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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 veloce in cui spiego l’uso di EnergyPlus per la simulazione energetica dinamica 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 sgmconsulting, 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:
- possibilità di studiare una parete ventilata
- analisi dei materiali a cambiamento di fase (PCM)
- analisi agli elementi finiti del trasporto di umidità
- output mirati a singole superficie o singole zone per allegerire il calcolo
- intervalli temporali multipli di simulazione
- 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]
- 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
Complimenti per i contenuti del sito! Davvero utili.
La simulazione energetica dinamica del sistema edificio-impianto risulta oggi essenziale per poter stimare i consumi di un edificio e poter progettare la stratigrafia e ottimizzare la forma architettonica degli edifici in progetto inoltre per valutare i parametri di comfort interni.
Sarebbe interessante a mio avviso approfondire l’utilizzo di Google Sketchup quale interfaccia grafica per energy plus mediante Open studio, in quanto sono gratuiti. Inoltre Google Sketchup è molto intuitivo, esistono manuali in formato cartaceo in vendita a pochi euro e sul web sono presenti numerosi filmati dimostrativi anch’essi gratuiti.
In tal modo si potrebbe diffondere fra i progettisti termotecnici e architetti l’utilizzo di strumenti altamente raffinati e professionali. Chiaramente i risultati andranno sempre e comunque valutati da persone competenti magari con alle spalle una certa esperienza sull’uso di software in regime stazionario in modo da avere termini di paragone per un confronto degli output.
Ciao Ing.Roffinella e benvenuto nel sito.
Grazie dei complimenti, sono pienamente daccordo sull’uso di software di analisi termica in regime dinamico.
Per questo il mio impegno è anche quello di fare formazione e condividere informazioni su tali software, laddove possibile!
Ciao Andrea
Il tuo impegno è sicuramente prezioso. Grazie
Vi voglio segnalare un altro software di modellazione dinamica e verifica delle performance degli edifici: IES .
IES ha sviluppato due plug-in per REVIT e SketchUp interessanti sia per facilitare l’importazione di geometrie complesse riducendo i tempi di lavoro ma anche per permettere di lavorare su modelli preliminari e poter verificare le performance nelle fasi iniziali della progettazione.
Link:
Ciao! Sono una studentessa dell’Università Politecnica delle Marche e sto lavorando alla tesi che riguarda la Certificazione Energetica, in particolare ora sto studiando il Fattore di Luce diurna. Per questo ho iniziato a utilizzare Design Builder e avrei una domanda: quando avvio la simulazione che riguarda l’illuminazione, ottengo come risultato una mappa cromatica che fa riferimento alla distribuzione del DF e dell’illuminamento, vorrei sapere se esiste un modo per ricavare i valori numerici in ogni punto dell’ambiente per poter elaborare i dati (per es su Exel) ed individuare un valore medio del DF. Grazie per la disponibilità e per il materiale che pubblichi!
Ciao Lara e grazie per l’interesse verso MyGreenBuildings.org
Ho preparato un breve video tutorial in cui ti faccio vedere come creare una mappa daylighting (di cui puoi scegliere la definizione lungo le due direzioni) con Designbuilder-Energyplus. Il software permette di ricavare un file *.csv che puoi importare in excel ed elaborare a tuo piacimento.
Ecco il link: http://youtu.be/l3u2QEEeyRU?hd=1
A presto e buon lavoro!
Ciao Andrea,
grazie mille per il video tutorial che hai preparato, mi è stato veramente utile! Se posso avrei un dubbio da chiarire: seguendo il tutorial alla fine su Excel ottengo i valori di illuminamento su una griglia 10×10 per ogni ora per ogni giorno del mese; poi dividendo tali valori per 100 ricavo il fattore di luce diurna corrispondente supponendo di utilizzare un modello di cielo “overcast da 10000 lux”. Ora mi chiedevo se per ottenere fattore di luce diurna medio mensile fosse corretto fare semplicemente una media dei valori orari per ottenere il DF giornaliero e poi ancora una media dei DF giornalieri per ricavare la media mensile. Spero di essere stata abbastanza chiara e di non disturbarti troppo con le mie domande! Grazie comunque!
Ciao e grazie a te Lara!
