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In dieser Reihe geben wir verschiedene Tipps zur Verwendung von OpenStudio und dem SketchUp-Plugin sowie zur direkten Anwendung von EnergyPlus in begrenztem Umfang.
Alle für diese Berechnungen verwendeten Programme (SketchUp, OpenStudio, FloorSpaceJS und EnergyPlus) sind Open Source und können kostenlos heruntergeladen werden.
1. OpenStudio SketchUp – Verwaiste Geometrie und Randbedingungen
In diesem Video behandeln wir Oberflächenrandbedingungen. Wir zeigen, wie man mit SketchUp Randbedingungen filtert und bearbeitet.
Zu den Qualitätskontrollmaßnahmen für Ihr Modell gehört die Überprüfung der Randbedingungen der Oberflächen. Aktuell wird das Modell nach Oberflächentyp gerendert, was einer Standardansicht entspricht. In dieser Ansicht erscheinen Dächer dunkelrot, Wände gelb und Böden grau. Beim Wechsel zur Darstellung nach Randbedingung ändern sich die Farben: Böden erscheinen dunkelbeige, Wände hellblau und Dächer dunkelblau. In dieser Ansicht sticht eine Oberfläche deutlich hervor und sollte genauer untersucht werden. Um diese Oberfläche zu untersuchen, öffnen Sie das Inspektor-Werkzeug und verwenden Sie das Info-Werkzeug. Diese Oberfläche ist als Oberfläche 47 gekennzeichnet. Klicken Sie in den Bereich und wählen Sie Oberfläche 47 aus. Sie sehen, dass die Oberfläche als Dach/Decke definiert ist, die äußere Randbedingung jedoch auf „Boden“ eingestellt ist. Dies erklärt die graue Darstellung, da Grau eine Bodenrandbedingung darstellt, die typischerweise für Böden, aber nicht für Dächer korrekt ist. Diese Oberfläche muss bearbeitet werden, indem die äußere Randbedingung auf „Außenbereich“ geändert wird. Anschließend ändert sich die Oberflächenfarbe zu Hellblau. Weitere Randbedingungen sollten ebenfalls überprüft werden. Die Einstellung „Sonnenexposition“ zeigt derzeit keine Sonneneinstrahlung an, obwohl es sich um ein Dach handelt und die Fläche sonnenexponiert sein sollte. Sie sollte außerdem als windexponiert eingestellt werden. Diese Bedingungen sollten entsprechend angepasst werden. Das gleiche Verfahren sollte für andere fehlerhafte Flächen angewendet werden. Beispielsweise kann ein Dachüberstand als bodenexponiert mit einer Außenrandbedingung definiert sein, obwohl er tatsächlich der Witterung ausgesetzt ist. Auch wenn er nicht der Sonne ausgesetzt ist, sollte er dennoch windexponiert sein. Überprüfen Sie alle Flächen, die fehlerhaft erscheinen, und aktualisieren Sie deren Randbedingungen gegebenenfalls. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren! In den 90er-Jahren entwickelte das US-Energieministerium ein leistungsstarkes, kostenlos verfügbares Programm für diesen Zweck. Es hieß DOE-2. Leider erforderte es umfangreiche Programmierkenntnisse. Darauf aufbauend wurde eine grafische Benutzeroberfläche namens eQuest entwickelt. Heute ist eQuest das am weitesten verbreitete Programm zur Simulation des Energieverbrauchs von Gebäuden. Es ist kostenlos, wird jedoch nicht mehr aktualisiert. In den 90er Jahren begann das US-Energieministerium (DOE) mit der Entwicklung der nächsten Generation von Energiesimulationsprogrammen namens EnergyPlus. Heute ist es das neueste und stabilste Gebäudesimulationsprogramm. Es ermöglicht Ingenieuren, Wissenschaftlern und der Bauindustrie, den Energieverbrauch eines Gebäudes über seine gesamte Lebensdauer vorherzusagen und zu simulieren. EnergyPlus verwendet viele komplexe mathematische Modelle zur Berechnung des Energieverbrauchs eines Gebäudes. Darüber hinaus ist es, genau wie DOE-2, ein eher schwer verständliches, programmiersprachenorientiertes Programm. Nicht sehr benutzerfreundlich. Ende der 2000er Jahre erkannte das DOE, dass für eine breite Akzeptanz des Programms eine robuste und benutzerfreundliche grafische Oberfläche erforderlich war. So entstand OpenStudio. OpenStudio ist eine grafische Oberfläche zur Eingabe von Daten in EnergyPlus. Der Workflow beginnt mit der Geometrieerstellung mithilfe von FloorSpaceJS, das in OpenStudio integriert ist. Alternativ kann bei komplexen Geometrien SketchUp mit dem OpenStudio-Plug-in verwendet werden. Alternativ können Sie Geometrie aus IDF-, GBXML-, SDD- oder IFC-Dateien importieren. Anschließend können Sie Ihrem 3D-Modell Raumtypen und thermische Zonen zuweisen. Dieses 3D-Modell dient als Hülle, die später alle Ihre Energiemodellierungsinformationen enthält. Sie können das Modell dann anpassen, indem Sie verschiedene Parameter ändern, z. B.: Anzahl der Personen im Gebäude. Beleuchtungsleistungsdichte. Lüftungsrate. Belegungszeiten. Öffnungs- und Schließzeiten. Wasserverbrauch und Anzahl der Personen im Gebäude zu verschiedenen Tageszeiten. Sollwerte der HLK-Anlagen. Im Prinzip alles, was Sie in einem Energiemodellierungsprogramm tun können. In OpenStudio ist dies möglich. Die grafische Benutzeroberfläche ist sehr intuitiv. Nachdem Sie das Gebäudemodell fertiggestellt haben, wird es nach EnergyPlus exportiert. EnergyPlus analysiert die Daten für Sie und liefert Ihnen Informationen zu Ihrem Gebäude. Das Endergebnis zeigt Ihnen zahlreiche Informationen, wie zum Beispiel: Gesamt- und monatlicher Energieverbrauch. Leistung der Gebäudehülle. Spitzenlasten für Räume und Heizung/Klimaanlage. Spitzenwasserverbrauch und Belüftung.
2. OpenStudio SketchUp – Trennung thermischer Zonen
In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie Sie mit SketchUp große offene Räume in thermische Zonen unterteilen können.
Wir haben ein Gebäude, das auf Basis des architektonischen Grundrisses modelliert wurde. Um die Raumaufteilung besser zu verstehen, blenden wir das Dach aus und betrachten es von oben. Auch den Plenumraum blenden wir aus. Was wir jetzt sehen, sind Räume, die exakt durch die Architekturpläne definiert sind. Die tatsächliche Klimatisierungszonierung ist jedoch anders. Beispielsweise versorgt die RTU-2 diesen gesamten Gebäudeteil, obwohl er im Modell aktuell in mehrere Räume unterteilt ist. Momentan sind diese Zonen nach architektonischen Räumen und nicht nach Klimatisierungszonierung gruppiert. Für das Energiemodell müssen wir dies anpassen. An dieser Stelle befindet sich keine physische Wand, aber für die Simulation müssen wir eine Wand erstellen, um die thermischen Zonen voneinander zu trennen. Wir konzentrieren uns auf die RTU-2-Zone und trennen diesen Raum vom angrenzenden Raum, sodass jeder seine eigene thermische Zone darstellt. Gehen Sie zunächst zum Kameramenü und deaktivieren Sie die Perspektivansicht. Wählen Sie den Bereich aus und verwenden Sie dann das Verschieben-Werkzeug. Wählen Sie eine Ecke des Bereichs aus, halten Sie die Strg-Taste gedrückt, um eine Kopie zu erstellen, und verschieben Sie die kopierte Geometrie an die gewünschte Position. SketchUp benötigt möglicherweise einen Moment, um diese Aktion zu verarbeiten. Doppelklicken Sie als Nächstes auf den kopierten Bereich, um ihn zu bearbeiten. Wählen Sie die nicht benötigte Geometrie aus und löschen Sie sie. Fahren Sie fort, bis nur noch der gewünschte Bereich übrig ist. Zeichnen Sie dann eine Linie, die die entsprechenden Kanten verbindet, um die neue Begrenzung zu definieren. Zeichnen Sie eine weitere Linie nach unten, um die Geometrie vollständig zu trennen. Wechseln Sie zurück zur Draufsicht und löschen Sie den überflüssigen Bereich. Vergewissern Sie sich, dass die verbleibende Geometrie intakt ist. Wiederholen Sie denselben Vorgang für den anderen zu trennenden Bereich. Achten Sie darauf, Fenster korrekt zu trennen, indem Sie die Endpunkte präzise setzen, damit die Geometrie korrekt geteilt wird. Löschen Sie nach der Trennung den überflüssigen Bereich und überprüfen Sie, ob alle Elemente korrekt sind. Verlassen Sie den Bearbeitungsmodus und verwenden Sie das Verschieben-Werkzeug, um die neue Zone wieder an ihren Platz zu bringen. Achten Sie beim Auswählen der Endpunkte genau auf die korrekte Ausrichtung. Nach diesem Vorgang ist der Raum vollständig in zwei separate thermische Zonen unterteilt. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
3. OpenStudio SketchUp – Randbedingungen
Zur Qualitätskontrolle Ihres Modells gehört die Überprüfung der Randbedingungen aller Oberflächen. Aktuell wird das Modell nach Oberflächentyp gerendert, was einer Standardansicht entspricht. In diesem Modus erscheinen Dächer dunkelrot, Wände gelb und Böden grau. Diese Ansicht ermöglicht zwar die schnelle Identifizierung von Oberflächentypen, zeigt aber nicht, wie EnergyPlus die Randbedingungen interpretiert.
Wechseln Sie als Nächstes den Rendering-Modus auf „Rendern nach Randbedingung“. Sie werden feststellen, dass sich die Farben ändern: Böden erscheinen dunkelbeige, Wände hellblau und Dächer dunkelblau. Eine Fläche sticht deutlich hervor und sollte genauer untersucht werden. Öffnen Sie das Inspektor-Werkzeug und verwenden Sie das Info-Werkzeug, um die Fläche zu identifizieren. In diesem Fall handelt es sich um Fläche 47. Klicken Sie in den Bereich und wählen Sie Fläche 47 aus, um ihre Eigenschaften zu überprüfen. Sie werden sehen, dass der Flächentyp als Dach/Decke angegeben ist, die äußere Randbedingung jedoch auf „Boden“ eingestellt ist. Dies erklärt, warum die Fläche grau erscheint, da Grau eine Bodenrandbedingung darstellt. Auch Böden sind grau, da sie typischerweise Bodenkontaktflächen sind. Diese Fläche ist jedoch ein Dach und sollte nicht dem Boden zugeordnet sein. Wir müssen diese Fläche bearbeiten und die äußere Randbedingung auf „Außenbereich“ ändern. Anschließend ändert sich die Flächenfarbe zu Hellblau. Nach der Aktualisierung der äußeren Randbedingung müssen weitere Einstellungen überprüft werden. Die Bedingung „Sonneneinstrahlung“ ist derzeit auf „Nein“ eingestellt, obwohl es sich um ein Dach handelt, das der Sonne ausgesetzt sein sollte. Es sollte außerdem als windausgesetzt markiert werden. Diese Bedingungen müssen ebenfalls korrigiert werden. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle weiteren Flächen, die fehlerhaft erscheinen. Beispielsweise kann ein Dachüberstand als bodennah gekennzeichnet sein, obwohl er tatsächlich der Witterung ausgesetzt ist. Er mag zwar nicht der Sonne ausgesetzt sein, sollte aber dennoch dem Wind ausgesetzt sein. Überprüfen Sie sorgfältig alle Flächen, die fehlerhaft erscheinen, und aktualisieren Sie deren Randbedingungen entsprechend. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren!
4. OpenStudio-Tipps – Mehrere Zeitpläne schnell bearbeiten
In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie Sie mehrere Zeitpläne gleichzeitig schnell bearbeiten können.
Heute zeigen wir Ihnen, wie Sie in OpenStudio mehrere Zeitpläne schnell anpassen. Gehen Sie zunächst zum Reiter „Zeitpläne“. Dort finden Sie verschiedene Zeitpläne, z. B. Beleuchtungs- und Belegungspläne. Diese Zeitpläne können im Laufe des Jahres unterschiedliche Prioritäten haben, und in manchen Fällen möchten wir, dass mehrere von ihnen dem gleichen Muster folgen. In diesem Beispiel sehen Sie, dass einige Zeitpläne am 3. Januar beginnen, andere hingegen am 1. Januar. Da der 1. Januar ein Wochenende (Sonntag) ist, sollten alle Zeitpläne einheitlich am ersten Tag des Jahres beginnen. Wenn Sie einen dieser Zeitpläne überprüfen, werden Sie feststellen, dass er am 3. Januar beginnt. Wir möchten ihn jedoch eigentlich am 1. Januar starten lassen. Dieses Problem tritt bei mehreren Zeitplänen auf, die alle am dritten statt am ersten Tag beginnen. Anstatt jeden Zeitplan einzeln in der Benutzeroberfläche zu bearbeiten, können wir dies schnell beheben, indem wir die OSM-Datei direkt mit einem Texteditor wie Notepad++ bearbeiten. Öffnen Sie die OSM-Datei in Notepad++ und suchen Sie nach der Definition der Zeitplanregel. Sie werden Einträge sehen, in denen der Zeitplan mit dem ersten Monat des Jahres und dem dritten Tag des Monats beginnt. Wir möchten dies auf den ersten Monat und den ersten Tag ändern. Öffnen Sie den Dialog „Ersetzen“ und fügen Sie gegebenenfalls den Zeilenumbruchcode „\r\n“ ein. Aktivieren Sie die Option „Umbrechen“ und wählen Sie den „Erweiterten Suchmodus“. Klicken Sie anschließend auf „Alle ersetzen“. Dadurch werden alle übereinstimmenden Zeitpläne gleichzeitig aktualisiert. In diesem Fall wird möglicherweise eine Meldung angezeigt, die darauf hinweist, dass 29 Zeitpläne vom 3. Januar auf den 1. Januar geändert wurden. Speichern Sie die Datei und kehren Sie zu OpenStudio zurück. Klicken Sie auf „Datei“ → „Auf gespeicherte Version zurücksetzen“, um das aktualisierte Modell neu zu laden. Gehen Sie dann zurück zum Tab „Zeitpläne“ und überprüfen Sie einen der Beleuchtungs- oder Belegungspläne, um die Änderung zu bestätigen. Sie sollten nun sehen, dass die Zeitpläne korrekt am 1. Januar beginnen. Dies ist eine effiziente Methode, um mehrere Zeitpläne gleichzeitig mit einem Texteditor anzupassen. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
5. OpenStudio EnergyPlus – Eingabe-/Ausgabeobjekte
In diesem Video erklären wir die EnergyPlus-Objekte und wie Sie Informationen zu ihrer Funktionsweise finden. So verstehen Sie besser, wie OpenStudio/EnergyPlus Ihr Energiemodell simuliert. Außerdem erfahren Sie, welche Eingaben wichtig sind, welche Standardwerte vernachlässigbar sind und wie sich diese auf Ihre Energiesimulation auswirken.
Heute erklären wir, was ein EnergyPlus-Objekt ist. EnergyPlus-Objekte sind Programmkomponenten innerhalb der EnergyPlus-Simulations-Engine, die spezifische Berechnungen durchführen. Beispielsweise sind ein Lüfter, ein DX-Kühlregister und ein Luftkreislauf EnergyPlus-Objekte. Jede Komponente im Modell wird intern als Objekt mit eigener Berechnungslogik dargestellt. Jedes EnergyPlus-Objekt verfügt über definierte Ein- und Ausgänge. Die Eingänge sind die Parameter, die Sie im Eigenschaftenfenster anpassen, wie z. B. Wirkungsgrade, Durchflussmengen, Zeitpläne und Steuerungseinstellungen. Die Ausgänge sind die Ergebnisse, die das Objekt während der Simulation erzeugt, wie z. B. Energieverbrauch, Temperaturen und Durchflussmengen. Diese Ein- und Ausgänge bestimmen das Verhalten des Objekts und seine Interaktion mit dem restlichen Modell. Um die Funktion eines Objekts und die Verwendung der einzelnen Eingänge zu verstehen, können Sie die EnergyPlus-Ein- und -Ausgangsreferenz konsultieren. Wenn Sie beispielsweise in OpenStudio einen Konstantvolumenstromlüfter auswählen, wird dessen Objektname als OS:Fan:ConstantVolume angezeigt. Wenn Sie in der Eingabe-/Ausgabe-Referenz nach „Ventilator:Konstantvolumen“ suchen, finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise dieses Objekts. Die Dokumentation erklärt, dass dieser Ventilator für den kontinuierlichen Betrieb nach einem Zeitplan ausgelegt ist und sich nicht bedarfsabhängig ein- und ausschaltet. Sie beschreibt außerdem alle Eingangsgrößen wie Ventilatorwirkungsgrad, Druckanstieg, maximalen Volumenstrom und die jeweilige Anwendungskategorie. Die Eingabe-/Ausgabe-Referenz listet zudem die von jedem Objekt erzeugten Ausgangsgrößen auf. Bei einem Konstantvolumenventilator umfassen diese die elektrische Leistung, die vom Ventilator abgegebene Wärmemenge und den gesamten Stromverbrauch des Ventilators. Dasselbe gilt für andere Objekte wie „Heizregister:Gas“ oder „Regler:Außenluft“. Durch die Suche des Objektnamens in der Eingabe-/Ausgabe-Referenz erfahren Sie genau, was die einzelnen Eingangsgrößen bedeuten und welche Ausgangsgrößen verfügbar sind. Dies ist der beste Weg, die Funktionsweise von EnergyPlus-Objekten und deren Auswirkungen auf Ihre Simulationsergebnisse vollständig zu verstehen. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
6. OpenStudio EnergyPlus – AirLoopHVAC-Autosizing
In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie EnergyPlus die Ventilatoren im Luftkreislauf automatisch dimensioniert. Außerdem erklären wir, wie EnergyPlus die Luftströme mit den Abluftsystemen auf Zonenebene ausgleicht und wie Sie mit DView überprüfen, ob die Ventilatoren und das Außenluftsystem optimal zusammenarbeiten.
