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Modelagem Energética de Edifícios

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Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Tutorial Atualizado em 14 de fevereiro de 2025

Conheça-nos

Nestes vídeos do YouTube, discutimos os passos necessários para criar um modelo energético de um edifício utilizando o OpenStudio (e o FloorSpaceJS, localizado dentro do OpenStudio). Criaremos um modelo energético de um posto de bombeiros rural simples. As lições progridem desde a importação dos ficheiros da biblioteca, a criação da geometria, a configuração dos parâmetros do local e a criação dos horários.
O consumo de energia do edifício é então calculado utilizando o motor de simulação EnergyPlus do Departamento de Energia dos EUA através do OpenStudio.

Todos os softwares utilizados para estes cálculos (SketchUp, OpenStudio, FloorSpaceJS e EnergyPlus) são de código aberto e podem ser descarregados gratuitamente.

1. Introdução ao OpenStudio e ao EnergyPlus

​Breve descrição sobre o OpenStudio e o EnergyPlus. Este vídeo apresenta um pouco da história da modelação energética e descreve algumas das capacidades computacionais do programa OpenStudio.

Então a questão é: O que é um estúdio aberto?
Em termos simples, o OpenStudio é uma interface gráfica de utilizador para o EnergyPlus. Mas, antes de podermos responder completamente a esta questão, precisamos de saber o que é a modelação energética e um pouco da sua história.

Não vou recuar muito no tempo, apenas até ao uso mais recente e generalizado.

Nas décadas de 1970 e 80, foram criados programas de computador para simular o uso de energia em edifícios com o objetivo de reduzir o consumo energético. Na década de 90, o Departamento de Energia dos EUA desenvolveu um programa robusto, gratuito e de acesso público, para esse fim. Ele se chamava DOE-2. Infelizmente, exigia muito conhecimento de programação. Posteriormente, desenvolveram uma interface gráfica de usuário chamada eQuest. Hoje, o eQuest é o programa mais utilizado para simulação do uso de energia em edifícios. É gratuito, porém não há mais suporte para atualizações. Na década de 90, o Departamento de Energia começou a desenvolver a próxima geração de programas de simulação energética, chamada EnergyPlus. Hoje, é o programa de simulação energética para edifícios mais recente e estável. Ele permite que engenheiros, cientistas e a indústria da construção prevejam e simulem como um edifício utiliza energia ao longo de sua vida útil. O EnergyPlus utiliza muitos modelos matemáticos complexos para calcular o consumo de energia de um edifício. Além disso, assim como o DOE-2, é um programa bastante obscuro, orientado a linguagens de programação. Não muito amigável ao usuário. No final da década de 2000, o Departamento de Energia dos EUA (DOE) percebeu que, para obter uma ampla adoção do programa, precisava desenvolver uma interface gráfica de usuário robusta e fácil de usar. Eles desenvolveram o OpenStudio. O OpenStudio é uma interface gráfica de usuário para criar entradas para o EnergyPlus. O fluxo de trabalho começa com a criação da geometria usando o Floor Space JS, localizado dentro do programa OpenStudio. Alternativamente, se você tiver geometrias complexas, pode usar o SketchUp e o plug-in do OpenStudio. Ou você pode importar geometria de arquivos IDF, GBXML, SDD ou IFC. Em seguida, você pode atribuir tipos de espaço e zonas térmicas ao seu modelo 3D. Você pode pensar neste modelo 3D como uma estrutura que posteriormente conterá todas as suas informações de modelagem energética. A partir daí, você pode modificar o modelo alterando diferentes parâmetros, como: Quantas pessoas há no edifício. Você pode alterar as densidades de potência da iluminação. Você pode alterar as taxas de ventilação. Você pode alterar os horários de ocupação. Você pode alterar outros horários, como quando o prédio está aberto ou fechado. Você pode alterar o consumo de água ou quantas pessoas estão no prédio em um determinado momento do dia. Você pode alterar os pontos de ajuste dos sistemas de climatização (HVAC). Basicamente, tudo o que você pode fazer em um programa de modelagem energética. Você pode fazer isso no OpenStudio. Ele possui uma interface gráfica, portanto, é muito intuitivo. Depois de montar o modelo do prédio, ele é exportado para o EnergyPlus. O EnergyPlus processa os dados para você e fornece informações sobre o seu prédio. O resultado final mostra diversas informações, como: Consumo total e mensal de energia. Desempenho do envelope do prédio. Cargas máximas de espaço e de climatização (HVAC). Consumo máximo de água e ventilação.

2. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Importação de Arquivos de Biblioteca

​Neste vídeo, vamos discutir como importar ficheiros de biblioteca para o OpenStudio.

Hoje, vamos criar um modelo energético para um quartel de bombeiros.

Primeiro, vamos abrir um projeto em branco no OpenStudio.
De seguida, vamos guardá-lo como um novo projeto na sua pasta de projetos.

Vamos chamar-lhe o Exemplo 4. Guardar? Sim.

Temos um projeto em branco aqui. Não há tipos de espaço. Como você pode ver ao clicar na aba Tipos de Espaço, não há nenhum tipo de espaço. Primeiro, vamos dar uma olhada na planta baixa do projeto. Isso nos mostrará os tipos de espaços que temos neste projeto. Há uma garagem para viaturas, lavanderia de descontaminação, vestiário para equipamentos de proteção individual, corredor, depósito, chuveiro, escritório e uma sala comunitária. Em seguida, vamos importar um arquivo de biblioteca que contém os modelos necessários. Vá em Arquivo → Carregar Biblioteca e procure o arquivo de biblioteca. Usaremos um projeto anterior de um quartel de bombeiros como arquivo de biblioteca. Clique em Abrir. Agora a biblioteca deve estar carregada. Para ver as informações importadas, você pode ir para a aba Biblioteca no canto superior direito. Estamos na aba Tipos de Espaço, então precisamos procurar na biblioteca Tipos de Espaço. Role para baixo para encontrar os tipos de espaço do quartel de bombeiros. Arraste e solte os tipos de espaço necessários no projeto. O OpenStudio usa tipos de espaço para codificar informações sobre como espaços específicos são usados. Essas informações incluem cargas como pessoas, iluminação, infiltração e cargas de tomadas, bem como seus respectivos cronogramas. Agora, adicionarei todos os tipos de espaço que precisaremos para este projeto. Você pode pular para 3:14. Agora temos todos os nossos tipos de espaço. A próxima tarefa será adicionar um Conjunto de Construção para o nosso quartel de bombeiros. Selecione a guia Conjuntos de Construção no lado esquerdo. Novamente, vá para os arquivos da biblioteca à direita, selecione Conjuntos de Construção e procure o modelo de construção do quartel de bombeiros que importamos. Você pode pular para 4:30. Quartel de bombeiros, metal, bem aqui. Este será um prédio de metal, então vamos adicionar este Conjunto de Construção aos nossos conjuntos de construção para este projeto. Aguarde um pouco para carregar. Ok. Agora temos um prédio de metal para o quartel de bombeiros. As paredes externas são de metal, a laje é de concreto e o telhado externo é de metal. Você precisará verificar se essas construções correspondem às do seu projeto atual. Em seguida, vamos para a aba "Agendas". Você notará que muitas das agendas já foram importadas quando inserimos os tipos de espaço. Ocupações, atividades, iluminação, etc. Certo. É assim que você carrega informações de um arquivo de biblioteca. O próximo episódio usará o FloorSpaceJS para criar a geometria do edifício.

3. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Criar Geometria

Neste vídeo, abordamos como criar a geometria de um edifício utilizando o FloorSpace JS dentro da aplicação OpenStudio.
A tarefa seguinte é criar a geometria do edifício.
Primeiro, vamos guardar o ficheiro como um novo ficheiro. É sempre bom guardar revisões de ficheiros no OpenStudio.
Desta forma, poderá sempre voltar a versões anteriores caso encontre algum problema.

Em seguida, verificaremos nossas Preferências em Unidades para garantir que estamos trabalhando no sistema imperial inglês. Depois, iremos para a aba Geometria à esquerda. Em seguida, para a aba Editor na parte superior. Usaremos o FloorSpaceJS para criar a geometria. Clique em Novo. Há várias opções disponíveis para criar geometria e usar referências. Por enquanto, criaremos uma nova planta baixa. Em seguida, selecione o botão Importar Imagem para importar a planta baixa. Você precisará mover a planta baixa para alinhá-la com a sua origem. Usaremos o ponto zero-zero como origem, então tente localizá-la o mais próximo possível. Em seguida, dimensione a imagem. Você notará que uma dimensão de escala foi colocada na imagem. Isso fornece uma referência para o tamanho do espaço. Dimensione a imagem arrastando o canto até que ela atinja 120 pés. Em seguida, clique fora da imagem para fixá-la no lugar. Agora, alteraremos nossas unidades de grade para meio pé. Para criar um novo espaço, clique no botão retângulo. Clique e arraste para criar o espaço. Quando quiser adicionar um novo espaço, clique no botão de adição (+). Você notará que o cursor fica vermelho quando se encaixa na borda de um espaço anterior. Você pode avançar para 4:30. A sala comunitária tem um formato irregular. Vamos criá-la usando vários retângulos sem clicar no botão de adição (+). Você pode ver que os retângulos são aditivos. Neste ponto, todos os espaços foram criados. Em seguida, renomeie os espaços para corresponder à planta baixa. Clique no botão de expansão. Renomeie o Espaço 1-1 para 101, como mostrado na planta baixa. Continue e renomeie todos os espaços. Você pode avançar para 6:00. Em seguida, atribua tipos de espaço a cada espaço. Clique na seta suspensa e selecione o tipo de espaço que se aplica a cada sala. Para o Espaço 101, selecione "Baía de Equipamentos". Repita esse processo para todos os espaços. Você pode avançar para 7:00. Em seguida, atribua conjuntos de construção a cada espaço. Como todos os espaços estão no mesmo prédio, apenas um conjunto de construção é necessário. Neste exemplo, não usaremos um telhado inclinado nem um plenum abaixo do piso. Verifique a altura do piso ao teto e confirme as alturas do plenum. O compartimento de equipamentos não possui plenum. Escritórios, armários, depósitos e espaços similares possuem plenum. A sala comunitária não possui plenum. Não aplicaremos nenhum deslocamento de piso. Agora terminamos. Clique em "Mesclar com o OSM atual". Por fim, selecione a guia "Visualização 3D" no canto superior esquerdo. O modelo foi criado e os tipos de espaço foram atribuídos. No próximo vídeo, continuaremos criando a geometria do subsolo e fazendo atribuições adicionais.

4. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Adição de Zonas Térmicas e Subsuperfícies

Neste vídeo, discutimos como adicionar zonas térmicas e construções subterrâneas à geometria do edifício usando o FloorSpace JS dentro do aplicativo OpenStudio.

Concluímos a planta baixa e a geometria. A próxima tarefa é atribuir zonas térmicas a cada espaço ou conjunto de espaços. Selecione a aba Atribuições, expanda a aba Zonas Térmicas e adicione uma zona térmica. Chamaremos esta zona térmica de 101. Para determinar quantas zonas térmicas são necessárias, consulte os desenhos mecânicos, que mostram que quase todos os espaços têm sua própria zona térmica. Começando pelo compartimento de equipamentos, atribuímos a zona térmica 101 e, em seguida, usamos o botão de duplicar para criar zonas adicionais, como 102 e assim por diante. Você pode avançar para 2:22. Depois que todas as zonas térmicas forem criadas, a aba Zonas Térmicas pode ser recolhida usando o botão no canto superior direito. As zonas térmicas são então atribuídas selecionando a zona térmica 101 e atribuindo-a ao espaço 101, a zona térmica 102 ao espaço 102 e continuando esse processo para todos os espaços. Após atribuir as zonas térmicas, passamos a adicionar componentes subterrâneos. Vá para a aba Componentes na parte superior e selecione-a. O primeiro componente adicionado é uma porta, com aproximadamente 2,13 metros por 0,91 metros. No menu suspenso, selecione "Porta" e clique no botão de adição (+). Expanda o menu para confirmar o tamanho da porta, passe o cursor sobre a parte superior do espaço e clique para posicionar a porta. Em seguida, adicione as janelas, que têm aproximadamente 0,91 metros por 1,83 metros com uma altura de peitoril de cerca de 2,74 metros. Selecione "Janela" no menu suspenso, clique no botão de adição (+), passe o cursor sobre o local desejado e clique para posicionar cada janela. Repita esse processo para todas as janelas e portas. Para as portas de vidro, duplique uma porta existente e altere o tipo para "porta de vidro". Use a mesma abordagem para portas semelhantes e, finalmente, adicione as portas basculantes selecionando o tipo "porta basculante". Isso conclui a adição de todas as janelas e portas. Clique no botão de recolher para fechar a guia e confirmar que todos os componentes subterrâneos foram posicionados. Isso conclui a lição. Clique no botão "Mesclar" para mesclar a geometria com o modelo do OpenStudio e, em seguida, selecione a guia "Visualização 3D" para ver o produto final.

5. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba "Local"

Neste vídeo, discutimos como adicionar um arquivo de clima e de dia de projeto ao seu projeto. Também mencionamos brevemente algumas das outras informações localizadas na aba do site, incluindo etiquetas de medição, informações sobre o ano da fatura de serviços públicos versus o ano TMY, horário de verão e parâmetros de custo do ciclo de vida, além de faturas de serviços públicos.

