Indlæringseksempler side 2

Transkript

1 Indlæringseksempler Indlæringseksempler...1 Opbygning af model...3 Indlæringseksempler...3 Tre eksempler...4 Beskrivelse af bygningen...4 Randbetingelser...5 Overgangsisolanser...5 Ydervægge...5 Indvendige vægge...5 Gulvkonstruktion...6 Loftkonstruktion...6 Vinduer...6 Øvrige data for eksemplet...6 Eksempel Start BSim Bygningen og dens rum...7 Automatisk tildeling af navne...8 Talværdier for zone i eksempel Indlæsning af data for vinduer...9 Konstruktioner og konstruktionstyper...10 Tilknytning af nye konstruktioner til modellens database...10 Kopiering af databaseelementer...10 Konstruktioner i gulv og loft...11 Loftkonstruktion...11 Indvendige vægge og varmekapacitet...11 Vinduer...12 Tilknytning af konstruktioner til modellens flader...12 Klimadata og fiktive zoner...13 Fiktiv zone som 'Rum' eller 'Som zone'...14 Nøjagtigere beregning af varmetab til jord...15 Kontrol af indlæste data...15 Oprette en termisk zone...15 Gem model...15 Eksempel Bygningens systemer...16 Hent eksisterende model...16 Gem model under nyt navn...16 Indlæsning af data for systemer...17 Personlast...17 Tidsplan...17 Flere reguleringer i tidsplanen...18 Udstyr...18 Fugt...19 Infiltration...19 Tidsplan...19 Belysning...20 Tidsplan...21 Udluftning...21 Tidsplan...22 Opvarmning...22 Tidsplan...23 Indlæringseksempler side 1

2 Nat- og weekend-sænkning af temperaturen...24 Dokumentation af indlæste data...24 Gem model...24 Simulering...24 Options...24 Timelog og parametervalg...25 Start simulering...25 Afbrydelse af simulering...25 Resultater...25 Varmebalance for termiske zoner...25 Simpel statistik for temperaturer og luftskifte...25 Energiforbrug i ventilationsanlæg...26 Varmebalance for bygningen...26 Parametre...26 Parametre fra flere bygningsmodeller...27 Periode...27 Timeværdier...27 Resulter som grafik...27 Gem model og afslut BSim Eksempel Modificering af bygningsmodel...29 Hent eksisterende model og kopier over i nyt navn...29 Beskrivelse af skygge og indlæsning af data...29 Indlæsning af data for skygge...29 Valg af anden rudetype...30 Solafskærmning for vinduerne...30 Regulering af solafskærmning...32 Reguleringsform...33 Indlæsning af data for ventilationsanlæg...33 Ventilationskomponenter...34 Ventilator...34 Genvinder...34 Varmeflade...34 Tidsplan og regulering for ventilationsanlæg...34 Data for regulering i eksemplet...35 Gem bygningsmodel...36 Simulering...36 Valg af parametre i 'time-log'...36 Resultater...36 Analyse af temperaturforløb over døgnet...37 Sammenligning af EKS2 og EKS Indlæringseksempler side 2

3 Opbygning af model Abstraktion, beskrivelsen af essensen af problemet i den syntaks som et simuleringsværktøj benytter, er en af de mest vanskelige opgaver, både for novicen og eksperten. Det er sjældent at der er dels ressourcerne og dels grunden til at gennemføre en en-til-en beskrivelse af virkeligheden i programmet. Det kan være nyttigt at beskrive en pc som en varmekilde hvorimod ingen vil finde på at beskrive boksen med disketter eller bogen på skrivebordet. En generel regel for abstraktion er at stræbe efter, at bibeholde volumen, overfladeareal og termisk masse inden for en termisk zone. Denne vejledning er for kort til at give en komplet redegørelse for dette emne. Indlæringskurven i brugen af BSim2000, som er i stand til at modellere en lang række forskellige typer af problemer, er ikke ligegyldig. Som i de fleste avancerede ingeniør programmer er der problemet med syntaksen - udtrykt med dialoger og menuer, som styrer programmet og dets data, der tilsammen udgør dets inddata og uddata. Yderligere problematisk for nye brugere er betydningen af systemet i henseende af hvordan programmet forudsætter de forskellige fysiske fænomener modelleret. Styrken, og på samme tid svagheden, ved BSim2000 er dets evne til at tilbyde brugeren forskellige måder at beskrive og analysere et problem. Ikke alene forventer BSim2000 en beskrivelse af problemet som er systematisk korrekt (der er selvfølgelig en række indbyggede sandsynlighedscheck), men det antager at problemet har mening i termodynamisk henseende. Det vil sige, at programmet ikke har nogen mulighed for at checke betydningen af den opbyggede model. For at være effektiv kræver indlæringen mere end blot adgang til en pc, noget dokumentation og tilstrækkelig tid til at finde ud af tingene ved "trial and error" metoden. Denne brugervejledning er et skridt på vejen til at gøre denne indlæringskurve mindre pinefuld. Vejledningen kan på ingen måde erstatte adgangen til en erfaren bruger af programmet eller egentlig træning, men er snarere en hjælp i gennemførelsen af denne proces. Det er hermed ikke sagt at det ikke er muligt at blive ekspert ved selvstudier, men at de ikke tekniske aspekter af simuleringsprocessen er svære at kommunikere. Der er en række gyldne regler som bør overholdes ved opbygning af modeller til simulering af de termiske forhold i bygninger: Brug den nødvendige tid til at indsamle viden (tegninger, materialedata, belastninger m.v.) om bygningen. Overvej i forvejen problemstillingen og hvilke spørgsmål der skal besvares ved simuleringen. Opbyg modellen så simpelt som muligt under hensyntagen til ovenstående. Vurder løbende (under modelopbygningen) om resultaterne er sandsynlige. I afsnittet med indlæringseksempler findes tre eksempler som leder førstegangsbrugeren igennem en simpel opbygning af en bygningsmodels geometri, over tilføjelse af systemer til modellen til den første simulering med tsbi5-programmet. Via nedenstående ordnede rækkefølge af forbindelser til forskellige sider i brugervejledningen gives en gennemgang af et typisk arbejdsforløb fra starten af et projekt over redigering af modelgeometrien til den endelige simulering med tsbi5-programmet. Indlæringseksempler I dette afsnit gives eksempler på den praktiske anvendelse af BSim2000 lige fra vejledning i, hvorledes programmet startes, til hvordan data skal indtastes i de enkelte felter. Gennem 3 eksempler beskrives modelopbygning samt simulering og resultatbehandling som en fortløbende proces for den samme bygningsmodel, således at de fleste aspekter af programanvendelsen forklares trin for trin. En mere overordnet gennemgang af de enkelte trin ved opbygning af en model findes som en ordnet række af links til sider i brugervejledningen som beskriver det enkelte trin i opbygning af en model til simulering og resultatbehandling. Indlæringseksempler side 3