Ein Nutzer auf YouTube fragte: Können Sie ein Beispiel für eine Lüftungsanlage mit 6000 CFM Zuluft, 5000 CFM Abluft und 1000 CFM Frischluft ohne Abluft (außer im Energiesparmodus) demonstrieren? Auf Zonenebene befindet sich ein Abluftventilator mit 1000 CFM, der separat vom System angeschlossen ist. Dadurch bleibt das Gebäude energieneutral. Die automatische Dimensionierung führt jedoch fälschlicherweise immer zu einer identischen Größe der Zuluft- und Abluftventilatoren. Dies ist das erste Problem. Ein weiteres Problem ist die Konfiguration der Frischluft- und Abluftklappen unter Berücksichtigung dieses Offsets von 1000 CFM, da die Einstellmöglichkeiten begrenzt zu sein scheinen. Anhand eines Beispiels wird die Funktionsweise verdeutlicht. Zunächst wenden wir eine Maßnahme an und erstellen ein Prototypgebäude. Diese Maßnahme kann aus der Gebäudekomponentenbibliothek heruntergeladen werden. Wir klicken auf die Maßnahme, wählen ein kleines Büro aus, behalten alle Standardeinstellungen bei und wenden die Maßnahme an. Dadurch wird ein Prototyp-Bürogebäude für die Simulation erstellt. Als Nächstes wechseln wir zum Reiter „Thermische Zonen“. Es gibt fünf thermische Zonen und einen Dachboden, von denen keine aktuell über einen Abluftventilator verfügt. Wir fügen Zone 4 einen Abluftventilator hinzu. Wir stellen den Ventilator auf Dauerbetrieb ein und definieren den Druck. Für die Volumenstromrate wählen wir 250 CFM, was angesichts der Gebäudegröße angemessen ist. Standardmäßig ist der Abluftventilator auf „Entkoppelt“ eingestellt. „Entkoppelt“ bedeutet, dass der Abluftventilator nicht vom Luftkreislauf-Klimasystem der Zone abhängig ist und nur nach seinem eigenen Zeitplan läuft. Wir möchten jedoch „Gekoppelt“ verwenden. „Gekoppelt“ mit der Option „Dauerbetrieb“ bedeutet, dass der Abluftventilator vom Luftkreislaufsystem gesteuert wird. Wenn der Luftkreislauf eingeschaltet wird, schaltet sich auch der Abluftventilator ein. Als Nächstes wechseln wir zum Reiter „Luftkreisläufe“. Das System ist eine Wärmepumpenanlage, aber für dieses Beispiel benötigen wir einen Rückluftventilator. Wir fügen einen Konstantvolumenstromventilator auf der Rückluftseite des Systems hinzu, das Zone 4 versorgt, in der sich bereits der Abluftventilator befindet. Die Systemeinstellungen sind auf automatische Dimensionierung eingestellt, einschließlich des Volumenstroms im Leerlauf. Wir belassen diese Einstellungen und starten die Simulation. Die Simulation wird erfolgreich abgeschlossen. Anschließend wechseln wir zum Reiter „Berichte“ und wählen „Luftkreisläufe“. In Zone 4 sehen wir, dass OpenStudio die Geräte in der Reihenfolge ihres Auftretens im Luftkreislauf auflistet, beginnend mit der Rückluftseite. Der Rückluftventilator ist auf ca. 744 CFM ausgelegt, ebenso der Ventilator der Wärmepumpe, obwohl ein Abluftventilator so konfiguriert ist, dass er bei jedem Betrieb des Luftkreislaufs läuft. Dies liegt daran, dass EnergyPlus die automatische Dimensionierung ausschließlich auf Basis des Luftkreislaufs selbst durchführt. Externe Luftmengenausgleiche, wie z. B. durch Abluftventilatoren auf Zonenebene, werden nicht berücksichtigt. Dies ist eine wichtige Einschränkung. EnergyPlus führt zwar einen Teil des Luftmengenausgleichs durch, jedoch nicht den gesamten. Als Modellierer müssen Sie sicherstellen, dass das System korrekt abgeglichen ist. EnergyPlus berücksichtigt den Luftkreislaufausgleich während der Simulation, wenn der Abluftventilator auf „Gekoppelt“ eingestellt ist, wie in der EnergyPlus-Ein-/Ausgabe-Referenz unter dem Feld „Name des Abluftanteilsplans“ beschrieben. Um die Vorgänge besser zu verstehen, betrachten wir die Luftströme der Systemknoten. Wir gehen zu den Ausgabevariablen, wählen Systemknoten aus und legen den aktuellen Volumenstrom mit einer Meldefrequenz von Zeitschritt fest. Wir speichern diese Einstellungen und führen die Simulation erneut aus. Nach Abschluss der Simulation überprüfen wir die Ergebnisse erneut. Die Zu- und Abluftventilatoren sind weiterhin gleich dimensioniert, aber wir können nun die tatsächlichen Luftströme im Betrieb mit DView untersuchen. Betrachtet man die Zuluft- und Abluftknoten für die Perimeterzone 4, sieht man, dass der Abluftstrom deutlich geringer ist als der Zuluftstrom. Dies verdeutlicht ein weiteres wichtiges Konzept: EnergyPlus berechnet die Systemdimensionierung zunächst anhand der Anforderungen auf Zonenebene. Die Massenströme auf Zonenebene werden ermittelt, und diese Anforderungen werden dann durch den Luftkreislauf nach außen propagiert. Ventilatoren bewegen die Luft physikalisch nicht so, wie sie es in der Realität tun. Stattdessen berechnet EnergyPlus rückwärts, welchen Luftstrom der Ventilator bei einem gegebenen Druck liefern müsste, um den Bedarf der Zone zu decken, und ermittelt daraus den Energieverbrauch des Ventilators. Wir können auch die Funktionsweise des Außenluftsystems und des Economizers untersuchen. Anhand der Knotenpunkte für Außenluft, Abluft und Mischluft sehen wir, dass der Außenluftstrom etwas über 250 CFM liegt, was dem Luftvolumenstrom des Abluftventilators in der Zone entspricht. Dies zeigt, dass das Außenluftsystem zusätzliche Luft zuführt, um die Abluft auszugleichen. Schalten wir den Abluftventilator ab, sinkt der Außenluftstrom auf die minimal erforderliche Belüftung oder auf einen anderen Wert, falls das System im Economizer-Modus arbeitet. Um dies zu veranschaulichen, können wir den Abluftventilator so programmieren, dass er sich mittags abschaltet, die Simulation erneut durchführen und die Ergebnisse erneut überprüfen. Wenn sich der Abluftventilator abschaltet, steigt der Rückluftstrom und der Außenluftstrom sinkt entsprechend. Dieses Verhalten bestätigt, dass die Außenluftzufuhr Das System arbeitet korrekt, und der Abluftventilator ist im gekoppelten Zustand mit dem Luftkreislauf abgestimmt. Im entkoppelten Zustand würde der Abluftventilator unabhängig vom Luftkreislauf laufen, aber dennoch den Rückluftstrom beeinflussen. Um auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen: Die automatische Dimensionierung berechnet die Systemgröße anhand des maximalen Luftstroms im Kreislauf. Falls der Rückluftventilator aufgrund der Abluftmenge kleiner dimensioniert werden sollte, muss er manuell dimensioniert werden. Beispiel: Bei einem Zuluftstrom von ca. 750 CFM und einem Abluftstrom von 250 CFM sollte der Rückluftventilator auf ca. 500 CFM ausgelegt werden. So stellen Sie sicher, dass der Rückluftventilator für genaue Energieberechnungen korrekt dimensioniert ist. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren.
7. OpenStudio SketchUp-Tipps – Werkzeug für Projektgeometrie
Wir erläutern die Verwendung des Werkzeugs „Projektgeometrie“ im OpenStudio SketchUp-Plugin. Dieses Werkzeug ist hilfreich, um Teilflächen gleichzeitig auf mehrere Bereiche anzuwenden.
Unsere nächste Aufgabe ist die Überprüfung und Bearbeitung der Baumaterialien. Wir wechseln dazu auf den Reiter „Konstruktionen“ links. Oben sehen Sie mehrere Unterreiter: „Konstruktionssets“, „Konstruktionen“ und „Materialien“. Diese sind hierarchisch geordnet. Konstruktionssets sind Gruppen von Bauelementen, die auf das Gebäude angewendet werden. Im Konstruktionsset „Metallgebäude der Feuerwache“ sehen Sie beispielsweise Außenflächen wie die Außenwände des Metallgebäudes, die Betonplatte und das Metalldach. Zu den Innenflächen gehören Innenwände, Fußböden und Decken. Alle Oberflächen mit Bodenkontakt bestehen aus Beton. Zu den äußeren Unterbauelementen zählen Fenster, Türen und Oberlichter, während innere Unterbauelemente für Trennwände mit Fenstern oder Türen gelten. Unten finden Sie weitere mögliche Konstruktionen. Ein Konstruktionsset definiert eine Sammlung von Konstruktionen, aus denen das Gebäude besteht und die auf das gesamte Gebäude oder Teile davon angewendet werden können. Als Nächstes sehen wir uns den Reiter „Konstruktionen“ an, der die einzelnen Bauelemente anzeigt. Das Metalldach besteht beispielsweise aus Metalldachplatten und Dachdämmung. Diese Materialien werden schichtweise von außen nach innen aufgetragen und dienen zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeübertragungseigenschaften. Sie sehen außerdem Messwertmarkierungen, die diesen Konstruktionen zugeordnet sind. Diese Messwertmarkierungen werden für die erweiterte Energiemodellierung verwendet und können später für Energieeffizienzmaßnahmen herangezogen werden, um zu bewerten, wie sich Änderungen auf die Gebäudeleistung auswirken. Um die Dachdämmung zu verstehen, gehen wir zum Reiter „Materialien“ und wählen die Dachdämmung 22 aus. Dieses Material enthält Messwertmarkierungen und thermische Eigenschaften wie Rauheit, Dicke, Wärmeleitfähigkeit, Dichte, spezifische Wärmekapazität und Absorptionswerte. Die Dicke und die Wärmeleitfähigkeit ergeben zusammen einen Wärmedurchgangskoeffizienten (R-Wert) von 27. In diesem Projekt besteht das Dach aus Metalldachplatten, einem thermischen Abstandhalter und Stahlpfetten mit Dämmung. Da diese Dämmung nicht anderweitig verwendet wird, benennen wir sie in „Pfetten und Dämmung R-29“ um und aktualisieren ihre Eigenschaften entsprechend einer Dicke von 25,4 cm (10 Zoll) und einem R-Wert von 29,88. Als Nächstes erstellen wir eine thermische Trennung, indem wir ein Material duplizieren und es in „Thermische Trennung R-3“ umbenennen. Diese Wärmebrücke hat einen Wärmedurchgangskoeffizienten (R-Wert) von 3, eine Dicke von 12,7 mm (ein halbes Zoll) und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,1167. Nachdem wir diese Materialien erstellt haben, kehren wir zur Dachkonstruktion des Metallgebäudes zurück. Wir entfernen die vorhandene Dämmschicht und fügen die Wärmebrücke zwischen der Metalldachdeckung und den Dachsparren mit Dämmung ein. Die aktualisierte Dachkonstruktion besteht nun aus Metalldachdeckung, einer Wärmebrücke und Dachsparren mit Dämmung, was einen Gesamtwärmedurchgangskoeffizienten von R-29 ergibt. Wir benennen diese Konstruktion in „Metalldach“ um, und sie wird automatisch im Konstruktionsset aktualisiert. Wenn Sie keine benutzerdefinierten Materialien und Konstruktionen erstellen möchten, können Sie Konstruktionssets aus der Bibliothek verwenden, indem Sie diese per Drag & Drop an die gewünschte Stelle ziehen. Derselbe Vorgang kann für Dächer, Fenster, Türen, Wände und Böden angewendet werden. Wenn ein benötigtes Material nicht lokal verfügbar ist, können Sie auf die Gebäudekomponentenbibliothek zugreifen, indem Sie sich online registrieren und den Autorisierungscode eingeben. Nach der Anmeldung können Sie nach Komponenten wie Fenstern suchen, diese herunterladen und anschließend im Bibliotheksreiter finden. Diese Komponenten sind mit einem BCL-Label gekennzeichnet und können der entsprechenden Konstruktionskategorie zugewiesen werden. Damit ist der Überblick über Konstruktionen, Baukästen und Materialien abgeschlossen. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal!
8. OpenStudio-Tipps – Mehreren Räumen einen Raumtyp zuweisen
Wir erläutern, wie man mit der Kennzahl „AssignSpaceTypeBySpaceName“ aus der Building Component Library schnell Raumtypen für Räume mit einer gemeinsamen Zeichenfolge im Namen zuweisen kann.
Wenn Sie vielen Räumen einen bestimmten Raumtyp zuweisen möchten, können Sie eine Maßnahme aus der Gebäudekomponentenbibliothek verwenden. Gehen Sie zu „Gesamtgebäude“, dann zu „Raumtypen“ und suchen Sie nach „Raumtyp nach Raumnamen zuweisen“. Sie können diese Maßnahme herunterladen und damit die Zuweisung von Raumtypen für viele Räume beschleunigen. Nach dem Herunterladen gehen Sie zu „Komponenten und Maßnahmen“ und klicken auf „Maßnahme jetzt anwenden“. Suchen Sie die Maßnahme unter der Kategorie „Gesamtgebäude“. Sie wird in der Liste angezeigt. Wählen Sie die Maßnahme aus und wenden Sie sie auf das Modell an, um die automatische Zuweisung von Raumtypen zu starten. Bitte beachten Sie, dass die von dieser Maßnahme verwendete Zeichenfolgensuche zwischen Groß- und Kleinschreibung unterscheidet. Beispielsweise kann sie nicht zwischen Groß- und Kleinbuchstaben in Namen wie „Korridor“ und „corridor“ unterscheiden. Stellen Sie daher sicher, dass alle Raumnamen einheitlich sind, bevor Sie die Maßnahme ausführen. Es gibt außerdem eine Checkbox-Option in der Benutzeroberfläche der Maßnahme, die nicht korrekt zu funktionieren scheint. Verwenden Sie diese daher nicht. Nach erfolgreicher Ausführung der Maßnahme wird eine Bestätigungsmeldung angezeigt. In diesem Fall wurden erfolgreich 21 Räumen im Modell Raumtypen zugewiesen. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren.
9. OpenStudio SketchUp-Tipps – Fehlende Scheitelpunktgrößen
Wir erörtern, wie der häufig auftretende Fehler „Fehlstellengrößenkonflikt zwischen Basisfläche und Scheitelpunkt“ behoben werden kann.
Wir werden einen häufigen, schwerwiegenden Fehler besprechen, der eine Simulation abbrechen kann. Dieser Fehler erscheint in der Fehlerausgabedatei als „Fehlanpassung der Eckpunktanzahl zwischen Basisflächen“. Die Meldung weist auf eine Diskrepanz zwischen zwei Flächen hin, beispielsweise Fläche 4840 und Fläche 149. Der Fehler tritt in umgekehrter Reihenfolge wiederholt auf. Obwohl es so aussieht, als gäbe es viele Fehler, sind es tatsächlich nur halb so viele, da mit der Korrektur eines Flächenpaares auch der entsprechende umgekehrte Fehler behoben wird. In diesem Beispiel betrachten wir die Flächen 4830 und 4897, wobei die eine elf und die andere sieben Eckpunkte hat. Wir können dies überprüfen, indem wir die OSM-Datei öffnen und nach den Flächennummern suchen. Fläche 4830 hat elf Eckpunkte, Fläche 4897 hingegen sieben. Mithilfe des OpenStudio SketchUp-Plugins und des Werkzeugs „Inspektor“ in der Kategorie „Flächen“ können wir diese Flächen finden und die zugehörigen Räume identifizieren. Fläche 4830 ist dem Raum „Flur 4-3“ zugeordnet, Fläche 4897 dem Raum „Plenum 3-4-N“. Indem wir diese Räume im Modell lokalisieren, die übrige Geometrie ausblenden und nur diese beiden Räume isolieren, können wir die übereinstimmenden Flächen visuell überprüfen. Nachdem wir die Geometrie isoliert haben, können wir die problematischen Flächen auswählen und markieren und ihre Eckpunkte direkt in SketchUp zählen. Obwohl die Fläche visuell elf Eckpunkte zu haben scheint, kann die Fehlermeldung weniger Eckpunkte anzeigen, da SketchUp Flächen manchmal vereinfacht, indem es Eckpunkte mit angrenzender Geometrie teilt. Diese Vereinfachung kann OpenStudio und EnergyPlus verwirren. Eine praktische Lösung besteht darin, die Fläche durch Zeichnen einer Linie zwischen zwei Eckpunkten zu teilen und sie so in zwei kleinere Flächen aufzuteilen. Die entsprechende Fläche muss ebenfalls auf die gleiche Weise geteilt werden, damit beide Seiten die gleiche Anzahl an Eckpunkten aufweisen. Wenn das Problem weiterhin besteht, kann eine weitere Unterteilung der Flächen helfen, da Flächen mit vier Eckpunkten in der Regel stabiler sind. Als grobe Notlösung können Sie die Oberflächen auch adiabatisch machen. Trennen Sie dazu die Oberflächen, setzen Sie deren Randbedingung auf adiabatisch und wiederholen Sie den Vorgang für die zugehörige Oberfläche. Adiabatische Oberflächen bedeuten, dass kein Wärmeaustausch stattfindet. Bei kleinen Oberflächen oder minimalen Temperaturunterschieden zwischen den Räumen hat dies keine signifikanten Auswirkungen auf die Ergebnisse. Mit diesem Ansatz lässt sich der Fehler der Eckpunktfehlanpassung beheben und die Simulation erfolgreich durchführen. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal. Beim Betrachten dieser Raumtypen fällt auf, dass ein Standard-Konstruktionssatz vorhanden, aber leer ist. Wir müssen jedem dieser Räume einen Konstruktionssatz zuweisen. Gehen Sie zum Tab „Mein Modell“ und wählen Sie im Dropdown-Menü „Konstruktionssätze“ aus. Ziehen Sie Ihren Konstruktionssatz per Drag & Drop in das Dropdown-Menü. Um diesen Konstruktionssatz auf alle anderen Raumtypen anzuwenden, aktivieren Sie die Kontrollkästchen. Wählen Sie den gewünschten Konstruktionssatz aus und klicken Sie auf „Auf Auswahl anwenden“. Der Konstruktionssatz wird automatisch allen ausgewählten Raumtypen zugewiesen. Dieser Konstruktionssatz definiert die Art der Konstruktionen dieser Räume. Sie können dies anpassen, indem Sie weitere Konstruktionssätze erstellen. Um weitere Konstruktionssets zu erstellen, sehen Sie sich bitte das vorherige Video an. Als Nächstes werden Sie feststellen, dass jeder Raumtyp über einen Zeitplan und eine Außenluftspezifikation verfügt. Diese Lüftungsspezifikation gibt dem Energiemodell vor, wie viel Lüftung für diesen Raum erforderlich ist. In der nächsten Spalte sehen Sie die Auslegungsdurchflussmengen für die Rauminfiltration. Diese Infiltrationsraten können basierend auf der Grundfläche, der Gesamtfläche, der Außenfläche von Dächern und Wänden, den Außenwänden oder den Luftwechseln pro Stunde definiert werden. Um eine andere Infiltrationsrate zu erstellen, benennen Sie sie einfach um und ändern Sie die Werte nach Bedarf. Diese können auch kopiert und mit derselben Checkbox-Methode angewendet werden. Wir werden eine Infiltrationsrate auf die Raumplenums anwenden. Die letzte Spalte zeigt die effektive Leckagefläche für die Rauminfiltration. Wir werden diese nicht verwenden, aber so finden Sie Informationen dazu. Suchen Sie in Ihrem Browser nach „Effektive Leckagefläche für die Rauminfiltration“ und suchen Sie nach Big Ladder Software oder der Dokumentation zur Eingabe/Ausgabe von EnergyPlus. Big Ladder Software stellt die Dokumentation zur Eingabe/Ausgabe von EnergyPlus online im HTML-Format bereit. Wählen Sie „Effektive Leckagefläche“ oder klicken Sie auf den Link, um mehr darüber zu erfahren. Diese Methode berechnet die Infiltration anders und wird typischerweise für kleinere Wohngebäude verwendet. Wir werden sie für unser Projekt nicht nutzen und verwenden ausschließlich die Bemessungsdurchflussmengen für die Rauminfiltration. Wechseln Sie anschließend oben zum Reiter „Lasten“, um zu sehen, welche Lasten den einzelnen Räumen zugewiesen wurden. Für die Gerätehalle gibt es eine Definition der Beleuchtungslast und einen zugehörigen Zeitplan. Außerdem gibt es Lasten für elektrische Geräte mit ihren Definitionen und Zeitplänen sowie Infiltrationslasten mit Lastnamen und Zeitplan. In einer vorherigen Übung haben wir eine Mikrowellenlast für das geschlossene Büro erstellt. Sie werden feststellen, dass die Mikrowellenlast derzeit nicht für das Büro zugewiesen ist. Wir müssen die Mikrowelle also hinzufügen. Gehen Sie zum Tab „Mein Modell“ und navigieren Sie zu „Definitionen elektrischer Geräte“. Suchen Sie die Mikrowellenlast. Anscheinend wurde die Definition der Mikrowellenlast in der vorherigen Übung gelöscht. Um sie wieder hinzuzufügen, gehen Sie zum Tab „Lasten“, dann zu „Definitionen elektrischer Geräte“, kopieren Sie eine vorhandene Last und benennen Sie sie um. Kehren Sie anschließend zum Tab „Raumtypen“ zurück. Wählen Sie „Lasten“ aus, scrollen Sie zum Raumtyp „Geschlossenes Büro“ und ziehen Sie die Mikrowellenlast aus „Mein Modell“ per Drag & Drop in den Raumtyp „Geschlossenes Büro“. Sie werden feststellen, dass der Mikrowelle automatisch der Geräteplan der Feuerwache zugewiesen wurde. Dies muss geändert werden. Gehen Sie zu „Mein Modell“ und navigieren Sie zu „Regelsatzpläne“. Suchen Sie den zuvor erstellten Mikrowellenplan. Ziehen Sie ihn per Drag & Drop neben die Mikrowellenlast. Nun sind die Mikrowellenlast und ihr Plan dem Raumtyp zugewiesen. Sie sehen einen Multiplikatorwert. Dieser dient zur Feinabstimmung des Modells, ohne Lasten oder Pläne zu ändern. Wenn die Mikrowelle beispielsweise nur halb so oft wie erwartet genutzt wird, können Sie diesen Wert ändern, um einen Multiplikator von 0,5 anzuwenden. Wir nehmen hier keine Anpassungen vor. Standardwerte werden grün, überschriebene Werte schwarz dargestellt. So fügen Sie einem Raumtyp Lasten und Lastpläne hinzu. Es gibt auch eine Filterschaltfläche, die bei großen Projekten hilfreich ist. Sie können nach Personen filtern, um Belegungslasten anzuzeigen, oder nach Beleuchtung, um Beleuchtungslasten anzuzeigen. Oben befindet sich die Registerkarte „Kennzeichnungen“, die für die erweiterte Energiemodellierung nützlich ist. Diese Kennzeichnungen dienen als Schlüsselwörter, die Energieeffizienz-Messprogramme verwenden, um die Auswirkungen von Änderungen auf den Energieverbrauch zu bewerten. Die Registerkarte „Benutzerdefiniert“ wird für die benutzerdefinierte Programmierung verwendet. Im Folgenden wird kurz die Erstellung eines neuen Raumtyps erläutert. Klicken Sie auf die Plus-Schaltfläche und benennen Sie den Raumtyp um. Wir nennen ihn „Werkstatt“. Wenden Sie ein Konstruktionsset, ein Zeitplanset und eine Außenluftspezifikation an. Sie können ein vorhandenes kopieren oder eine andere Option auswählen. Gehen Sie zur Registerkarte „Bibliothek“, wählen Sie „Spezifikation Außenluft“ und anschließend „Lüftung des Technikraums“. Wählen Sie als Nächstes einen Bemessungsdurchfluss für die Infiltration. Suchen Sie nach einer Option für einen Technikraum oder eine Versorgungseinrichtung. Gehen Sie zur Registerkarte „Lasten“ und suchen Sie den neuen Raumtyp „Werkstatt“. Ziehen Sie Lasten per Drag & Drop in den Raum. Da es sich um einen Maschinenraum handelt, gibt es keine Personendefinition. Fügen Sie eine Beleuchtungsdefinition und elektrische Geräte für die Versorgung oder Lagerung hinzu. Zum Schluss weisen Sie einen Zeitplan für elektrische Geräte zu. Gehen Sie zu „Mein Modell“, „Regelsatz-Zeitpläne“ und wählen Sie einen „Immer an“-Zeitplan. Damit ist die Erstellung des Raumtyps abgeschlossen. Um einen Raumtyp zu löschen, aktivieren Sie das Kontrollkästchen daneben und klicken Sie anschließend auf das X unten. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren!