A rigor di logica potrebbe essere corretto. Per conferma potresti cambiare la frequenza dei dati in output su energyplus, settandoli a mensili anzichè orari e vedere se ottieni gli stessi valori.
Buongiorno, sono Marazzi,
complimenti per il sito.
Mi interesserebbe scaricare la guida ad energyplus e i fogli di calcolo ma quando inserisco la mia e-mail mi viene detto che sono già iscritto e non riesco più ad andare avanti. Mi interesserebbe anche saper quanto costa il design builder.
In attesa di una sua gentile risposta, porgo cordiali saluti.
Ing. Marazzi
Ciao e grazie.
Ti invio via email link e password per accedere all’area riservata per poter scaricare il materiale.
Guarda qui per i prezzi delle varie soluzioni Designbuilder (imposta i poi i prezzi in euro, in alto a destra):
Ciao Andrea. Ti ringrazio per la guida di Energy Plus. Molto utile. Volevo chiederti se è disponibile, o se sai dove posso trovare una guida per usare OpenStudio con Google SketchUp.
Ciao e grazie a te. Che io sappia esiste ben poco, ma ho in programma di farne una.
Ciao, vorrei un’informazione al volo che non ho trovato nella tua utilissima guida: come fare le scale di un edificio di cui sto facendo la modellazione? E’ a 3 piani…io ho già fatto i fori e pensavo di poterlo fare con blocchi inclinati ma non ci riesco…
Ciao, potresti utilizzare i blocchi componenti, modellando gradino per gradino. In genere però non è necessario modellare le scale.
Ciao, davvero complimenti per tutto quello che fai.
Volevo chiederti una informazione per Design Builder: nel momento in cui si inserisce un blocco occorre specificare lo spessore delle mura che, pur non avendo rilevanza per il calcolo delle trasmissioni termiche, sono importanti per fare ricadere la superficie interna nella posizione voluta.
Ora nel momento in cui io visualizzo nel menù a sinistra le aree delle varie zone vedo infatti le aree nette per quanto riguarda, ad esempio, i pavimenti. Tuttavia mi chiedo se, nel momento in cui io inserisco la corretta stratigrafia dei muri, il calcolo delle dispersioni venga effettuato con la superficie lorda o netta, in quanto leggendo il manuale a pagina https://www.designbuilder.co.uk/helpv5.0/
viene da pensare che utilizzi la superficie netta (non sarebbe corretto).
Grazie!
Ciao Filippo grazie.
Si Designbuilder, quindi Energyplus, utilizza le superfici interne per il calcolo delle dispersioni termiche. Questo non è errato, è solo una convenzione.
L’importante è essere sempre coerenti sulla scelta delle superfici disperdenti: o tutte interne o tutte esterne.
Pensa ai ponti termici: se usi superfici disperdenti esterne per le pareti, userai i coefficienti di dispersione termica lineici calcolati sulle dimensioni esterne. E così via.
Ciao Andrea.
Sono una studentessa dell’università di Roma Tor vergata e sto portando avanti una tesi in cui utilizzo l’utilissimo Designbuilder. Ho visto che parli della possibilità di creare una parete ventilata, ma non sono riuscita a trovarla nella lista delle pareti. Potresti aiutarmi?
Grazie mille
Simona
Ciao Simona, la parete ventilata va creata all’interno di Energyplus, mediante gli oggetti avanzati di cui dispone.
Cerca nelle guida di Energyplus, troverai una spiegazione dettagliata. Fai prima a leggere nel pdf della guida che io a scrivertelo qui!
A presto.
Ciao Andrea! Sono iscritto alle tue newsletters e le trovo utilissime, quindi grazie per ciò che fai e che rendi sempre a disposizione di tutti.
Nella mia tesi di laurea ho deciso di affrontare proprio il discorso della simulazione dinamica per la riqualificazione energetica degli edifici e per questo motivo sto studiando un edificio col DesignBuilder.
Solo che adesso, dovendo riqualificare l’edificio, non riesco a capire come inserire nel programma i pannelli fotovoltaici e il verde sulla copertura.
Avresti per caso qualche guida in merito o delle indicazioni utili da darmi ?
Grazie mille in anticipo.