4 For at give brugeren mulighed for hurtigt at sætte sig ind i programmets vigtigste funktioner, anvendes der som eksempel en meget simpel bygning, for hvilken der gradvist opbygges en BSim2000-model. Dette betyder, at ikke alle detaljer af programmet beskrives gennem eksemplerne. For en beskrivelse af emner, som ikke behandles her, samt en uddybende forklaring til de enkelte dele af bygningsmodellen, henvises til beskrivelsen af de enkelte dialoger og til Det matematiske grundlag. Tre eksempler Eksemplerne beskriver, hvorledes bygningsmodellen gradvist opbygges, hvordan modellen kontrolleres, hvorledes simuleringer forberedes og gennemføres samt, hvordan resultaterne kan analyseres. EKS1 EKS2 EKS3 Start af BSim2000, indlæsning af bygninger med rum og flader, konstruktioner og vinduer, kopiering af data samt gem modellen. Åbning af eksisterende model, indlæsning af systemer og tidsplaner samt gennemførsel af de første simuleringer og behandling af resultaterne herfra. Detaljering af bygningsmodellen, tilføjelser af skyggegivere, ændring af rudetype samt tilføjelse af solafskærmning og ventilationsanlæg. Ny simulering, resultatanalyse og sammenligning med tidligere resultater, oprettelse af parameterlister, udskrift i tabeller og grafik. Ved gennemgangen af eksemplerne forudsættes det, at brugeren har læst afsnittene om programmets centrale brugergrænseflade (SimView) og er fortrolig med håndtering af mus og tastatur i BSim2000 samt har kendskab til brug af programmer under MS-Windows. Beskrivelse af bygningen Den 'fysiske' bygning, der sættes en model op for, er meget enkel, idet den grundlæggende blot er en kasseformet bygning, begrænset af 4 vægge orienteret mod de fire verdenshjørner, med 2 vinduer i sydvæggen samt et fladt tag og terrændæk. Nedenstående figur viser en skitse af bygningens udformning. Skitse af den simple bygning, der sættes en model op for i kapitlets eksempler. Selv om der er to rum i bygningen, regnes den i dette eksempel som én termisk zone, idet der skønnes ikke at være forskel på forholdene i de to rum. Bygningen består således af én termisk zone med indvendige mål 6 m x 8 m, med den ene korte side vendende mod syd, jf. plantegningen. Den indvendige højde af rummene er 2,7 m. Indlæringseksempler side 4

5 Plantegning af bygningen for eksemplerne. Randbetingelser Som udeklima benyttes data fra det danske design referenceår, DRY, hvorfra de nødvendige vejrparametre findes på BSim2000 format som filen CPH.DRY. For alle udvendige vægge samt taget vender den ene side mod udeluften. Gulvet er i termisk kontakt med en fiktiv zone (jorden) med en fast temperatur på 10 C. Refleksionen af solstråling fra omgivelserne er 20 %. De udvendige overflader har en absorptionskoefficient for solstråling på 0,7. Overgangsisolanser Den indvendige overgangsisolans sættes til 0,13 m 2 K/W og den udvendige overgangsisolans mod udeluft til 0,04 m 2 K/W, jf. DS 418, mens der regnes med en overgangsisolans til 'dybereliggende jordlag' på 1,0 m 2 K/W. Ydervægge Alle ydervægge er opbygget ens, med en lagdeling som beskrevet i nedenstående figur. Ved beskrivelsen af lagdelingen i konstruktionerne, er det vigtigt at bemærke, at lagene beskrives således, at det første lag vender mod side 1 og det sidste lag mod side 2. Beskrivelse af konstruktioner i alle ydervægge. Sammen med BSim2000 programmet leveres der en database, SBIData, med konstruktioner, materialer, ruder m.m., hvorfra det ofte vil være muligt at hente komponenter og bygningsdele til et aktuelt eksempel. I dette tilfælde findes der i databasen ikke en konstruktion, der er identisk med den aktuelle, og det vil derfor være nødvendigt at opbygge konstruktionen selv i en kopi af databasen. Opbygningen af den ønskede konstruktion beskrives i eksempel 1. Indvendige vægge På langs i bygningen (nord-syd) er i midten placeret en væg i hele rummets længde, dvs. 8 m. I praksis er bygningen altså delt i to rum, men det skønnes, at de to rum vil være så ens i termisk henseende, at de kan regnes som én termisk zone. Væggen er en 1-stens teglmur, med tykkelsen 0,108 m og ét lag af materialet 'Tegl indv. 1400' som kan findes i databasen SbiData. Indlæringseksempler side 5