10. OpenStudio-Tipps – So melden Sie Probleme auf GitHub
Wir sprechen über OpenStudio und das Open-Source-Projekt des SketchUp-Plugins und darüber, wie Benutzer durch das Melden von Problemen auf GitHub dazu beitragen können.
Die OpenStudio-Anwendung wird von der OpenStudio Coalition unterstützt, einer Gruppe aus Freiwilligen und bezahlten Programmierern, die die Anwendung pflegen und verbessern. Sie sind stark auf das Feedback der Nutzer angewiesen, um Fehler in der OpenStudio-Anwendung und dem OpenStudio SketchUp-Plugin zu identifizieren und zu beheben. Wenn Nutzer Probleme melden, hilft dies dem Entwicklungsteam, Anwendungsfälle aus der Praxis zu verstehen und die Stabilität und Funktionalität der Software zu verbessern. Um ein Problem zu melden, müssen Sie zunächst ein Konto auf github.com erstellen. Nach der Registrierung sollten Sie den OpenStudio-Repositories für die Anwendung und die zugehörigen Tools folgen. In diesem Beispiel melden wir ein Problem speziell für die OpenStudio-Anwendung. Navigieren Sie auf der Repository-Seite zum Abschnitt „Issues“ und wählen Sie „Neues Problem erstellen“. Sie sehen verschiedene Kategorien, z. B. Fehlerberichte und Verbesserungsvorschläge. In diesem Fall wählen wir einen Fehlerbericht. Geben Sie anschließend einen klaren und prägnanten Titel an, der das Problem zusammenfasst. Zum Beispiel: „Die Anwendung stürzt ab, wenn der Benutzer versucht, einen HVAC-Luftkreislauf zu löschen.“ Beschreiben Sie in der Beschreibung das Problem. In diesem Szenario wählt der Benutzer eine Airloop aus und versucht, sie zu löschen, was zum Absturz des Programms führt. Ein Screenshot oder ein GIF, das das Problem veranschaulicht, ist sehr hilfreich. Laden Sie es im Abschnitt „Aktuelles Verhalten“ hoch, um das Problem deutlich zu demonstrieren. Falls Sie weitere Informationen haben, können Sie die Schritte zur Reproduktion des Problems, mögliche Ursachen oder Lösungsvorschläge angeben. Es ist außerdem wichtig, relevante Systemdetails wie Betriebssystem und Softwareversion anzugeben. In diesem Beispiel läuft das System unter Windows 10 und OpenStudio Version 1.10.0 r3. Sobald Sie alle Felder ausgefüllt haben, scrollen Sie bitte nach unten und senden Sie das neue Problem ab. Das Problem ist nun erfasst und kann von den Entwicklern geprüft und bei Bedarf weitere Informationen angefordert werden. Vielen Dank. Wir freuen uns über Ihr Like und Ihr Abo.
11. OpenStudio-Tipps – Erstellen eines kombinierten Plenums
In diesem Video zeigen wir, wie man einen gemeinsamen Plenumraum zwischen mehreren Räumen und Geschossen erstellt. Weitere Informationen zur Modellierung von Plenumräumen finden Sie in diesem NREL-Video: https://youtu.be/n_u3WT2tX1Y
Heute zeige ich Ihnen, wie Sie einen gemeinsamen Hohlraum zwischen zwei Etagen erstellen. Wir arbeiten mit einem großen Bürogebäude und konzentrieren uns der Einfachheit halber auf das dritte und vierte Obergeschoss. Diese Etagen bestehen aus vielen einzelnen Räumen und haben derzeit eine Deckenhöhe von 2,7 m. Wir müssen einen 1,2 m hohen Hohlraum dazwischen einfügen. Wechseln Sie zur Seitenansicht und deaktivieren Sie die Perspektivkamera. Wählen Sie das vierte Obergeschoss aus und verschieben Sie es um 1,2 m nach oben. Dadurch entsteht die für den Hohlraum benötigte vertikale Trennung. Speichern Sie dieses Modell als separate Datei mit dem Namen „Plenum“ und öffnen Sie anschließend das Originalmodell in einer neuen SketchUp-Instanz. Öffnen Sie die gespeicherte Plenum-Datei in der neuen SketchUp-Instanz und ignorieren Sie eventuelle Fehler. Wechseln Sie zur Seitenansicht, deaktivieren Sie die Perspektive, wählen Sie die gesamte Geometrie aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie „Auflösen“. Dadurch werden alle OpenStudio-Rauminformationen entfernt und nur die grundlegende SketchUp-Geometrie beibehalten. Löschen Sie den oberen Teil, sodass nur der Boden des vierten Obergeschosses übrig bleibt. Löschen Sie anschließend den unteren Teil des dritten Obergeschosses einschließlich der Fenster. Übrig bleibt die Decke des dritten und der Boden des vierten Obergeschosses. Verbinden Sie die Ecken, um die Plenumgeometrie zu erstellen. Speichern Sie diese Datei als SketchUp-Datei, da sie keine OpenStudio-Informationen mehr enthält und noch nicht als OpenStudio-Modell gespeichert werden sollte. Erstellen Sie anschließend einen neuen Raum im Ursprung, verlassen Sie den Raum, wählen Sie die gesamte Plenumgeometrie aus, schneiden Sie sie aus, öffnen Sie den Raum erneut und fügen Sie die Geometrie ein. Nach dem Einfügen werden Sie feststellen, dass die Oberflächentypen vertauscht sind: Plenumdecken werden als Böden und Plenumböden als Decken bezeichnet. Um dies effizient zu beheben, öffnen Sie die Plenum-OpenStudio-Datei in Notepad++. Suchen Sie nach Flächen vom Typ „Floor“ und ersetzen Sie diese vorübergehend durch „RoofCeiling1“. Ersetzen Sie dann alle Einträge „RoofCeiling“ durch „Floor“. Ersetzen Sie abschließend „RoofCeiling1“ wieder durch „RoofCeiling“, speichern Sie die Datei und laden Sie sie in OpenStudio neu. Dadurch werden die Oberflächenausrichtungen korrigiert. Überprüfen Sie nach dem Neuladen, ob Böden und Decken korrekt zugeordnet sind. OpenStudio fügt manchmal automatisch Oberlichter ein; diese können Sie entfernen, indem Sie die Oberlichtflächen auswählen und die korrekten Flächen neu zeichnen. Speichern Sie das korrigierte Plenum-OpenStudio-Modell. Um es in Ihr Arbeitsmodell einzufügen, erstellen Sie einen neuen Raum, kopieren Sie die Plenum-Geometrie aus dem Plenum-Modell und fügen Sie sie im neuen Raum am Ursprung ein. Das Plenum wird korrekt ausgerichtet und hat bereits Schnittpunkte mit angrenzenden Räumen, sodass keine Geometrieanpassung erforderlich ist. Es muss lediglich die Fläche angepasst werden. So erstellen Sie ein gemeinsames Plenum für Geschosse und mehrere Räume. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
12. OpenStudio SketchUp – Lichter vs. Leuchten
In diesem Video werden zwei verschiedene Methoden zur Angabe der Wärmelast der Beleuchtung in einem Raum erläutert. Mit den Leuchtendefinitionen lassen sich generische Leistungsdichten für die Beleuchtung festlegen. Die Leuchtendefinitionen (und die Schaltfläche „Leuchten“ im SketchUp-Plugin) bieten eine weitere Möglichkeit zur Angabe der Wärmelast der Beleuchtung.
Heute geht es um die Leistungsaufnahme von Beleuchtungseinheiten, insbesondere um die OpenStudio SketchUp-Erweiterung und die Schaltfläche „Neue Leuchte“. Es gibt zwei Hauptmethoden, um die Leistungsaufnahme von Beleuchtungseinheiten in Räumen einzugeben. Die erste Methode verwendet eine allgemeine Leistungsdichte, z. B. Watt pro Quadratmeter (W/ft² oder W/m²). EnergyPlus berechnet in diesem Fall die gesamte Beleuchtungsleistung anhand der Raumfläche. Diese kann in OpenStudio unter dem Reiter „Lasten“ und der Option „Beleuchtungsdefinitionen“ eingesehen werden. Beispielsweise kann die Beleuchtung in Pausenräumen als Watt pro Fläche definiert werden. Alternativ kann die Beleuchtungsleistung auch als feste Gesamtleistung oder als Watt pro Person angegeben werden. Letzteres ist nützlich für Räume mit individueller Arbeitsplatzbeleuchtung, die von den Nutzern selbst gesteuert wird. Die zweite Methode zur Definition der Beleuchtungsleistung ist die Verwendung von Leuchten, also einzelnen Beleuchtungskörpern. Dieses Projekt enthält zunächst keine Leuchtendefinitionen. Im OpenStudio SketchUp-Plugin wählen wir einen OpenOffice-Raum aus und überprüfen dessen Beleuchtungsdefinition in OpenStudio. Diese ist mit 0,98 Watt pro Quadratfuß (10,5 W/m²) angegeben. Anstatt uns auf diese allgemeine Definition zu verlassen, können wir Leuchten direkt im Raum platzieren. Durch Doppelklicken in den Raum, Aktivieren der Schnittansicht und Klicken auf die Schaltfläche „Neue Leuchte“ können wir Leuchten im Raum platzieren. Nach dem Speichern des Modells und dem Wiederherstellen der gespeicherten Ansicht in OpenStudio erscheint eine neue Leuchtendefinition, die zunächst auf null Watt eingestellt ist, bis sie konfiguriert wird. Um Leuchtendefinitionen effizienter zu verwalten, kann eine separate OpenStudio-Datei als Leuchtenbibliothek erstellt werden, die ausschließlich Leuchtendefinitionen enthält. In diesem Beispiel enthält die Datei „LuminaireLibrary.osm“ mehrere Leuchtentypen. Eine neue Leuchte kann erstellt werden, indem eine vorhandene kopiert, umbenannt und mit Wattwerten wie z. B. 14 Watt für eine Kompaktleuchtstofflampe versehen wird. Die erforderlichen Anteile für Strahlungs-, Sicht- und Rückluftwärme müssen eingegeben werden. Da die Leuchte vollständig dem Raum ausgesetzt ist und kein Wärmeverlust durch den Plenumraum entsteht, werden in diesem Fall Standardwerte verwendet. Diese Bibliotheksdatei wird anschließend über „Standardbibliotheken ändern“ zum Projekt hinzugefügt, wodurch alle Leuchtendefinitionen im Projekt verfügbar werden. Sobald die Leuchtenbibliothek hinzugefügt wurde, können Leuchten mithilfe des SketchUp-Plugins im Raum platziert werden. Die genaue Position dieser Leuchten hat keinen Einfluss auf die Beleuchtungsstärkeberechnungen, da OpenStudio die Leuchten ausschließlich zur Berechnung der dem Raum zugeführten Wärme verwendet. Leuchten werden üblicherweise in einem Abstand von 60 cm (2 Fuß) zur ausgewählten Fläche (Boden oder Decke) platziert. Mehrere Leuchten können kopiert und im Raum platziert werden. Nach dem Speichern und Zurücksetzen des Modells werden diese Leuchten unter den Raumlasten angezeigt. Es kann jedoch vorkommen, dass die ursprüngliche Beleuchtungsleistungsdichte des Raumtyps weiterhin angewendet wird, was zu Doppelzählungen führt. Um dies zu vermeiden, wird ein neuer Raumtyp erstellt, indem der OpenOffice-Raumtyp kopiert und die Beleuchtungsdefinition entfernt wird. Dieser neue Raumtyp wird dann dem Raum zugewiesen, um sicherzustellen, dass die Beleuchtungsleistung ausschließlich von den platzierten Leuchten stammt. Hier werden die verschiedenen Möglichkeiten zur Definition von Beleuchtungslasten in OpenStudio veranschaulicht. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren.
13. OpenStudio SketchUp – Tageslichtsteuerung
In diesem Video erklären wir, wie man Tageslichtsteuerungen einrichtet, die die Beleuchtungsstärke im Raum reduzieren, wenn Sonnenlicht in den Raum eintritt.
Heute geht es um Tageslichtsteuerung mithilfe der Schaltfläche „Neue Tageslichtsteuerung erstellen“ im OpenStudio SketchUp-Plugin. Tageslichtsteuerungen regeln die künstliche Beleuchtung eines Raumes anhand des natürlichen Lichteinfalls durch die Fenster. Sobald tagsüber Sonnenlicht in den Raum gelangt, kann das System die künstliche Beleuchtung automatisch reduzieren, um die erforderliche Beleuchtungsstärke aufrechtzuerhalten und so Energie zu sparen. Um eine Tageslichtsteuerung hinzuzufügen, bearbeiten Sie den Raum und klicken Sie auf die Schaltfläche „Neue Tageslichtsteuerung“. Die Steuerung wird standardmäßig 0,91 m über dem Boden platziert, kann aber je nach gewünschter Tageslichtnutzung an einer beliebigen Stelle im Raum positioniert werden, üblicherweise in der Nähe der Raummitte. Nachdem Sie die Tageslichtsteuerung platziert haben, können Sie sie auswählen und mit dem Inspektor-Werkzeug ihre Eigenschaften überprüfen und bearbeiten. Die Steuerung ist dem Raum zugeordnet, in dem sie platziert ist, und ihre Positionskoordinaten und Rotationsachsen werden angezeigt. EnergyPlus erlaubt maximal zwei Tageslichtsteuerungen pro thermischer Zone, nicht pro Raum. Das bedeutet, dass bei mehreren Räumen, die sich eine thermische Zone teilen, nur zwei Tageslichtsteuerungen zur Beleuchtungsregelung dieser Räume verwendet werden können. Um diese Einschränkung zu vermeiden, empfiehlt es sich, jedem Raum eine separate thermische Zone zuzuweisen. Die Pfeile auf der Steuerung zeigen die Sensorrichtungen an: Einer dient der Tageslichtmessung, ein anderer der Blendungsmessung und der Fensterbeschattung. Diese können je nach Bedarf angepasst oder gedreht werden. Der Beleuchtungsstärke-Sollwert ist eine wichtige Eigenschaft der Tageslichtsteuerung. Dieser Wert entspricht der Bemessungsbeleuchtungsstärke des Raumes bei Nacht, wenn kein Tageslicht vorhanden ist, und basiert auf dem erwarteten Beleuchtungsniveau für diesen Raumtyp. Die Tageslichtsteuerung dimmt die Beleuchtung von dieser maximalen Bemessungsbeleuchtungsstärke bis zu definierten unteren Grenzwerten, sobald das Tageslicht zunimmt. Sie können den Beleuchtungssteuerungstyp wählen: Die stufenlose Steuerung dimmt die Beleuchtung sanft bis zu einem minimalen Anteil der Eingangsleistung und der Lichtleistung; die abgestufte Steuerung reduziert die Beleuchtungsleistung in diskreten Schritten; und die Option „Dauerhaft aus“ reduziert die Beleuchtungsleistung bis zu einem minimalen Wert und schaltet die Beleuchtung dann vollständig aus, sobald ausreichend Tageslicht vorhanden ist. Zu den weiteren Einstellungen gehört die Wahrscheinlichkeit, mit der die Beleuchtung in einer manuellen Stufensteuerung zurückgesetzt wird. Dies simuliert, dass Nutzer das Licht manuell ausschalten, anstatt sich auf automatische Sensoren zu verlassen. Diese Wahrscheinlichkeit gibt an, wie häufig Nutzer auf hohe Lichtintensitäten reagieren, indem sie Beleuchtungseinheiten ausschalten. Die Anzahl der Tageslichtansichten wird hauptsächlich bei Radiance-Simulationen in OpenStudio verwendet, um die Lichtverteilung im Raum besser zu verstehen. Der maximal zulässige Blendungsindex wird für die automatische Beschattung von Fenstern verwendet. Jalousien oder Rollos fahren aus, sobald die Blendung zu stark wird. Damit ist die Anleitung zum Hinzufügen und Konfigurieren von Tageslichtsteuerungen in einem Raum abgeschlossen. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
14. OpenStudio-Tipps – Downloads von BCL oder anderswo
Wir sprechen über OpenStudio und das Open-Source-Projekt des SketchUp-Plugins und darüber, wie Benutzer durch das Melden von Problemen auf GitHub dazu beitragen können.
Heute haben wir besprochen, wie man Komponenten und Maßnahmen in OpenStudio manuell installiert, indem man sie direkt aus der Gebäudekomponentenbibliothek (BCL) herunterlädt oder Dateien von Kollegen verwendet. Diese Methode ist hilfreich, wenn eine benötigte Maßnahme nicht in der Liste „Maßnahme jetzt anwenden“ erscheint oder OpenStudio keine Verbindung zur BCL über die Option „Maßnahmen in der BCL suchen“ herstellen kann. In diesen Fällen können Sie direkt die BCL-Website aufrufen, die verfügbaren Maßnahmen oder Komponenten durchsuchen und diese manuell auf Ihren Computer herunterladen. In diesem Beispiel haben wir die BCL-Website aufgerufen, „Maßnahmen durchsuchen“ ausgewählt und die Liste nach Maßnahmen im Zusammenhang mit Beleuchtung gefiltert. Wir haben die aktuelle Maßnahme „Beleuchtungslasten einstellen“ ausgewählt, die unter „Elektrische Beleuchtung und Beleuchtungstechnik“ kategorisiert ist. Nach dem Herunterladen wurde die Maßnahme als ZIP-Datei im Download-Ordner des Systems gespeichert. Anschließend wurde die ZIP-Datei geöffnet und der extrahierte Ordner – mit dem Namen „Beleuchtungslasten nach LPD einstellen“ – in das lokale Verzeichnis „Meine Maßnahmen“ auf dem Computer kopiert. Nach dem Kopieren des Ordners kehrten wir zu OpenStudio zurück und wählten „Maßnahme jetzt anwenden“. Die neu hinzugefügte Maßnahme erschien unter der Kategorie „Elektrische Beleuchtung, Beleuchtungstechnik“ und wurde als „Meine Maßnahme“ gekennzeichnet. Maßnahmen mit der Kennzeichnung „Meine“ werden lokal auf Ihrem Computer gespeichert und nicht mit der Gebäudekomponentenbibliothek (BCL) synchronisiert. Das bedeutet, dass sie keine automatischen Updates erhalten. Maßnahmen mit der Kennzeichnung „BCL“ hingegen bleiben mit der Gebäudekomponentenbibliothek verbunden und können aktualisiert werden, sobald neuere Versionen verfügbar sind. Abschließend erklärten wir, dass dasselbe Verfahren gilt, wenn Sie benutzerdefinierte Maßnahmen oder Komponenten von einem Kollegen erhalten. Ein Kollege kann Ihnen einen gesamten Maßnahmenordner mit Dateien wie Ruby-Skripten und XML-Definitionen zur Verfügung stellen. Sie kopieren diesen Ordner einfach mithilfe der Schaltfläche „Meine Maßnahmen“ in OpenStudio in Ihr Verzeichnis „Meine Maßnahmen“. Sobald die benutzerdefinierte Maßnahme dort abgelegt ist, steht sie sofort zur Verfügung. So können Sie mit Maßnahmen und Komponenten arbeiten, die nicht mit der BCL verbunden oder speziell für Ihr Projekt erstellt wurden.
15. OpenStudio SketchUp – Beleuchtungssteuerung mit Radiance
In diesem Video erklären wir, wie Sie Tageslichtsteuerung, Blendungssensoren, Beleuchtungsstärkekarten und Beschattungssteuerung eingeben, um die Radiance-Messung vorzubereiten. Wir laden Radiance und Strawberry Perl herunter und installieren sie. Anschließend simulieren wir mit der OpenStudio Radiance-Messung die Licht- und Beschattungssteuerung. Zum Schluss betrachten wir kurz die Radiance-Ausgaben mit DView.