Nossa próxima tarefa é preencher as informações na aba "Local". Vamos salvar o arquivo como uma nova versão. Na aba "Local", você verá várias informações relacionadas ao clima, e a primeira tarefa é configurar o arquivo de clima. Como não temos nenhum arquivo de clima para este projeto, precisaremos baixá-los. Acesse o site do EnergyPlus e procure a localização. Vamos assumir que este projeto está localizado em Medford e usar o arquivo TMY3, que contém os dados de clima mais atualizados. Clique em "Baixar tudo". Após o download, coloque os arquivos na pasta do OpenStudio navegando até o seu disco local, acessando o OpenStudio e colocando-os na pasta EnergyPlus. Como não há uma pasta de clima, vamos criar uma. Em seguida, vá para "Configurar arquivo de clima" e navegue até o local onde o arquivo de clima foi salvo. Selecione o arquivo EPW, que é o arquivo de clima do EnergyPlus. Depois, importe o arquivo de dias de projeto (.DDY), que é um dos arquivos baixados. Navegue até a pasta de clima do EnergyPlus no OpenStudio e selecione o arquivo DDY. O arquivo de dimensionamento de projeto é usado para dimensionar equipamentos especificados como "dimensionamento automático" no projeto. Você pode revisar os parâmetros de dimensionamento de projeto e modificá-los, se necessário. Ainda na aba "Local", você encontrará as abas "Medidas", usadas para modelagem energética avançada. Zonas climáticas podem ser selecionadas aqui, mas isso será abordado posteriormente. Outra tarefa na aba "Local" é selecionar o ano. Se você estiver modelando um edifício com base em dados específicos de serviços públicos, selecione essa opção. No entanto, modelaremos o edifício usando dados meteorológicos típicos do ano, portanto, selecionaremos essa opção. Como o projeto está localizado em Medford e adota o horário de verão, vamos habilitá-lo e verificar se as datas de início e término estão corretas. A aba "Custo do Ciclo de Vida" é usada para análise de custos, que não abordaremos neste momento. Em seguida, abra a aba "Contas de Serviços Públicos" e observe que um ano meteorológico específico deve ser selecionado para inserir os dados de serviços públicos. Selecionaremos "Ano Calendário" e escolheremos o ano 2000 como exemplo. Depois, retornaremos à aba "Contas de Serviços Públicos" para ver onde os dados podem ser inseridos. Abordaremos isso em uma lição futura, então, por enquanto, selecionaremos o Primeiro Dia do Ano para continuar a modelagem com base em dados meteorológicos típicos de um ano. Isso conclui nossa lição de hoje sobre a aba Local. Curta e inscreva-se! Em seguida, vá para Definir Arquivo de Clima e navegue até o local onde o arquivo de clima foi salvo. Selecione o arquivo EPW, que é o arquivo de clima do EnergyPlus. Depois, importe o arquivo de dias de projeto (.DDY), que é um dos arquivos baixados. Navegue até a pasta de clima do OpenStudio EnergyPlus e selecione o arquivo DDY. O arquivo de dias de projeto é usado para dimensionar equipamentos especificados como "tamanho automático" no projeto. Você pode revisar os parâmetros de dias de projeto e modificá-los, se necessário. Ainda na aba Local, você notará as abas Medidas, que são usadas para modelagem energética avançada. Zonas climáticas podem ser selecionadas aqui, mas isso será discutido posteriormente. Outra tarefa na aba Local é selecionar o ano. Se você estiver modelando um edifício com base em dados específicos de serviços públicos, selecione essa opção. No entanto, modelaremos o edifício usando dados meteorológicos típicos de um ano, então selecionaremos essa opção. Como a localização do projeto em Medford adota o horário de verão, vamos habilitá-lo e verificar se as datas de início e término estão corretas. A aba Custo do Ciclo de Vida é usada para análise de custos, que não abordaremos neste momento. Em seguida, abra a aba Contas de Serviços Públicos e observe que um ano meteorológico específico deve ser selecionado para inserir os dados de serviços públicos. Selecionaremos Ano Civil e escolheremos o ano 2000 como exemplo, depois retornaremos à aba Contas de Serviços Públicos para ver onde os dados podem ser inseridos. Abordaremos isso em uma lição futura, então, por enquanto, selecionaremos Primeiro Dia do Ano para continuar a modelagem com base em dados meteorológicos típicos de um ano. Isso conclui nossa lição de hoje sobre a aba Local. Curta e inscreva-se!

6. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba de Cronogramas

Neste vídeo, discutimos a diferença entre conjuntos de horários e horários, como alterar e adicionar horários, e alguns dos diferentes tipos de horários.

Em seguida, vamos analisar a aba "Agendamentos" à esquerda, começando pela aba "Conjuntos de Agendamentos" na parte superior. Esta aba exibe os conjuntos de agendamentos, que podem ser considerados como uma coleção de diferentes agendamentos. Um conjunto de agendamentos é aplicado a um tipo de espaço e inclui agendamentos para pessoas e cargas dentro desse espaço. Para o conjunto de agendamentos do quartel de bombeiros, temos os níveis de ocupação de pessoas ao longo do dia, os níveis de atividade das pessoas em watts de potência térmica por pessoa, os níveis de densidade de potência da iluminação que variam ao longo do dia, bem como agendamentos para equipamentos elétricos, equipamentos a gás, água, vapor e infiltração. Você pode adicionar um agendamento a um conjunto de agendamentos acessando a aba "Meu Modelo" ou a aba "Biblioteca" e arrastando e soltando o item. Vamos usar como exemplo o conjunto de agendamentos do depósito. Se houvesse uma carga de equipamento a gás no depósito, bastaria selecionar um agendamento de gás e arrastá-lo para o conjunto de agendamentos do depósito. Este é apenas um exemplo e, como não precisamos dele para este projeto, vamos excluí-lo. Criar um novo conjunto de agendamentos é tão fácil quanto clicar no botão de adição (+), renomeá-lo e, em seguida, arrastar e soltar os agendamentos desejados no conjunto. Em seguida, vamos para a aba "Agendamentos", que contém os agendamentos individuais. Um exemplo comum é o agendamento "Sempre Ligado". Esse agendamento é frequentemente usado em modelagem energética para substituir o equipamento, de forma que ele permaneça ligado durante todo o ano. O valor padrão para esse agendamento é 1. Podemos criar um novo agendamento copiando-o usando o botão x2 e nomeando-o como "Sempre Desligado". Para alterar o valor para 0, passe o cursor sobre a linha, digite 0 e pressione Enter. Isso cria um agendamento para o equipamento estar sempre desligado. Existem diferentes níveis de prioridade em cada agendamento. Por exemplo, você pode querer substituir o dimensionamento do equipamento usando os valores dos dias de projeto, criando um agendamento personalizado para os dias de projeto de verão e inverno. Outro exemplo é o agendamento de vestuário. O valor padrão de 1 indica que os ocupantes estão usando roupas mais pesadas durante todo o dia. Há também um agendamento de prioridade que se aplica de maio até o final de setembro, representando os meses de verão, quando os ocupantes usam roupas mais leves. Se quisermos criar uma programação personalizada para a primavera, podemos clicar no botão de adição (+), copiar a Regra de Programação 1 e adicioná-la ao projeto como Regra de Programação 2. Nas manhãs de primavera, os ocupantes podem usar casacos e blusas de lã grossas, então definimos o valor da manhã como 1. Mais tarde, conforme o prédio aquece, os ocupantes tiram as camadas de roupa e o valor é ajustado de acordo. Para dividir a programação, basta clicar duas vezes na linha e inserir os novos valores. Em seguida, criaremos uma programação de temperatura definida para o termostato. Podemos fazer isso acessando a biblioteca que importamos anteriormente e selecionando uma programação de termostato. Para o Galpão de Equipamentos, a temperatura é mantida em um ponto de ajuste de proteção contra congelamento durante todo o ano. Arraste esta programação para o projeto. O valor padrão mantém o espaço a 38 graus, um pouco acima do ponto de congelamento. Você notará prioridades de fim de semana, onde a temperatura é elevada para 60 graus aos domingos e 70 graus aos sábados, provavelmente para reuniões internas. Agora, vamos criar uma programação de temperatura definida para o aquecimento do sistema HVAC. Clique no botão de adição (+), selecione Temperatura como o tipo de programação e clique em Aplicar. Nomeie esta programação como Aquecimento HVAC. Como o edifício funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, definiremos a temperatura para 21°C (70°F) durante todo o dia. Isso instrui o sistema HVAC a manter a temperatura ambiente continuamente. Em seguida, copie esta programação usando o botão x2 e renomeie-a como Resfriamento HVAC. Altere o valor para 24°C (75°F) e crie uma redução de temperatura noturna para economizar energia. Clique duas vezes na linha para criar intervalos e defina a temperatura noturna para 27°C (80°F). Isso significa que o edifício será resfriado durante o dia e poderá aquecer ligeiramente à noite. Você pode ampliar a visualização da programação em incrementos de 15 minutos ou 1 minuto e ajustar o tempo arrastando as linhas verticais. Também podemos criar uma programação personalizada com prioridade definida para um desligamento de verão. Clique no botão de adição (+), crie um novo perfil e selecione uma prioridade. Por exemplo, podemos definir um desligamento durante a primeira semana de junho e alterar a temperatura de resfriamento para 27°C (80°F) durante toda a semana. O destaque em roxo mostra onde essa sobreposição se aplica ao longo do ano. Outros tipos de horários incluem horários de atividades da lavanderia, que definem quanto calor as pessoas produzem na lavanderia; horários de iluminação, que controlam quando as luzes acendem e apagam; horários de gás; e horários de infiltração, que atuam como multiplicadores na infiltração de ar no ambiente. Os horários de iluminação dos vestiários costumam ligar e desligar com frequência, pois os bombeiros atendem a chamados durante o dia e a noite. Em resumo, esses são os horários. Lembre-se de curtir e se inscrever se gostou do vídeo.

7. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Materiais de Construção

Neste vídeo, discutimos a diferença entre conjuntos de materiais, montagens e materiais, como alterá-los e adicioná-los, e como acessar a Biblioteca de Componentes de Construção.

Nossa próxima tarefa é revisar e editar os materiais de construção. Vamos acessar a aba Construções, à esquerda. Na parte superior, você verá várias subabas: Conjuntos de Construção, Construções e Materiais. Elas são tratadas como uma relação pai-filho. Conjuntos de Construção são grupos de elementos construtivos aplicados ao edifício. No conjunto de construção metálica do quartel de bombeiros, você pode ver construções de superfície externa, como paredes externas de metal, laje de concreto e telhado de metal. As construções de superfície interna incluem paredes internas, pisos internos e forros internos. As superfícies em contato com o solo são todas de concreto. As construções subterrâneas externas incluem janelas, portas e claraboias, enquanto as construções subterrâneas internas se aplicam a divisórias internas com janelas ou portas. Na parte inferior, encontram-se outras construções que podem ser aplicadas. Um conjunto de construção define uma coleção de construções que compõem o edifício e pode ser aplicado a todo o edifício ou a partes dele. Em seguida, vamos analisar a aba Construções, que mostra os elementos construtivos individuais. Por exemplo, o telhado de metal é composto por telhas metálicas e isolamento de telhado. Esses materiais são aplicados em camadas, começando de fora para dentro, e são usados ​​para calcular a condutividade térmica e as propriedades de transferência de calor. Você também notará etiquetas de medição associadas a essas construções. Essas etiquetas de medição são usadas para modelagem energética avançada e podem ser posteriormente referenciadas por medidas de eficiência energética para avaliar como as mudanças afetam o desempenho do edifício. Para entender o isolamento do telhado, vamos à aba Materiais e selecionamos Isolamento de Telhado 22. Este material inclui etiquetas de medição e propriedades térmicas, como rugosidade, espessura, condutividade térmica, densidade, calor específico e valores de absortância. A espessura e a condutividade térmica se combinam para criar uma resistência térmica R-27. Para este projeto, o telhado consiste em telhas metálicas, um espaçador de ruptura térmica e terças de aço com isolamento. Como esse isolamento não será usado em outro lugar, renomeamos para Terças e Isolamento R-29 e atualizamos suas propriedades para refletir uma espessura de 25,4 cm (10 polegadas) e um valor R de 29,88. Em seguida, criamos uma ruptura térmica duplicando um material e renomeando-o para Ruptura Térmica R-3. Essa barreira térmica tem um valor R de 3, uma espessura de meia polegada e uma condutividade térmica de 0,1167. Após criar esses materiais, retornamos à montagem da cobertura metálica. Removemos a camada de isolamento existente e inserimos a barreira térmica entre a cobertura metálica, as terças e o isolamento. A montagem da cobertura atualizada agora consiste em cobertura metálica, barreira térmica e terças com isolamento, resultando em um valor R total de 29. Renomeamos essa construção para "Cobertura Metálica" e ela será atualizada automaticamente no conjunto de construção. Se você não quiser criar materiais e montagens personalizados, pode usar conjuntos de construção da biblioteca, arrastando e soltando-os no local desejado. Esse mesmo processo pode ser aplicado a coberturas, janelas, portas, paredes e pisos. Se um material necessário não estiver disponível localmente, você pode acessar a Biblioteca de Componentes de Construção registrando-se online e inserindo o código de autorização. Após a conexão, você pode pesquisar componentes como janelas, baixá-los e encontrá-los na aba da biblioteca. Esses componentes são marcados com uma etiqueta BCL e podem ser atribuídos à categoria de construção apropriada. Isso conclui a visão geral das construções, conjuntos de construção e materiais. Obrigado e, por favor, curta e inscreva-se!

8. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Cargas de Edifícios

Neste vídeo, discutiremos as diversas cargas térmicas, elétricas, de gás e de água especificadas para o edifício. Mostraremos um exemplo de como criar uma nova carga e como importar uma carga de um arquivo de biblioteca.

A seguir, analisaremos as cargas dentro do nosso edifício. Selecione a aba "Cargas" à esquerda. Estas são todas as cargas de calor, elétricas, de gás e de vapor localizadas dentro do edifício. Há também uma definição de massa interna para calcular a massa térmica com base na densidade dos materiais presentes no edifício. Primeiro, vamos analisar as definições de pessoas. Elas definem a densidade de ocupantes em cada espaço. Essas cargas calculam o número de pessoas em um espaço e a quantidade de calor que cada pessoa fornece ao ambiente, incluindo a geração de dióxido de carbono e a fração de calor radiante. A ocupação pode ser especificada por número de pessoas, pessoas por área ou área por pessoa. Em seguida, vamos analisar as definições de iluminação. As definições de iluminação podem ser especificadas com base na potência, potência por área ou potência por pessoa. Você também pode especificar qual fração da iluminação é radiante, visível e quanto afeta o ar de retorno do sistema de climatização. Agora, vamos fazer um exemplo de adição de uma carga de equipamento elétrico. Suponha que temos um micro-ondas localizado em um escritório fechado. Atualmente, o escritório fechado já possui uma definição de equipamento elétrico, que provavelmente representa impressoras, computadores e iluminação de tarefas. Usaremos isso como modelo. Clique no botão x2 para duplicá-lo e renomeie-o para "Micro-ondas do Escritório". O micro-ondas é especificado em watts e tem 1200 watts. Ao converter para watts, o valor de watts por área é removido automaticamente. É assim que uma nova carga de espaço é criada. No entanto, a carga precisa ter um cronograma atribuído. Para criar o cronograma, acesse a guia "Cronogramas". Clique no sinal de mais para adicionar um novo objeto e selecione "Cronograma" e, em seguida, "Cronograma Fracionário". Os cronogramas fracionários indicam quanto o micro-ondas é usado ao longo do dia. Clique em "Aplicar" e renomeie-o para "Cronograma do Micro-ondas do Escritório". O micro-ondas é usado apenas por alguns minutos de cada vez, normalmente durante a manhã, o almoço e a noite. Você pode avançar para as 6:00. Para simplificar, use o cronograma padrão. Isso conclui a criação do cronograma do micro-ondas. Posteriormente, esse cronograma e a carga serão aplicados a um tipo de espaço. Retorne à guia "Cargas". Existem cargas adicionais que serão aplicadas posteriormente no projeto. É assim que você cria uma carga de espaço. Você também pode arrastar e soltar cargas dos seus arquivos de biblioteca carregados. Vá para a aba Biblioteca e selecione uma definição de luz como exemplo. Role até Definições de luz e escolha uma carga de iluminação, como luzes de corredor de prédio de apartamentos de média altura. Arraste e solte a definição no projeto. Depois de adicionada, uma programação deve ser criada antes de atribuir a carga a um espaço. Por enquanto, ela não será usada. Você pode remover objetos não utilizados selecionando o botão Limpar Todos os Objetos Não Utilizados ou selecionando a carga e clicando no botão X. Usar a opção Limpar Todos os Objetos Não Utilizados ajuda a reduzir a desordem no projeto. É uma boa prática verificar periodicamente se há itens não utilizados, mas tome cuidado para não limpar objetos que ainda não foram atribuídos a espaços. Essa é a aba Cargas. Obrigado. Curta e inscreva-se!

9. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Tipos de Espaço

Em um vídeo anterior, importamos tipos de espaço para o nosso projeto. Neste vídeo, vamos revisitar a aba de tipos de espaço e discutir como as construções, cargas, cronogramas e infiltração são atribuídos a um tipo de espaço.

Em seguida, vamos revisitar a aba Tipos de Espaço. Selecione a aba Tipos de Espaço à esquerda. Foi aqui que atribuímos os tipos de espaço a este projeto originalmente. Se você quiser relembrar como instalar os tipos de espaço, assista ao vídeo anterior. Observando esses tipos de espaço, você notará que existe um conjunto de construção padrão, mas ele está vazio. Precisamos atribuir um conjunto de construção a todos esses espaços. Vá para a aba Meu Modelo e abra o menu suspenso Conjuntos de Construção. Arraste e solte o nosso conjunto de construção. Para aplicar esse conjunto de construção a todos os outros tipos de espaço, marque as caixas de seleção. Selecione o conjunto de construção que deseja copiar e clique em Aplicar aos Selecionados. Ele será aplicado automaticamente a todos os tipos de espaço selecionados. Este conjunto de construção define o tipo de construção que esses espaços terão. Você pode personalizá-lo criando conjuntos de construção adicionais. Para criar conjuntos de construção adicionais, assista ao vídeo anterior. Em seguida, você notará que cada tipo de espaço tem um conjunto de programação e uma especificação de ar externo. Essa especificação de ventilação informa ao modelo energético quanta ventilação é necessária para esse espaço. Na próxima coluna, você verá as taxas de fluxo de infiltração de projeto. Essas taxas de infiltração podem ser definidas com base na área do piso, área total, área da superfície externa de telhados e paredes, paredes externas ou trocas de ar por hora. Para criar uma taxa de infiltração diferente, basta renomeá-la e alterar os valores conforme necessário. Elas também podem ser copiadas e aplicadas usando o mesmo método de seleção. Aplicaremos uma taxa de infiltração aos plenums dos espaços. A última coluna mostra a Área de Vazamento Efetivo de Infiltração no Espaço. Não usaremos essa informação, mas é assim que você encontra dados sobre ela. Pesquise por “Área de Vazamento Efetivo de Infiltração no Espaço” no seu navegador e procure pela documentação de entrada/saída do Big Ladder Software ou do EnergyPlus. O Big Ladder Software disponibiliza a documentação de entrada/saída do EnergyPlus online em formato HTML. Selecione Área de Vazamento Efetivo ou clique no link para ler mais sobre o assunto. Esse método calcula a infiltração de forma diferente e geralmente é usado para edifícios residenciais menores. Não o utilizaremos em nosso projeto e usaremos apenas as Taxas de Fluxo de Infiltração de Projeto. Em seguida, acesse a aba Cargas na parte superior para ver quais cargas foram aplicadas a cada espaço individual. Para o Compartimento de Equipamentos, há uma definição de carga de iluminação e uma programação associada. Há também cargas de equipamentos elétricos com suas definições e programações, bem como cargas de infiltração com um nome de carga e programação. Em um exercício anterior, criamos uma carga de micro-ondas para ser aplicada ao escritório fechado. Você notará que a carga de micro-ondas não está aplicada ao escritório no momento, então precisamos adicioná-la. Acesse a aba Meu Modelo e navegue até Definições de Equipamentos Elétricos. Localize a carga de micro-ondas. Parece que a definição da carga de micro-ondas pode ter sido excluída ou removida no exercício anterior. Para adicioná-la novamente, acesse a aba Cargas, Definições de Equipamentos Elétricos, copie uma carga existente e renomeie-a. Em seguida, retorne à aba Tipos de Espaço. Selecione Cargas, role até o tipo de espaço Escritório Fechado e, em Meu Modelo, arraste e solte a carga de micro-ondas no Escritório Fechado. Você notará que o micro-ondas foi automaticamente atribuído à programação de equipamentos da estação de bombeiros. Isso precisa ser alterado. Acesse Meu Modelo e navegue até Programações de Conjunto de Regras. Localize a programação do micro-ondas criada anteriormente. Arraste e solte-a ao lado da carga do micro-ondas. Agora, a carga do micro-ondas e sua programação foram aplicadas ao tipo de espaço. Você verá um valor multiplicador. Ele é usado para ajustar o modelo sem alterar as cargas ou programações. Por exemplo, se o micro-ondas for usado metade do esperado, você pode alterar esse valor para aplicar um multiplicador de 0,5. Não faremos esse ajuste aqui. Os valores padrão são exibidos em verde, enquanto os valores alterados aparecem em preto. É assim que você adiciona cargas e programações de carga a um tipo de espaço. Há também um botão de filtro, útil para projetos grandes. Você pode filtrar por pessoas para ver as cargas de ocupação ou por luzes para ver as cargas de iluminação. Na parte superior, a guia Etiquetas de Medidas é útil para modelagem energética avançada. Essas etiquetas funcionam como palavras-chave que os programas de medição de eficiência energética usam para avaliar como as mudanças afetam o consumo de energia. A guia Personalizado é usada para programação personalizada. A seguir, abordaremos brevemente como criar um novo tipo de espaço. Clique no botão de adição (+) e renomeie o tipo de espaço. Vamos chamá-lo de Oficina. Aplique um conjunto de construção, um conjunto de cronograma e uma especificação de ar externo. Você pode copiar uma existente ou selecionar uma opção diferente. Vá para a guia Biblioteca, selecione Especificação de Ar Externo e escolha Ventilação da Sala de Máquinas. Em seguida, selecione uma vazão de infiltração de projeto. Procure uma opção para sala de máquinas ou utilidades. Vá para a guia Cargas e localize o novo tipo de espaço Oficina. Arraste e solte as cargas no espaço. Como esta é uma sala de máquinas, não haverá pessoas Adicione uma definição de iluminação e equipamentos elétricos para utilidades ou armazenamento. Por fim, atribua uma programação para os equipamentos elétricos. Acesse Meu Modelo, Programações de Conjunto de Regras e selecione uma programação "sempre ligado". Isso conclui a criação de um tipo de espaço. Para excluir um tipo de espaço, clique na caixa de seleção ao lado dele e, em seguida, clique no botão X na parte inferior. Obrigado. Curta e inscreva-se!

10. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba Geometria

Em um vídeo anterior, criamos a geometria do nosso edifício. Neste vídeo, vamos revisitar a aba de geometria e discutir recursos adicionais para visualizar e editar o modelo 3D com o FloorspaceJS.

Em seguida, vamos para a aba Geometria. A primeira aba é a Visualização 3D em Geometria. Isso permite inspecionar o modelo do edifício. Usando o botão direito do mouse, você pode mover o modelo pela tela. Usando o botão do meio do mouse, você pode aumentar e diminuir o zoom. Usando o botão esquerdo do mouse, você pode rotacionar o modelo. No lado direito, há controles adicionais. Alterar o controle ortográfico muda a perspectiva do modelo. Isso pode ser útil para selecionar itens específicos com base em uma vista. Vamos selecionar a vista X. Sem a opção ortográfica ativada, o modelo mostra uma vista mais em perspectiva. Em seguida, há opções de renderização e filtragem. Por padrão, o modelo é renderizado por tipo de superfície. O telhado aparece bege, as paredes são marrons, os vidros e portas de vidro são transparentes, as portas de garagem são marrom-escuras e o térreo é cinza. Se alterarmos o modo de renderização para “Normal”, as superfícies são renderizadas com base na orientação. Todas as superfícies estão orientadas corretamente. Se ocultarmos as paredes, todas as superfícies externas aparecerão cinza e todas as superfícies internas aparecerão vermelhas. Se uma superfície for invertida acidentalmente, ela aparecerá em vermelho na parte externa, indicando que precisa de correção no editor de geometria. Em seguida, selecione Renderização de Limites. Isso mostra como o modelo energético trata cada superfície. A maioria das superfícies azuis são superfícies externas. Se ocultarmos as paredes, as superfícies internas aparecerão em verde. Se ocultarmos o telhado, as paredes internas ficarão verdes e o térreo em marrom. Superfícies externas expostas ao vento e ao sol aparecerão em azul. Em seguida, renderize por Construção. Isso mostra os tipos de construção. Roxo indica janelas, verde-azulado indica portas opacas, branco indica portas envidraçadas, marrom-acinzentado indica paredes externas, rosa indica o telhado e verde-oliva indica o térreo. Isso ajuda a identificar as construções atribuídas a espaços específicos. Em seguida, renderize por Zona Térmica. Isso mostra todas as zonas térmicas do edifício. Essas zonas térmicas foram atribuídas na primeira lição. Alguns espaços podem ser combinados em uma única zona térmica. Em seguida, renderize por Tipo de Espaço. O compartimento de equipamentos aparece em verde, os plenums em vermelho escuro e outros espaços, como depósitos, escritórios, vestiários, banheiros e áreas comuns, são mostrados em cores diferentes. A renderização por pavimento mostra apenas uma cor neste modelo, pois há apenas um pavimento. Você pode aplicar filtros para ocultar certas superfícies ou subsuperfícies. Por exemplo, desmarcar o telhado permite visualizar o interior do edifício. Você também pode ocultar portas, janelas, objetos de sombreamento ou divisórias, se presentes. Este modelo não inclui objetos de sombreamento ou divisórias. Há também uma opção de visualização em wireframe, embora não seja comumente usada. Em seguida, acesse a guia Editor. É aqui que usaremos o FloorspaceJS. Editaremos um espaço que foi originalmente criado como um grande depósito, mas que deveria ser dividido em dois espaços separados. Primeiro, exclua o Espaço 105/106 e o ​​Plenum 105/106. Depois, clique no botão de adição (+) e selecione a ferramenta Polígono. Clique para desenhar o polígono e clique novamente no primeiro ponto para fechá-lo. Se cometer um erro, use o botão desfazer. Se o programa ficar lento ou travar, feche o OpenStudio e abra o projeto novamente. Se as alterações não foram salvas, acesse a pasta do projeto e localize o arquivo JSON da planta baixa. Abra o arquivo JSON em um editor de texto e altere a configuração de importação/exportação para VERDADEIRO. Salve o arquivo. Em seguida, abra um navegador da web e acesse unmethours.com. Este site contém discussões relacionadas ao OpenStudio e ao EnergyPlus. Pesquise por “FloorspaceJS freezing” e revise os resultados. O FloorspaceJS também possui uma versão online que funciona em um navegador da web. Abra a ferramenta online do FloorspaceJS e carregue o arquivo JSON da planta baixa. Agora você pode editar a planta baixa no navegador. Exclua o plenum e use a ferramenta de borracha para remover espaços. Use a ferramenta de duplicação para copiar os espaços. Isso é útil porque mantém todas as propriedades atribuídas anteriormente. Use a ferramenta de polígono para criar um segundo espaço de armazenamento. O cômodo agora está dividido em dois espaços. Em seguida, vá para Atribuições e crie uma nova zona térmica para o novo espaço. O FloorspaceJS também permite duplicar pavimentos. A ferramenta de duplicação cria um novo pavimento acima do existente. Você pode editar os atributos do pavimento usando o botão de expansão. A ferramenta de preenchimento permite copiar espaços de um pavimento para o pavimento acima. Por exemplo, clicar na ferramenta de preenchimento no Compartimento de Equipamentos cria um espaço acima dele. Você ainda precisará atribuir o tipo de espaço, o conjunto de construção e a zona térmica. Este projeto não requer um segundo pavimento, portanto, exclua-o. Ao terminar a edição, clique em Salvar Planta e depois em Baixar. Mova o arquivo JSON baixado para a pasta do projeto no OpenStudio e substitua o arquivo existente. Retorne ao OpenStudio e recarregue o projeto. Vá para a guia Geometria e depois para o Editor. Visualize o modelo e mescle-o com o arquivo OSM atual. Retorne à Visualização 3D para confirmar se os espaços foram atualizados. Finalmente, vá para a guia Espaços e renomeie os novos espaços: Espaço 105, Espaço 106, Plenum 105 e Plenum 106. Vá para Zonas Térmicas Selecione a guia "Expurgar" e remova os objetos não utilizados para eliminar as zonas extras criadas pelo FloorspaceJS. Salve o arquivo do OpenStudio e revise a geometria atualizada. Obrigado. Curta e inscreva-se!

11. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba Instalações

Neste vídeo, discutiremos como orientar nosso edifício em relação ao Norte. Definiremos valores padrão para espaço, construções e cronogramas. Adicionaremos iluminação externa. Também abordaremos brevemente a adição de andares ao edifício e a inclusão de elementos de sombreamento.