6 Gulvkonstruktion Gulvet, som er vist i den følgende figur, består af 150 mm beton oven på 100 mm mineraluld, klasse 39. Der ønskes i dette eksempel en simpel beregning af varmetabet til jord, som blot antages at have en fast temperatur på 10 C hele året. Til selve gulvkonstruktionen medregnes et jordlag på 1,0 m, og som overgangsisolans til dybereliggende jordlag regnes med en værdi på 1,0 m² K/W. Beskrivelse af gulvkonstruktionen. Loftkonstruktion Taget er en kassettekonstruktion, der indvendig består af 22 mm fyrretræslister med 150 mm isolering klasse 39 og udvendig 22 mm træ med tagpap. Der vælges i dette tilfælde at se bort fra det yderste tynde lag, således at konstruktionen kun har to lag. Den beskrevne konstruktion findes som en konstruktionstype i databasen som en tagkonstruktion, der normalt vil svare til et ventileret loft/tag med træspærfag. Vinduer I sydvæggen findes 2 ens vinduer, placeret som vist i nedenstående figur. Ruden er en 2-lags lavenergirude med luftfyldning med en center U-værdi på 1,6 W/m 2 K. Karmen regnes som 100 mm trækarm hele vejen rundt. Vinduet er trukket lidt tilbage fra facaden, således at rudens plan ligger 0,1 m dybere end facaden. Dette beskrives for programmet i fremspring i dialogen for vinduer. Placering af vinduer i sydvæggen. Øvrige data for eksemplet Ud fra ovenstående beskrivelse skal den bygningsmæssige del af modellen indlæses i BSim2000. Øvrige data for systemer, solafskærmninger, skygger mv. beskrives i eksempel 2. Indlæringseksempler side 6

7 Eksempel 1 Start BSim2000 Programmet startes ved at klikke på BSim2000 via menuen Start Programmer BSim2000 BSim2000. Herved fremkommer programmets hovedvindue (SimView). Hovedvinduet er delt op i to felter, som foreløbig er tomme. I feltet til venstre vil den aktuelle bygning senere blive vist som en træstruktur. Feltet til højre er yderligere underopdelt i fire felter, hvor den aktuelle bygning senere vil blive vist grafisk. Det foreløbige navn for bygningsmodellen er standardnavnet 'Untitled', som vises i titelbjælken af SimView. Inden arbejdet med opbygning af modellen er det en god ide at sætte parametrene for automatisk gemning af Undo-niveauer for ændringer i geometrien. Dette gøres ved at højreklikke i den grafiske visning og vælge indgangen Options. Vær opmærksom på at en ændring i antallet af Undo-niveauer først træder i kraft næste gang programmet startes. Når der skal opbygges en ny model, flyttes markøren til menuen File New, hvorpå der klikkes med musen (venstre tast). Der kan også trykkes på ikonet for et nyt projekt (længst til venstre i værktøjsbjælken) eller alternativt trykkes Ctrl+n som en genvej. Første dialog til oprettelse af en ny model. Herved fremkommer en "wizard" for oprettelse af en ny model. Navnet (øverste linje) og stien (nederste linje) til den aktuelle model skal indtastes i den første dialog. Det ønskede navn kan nu indtastes i navnefeltet, i dette tilfælde 'EKS1'. I stifeltet kan fx indtastes: C:\Programmer\Statens Byggeforskningsinstitut\BSim2000\Modeller. Såfremt den undermappe (folder), der nu er specificeret som C:\Programmer\Statens Byggeforskningsinstitut\BSim2000\Modeller, ikke allerede eksisterer, vil programmet oprette en ny mappe med det givne navn, som kan benyttes til at gemme de forskellige eksempler, som beskrives i dette kapitel. Det er også muligt at søge frem gennem pc'ens filsystem efter den placering som ønskes benyttet til modellen. Dette sker ved tryk på -knappen. Wizard'en opretter en kopi af den database, som vælges i den anden dialog. Kopien kan fx dannes fra standarddatabasen (SbiData.mdb) og får samme navn som modellen. Kopien vil, i modsætning til standarddatabasen, ikke være skrivebeskyttet. Ud over at oprette en database for modellen er det muligt i den tredje dialog at vælge hvilken bygningstype (Office eller Dwelling), der ønskes simuleret. Ved dette valg oprettes en række typiske tids- og belastningsprofiler som senere kan benyttes ved definition af modellens systemer. Bygningen og dens rum Der er nu gjort klar til at beskrive bygningen og dens rumopdeling. Der højreklikkes derfor i den grafiske visning og vælges Add Building (eller Alt+b), hvorved bygningsdialogen fremkommer. Ved indlæsning af en ny model vil det være mest naturligt at starte med at definere de rum, som man har valgt at simulere for bygningen, og herefter trinvis beskrive detaljerne: konstruktionstyper, lag i konstruktionerne samt materialer i lagene. Indlæringseksempler side 7

8 Dialog for indsættelse af en ny bygning. Automatisk tildeling af navne Alle objekter, der oprettes i en model, får automatisk tildelt et navn. Navnene anvendes udelukkende til at identificere et objekt overfor brugeren. Ved redigering i data for modellen kan navnene til enhver tid ændres, og for at få et bedre overblik er det tilrådeligt, at de automatiske navne overskrives med mere beskrivende navne. Talværdier for zone i eksempel 1 Ud fra bygningsbeskrivelsen kan de viste talværdier bestemmes og indtastes i bygningsdialogen. Som nyt navn for bygningen skrives EKS1 og for det første rum "Box-rum 1", og data for rummets udbredelse (systemlinjerne) i X-, Y- og Z-retningen indtastes (3,358; 8,616; 4,32). X, Y og Z værdierne svarer til rummets størrelse plus konstruktionernes tykkelse. Desuden kan bygningens placering i tegningens koordinatsystem (X, Y og Z origin) angives samt en eventuel rotation i forhold til sand nord indtastes (positiv imod øst). Koordinatsystemets nulpunkt placeres i (0; 0; -1) hvorved undersiden af gulvkonstruktionen får kote 0. NB: Tykkelsen af udvendige vægge afsættes fra systemlinjerne og indefter. Indvendige vægge afsættes symmetrisk omkring systemlinjerne. Udfyldningen af data i bygningsdialogen er nu færdig, og den forlades ved at trykke OK. Hovedvindue efter oprettelse af bygningen. Indlæringseksempler side 8