Heute haben wir die Verwendung der Radiance-Funktion in OpenStudio für fortgeschrittene Lichtsimulationen besprochen. Radiance ist eine detailliertere und präzisere Lichtsimulations-Engine als das Standard-Lichtmodell EnergyPlus, das Beleuchtung und Tageslicht nicht so effektiv berücksichtigt. Die letzten Symbole oben im SketchUp-Plug-in sind Radiance gewidmet und werden zusammen mit den bereits installierten Tageslichtsteuerungen verwendet. Zunächst haben wir den Raum bearbeitet, die Kameraperspektive deaktiviert, eine Draufsicht ausgewählt und mit der Schaltfläche „Neue Beleuchtungsstärkekarte“ eine Beleuchtungsstärkekarte im Raum platziert. Die Karte wurde in eine Ecke verschoben, so skaliert, dass sie den gesamten Raum abdeckt, und vertikal auf etwa Schreibtischhöhe angepasst. Diese Beleuchtungsstärkekarte stellt ein Raster von Punkten dar, die die Beleuchtungsstärke im gesamten Raum messen. Rasterauflösung (z. B. 10 × 10), Größe und Koordinaten können je nach Modellierungsbedarf angepasst werden. Zusätzlich zur Beleuchtungsstärkekarte haben wir einen neuen Blendungssensor hinzugefügt. Der Blendungssensor befand sich zunächst auf dem Boden, daher wurde seine Höhe auf 90 cm (drei Fuß) angepasst und er wurde so ausgerichtet, dass er auf die Fenster zeigte. Die Anzahl der Blendungsvektoren wurde von eins auf drei erhöht, um die vom Sensor ausgehenden Blendungsrichtungen zu simulieren. Außerdem wurde die maximal zulässige Blendungswahrscheinlichkeit angepasst, die den Prozentsatz der Personen angibt, die sich durch Blendung gestört fühlen, bevor die Beschattung aktiviert wird. Dieser Wert wurde von 60 % auf 30 % reduziert. Das bedeutet, dass die Jalousien ausfahren, sobald 30 % der Personen Blendung wahrnehmen. Die Beschattungssteuerung wurde anschließend über Erweiterungen → OpenStudio-Benutzerskripte → Modellelemente ändern oder hinzufügen → Beschattungssteuerung hinzufügen hinzugefügt. Ein neues Rollo wurde erstellt und seine Eigenschaften mit dem OpenStudio-Inspektor überprüft. Es stehen verschiedene Beschattungsstrategien zur Verfügung; hier wurden jedoch die Standardeinstellungen verwendet. Die Beschattungssteuerung wurde dann den entsprechenden Fensterflächen im Raum zugewiesen. Anschließend wurde die Radiance-Messung in OpenStudio angewendet, die sich unter „Elektrische Beleuchtung“ → „Steuerung der elektrischen Beleuchtung“ befindet. Es standen zwei Versionen zur Verfügung: eine, die mit der Building Component Library (BCL) verknüpft war, und eine neuere Version, die von GitHub heruntergeladen und als „Meine“ Messung gespeichert wurde. Die neuere Version wurde in den Workflow gezogen und mit den Standardeinstellungen gespeichert. Für die Ausführung der Radiance-Messung müssen sowohl Radiance als auch Strawberry Perl auf dem Computer installiert sein. Radiance wurde von Radiance-Online.org heruntergeladen und mit der Option installiert, es dem Systempfad hinzuzufügen. Strawberry Perl (32-Bit) wurde ebenfalls installiert. Nach der Installation wurde der Computer neu gestartet, was für die erfolgreiche Durchführung der Simulation erforderlich ist. Nach dem Start der Simulation führte Radiance zunächst die Beleuchtungs- und Verschattungsberechnungen durch und übergab die Ergebnisse anschließend an EnergyPlus für die vollständige Gebäudesimulation. Während dieses Prozesses wurden die Tageslichtsteuerungen von EnergyPlus vorübergehend deaktiviert, um zu verhindern, dass sie die Radiance-Ergebnisse überschreiben. Die Radiance-Ausgabedateien wurden über den Projektordner, genauer gesagt über das Verzeichnis „Radiance Daylighting Measure Copy“, aufgerufen. Zu den wichtigsten Ausgabedateien gehörten SQL- und CSV-Dateien. Die SQL-Datei wurde mit DView geöffnet und zeigte die jährlichen Beleuchtungsstärketrends, einschließlich der direkten Normalbeleuchtungsstärke, der globalen Horizontalbeleuchtungsstärke, der Werte des Tageslichtsensors und der durchschnittlichen Beleuchtungsstärke aus der Beleuchtungsstärkekarte. Der Tageslichtsensor zeigte eine geringere Beleuchtungsstärke als der Kartendurchschnitt, da er nur einen einzelnen Punkt misst, während die Karte mehrere Punkte im Raum mittelt. Dies unterstreicht die Bedeutung der korrekten Sensorplatzierung. Der Sollwert für die Beleuchtungsstärke lag bei etwa 46 Foot-Candles (495 Lux), und die Ergebnisse zeigten, dass dieser Wert im Allgemeinen eingehalten wurde. Zusätzliche Ansichten wie tägliche Heatmaps und monatliche Profile waren ebenfalls verfügbar, zusammen mit detaillierten Statistiken in der CSV-Datei. Damit war die Demonstration der Verwendung von Tageslichtsteuerung, Beleuchtungsstärkekarten, Blendungssensoren, Beschattungssteuerung und der Durchführung der Radiance-Messung in OpenStudio abgeschlossen. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie den Kanal.
17. OpenStudio SketchUp – Thermische Zonen automatisch zuweisen
Im heutigen Video verwenden wir das OpenStudio-Benutzerskript: Hinzufügen neuer Thermalzonen für Räume ohne Thermalzone.
Guten Tag. Heute zeigen wir Ihnen einen praktischen Tipp: Wie Sie mit wenigen Klicks allen Räumen gleichzeitig Wärmezonen zuweisen. Los geht's! Wählen Sie zunächst das Modell aus. Gehen Sie dann im Menü auf „Erweiterungen“, anschließend auf „OpenStudio-Benutzerskripte“, dann auf „Modellelemente ändern oder hinzufügen“ und wählen Sie „Neue Wärmezone für Räume ohne Wärmezone hinzufügen“. Klicken Sie darauf und warten Sie kurz. Alle Räume sind nun mit Wärmezonen versehen. Beachten Sie, dass manche Wärmezonen ähnliche Farben haben können, vom Programm aber als unterschiedliche und eindeutige Zonen erkannt werden. Das war unser heutiger Tipp, wie Sie die Modellierzeit verkürzen, indem Sie allen Räumen, die noch keine Wärmezone haben, eine zuweisen. Vielen Dank! Wir freuen uns über ein Like und ein Abo.
18. OpenStudio SketchUp – Hinzufügen von Überhangelementen mit wenigen Klicks
Im heutigen Video fügen wir mit wenigen Klicks Überhangelemente zu allen oder ausgewählten Teilflächen des Modells hinzu. Diese Elemente, auch als Markisen, Sonnenschutz oder Außenjalousien bekannt, minimieren die direkte Sonneneinstrahlung auf die Fenster.
Diese Maßnahme trägt zur Reduzierung der Wärmebelastung und damit des Energieverbrauchs von Klimaanlagen bei.
Schauen wir uns also einen weiteren schnellen und nützlichen Tipp an, der mit wenigen Klicks umgesetzt werden kann. Heute fügen wir Fensterüberstände an der Oberseite der Fenster ein. Diese werden auch als horizontale Lamellen, Außenjalousien oder Markisen bezeichnet. Sie sind wichtig, um die direkte Sonneneinstrahlung auf die Fensterflächen zu minimieren und tragen zur Reduzierung der Wärmebelastung bei. Zuerst wählen wir das Modell aus. Markieren Sie die Bereiche, denen wir die Jalousien hinzufügen möchten. Wir wählen alle Bereiche aus. Gehen Sie nun zu Erweiterungen, OpenStudio-Benutzerskripte, Modellelemente ändern oder hinzufügen und wählen Sie Überstände nach Projektionsfaktor hinzufügen. Hier finden Sie Optionen zu den Fensterabmessungen, mit denen wir die Überstandelemente in unserem Modell bearbeiten. Das erste Dialogfeld, Projektionsfaktor, gibt an, wie weit der Überstand von der Wand absteht. Er wird als Prozentsatz der Fensterhöhe angegeben. Ein Wert von 0,5 bedeutet, dass der Überstand 50 % der Fensterhöhe absteht, was seine Länge bestimmt. Der Versatz entspricht dem vertikalen Abstand des Überhangs über dem Fenster, gemessen von der Oberkante des Fensters, und wird als Prozentsatz der Fensterhöhe angegeben. Klicken Sie auf „OK“. Das Ergebnis sieht nun wie folgt aus. Beachten Sie die erstellten Überhangelemente. Diese Elemente wurden anhand der im Dialogfeld festgelegten Eigenschaften generiert. Der zuvor erwähnte Versatz entspricht dem Abstand von der Oberkante des Fensters bis zur Position des Überhangs. Wir ändern diese Werte, um die Funktionsweise der Verknüpfung erneut zu überprüfen. Wählen Sie erneut Ihr Modell aus, klicken Sie auf „Erweiterungen“ und wiederholen Sie die vorherigen Schritte. Da wir bereits Überhänge hinzugefügt haben, müssen wir diese ersetzen. Wir behalten die Größe bei 50 % der Fenster- bzw. Unterflächenhöhe bei und weisen dem Versatzwert 0,2 zu. Wählen Sie nun die Option „Wahr“, um die alten Überhänge durch die neuen zu ersetzen. Klicken Sie auf „OK“. Beachten Sie den vertikalen Abstand. Der Abstand von der Oberkante des Fensters ist nun größer. Wiederholen Sie den Vorgang als Beispiel. Wählen Sie erneut „Wahr“. Dieses Mal entfernen wir den vertikalen Versatz und vergrößern das Überhangelement um weitere 20 %. Der vertikale Abstand ist nun nicht mehr vorhanden, und die Länge des Überhangelements hat sich um 20 % erhöht. Dies war eine kurze Anleitung zur Verwendung des OpenStudio-Benutzerskripts zum Hinzufügen von Überhängen zu Ihren Fenstern. Vielen Dank! Bitte liken und abonnieren.
19. OpenStudio SketchUp – Hinzufügen von Photovoltaik
Heute werden wir Photovoltaikanlagen in das Energiemodell integrieren. Wir werden das Modell für die Integration der Anlage vorbereiten, einige grundlegende Details beim Einfügen beobachten und die Auswirkungen des Flächenanteils der Photovoltaikanlage sowie deren Wirkungsgrad untersuchen.
Guten Tag zusammen, wir sind zurück und beschäftigen uns wieder mit Energiemodellierung. Wir verwenden die SketchUp-Erweiterung für Open Studio. Heute lernen wir, wie man eine einfache Photovoltaikanlage implementiert. Wir werden das Modell ausführen, die Ergebnisse betrachten und einige Vergleiche anstellen. Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist ein System, das Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt – vereinfacht ausgedrückt. Unser Ziel ist es, diese Art von System für unser Modell zu verwenden. Zunächst bereiten wir eine Oberfläche für die Photovoltaikanlage vor. Wir können nicht jede beliebige Oberfläche verwenden. In diesem Skript wenden wir die PV-Anlage auf eine Schattenfläche an. Als ersten Schritt verwenden wir das Werkzeug „Schattierungsflächengruppe erstellen“. Wählen Sie im Modell eine Oberfläche aus, auf die das Schattenelement angewendet werden soll. Dies wird unsere PV-Anlage sein. Bestätigen Sie mit der Eingabetaste. Wir zeichnen die PV-Anlage nicht. Das Schattenelement sollte die gleiche Form wie die Photovoltaikanlage haben. Wenn Sie also an Ihre Photovoltaikanlage denken, achten Sie beim Zeichnen auf deren Form. Um den Ablauf dieses Videos zu vereinfachen, gehen wir nicht auf die optimale Ausrichtung (die beste Ausrichtung für maximale Sonneneinstrahlung) ein. Wir haben das Beschattungselement erstellt. Wichtig ist, dass die dunkelviolette Färbung nach außen zeigt. Falls nicht, muss sie gespiegelt werden. Gehen Sie dazu wie folgt vor: Wählen Sie die Fläche aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie „Flächen umkehren“. Wir extrudieren die Oberfläche zu einem Quader, um ihr Tiefe zu verleihen. (Alternativ können Sie die Fläche mit dem Verschieben-Werkzeug etwas höher positionieren.) Gut. Nun weisen wir die Photovoltaikanlage (PV-Anlage) zu. Wählen Sie die Beschattungsgruppe und anschließend die Fläche aus. Gehen Sie zu „Erweiterungen“, „OpenStudio-Benutzerskripte“, „Modellelemente ändern oder hinzufügen“ und „Photovoltaik hinzufügen“. Es öffnet sich ein Dialogfeld mit drei Optionen. Die erste Option ist die Auswahl eines Lastverteilers. Dies ist die Steuerzentrale für die Messung und Verwaltung der PV-Anlage. Da wir noch keinen Lastverteiler haben, müssen wir ihn erstellen. Lassen Sie diese Einstellung unverändert. Die zweite Option beschreibt, wie viel der Oberfläche mit PV-Zellen bedeckt ist. Wie auf dem Bildschirm angezeigt, legt der Wert fest, dass 100 % der Photovoltaikanlage das Beschattungselement bedecken. Würden wir nur 50 % zuweisen, wäre der Wert 0,5. Das Programm würde dann erkennen, dass nur 50 % der Anlage das Beschattungselement belegen. Wir belassen den Standardwert. Die dritte Option gibt Auskunft über den Wirkungsgrad der PV-Anlage. Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie ist nicht 100 % effizient. Nicht das gesamte Sonnenlicht wird in Strom umgewandelt. Der Standardwirkungsgrad beträgt 20 %. Je nach Hersteller kann der Wirkungsgrad variieren. Wir belassen ihn ebenfalls auf dem Standardwert. Wir klicken auf OK. Sie sehen nun, dass die Photovoltaikanlage dem Gebäude zugewiesen ist. Im Modell könnte sich diese Anlage an jeder beliebigen Position befinden, strategisch ist sie jedoch auf horizontalen Flächen oder in einem bestimmten Winkel positioniert. Dadurch wird die Sonneneinstrahlung optimal genutzt. Der nächste Schritt ist die Simulation. Wir öffnen das Modell in Open Studio, starten die Simulation und werten die Ergebnisse aus. Wir fügen einen Messbericht hinzu, um die von der Photovoltaikanlage erzeugte Energie, den Stromverbrauch des Gebäudes und die von der Photovoltaikanlage erzeugte Energie zu analysieren. Für dieses Modell wurden einfache interne Lasten wie Beleuchtung und elektrische Geräte verwendet. Diese dienen der Überprüfung des Photovoltaikmodells. Der Messbericht ist bereits hinzugefügt. Wir verwenden das internationale Messsystem (Philippinische Version). Starten wir die Simulation. Sie war erfolgreich. Wir werten den Bericht aus. Laut der Gebäudeübersicht hat unser Modell einen Gesamtstrombedarf. Dieser Bedarf wird durch interne Lasten verursacht. Betrachten wir nun die Übersicht der erneuerbaren Energiequellen. Hier sehen wir den Strom, der von der hinzugefügten Photovoltaikanlage erzeugt wird. Die Anlage belegt 100 % der Beschattungsfläche und hat einen Wirkungsgrad von 20 %. Sie kann eine Strommenge von 9.816 kWh erzeugen. Dies ergibt sich aus den zuvor festgelegten Eigenschaften. Wir können dies auch im Leitfaden „Standort- und Quellenübersicht“ sehen. Hier finden wir den Strombedarf des Modells. Darunter ist die „Netto-Standortenergie“ aufgeführt. Sie ergibt sich aus der Differenz zwischen verbrauchter und erzeugter Energie, also der verbrauchten Energie abzüglich der vom Photovoltaiksystem erzeugten Energie. Natürlich sind die Werte bei der Berechnung nicht exakt. Es gibt Verteilungs- und Energieumwandlungsverluste. Diese Verluste summieren sich vom PV-Generator über die elektrischen Leitungen und die Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung bis hin zu den Blindleistungsverlusten im Stromnetz. Diese Faktoren dienen zur Annäherung an die tatsächlichen Werte. Im Allgemeinen sind dies zuverlässige Schätzungen. Wir werden nun die Eigenschaften des Photovoltaiksystems ändern und die Werte im Bericht neu bewerten. Merken wir uns diese erzeugte Strommenge, damit…Wir können dies später vergleichen. Dieser generierte Wert entspricht einem Anteil von 100 % der beschatteten Fläche bei einem Wirkungsgrad der Solarzellen von 20 %. Wir werden diese Werte ändern. Gehen Sie zu „Erweiterungen“, „OpenStudio-Benutzerskripte“, „Modellelemente ändern oder hinzufügen“, „Photovoltaik entfernen“. Entfernen wir zunächst das bestehende System. Klicken Sie auf „Ja“, um es vollständig zu entfernen. Nun weisen wir ein neues Photovoltaiksystem zu. Ändern wir den Anteil der Photovoltaikplatte. Der Wirkungsgrad bleibt bei 20 %, damit wir die Werte mit den bereits vorhandenen vergleichen können. Klicken Sie auf „OK“. Speichern Sie das Modell und öffnen Sie es erneut in Open Studio. Simulieren wir nun erneut. Wir waren wieder erfolgreich. Wir werten den Bericht erneut aus. Das System erzeugte 4.908 kWh elektrische Energie. Dieser Wert entspricht genau der Hälfte der zuvor erzeugten Energie. Durch die Reduzierung des Photovoltaiksystems um 50 % reduziert sich auch die erzeugte Strommenge um 50 %, genau wie im Bericht angegeben. Wir beschäftigen uns nun mit dem Wirkungsgrad. Standardmäßig verwendet das Programm einen Wirkungsgrad von 20 %. Wir werden den Wirkungsgrad erhöhen, um neue Werte für die elektrische Energie zu erhalten. Dazu bearbeiten wir die Daten erneut. Bei jeder Bearbeitung müssen Sie wie zuvor auf die Oberfläche klicken und das bestehende System entfernen. Dadurch können Sie ein neues System einrichten. Diesmal ändern wir nicht den Flächenanteil, sondern den Wirkungsgrad. Wir erhöhen den Wirkungsgrad unseres Systems um weitere 20 %, sodass er insgesamt 40 % beträgt. Wir klicken auf OK und speichern die Datei. Anschließend öffnen wir sie erneut in Open Studio (Sie können die Datei suchen oder einfach „Auf gespeicherte Version zurücksetzen“ verwenden). Die Datei ist nun wieder geöffnet. Wir untersuchen den Einfluss des Wirkungsgrads der Photovoltaikanlage. Wir starten die Simulation erneut. Die Simulation ist abgeschlossen. Betrachten wir nun die Ergebnisse. Unter „Zusammenfassung der erneuerbaren Energiequellen“ sehen wir, dass die erzeugte elektrische Energie nun etwa 19.633 kWh beträgt. In der ersten Simulation mit einer Flächenbelegung von 100 % und einem Wirkungsgrad von 20 % erzielten wir einen Wert von 9.816 kWh. Der Wert der Stromerzeugung ist gestiegen, was durch die diesmal verwendete Wirkungsgradsteigerung von 20 % erklärt wird. Unsere Änderungen haben die Simulation also eindeutig beeinflusst. Das ist im Prinzip alles. So lassen sich Photovoltaikanlagen in Energiemodelle integrieren. Bei der Planung einer Photovoltaikanlage sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Mit diesem SketchUp OpenStudio-Benutzerskript können Sie die Abmessungen und grundlegenden Leistungsparameter einer PV-Anlage einfach anpassen. So können Sie die Leistung einer Photovoltaikanlage schnell bewerten. Vielen Dank! Abonnieren Sie den Kanal, genießen Sie die Videos und aktivieren Sie die Benachrichtigungen, um über neue Videos informiert zu werden.
20. OpenStudio SketchUp – Alles über die Schattierung von Oberflächen
Wir werden die drei im Video vorgestellten Kategorien von Beschattungselementen und deren jeweilige Anwendungsbereiche erläutern. Anschließend werden wir den Beschattungselementen Baumaterialien und Lichtdurchlässigkeitsdiagramme zuordnen. Das Modell wird simuliert und die Eigenschaften werden im HTML-Bericht ausgewertet, den das Programm nach der Simulation bereitstellt.
