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Modélisation énergétique des bâtiments

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Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Tutoriel mis à jour le 14 février 2025

Apprenez à nous connaître

​Dans ces vidéos YouTube, nous expliquons les étapes nécessaires à la création d'un modèle énergétique de bâtiment avec OpenStudio (et FloorSpaceJS, intégré à OpenStudio). Nous allons modéliser l'énergie d'une caserne de pompiers ruraux simples. Les leçons abordent progressivement l'importation des fichiers de bibliothèque, la création de la géométrie, la définition des paramètres du site et l'élaboration des tableaux.

La consommation énergétique du bâtiment est ensuite calculée à l'aide du moteur de simulation EnergyPlus du département de l'Énergie des États-Unis via OpenStudio.


Tous les logiciels utilisés pour ces calculs (SketchUp, OpenStudio, FloorSpaceJS et EnergyPlus) sont open-source et téléchargeables gratuitement.

1. Introduction à OpenStudio et EnergyPlus

Brève présentation d'OpenStudio et d'EnergyPlus. Cette vidéo vous familiarisera avec l'histoire de la modélisation énergétique et décrira certaines des capacités de calcul du logiciel OpenStudio.

La question est donc : qu'est-ce qu'un studio ouvert ?
En résumé, OpenStudio est une interface graphique pour EnergyPlus. Mais avant de pouvoir répondre pleinement à cette question, il nous faut comprendre ce qu'est la modélisation énergétique et connaître un peu son histoire.

Je ne remonterai pas très loin dans le temps, juste jusqu'à l'usage le plus récent et le plus répandu.

Dans les années 1970 et 1980, des logiciels ont été créés pour simuler la consommation énergétique des bâtiments, dans le but de la réduire. Dans les années 1990, le Département de l'Énergie des États-Unis a développé un programme performant et gratuit à cet effet. Il s'appelait DOE-2. Malheureusement, son utilisation nécessitait de solides connaissances en programmation. Une interface graphique utilisateur, eQuest, a ensuite été développée. Aujourd'hui, eQuest est le logiciel le plus utilisé pour simuler la consommation énergétique des bâtiments. Il est gratuit, mais les mises à jour ne sont plus assurées. Dans les années 1990, le Département de l'Énergie a commencé à développer la nouvelle génération de logiciels de simulation énergétique : EnergyPlus. Il s'agit aujourd'hui du logiciel de simulation énergétique des bâtiments le plus récent et le plus stable. Il permet aux ingénieurs, aux scientifiques et au secteur de la construction de prévoir et de simuler la consommation énergétique d'un bâtiment tout au long de son cycle de vie. EnergyPlus utilise de nombreux modèles mathématiques complexes pour calculer la consommation énergétique d'un bâtiment. De plus, tout comme DOE-2, c'est un logiciel complexe, nécessitant la maîtrise d'un langage de programmation. Peu convivial. À la fin des années 2000, le Département de l'Énergie (DOE) a compris que, pour assurer une large adoption du programme, il était nécessaire de développer une interface graphique conviviale et performante. Ils ont donc développé OpenStudio. OpenStudio est une interface graphique permettant de créer des données d'entrée pour EnergyPlus. Le flux de travail commence par la création de la géométrie à l'aide de Floor Space JS, intégré au programme OpenStudio. Si votre géométrie est complexe, vous pouvez également utiliser SketchUp et le plug-in OpenStudio. Vous pouvez aussi importer la géométrie à partir de fichiers IDF, GBXML, SDD ou IFC. Vous pouvez ensuite attribuer des types d'espaces et des zones thermiques à votre modèle 3D. Ce modèle 3D peut être considéré comme une structure qui contiendra ultérieurement toutes les informations de votre modélisation énergétique. Vous pouvez ensuite modifier le modèle en changeant différents paramètres, tels que : Le nombre de personnes présentes dans le bâtiment. Les densités de puissance d'éclairage. Les taux de ventilation. Vous pouvez modifier les horaires d'occupation. Vous pouvez également modifier d'autres horaires, comme les heures d'ouverture et de fermeture du bâtiment. Vous pouvez modifier la consommation d'eau ou le nombre de personnes présentes simultanément dans le bâtiment au cours de la journée. Vous pouvez modifier les points de consigne des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC). En bref, toutes les possibilités offertes par un logiciel de modélisation énergétique sont disponibles. Vous pouvez le faire avec OpenStudio. Son interface graphique est très intuitive. Une fois le modèle du bâtiment assemblé, il est exporté vers EnergyPlus. EnergyPlus effectue les calculs et vous fournit des informations sur votre bâtiment. Le résultat final présente de nombreuses informations, telles que : Consommation énergétique totale et mensuelle. Performance de l'enveloppe du bâtiment. Périodes de pointe de consommation d'énergie et de CVC. Périodes de pointe de consommation d'eau et de ventilation.

2. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Importation des fichiers de bibliothèque

​Dans cette vidéo, nous expliquons comment importer des fichiers de bibliothèque dans OpenStudio.

 

Aujourd'hui, nous allons créer un modèle énergétique pour une caserne de pompiers.
Nous allons commencer par ouvrir un projet OpenStudio vierge.
Nous enregistrerons ensuite ceci comme un nouveau projet dans votre dossier de projets.
Nous l'appellerons exemple 4. Enregistrer ceci ? Oui.

Nous avons ici un projet vierge. Aucun type d'espace n'est défini. Comme vous pouvez le constater en cliquant sur l'onglet « Types d'espaces », aucun type d'espace n'apparaît. Nous allons d'abord examiner le plan du projet. Ce plan nous permettra de visualiser les différents types d'espaces présents. On y trouve un garage pour véhicules d'intervention, une buanderie de décontamination, un vestiaire, un couloir, un espace de stockage, une douche, un bureau et une salle commune. Ensuite, nous allons importer un fichier de bibliothèque contenant les modèles nécessaires. Allez dans Fichier → Charger une bibliothèque et sélectionnez le fichier de bibliothèque. Nous utiliserons un projet précédent de caserne de pompiers comme fichier de bibliothèque. Cliquez sur Ouvrir. La bibliothèque devrait maintenant être chargée. Pour consulter les informations importées, rendez-vous dans l'onglet Bibliothèque en haut à droite. Nous sommes actuellement dans l'onglet « Types d'espaces », nous devons donc consulter la bibliothèque correspondante. Faites défiler vers le bas pour trouver les types d'espaces de la caserne de pompiers. Glissez-déposez les types d'espaces nécessaires dans le projet. OpenStudio utilise des types d'espace pour encoder des informations sur l'utilisation de chaque espace. Ces informations incluent les charges (personnes, éclairage, infiltration, consommation électrique) ainsi que leurs calendriers associés. Je vais maintenant ajouter tous les types d'espace nécessaires à ce projet. Vous pouvez passer directement à 3:14. Nous avons maintenant tous nos types d'espace. L'étape suivante consiste à ajouter un ensemble de construction pour notre caserne de pompiers. Sélectionnez l'onglet « Ensembles de construction » à gauche. Encore une fois, accédez aux fichiers de la bibliothèque à droite, sélectionnez « Ensembles de construction » et recherchez le modèle de construction de caserne de pompiers que nous avons importé. Vous pouvez passer directement à 4:30. Caserne de pompiers, en métal, juste ici. Il s'agit d'un bâtiment métallique ; nous allons donc ajouter cet ensemble de construction à nos ensembles de construction pour ce projet. Laissez-le charger. Voilà. Nous avons maintenant une caserne de pompiers en métal. Les murs extérieurs sont en métal, la dalle est en béton et le toit est en métal. Il est important de vérifier que ces constructions correspondent bien à celles de votre projet actuel. Ensuite, nous irons dans l'onglet « Plannings ». Vous remarquerez que de nombreux plannings ont déjà été importés lors de l'ajout des types d'espaces. Occupation, activités, éclairage, etc. Voilà comment charger des informations depuis un fichier de bibliothèque. Dans le prochain épisode, nous utiliserons FloorSpaceJS pour créer la géométrie du bâtiment.

3. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Création de la géométrie

Dans cette vidéo, nous expliquons comment créer la géométrie d'un bâtiment à l'aide de FloorSpace JS dans l'application OpenStudio.

L'étape suivante consiste à créer la géométrie du bâtiment.

Nous allons d'abord enregistrer le fichier sous un nouveau nom. Il est toujours conseillé de sauvegarder les versions précédentes de vos fichiers dans OpenStudio.

Ainsi, vous pourrez toujours revenir aux versions précédentes en cas de problème.

Ensuite, vérifiez vos Préférences dans la section Unités pour vous assurer que vous travaillez bien avec le système impérial anglais. Ensuite, rendez-vous dans l'onglet Géométrie à gauche, puis dans l'onglet Éditeur en haut. Nous utiliserons FloorSpaceJS pour créer la géométrie. Cliquez sur Nouveau. Plusieurs options sont disponibles pour créer la géométrie et utiliser des références. Pour l'instant, nous allons créer un nouveau plan d'étage. Ensuite, sélectionnez le bouton Importer une image pour importer le plan d'étage. Déplacez le plan d'étage pour l'aligner sur votre origine. Nous utiliserons le point zéro comme origine ; essayez donc de le positionner au plus près. Ensuite, redimensionnez l'image. Vous remarquerez qu'une cote d'échelle a été ajoutée à l'image. Elle sert de référence pour la taille de l'espace. Redimensionnez l'image en faisant glisser un coin jusqu'à ce qu'elle atteigne 120 pieds. Cliquez ensuite en dehors de l'image pour la verrouiller. Nous allons maintenant modifier les unités de notre grille à un demi-pied. Pour créer un nouvel espace, cliquez sur le bouton Rectangle. Cliquez et faites glisser pour créer l'espace. Pour ajouter un nouvel espace, cliquez sur le bouton « + ». Le curseur devient rouge lorsqu'il se verrouille sur le bord d'un espace existant. Vous pouvez passer directement à 4:30. La salle commune a une forme particulière. Nous allons la créer à l'aide de plusieurs rectangles sans cliquer sur le bouton « + » pour ajouter un espace. Vous pouvez constater que les rectangles s'additionnent. À ce stade, tous les espaces sont créés. Ensuite, renommez les espaces pour qu'ils correspondent au plan. Cliquez sur le bouton « Développer ». Renommez l'espace 1-1 en 101, comme indiqué sur le plan. Répétez l'opération pour tous les espaces. Vous pouvez passer directement à 6:00. Ensuite, attribuez un type d'espace à chaque espace. Cliquez sur la flèche déroulante et sélectionnez le type d'espace approprié. Pour l'espace 101, sélectionnez « Hayon à matériel ». Répétez cette opération pour tous les espaces. Vous pouvez passer directement à 7:00. Ensuite, attribuez des ensembles de construction à chaque espace. Comme tous les espaces se trouvent dans le même bâtiment, un seul ensemble de construction est nécessaire. Pour cet exemple, nous n'utiliserons ni toit en pente ni plénum sous le plancher. Vérifiez la hauteur sous plafond et la hauteur des plénums. Le garage à véhicules n'en possède pas. Les bureaux, les vestiaires, les espaces de stockage et les espaces similaires en sont équipés. La salle commune n'en possède pas. Nous n'appliquerons aucun décalage de plancher. C'est terminé. Cliquez sur « Fusionner avec le modèle OSM actuel ». Enfin, sélectionnez l'onglet « Vue 3D » en haut à gauche. Le modèle a été créé et les types d'espaces ont été attribués. Dans la prochaine vidéo, nous créerons la géométrie du sous-sol et effectuerons des attributions supplémentaires.

4. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Ajout de zones thermiques et de sous-sols

Dans cette vidéo, nous expliquons comment ajouter des zones thermiques et des constructions souterraines à la géométrie du bâtiment à l'aide de FloorSpace JS dans l'application OpenStudio.

Nous avons finalisé le plan d'étage et la géométrie. L'étape suivante consiste à attribuer des zones thermiques à chaque espace ou groupe d'espaces. Sélectionnez l'onglet « Attributions », développez l'onglet « Zones thermiques » et ajoutez une zone thermique. Nous l'appellerons zone thermique 101. Pour déterminer le nombre de zones thermiques nécessaires, reportez-vous aux plans mécaniques, qui montrent que presque chaque espace possède sa propre zone thermique. En commençant par le compartiment des équipements, nous attribuons la zone thermique 101, puis utilisons le bouton « Dupliquer » pour créer des zones supplémentaires, telles que 102, et ainsi de suite. Vous pouvez passer directement à 2:22. Une fois toutes les zones thermiques créées, l'onglet « Zones thermiques » peut être réduit à l'aide du bouton situé en haut à droite. Les zones thermiques sont ensuite attribuées en sélectionnant la zone thermique 101 et en l'attribuant à l'espace 101, la zone thermique 102 à l'espace 102, et ainsi de suite pour tous les espaces. Après avoir attribué les zones thermiques, nous passons à l'ajout des composants souterrains. Accédez à l'onglet « Composants » en haut et sélectionnez-le. Le premier élément ajouté est une porte d'environ 2,13 m sur 0,91 m. Dans le menu déroulant, sélectionnez « Porte » et cliquez sur le bouton « + ». Développez le menu pour confirmer les dimensions de la porte, puis survolez l'emplacement et cliquez pour la placer. Ajoutez ensuite les fenêtres, d'environ 0,91 m sur 1,83 m avec une hauteur d'appui d'environ 2,74 m. Sélectionnez « Fenêtre » dans le menu déroulant, cliquez sur le bouton « + », survolez l'emplacement souhaité et cliquez pour placer chaque fenêtre. Répétez cette opération pour toutes les fenêtres et portes. Pour les portes vitrées, dupliquez une porte existante et modifiez son type en « Porte vitrée ». Procédez de la même manière pour les portes similaires, puis ajoutez les portes sectionnelles en sélectionnant le type « Porte sectionnelle ». L'ajout de toutes les fenêtres et portes est maintenant terminé. Cliquez sur le bouton « Réduire » pour fermer l'onglet et vérifiez que tous les éléments de sous-surface ont bien été placés. Ce tutoriel est maintenant terminé. Cliquez sur le bouton « Fusionner » pour fusionner la géométrie avec le modèle OpenStudio, puis sélectionnez l'onglet « Vue 3D » pour visualiser le résultat final.

5. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet Site

Dans cette vidéo, nous expliquons comment ajouter un fichier de données météorologiques et de jours de conception à votre projet. Nous abordons également brièvement d'autres informations disponibles dans l'onglet « Site », notamment les étiquettes de mesure, les informations de correspondance entre l'année de facturation des services publics et l'année TMY, l'heure d'été, les paramètres de coût du cycle de vie et les factures de services publics.

Notre prochaine étape consiste à renseigner l'onglet « Site ». Nous enregistrerons le fichier comme une nouvelle version. Dans cet onglet, vous trouverez diverses informations relatives à la météo. La première étape est de définir le fichier météo. Comme nous ne disposons d'aucun fichier météo pour ce projet, nous devons en télécharger un. Rendez-vous sur le site web d'EnergyPlus et recherchez la localisation. Nous supposerons que ce projet se situe à Medford et utiliserons le fichier TMY3, qui contient les données météorologiques les plus récentes. Cliquez sur « Tout télécharger ». Une fois le téléchargement terminé, placez les fichiers dans le dossier OpenStudio : accédez à votre disque dur, ouvrez le dossier OpenStudio et placez les fichiers dans le dossier EnergyPlus. Comme il n'existe pas de dossier météo, nous allons en créer un. Ensuite, cliquez sur « Définir le fichier météo » et accédez à l'emplacement où le fichier météo a été enregistré. Sélectionnez le fichier EPW, qui correspond au fichier météo d'EnergyPlus. Importez ensuite le fichier de données de conception (.DDY), qui fait partie des fichiers téléchargés. Accédez au dossier météo EnergyPlus d'OpenStudio et sélectionnez le fichier DDY. Le fichier de données de conception sert à dimensionner les équipements spécifiés comme « dimensionnement automatique » dans le projet. Vous pouvez consulter les paramètres de ces données et les modifier si nécessaire. Toujours dans l'onglet Site, vous trouverez les onglets Mesures, utilisés pour la modélisation énergétique avancée. Les zones climatiques peuvent y être sélectionnées, mais nous y reviendrons plus tard. Une autre étape de l'onglet Site consiste à sélectionner l'année. Si vous modélisez un bâtiment à partir de données de consommation spécifiques, vous devez sélectionner cette option. Cependant, nous allons modéliser le bâtiment à l'aide de données météorologiques annuelles typiques ; nous sélectionnerons donc cette option. Le site du projet, situé à Medford, appliquant l'heure d'été, nous l'activerons et vérifierons que les dates de début et de fin sont correctes. L'onglet Coût du cycle de vie sert à l'analyse des coûts, que nous n'aborderons pas ici. Ensuite, ouvrez l'onglet Factures de consommation et notez qu'une année météorologique spécifique doit être sélectionnée pour saisir les données de consommation. Nous sélectionnerons Année civile et choisirons l'année 2000 à titre d'exemple, puis nous retournerons à Factures de consommation pour voir où saisir les données. Nous aborderons ce point dans une prochaine leçon. Pour l'instant, nous allons sélectionner « Premier jour de l'année » afin de poursuivre la modélisation à partir de données météorologiques annuelles typiques. Ceci conclut notre leçon d'aujourd'hui sur l'onglet Site. N'hésitez pas à liker et à vous abonner ! Ensuite, accédez à « Définir le fichier météo » et naviguez jusqu'à l'emplacement où le fichier météo a été enregistré. Sélectionnez le fichier EPW, qui est le fichier météo d'EnergyPlus. Importez ensuite le fichier de données de conception (.DDY), qui fait partie des fichiers téléchargés. Accédez au dossier météo d'OpenStudio EnergyPlus et sélectionnez le fichier DDY. Le fichier de données de conception sert à dimensionner les équipements spécifiés comme « dimensionnement automatique » dans le projet. Vous pouvez consulter les paramètres de données de conception et les modifier si nécessaire. Toujours dans l'onglet Site, vous remarquerez les onglets « Mesures », utilisés pour la modélisation énergétique avancée. Les zones climatiques peuvent être sélectionnées ici, mais nous les aborderons plus tard. Une autre tâche dans l'onglet Site consiste à sélectionner l'année. Si vous modélisez un bâtiment à partir de données de services publics spécifiques, vous sélectionnerez cette option. Cependant, nous modéliserons le bâtiment à l'aide de données météorologiques annuelles typiques ; nous sélectionnerons donc cette option. Le site du projet, situé à Medford, étant soumis à l'heure d'été, nous l'activerons et vérifierons que les dates de début et de fin sont correctes. L'onglet « Coût du cycle de vie » sert à l'analyse des coûts, que nous n'aborderons pas ici. Ensuite, ouvrez l'onglet « Factures de services publics » et notez qu'une année météorologique spécifique doit être sélectionnée pour saisir les données de consommation. Nous sélectionnerons « Année civile » et choisirons l'année 2000 à titre d'exemple, puis retournerons à « Factures de services publics » pour voir où saisir les données. Nous traiterons ce point dans une prochaine leçon ; pour l'instant, nous sélectionnerons « Premier jour de l'année » afin de poursuivre la modélisation à partir de données météorologiques annuelles typiques. Ceci conclut notre leçon d'aujourd'hui sur l'onglet « Site ». N'hésitez pas à liker et à vous abonner !

6. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet « Programmes »

Dans cette vidéo, nous abordons la différence entre les ensembles de planification et les planifications, comment modifier et ajouter des planifications, et quelques-uns des différents types de planifications.

Ensuite, nous examinerons l'onglet « Planifications » à gauche, en commençant par l'onglet « Ensembles de planifications » en haut. Cet onglet affiche les ensembles de planifications, que vous pouvez considérer comme une collection de différentes planifications. Un ensemble de planifications est appliqué à un type d'espace et comprend des planifications pour les personnes et les charges présentes dans cet espace. Pour l'ensemble de planification de la caserne de pompiers, nous avons les niveaux d'occupation du personnel tout au long de la journée, les niveaux d'activité du personnel en watts de puissance calorifique par personne, les niveaux de densité de puissance d'éclairage qui varient au cours de la journée, ainsi que les planifications des équipements électriques, des équipements à gaz, de l'eau, de la vapeur et des infiltrations. Vous pouvez ajouter une planification à un ensemble de planifications en accédant à l'onglet « Mon modèle » ou à l'onglet « Bibliothèque », puis en la faisant glisser-déposer. Prenons l'exemple de l'ensemble de planification de l'entrepôt. S'il y avait une charge d'équipement à gaz dans l'espace de stockage, nous prendrions simplement une planification de gaz et la déposerions dans l'ensemble de planification de l'entrepôt. Ceci n'est qu'un exemple, et comme nous n'en avons pas besoin pour ce projet, nous allons le supprimer. Créer un nouvel ensemble de planifications est aussi simple que de cliquer sur le bouton « + », de le renommer, puis de faire glisser-déposer les planifications souhaitées dans l'ensemble. Ensuite, nous accéderons à l'onglet « Planifications », qui contient les différentes planifications. Un exemple courant est la planification « Toujours allumé ». Cette planification est souvent utilisée dans la modélisation énergétique pour forcer le fonctionnement des équipements tout au long de l'année. Sa valeur par défaut est 1. Nous pouvons créer une nouvelle planification en la copiant à l'aide du bouton x2 et en la nommant « Toujours éteint ». Pour modifier la valeur à 0, survolez la ligne, saisissez 0 et appuyez sur Entrée. Cela crée une planification « Toujours éteint ». Chaque planification comporte différents niveaux de priorité. Par exemple, vous pouvez modifier le dimensionnement des équipements en fonction des valeurs des jours de conception en créant une planification personnalisée pour les jours de conception d'été et d'hiver. Autre exemple : la planification vestimentaire. La valeur par défaut de 1 indique que les occupants portent des vêtements plus chauds tout au long de la journée. Il existe également une planification prioritaire qui s'applique de mai à fin septembre, correspondant aux mois d'été où les occupants portent des vêtements plus légers. Pour créer un programme personnalisé pour le printemps, cliquez sur le bouton « + », copiez la règle de programme 1 et ajoutez-la au projet en tant que règle de programme 2. Le matin, au printemps, les occupants portent souvent des manteaux et des pulls épais ; la valeur du matin est donc fixée à 1. Plus tard dans la journée, à mesure que la température monte, les occupants se couvrent moins et la valeur est ajustée en conséquence. Pour diviser le programme, double-cliquez simplement sur la ligne et saisissez les nouvelles valeurs. Ensuite, nous allons créer un programme de consigne pour le thermostat. Pour cela, accédez à la bibliothèque que nous avons importée précédemment et sélectionnez un programme de thermostat. Dans le hangar à appareils, la température est maintenue à une consigne de protection contre le gel toute l'année. Glissez ce programme dans le projet. La valeur par défaut maintient l'espace à 3 °C (38 °F), juste au-dessus de zéro. Vous remarquerez les priorités du week-end : la température est augmentée à 16 °C (60 °F) le dimanche et à 21 °C (70 °F) le samedi, probablement pour les rassemblements en intérieur. Créons maintenant un programme de consigne pour le chauffage. Cliquez sur le bouton « + », sélectionnez « Température » ​​comme type de programme et cliquez sur « Appliquer ». Nommez ce programme « Chauffage CVC ». Le bâtiment fonctionnant 24 h/24 et 7 j/7, nous réglerons la température à 21 °C (70 °F) toute la journée. Le système CVC maintiendra ainsi la température ambiante en continu. Ensuite, copiez ce programme à l'aide du bouton x2 et renommez-le « Refroidissement CVC ». Modifiez la valeur à 24 °C (75 °F) et créez une réduction de température nocturne pour économiser de l'énergie. Double-cliquez sur la ligne pour créer des pauses et réglez la température nocturne à 27 °C (80 °F). Le bâtiment sera ainsi refroidi pendant la journée et légèrement réchauffé la nuit. Vous pouvez zoomer pour afficher le programme par incréments de 15 minutes ou de 1 minute et ajuster les horaires en faisant glisser les lignes verticales. Nous pouvons également créer un programme de priorité personnalisé pour un arrêt estival. Cliquez sur le bouton « + », créez un nouveau profil et sélectionnez une priorité. Par exemple, nous pouvons définir un arrêt pendant la première semaine de juin et modifier la consigne de refroidissement à 27 °C (80 °F) pour toute cette semaine. La zone surlignée en violet indique la période d'application de cette modification au cours de l'année. D'autres types de programmation incluent les programmes d'activité de la buanderie, qui déterminent la chaleur dégagée dans cette pièce, les programmes d'éclairage, qui gèrent l'allumage et l'extinction des lumières, les programmes de gaz et les programmes d'infiltration, qui modulent l'infiltration d'air. L'éclairage des vestiaires est souvent intermittent, car les pompiers interviennent jour et nuit. Voilà, en résumé, ce que sont les programmes. N'oubliez pas de cliquer sur « J'aime » et de vous abonner si cette vidéo vous a plu.

7. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Matériaux de construction

Dans cette vidéo, nous abordons la différence entre les ensembles de matériaux, les assemblages et les matériaux, comment les modifier et les ajouter, et comment accéder à la bibliothèque de composants de construction.

Notre prochaine étape consiste à examiner et modifier les matériaux de construction. Rendez-vous dans l'onglet Constructions, à gauche. En haut, vous trouverez plusieurs sous-onglets : Ensembles de construction, Constructions et Matériaux. Ces onglets sont hiérarchisés. Les Ensembles de construction regroupent les éléments de construction appliqués au bâtiment. Dans l'ensemble de construction métallique de la caserne de pompiers, vous pouvez voir les éléments de surface extérieurs tels que les murs extérieurs, la dalle de béton et la toiture métallique. Les éléments de surface intérieurs comprennent les murs, les sols et les plafonds. Toutes les surfaces en contact avec le sol sont en béton. Les éléments de sous-sol extérieurs incluent les fenêtres, les portes et les puits de lumière, tandis que les éléments de sous-sol intérieurs concernent les cloisons intérieures avec fenêtres ou portes. En bas, vous trouverez d'autres éléments de construction applicables. Un Ensemble de construction définit un ensemble d'éléments qui composent le bâtiment et peut être appliqué à l'ensemble du bâtiment ou à certaines parties. Nous allons maintenant examiner l'onglet Constructions, qui affiche les éléments de construction individuels. Par exemple, la toiture métallique est composée de la couverture métallique et de l'isolant. Ces matériaux sont appliqués par couches, de l'extérieur vers l'intérieur, et servent à calculer la conductivité thermique et les propriétés de transfert de chaleur. Vous remarquerez également des étiquettes de mesure associées à ces constructions. Ces étiquettes sont utilisées pour la modélisation énergétique avancée et pourront ensuite servir de référence pour les mesures d'efficacité énergétique afin d'évaluer l'impact des modifications sur la performance du bâtiment. Pour comprendre l'isolation de la toiture, rendez-vous dans l'onglet Matériaux et sélectionnez Isolation de toiture 22. Ce matériau comprend des étiquettes de mesure et des propriétés thermiques telles que la rugosité, l'épaisseur, la conductivité thermique, la densité, la chaleur spécifique et les valeurs d'absorptance. L'épaisseur et la conductivité thermique se combinent pour créer une résistance thermique R-27. Pour ce projet, la toiture est composée d'une couverture métallique, d'un intercalaire à rupture de pont thermique et de pannes en acier isolées. Puisque cette isolation ne sera pas utilisée ailleurs, nous la renommons « Pannes et isolation R-29 » et mettons à jour ses propriétés pour refléter une épaisseur de 25,4 cm (10 pouces) et une valeur R de 29,88. Ensuite, nous créons une rupture de pont thermique en dupliquant un matériau et en le renommant « Rupture de pont thermique R-3 ». Ce rupteur de pont thermique possède une valeur R de 3, une épaisseur de 12,7 mm (0,5 pouce) et une conductivité thermique de 0,1167. Après avoir créé ces matériaux, nous revenons à l'assemblage de la toiture métallique. Nous retirons la couche d'isolant existante et insérons le rupteur de pont thermique entre la couverture métallique et les pannes et l'isolant. L'assemblage de toiture mis à jour comprend désormais une couverture métallique, un rupteur de pont thermique et des pannes avec isolant, ce qui donne une valeur R globale de 29. Nous renommons cette construction « Toiture métallique », et elle est automatiquement mise à jour dans l'ensemble de construction. Si vous ne souhaitez pas créer de matériaux et d'assemblages personnalisés, vous pouvez utiliser des ensembles de construction de la bibliothèque en les faisant glisser-déposer. Ce même processus peut être appliqué aux toitures, fenêtres, portes, murs et sols. Si un matériau nécessaire n'est pas disponible localement, vous pouvez accéder à la bibliothèque de composants de construction en vous inscrivant en ligne et en saisissant le code d'autorisation. Une fois connecté, vous pouvez rechercher des composants tels que des fenêtres, les télécharger, puis les retrouver dans l'onglet Bibliothèque. Ces composants sont marqués d'une étiquette BCL et peuvent être affectés à la catégorie de construction appropriée. Voilà qui conclut notre présentation des constructions, des jeux de construction et des matériaux. Merci et n'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

8. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Charges énergétiques des bâtiments

Dans cette vidéo, nous abordons les différentes charges thermiques, électriques, gazières et hydrauliques spécifiées pour le bâtiment. Nous illustrerons par un exemple la création d'une nouvelle charge et l'importation d'une charge à partir d'un fichier de bibliothèque.