9 I det højre felt af hovedvinduet vises bygningen grafisk på fire måder. Nederst til venstre vises en plantegning (xy), for oven vises opstalter, til venstre set mod y-retningen (xz) og til højre set i x-retningen (yz). I det nederste felt til højre ses en rumlig afbildning. Tegningerne kan forstørres/formindskes ved klik på lup-ikonerne i værktøjsbjælken eller med + og - tasterne. Den rumlige visning kan ændres ved klik på pil-symbolerne i værktøjsbjælken eller ved brug af piletasterne. I den rumlige visning kan der ctrl-klikkes (ctrl-tasten holdt nede mens der venstreklikkes med musen) på en kant af en flade. Herved vælges en af fladerne, kanten indgår i, og markeres med rødt, fladens hjørnepunkter markeres med sorte firkanter, og fladen lokaliseres i træstrukturen. Gentages ctrl-klik på kanten, vælges den næste flade, som kanten indgår i. Indlæsning af data for vinduer Vælg den flade (Ctrl+venstre-klik) som vender mod syd (omdøb den eventuelt til 'Sydvæg'). Definer et lokalt koordinatsystem i den flade, vinduet ønskes indsat i. Det gøres ved at vælge et nulpunkt (dobbelt venstre-klik eller Shift+venstre-klik på et af hjørnepunkterne) for koordinatsystemet og vælge en akse (dobbelt venstre-klik eller Shift+venstre-klik på en kant) i det lokale koordinatsystem. Kald SimViewmenuen frem og vælg indgangen Add WinDoor for at definere vinduets geometri og placering i forhold til det lokale koordinatsystem. Dialog til indsættelse af vinduer og døre i en flade. Illustrationen nederst til højre i dialogen viser en skitse af det lokale koordinatsystem og hvordan et vindue afsættes i dette. For hul-bredden indtastes 2,0 m og for hul-højden 2,25 m. For vinduets afstand fra gulvet (Offset) indtastes som 1,55 m (gulvet + 30 cm afstand fra gulvet) og for afstanden fra væggen (Dist.) indtastes 0,808 m (ydervæggens tykkelse + afstanden fra ydervæggen). Standardværdien 1 for antal og 0,2 for afstand imellem ens vinduer ændres ikke. For at definere geometrien omkring vinduet nærmere højre-klikkes på feltet vinduet i træstrukturen, hvorved der fremkommer en dialog for valg af lokal geometri omkring vinduet, systemer tilknyttet vinduet samt definition af sollysfaktorer for vinduet. Heri indtastes 0,1 for glassets placering i forhold til facaden. Dialogen forladens ved at trykke på OK-knappen. Dialog (Windoor Property) for definitions af lokal geometri, systemer og sollysfaktorer for et vindue. Der vil optræde et stop-skilt i dialogen så længe der ikke er tilknyttet en konstruktion til vindueshullet. Indlæringseksempler side 9

10 Nu kan modellens andet rum oprettes som en kopi af "Box rum 1". Det nye rum kan oprettes ved at vælge den flade i rummet, som det nye rum skal have fælles med det eksisterende rum, og tilføje rummet hertil ved at vælge indgangen Add Room fra SimView-menuen. Det nye rums udbredelse og/eller standard geometri kan vælges i den herved fremkomne dialog. Tilføj et rum (Box rum 2) til modellen. Det nye rum oprettes som en kopi af det aktuelle rum. Herved kopieres hele rummets geometri (inkl. vinduer og eventuelle åbninger) samt de konstruktionstyper som måtte være defineret. Konstruktioner og konstruktionstyper Det er ikke alle de i eksemplet beskrevne konstruktioner som findes i standarddatabasen, og det er derfor nødvendigt at oprette nogle nye elementer i modellens database. Åben databasen ved at klikke på DB-ikonet i værktøjsbjælken. Tilknytning af nye konstruktioner til modellens database Af bygningsbeskrivelsen fremgår det, at vægkonstruktionen indefra består af letbeton, isolering samt tegl. Denne konstruktionstype findes ikke i standardbiblioteket, men der findes en type, hvor blot ét af lagene skal ændres. I dette tilfælde trækkes markøren ned til typen med navnet 'Br 39I100 Br', som er en dobbelt teglvæg med 100 mm isolering i hulrummet. Konstruktionstypen, der er brug for, består imidlertid indvendig af letbeton i stedet for tegl, og det er derfor nødvendigt at ændre på lagdelingen. Kopiering af databaseelementer Det anbefales at der laves en kopi af det element, som ønskes ændret, i dette tilfælde konstruktionstypen 'Br 39I100 Br'. Ved at trykke på funktionstasten Copy, fås det viste skærmbillede. Dialog (Copy BuildingElement) for tildeling af unikt SfB-nummer til en kopi af et bygningselement. Når det nye bygningselement har fået et SfB-nummer åbnes databasens Edit BuildingElement dialog. På første faneblad (BuildingElement) ændres konstruktionens navn så det afspejler lagene i den nye kon- Indlæringseksempler side 10