In diesem Video untersuchen wir die drei Kategorien von Verschattungsflächen, die in Energiesimulationen verwendet werden, und demonstrieren verschiedene OpenStudio-Benutzerskripte, bevor wir eine vollständige Simulation durchführen. Zunächst weisen wir Verschattungsflächen mit dem Werkzeug „Neue Verschattungsflächengruppe“ zu. Wir erstellen eine Dachtraufe mit dem Linienwerkzeug und anschließend ein Nachbargebäude als rechteckige Verschattungsfläche. Außerdem erstellen wir mit dem Rechteckwerkzeug einen Baum vor dem Gebäude, schneiden ihn aus und positionieren ihn näher am Gebäude. In diesem Stadium enthält das Modell drei Verschattungsflächen: die Dachtraufe, ein Nachbargebäude und einen Baum. Anschließend fügen wir mithilfe eines Benutzerskripts horizontale Fensterjalousien hinzu. Der Projektionsfaktor wird auf 0,5 (50 % der Fenstergröße) und der Versatz auf null gesetzt, sodass die Jalousie oben am Fenster platziert wird. Der Farbunterschied zwischen den Verschattungselementen ist beabsichtigt und zeigt an, dass das Programm verschiedene Verschattungstypen erkennt. Anschließend erläutern wir die drei im Inspektor-Werkzeug verfügbaren Verschattungsflächentypen: Standort, Gebäude und Raum. Beschattungselemente vom Gelände repräsentieren Objekte außerhalb des Gebäudes, wie z. B. Nachbargebäude und Bäume, und drehen sich nicht mit dem Gebäude. Gebäudespezifische Beschattungselemente, wie z. B. Dachvorsprünge, sind Teil des Gebäudes und drehen sich mit ihm. Raumspezifische Beschattungselemente sind bestimmten Räumen zugeordnet, wodurch die Bearbeitung mehrerer, einem Raum zugeordneter Beschattungselemente vereinfacht wird. Zur besseren Übersichtlichkeit in OpenStudio werden die Beschattungselemente entsprechend umbenannt. Nach der Definition dieser Typen wird das Modell in die OpenStudio-Anwendung exportiert, wo die Geometrieintegrität geprüft wird, um sicherzustellen, dass alle Beschattungselemente korrekt platziert sind. Im Reiter „Einrichtungen“ unter dem Unterreiter „Beschattung“ werden alle Beschattungselemente aufgelistet, einschließlich einiger leerer Elemente, die die Simulation nicht beeinflussen. Anschließend weisen wir den Beschattungselementen Baumaterialien zu. Im Reiter „Konstruktionen“ werden für jeden Beschattungstyp neue Konstruktionen erstellt. Dem Nachbargebäude (Standorttyp) wird das Material Beton zugewiesen, dem Baum (Standorttyp) Holz, dem Dachvorsprung (Gebäudetyp) ebenfalls Beton und den außenliegenden Fensterbeschattungen (Raumtyp) Metall. Diese Konstruktionen werden anschließend den entsprechenden Beschattungselementen im Reiter „Einrichtungen“ zugewiesen. Obwohl es sich hierbei um Näherungswerte handelt, ermöglicht OpenStudio die detaillierte Bearbeitung von Materialien und den Zugriff auf umfangreiche Bibliotheken. Nach der Zuweisung der Konstruktionen erstellen wir einen Transmissionsverlauf für den Baum, um die saisonalen Veränderungen des Laubs abzubilden. Ein fraktionaler Verlauf namens „Baum“ wird mit einer Standardtransmission von 0,9 erstellt, die zwischen dem 20. März und dem 23. September auf 0,1 reduziert wird, um die volle Belaubung darzustellen, und an Winter- und Sommertagen auf 1,0 gesetzt wird, um laublose Bedingungen abzubilden. Abschließend werden die Einstellungen für die Solarverteilung in der Simulationssteuerung so konfiguriert, dass sowohl Außen- als auch Innenreflexionen berücksichtigt werden. Der Transmissionsverlauf wird dem Baum und den relevanten Beschattungselementen zugewiesen. Das Modell wird anschließend erfolgreich simuliert, und die Ergebnisse werden im generierten HTML-Bericht überprüft. Der Bericht zeigt die Werte für die sichtbare solare Reflexion und Transmission aller Beschattungselemente, einschließlich außenliegender Fensterjalousien, benachbarter Gebäude und Vegetation. Diese Eigenschaften beeinflussen direkt die Energiebilanz und die Gesamtleistung des Gebäudes. Das Video schließt mit einer Erläuterung, wie sich Beschattungselemente und ihre Eigenschaften auf die Ergebnisse der Energiemodellierung auswirken, und ermutigt die Zuschauer, den Kanal zu abonnieren, Benachrichtigungen zu aktivieren und zukünftigen Tutorials zu folgen.
21. OpenStudio SketchUp – Storys zuweisen
In diesem Video stellen wir eine schnelle und effiziente Methode zur Charakterisierung der Geschosse eines Gebäudes vor. Zur Charakterisierung der Geschosse verwenden wir ein weiteres Benutzerskript.
In diesem Kurztipp stellen wir ein weiteres nützliches Werkzeug aus den OpenStudio-Benutzerskripten vor. Im Fokus dieses Videos steht die schnelle Zuweisung von Geschossnummern (auch Stockwerke genannt) zu einem Gebäudemodell. Zunächst überprüfen wir, ob bereits Geschossnummern vergeben sind, indem wir das Inspektorfenster maximieren und jede Etage einzeln prüfen. Wir stellen fest, dass das Erdgeschoss, die Zwischengeschosse und das oberste Geschoss bereits nummeriert sind. Um das Werkzeug jedoch korrekt zu demonstrieren, gehen wir davon aus, dass diese Zuweisungen während der Modellierung vergessen wurden. Um von vorne zu beginnen, entfernen wir alle vorhandenen Geschosszuweisungen, sodass das Modell keine definierten Geschossnummern mehr aufweist. Nachdem wir die Geschosszuweisungen entfernt haben, kehren wir zum ersten Schritt zurück. Wir wählen das gesamte Modell aus und minimieren das Inspektorfenster. Anschließend navigieren wir im Menü „Erweiterungen“ zu „OpenStudio-Benutzerskripte“ und wählen dann „Modellelemente ändern oder hinzufügen“. Aus dieser Liste wählen wir das Werkzeug zur Zuweisung von Geschossnummern. Nach der Auswahl warten wir kurz, bis das Programm das Modell automatisch verarbeitet und die Geschossnummern zuweist. Als Nächstes überprüfen wir die Ergebnisse, indem wir das Inspektorfenster erneut maximieren. Wir sehen, dass die Geschosse dem Modell nun korrekt zugeordnet wurden. Das Tool hat die Anzahl der Geschosse im Gebäude automatisch erkannt und sie entsprechend zugeordnet. Das Programm hat festgestellt, dass dieses Gebäude vier Geschosse hat, und die Zuordnung erfolgte ohne manuelle Eingabe. Obwohl diese automatisierte Methode Zeit spart, können die Geschosszuordnungen bei Bedarf auch manuell angepasst werden. Einzelne Räume können ausgewählt und mithilfe der Checkbox im Inspektor eine andere Geschossnummer zugewiesen werden, beispielsweise ein Raum im fünften Stock. Diese Flexibilität ermöglicht je nach Projektanforderungen sowohl eine automatische als auch eine manuelle Steuerung. Das Video schließt mit dem Hinweis, den Kanal zu abonnieren, die Videos zu liken und Benachrichtigungen zu aktivieren, um über neue Inhalte informiert zu bleiben.
22. OpenStudio SketchUp – Ursprünge bereinigen
In diesem Tutorial wird eine weitere Funktion der Benutzerskript-Erweiterung behandelt. Wir lernen, wie man den verfügbaren Platz an den benötigten Platz anpasst. Es ist ein praktisches Werkzeug, dessen Verwendung jedoch mit Bedacht erfolgen sollte.
Beginnen wir ein weiteres Video der Reihe „Benutzerskripte“. Wie wir wissen, sind Benutzerskripte wichtige Werkzeuge, die Zeit sparen und die Effizienz von Arbeitsabläufen verbessern. Sie sind oft sehr effektiv; dennoch ist Vorsicht bei ihrer Verwendung geboten. In unserem heutigen Beispiel haben wir ein Gebäudemodell, dessen Raumursprünge weit außerhalb der tatsächlichen Räume liegen. Dies ist zwar hauptsächlich ein visuelles Problem, kann aber verwirrend sein und die Arbeit mit dem Modell erschweren. Eine schnelle Lösung für dieses Problem bietet die Erweiterung „Benutzerskripte“ mit dem Werkzeug „Ursprünge bereinigen“. Bevor wir dieses Verfahren anwenden, speichern wir das Modell und prüfen es auf Fehler oder Warnungen. In diesem Fall gibt es keine Fehler oder Warnungen im Projekt. Obwohl dieses Verfahren auf einen einzelnen Raum angewendet werden kann, wenden wir es auf alle Räume im Modell an, da viele Räume korrigiert werden müssen. Dazu wählen wir das Modell aus, gehen zu Erweiterungen, OpenStudio-Benutzerskripte, Modellelemente ändern oder hinzufügen und wählen „Ursprünge bereinigen“. Sobald das Programm den Befehl ausgeführt hat, kann das Modell zunächst etwas verwirrend wirken, was aber in der Regel kein Problem darstellt. Anschließend speichern wir das Modell und öffnen es erneut. Nach dem erneuten Öffnen sind alle Raumursprünge korrigiert und so angepasst, dass sie korrekt in ihre jeweiligen Räume passen. Es ist sehr wichtig, auf eventuell auftretende Fehler zu achten. Die Überprüfung auf diese Fehler ist unerlässlich. Um die Ergebnisse zu verifizieren, verwenden wir das Inspektor-Tool und prüfen alle Fehlerinformationen, um sicherzustellen, dass keine Verzerrungen oder unbeabsichtigten Änderungen im Modell aufgetreten sind. Die Behebung von Fehlern ist entscheidend, um Probleme während der Simulationen zu vermeiden. Dies ist das Ende eines weiteren Videos aus der Reihe „Benutzerskripte“. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und vergessen Sie nicht, den Kanal zu abonnieren.
23. OpenStudio SketchUp – Ausgewählte Bereiche in ein neues externes Modell exportieren
In dieser Folge besprechen wir das OpenStudio-Benutzerskript „Ausgewählte Räume in ein neues externes Modell exportieren“. Es dient dazu, Geometrie- und Raumtypinformationen in ein völlig neues, separates OpenStudio-Modell zu exportieren, um verschiedene thermische Zonierungsmuster und/oder HLK-Systeme weiter zu analysieren.
Heute geht es um ein weiteres nützliches Benutzerskript. Sie finden es unter Erweiterungen > OpenStudio-Benutzerskripte > Modellelemente ändern oder hinzufügen. Es heißt „Ausgewählte Räume in ein neues externes Modell exportieren“. In diesem Beispiel haben wir ein Modell mit verschiedenen Räumen. In der OSM-Datei sehen wir, dass eine Wetterdatei, Zeitpläne, Baumaterialien, Personenlasten, Beleuchtungslasten und Gaslasten zugewiesen sind. Außerdem enthält sie spezifische Raumtypen, und im Abschnitt „Räume“ sehen wir, dass die Räume bereits zugewiesen wurden. Zusätzlich wurden einige thermische Zonen zugewiesen, die wiederum mit HLK-Systemen verknüpft sind. Dadurch ist das Modell vollständig. Wenn Sie einige oder sogar alle dieser Räume in ein separates Modell exportieren möchten, um ein anderes thermisches Zonenmuster zu erstellen oder andere HLK-Systeme zuzuweisen, ermöglicht Ihnen dieses Benutzerskript genau das. Sie können mehrere Räume auswählen und exportieren oder alle Räume auswählen und zur weiteren Analyse in ein externes Modell exportieren. In diesem Fall wählen wir alle Räume im Obergeschoss aus und exportieren sie in eine separate Datei, um sie zu analysieren und ihnen jeweils ein anderes HLK-System zuzuweisen. So können wir untersuchen, wie sich dieses Geschoss unter verschiedenen Bedingungen verhält. Wir gehen zu „Benutzerskripte“, dann zu „Modellelemente ändern oder hinzufügen“ und wählen „Ausgewählte Räume in ein neues externes Modell exportieren“. Das Programm meldet, dass der Vorgang erfolgreich war und ein neues Modell mit 36 Räumen erstellt wurde. Beim Öffnen des neuen Modells sehen wir, dass die 36 Räume exportiert wurden. Die Raumtypen sowie die zugehörigen Personen und Beleuchtungslasten sind enthalten. Die Geometrie bestätigt den Export des Obergeschosses. Im Reiter „Thermische Zonen“ stellen wir jedoch fest, dass keine thermischen Zonen und im Reiter „HLK“ keine HLK-Systeme exportiert wurden. Dieses neue Modell kann als Ausgangsmodell für die Analyse des Obergeschosses dienen. Es ermöglicht Ihnen, neue thermische Zonen und HLK-Systeme zuzuweisen und das Systemverhalten unter verschiedenen Parametern zu untersuchen. So exportieren Sie Geometrie in ein anderes Modell mithilfe von Erweiterungen, OpenStudio-Benutzerskripten, Modellelementen ändern oder hinzufügen und „Ausgewählte Bereiche in ein neues externes Modell exportieren“. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie.
24. OpenStudio SketchUp – Bereiche aus externer Datei zusammenführen
In dieser Folge besprechen wir das OpenStudio-Benutzerskript „Räume aus externer Datei zusammenführen“. Es dient dazu, Geometrie- und Raumtypinformationen in ein bestehendes OpenStudio-Modell für weitere Analysen zu importieren. Diese Funktion ist nützlich, um Gebäude zu einem großen Campusmodell zusammenzufassen und so gemeinsam genutzte HLK-Systeme wie eine zentrale Heizungs- oder Klimaanlage zu analysieren.
Heute geht es um ein weiteres nützliches Benutzerskript. Sie finden es unter Erweiterungen > OpenStudio-Benutzerskripte > Modellelemente ändern oder hinzufügen. Es heißt „Ausgewählte Räume in ein neues externes Modell exportieren“. Wir sehen hier ein Modell mit verschiedenen Räumen. In der OSM-Datei sind eine Wetterdatei, Zeitpläne, Baumaterialien, Personen, Beleuchtung und Gasverbraucher enthalten. Außerdem sind spezifische Raumtypen definiert, die im Bereich „Räume“ zugewiesen sind. Sie sehen auch die zugewiesenen thermischen Zonen und die zugehörigen HLK-Systeme. Damit ist das Modell vollständig. Um einzelne oder alle Räume in ein separates Modell zu exportieren und beispielsweise eine andere thermische Zoneneinteilung oder andere HLK-Systeme zu erstellen, können Sie diese Funktion nutzen. Sie können mehrere Räume auswählen und in ein externes Modell exportieren oder alle Räume für weitere Analysen. In diesem Beispiel wählen wir alle Räume im Obergeschoss aus und exportieren sie in eine separate Datei, um sie zu analysieren und ihnen verschiedene HLK-Systeme zuzuweisen. So können wir die Funktionsweise des Erdgeschosses in verschiedenen Szenarien untersuchen. Gehen Sie zu „Benutzerskripte“, dann zu „Modellelemente ändern oder hinzufügen“ und wählen Sie „Ausgewählte Räume in ein neues externes Modell exportieren“. Das Programm meldet, dass der Export erfolgreich war und ein neues Modell mit 36 Räumen erstellt wurde. Beim Öffnen des neuen Modells sehen Sie, dass die 36 Räume exportiert wurden. Dies umfasst die Raumtypen sowie die zugehörigen Personen- und Beleuchtungslasten. Die Geometrie zeigt, dass das Obergeschoss exportiert wurde. Im Reiter „Thermische Zonen“ sind jedoch keine thermischen Zonen und im Reiter „HLK“ keine HLK-Systeme exportiert. Dieses Modell dient als Ausgangsbasis für die Analyse des Obergeschosses. Hier können Sie neue thermische Zonen und HLK-Systeme zuweisen und separate Simulationen durchführen, um die Funktionsweise des Systems mit verschiedenen Parametern zu untersuchen. So exportieren Sie Geometrie in ein anderes Modell mithilfe von Erweiterungen, OpenStudio-Benutzerskripten, Modellelementen ändern oder hinzufügen und „Ausgewählte Bereiche in ein neues externes Modell exportieren“. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie.
25. Gebäudeenergiemodellierung in OpenStudio – Fehlerbehebung 2
In dieser Episodenreihe behandeln wir häufig auftretende Simulationswarnungen und -fehler, die in der EnergyPlus-Datei eplusout.err zu finden sind. Wir gehen auf diese Fehler ein und zeigen gängige Lösungsansätze auf.
In dieser Reihe behandle ich viele der häufigsten Fehler, die beim erstmaligen Ausführen von OpenStudio-Modellen auftreten können. Es ist sehr frustrierend, beim Ausführen eines Modells die Fehlermeldung „Simulation konnte nicht ausgeführt werden“ zu erhalten. Oftmals liegt dies an fehlerhaften Eingaben im Programm. Informationen zu diesen Fehlern finden Sie auf YouTube, indem Sie „OpenStudio“ gefolgt von der Fehlermeldung eingeben. Geben Sie beispielsweise „Angeforderte Anzahl an Zeitschritten ist kleiner als“ ein und drücken Sie die Eingabetaste. Die Videountertitel finden Sie in der Beschreibung. Viele dieser Fehlercodes finden Sie, indem Sie „OpenStudio“ und den Fehlertext eingeben. Wenn ich den Fehler erkläre, sollten Sie ihn auch finden können. Der eben eingegebene Fehler ist beispielsweise in der Beschreibung und in den Untertiteln zu sehen. Ein Klick darauf führt Sie direkt zum Video, das den Fehler „Angeforderte Anzahl an Zeitschritten ist kleiner als das empfohlene Minimum“ behandelt. Los geht’s. Öffnen Sie den Ordner mit der OpenStudio-Datei. Hier befindet sich unsere OpenStudio-Datei, die OSM-Datei. Es wird außerdem ein Ordner mit einer großen Menge an Ausgabeinformationen erstellt. Öffnen Sie diesen Ordner, wechseln Sie in das Ausführungsverzeichnis und suchen Sie nach der Datei „eplusout.err“ (eine „.err“-Datei). Sie können diese Datei mit einem Texteditor öffnen, wie in früheren Videos zur Fehlerbehebung beschrieben. Sie werden feststellen, dass mehrere Warnungen und einige schwerwiegende Fehler vorhanden sind. Normalerweise führen schwerwiegende Fehler zu Simulationsfehlern. Es gibt jedoch einige Warnungen, die Ihr Modell erheblich beeinträchtigen können und daher nicht ignoriert werden sollten. EnergyPlus führt eine Simulation in der Regel auch bei einfachen Warnungen fort, einige Warnungen sollten jedoch als schwerwiegende Fehler behandelt werden, selbst wenn die Simulation erfolgreich abgeschlossen wird. Die erste Warnung lautet: „CheckEnvironmentSpecifications: SimulationControl hat die Durchführung von Auslegungstagsimulationen angegeben, aber es wurden keine Auslegungsumgebungen angegeben.“ Wenn wir zum Modell zurückkehren und uns die Registerkarte „Standort“ und die Informationen zu den Auslegungstagen ansehen, sehen wir, dass keine Auslegungstage angegeben wurden. Diese Auslegungstage repräsentieren die extremsten Sommer- und Wintertemperaturen. Da keine angegeben wurden, trat der Simulationsfehler für Auslegungstage auf. Um dies zu beheben, müssen wir eine Auslegungstagsdatei importieren, die von der EnergyPlus-Website heruntergeladen werden kann. Außerdem wird ein weiterer Fehler angezeigt, der besagt, dass Wettersimulationen zwar angegeben, aber keine Wetterdatei zugewiesen wurden. Ein Blick in das Modell bestätigt, dass keine Wetterdatei festgelegt wurde. Die Fehlerdatei enthält schwerwiegende Fehler, die darauf hinweisen, dass eine Wettersimulation angefordert, aber keine Wetterdatei angehängt wurde und dass beim Abrufen einer neuen Umgebung Fehler aufgetreten sind. Am Ende der Fehlerdatei zeigt eine Zusammenfassung die Anzahl der schwerwiegenden Fehler und Warnungen an. Nachdem wir die Wetterdatei und die Auslegungstage hinzugefügt haben, führen wir die Simulation erneut aus, und sie wird erfolgreich abgeschlossen. Betrachten wir nun die Fehlerdatei erneut. Die vorherigen Fehler sind behoben, aber es sind noch weitere Warnungen vorhanden. Die erste Warnung erwähnt die Zeitpläne „IMMER AUS DISKRET“ und „IMMER AN KONTINUIERLICH“. Wenn wir in der OSM-Datei mit einem Texteditor danach suchen, werden keine Ergebnisse angezeigt, da diese Zeitpläne nicht in der OSM-Datei gespeichert sind. Sie werden automatisch hinzugefügt, wenn OpenStudio das Modell in EnergyPlus übersetzt. Diese Warnungen sind nicht wichtig und können ignoriert werden. Die nächste Warnung weist auf 11 nominell ungenutzte Konstruktionen hin und empfiehlt die Verwendung von „Ausgabe:Diagnose“ mit der Option „Zusätzliche Warnungen anzeigen“. In neueren Versionen von OpenStudio befindet sich diese Option im Menü „Simulationseinstellungen“. Wir aktivieren die Anzeige zusätzlicher Warnungen und führen die Simulation erneut aus. Nach dem Neuladen der Fehlerdatei werden nun die 11 ungenutzten Konstruktionen aufgelistet. Auf der Registerkarte „Konstruktionen“ sehen wir, dass diese Konstruktionen Teil eines Konstruktionssatzes sind. Da sie verwendet werden sollten, prüfen wir, ob der Konstruktionssatz auf Raumtypen angewendet wird. Er wird auf Gebäudeebene, aber nicht auf Raumtypebene angewendet. Auf der Registerkarte „Thermische Zonen“ stellen wir fest, dass keine thermischen Zonen zugewiesen sind. Dies ist problematisch, da EnergyPlus nur thermische Zonen, nicht aber Räume simuliert. OpenStudio gruppiert Räume in thermische Zonen, und diese Zonen werden an EnergyPlus übergeben. Ohne thermische Zonen ist das Modell im Wesentlichen leer. Wir erstellen eine thermische Zone, weisen ihr alle Räume zu und führen die Simulation erneut aus. Danach verschwinden die Warnungen zu den ungenutzten Konstruktionen. Es erscheint eine neue Fehlermeldung, die besagt, dass die angeforderte Anzahl an Zeitschritten unter dem empfohlenen Minimum von vier liegt. Dies bezieht sich auf das im EnergyPlus Input/Output Reference-Handbuch beschriebene Timestep-Objekt. Wir gehen in OpenStudio zum Reiter „Simulationseinstellungen“ und ändern die Anzahl der Zeitschritte pro Stunde von eins auf vier, was zu 15-Minuten-Zeitschritten führt. Nach erneutem Ausführen der Simulation ist dieser Fehler behoben. Eine weitere Warnung erscheint bezüglich ManageSizing und dem Fehlen von Sizing:Zone-Objekten. Das Input/Output Reference-Handbuch erklärt, dass Sizing:Zone-Objekte für die Zonendimensionierungsberechnungen erforderlich sind.Diese Fehler treten auf, wenn HLK-Systeme vorhanden sind. Ein Blick auf den Reiter „Thermische Zonen“ zeigt, dass keine HLK-Systeme, Luftkreisläufe oder Zonengeräte zugewiesen sind. Weitere Fehler weisen auf fehlende Fernwärme- und Fernkältezähler hin, da keine HLK-Geräte zur Messung vorhanden sind. Um dies zu beheben, aktivieren wir die idealen Luftlasten für die thermische Zone, wodurch eine ideale Heizung und Kühlung gewährleistet wird. Nach erneutem Ausführen der Simulation sind die Dimensionierungsfehler verschwunden. Eine weitere Warnung erscheint bezüglich der nicht angegebenen Bodentemperaturen. EnergyPlus verwendet standardmäßig eine Bodentemperatur von 18 °C, was für die meisten Modelle akzeptabel ist. Diese Warnung ist nicht kritisch und wird die Simulation nur bei extremen Klimabedingungen wesentlich beeinträchtigen. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
26. Gebäudeenergiemodellierung in OpenStudio – Fehlerbehebung 3
In dieser Episodenreihe behandeln wir häufig auftretende Simulationswarnungen und -fehler, die in der EnergyPlus-Datei eplusout.err zu finden sind. Wir gehen auf diese Fehler ein und zeigen gängige Lösungsansätze auf.