A próxima aba é a aba Instalações. Vá para a esquerda e selecione a aba Instalações. Nesta aba, você pode alterar o nome do edifício. Vamos nomeá-lo como “Estação de Bombeiros Rural”. Em seguida, você verá as Etiquetas de Medida, que discutimos anteriormente. As Medidas de Eficiência Energética (MEE) usam essas etiquetas como palavras-chave para modificar parâmetros dentro do modelo. Esse recurso é usado para modelagem energética avançada. Você também verá o valor do Eixo Norte, que está definido como 0 graus. Se você voltar para a aba Geometria, poderá ver a direção norte representada pela linha do eixo verde. Se quiser rotacionar o edifício para que o norte se alinhe com a linha do eixo vermelho, você precisará rotacioná-lo em 90 graus. Para fazer isso, retorne à aba Instalações e altere o valor do Eixo Norte para 90 graus. Em seguida, você verá três atribuições padrão que podem ser aplicadas a partir de suas bibliotecas: Tipos de Espaço, Conjuntos de Construção e Conjuntos de Cronograma. Isso demonstra a estrutura hierárquica de cima para baixo, com relação pai-filho, do OpenStudio. Para ilustrar isso, algumas informações foram removidas do modelo. Se você acessar a aba Espaços, notará que o Compartimento de Equipamentos não possui mais um tipo de espaço, conjunto de construção padrão ou conjunto de cronograma padrão atribuídos. Retorne à aba Instalações e atribua valores padrão no nível da instalação. Acesse a aba Meu Modelo e selecione: - Tipos de Espaço: Compartimento de Equipamentos - Conjuntos de Construção: Estação de Bombeiros Metálica - Conjuntos de Cronograma: Conjunto de Cronograma da Estação de Bombeiros Agora, volte para a aba Espaços. Você notará que o tipo de espaço Compartimento de Equipamentos está preenchido, enquanto o conjunto de construção e o conjunto de cronograma permanecem vazios. Isso ocorre porque os espaços herdam esses valores dos padrões do nível da instalação. Em seguida, acesse a aba Pavimentos. É aqui que você pode adicionar pavimentos adicionais ao edifício, caso ainda não tenham sido criados usando o FloorspaceJS ou outro editor de geometria. Em seguida, acesse a aba Sombreamento. A aba Sombreamento é usada para adicionar geometria que não faz parte do próprio edifício, como edifícios adjacentes ou árvores. O sombreamento não cria cargas, mas pode reduzir as cargas de resfriamento bloqueando a luz solar. Neste modelo, não será utilizado sombreamento, mas este será abordado em uma lição futura. Em seguida, acesse a aba Equipamentos Externos. Aqui, você pode adicionar iluminação externa ao edifício. Por exemplo, suponha que o edifício tenha luzes de segurança externas. Clique no botão + para criar novas luzes externas. Uma definição de carga será criada automaticamente. Defina a potência total para 400 watts. Em seguida, selecione a programação. A programação padrão é Sempre Ligado. Se necessário, essa programação pode ser editada posteriormente na aba Programações. Em seguida, revise a Opção de Controle. Por padrão, as luzes operam apenas com base na programação. Como alternativa, você pode selecionar Relógio Astronômico. Essa opção combina a programação com uma fotocélula que desliga as luzes durante o dia. Em seguida, você pode aplicar um multiplicador para ajustar a potência total, se necessário. Finalmente, há um campo Subcategoria de Uso Final. Ele é usado para submedição. Por exemplo, você pode renomeá-lo para “Luzes Externas Gerais” para rastrear o consumo de energia da iluminação externa separadamente. Isso conclui a aba Instalações. Obrigado. Por favor, curta e inscreva-se!

12. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba Espaços

Neste vídeo, discutiremos a relação de herança entre entidades do OpenStudio, incluindo elementos pai-filho. Também mostraremos como editar espaços, cargas, superfícies e subsuperfícies no nível mais baixo (espaço) do modelo energético.

A seguir, discutiremos a aba Espaços. Na parte superior, começaremos com a aba Propriedades. Esta aba lista todos os espaços do projeto. Como discutido no vídeo anterior, quaisquer campos vazios aqui serão preenchidos com informações definidas em níveis superiores (como Tipos de Espaço ou padrões da Instalação). A aba Espaços representa o nível mais baixo na hierarquia. Se um espaço específico precisar de uma carga, construção ou configuração exclusiva que difira de outros espaços, ele deverá ser editado aqui. Se você selecionar a aba Fluxo de Ar, poderá visualizar os nomes dos objetos de infiltração e ar externo. Esses foram definidos anteriormente quando trabalhamos na aba Tipos de Espaço. Todas essas informações são herdadas de definições de nível superior, a menos que sejam substituídas. Em seguida, vá para a aba Cargas. Ela mostra todas as cargas coletadas de fontes de nível superior. Por exemplo, os depósitos 105 e 106 compartilham o mesmo tipo de espaço. Se apenas uma sala de armazenamento tivesse um micro-ondas, você poderia arrastar e soltar a carga do micro-ondas de Meu Modelo → Definições de Equipamentos para o espaço 105. Você também atribuiria uma programação a esse micro-ondas. Isso permite diferenciar um espaço do outro, mesmo que compartilhem o mesmo tipo de espaço. Excluiremos este exemplo posteriormente. Em seguida, vá para a guia Superfícies. O modelo energético é composto de superfícies e subsuperfícies. As superfícies incluem paredes, telhados, pisos e tetos. Por exemplo, se o Depósito de Equipamentos tivesse um telhado diferente do restante do edifício, você poderia aplicar uma construção de telhado diferente aqui, arrastando-a da guia Biblioteca. Quando um valor fica preto, significa que o padrão foi substituído. Para reverter ao padrão, selecione o item e clique no botão X. Você também pode fazer isso para Subsuperfícies, que incluem janelas, portas, claraboias, e janelas e portas internas. As subsuperfícies são filhas das superfícies. Aqui, podemos revisar as construções atribuídas a cada subsuperfície. Observe que as portas de enrolar não têm nenhuma construção atribuída. Isso significa que um conjunto de construção não foi definido para portas de enrolar. Vá para a guia Construções e verifique se as portas de enrolar estão faltando. Você pode definir portas de enrolar no nível do conjunto de construção para todo o projeto ou aplicá-las somente a este espaço no nível da guia Espaços. Para aplicar construções de portas de enrolar somente ao Compartimento de Equipamentos, procure uma construção de porta adequada na guia Biblioteca e arraste e solte-a aqui. Para copiar a mesma construção para outras portas de enrolar, marque as caixas de seleção e clique em Aplicar aos Selecionados. Em seguida, verifique as portas de vidro. Se as portas de vidro não estiverem definidas, vá para a guia Construções e selecione uma construção de janela adequada em Meu Modelo. Aplicar essa construção no nível do conjunto de construção a atribuirá a todas as portas de vidro do projeto. Voltando para a guia Espaços, você verá que esses valores agora estão preenchidos. Outras abas na parte superior incluem Divisórias Internas e Sombreamento. As divisórias internas são usadas para paredes de altura parcial, como divisórias de escritório. Este modelo não inclui divisórias internas. A aba Sombreamento seria usada para editar objetos de sombreamento individuais, caso existissem. Isso conclui a visão geral da aba Espaços. Obrigado. Curta e inscreva-se!

13. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Aba Zonas Térmicas

Neste vídeo, vamos discutir como renomear zonas térmicas e adicionar programações de termostato. Também abordaremos os parâmetros de dimensionamento de equipamentos e o uso de cargas de ar ideais.

Adicionar sistemas de climatização (HVAC) ao modelo energético aumentará sua complexidade. Ativamos as cargas de ar ideais. Portanto, executaremos o modelo energético e resolveremos erros simples antes de adicionarmos mais complexidade ao nosso modelo. Vamos acessar as configurações de simulação e os intervalos de tempo. Isso define o número de iterações que o programa executa o modelo energético por hora. O número de iterações por hora está definido para seis intervalos de tempo por hora. Assim, ele simula o edifício a cada 10 minutos. Vamos reduzir isso para um intervalo de tempo por hora. Isso acelerará nossos cálculos. Podemos sempre voltar e ajustar isso mais tarde. Em seguida, vamos para as medidas. Queremos adicionar diagnósticos à guia de medidas. Vá para a direita e selecione o menu suspenso, relatórios e, em seguida, QA/QC. Selecione "Adicionar Diagnósticos de Saída". Se não estiver selecionado, vá até o final e clique no botão "Encontrar Medidas no BCL". Navegue até "Relatórios" e "QA/QC". Pesquise por "adicionar". Você encontrará "Adicionar Diagnósticos de Saída" aqui. Se não estiver selecionado, marque a opção e clique no botão de download. Após a conclusão do download, arraste e solte "Adicionar Diagnósticos de Saída" nas medidas do EnergyPlus. Isso adiciona diagnósticos adicionais durante a execução do modelo energético para ajudar na solução de problemas. Em seguida, vá para "Executar Simulação". Clique em "Salvar" e depois no botão "Executar". A simulação falha e gera vários erros. Navegue até a pasta do modelo, abra a pasta de execução e abra o arquivo EPLUSOUT.ERR usando um editor de texto. Existem dois tipos de erros: avisos e erros graves. Os erros graves interrompem a simulação antes de sua conclusão. Role para baixo para localizar o erro grave. O erro indica um problema de convergência com o material "Edifício Metálico do Telhado". Vá para a guia "Materiais" e localize os materiais "Quebra Térmica" e "Terças e Isolamento". Revise os valores de isolamento. O valor da quebra térmica é 0,1667 com uma espessura de 1/2 polegada, e o valor das terças e do isolamento deve ser 0,335. Corrigir isso resolve o erro grave. Salve o projeto e execute a simulação novamente. A simulação é concluída com sucesso, mas os avisos permanecem. Um aviso indica que o número de intervalos de tempo por hora é menor do que o recomendado. Este aviso pode ser ignorado. Avisos adicionais referem-se a programações que não estão alinhadas com o intervalo de tempo selecionado, como as programações do vestiário e do micro-ondas. Essas programações mudam dentro da hora, enquanto o modelo é executado a cada hora. Esses avisos também podem ser ignorados. Outros avisos fazem referência a programações padrão, como "sempre ligado" e "sempre desligado", que são parte integrante do OpenStudio e não podem ser editadas. As programações de temperatura da superfície do solo também estão ausentes, portanto, o modelo usa a temperatura constante padrão de 18 graus Celsius. Avisos sobre vértices coincidentes ou colineares indicam pontos de geometria duplicados, que o EnergyPlus simplifica automaticamente. Estes avisos podem ser ignorados. Avisos de construção não utilizada aparecem para componentes não usados ​​no modelo, como janelas internas, portas e divisórias. Estes podem ser removidos na guia Conjunto de Construção. Use a opção Limpar Objetos Não Utilizados nas guias Construções e Materiais para limpar o modelo. Avisos relacionados ao conforto aparecem para espaços sem um modelo de conforto térmico atribuído. Acesse a aba Tipos de Espaço, selecione Cargas e adicione um Tipo de Modelo de Conforto Térmico para os espaços afetados, como a lavanderia e o vestiário. Avisos sobre infiltração ocorrem em zonas internas sem paredes externas. Esses avisos podem ser ignorados ou resolvidos alterando o método de cálculo de infiltração. Avisos relacionados ao resfriamento indicam que algumas zonas térmicas não possuem programações de termostato atribuídas. As cargas de ar ideais tentam calcular o resfriamento, mas sem termostatos, a carga de resfriamento permanece zero. Avisos sobre programações não utilizadas podem ser investigados ativando a opção Exibir Programações Não Utilizadas em Adicionar Diagnóstico de Saída. Remova programações desnecessárias de depósitos e do compartimento de equipamentos e, em seguida, exclua as programações não utilizadas. Um aviso relacionado à programação de roupas ocorre porque ela não foi aplicada a dias específicos. Atribua a programação a todos os dias da semana e salve o modelo. Execute a simulação novamente. Os avisos restantes relacionados a portas que não envolvem completamente as superfícies podem ser ignorados. Esses avisos resumem problemas não críticos. Os principais problemas a serem resolvidos são erros graves, pois impedem a conclusão da simulação. Os avisos ajudam a refinar o modelo, mas não necessariamente impedem sua execução. Feche o arquivo de erros e prossiga para o resumo dos resultados. Isso será revisado na próxima lição. Obrigado. Curta e inscreva-se!

14. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Resolução de Problemas

Neste vídeo, discutiremos como executar a simulação do modelo energético. Também mostraremos como solucionar avisos e erros da simulação.

Adicionar sistemas de climatização (HVAC) ao modelo energético aumentará sua complexidade. Ativamos as cargas de ar ideais, então executaremos o modelo energético e resolveremos erros simples antes de adicionar mais complexidade. Vamos acessar Configurações de Simulação e Intervalos de Tempo. Isso controla quantas vezes por hora o modelo energético é executado. Atualmente, está definido para seis intervalos de tempo por hora, o que significa que o edifício é simulado a cada 10 minutos. Vamos reduzir para um intervalo de tempo por hora para acelerar os cálculos. Podemos ajustar isso posteriormente, se necessário. Em seguida, vá para Medidas. Queremos adicionar Diagnósticos à guia Medidas. À direita, selecione Relatórios → QA/QC → Adicionar Diagnósticos de Saída. Se você não encontrar, clique em Encontrar Medidas no BCL, navegue até Relatórios → QA/QC e pesquise por “adicionar”. Você encontrará Adicionar Diagnósticos de Saída. Se não estiver marcado, selecione e faça o download. Após o download, arraste e solte Adicionar Diagnósticos de Saída nas Medidas do EnergyPlus. Isso adiciona diagnósticos adicionais para ajudar na solução de problemas durante a simulação. Em seguida, vá para Executar Simulação. Clique em Salvar e depois em Executar. A simulação falha, gerando vários erros. Navegue até a pasta do projeto, abra a pasta "run" e abra o arquivo EPLUSOUT.ERR em um editor de texto. Existem dois tipos de erros: avisos e erros graves. Erros graves impedem a conclusão da simulação. Role para baixo para localizar o erro grave. O erro indica um problema de convergência com um material de construção chamado Telha Metálica. Vá para a guia Materiais, expanda Materiais e localize Ruptura Térmica e Terças e Isolamento. Verifique seus valores de isolamento. O valor de Ruptura Térmica é 0,1667 com uma espessura de 1/2 polegada. O valor de Terças e Isolamento deve ser 0,335. Corrigir isso resolve o erro grave. Feche o arquivo de erro, salve o projeto e execute a simulação novamente. A simulação é concluída com sucesso, mas os avisos permanecem. O primeiro aviso indica que o número de intervalos de tempo por hora é inferior ao mínimo recomendado de quatro. Este aviso pode ser ignorado. Os avisos seguintes referem-se a programações de climatização (HVAC) e de ocupação que operam em incrementos menores do que o intervalo de tempo da simulação. Como a simulação é executada a cada hora, ela não consegue capturar esses ciclos curtos de liga/desliga. Esses avisos podem ser ignorados. Avisos adicionais fazem referência às programações "Sempre Ligado" e "Sempre Desligado", que são parte integrante do OpenStudio e não podem ser editadas. Outro aviso indica que não existe uma programação de temperatura da superfície do solo, portanto, o modelo usa uma temperatura constante padrão de 18 °C. Isso não é um problema. Avisos sobre vértices coincidentes ou colineares indicam pontos geométricos duplicados. O EnergyPlus simplifica esses pontos automaticamente, portanto, eles podem ser ignorados. Avisos sobre construções não utilizadas indicam que alguns conjuntos de construção não são usados ​​no modelo, como janelas internas, portas e divisórias. Esses elementos podem ser removidos na guia "Conjunto de Construção". Acesse a guia "Construções" e use a opção "Remover Objetos Não Utilizados". Repita esse processo na aba Materiais. Isso reduz a desordem e melhora o desempenho da simulação. Em seguida, avisos indicam que nenhum modelo de conforto térmico foi atribuído a alguns espaços, como a lavanderia e o vestiário. Acesse Tipos de Espaço → Cargas, selecione a definição de carga, clique no botão de adição (+) e adicione um Tipo de Modelo de Conforto Térmico. Avisos relacionados à infiltração ocorrem em zonas internas sem paredes externas. Eles podem ser ignorados ou corrigidos alterando o método de cálculo de infiltração. Avisos indicando que o modo de resfriamento é zero apontam para a ausência de programações de termostato. As cargas de ar ideais tentam calcular o resfriamento, mas sem termostatos a carga de resfriamento permanece zero. Avisos relacionados a programações não utilizadas podem ser investigados ativando a opção Exibir Programações Não Utilizadas em Adicionar Diagnóstico de Saída. Remova programações desnecessárias de depósitos e do compartimento de equipamentos e, em seguida, exclua as programações não utilizadas. Um aviso sobre a programação de roupas ocorre porque ela não foi atribuída a dias específicos. Atribua-a a todos os dias da semana e salve. Execute a simulação novamente. Os avisos restantes relacionados a portas que não envolvem completamente as subsuperfícies podem ser ignorados. Erros graves são os mais críticos, pois impedem a conclusão da simulação. Os avisos ajudam a refinar o modelo, mas não afetam necessariamente os resultados. Feche o arquivo de erros e revise o Resumo dos Resultados. Isso será abordado na próxima lição. Obrigado. Curta e inscreva-se!

15. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Adição do Sistema de Água Quente

Neste vídeo, vamos discutir como adicionar ligações para uso de água e criar um sistema de água quente sanitária para o nosso edifício.

Em seguida, voltaremos à aba de sistemas HVAC à esquerda e adicionaremos o sistema de água quente sanitária. Você pode ver que já existe um sistema de água instalado, onde a água vem da rede principal, entra no prédio e depois vai para o esgoto. Para continuar, precisamos arrastar uma conexão de uso de água da biblioteca. Vá para a aba da biblioteca, procure por conexões de uso de água no arquivo da biblioteca do quartel de bombeiros e arraste e solte-a no local desejado. Após adicionar a conexão de uso de água, clique nela para visualizar os equipamentos de uso de água localizados no prédio. Volte para a aba da biblioteca e procure por equipamentos de uso de água no mesmo arquivo da biblioteca do quartel de bombeiros. Arraste e solte-os no local desejado e revise seus atributos. O equipamento de uso de água para todo o prédio do quartel de bombeiros rural está definido para cinco ocupantes. Quando essa definição de equipamento de uso de água é adicionada, ela também inclui as cargas de consumo de água e as programações associadas, como a programação do ponto de ajuste da temperatura da água quente, a programação das frações sensíveis e a programação da fração de água quente sanitária. Voltando à aba de sistemas HVAC, selecione o equipamento de uso de água. Este equipamento ficará localizado dentro do edifício e nenhum nome de espaço específico será atribuído. Neste momento, não há nenhum circuito conectado, portanto, um circuito de água quente precisa ser criado. Volte ao editor de rede hidráulica, clique no botão de adição (+) e crie um novo circuito vazio. Adicione uma bomba circuladora de velocidade constante da biblioteca, seguida por um aquecedor de água de 100 galões e 12 quilowatts do arquivo da biblioteca do projeto do quartel de bombeiros. Em seguida, adicione um gerenciador de ponto de ajuste programado para manter a temperatura do circuito. Finalmente, atribua a conexão de uso de água ao circuito recém-criado arrastando-a da guia "Meu Modelo" para o circuito. Agora você pode editar as propriedades da bomba circuladora, do aquecedor de água e do controlador de temperatura, incluindo vazões, eficiências e programações de ponto de ajuste. O controlador de temperatura usa a programação de temperatura SHW da guia "Programações". Depois que o circuito for atribuído, clicar nele permitirá que você visualize propriedades adicionais do circuito de água quente sanitária. Obrigado. Curta e inscreva-se!

16. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Adicionar HVAC-1

Neste vídeo, vamos discutir como adicionar um sistema de exaustão por zona. Também mostraremos como criar e atribuir um forno a gás de ar forçado a uma de nossas zonas térmicas.

Em seguida, modelaremos os sistemas de climatização (HVAC), começando pela garagem de veículos. Este espaço inclui um aquecedor de ambiente, um pequeno exaustor para atender às necessidades de ventilação e um exaustor maior controlado pelos níveis de poluição do ar. Primeiro, acesse a aba Zonas Térmicas e adicione o exaustor de contaminantes. Na aba Biblioteca, procure um exaustor de zona e arraste-o para o equipamento da garagem de veículos. Renomeie o exaustor para EF-03. Para a programação de disponibilidade, atribua a programação de ocupação do vestiário, assumindo que o exaustor opere sempre que a equipe de bombeiros atender a uma ocorrência. Em seguida, revise os atributos do exaustor. Defina o aumento de pressão para 0,375 polegadas de pressão estática e a vazão máxima para 1632 CFM. Se necessário, um medidor de energia pode ser adicionado e nomeado como Medidor EF-03 para monitorar o consumo de energia. Como a operação do exaustor é controlada por sua própria programação de disponibilidade, defina o modo de acoplamento do gerenciador de disponibilidade do sistema como desacoplado. Deixe a programação da fração de exaustão balanceada em branco para que o ar de reposição seja proveniente do sistema de climatização que atende à zona. Com base nas plantas do edifício, o compartimento de equipamentos inclui um aquecedor a gás, um damper de ar de reposição e um pequeno exaustor. Estes podem ser simplificados em um único sistema de aquecimento de ar forçado com dampers de ar externo e de exaustão. Vá para a aba Sistemas HVAC, clique no ícone de mais (+) e adicione um aquecedor a gás de ar quente. Renomeie o sistema para UH-01. Habilite o sistema de ar externo e defina a vazão mínima de ar externo para dimensionamento automático, de forma a atender aos requisitos de ventilação ao longo do ano. Defina a eficiência do queimador do aquecedor para 90% e mantenha a capacidade de aquecimento com dimensionamento automático. Por fim, configure os componentes restantes do sistema. Defina o aumento de pressão do ventilador de volume constante para 0,5 polegadas e dimensione automaticamente a vazão de ar. Configure o gerenciador de ponto de ajuste com uma temperatura mínima de ar de suprimento de 40°F e uma máxima de 100°F, controlada pela Zona Térmica 101. Mantenha o difusor com dimensionamento automático e, em seguida, arraste a Zona Térmica 101 de Meu Modelo para o circuito de ar do HVAC. Isso conclui a modelagem do HVAC para o compartimento de equipamentos. Salve e execute a simulação para verificar se não há erros. Após atribuir o sistema HVAC, confirme se a opção “Cargas de Ar Ideais” está desmarcada para a Zona Térmica 101. Obrigado. Curta e inscreva-se!

17. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Adicionar HVAC-2

Neste vídeo, vamos discutir como adicionar aquecedores de rodapé e aquecedores elétricos de ar forçado por zona. Também vamos adicionar bombas de calor de terminal integradas por zona (bombas de calor split DX).

Voltamos ao separador zonas térmicas e a tarefa seguinte é adicionar equipamentos de climatização por zonas aos restantes espaços. Existem vários aquecedores elétricos espalhados pelo edifício. Na sala 106, existe um aquecedor elétrico de rodapé de 0,75 quilowatts. Vá até ao separador "Biblioteca", desça e selecione o aquecedor elétrico de rodapé por convecção. Arraste-o e largue-o na sala, renomeie-o e defina a sua potência para 750 watts. O mesmo processo repete-se para os restantes aquecedores elétricos, incluindo o aquecedor de rodapé na sala 105 e os aquecedores de ambiente e aquecedores elétricos de ar forçado nas salas 102, 108, 109 e 110. Para os aquecedores de ambiente, aceda ao separador "Biblioteca", selecione o aquecedor de ambiente elétrico de volume constante, arraste-o e solte-o no local pretendido, renomeie-o e deixe os caudais com o tamanho automático. Também notará que há um pequeno exaustor na lavandaria. Este ventilador é intermitente e destina-se a ser utilizado pelos ocupantes, pelo que não será modelado, pois é praticamente irrelevante para o modelo energético geral. De seguida, temos duas bombas de calor split, uma a servir o escritório e outra o salão comunitário. Começaremos pelo escritório, na zona térmica 107. Aceda ao separador "Biblioteca", pesquise por "bomba de calor terminal compacta" e arraste-a e largue-a no local pretendido. Este sistema não possui entrada de ar exterior própria, pelo que, o seu dimensionamento está fixo em 0 CFM. O ventilador é de volume constante, as bobinas de aquecimento e arrefecimento de expansão direta (DX) têm um dimensionamento automático, assim como a bobina de aquecimento auxiliar elétrica. Um parâmetro importante a analisar é a temperatura exterior mínima para o funcionamento da bateria de aquecimento, que está definida para 10 graus. Um sistema semelhante é utilizado no salão comunitário, na zona térmica 110, podendo este sistema ser copiado diretamente para esse espaço. À medida que são adicionados equipamentos a cada zona, a opção de cargas de ar ideais é automaticamente desativada. A zona térmica 104, que é um pequeno corredor, não possui qualquer equipamento, pelo que as cargas de ar ideais podem ser desligadas manualmente. Se algum equipamento for acidentalmente posicionado incorretamente, como uma unidade de ventiloconvector localizada no plenum, pode ser eliminado selecionando-o e clicando no botão X no canto superior direito. Neste ponto, todas as zonas devem ter os equipamentos apropriados atribuídos e a tarefa seguinte será instalar o sistema de ventilação. Obrigado. Gosta e inscreva-se.

18. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Adicionar Sistema DOAS

Neste vídeo, vamos discutir como adicionar um sistema dedicado de ar externo. Também abordaremos o sequenciamento de equipamentos e cargas por zona.

De seguida, iremos adicionar o sistema de ar exterior dedicado (DOAS), mas primeiro precisamos de limpar a aba de zonas térmicas. Várias zonas têm atribuídas programações de aquecimento ou arrefecimento, mesmo sem conterem os equipamentos apropriados. A zona 102 não possui equipamento de arrefecimento, pelo que a sua programação de arrefecimento pode ser removida. As zonas 103 e 104 não têm arrefecimento, e a zona 104 também não tem aquecimento. A zona 105 não tem arrefecimento e parece incluir um aquecedor extra que deve ser excluído. As zonas 106 e 108 também não possuem arrefecimento, enquanto a zona 107 possui arrefecimento, pelo que a sua programação de arrefecimento deve ser novamente adicionada. Esta limpeza garante que as programações correspondem corretamente aos equipamentos realmente presentes em cada zona. Após limpar as zonas, aceda ao separador de sistemas AVAC para adicionar o DOAS. Clique no botão de adição (+), desça e adicione um circuito de ar vazio ao modelo. Renomeie o sistema e permita que seja dimensionado automaticamente. Como se trata de um sistema DOAS (Digital Out-of-Air), o dimensionamento será baseado nos requisitos de ventilação e o caudal de ar exterior de projeto será dimensionado automaticamente. O sistema irá operar com 100% de ar exterior, pelo que a taxa máxima de caudal de ar do sistema de aquecimento deve ser definida como 1. Não existe controlo de temperatura para arrefecimento neste sistema, apenas para aquecimento, e a temperatura de projeto do ar de insuflação está definida para 67°F (19,4°C). Certifique-se de que está selecionado 100% de ar exterior tanto para aquecimento como para arrefecimento e defina o método de ar exterior do sistema como Soma de Zonas, dado que o sistema utiliza difusores de volume constante. Em seguida, aceda ao separador Biblioteca e adicione o sistema de ar exterior AVAC de circuito de ar a um nó do lado do fornecimento, deixando-o dimensionado automaticamente, sem economizador e sem bloqueio. Adicione um ventilador de volume constante para servir de exaustor e, em seguida, adicione outro ventilador de volume constante como ventilador de alimentação, deixando ambos os ventiladores dimensionados automaticamente. Adicione uma bobina de aquecimento elétrico com condutas ao nó do lado do abastecimento e deixe-a dimensionada automaticamente. Para controlar o aquecedor elétrico, adicione um gestor de ponto de regulação utilizando a estratégia de controlo da temperatura do nó. Defina o nó de referência para o nó imediatamente a montante do aquecedor elétrico, utilize o controlo de bulbo seco e defina as temperaturas mínima e máxima do ar de insuflação para 67 °F (19,4 °C). Por fim, adicione as zonas e os difusores ao DOAS. No separador Biblioteca, adicione um difusor de volume constante sem aquecimento para o terminal de ar e utilize o divisor de derivação para atribuir as zonas térmicas aplicáveis. Para cada zona, defina “Considerar Sistema de Ar Externo Dedicado” como SIM para que os efeitos da carga do DOAS sejam aplicados antes do dimensionamento dos equipamentos ao nível da zona. Mantenha a estratégia de controlo como ar de alimentação neutro e defina os pontos de regulação mínimo e máximo para 66 °F (19 °C) e 67 °F (19,4 °C), respetivamente. Confirme se o DOAS opera 24 horas por dia, 7 dias por semana, utilizando a programação discreta sempre ativa. No separador Zonas Térmicas, certifique-se de que o equipamento DOAS aparece em primeiro lugar na lista de equipamentos de cada zona, para que o seu aquecimento seja aplicado antes dos restantes sistemas. Para zonas com vários sistemas, como a zona 110, defina o aquecedor de parede para 7 kW, de modo a que o DOAS forneça primeiro o aquecimento, seguido pelo aquecedor de parede e, em seguida, pela bomba de calor de temperatura por pressão (PTHP).

19. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Visualizador de Dados

Neste vídeo, vamos solucionar alguns problemas relacionados a horas não atendidas. Abordaremos como criar informações de tendência em variáveis ​​de saída e como exibi-las usando o Visualizador de Dados (DView). Também será apresentada uma visão geral da funcionalidade do Visualizador de Dados.