11 struktion og der skiftes til andet faneblad (ConstructionLayer). For en beskrivelse af felterne i BuildingElement, ConstructionLayer og MaterialAmount henvises til beskrivelsen af databasen SimDB. På andet faneblad (ConstructionLayer) i dialogen Edit BuildingElement kan lagdelingen for en konstruktion ændres. Letbeton kan findes i databasens materialedel som der er adgang til via andet faneblad. Der klikkes på tredje materialelag (Brick ext 1800) for at vælge dette. I indgangen Type vælges gruppe f. Precast elements, hvorefter der, via indgangen ConstructionMaterial vælges et materiale som passer til beskrivelsen af konstruktionerne. Når der er valgt et nyt materiale i stedet for den indvendige teglvange, skal tykkelsen af laget ændres til 0,1 m. Dette gøres ved at vælge laget (klik med musen) og ændre værdien i andet felt, umiddelbart under valgmenuen for ConstructionMaterial. Den ny tykkelse vil optræde i kolonnen Thickness ud for navnet for det nye materiale. Lagenes rækkefølge er angivet som parameteren (0 -> n) i den sidste kolonne, hvor 0 angiver laget ved side 1 (ind mod rummet) af konstruktionen og n, laget ved side 2 af konstruktionen. Parameteren resistance angiver den termiske modstand i m 2 K/W af eventuelle luftfyldte hulrum i konstruktionen. Den termiske modstand for et hulrum angives på det materialelag som er beliggende umiddelbart inden for hulrummet. Konstruktioner i gulv og loft Den beskrevne gulvkonstruktion findes ikke umiddelbart i standarddatabasen, men den ligner konstruktionen 'C150 39I100', dog med den modifikation, at der tillægges et jordlag på 1 m som et ekstra lag yderst i konstruktionen. Med markøren på den ønskede konstruktion trykkes Copy for at lave en lokal kopi af standardkonstruktionen. Som beskrevet for de udvendige vægge dannes der herved en kopi som kan ændres. På ConstructionLayer fanebladet flyttes markøren til det andet lag, 'Min. wool 39', hvorpå der trykkes på knappen New Layer. Herved oprettes et nyt materialelag med navnet? og samme procedure som beskrevet ovenfor anvendes til at definere materialelaget jord. Jord (Soil(humid)) findes i materialegruppe k. Soil Materials. Loftkonstruktion Som konstruktion for loftet benyttes typen 'Roof constr.' fra databasen Indvendige vægge og varmekapacitet Væggen har betydning for den samlede varmekapacitet af zonen, og dermed for temperaturforløbet, udnyttelse af overskudsvarme samt for energiforbruget. For lette rum, hvor konstruktionerne har lille varmekapacitet, kan møbler, inventar m.m. have betydning for rummets samlede varmekapacitet, og det vil da være nødvendigt at medregne sådanne interne kapaciteter. Indlæringseksempler side 11

12 Vinduer Der i bygningsbeskrivelsen angivet, at vinduets U-værdi er 1,6 W/(m 2 K), men ikke er oplyst noget om karmtypen. Fra databasen kan vælges rudetypen 'LavE i træramme'. Tilknytning af konstruktioner til modellens flader Det fremgår af træstrukturen, at der endnu ikke er defineret konstruktioner eller Windoor, idet der i disse felter står 'No Type' ved de respektive objekter. For at definere, hvorledes de enkelte flader, fx nordvæggen, er opbygget, kaldes SimView-menuen frem (højre-klik med musen i den grafiske afbildning) og vælges indgangen Defaults. Herved kaldes dialogen for definition af standardkonstruktioner frem. Dobbelt dialog for valg af standardkonstruktioner og Windoor til alle modellens flader. Den ønskede konstruktion tilknyttes modellens konstruktioner ved at venstre-klikke på SfB-nummeret for den ønskede konstruktion og trække (med venstre muse-knap holdt nede) til den ønskede placering i Defaults dialogen. De ønskede konstruktionstyper kan vælges fra forskellige grupper af data i databasen. Databasens konstruktioner (BuildingElements) er inddelt i forskellige typer, fx ydervægge, indvendige vægge, gulve osv. Når de ønskede standardkonstruktioner er tilknyttet, trykkes på knappen Anvend eller OK i vinduet Defaults. Ændringerne træder først i kraft, når der højre-klikkes på bygningen i træ-oversigten og trykkes på knappen Insert Defaults i den dialog, der fremkommer. Indlæringseksempler side 12

13 Egenskaber for bygningen (Building Property). Dialogen kaldes frem ved højre-klik på bygningen i træoversigten. Standardkonstruktioner tilknyttes de aktuelt oprettede konstruktioner ved tryk på knappen Insert Defaults. Konstruktionerne er inddelt i de viste grupper (Insert Default Options). Kun de grupper som er markeret med et "hak", vil blive opdateret/overskrevet med de valgte standardkonstruktioner. Når konstruktionerne er påtrykt en type, vil de blive optegnet i den grafiske visning med deres virkelige tykkelse. Klimadata og fiktive zoner I eksemplet vender gulvet mod jord, som i dette tilfælde ønskes defineret som en fiktiv zone. Dette gøres ved at højre-klikke på bygningen i træstrukturen. Herved fremkommer der en dialog (Building Property), som viser information om bygningen. Tryk på knappen Site for at åbne en dialog til definition af klimadata og fiktive zoner. Dialog (Site) for valg af klimadata og definition af den fiktive zone jord. For at definere en (ny) placering (Site) af modellen trykkes på knappen New. Herved oprettes en ny Site og det er muligt at vælge et klimadatasæt ved at trykke på knappen Browse. Søg og vælg klimadatafilen cph.dry. Tryk herefter på knappen Ground og knappen New i Ground dialogen for at oprette den fiktive zone jord med en konstant temperatur på 10 C gennem hele året. Indlæringseksempler side 13