Betrachten wir die nächste Warnung in unserer eplusout.err-Datei. Sie lautet: „Warnung CheckConvexivity: Zone="Thermal Zone 1". Sie gibt an, welche Oberfläche relevant ist. Sie ist nicht konvex. Was ist Konvexität? Was ist konvex und was ist nicht konvex? Wir kopieren diesen Text und suchen ihn im EnergyPlus-Ein-/Ausgabe-Referenzhandbuch. Dort finden Sie folgende Informationen. Diese beschreiben die Konvexität. Sie erklären, dass die Konvexität Ihr Modell nur dann wesentlich beeinflusst, wenn Sie „FullInteriorAndExterior“ oder „FullInteriorAndExteriorWithReflections“ verwenden. Was bedeuten diese Auswahlen in OpenStudio? Gehen Sie zum Reiter „Simulationseinstellungen“ > „Simulationssteuerung“ > „Solarverteilung“. Hier können Sie festlegen, wie EnergyPlus das Modell simuliert. Aktuell ist nur „FullExterior“ ausgewählt. Dadurch werden lediglich die Energieeffekte der Sonne beim Auftreffen auf Außenflächen modelliert. Sonnenreflexionen durch Fenster und von Böden und Wänden werden nicht berücksichtigt. Um die vollständigen Sonneneinstrahlungseffekte zu modellieren, die durch Fenster dringen und von den Innenwänden reflektiert werden, wählen Sie „Vollständiger Innen- und Außenbereich“ oder „Vollständiger Innen- und Außenbereich mit Reflexionen“. Bei der Modellierung von „Vollständiger Außenbereich“ müssen Sie sich keine Gedanken über die Nichtkonvexität machen. Betrachten wir nun genauer, was Konvexität bedeutet. Kurz gesagt, werden hier konvexe und nichtkonvexe Bereiche dargestellt. Definition Konvexe Zone: Ein Lichtstrahl durchdringt beim Eintritt und Austritt aus der Zone nur zwei Oberflächen. Definition Nichtkonvexe Zone: Ein Lichtstrahl durchdringt mehr als zwei Oberflächen. Beispiel: Dieser Lichtstrahl durchdringt diese Wand hier und tritt möglicherweise durch diese Wand hier wieder aus. Er durchdringt nur zwei Oberflächen. Dieser Strahl hingegen durchdringt möglicherweise dieses Fenster hier, tritt durch diese Wand aus, tritt durch dieses Fenster ein und tritt dann möglicherweise auch durch diese Wand aus. Es ist nicht konvex, weil es tatsächlich eine, zwei, drei oder vier Flächen durchläuft. Das ist die Definition einer konvexen thermischen Zone. Und einer nicht konvexen thermischen Zone. Wenn Sie sich unser Gebäude ansehen, sehen Sie, dass es viele Räume gibt, die jedoch alle in einer einzigen thermischen Zone zusammengefasst sind. Diese eine thermische Zone – all diese Räume werden zu einer großen thermischen Zone zusammengefasst und an EnergyPlus übermittelt. Sie sehen, dass unser Gebäude tatsächlich ziemlich nicht konvex ist. Wenn Sie eine Linie von einer Seite der Zone zur anderen ziehen, sehen Sie, dass sie mehrere Flächen durchläuft. Genau das besagt diese Warnung. Wenn Sie nicht konvexe Zonen haben, erhalten Sie eine Warnung. Es gibt auch nicht konvexe Flächen. Wie bereits erwähnt, müssen Sie sich bei der Modellierung der gesamten Außenfassade keine Gedanken über diese Nichtkonvexitätsfehler machen. Lassen Sie uns nun konvexe und nicht konvexe Flächen besprechen. Dies bedeutet, dass wir eine nicht-konvexe Fläche mit der Nummer 100 haben. Wir können diese Fläche in unserer .osm-Datei und in SketchUp suchen. Sie sehen, dass diese Fläche fünf Eckpunkte hat und hervorgehoben ist. Liegen die Eckpunkte nicht in derselben Ebene, kann EnergyPlus die Simulation nicht korrekt verarbeiten. Dies ist kein schwerwiegender Fehler, es sei denn, die Fläche ist stark gekrümmt. Um das Problem zu beheben, verbinden Sie die Eckpunkte zu Dreiecken. Laden Sie nach der Bearbeitung der Flächen das Modell in OpenStudio neu und führen Sie die Simulation erneut aus. Die Fehler sind nun behoben. Die nächste Warnung weist auf extrem nahe beieinander liegende Eckpunkte hin. EnergyPlus behebt dies automatisch, indem ein Eckpunkt entfernt wird. Dies hat keine wesentlichen Auswirkungen auf das Modell. Sie können das Problem beheben, indem Sie die Eckpunkte etwas weiter auseinander verschieben. Laden Sie nach der Behebung dieser Probleme die Simulation erneut und führen Sie sie erneut aus. Die Simulation ist erfolgreich und die Fehler sind behoben. Das war's für heute. Wir werden diese Videoreihe zur Fehlerbehebung in zukünftigen Folgen fortsetzen. Vielen Dank! Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
27. Gebäudeenergiemodellierung in OpenStudio – Fehlerbehebung 4
In dieser Episodenreihe behandeln wir häufige Simulationswarnungen und -fehler, die in der EnergyPlus-Datei eplusout.err auftreten. Wir gehen auf diese Fehler ein und zeigen gängige Lösungsansätze auf. Fehler in dieser Folge: 1. CalculateZoneVolume: Die Zone "THERMAL ZONE 1" ist nicht vollständig umschlossen. Für eine vollständige Umschließung muss jede Kante einer Fläche auch Kante einer anderen Fläche sein. 2. Die Fläche "SURFACE 10" hat eine Kante, die entweder keine Kante einer anderen Fläche ist oder Kante von drei oder mehr Flächen ist.
Okay, wir sind zurück für eine weitere Folge der Fehlersuche. Wir sehen uns die Datei eplusout.err an. Die nächste Warnung lautet: „CalculateZoneVolume: Die Zone="THERMAL ZONE 1" ist nicht vollständig umschlossen. Für eine vollständige Umschließung muss jede Kante einer Fläche auch eine Kante einer anderen Fläche sein.“ Anschließend wird angezeigt: „Das Zonenvolumen wurde mit der Methode ‚gegenüberliegende Wandfläche multipliziert mit dem Abstand zwischen ihnen‘ berechnet.“ Das ist der erste Fehler. Den nächsten sehen wir uns gleich an. Diese beiden Fehler hängen zusammen. Sprechen wir zunächst über den Fehler „Zonenvolumen berechnen“. Schauen wir uns das Modell an. Wichtig ist, dass dieses Modell nur eine einzige thermische Zone hat. Obwohl ich all diese verschiedenen Räume habe, wird es in EnergyPlus zu einem einzigen großen Bereich zusammengefasst. Es ist eine Kombination aller Räume, ein Durchschnittswert. Wenn wir uns das in der thermischen Zone gerendert ansehen, sehen wir, dass es nur eine thermische Zone ist. Es gibt keine anderen Farben. Das gesamte Objekt wird EnergyPlus als eine einzige Geometrie übergeben – eine einzelne Zone, die von einem einzigen Thermostat gesteuert wird. Die Sache ist jedoch kompliziert. Die Geometrie ist komplex. Mit der Fehlermeldung „Zonenvolumen berechnen“ meldet EnergyPlus, dass die Geometrie nicht vollständig umschlossen ist. EnergyPlus geht davon aus, dass irgendwo ein Teil fehlt. Beispielsweise befindet sich ein Loch oder Ähnliches in der Geometrie. EnergyPlus argumentiert, dass die Zone nicht vollständig umschlossen ist. Da irgendwo ein Loch vorhanden ist, kann das Volumen nicht anhand aller Oberflächen berechnet werden. EnergyPlus berechnet beispielsweise den Abstand zwischen zwei Wänden und multipliziert ihn mit der Fläche dieser Wand. EnergyPlus geht dabei von einer rechteckigen thermischen Zone aus. Dies ist jedoch nicht der Fall. Daher kommt es bei EnergyPlus häufig zu schwerwiegenden Fehlern. Es gibt zwei Lösungsansätze: Man kann das Loch finden und versuchen, es zu schließen. Dies gelingt jedoch nicht immer, da die Löcher sehr klein sein können. Alternativ kann es auch zu einer Diskrepanz in den Verbindungslinien zwischen den Bereichen kommen. Die andere Lösung besteht darin, Volumen und Grundfläche manuell zu skalieren. Dazu berechnen Sie die Grundfläche manuell und geben sie im OpenStudio-Inspektor in der thermischen Zone ein. Anschließend berechnen Sie das Volumen und skalieren es hier. Wie geht das? SketchUp kann das für Sie erledigen! Wir öffnen einfach eine neue SketchUp-Instanz und kopieren den gesamten Inhalt. Drücken Sie Strg+A, um alles auszuwählen, Strg+C, um den Inhalt zu kopieren, und Strg+V, um ihn hier einzufügen. Nun befindet sich unser Modell in einer weiteren SketchUp-Instanz. Drücken Sie erneut Strg+A, um alles auszuwählen, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie „Auflösen“. Dadurch werden alle erstellten Räume gelöscht. Das Modell wird dadurch unstrukturiert. Alle Flächen befinden sich auf der obersten Ebene und bilden eine einzige große Flächenmischung. Wir erstellen eine Seitenansicht, ändern die Perspektive und löschen anschließend alle Wände. Das kann etwas knifflig sein, insbesondere bei Fenstern. Ich habe die meisten Wände bereits entfernt. Dann können Sie die Standard-Infoleiste öffnen und die Objektinformationen anzeigen lassen. Wenn Sie auf eine dieser Flächen klicken, zeigt SketchUp Ihnen die Fläche an. Sie könnten alle Flächen manuell addieren oder SketchUp die Berechnung durchführen lassen. Wir blenden diese Flächen vorerst aus. Klicken Sie dazu auf „Ausblenden“. Öffnen Sie anschließend die Draufsicht. Nun können wir alle Geschossdecken löschen. Jetzt haben wir eine große Geschossdecke. Wenn Sie hier eine Linie hinzufügen, verbindet diese alle Flächen zu einer einzigen Oberfläche. Wenn Sie nun auf diese Oberfläche klicken, wird Ihnen die Gesamtfläche angezeigt. Hier: 12.435. Anschließend können Sie in Ihrem Modell die Geschossfläche festlegen. Klicken Sie dazu auf „Fest skalieren“ und geben Sie 12.435 ein. Dasselbe gilt für das Volumen. Wenn wir alle Flächen einblenden, müssen Sie die Fenster und andere Elemente trotzdem löschen. Angenommen, wir haben alle Fenster gelöscht. Dann verbinden Sie die einzelnen Elemente zu einer einzigen Geometrie. Möglicherweise müssen Sie auch alle Decken löschen. Sobald Sie das gesamte Objekt zu einem großen geometrischen Element zusammengefügt haben, können Sie es anklicken und SketchUp zeigt Ihnen das Volumen an. Ich zeige Ihnen hier ein Beispiel. Ich zeichne ein Rechteck und verschiebe es. Wenn Sie auf die Fläche klicken, zeigt SketchUp Ihnen die Fläche an. Wählen Sie nun das gesamte Objekt aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und erstellen Sie eine Gruppe. SketchUp zeigt Ihnen nun das Volumen an. Genau das habe ich gemacht. Ich habe alle Wände, Böden und Decken entfernt und alles wieder verbunden, sodass ein durchgehendes, hohles geometrisches Element entstanden ist. Anschließend habe ich SketchUp das Volumen berechnen lassen. Das ist eine Möglichkeit, den Fehler „Zonenvolumen berechnen“ zu beheben. Dieser Fehler hängt auch mit einem anderen Fehler zusammen, der besagt, dass eine Fläche eine Kante hat, die entweder keine Kante einer anderen Fläche ist oder Kante von drei oder mehr Flächen ist.Flächenfehler. Dies tritt auf, weil das gesamte Gebäude eine einzige thermische Zone bildet. Um das zu beheben, können Sie die Räume entweder in einzelne thermische Zonen unterteilen oder die Flächenanpassung nutzen. Gehen Sie zu Flächenanpassung, wählen Sie „Schnittmenge im gesamten Modell“ und anschließend „Anpassen im gesamten Modell“. Nach der Anpassung werden Innenwände korrekt erkannt. Das Modell wird erfolgreich ausgeführt, aber einige Zonen sind möglicherweise noch nicht vollständig umschlossen. In diesen Fällen löst eine feste Dimensionierung der Grundfläche und des Volumens das Problem. So beheben Sie diese Fehler. Vielen Dank! Bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
28. Tipps für offene Studios – Natürliche Belüftung durch Fenster
Wir erklären, wie Sie die OpenStudio-Maßnahme „Wind hinzufügen und offene Fläche stapeln“ herunterladen und implementieren. Diese Maßnahme simuliert das Öffnen eines Dreh- oder Türfensters zur natürlichen Belüftung. Sie berücksichtigt den windbedingten Luftaustausch und den thermischen Auftriebseffekt („Kamineffekt“).
