ESP-r : simulation dynamique de bâtiments · 2014-07-12 · ESP-r Logiciel de simulation dynamique...
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Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014
ESP-r : simulation dynamique de bâtiments
Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014
Cycles de vie des bâtimentsUtilisation d'énergie et ressources à toutes les étapes du cycle de vie
Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014
Cycles de vie des bâtimentsUtilisation d'énergie et ressources à toutes les étapes du cycle de vie
Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014
L'utilisation des bâtiments
● Pertes
● Par les parois
● Ventilation
● Infiltrations
● Gains
● Apport solaire
● Appareillage électrique
● Chauffage
● Utilisateurs
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Conception intelligente des bâtiments
● Limiter les consommations d'énergie et de ressources à toutes les étapes
● Privilégier les savoir-faire par rapport à l'industrialisation
● Utilisation : Conception bioclimatique
● Maximiser les gains
● Minimiser les pertes
● En tenant compte du confort et des qualités architecturales
● Ecologie : méfiez vous des imitations et autres green-washing
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En quoi un logiciel peut aider à cette tâche
● Aide aux choix
● Validation de choix
● Résolution de problèmes sur de l'existant
● Le bon-sens suffit souvent sur des projets de taille modeste, mais pas toujours...
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ESP-r
● Logiciel de simulation dynamique de transferts d'énergie et de fluides
● Initié en 1974, évolutions depuis 1987 au sein de l'ESRU (Energy Simulation Research Unit), notamment à l'université de Strathclyde
● Tout est modélisable et paramétrable dans le temps
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A qui s'adresse ESP-r
● Thermiciens, ingénieurs, architectes
● Nécessite de bonnes connaissances de la thermique et des échanges dans les bâtiments
● C'est un logiciel complexe pour faire face à des problématiques complexes
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Les étapes du travail avec ESP-r
● Définition du problème
● Définition des données climatiques
● Définition des données du problème (matériaux, types de parois)
● Géométrie et composition du bâtiment
● Occupation du bâtiment (occupants, éclairage, appareillage, ventilation...)
● Ensoleillement
● Automatismes (chauffage, ventilation, occultations...)
● Simulation
● visualisation
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Exemple : Présentation du bâtiment - conception
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Exemple : Présentation du bâtiment - plans
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Exemple : Présentation du bâtiment - principes
● Maison individuelle neuve
● Ossature bois
● Isolation dalle et toiture en ouate de cellulose
● Isolation des murs en bottes de paille
● Triple vitrage
● Toiture végétalisée
● Grandes ouvertures au sud, pas
d'ouverture au nord
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Exemple : Présentation du bâtiment - chantier
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Présentation du bâtiment - chantier
Présentation du bâtiment structure
Présentation du bâtiment
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Exemple : Définition du problème
● 1- Etudier l'influence de l'inertie de la chape béton
● 2- Valider l'intérêt des masques solaires
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Exemple : données climatiques
● Fichier utilisé : Dijon
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Exemple : Données de construction
● Définir les matériaux et parois à l'avance permet de gagner du temps par la suite
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Exemple : occupation
● Présence d'occupants en fonction du temps
● Eclairage artificiel en fonction du temps
● Appareillage (ordinateur, télés...) et chauffage en fonction du temps
● Ventilation en fonction du temps
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Exemple : préparer la saisie de la géométrie
● Croquis ou schéma DAO indispensables !
● Ici, un modèle simplifié dans Blender permet d'avoir les coordonnées de chaque point.
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Exemple : géométrie et attributions
● Définition des parois et de leurs attributs (type de construction)
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Exemple : définition des obstructions solaires
● Ce sont des volumes optionnels qui ne jouent pas de rôle thermiquement mais juste dans le calcul des gains solaires.
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Exemple : simulation et résultats
● On définit une période de simulation, éventuellement des paramètresde calcul
● On lance la simulation
● On visualise et interprète les résultats
● On modifie éventuellement des données
● On recommence pour comparer
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Exemple : résultats, graphique de fréquence
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Exemple : Résultat, graphique 3D
● Un axe pour le jour, un axe pour l'heure de chaque jour
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Exemple : résultats , graphique 2D
● Semaine typique été, pas de masque solaire :
● T° intérieure et apports solaires
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Exemple : résultats , graphique 2D
● Semaine typique été, protections solaires :
● T° intérieure et apports solaires
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Energy plus
● La dernière version est open-source, licence dérivée de la MPL
● Moteur de calcul thermique dynamique
● Pas de GUI dans Energy-plus, mais de nombreuses existent :
● Des GUI complètes
● Des plugins pour d'autres logiciels (sketchup, Rhino, Blender)
●
● OpenStudio est une application opensource et cross platform pour utiliser Energy-plus
● Mais la version linux n'est pas complète
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OpenDesign Studio : Blender pour Energy-plus et +
● Addon pour Blender 2.63a
● Permet de modéliser les bâtiments pour utiliser :
● Energy plus (thermique, ventilation, humidité)
● OpenFoam (simulation d'écoulements d'air)
● Radiance (simulation d'éclairage)
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Merci de votre attention