14 Dialog (Ground) for definition af den fiktive zone jords temperaturvariation over året. I reguleringen for den fiktive zone jord angives en temperaturvariation over året som en sinuskurve bestemt ved maksimumværdi og minimumsværdi samt datoen for temperaturmaksimum. Den tilsvarende svingning anvendes for fugtvariationen i jorden. Der anvendes værdierne 10,0 for maksimumtemperatur og 10,0 for minimumstemperatur, svarende til en konstant temperatur over året. Ved brug af den samme værdi for maksimum- og minimumtemperatur bliver informationen i datofeltet ligegyldig. Standardværdien 0,0058 (kg/kg) anvendes for luften i den fiktive zone jords absolutte fugtindhold (i dette tilfælde uden betydning). Til en enkel og hurtig beregning, eller i tilfælde hvor varmetabet til jorden er ubetydeligt, kan der blot regnes med en konstant 'jordtemperatur. Det bemærkes, at der stort set ikke er restriktioner på, hvilke navne de enkelte elementer i modellen kan tildeles, fx kan navnet for jordzonen skrives som 'Jordtemp. 10 C', hvor gradtegnet kan indtastes som Alt+248 (ASCII-karakter 248). I dette eksempel vender gulvet mod jorden, og for at indlæse dette i modellen højre-klikkes på Finish nr. 2 for gulvet i træstrukturen og vælge at gulvets flade nr. 2 vender imod den nyoprettede zone jord via valg-feltet Facing. Dialog (Finish Property) for valg af hvad en flade vender imod. Det er kun muligt at ændre denne parameter for side 2 af en konstruktion. I Finish Property dialogen findes et felt med information om overgangsiolansen (Rcomb) for den pågældende side af fladen. Standardværdien for Rcomb er 0, hvilket betyder at programmet selv finder ud af om det er en indvendig eller en udvendig overflade og påtrykker værdien 0,13 eller 0,04 m 2 K/W for en indvendig hhv. udvendig overflade. Hvis standardværdien ændres er programmet ikke længere i stand til at ændre værdien hvis overfladen skifter fra at være udvendig til at være indvendig, fx ved tilføjelse af et atrium til modellen. Fiktiv zone som 'Rum' eller 'Som zone' En fiktiv zone kan også oprettes som et nyt rum som har forbindelse til den termiske zone som den ønskes tilknyttet. Rum uden for termiske behøver ikke at have defineret konstruktioner for alle flader. Et rum kan påtrykkes en temperatur- og fugtvariation over året - lige som jorden - og kan tillige have en variation over det enkelte døgn. I stedet for at tilknytte et rum som en fiktiv zone, er der mulighed for at definere, at temperatur- og fugtforholdene på den anden side (side 2) af væggen er den samme som den termiske zone som ligger Indlæringseksempler side 14

15 ved side 1. Dette kan specificeres ved at højre-klikke på den pågældende flades Finish for side 2 og vælge at denne side skal vende (Facing) imod den termiske zone. En nærmere beskrivelse heraf er givet under beskrivelsen af fiktive zoner. Nøjagtigere beregning af varmetab til jord For en mere nøjagtig beregning kan i princippet benyttes reglerne i DS 418 for bestemmelse af jordens isolans, eventuelt forenklet således, at varmetabet fra kældervægge under terræn samt terrændækrandfeltet, 0-1 m fra indvendig side af ydervæg, regnes at ske til udeluften gennem et jordlag med isolansen 1,0 m 2 K/W, mens varmetabet fra kældergulve samt terrændækmidterfeltet, over 1 m fra indvendig side af ydervæg, sker til jorden gennem en jordisolans på 2,0 m 2 K/W. Temperaturen under opvarmede bygninger (20 C) afhænger især af gulvets isolering og af bygningens størrelse. Normalt kan den antages at variere 'Sinusformet' med laveste temperatur (10-12 C) i slutningen af vinteren (februar-marts) og højeste temperatur (14-16 C) i slutningen af sommeren (august-september). Kontrol af indlæste data Der er nu indlæst data for en simpel bygningsmodel bestående af én zone, som begrænses af 6 flader, og det vil nu være fornuftigt at gemme modellen. Inden modellen gemmes, bør det dog kontrolleres, at der ikke er fejl eller mangler i de indtastede data. Der klikkes derfor med musen (venstre tast) på knappen ModelList i værktøjsbjælken. Såfremt der mangler data, vil programmet give en fejlmeddelelse vedrørende manglende data i form af stop-skilet ud for det objekt som er fejlbehæftet i listen med dokumentation for modellen. Det er muligt at hoppe direkte til et objekt med fejl ved at dobbelt-klikke på stop-skiltet i listen. Listen kan fjernes ved at klikke med musen på x'et i øverste højre hjørne af vinduet med listen. Oprette en termisk zone Det er endnu ikke muligt at gennemføre en simulering med tsbi5. For at gøre dette kræves det at der oprettes mindst en termisk zone som indeholder et eller flere rum. Ved at højre-klikke på bygningen i træstrukturen fremkommer en dialog som giver mulighed for at tilføje termiske zoner til modellen. For hvert tryk på knappen Insert ThermalZone tilføjes en termisk zone til modellen. I dette eksempel skal der bruges en termisk zone. Dialog (Building Property) til indsættelse af termiske zoner, klimadata og standardværdier for konstruktioner, samt angivelse af bygningsrotation og hvilken bygning der skal bruges i simuleringen med tsbi5. Det er muligt at opererer med flere bygninger i den samme model, fx som skyggegivende objekter, men tsbi5 kan kun simulere en bygning ad gangen (Current Building). Derfor skal der sættes et "hak" ud for markeringen Current Building. I træstrukturen ses nu en ikon for en termisk zone, men den indeholder stadig ingen rum. Hvert af de to rum trækkes nu (med venstre knap på musen holdt nede) op på den termiske zone og slippes her en ad gangen. Herved er der tilknyttet to rum til den termiske zone, og der kan nu gennemføres en simulering med tsbi5. Gem model Under opbygningen af større modeller, er det tilrådeligt en gang imellem at gemme de indtastede data. Dette gøres via menuen File i feltet Save (genvej: Ctrl+s) eller Save as som gemmer under et nyt navn. Det bemærkes, at der automatisk gemmes en backup hver gang en af disse funktioner benyttes. Indlæringseksempler side 15