Ich erhalte viele Fragen zur natürlichen Belüftung. Es gibt verschiedene Ansätze. In dieser Folge konzentrieren wir uns auf einen davon: das Hinzufügen eines Objekts zur natürlichen Belüftung zu den Fenstern des Gebäudes. Dieses Objekt heißt „ZoneVentilation:WindandStackOpenArea“. Sie können es aus der Building Component Library (BCL) herunterladen. Suchen Sie in der BCL nach „Stack“ … und schon finden Sie es. Es heißt „Add Wind and Stack Open Area“. Sie können diese Maßnahme herunterladen und in Ihr Verzeichnis „Meine Maßnahmen“ einfügen. Ich habe dies bereits in anderen Videos besprochen. Leider ist diese Version in der BCL aktuell eine ältere und nicht mit der neuesten Version von OpenStudio kompatibel. Was können wir tun? Wir können GitHub.com besuchen und nach „Building Performance Simulation“ suchen. In einem ihrer Repositories, „OpenStudio Measures“, werden viele EnergyPlus-Maßnahmen auf OpenStudio-Standard aktualisiert. Dort finden Sie die entsprechende Bibliothek, dann „Measures“ und anschließend „add_wind_and_stack_open_area“. Sie müssten all diese Ordner und Dateien herunterladen und in Ihren Ordner „Meine Maße“ einfügen. Ich habe das bereits in meinem vorherigen Video erklärt, aber Sie können auch einfach auf den Reiter „Maße“ gehen und Ihren Ordner „Meine Maße“ mit dieser Schaltfläche hier unten öffnen. Dort legen Sie die heruntergeladenen Dateien ab. Sie gehören in einen eigenen Ordner namens „add_wind_and_stack_open_area“. So können Sie über OpenStudio darauf zugreifen. Was genau bewirkt dieses Maß für die Öffnungsfläche von Wind und Kamin? Es basiert auf einer Studie von ASHRAE und orientiert sich an einer typischen Tür oder einem nach außen öffnenden Drehflügelfenster. Die Öffnungsfläche erstreckt sich von der Unterkante des Fensters bis zur Oberkante. Dasselbe gilt für die Tür. Wenn wir uns Drehflügelfenster ansehen … ich versuche gerade, ein passendes Beispiel zu finden … Ein Drehflügelfenster ähnelt einer Schwingtür. Es öffnet sich ähnlich wie eine Tür. Wir können uns das hier mal genauer ansehen... einfach das Snipping Tool verwenden... und wir machen das so... damit wir das hier einzeichnen können. Was genau bewirkt die Kennzahl „add_wind_and_stack_area“? Sie berücksichtigt zwei verschiedene Berechnungen aus den ASHRAE-Grundlagen. Es gibt eine Windkomponente, die mithilfe dieser Gleichung berechnet wird. Sie basiert auf der Öffnungsfläche, der Effektivität, dem Winkel des Fensters zum Wind, dem tatsächlichen Öffnungsgrad des Fensters und der Windgeschwindigkeit. Das ist die Windkomponente der Gleichung. Die andere Komponente der Gleichung ist der Kamineffekt. Diese Gleichung hier. Sie basiert auf der Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und der Temperatur im Raum. Außerdem basiert sie auf der Höhendifferenz zwischen dem neutralen Druckniveau und dem Öffnungsgrad – wie weit das Fenster geöffnet ist – sowie der tatsächlichen Fensteröffnungsfläche und dem Abflusskoeffizienten der Öffnung. Was bewirkt dieser Kamineffekt? Er modelliert den thermischen Auftriebseffekt. Vereinfacht gesagt: Wenn man das Fenster öffnet, entsteht hier, irgendwo in der Mitte des Fensters, ein neutrales Druckniveau. Luft wird unten angesaugt und oben ausgestoßen. Diese Maßnahme kombiniert den Kamineffekt und den Windeffekt quadratisch und berechnet die Lüftungsrate für den Raum. Betrachten wir unser Modell: Es handelt sich um ein typisches Gebäude, das mit der Prototyp-Maßnahme des US-Energieministeriums erstellt wurde. Es ist ein typisches, freistehendes Bürogebäude mit mehreren Fenstern und Türen. Alle Fenster in diesem Modell sind feststehend. Daher müssen wir diese Fenster zunächst in öffenbare Fenster umwandeln. Gehen Sie dazu auf den Reiter „Räume“ und dann auf „Unterflächen“. Dort können Sie nach Unterflächentyp suchen und die feststehenden Fenster auswählen. Wir ändern alle diese Fenster in öffenbare Fenster. Klicken Sie anschließend auf „Auf Auswahl anwenden“. Dadurch werden alle Fenster im Gebäude zu öffenbaren Fenstern. Sie können die Fenster nach Belieben ändern. In diesem Beispiel gehen wir davon aus, dass alle Fenster im Gebäude öffenbar sind. Klicken Sie auf „Speichern“. Der nächste Schritt ist der Wechsel zum Tab „Maße“. Das gesuchte Maß befindet sich unter „Bibliothek“, „Hülle“, „Fenster“. Wir wählen „Meine Maße“. Wie bereits erwähnt, ist das ältere BCL-Maß veraltet und nicht mit der neuesten Version von EnergyPlus kompatibel. Wir verwenden daher das von GitHub heruntergeladene Maß. Dieses ziehen wir in den Bereich „OpenStudio-Maße“. Durch Anklicken können wir die Eingabevariablen bearbeiten. Es stehen verschiedene Optionen zur Verfügung. Über das Dropdown-Menü kann das Objekt „wind_and_stack_area“ allen bedienbaren Fenstern hinzugefügt werden. Alternativ kann der gewünschte Fenstertyp ausgewählt werden. Ihr Projekt kann mehrere verschiedene Fenstertypen enthalten. In diesem Beispiel wenden wir das Objekt auf alle Fenster an. Die nächste Komponente ist die Öffnungsflächen-Teilberechnung. Dort heißt es: „Ein typisches bedienbares Fenster öffnet sich nicht vollständig.“Die tatsächliche Öffnungsfläche in einer Zone ergibt sich aus der Fläche der oberen Fenster und dem Öffnungsanteilsplan. Standardmäßig beträgt dieser 50 Prozent. Was bedeutet das? 50 % bedeuten, dass das Fenster nur zu 50 Prozent geöffnet ist. Dies ist lediglich ein Standard-Öffnungsanteilsplan (von 50 %). Um die Öffnung anzupassen, können wir einen Teilöffnungsanteilsplan erstellen. Gehen Sie dazu auf den Reiter „Pläne“, dann auf „Pläne“ und anschließend auf „Plan hinzufügen“. Wählen Sie „Teilöffnung“ und klicken Sie auf „Anwenden“. Angenommen, wir möchten, dass das Fenster zu 75 % geöffnet ist. Wir bewegen den Mauszeiger darüber und geben 0,75 ein. Dies wäre der prozentuale Öffnungsanteil des Fensters an der Gesamtfläche. Wir könnten dies einfach „Teilöffnungsanteilsplan für natürliche Lüftungsfenster“ nennen. Angenommen, das Fenster ist nachts geschlossen … wir können per Doppelklick festlegen, dass der Wert nachts bei null liegt. Die Fenster sind nachts immer geschlossen. Sie sind nur tagsüber geöffnet, und wenn sie geöffnet sind, dann zu 75 %. Wir könnten annehmen, dass die Bewohner gegen 16 Uhr nach Hause gehen und die Fenster vor dem Verlassen des Hauses schließen. Das ist unser Öffnungsanteilsplan. Flächenanteilsplan. Dies ist der erste Teil. Wir können zurück zum Reiter „Maßnahmen“ gehen, die Maßnahme auswählen und dann unseren benutzerdefinierten Flächenanteilsplan auswählen. Diesen haben wir gerade erstellt: Flächenanteilsplan für natürliche Fensterlüftung. Es gibt auch eine Reihe weiterer Parameter, die wir eingeben können. Minimale Innentemperatur: Dies ist die Innentemperatur, unterhalb derer die Fenster geschlossen bleiben. Obwohl wir diesen Flächenanteilsplan haben, öffnen die Bewohner die Fenster nicht, wenn die Innentemperatur unter diesem Wert liegt. Alternativ können Sie einen benutzerdefinierten Temperaturplan festlegen, wenn sich die Vorlieben der Bewohner im Laufe des Tages ändern. Sie können einen benutzerdefinierten Plan erstellen; beispielsweise würden die Bewohner die Fenster morgens nur öffnen, wenn die Innentemperatur einen bestimmten Wert erreicht. Nachmittags könnten sie sie jedoch öffnen, wenn die Innentemperatur einen bestimmten Wert erreicht. Dafür können Sie einen Temperaturplan erstellen. Weiter geht es mit der maximalen Innentemperatur, oberhalb derer die Fenster geschlossen bleiben. Wenn die Temperatur im Raum diesen Wert überschreitet, schließen die Bewohner die Fenster immer. Auch hierfür können Sie einen benutzerdefinierten Plan erstellen. Der nächste Parameter ist die maximale Innentemperatur. Die Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen. Unterhalb dieser Differenz wird die Lüftung abgeschaltet. Drei Grad sind relativ gering. Es ist sinnlos, die Fenster zu öffnen, wenn die Temperaturdifferenz unter drei Grad liegt (außer bei Wind). Sie können auch einen benutzerdefinierten Zeitplan festlegen. Als Nächstes wird die minimale Außentemperatur angegeben; unterhalb dieser Temperatur wird die Lüftung abgeschaltet. Danach folgt die maximale Außentemperatur; oberhalb dieser Temperatur werden die Fenster geschlossen. Schließlich wird die maximale Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde angegeben. Oberhalb dieser Windgeschwindigkeit werden die Fenster geschlossen. Wir können die Messung nun starten. Wir gehen zum Tab „Simulation ausführen“ und klicken auf „Ausführen“ … die Simulation wurde erfolgreich durchgeführt. Wir können die Ergebnisse mit und ohne natürliche Lüftung vergleichen. Der EUI-Wert des Standorts beträgt ohne natürliche Lüftung 33,26 und mit natürlicher Lüftung 33,04. Der Heizbedarf steigt leicht, während der Kühlbedarf deutlich sinkt, was zu einer Nettoeinsparung führt. Die Klimazone ist wichtig; dieses Modell befindet sich in der ASHRAE-Klimazone 5B in Oregon. Eine Erhöhung der Fensterhöhe kann die Lüftung verbessern, aber aufgrund zusätzlicher Sonneneinstrahlung auch den Kühlbedarf erhöhen. Die Ergebnisse zeigen ein Gleichgewicht. Das Zusammenspiel von Fenstergröße, Ausrichtung, Wind und Nutzerverhalten spielt dabei eine Rolle. Diese Maßnahme berücksichtigt lediglich die Kamineffekte auf Fensterebene und modelliert nicht die Kamineffekte des gesamten Gebäudes, wie beispielsweise Dachlüfter. So simuliert man die Fensterbelüftung. Ich denke, das reicht für heute. Vielen Dank! Bitte liken und abonnieren.
29. OpenStudio-Tipps – Natürliche Belüftungszonen
Wir erläutern die Implementierung der OpenStudio-Maßnahme „Wind hinzufügen und offene Fläche stapeln“ in thermischen Zonen. Dieses EnergyPlus-Objekt simuliert die natürliche Belüftung einer thermischen Zone. Es berücksichtigt den windbedingten Luftaustausch und den thermischen Auftriebseffekt („Kamineffekt“). Durch die Anpassung einiger Parameter und die Zuweisung zu thermischen Zonen lässt sich eine einfache Simulation der natürlichen Gebäudebelüftung durchführen.
Wir sind zurück mit einer neuen Folge und sprechen weiterhin über natürliche Belüftung. Falls Sie die letzte Folge verpasst haben: Wir haben die Modellierung natürlicher Belüftung mit zu öffnenden Fenstern besprochen. Diesmal geht es um die Modellierung natürlicher Belüftung mit einem gezielteren Design. In dieser Folge geht es darum, das gesamte Gebäude für die natürliche Belüftung zu nutzen. Schauen wir uns das kurz an. Wie sieht das aus? Wir machen eine Momentaufnahme unseres Gebäudes. Sie sehen ja... In der letzten Folge hatten wir ein Fenster, ein ganz normales Fenster. Die Luft strömte unten durch das Fenster ein, zirkulierte im Raum und strömte dann oben wieder hinaus. In dieser Folge modellieren wir die Belüftung wieder mit den Fenstern, aber diesmal strömt die Luft durch die Fenster ein und entweicht durch eine Abluftöffnung oben am Gebäude. Dadurch wird der thermische Auftriebseffekt genutzt. Das ermöglicht eine bessere natürliche Belüftung des Gebäudes. Wie schon beim letzten Mal müssen wir im Zusammenhang mit der natürlichen Belüftung einige Fachbegriffe besprechen. Es gibt ein sogenanntes „neutrales Druckniveau“. Das ist ein willkürlich festgelegter Punkt im Gebäude, an dem der Luftdruck so ist, dass die Luft unterhalb dieses Niveaus ins Gebäude strömt und oberhalb dieses Niveaus wieder austritt. Dieses neutrale Druckniveau kann je nach Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen sowie Windgeschwindigkeit und -richtung variieren. Vereinfachend kann man es als die Hälfte der Entfernung zwischen Ein- und Auslass (oben und unten) annehmen. Mit diesem Wert arbeiten wir. Zurück zu unserem Modell: Wir haben es aus einer vorherigen Folge übernommen und als neue Version gespeichert. Wir können zu den Thermischen Zonen gehen … Entschuldigung, gehen wir zuerst zu den Maßnahmen. Wir löschen die Fenster, die wir letztes Mal bearbeitet haben. Jetzt gehen wir zum Reiter „Thermische Zonen“. Dort finden wir die Bibliothek und anschließend „Zonenlüftung“, „Wind“ und „Kaminöffnung“. Dies ist dasselbe Objekt wie in der vorherigen Folge, nur dass es dort nur auf die Fenster angewendet wurde. Diesmal wird es auf die gesamte thermische Zone angewendet. Wir können es per Drag & Drop in unsere thermische Zone ziehen. Sie können es auf jede beliebige Zone anwenden. In diesem Beispiel wenden wir es nur auf die Zonen mit Fenstern an. Wir führen dieses Modell aus und vergleichen es mit dem vorherigen mit einfachen, zu öffnenden Fenstern. Dieses Modell geht von zu öffnenden Fenstern aus und berücksichtigt außerdem, dass die Belüftung durch die Fenster eintritt und über das Dach des Gebäudes entweicht. Schauen wir uns dieses Objekt genauer an. Sie werden feststellen, dass fast alle Eingaben mit denen der letzten Folge übereinstimmen. Die erste Eingabe heißt „Öffnungsfläche“. Wir betrachten Zone 1, also sehen wir uns Zone 1 hier an. Die Öffnungsfläche entspricht wieder unseren Fenstern. SketchUp kann diese Fensterflächen für uns berechnen. Halten Sie die Umschalttaste gedrückt und wählen Sie alle Fenster aus. Wir sehen, dass die Gesamtfläche etwa 270 Quadratfuß beträgt. Das ist tatsächlich in Metern angegeben, also können wir in den Einstellungen unter Einheiten die Einheit wieder auf Englisch umstellen... 270 Quadratfuß. Die nächste Eingabe ist der Öffnungsflächenanteil; das ist der Anteil, den wir in der vorherigen Folge erstellt haben. Er heißt „Anteil für natürliche Lüftungsfenster“. Wir verwenden denselben Fensteröffnungsanteil wie zuvor. Die Öffnungseffektivität basiert auf den Gleichungen, die wir letztes Mal besprochen haben. Sie finden diese Gleichungen im Input/Output-Referenzhandbuch oder im Engineering-Referenzhandbuch für EnergyPlus. Wir lassen die Berechnung wie beim letzten Mal auf „Automatisch“ eingestellt. Der effektive Winkel basiert auf der Ausrichtung von geografisch Nord. Wenn wir uns unser Modell von oben ansehen, sehen wir die grüne Achse. Das ist geografisch Nord für unser Modell. Wir verwenden diese als Nullpunkt, und sie verläuft im Uhrzeigersinn in Grad. Diese Zone eins befindet sich in einem effektiven Winkel von 180° von geografisch Nord. Der Höhenunterschied entspricht dem Abstand zwischen der Fenstermitte und dem neutralen Druckniveau. Es wird genau diese Entfernung hier sein. Wir können das mit SketchUp berechnen. Wir verlängern diese Linie einfach bis zur Mitte der Fenster... hier oben. SketchUp zeigt uns an, dass diese Linie 16 Fuß lang ist, also wird sie ungefähr die Hälfte davon sein. Sagen wir... 8 Fuß (2,44 m). Der Ausflusskoeffizient für die Öffnung basiert auf den Gleichungen, die wir letztes Mal besprochen haben. Sie finden diese in den Referenzhandbüchern. Die minimale Innentemperatur können wir uns an unserem vorherigen Modell orientieren. Wir verwenden dieselben Werte, um in dieser Simulation vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Die minimale Innentemperatur betrug 21,67 °C. Ich muss die Einheiten noch einmal umrechnen. Metrisch...21,67. Das Maximum betrug 40 °C. Die Temperaturdifferenz (ΔT) betrug 3 °C. Das Minimum betrug 18,33 °C. Das Maximum betrug 25,556 °C. Die maximale Windgeschwindigkeit betrug 5,4 m/s. Wir speichern das Modell. Wir wenden dieses Objekt auf alle anderen Zonen mit zu öffnenden Fenstern an. Wir können diese drei Zonen auswählen. Wählen Sie das Objekt aus und wenden Sie es auf die Auswahl an. Wir müssen nun nur noch die Öffnungsfläche und den effektiven Winkel anpassen. Betrachten wir Zone 2. Die effektive Fläche beträgt 176 Quadratfuß (16,4 Quadratmeter). Der effektive Winkel für Zone 2 beträgt 90° von Nord. Gehen wir zu Zone 3. Sie ist nach Norden ausgerichtet, und die Fensterfläche beträgt 180 Quadratfuß (nach Nord). Schließlich Zone 4. Die Fensterfläche beträgt 120 Quadratfuß. Sie ist um 270° von Nord ausgerichtet. Das sind die Parameter, die wir für unser Modell eingeben können. Jetzt führen wir unser Modell aus und vergleichen es mit dem Modell aus der vorherigen Folge. Die Simulation wurde erfolgreich abgeschlossen. Wir könnten uns die Ausgabeberichte ansehen und einfach die Energieverbrauchsintensität vergleichen. In diesem Beispiel möchten wir die Luftvolumenstromrate der natürlichen Belüftung vergleichen. Daher haben wir auf der Registerkarte „Ausgabevariablen“ einige Ausgabevariablen ausgewählt. Wir verwenden DView, um diese anzuzeigen. Diese Ausgabevariablen erfassen während der Simulation verschiedene Variablen. Ich erkläre dies in anderen Videos, daher gehen wir jetzt nicht darauf ein. Klicken Sie oben rechts auf die Schaltfläche „Simulation anzeigen“. Sie gelangen zum Ordner „Ausgeführt“ der Simulation. Wir suchen die Datei „eplusout.SQL“. Diese öffnen wir mit DView. Wir wählen „Trockenkugeltemperatur der Außenluft“, „Mittlere Lufttemperatur der Zone 1“ und „Standard-Volumenstromrate der Zonenlüftung für Zone 1“ aus. Dasselbe machen wir für die vorherige Simulation, die wir nur mit den Bedienfenstern durchgeführt haben. Dies sind lediglich die Bedienfenster. Dies ist die Simulation mit den zu öffnenden Fenstern und der Abluftanlage im Dachgeschoss. Der Unterschied ist deutlich sichtbar. Durch den Kamineffekt erzielen wir eine wesentlich höhere Belüftung im Gebäude als durch bloßes Öffnen der Fenster. Die Belüftung nimmt in den milderen Jahreszeiten zu und bei extremen Bedingungen ab, da die natürliche Belüftung nach oben und unten begrenzt ist. So modelliert man die natürliche Belüftung in einer Zone, im Gegensatz zur reinen Fensterlüftung. Vielen Dank. Bitte liken und abonnieren!
30. Gebäudeenergiemodellierung in OpenStudio – Fehlerbehebung 5
In dieser Episodenreihe behandeln wir häufig auftretende Simulationswarnungen und -fehler, die in der EnergyPlus-Datei eplusout.err zu finden sind. Wir erklären die Bedeutung dieser Fehler und zeigen gängige Lösungsansätze auf.
Wir beheben weiterhin die Warnungen in der Datei eplusout.err. Die erste Warnung besagt, dass Fläche 321 einen Eckpunkt aufweist, der mit dem vorherigen und dem nächsten Eckpunkt kollinear ist. Dies führt dazu, dass die Fläche innerhalb der thermischen Zone 6 nicht konvex ist. Weitere Meldungen weisen darauf hin, dass kollineare Punkte entfernt und die Fläche mit vier Seiten neu berechnet wurde. EnergyPlus meldet außerdem, dass übereinstimmende oder kollineare Eckpunkte gelöscht wurden. Durch die Suche nach Fläche 321 im Modell und die Auswahl aller verbundenen Geometrien wird deutlich, dass diese Fläche mit einer anderen Fläche, Fläche 25, überlappt. Überlappende Geometrie verursacht die Probleme mit Kollinearität und Konvexität. Die Lösung besteht darin, die überlappende Fläche auszublenden, zu löschen und die Geometrie korrekt neu zu erstellen, sodass sich die Flächen nicht mehr überlappen. Nach dem Speichern des Modells und dem erneuten Ausführen der Simulation sind diese Konvexitätswarnungen behoben. Das nächste Problem ist ein schwerwiegender Fehler, der darauf hinweist, dass die thermische Zone 7 nicht vollständig umschlossen ist, wodurch EnergyPlus das Zonenvolumen nicht berechnen kann. Schwerwiegende Fehler sollten immer behoben werden, auch wenn die Simulation abgeschlossen ist. Die Fehlermeldung weist darauf hin, dass eine Kante nur einmal verwendet wird und nicht von einer anderen Fläche geteilt wird, was auf fehlende Geometrie der Umhüllung schließen lässt. Bei der Überprüfung der Flächen 112 und 243 der thermischen Zone 7 wird deutlich, dass eine oder mehrere erforderliche Flächen fehlen. Es wird empfohlen, die problematischen Flächen zu löschen und neu zu erstellen, sodass die Zone vollständig umschlossen ist. Nach der Korrektur der Geometrie, dem Speichern des Modells und dem erneuten Ausführen der Simulation ist der Fehler im Zonenvolumen behoben. Eine weitere Warnung meldet mehrere nominell ungenutzte Konstruktionen im Modell. Dazu gehören Innendecken, Innentüren, Innenböden, Innenwände und Innenfenster. Da es sich um ein eingeschossiges Gebäude ohne angrenzende Innenräume handelt, werden diese Konstruktionen nicht benötigt. Innendecken und -böden sind nur für mehrgeschossige Gebäude erforderlich, und Innentüren oder -fenster werden nur verwendet, wenn zwei Räume eine gemeinsame Öffnung haben. Innenwände dienen der Modellierung der thermischen Masse und der solaren Absorption von Elementen wie Kabinen, die in diesem Modell nicht vorhanden sind. Diese ungenutzten Konstruktionen können aus dem Konstruktionssatz entfernt werden. Nach dem Löschen der nicht benötigten Konstruktionen und Materialien sollte die Bereinigungsfunktion verwendet werden, um diese aus dem Modell zu entfernen. Sobald das Modell gespeichert und die Simulation erneut ausgeführt wurde, verschwinden diese Warnungen. Die nächsten Warnungen beziehen sich auf ungültige Zählerschlüsselnamen für Erdgas, Fernwärme und Fernkälte. Diese Warnungen treten auf, weil das Modell keine Geräte enthält, die diese Energiequellen nutzen. EnergyPlus meldet diese Warnungen, da den angeforderten Zählern keine Daten zugeordnet sind. Diese Warnungen sind üblich und nicht kritisch. Wenn dem Modell Geräte hinzugefügt würden, die diese Brennstoffe verwenden, würden die Warnungen automatisch verschwinden. Die letzte Warnung besagt, dass die Ausgabetabelle „Monatlich“ angefordert wurde, die Simulation jedoch nicht für den Zeitraum der Wetterdatei ausgeführt wurde. Monatliche Ausgabetabellen erfordern eine vollständige Jahressimulation. Da die Simulation nur für Dimensionierungszeiträume ausgeführt wurde, konnte EnergyPlus keine monatlichen Ergebnisse generieren. Durch Aktivieren der Option „Simulation für Wetterdatei-Zeiträume ausführen“ in den Simulationseinstellungen und erneutes Ausführen der Simulation generiert EnergyPlus Ergebnisse für alle Monate des Jahres. Damit ist die Warnung bezüglich der monatlichen Ausgabetabelle behoben und die erforderlichen Berichte werden erstellt. Die Fehlerbehebung für diese Episode ist damit abgeschlossen. Weitere Warnungen und Fehler werden in zukünftigen Episoden behandelt.
31. OpenStudio SketchUp – Bearbeiten der Benutzerskript-Ruby-Programme
In dieser Folge erklären wir, wie man die OpenStudio-Benutzerskriptprogramme bearbeitet. Wir zeigen, wo sich die Ruby-Dateien der Benutzerskripte befinden und geben ein kurzes Beispiel für die Änderung von Text im Code.