Ensuite, nous allons examiner les charges thermiques à l'intérieur de notre bâtiment. Sélectionnez l'onglet « Charges » à gauche. Vous y trouverez toutes les charges thermiques, électriques, gazières et de vapeur présentes dans le bâtiment. Une définition de masse interne permet également de calculer l'inertie thermique en fonction de la densité des matériaux utilisés. Commençons par examiner les définitions relatives aux personnes. Celles-ci définissent la densité d'occupation dans les différents espaces. Ces charges calculent le nombre de personnes présentes dans un espace et la chaleur dégagée par chaque personne, y compris la production de dioxyde de carbone et la part de chaleur rayonnante. L'occupation peut être spécifiée par nombre de personnes, par personne par unité de surface ou par unité de surface par personne. Intéressons-nous ensuite aux définitions relatives à l'éclairage. L'éclairage peut être spécifié en fonction de la puissance, de la puissance par unité de surface ou de la puissance par personne. Vous pouvez également préciser la part d'éclairage rayonnant, visible et son impact sur le flux d'air repris par le système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC). Prenons maintenant l'exemple de l'ajout d'une charge électrique. Supposons qu'un four à micro-ondes soit installé dans un bureau fermé. Actuellement, le bureau fermé possède déjà une définition d'équipement électrique, qui représente probablement des imprimantes, des ordinateurs et un éclairage de bureau. Nous l'utiliserons comme modèle. Cliquez sur le bouton x2 pour le dupliquer et renommez-le « Micro-ondes de bureau ». Le micro-ondes est indiqué en watts et sa puissance est de 1 200 watts. Lorsque vous convertissez en watts, la valeur de puissance par unité de surface au sol est automatiquement supprimée. Ceci crée une nouvelle charge pour cet espace. Cependant, une programmation doit être associée à cette charge. Pour créer la programmation, accédez à l'onglet « Programmation ». Cliquez sur le signe plus pour ajouter un nouvel objet et sélectionnez « Programmation », puis « Programmation fractionnée ». Les programmations fractionnées indiquent la durée d'utilisation du micro-ondes tout au long de la journée. Cliquez sur « Appliquer » et renommez-le « Programmation du micro-ondes de bureau ». Le micro-ondes est utilisé seulement quelques minutes à la fois, généralement le matin, à midi et le soir. Vous pouvez avancer jusqu'à 18 h. Pour simplifier, utilisez la programmation par défaut. La création de la programmation du micro-ondes est maintenant terminée. Cette programmation et cette charge seront appliquées ultérieurement à un type d'espace. Retournez à l'onglet « Charges ». Des charges supplémentaires seront appliquées ultérieurement dans le projet. Voici comment créer une charge d'espace. Vous pouvez également glisser-déposer des charges depuis vos fichiers de bibliothèque. Accédez à l'onglet Bibliothèque et sélectionnez une définition d'éclairage à titre d'exemple. Faites défiler jusqu'à Définitions d'éclairage et choisissez une charge d'éclairage, comme par exemple l'éclairage des couloirs d'un immeuble de taille moyenne. Glissez-déposez la définition dans le projet. Une fois ajoutée, une nomenclature doit être créée avant d'affecter la charge à un espace. Pour l'instant, elle ne sera pas utilisée. Vous pouvez supprimer les objets inutilisés en cliquant sur le bouton Supprimer tous les objets inutilisés, ou en sélectionnant la charge et en cliquant sur le bouton X. L'utilisation de l'option Supprimer tous les objets inutilisés permet de réduire l'encombrement du projet. Il est recommandé de vérifier régulièrement la présence d'éléments inutilisés, mais veillez à ne pas supprimer les objets qui n'ont pas encore été affectés à des espaces. Voilà pour l'onglet Charges. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

9. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Types d'espaces

Dans une vidéo précédente, nous avons importé les types d'espaces pour notre projet. Dans cette vidéo, nous allons revenir sur l'onglet « Types d'espaces » et expliquer comment les constructions, les charges, les calendriers et l'infiltration sont associés à un type d'espace.

Ensuite, nous allons revenir à l'onglet « Types d'espaces ». Sélectionnez-le dans le menu de gauche. C'est ici que nous avons initialement attribué les types d'espaces à ce projet. Si vous souhaitez revoir la procédure d'installation des types d'espaces, veuillez consulter la vidéo précédente. En observant ces types d'espaces, vous remarquerez la présence d'un ensemble de construction par défaut, mais celui-ci est vide. Nous devons attribuer un ensemble de construction à tous ces espaces. Accédez à l'onglet « Mon modèle » et déroulez « Ensembles de construction ». Glissez-déposez l'ensemble de construction souhaité. Pour l'appliquer à tous les autres types d'espaces, cochez les cases correspondantes. Sélectionnez l'ensemble de construction à copier et cliquez sur « Appliquer à la sélection ». L'ensemble de construction sera automatiquement appliqué à tous les types d'espaces sélectionnés. Cet ensemble de construction définit le type de construction de ces espaces. Vous pouvez le personnaliser en créant des ensembles de construction supplémentaires. Pour ce faire, veuillez consulter la vidéo précédente. Vous remarquerez ensuite que chaque type d'espace possède un ensemble de planification et une spécification d'air extérieur. Cette spécification de ventilation indique au modèle énergétique le niveau de ventilation requis pour cet espace. Dans la colonne suivante, vous trouverez les débits d'infiltration de conception. Ces débits peuvent être définis en fonction de la surface au sol, de la surface totale, de la surface extérieure des toitures et des murs, des murs extérieurs ou du taux de renouvellement d'air par heure. Pour créer un débit d'infiltration différent, il suffit de le renommer et de modifier les valeurs selon vos besoins. Vous pouvez également le copier et l'appliquer à l'aide de la même méthode de cases à cocher. Nous appliquerons un débit d'infiltration aux plénums. La dernière colonne affiche la surface de fuite effective pour l'infiltration. Nous n'utiliserons pas cette donnée, mais voici comment trouver des informations à son sujet. Recherchez « Surface de fuite effective pour l'infiltration » dans votre navigateur et consultez la documentation relative aux entrées/sorties de Big Ladder Software ou d'EnergyPlus. Big Ladder Software propose la documentation relative aux entrées/sorties d'EnergyPlus en ligne, au format HTML. Sélectionnez « Surface de fuite effective » ou cliquez sur le lien pour en savoir plus. Cette méthode calcule l'infiltration différemment et est généralement utilisée pour les petits bâtiments résidentiels. Nous ne l'utiliserons pas pour notre projet et nous utiliserons uniquement les débits d'infiltration de conception. Ensuite, accédez à l'onglet Charges en haut de la page pour visualiser les charges appliquées à chaque espace. Pour le garage, vous trouverez une définition de charge d'éclairage et un calendrier associé. Des charges d'équipement électrique, avec leurs définitions et calendriers, ainsi que des charges d'infiltration, sont également présentes, avec leur nom et leur calendrier. Lors d'un exercice précédent, nous avons créé une charge micro-ondes à appliquer au bureau fermé. Vous constaterez que cette charge n'est actuellement pas appliquée au bureau ; il est donc nécessaire de l'ajouter. Accédez à l'onglet Mon modèle et naviguez jusqu'à Définitions des équipements électriques. Repérez la charge micro-ondes. Il semble que la définition de la charge micro-ondes ait été supprimée lors de l'exercice précédent. Pour la rajouter, accédez à l'onglet Charges, Définitions des équipements électriques, copiez une charge existante et renommez-la. Ensuite, retournez à l'onglet Types d'espaces. Sélectionnez Charges, faites défiler jusqu'au type d'espace Bureau fermé, puis, depuis Mon modèle, glissez-déposez la charge micro-ondes dans le Bureau fermé. Vous constaterez que le micro-ondes a été automatiquement associé au calendrier des équipements de la caserne de pompiers. Il est nécessaire de modifier cette association. Accédez à « Mon modèle » et naviguez jusqu'à « Planifications des ensembles de règles ». Repérez la planification du micro-ondes créée précédemment. Glissez-déposez-la à côté de la charge du micro-ondes. La charge du micro-ondes et sa planification sont désormais appliquées au type d'espace. Vous verrez une valeur multiplicatrice. Celle-ci permet d'affiner le modèle sans modifier les charges ni les planifications. Par exemple, si le micro-ondes est utilisé deux fois moins que prévu, vous pouvez modifier cette valeur pour appliquer un multiplicateur de 0,5. Nous ne la modifierons pas ici. Les valeurs par défaut sont affichées en vert, tandis que les valeurs modifiées apparaissent en noir. C'est ainsi que vous ajoutez des charges et des planifications de charge à un type d'espace. Un bouton de filtre est également disponible, utile pour les projets de grande envergure. Vous pouvez filtrer par nombre de personnes pour afficher les charges d'occupation ou par nombre de luminaires pour afficher les charges d'éclairage. En haut, l'onglet « Étiquettes de mesures » est utile pour la modélisation énergétique avancée. Ces étiquettes servent de mots-clés aux programmes de mesure de l'efficacité énergétique pour évaluer l'impact des modifications sur la consommation d'énergie. L'onglet « Personnalisé » est utilisé pour la programmation personnalisée. Nous allons maintenant aborder brièvement la création d'un nouveau type d'espace. Cliquez sur le bouton « + » et renommez-le. Appelons-le « Atelier ». Appliquez un ensemble de construction, un ensemble de planification et une spécification d'air extérieur. Vous pouvez copier un ensemble existant ou en sélectionner un autre. Accédez à l'onglet « Bibliothèque », sélectionnez « Spécification d'air extérieur », puis choisissez « Ventilation du local technique ». Sélectionnez ensuite un débit d'infiltration. Recherchez l'option « Local technique » ou « Utilitaires ». Accédez à l'onglet « Charges » et localisez le nouvel espace « Atelier ». Glissez-déposez les charges dans l'espace. Comme il s'agit d'un local technique, il n'y aura personne.

10. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet Géométrie

Dans une vidéo précédente, nous avons créé la géométrie de notre bâtiment. Dans cette vidéo, nous allons revenir sur l'onglet Géométrie et aborder les fonctionnalités supplémentaires permettant de visualiser et de modifier le modèle 3D avec FloorspaceJS.

Next, we will go to the Geometry tab. The first tab is the 3D View in Geometry. This allows you to inspect the building model. Using the right mouse button, you can pan the model across the screen. Using the middle mouse button, you can zoom in and out. Using the left mouse button, you can rotate the model. On the right side, there are additional controls. Changing the orthographic control changes the perspective of the model. This can be useful for selecting specific items based on a view. Let us select the X view. Without orthographic turned on, the model shows a more perspective view. Next, there are rendering and filtering options. By default, the model is rendered by surface type. The roof appears beige, walls are brown, glazing and glass doors are transparent, overhead doors are dark brown, and the ground floor is gray. If we change the render mode to “Normal,” surfaces are rendered based on orientation. All surfaces are currently oriented correctly. If we hide the walls, all exterior surfaces appear gray and all interior surfaces appear red. If a surface were accidentally flipped, it would show red on the outside, indicating that it needs correction in the geometry editor. Next, select Boundary rendering. This shows how the energy model treats each surface. Most blue surfaces are exterior surfaces. If we hide walls, interior surfaces appear green. If we hide the roof, interior walls are green and the ground floor is brown. Exterior wind-exposed and sun-exposed surfaces appear blue. Next, render by Construction. This shows construction types. Purple indicates windows, teal indicates opaque doors, white indicates glazed doors, gray-brown indicates exterior walls, pink indicates the roof, and olive indicates the ground floor. This helps identify constructions assigned to specific spaces. Next, render by Thermal Zone. This shows all thermal zones in the building. These thermal zones were assigned in the first lesson. Some spaces may be combined into a single thermal zone. Next, render by Space Type. The Apparatus Bay appears green, plenums appear dark red, and other spaces such as storage, office, locker rooms, restrooms, and community spaces are shown in different colors. Rendering by Building Story shows only one color in this model because there is only one story. You can apply filters to hide certain surfaces or subsurfaces. For example, unchecking the roof allows you to see inside the building. You can also hide doors, windows, shading objects, or partitions if present. This model does not include shading objects or partitions. There is also a wireframe view option, though it is not commonly used. Next, go to the Editor tab. This is where we use FloorspaceJS. We will edit a space that was originally created as one large storage space but should be two separate spaces. First, delete Space 105/106 and Plenum 105/106. Then click the plus button and select the polygon tool. Click to draw the polygon and click the first point again to close it. If a mistake is made, use the undo button. If the program becomes slow or frozen, close OpenStudio and reopen the project. If changes were not saved, go to the project folder and locate the floorplan JSON file. Open the JSON file in a text editor and change the import/export setting to TRUE. Save the file. Next, open a web browser and go to unmethours.com. This website contains discussions related to OpenStudio and EnergyPlus. Search for “FloorspaceJS freezing” and review the results. FloorspaceJS also has an online version that runs in a web browser. Open the online FloorspaceJS tool and load the floorplan JSON file. You can now edit the floor plan in the browser. Delete the plenum and use the eraser tool to remove spaces. Use the duplicate tool to copy spaces. This is useful because it retains all previously assigned properties. Use the polygon tool to create a second storage space. The room is now split into two spaces. Next, go to Assignments and create a new thermal zone for the new space. FloorspaceJS also allows you to duplicate stories. The duplicate tool creates a new story above the existing one. You can edit story attributes using the expand button. The Fill tool allows you to copy spaces from one story to the story above. For example, clicking the fill tool on the Apparatus Bay creates a space above it. You will still need to assign space type, construction set, and thermal zone. This project does not require a second story, so delete it. When finished editing, click Save Floorplan and then Download. Move the downloaded JSON file into the OpenStudio project folder and replace the existing file. Return to OpenStudio and reload the project. Go to the Geometry tab and then the Editor. Preview the model and merge it with the current OSM file. Return to the 3D View to confirm the spaces were updated. Finally, go to the Spaces tab and rename the new spaces: Space 105, Space 106, 105 Plenum, and 106 Plenum. Go to the Thermal Zones tab and purge unused objects to remove extra zones created by FloorspaceJS. Save the OpenStudio file and review the updated geometry. Thank you. Please like and subscribe!

11. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet Installations

Dans cette vidéo, nous verrons comment orienter notre bâtiment par rapport au nord. Nous définirons les paramètres par défaut pour l'espace, les constructions et les horaires. Nous ajouterons l'éclairage extérieur. Nous aborderons également brièvement l'ajout d'étages et d'éléments d'ombrage.

L'onglet suivant est l'onglet Installations. Allez à gauche et sélectionnez-le. Dans cet onglet, vous pouvez modifier le nom du bâtiment. Nous l'appellerons « Caserne de pompiers rurale ». Vous verrez ensuite les Étiquettes de mesure, que nous avons évoquées précédemment. Les mesures d'efficacité énergétique (MEE) utilisent ces étiquettes comme mots-clés pour modifier les paramètres du modèle. Cette fonctionnalité est utilisée pour la modélisation énergétique avancée. Vous verrez également la valeur de l'axe Nord, actuellement fixée à 0 degré. Si vous retournez dans l'onglet Géométrie, vous pouvez voir la direction nord représentée par la ligne verte. Pour faire pivoter le bâtiment afin que le nord soit aligné avec la ligne rouge, vous devez le faire pivoter de 90 degrés. Pour ce faire, retournez dans l'onglet Installations et modifiez la valeur de l'axe Nord à 90 degrés. Vous verrez ensuite trois affectations par défaut pouvant être appliquées depuis vos bibliothèques : Types d'espace, Ensembles de construction et Ensembles de planification. Ceci illustre la structure hiérarchique d'OpenStudio. Pour illustrer cela, certaines informations ont été supprimées du modèle. Si vous accédez à l'onglet Espaces, vous constaterez que le garage à véhicules n'a plus de type d'espace, d'ensemble de construction par défaut ni de planification par défaut. Retournez à l'onglet Installations et attribuez des valeurs par défaut au niveau de l'installation. Accédez à l'onglet Mon modèle et sélectionnez : - Types d'espace : Garage à véhicules - Ensembles de construction : Caserne de pompiers métallique - Planifications : Planification de la caserne de pompiers Retournez ensuite à l'onglet Espaces. Vous remarquerez que le type d'espace Garage à véhicules est renseigné, tandis que l'ensemble de construction et la planification restent vides. En effet, les espaces héritent de ces valeurs à partir des paramètres par défaut de l'installation. Ensuite, accédez à l'onglet Étages. C'est ici que vous pouvez ajouter des étages supplémentaires au bâtiment s'ils n'ont pas déjà été créés à l'aide de FloorspaceJS ou d'un autre éditeur de géométrie. Ensuite, accédez à l'onglet Ombrage. Cet onglet permet d'ajouter des éléments géométriques qui ne font pas partie du bâtiment lui-même, tels que des bâtiments adjacents ou des arbres. L'ombrage ne génère pas de charges, mais peut réduire les besoins en refroidissement en bloquant la lumière du soleil. L'ombrage ne sera pas utilisé dans ce modèle et sera abordé dans une leçon ultérieure. Ensuite, accédez à l'onglet « Équipements extérieurs ». C'est ici que vous pouvez ajouter un éclairage extérieur au bâtiment. Par exemple, supposons que le bâtiment soit équipé de projecteurs de sécurité extérieurs. Cliquez sur le bouton « + » pour créer de nouveaux éclairages extérieurs. Une définition de charge sera créée automatiquement. Réglez la puissance totale sur 400 watts. Ensuite, sélectionnez la programmation. La programmation par défaut est « Toujours allumé ». Si nécessaire, cette programmation peut être modifiée ultérieurement dans l'onglet « Programmations ». Ensuite, examinez l'option de contrôle. Par défaut, les éclairages fonctionnent uniquement selon la programmation. Vous pouvez également sélectionner « Horloge astronomique ». Cette option combine la programmation avec une cellule photoélectrique qui éteint les lumières pendant la journée. Ensuite, vous pouvez appliquer un multiplicateur pour ajuster la puissance totale si nécessaire. Enfin, il existe un champ « Sous-catégorie d'utilisation finale ». Il est utilisé pour le sous-comptage. Par exemple, vous pouvez le renommer « Éclairage extérieur général » pour suivre séparément la consommation d'énergie de l'éclairage extérieur. L'onglet « Installations » est maintenant terminé. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

12. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet Espaces

Dans cette vidéo, nous aborderons la relation d'héritage parent-enfant des entités OpenStudio. Nous montrerons également comment modifier les espaces, les charges, les surfaces et les sous-surfaces au niveau le plus bas (espace) du modèle énergétique.

Nous allons maintenant aborder l'onglet Espaces. En haut, commençons par l'onglet Propriétés. Cet onglet répertorie tous les espaces du projet. Comme expliqué dans la vidéo précédente, les champs vides seront renseignés à partir des informations définies aux niveaux supérieurs (telles que les types d'espace ou les paramètres par défaut de l'installation). L'onglet Espaces représente le niveau le plus bas de la hiérarchie. Si un espace spécifique nécessite une charge, une construction ou un paramètre unique, différent des autres espaces, il convient de le modifier ici. L'onglet Flux d'air permet de visualiser les noms des objets d'infiltration et d'air extérieur. Ces éléments ont été définis précédemment dans l'onglet Types d'espace. Toutes ces informations sont héritées des définitions de niveau supérieur, sauf indication contraire. Passons maintenant à l'onglet Charges. Celui-ci affiche toutes les charges collectées à partir des sources de niveau supérieur. Par exemple, les locaux de stockage 105 et 106 partagent le même type d'espace. Si une seule pièce de stockage était équipée d'un four à micro-ondes, vous pourriez glisser-déposer la charge du four à micro-ondes depuis Mon Modèle → Définitions d'équipement vers l'espace 105. Vous devriez également lui attribuer une programmation. Cela vous permet de différencier les espaces, même s'ils sont du même type. Nous supprimerons cet exemple ultérieurement. Ensuite, accédez à l'onglet Surfaces. Le modèle énergétique est composé de surfaces et de sous-surfaces. Les surfaces comprennent les murs, les toits, les sols et les plafonds. Par exemple, si le hangar à appareils avait un toit différent du reste du bâtiment, vous pourriez appliquer une construction de toit différente ici en la faisant glisser depuis l'onglet Bibliothèque. Lorsqu'une valeur devient noire, cela signifie que la valeur par défaut a été modifiée. Pour rétablir la valeur par défaut, sélectionnez l'élément et cliquez sur le bouton X. Vous pouvez également procéder ainsi pour les sous-surfaces, qui comprennent les fenêtres, les portes, les puits de lumière, et les fenêtres et portes intérieures. Les sous-surfaces sont des éléments enfants des surfaces. Ici, nous pouvons examiner les constructions affectées à chaque sous-surface. Remarquez qu'aucune construction n'est affectée aux portes sectionnelles. Cela signifie qu'aucun assemblage de construction n'a été défini pour les portes sectionnelles. Accédez à l'onglet Constructions et vérifiez que les portes sectionnelles sont bien absentes. Vous pouvez soit définir les portes sectionnelles au niveau de l'ensemble de constructions pour l'ensemble du projet, soit les appliquer uniquement à cet espace au niveau de l'onglet Espaces. Pour appliquer les constructions de portes sectionnelles uniquement à la baie d'appareils, recherchez une construction de porte appropriée dans l'onglet Bibliothèque et faites-la glisser-déposer ici. Pour copier la même construction sur d'autres portes sectionnelles, cochez les cases correspondantes et cliquez sur Appliquer à la sélection. Ensuite, vérifiez les portes vitrées. Si aucune porte vitrée n'est définie, accédez à l'onglet Constructions et sélectionnez une construction de fenêtre appropriée dans Mon modèle. L'application de cette construction au niveau de l'ensemble de constructions l'affectera à toutes les portes vitrées du projet. En retournant à l'onglet Espaces, vous constaterez que ces valeurs sont désormais renseignées. Les autres onglets en haut incluent Cloisons intérieures et Ombrage. Les cloisons intérieures servent à créer des murs de faible hauteur, comme dans les bureaux cloisonnés. Ce modèle ne comprend pas de cloisons intérieures. L'onglet Ombrage permettrait de modifier les objets d'ombrage individuellement, s'ils existaient. Ceci conclut la présentation de l'onglet Espaces. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

13. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Onglet Zones thermiques

Dans cette vidéo, nous verrons comment renommer les zones thermiques et programmer les thermostats. Nous aborderons également le dimensionnement des équipements et l'utilisation des charges d'air idéales.

L'ajout de systèmes CVC au modèle énergétique augmentera sa complexité. Nous avons activé les charges d'air idéales. Nous allons donc exécuter le modèle énergétique et corriger les erreurs simples avant d'ajouter davantage de complexité. Accédons aux paramètres de simulation et au pas de temps. Ceci définit le nombre d'itérations du modèle énergétique par heure. Le nombre d'itérations par heure est actuellement fixé à six pas de temps, ce qui simule le bâtiment toutes les 10 minutes. Réduisons ce nombre à un pas de temps par heure. Cela accélérera nos calculs. Nous pourrons toujours ajuster ce paramètre ultérieurement. Ensuite, accédons aux mesures. Nous souhaitons ajouter des diagnostics à l'onglet Mesures. À droite, sélectionnez le menu déroulant « Rapports », puis à nouveau le menu déroulant « AQ/CQ ». Sélectionnez « Ajouter des diagnostics de sortie ». Si cette option n'est pas présente, cliquez sur le bouton « Rechercher les mesures sur BCL » en bas de la page. Accédez à « Rapports », puis « AQ/CQ ». Recherchez « Ajouter ». Vous trouverez « Ajouter des diagnostics de sortie » ici. Si cette option n'est pas cochée, cochez-la et cliquez sur le bouton de téléchargement. Une fois le téléchargement terminé, glissez-déposez « Ajouter des diagnostics de sortie » dans les mesures EnergyPlus. Cela ajoute des diagnostics supplémentaires lors de l'exécution du modèle énergétique afin de faciliter le dépannage des zones problématiques. Ensuite, cliquez sur « Lancer la simulation ». Cliquez sur « Enregistrer », puis sur le bouton « Exécuter ». La simulation échoue et génère plusieurs erreurs. Accédez au dossier du modèle, ouvrez le dossier d'exécution et ouvrez le fichier EPLUSOUT.ERR avec un éditeur de texte. Il existe deux types d'erreurs : les avertissements et les erreurs critiques. Les erreurs critiques interrompent la simulation avant la fin. Faites défiler vers le bas pour localiser l'erreur critique. L'erreur indique un problème de convergence avec le matériau « Toiture métallique ». Accédez à l'onglet « Matériaux » et localisez les matériaux « Rupture thermique » et « Pannes et isolation ». Vérifiez les valeurs d'isolation. La valeur de la rupture thermique est de 0,1667 pour une épaisseur de 1/2 pouce, et la valeur des pannes et de l'isolation devrait être de 0,335. La correction de ces valeurs résout l'erreur critique. Enregistrez le projet et relancez la simulation. La simulation se termine avec succès, mais des avertissements persistent. Un avertissement indique que le nombre d'itérations par heure est inférieur à celui recommandé. Vous pouvez l'ignorer. D'autres avertissements concernent des programmations qui ne correspondent pas à l'itération sélectionnée, comme celles des vestiaires et du micro-ondes. Ces programmations changent au cours de l'heure, alors que le modèle s'exécute toutes les heures. Vous pouvez également ignorer ces avertissements. D'autres avertissements font référence à des programmations par défaut, telles que « toujours allumé » et « toujours éteint », qui font partie intégrante d'OpenStudio et ne peuvent pas être modifiées. Les programmations de température de surface du sol sont également manquantes ; le modèle utilise donc la température constante par défaut de 18 °C. Les avertissements concernant les sommets coïncidents ou colinéaires indiquent des points géométriques dupliqués, qu'EnergyPlus simplifie automatiquement. Vous pouvez les ignorer. Des avertissements relatifs aux constructions inutilisées apparaissent pour les composants non utilisés dans le modèle, tels que les fenêtres, les portes et les cloisons intérieures. Vous pouvez les supprimer depuis l'onglet « Ensemble de construction ». Utilisez l'option « Purger les objets inutilisés » dans les onglets « Constructions » et « Matériaux » pour nettoyer le modèle. Des avertissements relatifs au confort apparaissent pour les espaces sans modèle de confort thermique attribué. Accédez à l'onglet Types d'espaces, sélectionnez Charges et ajoutez un modèle de confort thermique pour les espaces concernés, tels que la buanderie et les vestiaires. Des avertissements concernant les infiltrations apparaissent dans les zones intérieures sans murs extérieurs. Vous pouvez les ignorer ou les corriger en modifiant la méthode de calcul des infiltrations. Des avertissements relatifs au refroidissement indiquent que certaines zones thermiques n'ont pas de programmation de thermostat attribuée. Les charges d'air idéales tentent de calculer le refroidissement, mais sans thermostats, la charge de refroidissement reste nulle. Vous pouvez examiner les avertissements concernant les programmations inutilisées en activant l'option Afficher les programmations inutilisées dans Ajouter des diagnostics de sortie. Supprimez les programmations inutiles des locaux de stockage et du local technique, puis purgez les programmations inutilisées. Un avertissement relatif à la programmation des vêtements apparaît car elle n'a pas été appliquée à des jours spécifiques. Attribuez la programmation à tous les jours de la semaine et enregistrez le modèle. Relancez la simulation. Vous pouvez ignorer les avertissements restants concernant les portes qui n'entourent pas complètement les sous-surfaces. Ces avertissements résument des problèmes non critiques. Les problèmes critiques à résoudre sont les erreurs graves, car elles empêchent la simulation de se terminer. Les avertissements permettent d'améliorer le modèle, mais n'empêchent pas nécessairement son exécution. Fermez le fichier d'erreurs et consultez le résumé des résultats. Ce point sera abordé dans la prochaine leçon. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

14. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Dépannage

Dans cette vidéo, nous verrons comment exécuter la simulation du modèle énergétique. Nous expliquerons également comment résoudre les problèmes liés aux avertissements et aux erreurs de simulation.