16 Eksempel 2 Bygningens systemer Eksemplet bygger videre på beskrivelser og dataindlæsningen i eksempel 1. Her beskrives, hvorledes en eksisterende bygningsmodel hentes ind i programmet, og hvordan den gemmes som en fil med et nyt navn. Dernæst forklares det, hvordan data for bygningens systemer og de tilhørende reguleringer tilføjes. Hent eksisterende model Programmet startes som beskrevet i eksempel 1 ved at klikke på BSim2000 via menuen Start Programmer BSim2000 BSim2000. I SimView vælges indgangen Open fra menuen File eller der trykkes på knappen Open i værktøjsbjælken, hvorved der fremkommer en dialog, som viser den aktuelle sti. Stien til eksempel 1 findes, fx C:\Programmer\Statens Byggeforskningsinstitut\BSim2000\Modeller, hvorved programmet viser en oversigt over bygningsmodeller i den beskrevne sti. Her vælges modellen EKS1. Herved henter programmet data for den tidligere indlæste bygningsmodel EKS1 ind i BSim2000. Udluftning Gem model under nyt navn For at bevare den eksisterende model og alligevel kunne ændre data eller bygge videre på denne, gemmes en kopi af modellen under et nyt navn ved først at klikke på feltet Save as i menuen File. Herved kommer en dialog der viser den aktuelle sti samt modelnavnet EKS1. Her flyttes markøren nu til navnefeltet, som overskrives med det nye navn EKS2. Modellen gemmes under det nye navn ved at trykke OK. De fleste systemer i BSim2000 er tilknyttet termiske zoner - undtagelsen er systemer knyttet til en Windoor, nemlig solafskærmning og skodde. Det betyder at alle rum i en termisk zone vil få beregnet samme temperatur. Alle former for varme- og fugtbelastninger, installationer, systemer, anlæg etc. betegnes i BSim2000 for 'systemer', idet der skelnes mellem følgende typer: Personlast, udstyr, fugt og infiltration, for hvilke brugeren fastlægger den tidsmæssige variation samt belysning, udluftning, mixing, opvarmning, køling og ventilation, for hvilke der kan beskrives en regulering, som sigter på at opretholde visse indeklimakrav. Systemerne for de bygningsmodeller, der kan opbygges i BSim2000, må altså defineres i overensstemmelse med denne inddeling. For den simple bygning, der er indlæst data for i eksempel 1, beskrives de aktuelle 'systemer' i nedenstående skema: System Beskrivelse Regulering Tidsangivelse Personlast 2 personer inden for arbejdstiden dog kun 1 person torsdag-fredag hverdage time 9-16 (kl. 8-16), middelaktivitet Udstyr 2 pc og en printer, i alt 185 W dag 1-3: 6 timer dag 4-5: 70 % tændt i hverdage time timer Fugt dag 2 og 7 rengøring, svarende regnes ens hele året dag 2 og 7 time 7 til 0,45 kg vand i én time Infiltration luftskifte på 0,5 gange i timen kun 0,2 h -1 uden for arbejdstiden hverdage time 9-16 inden for arbejdstiden Belysning arbejdslys: 60 W i arb.tid al- almenlys tændt ved solindfald < 150 hverdage time 9-16 menlys 180 W, efter behov grundluftskifte 2,0 h-1 luftskifte uafhængigt af temperatur og vindforhold W udluftning, når indetemperaturen større end 25 C hverdage time 9-16 Opvarmning radiator på 4 kw for at holde 21 minimum effekt 2,0 kw ved en udetemperatur hverdage time 9-16 C fremløbsregulering og på 15 C, nattemperatur sænkning uden for natsænkning 17 C arbejdstid Køling Ingen - - Ventilation Ingen (i eksempel 2) - - Mixing Ingen - - Indlæringseksempler side 16

17 Indlæsning af data for systemer For at definere systemerne højre-klikkes på den termiske zone i træoversigten. Herved fremkommer en dialog der viser de mulige systemer, der kan beskrives. De systemer, som ønskes benyttet i modellen, vælges ved at sætte et "hak" ud for det enkelte system. Klikkes der en gang til på "hakket", får det en grå baggrund, hvilket betyder, at systemet oprettes, men er inaktivt. Mere uddybende forklaringer vedrørende systemerne gives i afsnittet om systemer. Dialog (ThermalZone Property) for til- eller fravælgelse af systemer i en termisk zone. Når dialogen forlades, ved tryk på knappen OK, tilføjes de valgte systemer til træstrukturen undre den aktuelle termiske zone. Personlast Ved at højre-klikke på ikonet for personlast (PeopleLoad) fås en dialog til at definere personlasten og dens tilhørende regulering. Tryk på New for at oprette en ny personbelastning, hvori der skal indtastes en værdi for 'Antal' (Number of Persons). Det automatiske navn ændres til '2 personer', og i feltet Number of Persons indtastes 2. Varme- og fugtbelastningen fra de to personer defineres via indgangen People Type. Der kan vælges en persontype via den øverste valgmenu i People Type eller oprettes en ny ved at klikke på knappen New. I dette tilfælde vælges typen Standard. Dialog (People Load) for definition af varmebelastningen fra personer. Tidsplan For alle typer af 'systemer' skal der tilknyttes en tidsplan (Schedule), som beskriver, hvorledes systemets drift, regulering og belastning varierer med tiden. En tidsplan er en samling af sammenhængende par af Indlæringseksempler side 17