Começamos por executar o modelo no separador "Executar Simulação" e clicar em "Executar". A simulação é concluída com sucesso, pelo que passamos para o separador "Resumo dos Resultados" para rever os resultados. Na secção "Condições da Zona", vemos gráficos que mostram as gamas de temperatura anuais para cada zona térmica, juntamente com as horas de aquecimento e arrefecimento não cumpridas. A Zona Térmica 101, o Compartimento de Equipamentos, apresenta uma grande variação de temperaturas baixas, mas apenas cerca de 40 horas de aquecimento não cumpridas no ano. Isto é expectável, uma vez que o espaço está configurado apenas para proteção contra congelamento e não é totalmente climatizado. O Compartimento de Equipamentos apresenta também aberturas frequentes das portas e o funcionamento de um grande exaustor quando as equipas de bombeiros saem, o que explica a variabilidade da temperatura. Não há arrefecimento nesta zona e, embora algumas horas apresentem condições mais quentes, o desempenho global é aceitável. Outras zonas ocupadas parecem ter um bom desempenho, enquanto as zonas de plenum apresentam intervalos de temperatura mais amplos que não são preocupantes, uma vez que não são espaços ocupados. Uma zona que se destaca é a Zona Térmica 102, a sala de descontaminação e lavandaria. Esta zona não possui equipamento de refrigeração, pelo que não existem horas de refrigeração não cumpridas, mas a amplitude térmica é muito grande, com muitas horas acima dos 31°C (88°F). Para diagnosticar este problema com maior precisão, o modelo é novamente executado com variáveis ​​de saída adicionais. No separador Zonas Térmicas, o aquecedor de parede e os seus respetivos ventilador e serpentina de aquecimento são renomeados para facilitar a identificação nos resultados. O exaustor já está identificado. De seguida, no separador Variáveis ​​de Saída, ativamos a taxa de aquecimento da serpentina, a temperatura de bulbo seco do ar exterior e a temperatura do ar da zona, mantendo o intervalo de tempo definido como horário para corresponder às definições da simulação. O modelo é guardado e executado novamente, concluindo em aproximadamente 11 segundos. Após a nova execução, regressamos ao separador Resumo dos Resultados e abrimos o visualizador de dados detalhado (DView), optando por apresentar os resultados em unidades imperiais. No separador Horário, examinamos a temperatura de bulbo seco exterior e o consumo de eletricidade do local e observamos que o consumo de eletricidade aumenta à medida que a temperatura exterior diminui, o que é expectável, dado que a maior parte do edifício é aquecida eletricamente. Durante os meses de verão, o consumo de eletricidade diminui, embora alguns pequenos sistemas de refrigeração ainda contribuam para a procura elétrica. A visualização do separador Diária mostra tendências semelhantes, mas com menor detalhe, enquanto o separador Mensal destaca o maior consumo de watts-hora no inverno e o menor consumo no verão. O Mapa de Calor da Zona Térmica 107 (o escritório) mostra as variações de temperatura por hora e mês, com condições mais quentes no verão e um controlo mais rigoroso da temperatura no inverno. À noite, quando o escritório está desocupado, as temperaturas descem, e alguns dias de verão apresentam um arrefecimento noturno limitado. Visualizações adicionais, como os gráficos de Perfil, revelam as tendências do dia de projeto, e a seleção simultânea da temperatura de bulbo seco e do consumo de eletricidade confirma que temperaturas exteriores mais baixas correspondem a um maior consumo de energia. Uma análise mais aprofundada utilizando o separador Estatísticas mostra os valores médios, mínimos e máximos para os dados de tendência, com um consumo médio de eletricidade de cerca de 11.700 watts-hora. O separador PDF/CDF ilustra a distribuição de probabilidade do consumo de eletricidade, mostrando uma baixa probabilidade de um elevado consumo de energia no verão e um maior consumo durante os dias frios de inverno. O separador Curva de Duração mostra as horas em que o consumo de watts-hora se encontra em níveis iguais ou superiores a determinados valores, o que pode ser útil para a análise das tarifas de energia. O gráfico de dispersão compara a temperatura de bulbo seco exterior e o consumo de eletricidade, mostrando claramente que o consumo de energia aumenta à medida que as temperaturas descem. Todos estes conjuntos de dados podem ser exportados como ficheiros CSV, ficheiros Excel, imagens ou PDFs para análises adicionais. Retomando a resolução de problemas da Zona Térmica 102, o gráfico da temperatura do ar da zona por hora revela flutuações extremas, com as temperaturas a atingirem por vezes os 65 °C ou mais. Ao traçar a potência do aquecedor elétrico de parede, observa-se que este funciona principalmente durante o inverno e desliga-se quando as temperaturas sobem, indicando que não é a causa do sobreaquecimento. Examinando outros equipamentos no ambiente, revela-se uma máquina de secar a gás. Quando o consumo de gás é traçado, corresponde de perto aos períodos de temperatura elevada da zona. A revisão do separador Cargas confirma que a fracção de calor perdida para o ambiente pela máquina de secar a gás estava definida como zero, o que é irrealista. A maior parte do calor do secador deve ser dissipado, pelo que este valor é alterado para 80%. O modelo é executado novamente, falhando inicialmente uma vez, mas obtendo sucesso à segunda tentativa. Os resultados atualizados mostram uma redução significativa das temperaturas de pico e uma diminuição das horas de refrigeração não cumpridas de mais de 4.000 para aproximadamente 300. Alguns problemas remanescentes devem-se provavelmente ao fluxo de ar de escape desequilibrado e à infiltração, que serão abordados numa lição futura.

20. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Exaustão MUA

Neste vídeo, mostraremos como modelar a entrada de ar de reposição para um exaustor. Discutiremos como o EnergyPlus lida com o balanceamento da entrada de ar por infiltração. Modelaremos uma veneziana de entrada de ar usando a propriedade `Infiltration:DesignFlowRate` e o agendamento.

Para a lavandaria de descontaminação, dispomos de um exaustor e de uma grelha de entrada de ar na parede. Enquanto o exaustor está a funcionar, o modelo energético não consegue determinar a origem do ar de reposição. Na realidade, o exaustor está simplesmente a expelir o ar que se infiltra no ambiente. Para resolver isto, voltamos ao modelo OpenStudio e navegamos até ao separador Zonas Térmicas. Na Zona Térmica 102, confirmámos que o exaustor foi dimensionado para 152 CFM. Por curiosidade, revimos a taxa de infiltração existente para este espaço acedendo aos resultados do EnergyPlus, abrindo o Sumário e selecionando a secção Sistema de Ar Exterior. Aqui, vemos que a taxa de infiltração para este ambiente é de aproximadamente 10 CFM, o que significa que o exaustor está a expelir apenas esta quantidade por defeito. O EnergyPlus não equilibra os fluxos de ar automaticamente, pelo que isto deve ser feito manualmente. Para equilibrar o fluxo de ar, voltamos ao separador Tipos de Espaço e selecionamos o tipo de espaço Lavandaria/Sala de Descontaminação. Editámos as configurações de infiltração alterando o método de cálculo do caudal de projeto para Caudal por Espaço e definindo este valor como igual ao caudal do exaustor de 152 CFM. Excluímos o valor existente de caudal por área de superfície. Existem coeficientes adicionais disponíveis que consideram os efeitos da infiltração relacionados com as diferenças de temperatura e velocidade do vento, mas estes não são aplicáveis ​​neste caso. O nosso objetivo é simplesmente igualar a taxa de infiltração ao caudal do exaustor. Por defeito, os coeficientes do EnergyPlus são definidos de forma a que a infiltração se baseie exclusivamente numa programação, sendo os efeitos da temperatura e do vento efetivamente cancelados. Se o edifício fosse sensível à velocidade do vento ou à infiltração provocada pela temperatura, estes coeficientes teriam de ser ajustados. Está disponível um PDF de referência para explicar estes coeficientes com mais detalhe. Com a taxa de infiltração ajustada, é também importante considerar edifícios que contenham várias lavandarias. Nestes casos, cada lavandaria pode exigir o seu próprio tipo de espaço personalizado para que o caudal de infiltração corresponda corretamente ao caudal do exaustor da zona que serve esse espaço. Em seguida, vamos para o separador Cargas e revemos as definições de infiltração da Lavandaria/Sala de Descontaminação. A infiltração é controlada por uma programação de infiltração da lavandaria, que pode ser visualizada no separador Programações. Este horário mostra taxas de infiltração mais elevadas durante o dia, provavelmente relacionadas com o horário de ocupação, das 8h às 17h, e taxas mais baixas durante a noite. O valor de projeto padrão é definido em 100%, o que garante o dimensionamento adequado da zona e do equipamento de climatização (AVAC) tanto no verão como no inverno. Durante o horário de ocupação, a programação atinge os 100%, resultando em aproximadamente 150 CFM de infiltração quando o exaustor está em funcionamento. À noite, quando o exaustor é desligado, a taxa de infiltração deve voltar ao nível padrão de aproximadamente 10 CFM. Isto corresponde a cerca de 7% do caudal de projeto. Por conseguinte, os valores da programação noturna são ajustados para refletir os níveis típicos de infiltração quando o exaustor não está a funcionar. Após estas alterações, o modelo é guardado e a simulação é executada novamente. Por fim, revimos os resultados acedendo ao separador Resumo dos Resultados e examinando as Condições da Zona. O número de horas sem climatização a altas temperaturas diminuiu significativamente e as temperaturas da zona estabilizaram em torno dos 21°C. Abrir o DView e verificar o separador Diária confirma esta melhoria. Durante os meses de inverno, a temperatura ambiente mantém-se estável a aproximadamente 21°C, eliminando o problema anterior de sobreaquecimento. No verão, as temperaturas sobem, o que é expectável numa lavandaria sem sistema de refrigeração ativo. No geral, os resultados parecem razoáveis ​​e confirmam que o equilíbrio do ar de substituição com o exaustor da zona resolveu o problema. Isto conclui esta lição sobre o equilíbrio do caudal de ar de reposição com os exaustores da zona.

21. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Transferência de Ar

Neste vídeo, mostraremos como modelar a transferência de ar entre zonas. Também verificaremos algumas das premissas de modelagem e discutiremos como obter os resultados do EnergyPlus em unidades do sistema imperial (IP).

Há alguns pontos a ajustar, começando pela revisão dos detalhes do circuito de ar. Ao analisarmos o sistema de ar exterior dedicado (DOAS), podemos observar que está dimensionado para 847 CFM, enquanto os nossos critérios de projeto indicam que necessitamos de aproximadamente 475 CFM. Isto significa que estamos com excesso de ar em determinadas zonas e precisamos de resolver o problema. No separador "Ar Exterior", podemos calcular as taxas de fluxo de ar para cada zona individualmente. Por exemplo, a Zona Térmica 103 tem um volume de 1.170 pés cúbicos e uma taxa de renovação de ar de 2,09 ACH, o que resulta em aproximadamente 40 CFM quando dividido por 60 minutos por hora. A própria Zona 103 está programada para cerca de 34 CFM e, ao incluirmos a Zona Térmica 104 com mais 6 CFM, o total atinge cerca de 40 CFM, o que corresponde ao nosso cálculo. Embora pudéssemos fazer este cálculo para cada zona, existe uma forma mais eficiente de analisar estes valores de caudal de ar. Para tal, acedemos aos resultados do EnergyPlus, abrimos o Sumário e selecionamos o Resumo de Dimensionamento do AVAC. Esta tabela mostra as taxas mínimas de fluxo de ar exterior para cada zona térmica, mas, por defeito, os valores são apresentados em metros cúbicos por segundo (CFM), uma vez que o EnergyPlus realiza todos os cálculos em unidades do SI. Como estamos a trabalhar com unidades IP, precisamos de converter estes valores. Vamos para o separador Medidas, removemos por enquanto a medida Diagnóstico de Saída e, em Relatórios → QA/QC, selecionamos a medida do EnergyPlus “Definir Tabela de Saída para Unidades IP”. Esta medida é aplicada antes da medida de resultados do OpenStudio, uma vez que o OpenStudio aplica as medidas sequencialmente, de cima para baixo. No entanto, os resultados do OpenStudio esperam unidades do SI e a conversão para unidades IP irá primeiro provocar um erro. Para evitar isto, eliminámos a medida Resumo de Resultados do OpenStudio e executámos o modelo novamente. Se a execução falhar, executá-la novamente geralmente resolve o problema. Após a conclusão, regressamos ao separador Resumo de Resultados, navegamos até ao Resumo de Dimensionamento do AVAC e confirmamos se os valores de caudal de ar são agora apresentados em CFM. A Zona Térmica 103 apresenta um caudal de aproximadamente 40 CFM, conforme o esperado; a Zona Térmica 107 apresenta cerca de 16 CFM, em comparação com os 14 CFM programados; e as Zonas Térmicas 108/109 apresentam cerca de 14–15 CFM, embora estas zonas devam receber apenas ar de transferência, e não ar exterior. A Zona Térmica 110, o salão comunitário, está programada para 775 CFM, embora só precisemos de cerca de 360 ​​CFM. Para investigar isto, acedemos ao separador "Cargas" e revimos a Definição de Pessoas para o salão comunitário. A densidade de ocupação está definida em 0,05 pessoas por pé quadrado, o que corresponde a 50 pessoas por 1.000 pés quadrados e está em conformidade com as normas. No entanto, o modelo assume uma ocupação de 97 pessoas, enquanto esperamos uma média de apenas cerca de 49 pessoas. Estamos a considerar a ocupação estatística, o que significa que o espaço será normalmente ocupado por cerca de metade do valor de projeto previsto na lei. Para refletir isto, reduzimos o valor de pessoas por metro quadrado para 0,025, o que é aproximadamente metade do valor original. Após guardar e executar novamente o modelo, o caudal de ar para a Zona Térmica 110 desce para aproximadamente 462 CFM. Isto ainda é um pouco elevado, mas muito mais próximo do valor alvo, por isso deixámo-lo como está. Em seguida, removemos a medida de unidades IP, reinstalamos a medida de Resumo de Resultados do OpenStudio, executamos novamente o modelo e guardamos como versões 21 e 22 para referência. A seguir, abordamos como é modelado o ar de transferência. Com base nos desenhos, os vestiários e chuveiros têm registos de exaustão, mas não registos de insuflação, dependendo, em vez disso, do ar de transferência da Sala Comunitária 110. Existem dois registos de exaustão totalizando 360 CFM, com o ar a passar pelos vestiários e chuveiros antes de ser exaurido. O OpenStudio não lida bem com o ar de transferência por defeito, embora possa ser modelado utilizando uma medida do EnergyPlus da Biblioteca de Componentes de Edifícios. Para implementar isto, primeiro removemos a Zona Térmica 108/109 do sistema DOAS, uma vez que não recebe ar exterior direto. Em seguida, adicionámos a medida "Adicionar Objeto de Mistura de Zonas" do EnergyPlus e configurámo-la para que a Zona Térmica 108/109 receba 90 CFM de ar de transferência da Zona Térmica 110 num regime de funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana. Criámos este regime no separador "Agendamentos" utilizando um regime Ligar/Desligar configurado para sempre ligado. Como o objeto de mistura de zonas do EnergyPlus transfere calor, mas não equilibra os fluxos de ar, equilibramos o ar manualmente adicionando um exaustor virtual de 90 CFM à Zona Térmica 110 e outro exaustor de 90 CFM à Zona Térmica 108/109. O exaustor da Zona Térmica 110 está configurado com um aumento de pressão zero para que não consuma energia, enquanto o exaustor da Zona Térmica 108/109 é dimensionado de acordo com a eficiência e o aumento de pressão do ventilador do DOAS. Isto equilibra o fluxo de ar para que o modelo contabilize corretamente o ar de transferência. Após executar novamente o modelo, comparamos os resultados do modelo de transferência de ar com o modelo original de 100% DOAS. A intensidade total de utilização de energia no local mantém-se em aproximadamente 65 em ambos os casos, indicando que a transferência de ar tem um impacto mínimo na utilização geral de energia, uma vez que a quantidade de ar transferido é rrelativamente pequeno. Verifica-se um ligeiro aumento da capacidade de aquecimento e arrefecimento necessária para a Zona Térmica 110, mas a diferença é mínima. Em modelos em que uma quantidade significativa de ar é transferida entre zonas e não condicionada pelo sistema DOAS, esta abordagem pode ter um maior impacto no dimensionamento dos equipamentos da zona. Esta é uma consideração importante, dependendo da complexidade e do tamanho do modelo do edifício. Isto conclui esta seção. Obrigado. Gosta e inscreva-se.

22. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - SketchUp-1

Neste vídeo, vamos mostrar como modificar a geometria do modelo utilizando o SketchUp. Com o SketchUp, podemos esticar a geometria sem eliminar ou criar novos espaços utilizando a ferramenta Mover. Também lhe mostraremos como inserir um dispositivo de sombreado simples. Por fim, iremos comparar o consumo de energia entre o modelo "quadrado" e o modelo modificado.

Vamos agora editar a geometria do edifício utilizando o SketchUp. Neste caso, estamos a utilizar o SketchUp Make 2017, que era um software gratuito na altura. Embora já não tenha suporte oficial, ainda está disponível para download. No futuro, pode ser que já não esteja acessível ou gratuito. Antes de começar, removemos quaisquer objetos desnecessários do ambiente de trabalho. Para utilizar o SketchUp com o OpenStudio, a extensão OpenStudio SketchUp deve estar instalada. Isto pode ser verificado acedendo a Janela → Gestor de Extensões, onde a extensão OpenStudio deve aparecer como instalada. Informações adicionais sobre a instalação e utilização desta extensão podem ser encontradas noutros locais. De seguida, abrimos o ficheiro do modelo OpenStudio no SketchUp. Nesta etapa, a geometria do edifício aparece como um objeto de bloco simples, que é a forma como o FloorspaceJS cria inicialmente os modelos. Para edições de geometria mais avançadas, o SketchUp é a ferramenta preferencial. O primeiro passo é estabelecer uma escala desenhando uma linha de referência de 15 metros (50 pés). Em seguida, importamos o desenho do alçado nascente e sobrepomo-lo ao lado nascente do edifício. Esta elevação é dimensionada para corresponder à linha de referência de 15 metros (50 pés). Uma linha vertical é traçada a partir do ponto médio do telhado até ao ponto aproximado do pico e estendida para baixo em direção às laterais. Uma vez definido o contorno do telhado, as linhas de construção temporárias são apagadas. O contorno do telhado é selecionado e, utilizando a ferramenta Mover com a tecla CTRL premida, é copiado e colado no lado oposto do edifício. Após a criação dos contornos do telhado em ambos os lados, utilizámos linhas-guia para auxiliar no desenho e excluir superfícies desnecessárias. Clicar duas vezes no espaço permite trabalhar diretamente com a geometria. Dividimos a superfície do telhado em duas secções, selecionámos a cumeeira e utilizámos a ferramenta Mover para a elevar. Se a cumeeira não se mover corretamente para cima, premir a tecla ALT altera a referência do eixo, permitindo o movimento vertical. Cria-se assim a cumeeira para um dos lados do edifício. Podem aparecer algumas superfícies indesejadas durante este processo, as quais ocultamos temporariamente. Utilizando novamente a ferramenta Mover, alinhamos estas superfícies com as arestas corretas do telhado. Este processo é repetido para todas as outras superfícies do telhado em todo o edifício. À medida que as arestas são movidas, podem ser criadas superfícies adicionais, mas, uma vez que as superfícies se tornam planas, as linhas desnecessárias podem ser excluídas para limpar a geometria. Assim que a geometria do telhado estiver completa, verificamos se todas as condições de contorno da superfície ainda estão corretas. Alternamos a visualização para Renderizar por Condição de Contorno para confirmar se as superfícies mantiveram as suas referências adequadas. A ferramenta Plano de Secção é utilizada para inspecionar as superfícies internas. Algumas superfícies podem perder a correspondência da condição de contorno, o que aparece como coloração azul. Estes problemas podem ser corrigidos manualmente, como demonstrado noutros tutoriais do OpenStudio SketchUp focados em condições de contorno. Após a sua correção, ocultamos a geometria temporária e removemos as linhas-guia de construção. Neste ponto, percebemos que o sombreado ainda não foi adicionado e precisa de ser corrigido. Para adicionar sombreado, redesenhamos uma linha-guia de 15 metros (50 pés) ao longo do eixo azul e estendemos uma linha da borda do telhado para fora. Utilizando a ferramenta Mover com CTRL premido, esta linha é copiada para criar a projeção de sombreado. Em seguida, criamos um novo grupo de superfícies de sombreamento utilizando a ferramenta Grupo de Superfícies de Sombreamento e posicionamo-lo ao longo da borda do telhado. Ao clicar duas vezes no grupo de sombreado, traçamos a geometria de sombreado e saímos do modo de edição. Alternar para Renderizar por Tipo de Superfície permite verificar a orientação do sombreado. O lado exposto ao sol deve aparecer em roxo escuro, enquanto o lado sombreado aparece em roxo claro. Se o sombreado estiver invertido, editamos a entidade e usamos Inverter Faces para corrigir. Uma vez concluído, o modelo inclui agora um telhado inclinado e superfícies de sombreamento. O modelo OpenStudio é guardado e reaberto na aplicação OpenStudio utilizando Ficheiro → Reverter para Guardado. Inspecionando a guia de geometria, confirmamos que o modelo foi modificado, embora algumas superfícies do telhado possam estar subdivididas devido à geometria ligada. O OpenStudio pode apresentar avisos, como interfaces de desenho duplicadas ou superfícies potencialmente duplicadas (por exemplo, Superfície 11, 15 e 16, ou Face 3, 2 e 96). Estes problemas são anotados e o modelo é guardado com um novo número de versão. Em vez de corrigir estes problemas diretamente no SketchUp — o que pode ser instável devido a bugs conhecidos — abrimos o ficheiro OSM diretamente e eliminamos as superfícies problemáticas manualmente. Após guardar, o modelo é recarregado no SketchUp. Ao recarregar, o SketchUp pode informar que algumas superfícies perderam as condições de contorno correspondentes e foram convertidas em superfícies exteriores. Essas alterações são aceites. Em seguida, clicamos duas vezes nos espaços afetados e eliminamos superfícies e segmentos de linha soltos que não estão ligados à geometria ativa. O comando "Ver" ajuda a revelar a geometria oculta que pode necessitar de correção. Algumas superfícies de telhado podem aparecer divididas e linhas desnecessárias são removidas. Devido às diferenças de tolerância entre o SketchUp e o OpenStudio, a edição de geometria pode, por vezes, introduzir falhas.Se os problemas persistirem, a abordagem mais segura é excluir a geometria do telhado afetada e recriá-la cuidadosamente, garantindo que as inferências estão alinhadas com os eixos corretos e as arestas da geometria ativa. Após a reconstrução do telhado, verificamos novamente as condições de contorno e reajustamos as superfícies conforme necessário. É utilizado um corte transversal para confirmar se todas as superfícies estão devidamente alinhadas. Uma vez verificado, o modelo é guardado e reaberto no OpenStudio. O separador Geometria confirma que a geometria está agora correta. O modelo é então executado para garantir que a simulação é bem-sucedida. Após a conclusão da simulação, revimos os resultados e comparamos o desempenho energético entre o modelo original com telhado plano e o modelo atualizado com telhado inclinado e sombreamento. Analisando os relatórios, a Versão 22 (o edifício quadrado) apresenta um consumo anual de energia de 375.155 kBtu com um EUI de 64,57. O modelo atualizado com o telhado inclinado e sombreamento apresenta um consumo energético de 378.217 kBtu e um EUI de 65,10. Isto indica que o telhado inclinado com sombreamento aumentou ligeiramente o consumo geral de energia. Com isto, concluímos a demonstração de edição de geometria e adição de superfícies de sombreado utilizando o SketchUp. Obrigado. Gosta e subscreva o canal.

23. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - SketchUp-2

Neste vídeo, vamos revisar algumas das funções básicas usadas para criar, visualizar e modificar a geometria do modelo usando o SketchUp. Isso inclui: Criar Novo Modelo OpenStudio a partir do Assistente, Importar/Exportar IDF do EnergyPlus, Novo Espaço, Novo Grupo de Superfícies de Sombreamento, Novo Grupo de Superfícies de Divisória Interna, Correspondência de Superfícies, Definir Atributos para Espaços Selecionados, Criar Espaços a partir do Diagrama, Projetar Geometria Solta, Inspetor, Pesquisar Superfícies, Ferramenta de Informações, Mostrar Erros e Avisos, Iniciar OpenStudio, Ajuda Online do OpenStudio, Renderizar por Tipo de Superfície, Renderizar por Condição de Contorno, Renderizar por Construção, Renderizar por Tipo de Espaço, Renderizar por Zona Térmica, Renderizar por Andar do Edifício, Ocultar o Resto do Modelo, Visualizar Geometria Oculta, Visualizar Modelo no Modo Raio-X e Mostrar a Caixa de Diálogo de Configurações de Sombra.

