміння майбутніх енергетичних витрат об’єкту.
• Висока точність прогнозування параметрів.