18 reguleringer (tredje faneblad) og tidsangivelser (sidste faneblad) som definerer hvordan og hvornår et system reguleres. Tidsplanen findes på andet faneblad i dialogen. For den definerede personlast skal der angives en tidsplan, som udtrykker at inden for arbejdstiden er der to personer til stede mandag-onsdag, mens der kun er én person torsdag-fredag. Da der findes (oprettet med wizard'en da modellen blev startet) data både for døgnprofiler (som er den aktuelle reguleringstype) og for tidsangivelser, vil programmet ved valg af 'Regulering', henholdsvis 'Tidsangivelse' vise en oversigt over mulige objekter, der kan vælges fra i valgmenuerne øverst på de to faneblade. En mere detaljeret beskrivelse af døgnprofiler og tidsangivelser findes i afsnittet Systemer. Det valgte døgnprofil definerer, at hele (100 %) den i systemet angivne effekt (varmelast og fugtlast) afgives inden for den tilhørende tidsangivelse. I det aktuelle tilfælde er dette døgnprofil gældende i arbejdstiden mandag til onsdag. Døgnprofilet tilknyttes den valgte tidsplan ved at trykke på knappen Anvend (Apply) nederst på fanebladet. Da der ikke på forhånd findes en tidsangivelse svarende hertil, må den oprettes som en ny tidsangivelse i modellen. Dette kan fx gøres ved at kopiere tiden 'hverdage 9-16' og heri ændre dagsangivelse fra dag 1-5 til dag 1-3 og samtidig ændre navnet til 'mandag-onsdag 9-16'. Flere reguleringer i tidsplanen For at beskrive belastningen på dagene torsdag-fredag må der defineres en anden regulering med tilhørende tidsangivelse. Dette gøres ved at trykke på New på Schedule fanebladet, hvorved programmet opretter en ny tidsplan med udefineret regulering og tidsangivelse. Som regulering vælges døgnprofilen 'HalfLoad', mens tidsangivelsen defineres (lokalt) som 'tor-fre 9-16'. Det er vigtigt, at de definerede tidsangivelser gives navne, der er umiddelbart forståelige. Tidsplandialogen forlades ved at klikke på 'ok'. Af oversigten over systemer i træstrukturen fremgår det nu, at der er defineret en tidsplan. Det bemærkes, at den således definerede personbelastning først vælges, idet der klikkes på knappen Anvend eller 'ok'. Udstyr Data for udstyret (Equipment) indtastes i hosstående dialog. Dialog (Equipment) for definition af varmeafgivelsen fra udstyr. Varmelasten (Heat Load) indtastes som 0,185 kw og den konvektive del af varmeafgivelsen (til luft) sættes til 0,8, da hovedparten af varmen, der udvikles i pc'erne blæses ud i rumluften ved hjælp af en ventilator. Tidsplanen defineres ved følgende reguleringer og tidsangivelser: døgnprofil: 100 % 1-24 tidsangivelse: uge 1-53, dag 1-3, time døgnprofil: 70 % 1-24 tidsangivelse: uge 1-53, dag 4-5, time Indlæringseksempler side 18

19 Fugt Ud over fugtafgivelsen fra personerne regnes der i dette eksempel med fugtafgivelse i forbindelse med rengøring to gange om ugen. Data for fugtbelastning og tidsangivelse indlæses som vist i dialogen. Som regulering kan vælges typen 'FullLoad'. Dialog (MoistureLoad) for definition af fugtbelastningen fra andre kilder end personer. Infiltration Via systemet Infiltration fås en dialog med data for beskrivelse af, hvorledes infiltrationen kan antages at variere med forskellen mellem inde- og udetemperatur samt med vindhastigheden. En nærmere forklaring på data i denne dialog er givet under beskrivelsen i afsnittet Infiltration. Dialog (Infiltration) for definition af infiltration. I det aktuelle tilfælde antages der at være et konstant luftskifte på 0,5 h -1 inden for arbejdstiden og 0,2 h -1 uden for arbejdstiden. Dialogen indeholder en række standardværdier, som lades uændrede, mens der for grundluftskiftet indtastes 0,5. Som et mere beskrivende navn indtastes 'Infilt 0,5-0,2'. Tidsplan Inden for arbejdstiden kan tidsplanen beskrives ved reguleringen (døgnprofil) 'FullLoad' samt tidsangivelsen 'WeekDays 9-16': døgnprofil: 100 % 1-24 tidsangivelse: uge 1-53, dag 1-5, time 9-16 Indlæringseksempler side 19

20 Tiden uden for arbejdstiden kan ikke beskrives ved en enkelt tidsangivelse. Derfor udnyttes det, at programmet under simuleringen altid gennemløber tidsplaner, og dermed tidsangivelserne, i den rækkefølge, de optræder i dialogen på Schedule fanebladet. Dette betyder nemlig, at ved til en given regulering at knytte tiden 'Always', vil denne regulering være i funktion for alle timer, som ikke indgår i en foranstående tidsangivelse. For den aktuelle infiltration kan tidsplanen derfor se ud som vist i nedenstående dialog. I tiden uden for arbejdstiden antages luftskiftet at være 0,2 h -1 svarende til 40 % af luftskiftet inden for arbejdstiden. Dialog (Infilatration) for definition af tidsplanen for infiltrationen i eksempel 2. Belysning De opgivne data for belysningen indtastes som vist i hosstående dialog. Også her benyttes et navn, som direkte udtrykker effekten i det aktuelle system. Typen af lys, som defineres via en valgmenu, har betydning i forbindelse med regulering efter belysningsniveau, angivet ved parameteren General Lighting (lux). Dette er ikke aktuelt her, idet der ifølge de opgivne data reguleres efter solindfaldet. Dialog (Lighting) for definition af varmebelastningen fra belysning i den termiske zone. Parameteren Daylight Limit, der indtastes som 0,15 (kw), angiver den grænse for det samlede solindfald i zoner, hvorover almenlyset slukkes. Parameteren Exhaust Part angiver, hvor stor en del af den i almenlyset udviklede varme, der suges bort med ventilationsanlæggets udsugningsluft. For integrerede lysarma- Indlæringseksempler side 20