Vamos agora abordar alguns conceitos básicos da utilização da extensão OpenStudio para SketchUp. Primeiro, abra o SketchUp. Existem duas opções principais disponíveis. A versão mais antiga, SketchUp Make 2017, é gratuita e pode ainda ser utilizada para criar e editar geometria com o OpenStudio, desde que a extensão SketchUp 2017 seja compatível com a versão do OpenStudio em utilização (por exemplo, OpenStudio 2.9.1). Outra opção é criar a geometria utilizando o SketchUp 2017 Make e importá-la para a versão mais recente do OpenStudio. No entanto, depois disso, não poderá editar o modelo utilizando o SketchUp 2017 Make. Nesta demonstração, vamos utilizar as versões mais recentes do OpenStudio e do SketchUp. Abra o SketchUp 2020 e crie um novo modelo simples. Nesta etapa, iremos rever brevemente alguns dos ícones e funções básicos, tendo em conta que uma análise mais detalhada das ferramentas avançadas será abordada mais à frente. Para iniciar um modelo, clique no ícone “Novo Modelo OpenStudio a partir do Assistente”. Optámos por não guardar o modelo atual. Este assistente cria um modelo OpenStudio utilizando modelos predefinidos. O OpenStudio inclui modelos que definem tipos de construção, materiais e tipos de espaço. Selecionámos um edifício de escritórios com referência ao código de construção de 2010, que é o mais recente disponível no modelo. Todas as opções do modelo são mantidas como verdadeiras e clicamos em OK. Inicialmente, uma mensagem pode indicar que o modelo está vazio, mesmo que os tipos de espaço e os conjuntos de construção estejam presentes. Para verificar o que foi criado, abrimos a Ferramenta de Inspeção. Observámos que foram criados 13 tipos de espaço, juntamente com um conjunto de construção, embora algumas construções, como pavimentos, paredes e telhados, possam aparecer vazias devido a um problema temporário com o assistente. Para resolver isto, eliminámos as tabelas e os conjuntos de construção e executámos novamente o gerador de modelos utilizando Extensões → Scripts do Utilizador → Geradores de Modelos sob Demanda → Assistente de Tipo de Espaço e Conjunto de Construção. Após executar novamente o assistente, o modelo apresenta corretamente 13 tipos de espaço e um conjunto de construção, com as construções padrão de pavimento, parede e telhado aplicadas. Com o modelo devidamente carregado, procedemos ao desenho da planta. Utilizando a ferramenta retângulo, clicamos na origem e desenhamos um espaço de 6,1 m por 6,1 m (20 pés por 20 pés) inserindo as dimensões exatas. Copiamos e colamos este retângulo para criar várias divisões e adicionamos outra divisão atrás delas para completar a planta básica. Após selecionarmos toda a planta, clicamos no botão “Criar Espaços a partir do Diagrama”. Isto cria espaços extrudidos para cima, utilizando uma altura padrão de 3 m (10 pés) entre pisos. Especificamos um único piso e clicamos em OK, o que cria três espaços separados. Para adicionar um espaço adicional, como um armazém, clicamos no botão “Novo Espaço” e posicionamo-lo no canto do edifício. Clicando duas vezes, entramos no modo de edição e utilizamos as ferramentas de desenho do SketchUp para criar um pequeno espaço retangular. Utilizando a ferramenta de empurrar e puxar, extrudimos o espaço até uma altura de aproximadamente 2,4 m (8 pés). Após sair do modo de edição, ajustamos a altura para que fique alinhada com o telhado, utilizando novamente a ferramenta push and pull e referenciando a superfície adjacente. Isto completa o depósito. Isto demonstra como os espaços podem ser criados a partir de um diagrama de planta ou individualmente, utilizando o botão Novo Espaço. Em seguida, revimos outros botões básicos da barra de ferramentas do OpenStudio. O botão Abrir Modelo do OpenStudio permite abrir um modelo existente criado na aplicação OpenStudio. O botão Guardar Modelo do OpenStudio é essencial; ao trabalhar no SketchUp, deve utilizar este botão para guardar o modelo do OpenStudio, uma vez que a função de guardar padrão do SketchUp apenas guarda o ficheiro do SketchUp. O botão Guardar Como funciona conforme o esperado. Existem também opções para importar ficheiros IDF do EnergyPlus para o SketchUp ou exportar o modelo do OpenStudio como um ficheiro IDF para utilização no EnergyPlus. Depois, revimos o botão Novo Grupo de Superfícies de Sombreamento. Esta ferramenta é utilizada para criar objetos de sombreado. Clicando no botão e clicando duas vezes para editar, desenhamos uma superfície de sombreado que se estende para fora do edifício. Se a superfície de sombreado estiver virada para a direção errada, podemos clicar com o botão direito do rato e utilizar a ferramenta Inverter Faces para a corrigir. A orientação correta mostra o lado exposto ao sol em roxo escuro. Após revermos isto, excluímos a superfície de sombreamento por enquanto. De seguida, explorámos a ferramenta Novo Grupo de Superfícies de Divisória Interna. É utilizada para criar divisórias internas, como cubículos ou elementos de mobiliário. Ocultamos o teto, criamos um novo grupo de divisórias e desenhamos paredes divisórias utilizando linhas e a ferramenta push/pull. Estas divisórias podem ser utilizadas para cálculos de iluminação, uma vez que afetam a penetração da luz natural, o brilho e o sombreado num espaço. Podem também ter tipos de construção atribuídos e ser utilizadas como massa térmica, absorvendo e reemitindo calor ao longo do dia. Várias divisórias podem ser criadas, movidas, rotadas e duplicadas conforme necessário. Em alternativa, o OpenStudio também suporta a massa térmica interior simplificada sem a necessidade de modelar explicitamente as divisórias. Em seguida, restaurámos o teto.De seguida, vamos criar portas e janelas. Utilizando um plano de corte para visualização, desenhamos uma porta a partir da borda inferior com dimensões de 2100 mm por 900 mm (7 pés por 3 pés). Inicialmente, a porta pode ser criada como uma janela, o que pode ser corrigido através da Ferramenta de Inspeção, alterando o tipo de subsuperfície para porta. As portas aparecem a castanho, enquanto as janelas aparecem transparentes. As janelas podem ser desenhadas diretamente durante a edição de um espaço ou podem ser criadas como geometria solta e projetadas nos espaços através da ferramenta Desenhar Geometria Solta. Isto permite adicionar janelas sem entrar no modo de edição de espaço individual. Em seguida, revemos os modos de renderização. Renderizar por Tipo de Superfície colore os elementos com base no seu tipo: paredes, pavimentos, telhados e tetos têm cores distintas. Renderizar por Condição de Contorno mostra inicialmente todas as superfícies a azul, indicando que o EnergyPlus as considera superfícies exteriores. Para modelar corretamente a transferência de calor entre espaços adjacentes, deve ser realizada a Correspondência de Superfícies. Antes da correspondência, utilizamos a Interseção de Todo o Modelo para garantir que a geometria, como as portas, existe em ambos os lados das paredes partilhadas. Após a intersecção, utilizamos a opção "Correspondência em todo o modelo" para identificar corretamente as superfícies internas, que aparecem então a verde. Em alguns casos, as superfícies ou subsuperfícies podem não corresponder automaticamente devido a problemas de geometria. Estes problemas devem ser corrigidos manualmente utilizando a Ferramenta de Inspeção, combinando as subsuperfícies (como portas) com as suas superfícies correspondentes. Ocasionalmente, o SketchUp não consegue dividir as superfícies corretamente, exigindo a eliminação e o redesenho de paredes ou portas. Assim que todas as paredes internas e subsuperfícies forem combinadas, o EnergyPlus compreenderá corretamente a transferência de calor entre espaços. Em seguida, revimos a opção "Renderizar por Construção", que fornece um esquema de cores diferente para ajudar a visualizar as atribuições de construção, e a opção "Renderizar por Tipo de Espaço", que colore os espaços com base nos tipos de espaço atribuídos. Utilizando a ferramenta "Definir Atributos para Espaços Selecionados", atribuímos diferentes tipos de espaço, como escritório aberto, escritório fechado, sala de conferências e armazém, e observámos as alterações de cor. A opção "Renderizar por Zona Térmica" mostra como os espaços estão agrupados em zonas térmicas. Inicialmente, todos os espaços podem pertencer a uma única zona térmica, o que significa que partilham um sistema de climatização e um termóstato. Utilizando a ferramenta Definir Atributos, criámos novas zonas térmicas para separar espaços que devem ser aquecidos e arrefecidos de forma independente. Os espaços atribuídos à mesma zona térmica aparecem com a mesma cor. Renderizar por Piso do Edifício permite a visualização por nível de piso. Os espaços podem ser atribuídos a diferentes pisos do edifício através da ferramenta Definir Atributos. A atribuição de pisos é útil para visualização e para aplicar medidas posteriormente, como por exemplo a atribuição de equipamentos de climatização por piso. As ferramentas adicionais incluem Ocultar Resto do Modelo, que oculta todos os outros espaços enquanto edita um espaço selecionado; Visualizar Geometria Oculta, que revela objetos escondidos; e Exibir Modelo em Modo Raio-X, que torna as paredes transparentes. A caixa de diálogo Mostrar Definições de Sombra permite a visualização das sombras solares ao longo do dia e do ano, ajudando a avaliar os impactos do sombreamento e da iluminação natural. As mudanças sazonais e de hora do dia podem ser exploradas para observar o comportamento das sombras. A ferramenta Inspector do OpenStudio fornece informações detalhadas sobre os elementos selecionados, incluindo o tipo de superfície, a atribuição de construção e a associação de espaço. A ferramenta Definir Atributos permite também a atribuição de conjuntos de construção, termóstatos e definições de carga de ar ideais. A ferramenta Pesquisar Superfícies ajuda a localizar superfícies específicas pelo nome, enquanto a ferramenta Informação permite a identificação rápida de superfícies e subsuperfícies. O botão Mostrar Erros e Avisos apresenta problemas no modelo, muitos dos quais são corrigidos automaticamente ao recarregar o modelo. O botão Ajuda Online do OpenStudio fornece acesso a tutoriais oficiais que explicam cada função da barra de ferramentas. Por fim, o botão Iniciar OpenStudio abre o modelo criado no SketchUp na aplicação OpenStudio, onde todo o fluxo de trabalho de modelação energética pode ser concluído. Isto conclui a visão geral das funções básicas do plug-in OpenStudio para SketchUp. No próximo vídeo, serão abordados temas mais avançados, como a iluminação, os controlos de luz natural e os controlos de sombreamento. Obrigado. Gosta e inscreva-se.

24. Adicione um sistema de aquecimento de água com bomba de calor.

Neste vídeo, vamos discutir como adicionar um sistema de aquecimento de água com bomba de calor a um circuito de água quente sanitária de um edifício.

Neste episódio, substituímos um esquentador elétrico de 12 kW e 100 galões (aproximadamente 378 litros) que abastece um quartel de bombeiros por um esquentador com bomba de calor (HPWH). O novo sistema utiliza uma bomba de calor para aquecimento em condições amenas e inclui resistências elétricas como reserva em condições extremas. O HPWH necessita de ser posicionado dentro de uma zona térmica no OpenStudio, pelo que se encontra no Compartimento de Equipamento (Zona Térmica 101). A partir da biblioteca, um "aquecedor de água: bomba de calor, condensador encapsulado" é adicionado aos equipamentos da zona e renomeado. O seu tanque estratificado associado é então adicionado ao circuito de água quente sanitária a partir do "Meu Modelo". Inicialmente, tanto o aquecedor elétrico original como o HPWH permanecem no circuito para que o desempenho possa ser comparado. O esquema de distribuição de carga do circuito é alterado de Carga Óptima para Carga Sequencial, e a ordem dos aquecedores é invertida para que o aquecedor de água com bomba de calor tenha prioridade sobre o aquecedor elétrico padrão. Após a execução do modelo, os relatórios da EnergyPlus mostram uma redução no consumo anual de energia com o aquecedor de água com bomba de calor em comparação com o aquecedor elétrico de referência. O consumo de eletricidade dos sistemas de água diminui consideravelmente, confirmando que o aquecedor de água com bomba de calor (HPWH) está a proporcionar poupanças de energia. Para garantir que o sistema está configurado corretamente, os parâmetros do tanque do HPWH são revistos e atualizados para corresponder aos dados do fabricante: o volume do tanque é alterado para 119 galões (aproximadamente 450 litros), a altura para cerca de 5,9 pés (aproximadamente 1,8 metros) e as capacidades dos aquecedores são definidas para dois elementos de 6 kW, totalizando 12 kW. O controlo dos aquecedores está configurado para Simultâneo, permitindo que ambos os elementos operem em conjunto, se necessário. As temperaturas de referência são mantidas a 120 °F (aproximadamente 49 °C) com as respetivas zonas mortas, e as cargas elétricas parasitas são mantidas nos seus valores padrão para representar os componentes eletrónicos embarcados. A configuração baseada em zonas térmicas permite que as condições ambientais do tanque sejam ligadas ao compartimento do equipamento. Assume-se que a perda de calor através da pele é totalmente transferida para a zona, e os caudais nos lados de utilização e de origem são automaticamente dimensionados. O compressor é então configurado utilizando os dados de desempenho do fabricante, incluindo a capacidade de aquecimento nominal, o coeficiente de desempenho, as condições do evaporador e do condensador e os limites de temperatura de funcionamento (de -7 °C a 43 °C). O evaporador aspira ar apenas da zona, o que significa que o aquecedor de água com bomba de calor (HPWH) arrefece ligeiramente o compartimento do equipamento enquanto extrai calor. A lógica de controlo do aquecedor suplementar está configurada para ser mutuamente exclusiva, dando prioridade ao funcionamento do compressor em modo de eficiência, sendo os elementos de resistência acionados apenas quando necessário. Por fim, são adicionadas variáveis ​​de saída para visualizar o desempenho do HPWH, incluindo o consumo de eletricidade do compressor, a taxa total de aquecimento de água e a taxa de arrefecimento do evaporador. As tendências da simulação confirmam que o funcionamento do compressor está alinhado com a procura de água quente, aumentando durante os períodos de utilização e diminuindo durante a noite. Os impactos na temperatura da zona são mínimos devido ao amplo espaço e ao tamanho relativamente pequeno da bomba de calor. A comparação com a linha de base confirma a poupança global de energia, validando a integração do HPWH no sistema de águas quentes sanitárias. Isto conclui a instalação e verificação do modelo de esquentador com bomba de calor.

25. Modelagem Energética de Edifícios no OpenStudio - Resumo dos Resultados

Neste vídeo, vamos discutir como incluir (Medidas de Relatório), acessar e navegar por alguns dos vários relatórios criados pelo OpenStudio e EnergyPlus. Também abordaremos brevemente algumas das informações contidas nos relatórios.

Agora, vamos falar brevemente sobre os relatórios. Primeiro, vamos dar uma vista de olhos ao separador Medidas. Algo que me esqueci de referir da última vez são as medidas do OpenStudio Results, caso ainda não as tenha instalado. Existem dois relatórios diferentes que pode gerar, para além dos relatórios personalizados, e estes são bons relatórios padrão para utilizar inicialmente. O relatório de saída do EnergyPlus é gerado automaticamente, pelo que não precisamos de adicionar uma medida aí, e já pode ver que geramos um relatório de diagnóstico adicional. Existe também um relatório OpenStudio Results, que pode ser encontrado na Biblioteca de Componentes de Construção online. Se for ao menu pendente Relatórios em Garantia da Qualidade/Controlo de Qualidade (QA/QC), pode arrastar e largar o OpenStudio Results para o local pretendido. Se ainda não o tiver, pode encontrá-lo na Biblioteca de Componentes de Construção clicando no botão “Encontrar Medidas na BCL”, como já discutimos em exemplos anteriores. De seguida, vamos para o separador Resumo de Resultados à esquerda. Existem dois relatórios de resultados diferentes que foram criados para este modelo: o OpenStudio Results e o EnergyPlus Results, que pode selecionar no menu suspenso na parte superior. Ambos os relatórios são criados como ficheiros HTML. Navegue até à pasta do projeto OpenStudio, abra-a e aceda à pasta "Relatórios". Verá o relatório EnergyPlus e o relatório de Resultados OpenStudio. Vamos abrir o relatório de Resultados do OpenStudio, que abre num web browser padrão. O relatório de Resultados do OpenStudio é um resumo de muita informação sobre o modelo energético. Não é tão abrangente como o relatório da EnergyPlus, mas é um pouco mais fácil de ler. Inicia-se com informações resumidas sobre o edifício, seguidas de um resumo meteorológico e dos dias de projeto do período de dimensionamento, que se referem ao ficheiro de dias de projeto introduzido no início do modelo e às premissas utilizadas para o dimensionamento automático dos equipamentos. Em seguida, há um resumo das horas não cumpridas, que é uma boa secção para rever. Se tiver horas não cumpridas no seu edifício, isso pode indicar problemas com o dimensionamento dos equipamentos, cargas térmicas ou sobreposição de horários. A tolerância de horas não cumpridas mostra a tolerância utilizada para comunicar as horas não cumpridas. Para mais detalhes, consulte as Condições da Zona no índice, onde as horas de aquecimento não cumpridas são apresentadas à esquerda e as horas de arrefecimento não cumpridas à direita. Esta tabela mostra a variação de temperaturas que os espaços experimentam ao longo do ano. Se um espaço, como a Zona Térmica 103, estiver abaixo da temperatura de aquecimento definida durante um determinado número de horas, esta é considerada uma hora não cumprida, especialmente se ocorrer durante o horário de ocupação. Além das horas não cumpridas, o relatório fornece uma visão geral anual com tabelas que mostram as utilizações finais de equipamentos, utilidades, eletricidade e gás, bem como tabelas mensais de visão geral para eletricidade e gás natural. Os equipamentos de aquecimento e arrefecimento distrital também são aqui mostrados, uma vez que foram atribuídas cargas de ar ideais às zonas térmicas, o que pressupõe uma capacidade de aquecimento e arrefecimento ilimitada. Continuando pelo relatório, pode ver os picos de procura de eletricidade e gás natural mensalmente, juntamente com o aquecimento e arrefecimento distrital. Como não foi introduzida nenhuma conta de serviços públicos, as informações de custos não são apresentadas. O relatório apresenta então um resumo do envelope e detalhes dos tipos de espaço, mostrando como os diferentes tipos de espaço estão distribuídos no edifício. Por exemplo, o compartimento de equipamento ocupa cerca de 39% da área do edifício. Descendo a página, os detalhes do resumo do espaço mostram informações como pessoas, iluminação, infiltração e ventilação, juntamente com estatísticas de iluminação interior, cargas de tomadas e iluminação exterior, incluindo o relógio astronómico adicionado anteriormente. Os perfis de carga AVAC mostram as cargas mensais de aquecimento e arrefecimento em comparação com a temperatura do ar exterior, e as Condições da Zona exibem as gamas de temperatura e humidade. As tabelas adicionais incluem a visão geral da zona, estatísticas do ar exterior, resumos de energia do local e da fonte, e cronogramas. Por fim, o relatório de Resultados do EnergyPlus fornece todas estas informações e muito mais detalhes, acessíveis através do link do sumário, para os utilizadores que pretendam explorar o modelo com mais profundidade. Obrigado. Gosta e inscreva-se!

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