에너지 모델링 구축에는 모델링 프로세스 및 출력을 포함하여 개선 될 수있는 두 가지 영역이 있습니다. 에너지 모델링 구축에 중점을 둔 기존 컴퓨터 도구 및 방법은 정확한 결과를 제공 할 수있는 유능한 도구입니다. 그러나이 프로세스는 더 빠르거나 자동화되며 오류가 적고 출력이 더 상세하거나 세분화 될 수 있습니다. 이러한 개선을 달성하면 건물 에너지 모델링이 더 현명해질 수 있습니다.
모델링 빌딩의 지오메트리를위한 3D 레이저 스캐닝 또는 세분화 에너지 소비 데이터를 얻기 위해 센서 및 미터의 적용을 포함하여 이러한 목표를 달성하기 위해 다양한 접근 방식이 채택됩니다. 그러나 건물의 에너지 성능을 평가하기 위해 모든 건물 속성과 시뮬레이션 단계를 포함하려면 포괄적 인 접근 방식이 필요합니다.
에너지 모델링 및 출력을 개선하는 접근 방식은 무엇입니까?
첫째, 모델링 프로세스를 개선하기 위해 BIM (Building Information Modeling)을 채택하면 프로세스가 개선 될 수 있으며, 이는 다른 연구자들에 의해 채택됩니다. OpenStudio 및 Green Building Studio와 같은 컴퓨터 도구와 호환되는 컴퓨터 도구도 있습니다. BIM을 사용하면 에너지 모델링을위한 별도의 컴퓨터 도구에서 건물을 리모델링 할 필요가 없으며 필요한 모든 정보를 에너지 분석을위한 적절한 도구 또는 파일 형식으로 자동 전송합니다.
그러나 Revit 및 EnergyPlus와 같은 에너지 시뮬레이션 엔진과 같은 BIM 작성 도구 간의 상호 운용성과 관련된 도전과 문제가 여전히 남아 있습니다. 예를 들어, 난방, 환기 및 에어컨 (HVAC)과 같은 특정 시스템과 관련된 데이터 (HVAC)는 BIM 파일이나 에너지 시뮬레이션 파일로 올바르게 전송되지 않을 수 있습니다.
둘째, 에너지 시뮬레이션 출력의 세분성 측면에서 사용자에게 추가 세부 사항이 필요한 영역이 다를 수 있습니다. 예를 들어, 중요한 유형의 정보 중 하나는 그림 1에 개략적으로 표시된 이러한 구성 요소를 통한 축적 된 열 전달과는 달리 Windows 및 벽과 같은 모든 단일 건물 봉투 성분을 통한 열 전달의 양을 추정하는 것입니다.
.EnergyPlus와 같은 기존 도구는 이러한 데이터를 계산할 수 있습니다. 그러나 기존의 에너지 시뮬레이션 사용자 인터페이스 중 어느 것도 이러한 출력을 수집하고 시각화하지 않습니다. 이러한 데이터를 달성하기 위해 EnergyPlus와 같은 오픈 소스 도구의 소스 코드를 수정하여 사용자에게 이러한 출력을 직접 제공 할 수 있습니다. 따라서 사용자가 소프트웨어 관련 기술을 가질 필요는 없습니다.
이러한 목표는 어떻게 충족됩니까?
이 두 영역을 개선하는 것은 현재 연구에서 주요 목표로, Revit을 채택하여 BIM 파일 (GBXML)을 생성하고 EnergyPlus의 에너지 시뮬레이션을위한 OpenStudio와 같은 기존 도구에서 기존 파일 번역기를 사용하여 입력 데이터 파일 (IDF)으로 변환합니다. 또한, 오픈 소스 도구 인 EnergyPlus의 소스 코드는 C ++를 사용하여 창, 벽, 문 및 바닥을 통한 과립 열 전달을 제공하기 위해 수정됩니다.
지적한 바와 같이, 다른 도구들 사이의 파일/데이터 전송의 상호 운용성 문제는이 프로세스의 주요 관심사 중 하나입니다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 도구간에 교정 도구를 적용해야 할 수도 있습니다. 이 연구에서는 Python 코드가 BIM 작성 도구와 에너지 시뮬레이션 엔진 사이의 파일 전송에서 일반적으로 발생하는 데이터 손실을 포함하여 이러한 문제 중 일부를 해결하기 위해 사용됩니다.
스마트 한 건물 에너지 시뮬레이션이 어떻게 기여할 수 있습니까?
모든 단일 창, 벽 및 도어를 통한 열 전달과 관련된 이러한 세분화 된 데이터는 설계자가 건물의 에너지 개조 조성물을 개선하는 데 도움이 될 수 있으며,이 구성 요소에 더 많은 관심을 기울여 건물의 열 손실/이득에 더 기여합니다. 또한 에너지 스마트 건물의 경우 모니터링 시스템에는 특정 창이나 벽을 통한 열 손실에 관한 사용자에게보다 자세한 정보를 제공 할 수있는 도구가 장착 될 수 있습니다. 또한, 이러한 도구와 BIM을 통합하면 프로세스가 인간의 상호 작용을 최소화하여 프로세스를 더 빠르고 완전/반자동 화하고 오류가 덜 발생합니다. Revit과 같은 기존 BIM 저자 도구에서 개발 된 초기 모델은 에너지 시뮬레이션 도구에 직접 사용될 수 있으며, 바람직한 출력을 얻기 위해 여러 도구에서 리모델링이 필요하지 않습니다.
이러한 결과는 최근에 Energy 저널에 발표 된 자동화 된 건물 에너지 모델링 및 평가 도구 (Abemat)라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 전 박사 학위 인 Ehsan Kamel에 의해 수행되었습니다. Penn State University의 후보자 및 NYIT (New York Institute of Technology)의 현재 조교수 및 Penn State University 교수 인 Ali M. Memari.
