8/19/2019 Simularea performanţei energetice
1/49
Autori:Conf. Dr. Ing. Silviana BRATA, Universitatea “Politehnica” - Timişoara Dr. Ing. Ioan Silviu DOBOŞI, SC Dosetimpex SRL Prof. Ioan BISTRAN, SC Dosetimpex SRL
Simularea performanţei energetice în
proiectarea şi certificarea clădirilor
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
2/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
2
Rolul simulării în proiectarea bazată pe performanță energetică a clădirilorși instalațiilor
•obținerea unor rezultate pe baza cărora se va decide soluția finală, utilizând:- criterii de performanță (durabilitate, performanță energetică, conservareaenergiei, impact asupra mediului, mentenanță);
- indicatori de performanță (durata de viață a produselor, energia necesară încălzirii și răcirii clădirilor, costuri de mentenanță) - metode cuantificabile (utilizarea datelor producătorilor, utilizarea normelorde determinare a performanței clădirilor)
și considerând etapele în proiectare (Lysen -1996):
•reducerea consumurilor energetice prin implementarea unor măsuri de:- economisire a energiei;
- optimizare a utilizării aporturilor solare (simularea necesară);•utilizarea surselor de energie sustenabile;
•utilizarea energiei fosile cât mai eficient posibil;
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
3/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
3
Utilizarea programelor de simulare a performanțelor clădirilor și
instalațiilor
•Modelarea și simularea computațională a performanței clădirilor arerolul de a oferi o soluție aproximativă pentru un caz real.
•Estimarea și analiza comportamentului unei clădiri în avans este maieficientă și economică decât rezolvarea problemelor în faza de utilizare aclădirii.
•Cellier (1996) a subliniat necesitatea reducerii costurilor programelor desimulare a performanțelor clădirilor prin:
- reutilizare – conceperea programelor de calcul să asigure o reutilizareoptimă a componentelor programelor, astfel încât costurile de dezvoltareși mentenanță să fie scăzute;- abstractizare – abstractizarea interfeței programului cu utilizatorulreduce timpul de dezvoltare a programelor.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
4/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
4
Programe de simulare a performanței energetice a clădirilor și instalațiilor
TRNSYS
VABI VA 114
DOSET-PEC
• program de simulare în regim nestaționar ;• flexibil, cu structură modulară care permite completarea lui cumodele matematice;
• date de intrare: descrierea clădirii cu definirea zonelor termice,
tipurile de instalații care deservesc clădirea;• date de ieșire: consumurile de energie pentru încălzire-răcire, indicatorii de confort, calculul economic.
• program de simulare a clădirii elaborat în conformitate cumetodologia olandeză, dezvoltat de firma VABI;
• date de iesire: consumurile de energie pentru încălzire-răcire, încadrarea temperaturii interioare în zone de confort, variația orară a temperaturilor în încăperi, indicatorii de confort.
• program de certificare energetică a clădirii elaborat înconformitate cu metodologia Mc 001/2006, dezvoltat de firma
Dosetimpex SRL în colaborare cu Universitatea “Politehnica”
Timișoara.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
5/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
5
Programe de simulare a performanței energetice a clădirilor și instalațiilor
Modelarea zonelor termice:
- ecuației de bilanț termic (un nod interior și un nod exterior pentru
peretele clădirii)
- modelul rețelei termice – clădirea este discretizată într-o rețea denoduri cu legături de interconectare prin care se realizează transferul deenergie (modelul consideră noduri suplimentare, fiind cel mai flexibil
model, dar care necesită și timp computațional suplimentar).
- modelul funcțiilor de transfer (ASHRAE Transfer Function Method -1992). (ex.: este definită temperatura echivalentă sol-aer caredetermină același flux termic al suprafeței ca și efectul combinat al
radiației solare, convecției și radiației cu mediul înconjurător .
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
6/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
6
ad zonenconvvent i ,int,inf
inf
vent
convint,
ad zonen ,
TRNSYS - modelarea zonelor termiceTransferul termic convectiv: modelul ecuației de bilanț termic - un nod(aer) pentru zona termică
Fluxul termic convectiv în nod:
- aport prin infiltrații;
- aport prin ventilare (sistem HVAC);
- aport intern convectiv;
- datorat nr. de schimburi de aer cu zone
adiacente;
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
7/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
7
TRNSYS – modelarea zonelor termice
Transferul termic prin radiație - modelul ecuației de bilanț termic:temperatura suprafeței peretelui într -un nod
Fluxul termic în nod:
.int,, utiliz rad sol rad ii
rad i,
sol
rad int,
.utiliz
- aport intern prin radiație
- aport solar prin ferestre;
- schimb de căldura prin radiație cu pereți și ferestre;
- flux termic introdus de utilizator.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
8/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
8
TRNSYS - modelarea zonelor termice
Modelarea pereților : modelul funcțiilor de transfer
Fluxuri termice și temperaturi(figura este din Manualul TRNSYS)
S – flux termic radiant absorbit de suprafața peretelui; T - temperaturi;
qr,s,i – schimb de căldură radiativ net cu suprafețele din zona termică; qr,s,o – schimb de căldură radiativ net al suprafeței exterioare; qs,i ,qs,o – fluxuri termice conductive ale peretelui;qc,s,i – fluxul termic convectiv de la suprafața interioară a peretelui spre interior;
qc,s,o – fluxul termic convectiv de la mediul ambiant spre suprafața exterioară a peretelui;
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
9/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
9
Programul VABI VA 114
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
10/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
10
Programul VABI VA 114 - Reprezentare încăpere 3D
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
11/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
11
Programul VABI VA 114 v - Verificarea parametrilor de confort
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
12/49Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
12
Programul VABI VA 114 v - Verificarea parametrilor de confort
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
13/49
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012 13
Clădiri noi şiexistente
Clădiri rezidenţiale
• întreaga clădire; • apartmente în
blocuri de locuit;• casa pasivă.