L'ajout de systèmes CVC au modèle énergétique augmentera sa complexité. Les charges d'air idéales étant activées, nous allons exécuter le modèle et corriger les erreurs simples avant d'ajouter d'autres éléments. Accédons aux Paramètres de simulation et au Pas de temps. Ce paramètre détermine le nombre d'exécutions du modèle énergétique par heure. Actuellement, il est configuré sur six pas de temps par heure, ce qui signifie que le bâtiment est simulé toutes les 10 minutes. Réduisons ce nombre à un pas de temps par heure afin d'accélérer les calculs. Nous pourrons ajuster ce paramètre ultérieurement si nécessaire. Ensuite, accédons à Mesures. Nous souhaitons ajouter des Diagnostics à l'onglet Mesures. À droite, sélectionnez Rapports → Assurance qualité/Contrôle qualité → Ajouter des Diagnostics de sortie. Si cette option n'est pas disponible, cliquez sur Rechercher des mesures dans BCL, accédez à Rapports → Assurance qualité/Contrôle qualité et recherchez « ajouter ». Vous trouverez Ajouter des Diagnostics de sortie. Si cette option n'est pas cochée, sélectionnez-la et téléchargez-la. Une fois téléchargée, glissez-déposez Ajouter des Diagnostics de sortie dans les Mesures EnergyPlus. Cela ajoute des diagnostics supplémentaires pour faciliter le dépannage des problèmes rencontrés pendant la simulation. Ensuite, cliquez sur « Lancer la simulation ». Cliquez sur « Enregistrer », puis sur « Exécuter ». La simulation échoue et génère plusieurs erreurs. Accédez au dossier du projet, ouvrez le dossier « run » et ouvrez le fichier EPLUSOUT.ERR dans un éditeur de texte. Il existe deux types d'erreurs : les avertissements et les erreurs critiques. Les erreurs critiques empêchent la simulation de se terminer. Faites défiler vers le bas pour localiser l'erreur critique. L'erreur indique un problème de convergence avec un matériau de construction appelé « Toiture métallique ». Accédez à l'onglet « Matériaux », développez « Matériaux » et localisez « Rupture thermique » et « Pannes et isolation ». Vérifiez leurs valeurs d'isolation. La valeur de la rupture thermique est de 0,1667 pour une épaisseur de 1/2 pouce. La valeur des pannes et de l'isolation devrait être de 0,335. Corriger cette valeur résout l'erreur critique. Fermez le fichier d'erreur, enregistrez le projet et relancez la simulation. La simulation se termine avec succès, mais des avertissements persistent. Le premier avertissement indique que le nombre d'itérations par heure est inférieur au minimum recommandé de quatre. Vous pouvez l'ignorer. Les avertissements suivants concernent les programmes de climatisation et les horaires d'occupation, qui fonctionnent par incréments plus courts que le pas de temps de la simulation. La simulation s'exécutant toutes les heures, elle ne peut pas capturer ces courts cycles marche/arrêt. Vous pouvez ignorer ces avertissements. D'autres avertissements font référence aux programmes « Toujours allumé » et « Toujours éteint », qui font partie intégrante d'OpenStudio et ne peuvent pas être modifiés. Un autre avertissement indique qu'aucun programme de température de surface n'est défini ; le modèle utilise donc une température constante par défaut de 18 °C. Ceci n'est pas problématique. Les avertissements concernant les sommets coïncidents ou colinéaires signalent des points géométriques dupliqués. EnergyPlus les simplifie automatiquement ; vous pouvez donc les ignorer. Les avertissements concernant les constructions inutilisées indiquent que certains assemblages de construction ne sont pas utilisés dans le modèle, tels que les fenêtres, les portes et les cloisons intérieures. Vous pouvez les supprimer depuis l'onglet « Ensemble de constructions ». Accédez à l'onglet « Constructions » et utilisez l'option « Purger les objets inutilisés ». Répétez cette opération dans l'onglet « Matériaux ». Cela réduit l'encombrement et améliore les performances de la simulation. Ensuite, des avertissements indiquent qu'aucun modèle de confort thermique n'est attribué à certains espaces, comme la buanderie et les vestiaires. Accédez à Types d'espaces → Charges, sélectionnez la définition de charge, cliquez sur le bouton « + » et ajoutez un type de modèle de confort thermique. Des avertissements relatifs à l'infiltration apparaissent dans les zones intérieures sans murs extérieurs. Vous pouvez les ignorer ou les corriger en modifiant la méthode de calcul de l'infiltration. Les avertissements indiquant que le mode de refroidissement est nul signalent l'absence de programmation des thermostats. Les charges d'air idéales tentent de calculer le refroidissement, mais sans thermostats, la charge de refroidissement reste nulle. Vous pouvez examiner les avertissements relatifs aux programmations inutilisées en activant l'option « Afficher les programmations inutilisées » dans « Ajouter des diagnostics de sortie ». Supprimez les programmations inutiles des locaux de stockage et de l'atelier, puis purgez les programmations inutilisées. Un avertissement concernant la programmation des vêtements apparaît car elle n'a pas été attribuée à des jours spécifiques. Attribuez-la à tous les jours de la semaine et enregistrez. Relancez la simulation. Vous pouvez ignorer les avertissements restants relatifs aux portes qui n'entourent pas complètement les sous-surfaces. Les erreurs graves sont les plus critiques, car elles empêchent la simulation de se terminer. Les avertissements permettent d'améliorer le modèle, mais n'ont pas forcément d'incidence sur les résultats. Fermez le fichier d'erreurs et consultez le résumé des résultats. Ce point sera abordé dans la prochaine leçon. Merci. 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15. Modélisation énergétique du bâtiment dans OpenStudio - Ajout d'un système d'eau chaude

Dans cette vidéo, nous allons voir comment ajouter des raccordements d'eau et créer un système d'eau chaude sanitaire pour notre bâtiment.

Ensuite, retournez à l'onglet « Systèmes CVC » à gauche et ajoutez le système d'eau chaude sanitaire. Vous pouvez constater qu'un système d'eau est déjà en place : l'eau provient du réseau principal, entre dans le bâtiment, puis est évacuée vers les égouts. Pour continuer, nous devons importer un raccordement d'eau depuis la bibliothèque. Accédez à l'onglet « Bibliothèque », recherchez les raccordements d'eau dans le fichier de bibliothèque de la caserne de pompiers, puis glissez-déposez-le à l'emplacement souhaité. Après avoir ajouté le raccordement d'eau, cliquez dessus pour afficher l'équipement d'utilisation d'eau situé dans le bâtiment. Retournez à l'onglet « Bibliothèque » et recherchez l'équipement d'utilisation d'eau dans le même fichier de bibliothèque de la caserne de pompiers. Glissez-déposez-le à l'emplacement souhaité et consultez ses attributs. L'équipement d'utilisation d'eau de la caserne de pompiers rurale est défini pour cinq occupants. Lorsque cette définition d'équipement d'utilisation d'eau est ajoutée, elle inclut également les charges de consommation d'eau et les programmes associés, tels que le programme de consigne de température de l'eau chaude, le programme de fractions sensibles et le programme de fraction d'eau chaude sanitaire. Retournez à l'onglet « Systèmes CVC » et sélectionnez l'équipement d'utilisation d'eau. Cet équipement sera situé à l'intérieur du bâtiment et aucun nom d'espace spécifique ne lui sera attribué. À ce stade, aucune boucle n'est connectée. Il faut donc créer une boucle d'eau chaude sanitaire. Retournez dans l'éditeur de réseau d'eau, cliquez sur le bouton « + » et créez une nouvelle boucle vide. Ajoutez une pompe de circulation à vitesse constante depuis la bibliothèque, puis un chauffe-eau de 380 litres (100 gallons) et 12 kW (12 kilowatts) depuis le fichier de bibliothèque du projet de caserne de pompiers. Ajoutez ensuite un régulateur de température pour maintenir la température de la boucle. Enfin, associez le raccordement d'utilisation de l'eau à la nouvelle boucle en le faisant glisser depuis l'onglet « Mon modèle » vers la boucle. Vous pouvez maintenant modifier les propriétés de la pompe de circulation, du chauffe-eau et du régulateur de température, notamment les débits, les rendements et les plages de consigne. Le régulateur de température utilise la plage de température « Eau chaude sanitaire » de l'onglet « Périodes ». Une fois la boucle associée, un clic dessus vous permet d'afficher d'autres propriétés de la boucle d'eau chaude sanitaire. Merci ! N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

16. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Ajout du module CVC-1

Dans cette vidéo, nous verrons comment ajouter un système d'extraction par zone. Nous vous montrerons également comment créer et affecter une chaudière à air pulsé au gaz à l'une de nos zones thermiques.

Nous allons maintenant modéliser les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), en commençant par le garage des véhicules d'intervention. Cet espace comprend un aérotherme, un petit extracteur d'air pour la ventilation et un grand extracteur d'air dont la puissance est régulée par le niveau de pollution atmosphérique. Accédez à l'onglet « Zones thermiques » et ajoutez l'extracteur d'air de dépollution. Dans l'onglet « Bibliothèque », recherchez un extracteur d'air de zone et faites-le glisser vers l'équipement du garage des véhicules d'intervention. Renommez-le EF-03. Pour la planification de disponibilité, attribuez-lui la planification d'occupation des vestiaires, en supposant que l'extracteur se déclenche à chaque intervention des pompiers. Ensuite, vérifiez les attributs de l'extracteur d'air. Réglez la pression statique à 0,375 pouce et le débit maximal à 1 632 pi³/min. Si nécessaire, vous pouvez ajouter un compteur d'énergie et le nommer « Compteur EF-03 » pour suivre la consommation énergétique. Le fonctionnement de l'extracteur étant contrôlé par sa propre planification de disponibilité, définissez le mode de couplage du gestionnaire de disponibilité du système sur « découplé ». Laissez le champ « Fraction d'extraction équilibrée » vide afin que l'air d'appoint soit prélevé du système CVC desservant la zone. D'après les plans du bâtiment, le garage comprend un aérotherme à gaz, un registre d'air neuf et un petit ventilateur d'extraction. Ces éléments peuvent être simplifiés en un système de chauffage à air pulsé unique, avec registres d'arrivée d'air extérieur et d'extraction. Accédez à l'onglet « Systèmes CVC », cliquez sur l'icône « + » et ajoutez un aérotherme à gaz. Renommez le système « UH-01 ». Activez le système d'arrivée d'air extérieur et configurez le débit d'air extérieur minimal en mode automatique afin de répondre aux besoins de ventilation tout au long de l'année. Réglez le rendement du brûleur à 90 % et laissez la puissance de chauffage en mode automatique. Enfin, configurez les autres composants du système. Réglez la pression du ventilateur à volume constant à 0,5 pouce et le débit d'air en mode automatique. Configurez le gestionnaire de consigne avec une température d'air soufflé minimale de 4 °C (40 °F) et maximale de 38 °C (100 °F), contrôlée par la zone thermique 101. Laissez le diffuseur en mode automatique, puis faites glisser la zone thermique 101 depuis « Mon modèle » vers la boucle d'air du système CVC. La modélisation du système CVC du garage est maintenant terminée. Enregistrez et exécutez la simulation pour vérifier l'absence d'erreurs. Après avoir attribué le système CVC, assurez-vous que l'option « Charges d'air idéales » est décochée pour la zone thermique 101. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

17. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Ajout du module CVC-2

Dans cette vidéo, nous verrons comment installer des plinthes chauffantes et des radiateurs électriques à air pulsé au niveau de chaque zone. Nous aborderons également l'installation de pompes à chaleur terminales monoblocs (pompes à chaleur DX split).

Nous revoilà dans l'onglet Zones thermiques. La prochaine étape consiste à ajouter des équipements de zone aux espaces restants. Plusieurs radiateurs électriques sont répartis dans le bâtiment. Dans la pièce 106, il y a un radiateur électrique mural de 0,75 kilowatt. Allez dans l'onglet Bibliothèque, faites défiler vers le bas et sélectionnez le radiateur électrique convecteur. Glissez-déposez-le dans la pièce, renommez-le et définissez sa puissance à 750 watts. Procédez de la même manière pour les autres radiateurs électriques, notamment le radiateur de la pièce 105 et les aérothermes et aérothermes des pièces 102, 108, 109 et 110. Pour les aérothermes, allez dans l'onglet Bibliothèque, sélectionnez l'aérotherme électrique à volume constant, glissez-déposez-le à l'endroit souhaité, renommez-le et laissez le débit en mode automatique. Vous remarquerez également la présence d'un petit ventilateur d'extraction dans la buanderie. Ce ventilateur est intermittent et destiné à l'usage des occupants ; il ne sera donc pas modélisé, car son impact sur le modèle énergétique global est négligeable. Ensuite, il y a deux pompes à chaleur split : l'une dessert le bureau et l'autre la grande salle commune. Nous allons commencer par le bureau, situé dans la zone thermique 107. Accédez à l'onglet « Bibliothèque », recherchez « pompe à chaleur terminale monobloc » et glissez-déposez-la à l'emplacement souhaité. Ce système ne dispose pas d'une arrivée d'air extérieur dédiée ; son débit d'air est donc fixe (0 CFM). Le ventilateur est à volume constant, les batteries de chauffage et de refroidissement à détente directe sont dimensionnées automatiquement, de même que la batterie de chauffage d'appoint électrique. Un paramètre important à vérifier est la température extérieure minimale de fonctionnement de la batterie de chauffage, fixée à 10 degrés. Un système similaire est utilisé dans la salle commune, située dans la zone thermique 110, et ce système peut être copié directement dans cet espace. À mesure que des équipements sont ajoutés à chaque zone, l'option de calcul des charges d'air idéales est automatiquement désactivée. La zone thermique 104, un petit couloir, ne dispose d'aucun équipement. Il est donc possible de désactiver manuellement les apports d'air idéaux. Si un équipement est mal positionné, comme un ventilo-convecteur situé dans le plénum, vous pouvez le supprimer en le sélectionnant et en cliquant sur le bouton « X » en haut à droite. À ce stade, toutes les zones devraient être correctement équipées. L'étape suivante consiste à installer le système de ventilation. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.

18. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Ajout d'un système DOAS

Dans cette vidéo, nous verrons comment installer un système de traitement d'air extérieur dédié. Nous aborderons également le séquencement des équipements et des charges au niveau des zones.

Ensuite, nous ajouterons le système de traitement d'air extérieur dédié (DOAS), mais il est nécessaire de nettoyer l'onglet « Zones thermiques ». Plusieurs zones ont des programmes de chauffage ou de refroidissement attribués alors qu'elles ne possèdent pas l'équipement adéquat. La zone 102 ne dispose pas d'équipement de refroidissement ; son programme de refroidissement peut donc être supprimé. Les zones 103 et 104 ne disposent pas de refroidissement, et la zone 104 ne dispose pas non plus de chauffage. La zone 105 ne dispose pas de refroidissement et semble inclure un chauffage supplémentaire qui doit être supprimé. Les zones 106 et 108 ne disposent pas non plus de refroidissement, tandis que la zone 107 en dispose ; son programme de refroidissement doit donc être rétabli. Ce nettoyage garantit que les programmes correspondent correctement à l'équipement réellement présent dans chaque zone. Après avoir nettoyé les zones, accédez à l'onglet « Systèmes CVC » pour ajouter le DOAS. Cliquez sur le bouton « + », faites défiler vers le bas et ajoutez une boucle d'air vide au modèle. Renommez le système et laissez-le s'ajuster automatiquement. Comme il s'agit d'un système DOAS (Down-Own Air System), son dimensionnement dépendra des besoins en ventilation et le débit d'air extérieur nominal sera automatiquement ajusté. Le système fonctionnera avec 100 % d'air extérieur ; le rapport de débit d'air maximal du système de chauffage doit donc être fixé à 1. Ce système ne comporte pas de régulation de température pour le refroidissement, uniquement pour le chauffage, et la température de l'air soufflé est fixée à 19 °C (67 °F). Assurez-vous que l'utilisation de 100 % d'air extérieur est sélectionnée pour le chauffage et le refroidissement, et configurez la méthode de traitement de l'air extérieur du système sur « Somme des zones », car le système utilise des diffuseurs à volume constant. Ensuite, accédez à l'onglet « Bibliothèque » et ajoutez le système de traitement d'air extérieur du circuit de climatisation à un nœud côté soufflage, en laissant le dimensionnement automatique, sans économiseur ni verrouillage. Ajoutez un ventilateur à volume constant pour l'extraction, puis un autre pour le soufflage, en laissant les deux ventilateurs en mode automatique. Ajoutez un serpentin de chauffage électrique gainable au nœud côté soufflage et laissez son dimensionnement automatique. Pour contrôler le chauffage électrique, ajoutez un gestionnaire de consigne en utilisant la stratégie de contrôle de température du nœud. Configurez le nœud de référence juste en amont du radiateur électrique, utilisez la régulation par bulbe sec et définissez les températures minimale et maximale de l'air soufflé à 19 °C (67 °F). Ajoutez ensuite les zones et les diffuseurs au système DOAS. Dans l'onglet Bibliothèque, ajoutez un diffuseur à volume constant sans chauffage et utilisez le répartiteur de branchement pour affecter les zones thermiques concernées. Pour chaque zone, activez l'option « Prise en compte du système de traitement d'air extérieur dédié » afin que les effets de charge du DOAS soient appliqués avant le dimensionnement des équipements de zone. Laissez la stratégie de régulation sur « Air soufflé neutre » et dimensionnez les consignes basse et haute à 19 °C (66 °F) et 19 °C (67 °F). Vérifiez que le DOAS fonctionne 24 h/24 et 7 j/7 avec la programmation discrète « Toujours actif ». Dans l'onglet Zones thermiques, assurez-vous que le DOAS apparaît en premier dans la liste des équipements de chaque zone afin que son chauffage soit appliqué avant celui des autres systèmes. Pour les zones comportant plusieurs systèmes, comme la zone 110, dimensionnez le radiateur mural à 7 kW afin que le DOAS fournisse le chauffage en premier, suivi du radiateur mural, puis de la pompe à chaleur.

19. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Visionneuse de données

Dans cette vidéo, nous allons résoudre un problème lié aux heures non satisfaites. Nous verrons comment générer des tendances sur les variables de sortie et comment les afficher à l'aide de Data Viewer (DView). Un aperçu des fonctionnalités de Data Viewer est également fourni.

Nous commençons par exécuter le modèle depuis l'onglet « Lancer la simulation » et en cliquant sur « Exécuter ». La simulation se termine avec succès ; nous passons donc à l'onglet « Résumé des résultats » pour examiner les données. Dans la section « Conditions des zones », nous voyons des graphiques illustrant les variations annuelles de température pour chaque zone thermique, ainsi que les heures de chauffage et de refroidissement non satisfaites. La zone thermique 101, le garage des véhicules d'intervention, présente une large plage de températures basses, mais seulement une quarantaine d'heures de chauffage non satisfaites pour l'année. Ceci est normal, car cet espace est configuré uniquement pour la protection contre le gel et n'est pas entièrement climatisé. Le garage des véhicules d'intervention est également soumis à de fréquentes ouvertures de portes et au fonctionnement d'un grand ventilateur d'extraction lorsque les pompiers quittent les lieux, ce qui explique la variabilité des températures. Il n'y a pas de système de refroidissement dans cette zone et, bien que certaines heures affichent des températures plus élevées, les performances globales sont acceptables. Les autres zones occupées semblent bien fonctionner, tandis que les zones de plénum présentent des variations de température plus importantes, ce qui n'est pas préoccupant puisqu'il ne s'agit pas d'espaces occupés. La zone thermique 102, la salle de décontamination et de blanchisserie, se distingue particulièrement. Cette zone ne dispose pas d'équipement de refroidissement ; il n'y a donc pas d'heures de refroidissement non satisfaites. Cependant, l'amplitude thermique est très importante, avec de nombreuses heures dépassant 31 °C (88 °F). Afin de diagnostiquer ce problème plus précisément, le modèle est relancé avec des variables de sortie supplémentaires. Dans l'onglet « Zones thermiques », le radiateur mural, son ventilateur et sa batterie de chauffage sont clairement renommés pour faciliter leur identification dans les résultats. Le ventilateur d'extraction est déjà étiqueté. Ensuite, dans l'onglet « Variables de sortie », nous activons la puissance calorifique de la batterie de chauffage, la température sèche de l'air extérieur du site et la température de l'air de la zone, en conservant le pas de temps horaire pour correspondre aux paramètres de la simulation. Le modèle est enregistré et relancé, l'opération s'achevant en environ 11 secondes. Après la nouvelle exécution, nous retournons à l'onglet « Résumé des résultats » et ouvrons la visionneuse de données détaillée (DView), en choisissant d'afficher les résultats en unités impériales. Dans l'onglet « Horaire », nous examinons la température sèche extérieure et la consommation électrique du site et observons que la consommation électrique augmente lorsque la température extérieure diminue, ce qui est normal puisque la majeure partie du bâtiment est chauffée électriquement. Pendant les mois d'été, la consommation électrique diminue, bien que certains petits systèmes de refroidissement contribuent encore à la demande électrique. L'onglet « Journal » affiche des tendances similaires, mais avec une résolution moins détaillée, tandis que l'onglet « Mensuel » met en évidence une consommation d'énergie plus élevée en hiver et plus faible en été. La carte thermique de la zone 107 (les bureaux) indique les variations de température par heure et par mois, avec des températures plus élevées en été et un contrôle plus strict de la température en hiver. La nuit, lorsque les bureaux sont inoccupés, les températures baissent, et certains jours d'été, le refroidissement nocturne est limité. D'autres visualisations, comme les profils, révèlent les tendances des journées de conception. La sélection conjointe de la température sèche et de la consommation d'électricité confirme que les températures extérieures plus basses correspondent à une consommation d'énergie plus élevée. Une analyse plus poussée, via l'onglet « Statistiques », affiche les valeurs moyennes, minimales et maximales des données de tendance, avec une consommation d'électricité moyenne d'environ 11 700 wattheures. L'onglet « PDF/CDF » illustre la distribution de probabilité de la consommation d'électricité, montrant une faible probabilité de forte consommation d'énergie en été et une consommation plus élevée lors des journées froides d'hiver. L'onglet « Courbe de durée » indique les heures passées à des niveaux de consommation d'énergie spécifiques, ce qui peut être utile pour l'analyse des tarifs d'électricité. Le nuage de points compare la température sèche extérieure et la consommation d'électricité, montrant clairement que la consommation d'énergie augmente lorsque les températures baissent. Toutes ces données peuvent être exportées aux formats CSV, Excel, image ou PDF pour une analyse plus approfondie. Pour revenir au dépannage de la zone thermique 102, le graphique horaire de la température de l'air révèle des fluctuations extrêmes, avec des températures atteignant parfois 65 °C (150 °F) ou plus. Le graphique de la puissance du radiateur électrique mural montre qu'il fonctionne principalement en hiver et s'arrête lorsque les températures remontent, ce qui indique qu'il n'est pas la cause de la surchauffe. L'examen des autres équipements de la pièce révèle la présence d'un sèche-linge à gaz. La consommation de gaz, une fois représentée graphiquement, correspond étroitement aux périodes de température élevée de la zone. La consultation de l'onglet « Charges » confirme que la fraction de chaleur perdue par le sèche-linge à gaz dans la pièce était fixée à zéro, ce qui est irréaliste. La majeure partie de la chaleur du sèche-linge devrait être évacuée ; cette valeur est donc modifiée à 80 %. Le modèle est relancé, échouant une première fois mais réussissant à la seconde. Les résultats mis à jour montrent une réduction significative des températures maximales et une diminution du nombre d'heures de refroidissement non satisfaites, passant de plus de 4 000 à environ 300. Certains problèmes persistants sont probablement dus à un flux d'air d'extraction déséquilibré et à des infiltrations, qui seront abordés dans une prochaine leçon.

20. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Extraction MUA

Dans cette vidéo, nous allons montrer comment modéliser l'arrivée d'air d'appoint pour un ventilateur d'extraction. Nous aborderons la manière dont EnergyPlus gère l'équilibrage de l'infiltration d'air. Nous modéliserons une grille d'arrivée d'air d'appoint en utilisant Infiltration:DesignFlowRate et la programmation.

Dans la buanderie de décontamination, nous avons un ventilateur d'extraction et une grille d'arrivée d'air neuf située dans le mur. Lorsque le ventilateur d'extraction fonctionne, le modèle énergétique actuel ne peut pas déterminer la provenance de l'air neuf. En réalité, le ventilateur d'extraction évacue simplement l'air infiltré de la pièce. Pour résoudre ce problème, nous retournons dans le modèle OpenStudio et accédons à l'onglet « Zones thermiques ». Dans la zone thermique 102, nous vérifions que le ventilateur d'extraction est dimensionné à 152 CFM. Par curiosité, nous examinons ensuite le taux d'infiltration existant pour cet espace en consultant les résultats EnergyPlus, en ouvrant la table des matières et en sélectionnant la section « Système d'air extérieur ». Nous constatons alors que le taux d'infiltration pour cette pièce est d'environ 10 CFM, ce qui signifie que le ventilateur d'extraction n'évacue que cette quantité d'air par défaut. EnergyPlus n'équilibre pas automatiquement les flux d'air ; cette opération doit donc être effectuée manuellement. Pour équilibrer le flux d'air, nous retournons dans l'onglet « Types d'espaces » et sélectionnons le type d'espace « Buanderie / Salle de décontamination ». Nous modifions les paramètres d'infiltration en changeant la méthode de calcul du débit de conception en « Débit par espace » et en définissant cette valeur sur le débit du ventilateur d'extraction de 152 CFM. Nous supprimons la valeur existante du débit par unité de surface. Des coefficients supplémentaires sont disponibles pour tenir compte des effets d'infiltration liés aux différences de température et à la vitesse du vent, mais ils ne sont pas applicables dans ce cas. Notre objectif est simplement d'adapter le taux d'infiltration au débit du ventilateur d'extraction. Par défaut, les coefficients EnergyPlus sont configurés de sorte que l'infiltration soit basée uniquement sur un programme, les effets de la température et du vent étant ainsi neutralisés. Si le bâtiment était sensible à l'infiltration due à la vitesse du vent ou à la température, ces coefficients devraient être ajustés. Un document PDF de référence, expliquant ces coefficients plus en détail, est disponible. Une fois le taux d'infiltration ajusté, il est également important de prendre en compte les bâtiments comportant plusieurs buanderies. Dans ce cas, chaque buanderie peut nécessiter son propre type d'espace personnalisé afin que le taux d'infiltration corresponde correctement au débit du ventilateur d'extraction de la zone desservant cet espace. Ensuite, nous accédons à l'onglet « Charges » et examinons les paramètres d'infiltration de la buanderie/salle de décontamination. L'infiltration est contrôlée par un programme d'infiltration de buanderie, consultable dans l'onglet « Programmes ». Ce programme indique des taux d'infiltration plus élevés en journée, probablement liés aux heures d'occupation (de 8 h à 17 h), et plus faibles la nuit. La valeur de conception par défaut est fixée à 100 %, ce qui garantit un dimensionnement adéquat des zones et des équipements de CVC, été comme hiver. Pendant les heures d'occupation, le programme atteint 100 %, ce qui entraîne une infiltration d'environ 150 pi³/min lorsque le ventilateur d'extraction est en marche. Le soir, à l'arrêt du ventilateur d'extraction, le taux d'infiltration devrait revenir à sa valeur par défaut d'environ 10 pi³/min, soit environ 7 % du débit nominal. Les valeurs du programme nocturne sont donc ajustées pour refléter les niveaux d'infiltration typiques lorsque le ventilateur d'extraction est à l'arrêt. Après ces modifications, le modèle est enregistré et la simulation est relancée. Enfin, les résultats sont analysés dans l'onglet « Résumé des résultats », sous l'onglet « Conditions des zones ». Le nombre d'heures non satisfaites par fortes chaleurs a considérablement diminué et les températures de la zone se sont stabilisées autour de 21 °C. L'ouverture de DView et la consultation de l'onglet « Quotidien » confirment cette amélioration. Durant l'hiver, la température ambiante reste stable aux alentours de 21 °C, éliminant ainsi le problème de surchauffe précédent. En été, les températures augmentent, ce qui est normal dans une buanderie sans système de refroidissement actif. Dans l'ensemble, les résultats semblent satisfaisants et confirment que l'équilibrage des flux d'air neuf avec le ventilateur d'extraction de la zone a résolu le problème. Ceci conclut cette leçon sur l'équilibrage des flux d'air neuf avec les ventilateurs d'extraction de zone.

21. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Transfert d'air

Dans cette vidéo, nous allons montrer comment modéliser les transferts d'air entre les zones. Nous vérifierons également certaines hypothèses de modélisation et expliquerons comment obtenir les résultats d'EnergyPlus en unités impériales (IP).

There are a few cleanup items that need to be addressed, starting with a review of the air loop details. When looking at the dedicated outdoor air system (DOAS), we can see that it is currently sized for 847 CFM, while our design criteria indicate that we only need approximately 475 CFM. This means we are overflowing air into certain areas and need to troubleshoot the issue. By going to the Outdoor Air tab, we can calculate airflow rates for individual zones. For example, Thermal Zone 103 has a volume of 1,170 cubic feet and an air change rate of 2.09 ACH, which results in roughly 40 CFM when divided by 60 minutes per hour. Zone 103 itself is scheduled for about 34 CFM, and when we include Thermal Zone 104 with an additional 6 CFM, the total comes out to about 40 CFM, which matches our calculation. While we could do this calculation for each zone, there is a more efficient way to review these airflow values. To do this, we go to the EnergyPlus results and open the Table of Contents, then select the HVAC Sizing Summary. This table shows the minimum outdoor air flow rates for each thermal zone, but by default the values are reported in cubic meters per second because EnergyPlus performs all calculations in SI units. Since we are working in IP units, we need to convert these values. We go to the Measures tab, remove the Output Diagnostics measure for now, and under Reporting → QA/QC select the EnergyPlus measure “Set Output Table to IP Units.” This measure is applied before the OpenStudio results measure because OpenStudio applies measures sequentially from top to bottom. However, OpenStudio results expect SI units, and converting to IP units first will cause an error. To avoid this, we delete the OpenStudio Results Summary measure, then rerun the model. If the run fails, simply rerunning it usually resolves the issue. Once complete, we return to the Results Summary tab, navigate to the HVAC Sizing Summary, and confirm that the airflow values are now reported in CFM. Thermal Zone 103 shows about 40 CFM as expected, Thermal Zone 107 shows approximately 16 CFM compared to its scheduled 14 CFM, and Thermal Zones 108/109 show around 14–15 CFM, even though these zones should only receive transfer air rather than outdoor air. Thermal Zone 110, the community room, is scheduled for 775 CFM, even though we only need about 360 CFM. To investigate this, we go to the Loads tab and review the People Definition for the community room. The occupancy density is set to 0.05 people per square foot, which corresponds to 50 people per 1,000 square feet and is code-compliant. However, the model assumes an occupancy of 97 people, while we are only expecting an average of about 49 people. We are taking credit for statistical occupancy, meaning the space will typically be occupied at about half of the code design value. To reflect this, we reduce the people per square foot value to 0.025, which is roughly half of the original value. After saving and rerunning the model, the airflow for Thermal Zone 110 drops to approximately 462 CFM. This is still slightly high but much closer to the target value, so we leave it as is. We then remove the IP units measure, reinstall the OpenStudio Results Summary measure, rerun the model, and save it as versions 21 and 22 for reference. Next, we address how transfer air is modeled. Based on the drawings, the locker and shower rooms have exhaust registers but no supply registers, relying instead on transfer air from Community Room 110. There are two exhaust registers totaling 360 CFM, with air transferring through the locker and shower rooms before being exhausted. OpenStudio does not handle transfer air well by default, though it can be modeled using an EnergyPlus measure from the Building Component Library. To implement this, we first remove Thermal Zone 108/109 from the DOAS system since it does not receive direct outdoor air. We then add the EnergyPlus “Add Zone Mixing Object” measure and configure it so that Thermal Zone 108/109 receives 90 CFM of transfer air from Thermal Zone 110 on a 24/7 schedule. We create this schedule in the Schedules tab using an On/Off schedule set to always on. Because the EnergyPlus zone mixing object transfers heat but does not balance airflows, we manually balance the air by adding a virtual exhaust fan of 90 CFM to Thermal Zone 110 and another exhaust fan of 90 CFM to Thermal Zone 108/109. The exhaust fan serving Thermal Zone 110 is set with zero pressure rise so it does not consume energy, while the exhaust fan for Thermal Zone 108/109 is matched to the DOAS fan efficiency and pressure rise. This balances the airflow so the model correctly accounts for transfer air. After rerunning the model, we compare the results of the transfer air model to the original 100% DOAS model. The total site energy use intensity remains approximately 65 in both cases, indicating that the transfer air has minimal impact on overall energy use because the amount of transferred air is relatively small. There is a slight increase in heating and cooling capacity required for Thermal Zone 110, but the difference is minimal. In models where a significant amount of air is transferred between zones and not conditioned by the DOAS, this approach can have a larger impact on zone equipment sizing. This is an important consideration depending on the complexity and size of the building model. That concludes this section. Thank you. Please like and subscribe.

22. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - SketchUp-1

​Dans cette vidéo, nous allons vous montrer comment modifier la géométrie d'un modèle à l'aide de SketchUp. Grâce à l'outil Déplacer, vous pourrez étirer la géométrie sans supprimer ni créer d'espace. Nous verrons également comment ajouter un ombrage simple. Enfin, nous comparons la consommation d'énergie entre le modèle « carré » et le modèle modifié.

We will now edit the building geometry using SketchUp. In this case, SketchUp Make 2017 is being used, which was free software at the time. Although it is no longer officially supported, it is still available for download. In the future, it may no longer be accessible or free. Before starting, we remove any unnecessary objects from the workspace. To use SketchUp with OpenStudio, the OpenStudio SketchUp extension must be installed. This can be verified by going to Window → Extension Manager, where the OpenStudio extension should appear as installed. Additional information on installing and using this extension can be found elsewhere. Next, we open the OpenStudio model file in SketchUp. At this stage, the building geometry appears as a simple block object, which is how FloorspaceJS initially creates models. For more advanced geometry editing, SketchUp is the preferred tool. The first step is to establish a scale by drawing a reference line of 50 feet. We then import the east elevation drawing and overlay it on the east side of the building. This elevation is scaled to match the 50-foot reference line. A vertical line is drawn from the midpoint of the roof up to the approximate roof peak and extended down toward both sides. Once the outline of the roof is established, the temporary construction lines are deleted. The roof outline is selected, and using the Move tool with the CTRL key, it is copied and pasted onto the opposite side of the building. After creating the roof outlines on both sides, we use guidelines to assist with drawing and delete unnecessary surfaces. Double-clicking into the space allows us to work directly with the geometry. We split the roof surface into two sections, select the ridge edge, and use the Move tool to raise it. If the edge does not move upward correctly, pressing the ALT key changes the axis reference, allowing vertical movement. This creates the roof ridge for one side of the building. Some unintended surfaces may appear during this process, which we temporarily hide. Using the Move tool again, we align these surfaces with the correct roof edges. This process is repeated for all other roof surfaces throughout the building. As edges are moved, additional surfaces may be created, but once the surfaces become planar, the unnecessary lines can be deleted to clean up the geometry. Once the roof geometry is complete, we verify that all surface boundary conditions are still correct. We switch the view to Render by Boundary Condition to confirm that the surfaces have retained their proper references. The Section Plane tool is used to inspect interior surfaces. Some surfaces may lose their boundary condition matching, which appears as blue coloring. These issues can be corrected manually, as demonstrated in other OpenStudio SketchUp tutorials focused on boundary conditions. After fixing these, we hide temporary geometry and remove construction guides. At this point, we realize that shading has not yet been added and must be addressed. To add shading, we redraw a 50-foot guideline along the blue axis and extend a line from the roof edge outward. Using the Move tool with CTRL, this line is copied to create the shading projection. We then create a new shading surface group using the Shading Surface Group tool and place it along the roof edge. By double-clicking into the shading group, we trace the shading geometry and exit the edit mode. Switching to Render by Surface Type allows us to verify shading orientation. The sun-exposed side should appear dark purple, while the shaded side appears light purple. If the shading is reversed, we edit the entity and use Reverse Faces to correct it. Once complete, the model now includes a pitched roof and shading surfaces. The OpenStudio model is saved and reopened in the OpenStudio application using File → Revert to Saved. Inspecting the geometry tab confirms that the model has been modified, though some roof surfaces may be subdivided due to connected geometry. OpenStudio may report warnings such as duplicate drawing interfaces or potential duplicate surfaces (for example, Surface 11, 15, and 16, or Face 3, 2, and 96). These issues are noted, and the model is saved under a new version number. Instead of fixing these directly in SketchUp—which can be unreliable due to known bugs—we open the OSM file directly and delete the problematic surfaces manually. After saving, the model is reloaded into SketchUp. Upon reloading, SketchUp may report that some surfaces lost matching boundary conditions and were converted to exterior surfaces. These changes are accepted. We then double-click into affected spaces and delete stray surfaces and line segments that are not attached to active geometry. Using the Unhide command helps reveal hidden geometry that may need correction. Some roof surfaces may appear split, and unnecessary lines are removed. Due to tolerance differences between SketchUp and OpenStudio, geometry editing can sometimes introduce glitches. If problems persist, the safest approach is to delete the affected roof geometry and recreate it carefully, ensuring that inferences align with the correct axes and active geometry edges. After rebuilding the roof, we verify boundary conditions again and rematch any surfaces as needed. A section cut is used to confirm that all surfaces are properly matched. Once verified, the model is saved and reopened in OpenStudio. The Geometry tab confirms that the geometry is now correct. The model is then run to ensure it simulates successfully. After the simulation completes, we review the results and compare energy performance between the original flat-roof model and the updated pitched-roof model with shading. Reviewing the reports, Version 22 (the square building) shows an annual energy consumption of 375,155 kBtu with an EUI of 64.57. The updated model with the sloped roof and shading shows an energy consumption of 378,217 kBtu and an EUI of 65.10. This indicates that the pitched roof with shading slightly increased overall energy use. This concludes the demonstration of editing geometry and adding shading surfaces using SketchUp. Thank you. Please like and subscribe.

23. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - SketchUp-2

Dans cette vidéo, nous passerons en revue certaines fonctions de base permettant de créer, visualiser et modifier la géométrie d'un modèle à l'aide de SketchUp. Nous verrons notamment : la création d'un nouveau modèle OpenStudio à partir de l'assistant, l'importation/exportation d'un fichier IDF EnergyPlus, la création d'un nouvel espace, d'un nouveau groupe de surfaces d'ombrage, d'un nouveau groupe de surfaces de cloisonnement intérieur, la correspondance de surfaces, la définition des attributs des espaces sélectionnés, la création d'espaces à partir d'un diagramme, la projection de géométrie libre, l'inspecteur, la recherche de surfaces, l'outil d'informations, l'affichage des erreurs et des avertissements, le lancement d'OpenStudio, l'aide en ligne d'OpenStudio, le rendu par type de surface, le rendu par condition limite, le rendu par construction, le rendu par type d'espace, le rendu par zone thermique, le rendu par étage, le masquage du reste du modèle, l'affichage de la géométrie masquée, l'affichage du modèle en mode rayons X et l'affichage de la boîte de dialogue des paramètres d'ombre.

