TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

Dünaamilise energiasimulatsiooni teostamine kasutades eelseadistatud IFC mudelit

Salo, Greteliis (2019) Dünaamilise energiasimulatsiooni teostamine kasutades eelseadistatud IFC mudelit. [thesis] [en] Implementation of a dynamic energy simulation using a pre-set IFC model.

[img] PDF - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (7MB)
[img] Other (retsensioon) - Other
Restricted to repository personnel only

Download (19kB)

Abstract

Käesoleva lõputöö raames teostati analüüsitavale korterelamule dünaamiline energiasimulatsioon kasutades selleks eelseadistatud IFC mudelit. Töö teostamise aluseks ning peamisteks lähteandmeteks oli olemasolev hoone arhitektuurne IFC mudel ning arhitektuurse osa tööprojekt. Lisaks kasutati kütte ja ventilatsiooni osa tööprojekti ning energiatõhususe osa eel- ja tööprojekti andmeid. Töö esimene osa nägi ette olemasoleva arhitektuurse IFC mudeli ümber seadistamist selliseks, et mudel oleks asjakohane kasutamaks energiaanalüüsi teostamise tarbeks simulatsioonitarkvaras IDA ICE. Mudeli ettevalmistamiseks kasutati töös mitmeid erinevaid tarkvarasid, kuid põhiline osa tööst tehti ära kasutades Simplebim tarkvara. Kõnealune tarkvara osutus mudeli seadistamise mõttes küllaltki väärtuslikuks. Tarkvara kasuks räägib kindlasti asjaolu, et selles on võimalik ära seadistada vastavalt oma soovidele ning IDA ICE programmi poolt esitatavatele nõuetele template fail, mis võimaldab samade seadistuste alusel erinevatest mudelitest kiirelt ebaoluline eemaldada ning säilitada vaid asjakohane ja kohandatud info. Samuti võib positiivse küljena tuua välja programmi võimekuse väljastada valideerimisaruanne, mis kajastab kas töös olev mudel vastab IDA ICE-i nõuetele või mitte. Valideerimisaruande väljastamise näol on näiteks energiatõhususe spetsialistil lihtne ning kiire võimalus edastada arhitektile info, millist teavet peaks arhitektuurne mudel endas sisaldama, et seda saaks efektiivselt kasutada ka simulatsioonimudelina energiaarvutuste teostamise tarbeks. Antud töös näiteks puudusid esialgsest mudelist simulatsiooni mõistes väga vajalikud ruum-elemendid, mida pidi nüüd tagantjärgi sinna lisama hakkama, kuid tegelikult oleks võinud arhitekt need mudeli tegemise hetkel juba palju lihtsama vaevaga ära sisestada, kui oleks tehtud koostööd eneriatõhususe inimesega juba hoone projekteerimise algstaadiumis. Pärast IFC mudeli seadistamist ning kohandamist IDA ICE tarkvara poolt esitatavatele nõuetele, imporditi IFC mudel IDA ICE keskkonda. Üldjoontes võib saadud tulemustest järeldada, et info ülekandmine IFC mudelist simulatsioonitarkvarasse õnnestus küllaltki hästi. Miinustena võib tuua välja impordi käigus akende detailsuse kaduma mineku avatavuse osas. Samuti ei õnnestunud IFC-st üle tuua akende sügavust seina suhtes. Antud parameeter on simulatsiooni teostamise seisukohast aga oluline ära määrata. Natukene lisatööd põhjustas ka asjaolu, et impordi käigus läks kõrguslikult paigast ära hoone soklikorrus, mistõttu tuli antud korrusele tsoonid lisada manuaalselt. Positiivse poole pealt võib aga välja tuua selle, et impordi käigus kandusid IFC mudelist simulatsioonimudelisse üle aknad ja uksed õigete mõõtude ning kõrgusliku paiknemisega. Lisaks oli kerge tänu sisestatud ruum-elementidele luua tsoone ning neid seejärel vastavalt korteritele ning üldkasutatavatele pindadele üheks simulatsioonitsooniks kokku liita. IFC mudeli importimise järgselt teostati vastavalt loodud simulatsioonimudelile ning sisestatud lähteandmetele hoonele energiasimulatsioon. Energiasimulatsiooni teostamise tulemusena saadi vajalikud arvulised väärtused, millele vastavalt arvutati hoonele energiatõhususarvud tuginedes erinevatele soojusallika liikidele. Soojusallikatena analüüsiti käesolevas töös kaugkütet, tõhusat kaugkütet, pelletikatelt, gaasikatelt, kondensatsioonikatelt, maasoojuspumpa ning õhk-vesi soojuspumpa. Lisaks leiti hoone ETA-d vastavalt kahele erinevale määrusele – mittekehtivale majandus- ja taristuministri määrusele nr 55 ning kehtivale ettevõtlus- ja infotehnoloogiaministri määrusele nr 63. Kahe erineva määruse põhjal saadud tulemuste võrdlusest võib järeldada, et üleüldises plaanis on energiatõhususe miinimumnõuded kehtiva määrusega karmistunud, kuid kui lähtuda korterelamute lõikes madalenergia- ja liginullenergiahoone piirmäärade saavutamisest, siis võib öelda, et energiatõhususe miinimumnõudeid on kehtiva määruse kohaselt lihtsam saavutada, sest muutusid mõnede energiakandjate kaalumistegurite väärtused, täpsustus arvutusmetoodika soojuspumpade osakaalu arvestamisel, täpsustusid soojuspumpade soojustegurite määratlemise põhimõtted ning ETA’de piirmäärasid suurendati 5 ühiku võrra. Lisaks leiti iga soojusallika liigi kohta ka vajalik lokaalse taastuvenergia vajadus saavutamaks vastavalt algsele ETA-le kas madalenergiahoone piirväärtust või liginullenergiahoone piirväärtust. Saadud tulemustest ei olnud paljud variandid realistlikud, kui võtta arvesse maksimaalselt vajalikku PV-paneelide kogust ning olemasolevat katusepindala, kuhu taastuvenergia allikaid paigutada. Seetõttu võiks laiemaks sihiks ning eesmärgiks olla siiski hoone võimalikult energiatõhusaks projekteerimine ilma taastuvenergiatehnoloogia poolt pakutavate lahenduste kasutamiseta.

