EnergyPlus vs Designbuilder: Simulazione del Sistema Edificio Impianto in Regime Dinamico

EnergyPlus è un software autonomo per la simulazione termica in regime dinamico del sistema edicio-impianto. E’ il motore di calcolo che ti restituisce in output i consumi di energia, le temperature, i flussi termici di un edificio.

Ecco una guida completa, forse l’unica, in cui si spiega l’uso di EnergyPlus nella simulazione di un edificio.

EnergyPlus è gratuito, opensource e in lingua inglese. Non è molto intuitivo e semplice nell’inserimento dei dati, per cui utilizza delle interfacce grafiche esterne più user-friendly.






DesignBuilder è l’interfaccia grafica di EnergyPlus, con il quale puoi semplicemente disegnare il modello del tuo edificio e assegnargli le caratteristiche fisiche e termiche (dimensioni, materiali, impianti termici, carichi termici). Designbuilder è un software a pagamento, ma lo puoi utilizzare in versione gratuita per 30 giorni. Lo puoi acquistare da evolvente, rivenditore di DesignBuilder in Italia. Esiste anche in lingua italiana.

EnergyPlus

EnergyPlus è un software di simulazione energetica in regime dinamico degli edifici in grado di modellare il sistema di riscaldamento, raffrescamento, ventilazione ed altri flussi di energia. Ecco un manuale per imparare velocemente ad usare EnergyPlus.

E’ stato sviluppato dal Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (USDOE) come software di seconda generazione dopo il successo di BLAST (US Army Corps of Engineers e University of Illinois Champaign) e DOE-2 (USDOE e-Lawrence Berkeley National Laboratory), altri software di simulazione energetica degli edifci.

EnergyPlus è basato sulle funzionalità e capacità più popolari di BLAST e DOE-2, come gli intervalli di simulazione (time steps) inferiori ad un ora, flussi d’aria multi zona, comfort termico, daylighting e sistemi fotovoltaici. EnergyPlus è un programma di simulazione stand-alone privo di una interfaccia grafica “user-friendly”.

DesignBuilder

DesignBuilder è l’interfaccia grafica più evoluta e comprensibile per EnergyPlus. Ci sono altre interfacce grafiche, ma DesignBuilder è, secondo me, il migliore.

EnergyPlus è stato integrato all’interno di DesignBuilder al fine di effettuare simulazioni energetiche senza particolari conoscenze tecniche:

• definisci il modello del tuo edificio
• inserisci i dati che lo caratterizzano
• lasci che il motore di calcolo EnergyPlus si prenda cura dei dettagli. Le ultime versioni di Designbuilder permettono tranquillamente l’uscita di tutti gli output, compresa, da non molto, anche la temperatura superficiale delle pareti. Per analisi più avanzate occorre utilizzare direttamente EnergyPlus

DesignBuilder è stato specificatamente sviluppato attorno ad EnergyPlus e consente l’inserimento della maggiorparte degli input necessari a quest’ultimo. Vengono forniti archivi di materiali da costruzione, pacchetti murari, vetri per le finestre, gas nell’intercapedine dei vetri (aria, argon, krypton) e schermature solari.


Il sistema impiantistico è modellato mediante le descrizioni “Compact HVAC” offerte da EnergyPlus. Le Compact HVAC forniscono un certo numero predefinito di sistemi impiantistici, definiti parametricamente e non necessitano di complessi schemi per il loro utilizzo. Queste descrizioni vengono utilizzate automaticamente dal software nella simulazione impiantistica (“dietro le quinte”, rendendo il tuo lavoro meno complesso) prima della simulazione termica dell’edficio.



Se vuoi effettuare analisi avanzate e complete di un edificio, devi creare il modello con DesignBuilder, esportarlo in EnergyPlus (che ti sei scaricato e installato a parte) e con il quale puoi simulare il tutto in modo avanzato.

Agire con EnergyPlus significa avere la possibilità di entrare nelle più piccole impostazioni, implementare codici di calcolo, analisi più avanzate dell’edificio.

Ecco alcuni vantaggi:

1. possibilità di studiare una parete ventilata
2. analisi dei materiali a cambiamento di fase (PCM)
3. analisi agli elementi finiti del trasporto di umidità
4. output mirati a singole superficie o singole zone per allegerire il calcolo
5. intervalli temporali multipli di simulazione
6. ecc…

Approfondimenti EnergyPlus-DesignBuilder

Libri

• Involucro Ben Temperato

  Efficienza energetica ed ecologica in architettura attraverso la pelle degli edifici.

• Il Business dell’Efficienza Energetica

  I “certificati bianchi”.

• EnergyPlus – Development and Calibration of a Model of a University Building

  EnergyPlus, un programma per l’analisi energetica degli edifici, è stato rilasciato nel 2001. Vari ricercatori hanno valutato le particolari caratteristiche del programma in contesti specifici. Tuttavia, sono state pubblicate fino ad oggi una quantità limitata di informazioni relative alla simulazione di grandi edifici.

  Questo lavoro presenta lo sviluppo di un modello di un edificio scolastico utilizzando il programma EnergyPlus. Il Concordia Sciences Building ha una superficie totale di 32.000 mq. Le dimensioni e la complessità del sistema di riscaldamento, ventilazione, aria condizionata e sistemi di recupero del calore rendono il processo di modellazione una sfida e un ottimo modo per valutare le capacità e le caratteristiche di EnergyPlus.

  Vengono presentati l’approccio adottato per sviluppare il modello al computer, l’analisi dei dati misurati, l’approccio adottato per calibrare il modello, i risultati della taratura, nonché osservazioni sui problemi incontrati durante il processo. Il modello è calibrato sulla stagione primaverile, dal 20 al Marzo 20 Giugno.

• Simulazione Energetica degli Edifici
• Analytical and comparative testing of EnergyPlus [Energy & Buildings]
• Development of a radiant heating and cooling model for building energy simulation software [Building and Environment]
• La Valutazione Energetica dell’Edificio Bioclimatico

  Questo documento composto di due parti sintetizza: nella prima, lo stato di avanzamento della ricerca consistente nella completa implementazione al computer del metodo di valutazione energetica per il fabbisogno di riscaldamento degli edifici; nella seconda parte presenta i risultati di una ricerca avviata nel 1982 sulla tecnica di simulazione termica computerizzata in regime transitorio, basata sul metodo della rete termica alle differenze finite.

Materiale utile

• Guida Veloce EnergyPlus in Italiano
• Manuale Rapido DesignBuilder in Italiano
• 2 Tutorial in inglese su DesignBuilder
• Centro di supporto EnergyPlus
• Gruppo di discussione su EnergyPlus
• Articoli e documenti in inglese su EnergyPlus
• Guida sintetica in inglese su EnergyPlus

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