Heute geht es um die SketchUp OpenStudio-Benutzerskripte, die Sie unter Erweiterungen > OpenStudio-Benutzerskripte finden. Alle diese Skripte sind in der Programmiersprache Ruby geschrieben. In diesem Beispiel zeigen wir Ihnen, wie Sie die zugehörigen Ruby-Dateien finden und bearbeiten. Ein nützliches Benutzerskript benennt Wärmezonen anhand von Raumnamen um. Wenn ein Raum einen definierten Namen hat, weist dieses Skript der Wärmezone einen Namen zu, der auf diesem Raumnamen basiert. Dadurch lassen sich Informationen in Ausgabedateien leichter finden. Das Skript verwendet das Präfix „Wärmezone“, gefolgt vom Raumnamen. Obwohl dieser Ansatz hilfreich ist, kann er zu sehr langen Wärmezonennamen führen, die nicht immer gut lesbar sind. Um die Namen zu kürzen und besser lesbar zu machen, kann das Präfix in „TZ“ geändert werden. Um die Ruby-Datei für dieses Benutzerskript zu finden, navigieren Sie auf Ihrer Festplatte zu Benutzer > Benutzername > AppData > Roaming. Suchen Sie dort den SketchUp-Ordner, der Ihrer SketchUp-Version entspricht, und navigieren Sie dann zu SketchUp, Plugins, OpenStudio und schließlich zum Verzeichnis „user_scripts“. Im Unterordner „Modellelemente ändern oder hinzufügen“ finden Sie die Ruby-Datei „Thermische Zonen basierend auf Raumnamen umbenennen“ mit der Dateiendung .rb. Öffnen Sie die Ruby-Datei per Doppelklick und suchen Sie mit Strg+F nach der Zeichenkette „Thermal Zone“. Diese Zeichenkette definiert das Präfix für die Namen der thermischen Zonen. Ersetzen Sie „Thermal Zone“ durch „TZ“ und speichern Sie die Datei. Schließen Sie SketchUp anschließend vollständig und öffnen Sie es erneut, damit das Skript neu kompiliert wird. Beim erneuten Ausführen des Skripts werden die thermischen Zonen nun mit dem kürzeren Präfix „TZ“ anstelle des längeren ursprünglichen Namens umbenannt.
32. OpenStudio-Tipps – Heizkessel mit Konvektoren/Heizkörpern
Wir erörtern die Implementierung eines zentralen Warmwasserheizkessels mit Warmwasserheizkörpern/Konvektoren.
Wir arbeiten also wieder an einem Prototypgebäude des US-Energieministeriums (DOE). Aktuell sind dem Gebäude keine Heiz- oder Kühlsysteme zugewiesen. Unser Ziel ist es, ein einfaches Warmwasserheizsystem mit einem Heizkessel und Konvektions- oder Strahlungsheizkörpern in den thermischen Zonen hinzuzufügen. Am schnellsten geht das, indem wir auf den Reiter „HLK-Systeme“ gehen und auf das grüne Pluszeichen klicken. In den verfügbaren Optionen wählen wir das Paket „Dach-VAV mit Nachheizsystem“ aus. Dieses System beinhaltet eine Warmwasserkomponente, erkennbar an den Symbolen „Regentropfen“ und „Rotes Thermometer“. Dadurch wird automatisch ein Warmwasserkreislauf im Modell erstellt. Nachdem wir das System zum Modell hinzugefügt haben, sehen wir, dass ein Warmwasserkreislauf erstellt wurde, bestehend aus einem Heizkessel, einer Pumpe, einem Temperatursollwert und mehreren Warmwasserregistern, die mit dem Luftsystem verbunden sind. Da wir nur den Heizkesselkreislauf und nicht die Lüftungsanlage benötigen, trennen wir zunächst die Warmwasserregister vom Kreislauf. Es empfiehlt sich, Komponenten aus Luft- oder Wasserkreisläufen zu entfernen, bevor die Kreisläufe selbst gelöscht werden. Nachdem die Spulen abgeklemmt wurden, löschen wir das VAV-Luftaufbereitungsgerät. Zurück bleibt ein leerer Warmwasserkreislauf ohne angeschlossene Geräte. Als Nächstes wechseln wir zum Reiter „Thermische Zonen“ und suchen in der Bibliothek nach den Heizgeräten für die einzelnen Zonen. Wir können zwischen Konvektionsheizkörpern und Flächenheizkörpern wählen. In diesem Beispiel wählen wir die Option „Heizkörper/Konvektor“ und ziehen sie in die Zonenausstattung einer der thermischen Zonen. Wir überprüfen die Eigenschaften, die akzeptabel erscheinen, einschließlich der Einstellungen für die Kreislauftemperatur, und verbinden das Gerät anschließend über das Kettensymbol mit dem Warmwasserkreislauf des Heizkessels. Sobald der erste Heizkörper/Konvektor angeschlossen ist, fügen wir die gleichen Geräte den übrigen thermischen Zonen hinzu, indem wir sie den ausgewählten Zonen zuweisen. Zurück im Warmwasserkreislauf des Heizkessels sehen wir nun, dass alle Heizkörper/Konvektoren angeschlossen sind. Damit ist die Einrichtung eines einfachen Warmwasserkreislaufs abgeschlossen, der Flächen- oder Konvektionsheizkörper direkt an die thermischen Zonen anschließt.
33. OpenStudio-Tipps – Informationen aus Ausgabeberichten gewinnen
Wir besprechen die beiden Standardausgabeberichte von OpenStudio/EnergyPlus und wie Sie zusätzliche Informationen darin anzeigen lassen können. Außerdem laden wir eine Kennzahl aus der Gebäudekomponentenbibliothek herunter, die noch mehr Informationen liefert und es Ihnen ermöglicht, die Berichtsinformationen zu extrahieren oder zu verknüpfen, um sie in externen Tabellenkalkulationen zu verwenden.
Heute geht es um die Ausgabeberichte von OpenStudio EnergyPlus. Ich zeige Ihnen eine praktische Kennzahl, die ich entwickelt habe und die Sie aus der Gebäudekomponentenbibliothek herunterladen können. Einer der Standardberichte im Tab „Kennzahlen“ ist der OpenStudio-Ergebnisbericht. Nach dem Anklicken können Sie die Anzeige in imperialen oder metrischen Einheiten auswählen und die gewünschten Informationskategorien festlegen. Ein weiterer Bericht befindet sich direkt im Projektordner im Verzeichnis „Berichte“. Dort finden Sie den OpenStudio-Ergebnisbericht als HTML-Datei sowie den EnergyPlus-Tabellenbericht. Der EnergyPlus-Tabellenbericht enthält ähnliche Informationen. Für detailliertere Informationen wechseln Sie zum Tab „Simulationseinstellungen“ und scrollen Sie nach unten zu „Zusammenfassende Ausgabetabellenberichte“. Durch Aktivieren dieser Option erhalten Sie im EnergyPlus-Tabellenbericht zusätzliche Berichte. Zusätzlich zu den Standardberichten können Sie eine von mir entwickelte benutzerdefinierte Berichtskennzahl herunterladen, die weitere Ausgaben wie Berichte zur Lastverteilung von Zonenkomponenten und Luftkreislaufkomponenten enthält. Diese Berichte sind sehr hilfreich für die Diagnose der Systemleistung und das Verständnis der Lastbeiträge. Sie finden diese Kennzahlen unter „Kennzahlen suchen“, „Berichterstellung“, „QAQC“. Wählen Sie dort entweder „Ausgabetabelle auf SI-Einheiten V2 einstellen“ oder „Ausgabetabelle auf IP-Einheiten V2 einstellen“. In diesem Beispiel verwenden wir die Kennzahl „IP-Einheiten V2“. Nach der Anwendung werden sowohl der EnergyPlus-Tabellenbericht als auch der OpenStudio-Ergebnisbericht in IP-Einheiten ausgegeben. Nach erfolgreicher Simulation werden beim Aktualisieren der EnergyPlus-HTML-Ausgabe neue Tabellen angezeigt, darunter Zusammenfassungen der Lasten von Zonen und Luftkreiskomponenten, technische Prüfungen und Sicherheitsfaktormultiplikatoren für die Dimensionierung. Diese Kennzahl ermöglicht Ihnen außerdem einen einfacheren Datenexport. Anstatt die Daten aus der HTML-Datei zu kopieren, können Sie im Projektordner „Ausführen“ die Datei „eplustbl.tab“ öffnen. Diese tabulatorgetrennte Datei enthält dieselben Informationen wie der EnergyPlus-HTML-Bericht, ist jedoch für die Verwendung in Excel formatiert. Sie können nach bestimmten Tabellen, z. B. „Informationen zur Zonendimensionierung“, suchen und diese Daten in eine externe Excel-Datei kopieren oder verknüpfen. Durch die Datenverknüpfung werden die Daten bei jeder erneuten Simulation automatisch aktualisiert, was die Verwaltung und Analyse der Ergebnisse deutlich vereinfacht. Kurz gesagt: Das ist alles. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
34. OpenStudio-Tipps – Warnung: GetOAControllerInputs
In diesem Video stellen wir Ihnen die benutzerdefinierte Messgröße „Daten anzeigen“ vor, die Sie aus der Gebäudekomponentenbibliothek herunterladen können. Mit dieser Messgröße können Sie Ausgabedaten auf Ihre Modellgeometrie projizieren. Sie eignet sich hervorragend zur Visualisierung von Oberflächenparametern wie Temperaturen, Strahlung, Wärmegewinnen, Wärmespeicherung usw.
Hallo zusammen und willkommen zurück zu einem weiteren kurzen Tipp. Dies ist eine häufige Warnung in EnergyPlus. Sie besagt, dass das Programm kein passendes DesignSpecification:ZoneAirDistribution-Objekt für eine thermische Zone finden kann, die mit einem mechanischen Lüftungsregler verknüpft ist. Daher verwendet EnergyPlus standardmäßig einen Zonenluftverteilungswirkungsgrad von 1,0 für Heizung und Kühlung. Diese Warnung ist üblich und in der Regel kein schwerwiegendes Problem. Ob sie ignoriert werden kann, hängt jedoch von den tatsächlichen Luftverteilungseigenschaften Ihrer Zone ab. Der Zonenluftverteilungswirkungsgrad hängt davon ab, wo sich Zuluft und Abluft befinden. Beispielsweise ist es wichtig, ob die Zuluft von der Decke oder vom Boden kommt und wo die Abluft angesaugt wird. Diese Werte stammen aus ASHRAE 62.1, insbesondere aus dem Verfahren zur Berechnung der Lüftungsrate. In den technischen Normen oder der Dokumentation zu ASHRAE 62.1 finden Sie einen Abschnitt zu den Anforderungen an die Außenluft und zum Zonenluftverteilungswirkungsgrad. Bei Zuluft von Decke oder Boden mit kühler Luft beträgt der Wirkungsgrad 1,0. Auch bei Zuluft von Decke oder Boden mit warmer Luft und geringer Abluft beträgt der Wirkungsgrad 1,0. Wird jedoch warme Luft von der Decke zugeführt und befindet sich der Abluftkanal ebenfalls an der Decke, sinkt der Wirkungsgrad auf 0,8. In OpenStudio tritt dieses Problem auf, da der Außenluftregler die benötigte Außenluftmenge ermitteln muss. Unter dem Reiter „Thermische Zonen“ und den Parametern für die Kühldimensionierung finden Sie die Spalte „Auslegungseffektivität der Luftverteilung in der Kühlzone im Kühlmodus“. Standardmäßig ist dieses Feld in OpenStudio leer. Beim Import des Modells nach EnergyPlus kann EnergyPlus den korrekten Wert nicht ermitteln und weist ihm daher automatisch 1,0 zu. Dies verhindert zwar einen Fehler, es empfiehlt sich jedoch, den korrekten Wert für das jeweilige System explizit festzulegen. Um die Warnung zu entfernen, können Sie einen Wert wie 1,0 eingeben, alle Zonen auswählen und ihn anwenden. Das gleiche Verfahren gilt für den Reiter „Parameter für die Heizungsdimensionierung“. Bei einem Deckenauslass und einem Deckenabluftgitter können Sie den entsprechenden Wert eingeben, alle Zonen auswählen und ihn anwenden. Nachdem Sie die Änderungen angewendet haben, können Sie zwischen den Registerkarten für Kühlung und Heizung wechseln, um zu überprüfen, ob die Werte korrekt übernommen wurden. Nach dem erneuten Ausführen des Modells sollte die Berechnung erfolgreich abgeschlossen werden. Beim erneuten Laden der Datei „eplusout.err“ sehen Sie, dass die Warnung behoben wurde. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.
35. OpenStudio SketchUp – Datenvisualisierungsmaßnahme
Wir besprechen die Warnung ** Warnung ** GetOAControllerInputs: Controller:MechanicalVentilation="CONTROLLER MECHANICAL VENTILATION ... Es kann kein passendes DesignSpecification: ZoneAirDistribution-Objekt gefunden werden, was das bedeutet und wie man es behebt.
Heute sehen wir uns eine Kennzahl an, die Sie aus der Gebäudekomponentenbibliothek herunterladen können und mit der Sie bestimmte Ausgabevariablen visualisieren können. Diese Variablen werden direkt auf die Oberflächen Ihres Modells projiziert. In diesem Beispiel betrachten wir die Oberflächentemperaturen, insbesondere die Temperatur der Dachoberfläche während der Simulation. Starten Sie OpenStudio. Gehen Sie zum Tab „Kennzahlen“ und suchen Sie nach einer Kennzahl, die Sie aus der Gebäudekomponentenbibliothek herunterladen können. Navigieren Sie zu „Komponenten und Kennzahlen“, wählen Sie „Kennzahlen“ und suchen Sie unter der Kategorie „Berichterstellung“. Suchen Sie nach „Anzeigen“. Sie finden die Kennzahl „Daten anzeigen“. Sie sehen, dass sie hier bereits heruntergeladen ist. Normalerweise würden Sie das Kontrollkästchen aktivieren und auf „Herunterladen“ klicken. Sie befindet sich unter „QA/QC“ in der Kategorie „Berichterstellung“. Ziehen Sie diese Kennzahl in den Berichtsbereich und wählen Sie sie aus. Sie sehen nun verschiedene Eingaben, die dieser Kennzahl zugeordnet sind. Als Modellquelle kann entweder die OSM-Datei oder die IDF-Datei verwendet werden. Die OpenStudio-Datei wird manchmal von EnergyPlus modifiziert, um Geometriefehler zu korrigieren, bevor sie als IDF-Datei weitergegeben wird. Das ist der Unterschied zwischen den beiden Dateitypen. Wir belassen die Einstellung auf OSM. Die Berichtshäufigkeit steuert, wie oft Ausgabevariablen ausgegeben werden – entweder stündlich oder in jedem Simulationszeitschritt. Wir wählen die stündliche Ausgabe, da Zeitschritte eine große Datenmenge erzeugen würden. Dieses Modell verwendet einen 10-Minuten-Zeitschritt, also sechs Zeitschritte pro Stunde. Es gibt drei Ausgabevariablen, die Sie verfolgen können: Oberflächenaußenflächentemperatur, Oberflächeninnenflächentemperatur und mittlere Strahlungstemperatur der Zone. Dies sind EnergyPlus-Ausgabevariablen, die Oberflächen und Zonen zugeordnet sind und im Handbuch „Eingabe-Ausgabe-Referenz“ beschrieben werden. Wir belassen die Standardeinstellungen und starten die Simulation. Nach Abschluss der Simulation wechseln Sie zum Tab „Ergebnisübersicht“. Wählen Sie oben links „Daten anzeigen“. Wählen Sie oben rechts „Daten rendern“. Scrollen Sie nach unten, um alle anpassbaren Parameter anzuzeigen. Standardmäßig wird die Oberflächenaußenflächentemperatur angezeigt. Sie können das Farbschema ändern, wir belassen es jedoch bei „Divergierend“, sodass kalte Temperaturen blau und warme Temperaturen rot dargestellt werden. Sie können jeden Tag des Jahres auswählen, wobei der 1. Januar als Tag Null gilt und Werte im mittleren Bereich Juni oder Juli entsprechen, da hier die größten Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht sichtbar sind. Sie können auch die Tageszeit anpassen. Mit diesen beiden Parametern können Sie die Tageszeiten durchlaufen und die Wiedergabegeschwindigkeit steuern. Wenn Sie auf „Zyklus“ klicken, sehen Sie, wie sich die Dachtemperatur im Laufe des Tages verändert. Morgens erwärmt sich zuerst die Ostseite des Daches, nachmittags die Westseite. Wenn wir die Drahtgittermodelle und die Solarpaneele ausblenden, sehen wir, dass das Dach eine einzige Fläche darstellt. Da es sich um eine einzige Fläche handelt, zeigt die Visualisierung die Durchschnittstemperatur für das gesamte Dach an. Der Schattenwurf der Solarpaneele ist nicht sichtbar. Um diesen Effekt zu sehen, muss das Dach in kleinere Flächen unterteilt werden. Sie können auch auf eine beliebige Fläche klicken, um den genauen Temperaturwert zu diesem Zeitpunkt anzuzeigen. Diese Messung ist hilfreich, um warme und kühle Bereiche zu identifizieren, z. B. exponierte Vorsprünge, die sich stärker erwärmen, und beschattete Bereiche, die kühler bleiben. Um das Dach zu unterteilen, wechseln Sie zurück zu SketchUp und aktualisieren Sie das Modell. Doppelklicken Sie, um den Bearbeitungsbereich zu öffnen, und doppelklicken Sie anschließend auf die Dachfläche. Kopieren Sie diese, verlassen Sie den Bearbeitungsbereich und fügen Sie sie an der ursprünglichen Position ein, sodass sie als eigenständige SketchUp-Geometrie entsteht. Klicken Sie mit der rechten Maustaste und gruppieren Sie sie. Wir verwenden die Sandbox-Werkzeuge, die entweder in SketchUp enthalten sind oder separat heruntergeladen werden können. Aktivieren Sie diese unter Ansicht > Werkzeugleisten > Sandbox. Verwenden Sie das Werkzeug „Raster erstellen“ und ändern Sie den Standardrasterabstand von 3 Metern auf 60 Zentimeter. Zoomen Sie in eine Ecke des Daches, wechseln Sie zur Draufsicht und ziehen Sie das Raster über das Dach. Verschieben Sie das Raster über das Modell, wählen Sie es aus und verwenden Sie das Werkzeug „Drapieren“, um das Raster auf die Dachfläche zu projizieren. Löschen Sie anschließend das Raster. Die Dachfläche ist nun in kleinere Abschnitte unterteilt. Wählen Sie die gesamte Geometrie aus, gehen Sie zu Bearbeiten → Elemente, deaktivieren Sie die Kantenauswahl und löschen Sie die Flächen, sodass nur die Netzkanten übrig bleiben. Kopieren Sie dieses Netz, bearbeiten Sie den ursprünglichen Bearbeitungsbereich und fügen Sie es an der ursprünglichen Position ein. Dadurch wird das Dach in viele kleinere Flächen unterteilt. Manchmal werden nicht alle Flächen korrekt eingefügt. In diesem Fall müssen Sie die verbleibenden großen Flächen möglicherweise manuell unterteilen. SketchUp arbeitet mit Flächenschleifen, und OpenStudio kann diese Berechnungen gelegentlich nicht vollständig durchführen, was zu Instabilität führen kann. Speichern Sie daher regelmäßig. In manchen Fällen erstellt OpenStudio beim Unterteilen großer Flächen fälschlicherweise Oberlichter. Löschen Sie in diesem Fall die Oberlichter und zeichnen Sie die Flächen neu. Durch wiederholtes Ausschneiden und Einfügen wird OpenStudio gezwungen, den Umfang neu zu berechnen und die Fläche schrittweise in kleinere Teile zu zerlegen. Speichern Sie daher häufig und entfernen Sie alle auftretenden Artefakte. Nachdem Sie die Geometrie bereinigt haben, kehren Sie zu OpenStudio zurück und laden Sie das gespeicherte Modell. Überprüfen Sie anschließend die korrekte Darstellung. Überprüfen Sie im Geometrie-Tab, ob die Unterteilung korrekt aussieht. Sie können eine Aktualisierung erzwingen, indem Sie einen kleinen Parameter ändern und speichern. Zurück in SketchUp können Sie die temporäre Netzgeometrie ausblenden oder löschen. Manchmal ist es hilfreich, dieses Netz in einer separaten SketchUp-Datei zu speichern, falls Sie es später benötigen. Sobald alles bereinigt ist, blenden Sie die gesamte Geometrie wieder ein, beheben Sie verbleibende Artefakte, speichern Sie und kehren Sie zu OpenStudio zurück. Führen Sie die Simulation erneut aus. Nach Abschluss der Simulation wechseln Sie zum Tab „Ergebnisübersicht“ und wählen „Daten anzeigen“. Durchlaufen Sie die Stunden erneut, und Sie sehen nun den Schatteneffekt der Solarpaneele auf dem Dach. Die beschatteten Bereiche bleiben kühler, während sich die unbeschatteten Bereiche erwärmen. Wenn Sie auch Wände unterteilen, können Sie die Schatteneffekte im Laufe des Tages beobachten, insbesondere am Nachmittag und Abend. Durch Klicken auf einzelne Flächen werden die genauen Simulationswerte angezeigt. Um schließlich andere Variablen wie die Sonneneinstrahlung zu visualisieren, wechseln Sie zurück zum Tab „Messungen“ und ersetzen Sie eine der Ausgabevariablen durch beispielsweise „Einfallende Sonneneinstrahlung auf die Außenfläche“. Führen Sie die Simulation erneut aus und betrachten Sie die Daten erneut. Dadurch wird ein deutlich höherer Kontrast erzielt und die Auswirkungen von Sonneneinstrahlung und diffuser Strahlung werden klar sichtbar. So lassen sich mithilfe einer benutzerdefinierten Kennzahl aus der Gebäudekomponentenbibliothek fortgeschrittene Oberflächenvisualisierungen durchführen. Vielen Dank, und bitte liken und abonnieren Sie unseren Kanal.