We will now go through some of the basics of using the SketchUp OpenStudio extension. First, we open SketchUp. There are two main options available. The older version, SketchUp Make 2017, is a free version that can still be used to create geometry and edit it with OpenStudio, as long as the SketchUp 2017 extension is compatible with the OpenStudio version being used (for example, OpenStudio 2.9.1). Another option is to create geometry using SketchUp 2017 Make and then import it into the most recent version of OpenStudio. However, once this is done, you will not be able to go back and edit the model using SketchUp 2017 Make. In this demonstration, we will be using the most recent versions of both OpenStudio and SketchUp. We open SketchUp 2020 and create a new, simple model. At this stage, we briefly review some of the basic icons and functions, noting that a more in-depth review of advanced tools will be covered later. To start a model, we click the “New OpenStudio Model From Wizard” icon. We choose not to save the current model. This wizard creates an OpenStudio model using built-in templates. OpenStudio includes templates that define construction types, materials, and space types. We select an office building with a 2010 building code reference, which is the most recent available in the template. All template options are left as true, and we click OK. Initially, a message may indicate that the model is empty, even though space types and construction sets are present. To verify what was created, we open the Inspector Tool. We see that 13 space types were created, along with a construction set, although some constructions such as floors, walls, and roofs may appear empty due to a temporary issue with the wizard. To resolve this, we purge schedules and construction sets and rerun the template generator using Extensions → User Scripts → On Demand Template Generators → Space Type and Construction Set Wizard. After running the wizard again, the model correctly shows 13 space types and one construction set, with default floor, wall, and roof constructions applied. With the template properly loaded, we proceed to draw the floor plan. Using the rectangle tool, we click the origin and draw a 20 ft by 20 ft (6.1 m by 6.1 m) space by entering exact dimensions. We copy and paste this to create multiple rooms and add another room behind them to complete the basic floor plan. After selecting the entire floor plan, we click the “Create Spaces From Diagram” button. This extrudes the spaces upward using a default floor-to-floor height of 10 ft (3 m). We specify a single floor and click OK, which creates three separate spaces. To add an additional space, such as a storage shed, we click the “New Space” button and place it on the corner of the building. By double-clicking, we enter edit mode and use SketchUp drawing tools to create a small rectangular space. Using the push-pull tool, we extrude it to a height of approximately 8 ft (2.4 m). After exiting edit mode, we adjust the height so it aligns with the roof by using push-pull again and referencing the adjacent surface. This completes the storage room. This demonstrates how spaces can be created either from a floor plan diagram or individually using the New Space button. Next, we review additional basic OpenStudio toolbar buttons. The Open OpenStudio Model button allows you to open an existing OpenStudio model created in the OpenStudio application. The Save OpenStudio Model button is critical; when working in SketchUp, you must use this button to save the OpenStudio model, as the regular SketchUp save function only saves the SketchUp file. The Save As button works as expected. There are also options to import EnergyPlus IDF files into SketchUp or export the OpenStudio model as an IDF for use in EnergyPlus. We then review the New Shading Surface Group button. This tool is used to create shading objects. By clicking the button and double-clicking to edit, we draw a shading surface extending outward from the building. If the shading surface is facing the wrong direction, we can right-click and use Reverse Faces to correct it. The correct orientation shows the sun-exposed side as dark purple. After reviewing this, we delete the shading surface for now. Next, we explore the New Interior Partition Surface Group tool. This is used to create interior partitions such as cubicles or furniture elements. We hide the ceiling, create a new partition group, and draw partition walls using lines and the push-pull tool. These partitions can be used for lighting calculations, as they affect daylight penetration, glare, and shading within a space. They can also be assigned construction types and used as thermal mass, absorbing and re-emitting heat throughout the day. Multiple partitions can be created, moved, rotated, and duplicated as needed. Alternatively, OpenStudio also supports simplified internal thermal mass without explicitly modeling partitions. We then restore the ceiling and move on to creating doors and windows. Using a section plane for visibility, we draw a door starting from the bottom edge with dimensions of 7 ft by 3 ft (2100 mm by 900 mm). Initially, the door may be created as a window, which can be corrected using the Inspector Tool by changing the subsurface type to a door. Doors appear brown, while windows appear transparent. Windows can be drawn directly while editing a space, or they can be created as loose geometry and projected onto spaces using the Project Loose Geometry tool. This allows windows to be added without entering individual space edit mode. We then review rendering modes. Render By Surface Type colors elements based on their type: walls, floors, roofs, and ceilings each have distinct colors. Render By Boundary Condition initially shows all surfaces as blue, indicating that EnergyPlus considers them exterior surfaces. To correctly model heat transfer between adjacent spaces, Surface Matching must be performed. Before matching, we use Intersect Entire Model to ensure geometry such as doors exists on both sides of shared walls. After intersecting, we use Match In Entire Model to correctly identify interior surfaces, which then appear green. In some cases, surfaces or subsurfaces may not match automatically due to geometry issues. These must be corrected manually using the Inspector Tool by matching subsurfaces (such as doors) to their corresponding surfaces. Occasionally, SketchUp fails to split surfaces correctly, requiring deletion and redrawing of walls or doors. Once all interior walls and subsurfaces are matched, EnergyPlus correctly understands heat transfer between spaces. We then review Render By Construction, which provides a different color scheme to help visualize construction assignments, and Render By Space Type, which colors spaces based on their assigned space types. Using the Set Attributes For Selected Spaces tool, we assign different space types such as open office, closed office, conference room, and storage room, and observe the color changes. Render By Thermal Zone shows how spaces are grouped into thermal zones. Initially, all spaces may belong to a single thermal zone, meaning they share one HVAC system and thermostat. Using the Set Attributes tool, we create new thermal zones to separate spaces that should be heated and cooled independently. Spaces assigned to the same thermal zone appear with the same color. Render By Building Story allows visualization by floor level. Spaces can be assigned to different building stories using the Set Attributes tool. Assigning stories is useful for visualization and for applying measures later, such as assigning HVAC equipment by floor. Additional tools include Hide Rest Of Model, which hides all other spaces while editing a selected space; View Hidden Geometry, which reveals hidden objects; and View Model in X-ray Mode, which makes walls transparent. The Show Shadow Settings Dialog allows visualization of solar shadows throughout the day and year, helping assess shading and daylighting impacts. Seasonal and time-of-day changes can be explored to observe shadow behavior. The OpenStudio Inspector Tool provides detailed information about selected elements, including surface type, construction assignment, and space association. The Set Attributes tool also allows assignment of construction sets, thermostats, and ideal air load settings. The Search Surfaces tool helps locate specific surfaces by name, while the Info Tool allows quick identification of surfaces and subsurfaces. The Show Errors and Warnings button displays model issues, many of which are automatically corrected upon reloading the model. The Online OpenStudio Help button provides access to official tutorials explaining each toolbar function. Finally, the Launch OpenStudio button opens the SketchUp-created model in the OpenStudio application, where the full energy modeling workflow can be completed. This concludes the overview of the basic functions of the OpenStudio SketchUp Plug-In. In the next video, more advanced topics such as lighting, daylighting controls, and shading controls will be discussed. Thank you. Please like and subscribe.

24. Ajouter un système de production d'eau chaude par pompe à chaleur

Dans cette vidéo, nous allons voir comment ajouter un système de production d'eau chaude sanitaire par pompe à chaleur au circuit d'eau chaude sanitaire d'un bâtiment.

Dans cet épisode, nous remplaçons un chauffe-eau électrique domestique de 100 gallons (378 litres) et de 12 kW desservant une caserne de pompiers par un chauffe-eau thermodynamique (TEC). Le nouveau système utilise une pompe à chaleur pour le chauffage par temps doux et des résistances électriques en appoint par temps extrême. Le TEC doit être installé dans une zone thermique d'OpenStudio ; il est donc placé dans le garage (zone thermique 101). À partir de la bibliothèque, un « chauffe-eau : pompe à chaleur, condenseur enveloppé » est ajouté à l'équipement de la zone et renommé. Son ballon d'eau chaude sanitaire associé est ensuite ajouté au circuit d'eau chaude sanitaire depuis « Mon modèle ». Initialement, le chauffe-eau électrique d'origine et le TEC restent dans le circuit afin de pouvoir comparer leurs performances. Le schéma de répartition de la charge du circuit passe d'Optimal à Séquentiel, et l'ordre des appareils de chauffage est inversé afin que le chauffe-eau thermodynamique soit prioritaire sur le chauffe-eau électrique standard. Après l'exécution du modèle, les rapports EnergyPlus montrent une réduction de la consommation énergétique annuelle avec le chauffe-eau thermodynamique par rapport au chauffe-eau électrique de référence. La consommation électrique des systèmes d'eau diminue sensiblement, confirmant ainsi les économies d'énergie réalisées grâce au chauffe-eau thermodynamique. Afin de garantir une configuration optimale du système, les paramètres du réservoir du chauffe-eau thermodynamique sont vérifiés et mis à jour conformément aux données du fabricant : le volume du réservoir est porté à 450 litres (119 gallons), sa hauteur à environ 1,8 mètre (5,9 pieds) et la puissance des éléments chauffants est fixée à deux éléments de 6 kW, pour une puissance totale de 12 kW. La commande des éléments chauffants est paramétrée sur « simultané » afin qu'ils puissent fonctionner simultanément si nécessaire. La température de consigne est maintenue à 49 °C (120 °F) avec des marges de sécurité appropriées, et les charges électriques parasites sont conservées à leurs valeurs par défaut pour représenter l'électronique embarquée. La configuration par zones thermiques permet de lier les conditions ambiantes du réservoir à celles du compartiment des appareils. Les pertes par effet de peau sont supposées être intégralement transférées à la zone, et les débits, tant côté utilisation que côté alimentation, sont dimensionnés automatiquement. Le compresseur est ensuite configuré à l'aide des données de performance du fabricant, notamment la puissance calorifique nominale, le coefficient de performance, les conditions de l'évaporateur et du condenseur, ainsi que les limites de température de fonctionnement (de -7 °C à 43 °C [20 °F à 110 °F]). L'évaporateur aspire l'air uniquement de la zone, ce qui signifie que le chauffe-eau thermodynamique refroidit légèrement le local technique lors de l'extraction de chaleur. La logique de commande du chauffage d'appoint est configurée en mode d'exclusion mutuelle afin de privilégier le fonctionnement du compresseur en mode efficacité, les résistances ne s'activant qu'en cas de besoin. Enfin, des variables de sortie sont ajoutées pour visualiser les performances du chauffe-eau thermodynamique, notamment la consommation électrique du compresseur, la puissance totale de chauffage de l'eau et la puissance de refroidissement de l'évaporateur. Les simulations confirment que le fonctionnement du compresseur est adapté à la demande en eau chaude, augmentant pendant les périodes d'utilisation et diminuant la nuit. L'impact sur la température de la zone est minime grâce au grand espace et à la taille relativement réduite de la pompe à chaleur. La comparaison avec la configuration de référence confirme les économies d'énergie globales, validant ainsi l'intégration du chauffe-eau thermodynamique au système d'eau chaude sanitaire. L'installation et la vérification du modèle de chauffe-eau thermodynamique sont maintenant terminées.

25. Modélisation énergétique des bâtiments dans OpenStudio - Synthèse des résultats

Dans cette vidéo, nous verrons comment inclure des indicateurs de performance, accéder aux différents rapports créés par OpenStudio et EnergyPlus et les parcourir. Nous aborderons également brièvement certaines informations contenues dans ces rapports.

Nous allons maintenant aborder brièvement les rapports. Commençons par l'onglet Mesures. J'ai omis de mentionner la dernière fois les mesures Résultats OpenStudio, si vous ne les avez pas déjà installées. Outre les rapports personnalisés, vous pouvez générer deux rapports différents, et ce sont de bons rapports par défaut pour commencer. Le rapport de sortie EnergyPlus est généré automatiquement ; il n'est donc pas nécessaire d'y ajouter une mesure. Vous pouvez d'ailleurs constater que nous avons généré un rapport de diagnostic supplémentaire. Il existe également un rapport Résultats OpenStudio, disponible dans la bibliothèque de composants du bâtiment en ligne. Dans le menu déroulant Rapports, sous Assurance qualité/Contrôle qualité, vous pouvez glisser-déposer Résultats OpenStudio à l'emplacement souhaité. Si vous ne l'avez pas encore, vous le trouverez dans la bibliothèque de composants du bâtiment en cliquant sur le bouton « Rechercher des mesures dans la BCL », comme expliqué dans les exemples précédents. Passons maintenant à l'onglet Résumé des résultats, situé à gauche. Deux rapports de résultats différents ont été créés pour ce modèle : les résultats OpenStudio et les résultats EnergyPlus, que vous pouvez sélectionner dans le menu déroulant en haut de la page. Ces deux rapports sont des fichiers HTML. Accédez au dossier du projet OpenStudio, ouvrez-le, puis accédez au dossier « Rapports ». Vous y trouverez les rapports EnergyPlus et OpenStudio. Ouvrons le rapport OpenStudio, qui s’ouvre dans un navigateur web standard. Ce rapport résume de nombreuses informations sur le modèle énergétique. Moins complet que le rapport EnergyPlus, il est cependant plus facile à lire. Il commence par un résumé des informations relatives au bâtiment, suivi d’un récapitulatif météorologique et du nombre de jours de conception pour la période de dimensionnement. Ces données sont liées au fichier de jours de conception importé au début du modèle et aux hypothèses utilisées pour le dimensionnement automatique des équipements. Ensuite, un récapitulatif des heures non satisfaites est présenté ; il est important de l’examiner. Si votre bâtiment présente des heures non satisfaites, cela peut indiquer des problèmes de dimensionnement des équipements, de charges thermiques ou de chevauchement des horaires. La tolérance des heures non satisfaites correspond à la marge de tolérance utilisée pour le calcul de ces heures. Pour plus de détails, consultez la section « Conditions de zone » dans la table des matières, où les heures de chauffage non satisfaites sont affichées à gauche et les heures de refroidissement non satisfaites à droite. Ce tableau présente l'amplitude thermique des espaces tout au long de l'année. Si la température d'un espace, comme la zone thermique 103, descend en dessous de la consigne de chauffage pendant un certain nombre d'heures, cela est considéré comme une heure non satisfaite, surtout si cela se produit pendant les heures d'occupation. Une fois les heures non satisfaites passées, le rapport fournit un aperçu annuel avec des tableaux récapitulant les consommations des équipements, des services publics, de l'électricité et du gaz, ainsi que des tableaux mensuels pour l'électricité et le gaz naturel. Les équipements du réseau de chauffage urbain sont également inclus, car des charges d'air idéales ont été attribuées aux zones thermiques, en supposant une capacité de chauffage et de refroidissement illimitée. En poursuivant votre lecture du rapport, vous pouvez consulter les pics de consommation d'électricité et de gaz naturel mensuels, ainsi que les données relatives au chauffage et au refroidissement urbains. Les coûts ne sont pas indiqués, car aucune facture de services publics n'a été saisie. Le rapport présente ensuite un résumé de l'enveloppe et une ventilation par type d'espace, illustrant leur répartition dans le bâtiment. Par exemple, le hangar à appareils occupe environ 39 % de la surface totale. Plus bas, le résumé détaillé des espaces fournit des informations telles que le nombre de personnes, l'éclairage, l'infiltration d'air et la ventilation, ainsi que des statistiques sur l'éclairage intérieur, les charges des appareils branchés et l'éclairage extérieur, incluant l'horloge astronomique ajoutée précédemment. Les profils de charge CVC indiquent les charges mensuelles de chauffage et de refroidissement en fonction de la température extérieure, et les conditions de zone affichent les plages de température et d'humidité. D'autres tableaux comprennent la vue d'ensemble des zones, les statistiques sur l'air extérieur, les résumés de l'énergie du site et des sources, ainsi que les calendriers. Enfin, le rapport « Résultats EnergyPlus » fournit toutes ces informations, ainsi que des détails supplémentaires, accessibles via le lien « Table des matières », pour les utilisateurs souhaitant explorer le modèle plus en profondeur. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !

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