Introdução à simulação informática de comportamento térmico de edifícios

Funcionamento geral do EnergyPlus

1: Breve introdução histórica à simulação térmica de edifícios

2: Organização interna do EnergyPlus

3: Utilização de EnergyPlus na "vida real"

4: Exercício: comparação entre solução analítica e resultado de uma simulação para um caso simples

5: Equação de conservação de energia num compartimento

6: Aproximações e estrutura utilizada no funcionamento do motor de simulação do EnergyPlus

O que motiva a simulação? Em que consiste? O que se espera obter?

Esquema de Princípio do EnergyPlus: estrutura modular, dados climáticos, input/output

Como abordar um projecto real? Qual o potencial de intervenção do EnergyPlus?

Quais são os diferentes fluxos de calor existentes no edifício e que magnitudes se podem esperar em diferentes situações?

Como o EnergyPlus trata a Transferência de calor em regime transiente?

Que modelos são utilizados para as trocas de calor (condução de calor, trocas por radiação, radiação solar, transferências de calor nas superfícies interiores e exteriores, convexão, ventilação)?

Qual a relação entre as cargas térmicas e as cargas de sistema?

Introdução ao interface de dados do EnergyPlus

Interfaces 3D

1: Estrutura geral do interface EnergyPlus

2: Introdução de propriedades de materiais

3: Introdução e visualização tridimensional da geometria do edifício simulado

4: Introdução de cargas internas

5: Introdução de Schedules

6: Introdução de controlos de zona e purchased air

Como "comunicar" com o motor de simulação?

Quais as formas de introdução de dados? Quais são os inputs básicos essenciais?

Como construir a geometria e caracterizar construções, ganhos internos, utilização de espaços, controle das condições interiores das zonas?

Quais os outputs da simulação?

Como tirar partido dos outputs produzidos: Visualização tridimensional da geometria, tratamento de dados...

Como utilizar o interface automático Excel-Idf? Quais são as vantagens e limitações deste interface?

Introdução à simulação de edifícios com varias zonas

1: Critérios a utilizar no zonamento

2: Introdução de geometria de superfícies adjacentes

3: Visualização e interpretação de resultados, utilização eficaz de folhas de cálculo

4: Sessão prática: Simulação de um edifício com duas zonas funcionando em modo natural

5: Estrutura geral do interface de sistemas

6: Simulação de edifício com sistema de Purchased Air

Como analisar um projecto e que critérios considerar para o agrupamento de vários espaços do edifício de forma a similar um número inferior de zonas? O sistema previsto, exposição solar, usos e condições de controlo da zona...

Como associar superfícies partilhadas por zonas adjacentes? Que tipos de superfícies se podem modelar e quais os fenómenos térmicos considerados para cada uma delas?

Como simplificar em casos em que se identificam padrões (vários pisos, simetrias...)

Quais são os elementos básicos de um modelo de Sistema? Como construir um modelo de sistema com o EnergyPlus?

Como utilizar os templates do EnergyPlus?

Em que consiste o sistema Purchased Air e como se pode utilizar?

Introdução à simulação de sistemas

1: Simulação de edifício com fancoils utilizando Purchased Hot Water e Purchased Cold Water

2: Simulação de edifício com VAV utilizando Caldeira e Chiller

3: Simulação de um edifício com Pavimento Radiante

4: Exercício de simulação: introdução

5: Introdução de geometria em 3D a partir do CAD

6: Utilização do interface DesignBuilder

Como modelar um sistema de ventilo-convector?

... e um sistema VAV utilizando caldeira e chiller?

... e um edifício com pavimento radiante?

Como implementar estes sistemas nos nossos edifícios, utilizando os templates disponíveis?

O que é o interface de sistemas Excel-Idf? Quais os sistemas implementados neste interface e como introduzi-los no modelo de edifício previamente criado?

Como adaptar os exemplos do EnergyPlus ao nosso modelo?

Exemplo de Interface comercial para o EnergyPlus: DesignBuilder. Como utilizá-lo? Vantagens e limitações?

Sessão prática

1: Projecto de simulação: discussão de resultados

2: Simulação de sistemas de sombreamento e ventilação natural

3: Conforto térmico: Modelo de Fanger

Exemplo prático: produzir um modelo, fazer um mapa de simulações, analisar resultados e responder às questões do cliente. Efeitos do Clima: para uma mesma geometria e uso dos espaços, seleccionar as soluções construtivas e orientações espaciais que melhor se adaptam a diferentes climas.

Quais as características dos diferentes dispositivos de sombreamento do EnergyPlus? Como simular sombreamento devido a vegetação circundante, controle automático de sistemas de sombreamento ...

Por defeito, o EnergyPlus considera uniforme a temperatura de cada zona... o que fazer em casos em que este pressuposto não é uma boa aproximação? Outros padrões de temperatura disponíveis no EnergyPlus. Sistemas de ventilação natural.

Como avaliar o conforto térmico dos ocupantes? Quais são os pressupostos dos modelos de Fanger e Adaptativo? Como diferem os resultados de avaliação de conforto térmico destes dois modelos?

O papel da simulação no processo de projecto

1: Introdução à simulação de sistemas de iluminação natural

2: Análise de vários casos práticos

3: Sessão de duvidas e discussão final

4: Entrega de Certificados do curso

Unidades básicas para o estudo da iluminação. Quais são os níveis de referência para diferentes usos dos espaços?

Iluminação natural: conforto visual, eficiência de iluminação (lúmen/W de calor) ara diferentes fontes luminosas artificiais e naturais.

Luz no EnergyPlus: modelos de iluminação natural e artificial e a sua influência nas cargas térmicas. Como combinar iluminação natural e artificial utilizando sombreamentos móveis e dimmers, de forma a reduzir o consumo de electricidade e as cargas térmicas garantindo os níveis de iluminação desejados?

Exemplos de estudos efectuados com o EnergyPlus.