Abstract [en]

Within the framework of this thesis, a dynamic energy simulation was carried out on the analysed apartment house, using the pre-set IFC model. The basis for the work and the main data to be based on were the existing architectural IFC model of the building and the work project of the architectural part. In addition, the work project of the heating and ventilation part and the pre- and work project of the energy efficiency part were used. The first part of the work provided for the configuration of the existing architectural IFC model so that the model would be appropriate to be used in the IDA ICE simulation software for performing energy analysis. Several different softwares were used to prepare the model, but the main part of the work was done using Simplebim software. This software proved to be quite valuable in terms of model configuration. The benefit of the software is definitely the fact that it is possible to configure the template file according to one’s own wishes and the requirements set by the IDA ICE program, which allows based on the same configurations to quickly remove the irrelevant from the different models and to retain only the relevant and customized information. Also, the ability of the program to issue a validation report that indicates whether the model that is being worked on complies with the IDA ICE requirements or not, may be highlighted as a positive aspect. For example, the issue of a validation report is an easy and quick way for an energy efficiency specialist to convey to the architect, what kind of data the architectural model should contain and should not contain in order to be used effectively as a simulation model for performing energy calculations. In this work, for example, there were no space elements, that are very necessary in terms of the simulation, in the original model, which had to be added there afterwards, but in fact the architect could have entered them much easier at the time of making the model if there had been cooperation with the energy efficiency specialist already in the early stages of designing the building. After setting up the IFC model and adjusting to the requirements provided by the IDA ICE software, the IFC model was imported into the IDA ICE environment. In general, the results obtained suggest that the transfer of information from the IFC model to the simulation software was quite successful. As drawbacks, losing the detail of the windows in terms of opening up in the course of import can be pointed out. Also, it was not possible to transfer the depth of the windows in relation to the wall from the IFC. However, this parameter is important to be determined when performing the simulation. Some extra work was also caused by the fact that during the import, the height of the basement floor of the building changed, so zones had to be added to that specific floor manually. On the positive side, however, it can be pointed out that during the import, the IFC model transferred windows and doors to the simulation model with the right dimensions and correct height positioning. In addition, it was very easy to create zones thanks to the inserted space elements and then to combine them into one simulation zone according to the apartments and the public areas. Following the import of the IFC model, an energy simulation was performed on the building according to the created simulation model and the input data entered. As a result of the energy simulation, the necessary numerical values were obtained, according to which the building's energy efficiency figures were calculated on the basis of different types of heat source. In this work, district heating, efficient district heating, pellet boilers, gas boilers, condensation boilers, geothermal heat pumps and air to water heat pumps were analysed as heat sources. In addition, the ETAs of the building were found based on two different regulations - Regulation No 55 of the Minister of Economy and Infrastructure, which is not in force, and Regulation No 63 of the Minister of Enterprise and Information Technology, which is in force. Comparison of the results based on two different regulations shows that, in general, the minimum energy efficiency requirements have been tightened up by the current regulation in force, but when to consider reaching the thresholds of low-energy and near-zero-energy buildings, it can be said that the minimum energy efficiency requirements are easier to be achieved under the current regulation, because the values of some weighting factors improved, the principles of defining the share of heat pumps and heat factors were specified, and the thresholds of ETAs were increased by 5 units. In addition, the need for local renewable energy for each type of heat source was found to achieve either the threshold of the low-energy building or the threshold for the near-zero-energy building according to the original ETA. Many variants of the results were not realistic when considering the maximum amount of PV panels required and the available roof area to install the renewable energy sources. Therefore, the broader aim and goal should, however, be to make the building energy efficient without using the solutions provided by renewable energy technology.

Item Type: thesis
Advisor: Egert-Ronald Parts
Subjects: Construction > Building Construction > Building construction and design > Modelling of construction information (BIM)
Construction > Building Construction > Building construction and design > Building technical systems and energy efficiency
Construction > Building Construction
Construction > Building Construction > Building construction and design
Divisions: Institute of Construction > Building Construction
Depositing User: Greteliis Salo
Date Deposited: 05 Jun 2019 08:02
Last Modified: 05 Jun 2019 08:02
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/4553

Actions (login required)

View Item View Item