Clădirinerezidenţiale • birouri;
• creşe, grădiniţe; • clădiri socio-culturale;
• spitale, policlinici;• hotele,
restaurante;• clădiri pentrusport;
• pentru servicii decomerţ;
• clădiri industriale
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
14/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
14
Biblioteci predefinite
• date climatice;
• materiale deconstrucţii;
• izolaţii; • punţi termice;• tâmplărie;• vitraje.
Biblioteci definite de cătreutilizator
• materiale de construcţii;
• izolaţii anvelopă;
• izolaţii conducte;
• tâmplărie; • vitraje.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
15/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
15
Date climatice
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
16/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
16
Materiale de construcţii
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
17/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
17
Punţi termice
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
18/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
18
Tâmplărie, vitraje
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
19/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
19
Anvelopa clădirii
Necesarul de energie
pentru încălzire şi răcire
(SR EN ISO 13790)• pierderile de căldură prin
transmisie;
• pierderile de căldură prin
ventilare;• aporturi solare;• aporturi interne.
Instalaţii
Estimarea
consumurilor de
energie pentru
(HVAC, apă caldă deconsum, iluminat
artificial) producţie;
distribuţie;
stocare.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
20/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
20
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
21/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
21
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
22/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
22
Anvelopa clădirii
Necesarul de energiepentru încălzire şi
răcire (SR EN ISO 13790)• pierderile de căldură
prin transmisie;• pierderile de căldură
prin ventilare;• aporturi solare;• aporturi interne.
Zone termice - încălzire(răcire)
o singură zonă – clădire
cu placă pe sol o singură zonă – clădire
cu subsol încălzit
două zone termice –
clădire cu subsol neîncălzit
(calcul multizone, fărăcuplaj termic între zone)
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
23/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
23
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
24/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
24
Anvelopa clădirii
Necesarul de energiepentru încălzire şi
răcire (SR EN ISO 13790)• pierderile de căldură
prin transmisie;• pierderile de căldură
prin ventilare;• aporturi solare;• aporturi interne.
Apartamente
(patru zone termice)
apartamentul încălzit;
subsol neîncălzit;
casa scării neîncălzită;
pod neîncălzit.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
25/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
25
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
26/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
26
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
27/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
27
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
28/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
28
Anvelopa clădirii
Necesarul de energie pentru încălzire şi răcire
(SR EN ISO 13790)
Metode de analiză:
Metoda sezonieră;Metoda lunară.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
29/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
29
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
30/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
30
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
31/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
31
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
32/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
32
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
33/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
33
Clădiri /Apartmente
• Certificatul de performanţă energetică;
• Recomandări pentru reducerea consumurilor de energie; • Anexa certificatului de performanţă energetică;
• Breviar de calcul.
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
34/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
34
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
35/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
35
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
36/49
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
37/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
37
• reducerea pierderilor de căldură prin transmisie prin anvelopa clădirii - izolarea pereţilor exteriori; - izolarea planşeului sub pod; - izolarea planşeului peste subsol;
- modernizarea ferestrelor.
• reducerea aporturilor de căldură - utilizarea elementelor de umbrire;
- utilizarea vitrajelor cu valoare g scăzută.
• utilizarea soluţiilor eficiente pentru iluminat artificial.
• ventilare naturală pe timp de noapte.
Soluţii de reabilitare
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
38/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
38
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
39/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
39
f î
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
40/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
40
Clădiri
• Evaluarea economică a soluţiilor de reabilitare
- economia de energie;
- valoarea netă actualizată a investiţiei suplimentare;
- durata de recuperare a investiţiei;
- costul unităţii de energie economisită.
i l f i i î i i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
41/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
41
i l f i i î i i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
42/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
42
Si l f i i î i i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
43/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
43
Rezultatele studiului comparativ:
Necesar încălzire: 13.5 kWh/m2 /an – Mc001;13 kWh/m2 /an – Passivhaus Institut
Necesar răcire: 1.3 kWh/m2 /an – Mc001;1.1 kWh/m2 /an – Passivhaus Institut
Aplicând metodologia de calcul Mc001 s-au obţinut rezultate bune
pentru necesarul de energie pentru încalzire şi răcire la casapasivă.
Si l f i i î i i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
44/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
44
Si l f ţ i ti î i t i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
45/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
45
Si l f ţ i ti î i t i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
46/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
46
Si l f ţ i ti î i t i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
47/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
47
Vă mulţumim pentru atenţie!
Si l f ţ i ti î i t i
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
48/49
Performanţa Energetică a Clădirilor şi Instalaţiilor aferente, a IV-a ediţie, Bucureşti 24.05.2012
Simularea performanţei energetice în proiectarea şi
certificarea clădirilor
48
www.dosetimpex.ro
www.doset-pec.ro
Silviana Brata [email protected]
Ioan Bistran [email protected]
Ioan Silviu Dobosi [email protected]
http://www.dosetimpex.ro/http://www.doset-pec.ro/http://www.doset-pec.ro/http://www.doset-pec.ro/http://www.doset-pec.ro/http://www.dosetimpex.ro/
8/19/2019 Simularea performanţei energetice
49/49
49
Top Related