Antonello
Ciao Antonello e grazie per l’interesse.
Non ho esempi da darti, ma ti consiglio i manuali di Designbuilder e quelli di Energyplus (il motore di calcolo di Designbuiler).
Buonasera e complimenti per il sito sempre aggiornato e sempre ricco di informazioni! Sono uno studente di ingegneria e mi piacerebbe approfondire il tema della simulazione energetica degli edifici in regime dinamico. Vorrei sapere se ci sono dei libri che trattano in modo esaustivo lo studio in regime dinamico degli edifici, e quali sono i titoli di questi libri. Grazie mille!
Ciao Ale e grazie per l’interesse.
Purtroppo non esistono libri esaustivi su questo argomento, a meno delle guide dei rispettivi software di simulazione energetica dinamica.
Tra non molto lancerò online un corso in video lezioni su questo argomento. Se interessato e iscritto alla newsletter ti avviserò appena pronto.
Saluti.
Ti ringrazio per la risposta. Tuttavia ti volevo chiedere se non hai trovato un po’ scomodo calcolare i ponti termici con DesignBuilder?.
Le possibilita’ sono o inserire sottosuperfici oppure inserire direttamente il valore U value corretto. Bisognerebbe quindi fare delle tabelle excel per tenere conto dei ponti termici a dimensioni interne e inserire l’U value corretto calcolato?
Complimenti ancora!
Ciao Filippo, si purtroppo con DesignBuilder non è possibile fare uno studio accurato dei ponti termici, a meno di usare le tecniche che hai descritto che restano comunque approssimate.
Per uno studio più accurato dei ponti termici forse è meglio affidarsi all’analisi numerica con Therm.
Ciao Andrea, volevo sapere se sapevi se fosse possibile inserire delle rinnovabili anche con la versione 3.4.
Ciao non la sto usando, prova a chiedere direttamente al software house.
Salve ing. Andrea,
mi complimento con Lei per l’attività di divulgazione che svolge attraverso questo sito, sono uno studente di Ingegneria Edile-Architettura, e per il mio lavoro di tesi sto effettuando una serie di simulazioni con vari tipi di schermature su Design Builder, sia energetiche che illuminotecniche.
Tramite l’esportazione del file .idf riesco ad ottenere, grazie al suo utile videotutorial le griglie con i valori di illuminamento relative alle piante di cui sono interessato. Siccome non posso utilizzare il modulo di DB che utilizza Radiance, perchè non mi permette di calcolare i valori di illuminamento per alcune tipologie di schermature, ma devo utilizzare l’ EnergyPlus daylighting model, vorrei sapere se secondo lei è possibile ottenere delle griglie con il Daylight Factor (il manuale dice che comunque Energy Plus durante i calcoli se li ricava). Purtroppo il prof mi ha sconsigliato di passare, per le finalità di questo lavoro su di un altro software, per i dati che mi servono (Illuminamento e DF) e per le tempistiche, in quanto il modello l’ho creato direttamente su DB.
Inoltre ho capito che Energy Plus utilizza vari tipi di cielo per determinarlo, ma non so quale utilizza facendo questa procedura, perchè ad esempio dal modulo Radiance di DB, prima della simulazione posso sceglierlo.
Ciao Marco, non so aiutarti al volo, prova a cercare l’argomento nella guida di Energy Plus: http://nrel.github.io/EnergyPlus/
La ringrazio, questa serie di riferimenti mi mancava, avevo solo il volume dell’Engeenering Reference di EnergyPlus, mi metto all’opera ;)
Ciao, sono una studentessa di Ingegneria Edile e sto svolgendo un lavoro di tesi su una scuola nZEB. Ho utilizzato il revit, ma ho problemi per quanto riguarda l’analisi energetica. I locali inseriti sono corretti e non appare nessun errore, ma circa al 40% mi si blocca la simulazione. Avete qualche consiglio da darmi? Inoltre come posso procedere poi con Design Builder una volta che ho esportato in gbxml? Grazie
Ciao Silvia, mi spiace ma non so aiutarti con Revit. Per DesignBuilder, una volta importato il modello, puoi iniziare da questa mini guida:
https://www.mygreenbuildings.org/guide/designbuilder-guida-rapida.html