أدوات المحاكاة الحرارية

تكملة ل Building Information Modeling and Green Design

أدوات المحاكاة الحرارية وتستخدم بشكل متزايد من قبل جميع المهن المشاركة في تصميم المباني , كما انها تتطور بشكل مستمر لتصبح اسهل و اسرع و اقوي (و تنتشر و تتوغل )

و اكثر شمولية بحيث تحتوي على العناصز   building geometry, internal loads, HVAC systems and components, weather data, operating strategies and schedules, and simulation specific parameters

الان اصبحت ادوات  المحاكاة الحرارية Thermal simulation tools  جزئا اصيلا لا يتجزء من عمل النموذج و اصبحت عملا مشتركا بين كافة الاقسام و ليس خاصة بقسم محدد

قديما كان من المستحيل ادخال كل المعطيات بدقة , كما ان ادخالها يدوي كان ياخذ وقت كثير اضافي على عمل لوحات الاتوكاد

الان اصبح النموذج جاهزا و يتم عمل المحاكاه تلقائيا

التركيز اليوم على المباني عالية الأداء  high-performance buildings  يجعل من المهم الاستفادة من التحليلات الحرارية  بحيث يكون كل مستخدمي المبني مرتاحين و بافل استهلاك للطاقة

تتكون معظم برامج المحاكاة الحرارية  thermal simulation programs   ما يشار إليه باعتباره المحركengine ، و المسؤول مسؤلية جنائية اقصد مسؤول عن عمل الخوارزميات الحسابية  لحسا ب الاداء الحراري

وتستخدم هذه المحركات بشكل أساسي لدعم عملية تصميم مبنى بمقارنة استهلاك الطاقة من بدائل التصميم المختلفة .

البيانات تاتي من داخل المبني  <الناس و الاضواء و الاجهزة >و خارجة  المناح الطقس  الموقع

كلما كانت البيانات كافية كلما كانت النتيجة افضل

اذا كانت ناقصة سنبتعد عن الصح

اذا كانت زيادى كبيرة ممكن نتوة  (احد الافاضل تاه في امريكا من كثرة الاشارات في الشوارع , و هذه ليست نقطة فبدون جوجل و خاصية البحث يمكن ان تتوة من كثرة المعلومات )

نتيجة المحرك الحراري هو محاكاة نموذج متكامل أو معلومات شاملة و يجب ان يكون هناك امكانية لتصديرها

حسنا الموضوع دقيق لهذا يبرز ال bim لانه يقدم نموذج متكامل , كما يقدم الادوات التي يمكنها عمل محاكاة حرارية  بما يجعلنا نوفر الطاقة  green building

اشهر برامج المحاكاة الحرارية و الصيغة التى تتقبلها و الصيفة التى تصدر لها

غالبا نستخدم الصيغة gbXML   او ifc

ifc قوي لكن اغلب البرامج المحاكاة الحرارية تستخدم gbXML    لانه يقدم اجابات مرضية

Table 1. Interoperability of the thermal tools investigated.
Tool	Application	Input data	Output data	BIM based geometry import
DPV (Design Performance Viewer)	Environmental design, thermal design and analysis, heating and cooling loads, energy cost, Exergy/CO2, life cycle assessment, scheduling.	CAD-BIM, revit	-	The building model is directly built in the CAD-BIM environment.
DesignBuilder	Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, natural and artificial lighting, Internal air, mean radiant and operative temperatures, humidity, CO2 emissions, solar shading, heat transmission, solar shading, scheduling.	gbXML, .dxf, .pdf, .bmp, .jpg	CAD: AutoCAD, Microstation, SketchUp using 3-D dxf, .epw, .csv, .tmy, .tmy2	Provides interoperability with BIM models through its .gbXML import capability.
Ecotect	Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Validation; Solar control, overshadowing, prevailing, winds & air Flow, natural and artificial lighting, life cycle assessment, life cycle costing, scheduling, geometric and statistical acoustic analysis.	.dwg, .ifc, gbXML, .obj, 3DS, .xml, ASCII,etc.	Metafiles, Bitmaps or animations. RADIANCE, POV Ray, VRML, AutoCAD dxf, EnergyPlus, ESP-r, ASCII Mod files, XML, etc.	Imports CAD-BIM models from most CAD software
eQUEST	Energy performance, simulation, energy use analysis, conceptual design performance analysis, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, overshadowing, Lighting system, life cycle assessment, life cycle costing, Scheduling.	gbXML, .dwg, dxf	dxf, gbXML, .xls	Support gbXML format
EnergyPlus	Energy Simulation, thermal design and analysis, Heating and cooling loads, Validation; Solar control, Overshadowing, Natural and artificial lighting, Life cycle assessment, Life cycle costing, Scheduling.	ifc, gbXML, text	ASCII	.ifc compatible. (BIM Application)
EcoDesigner	Energy balance evaluation, CO2, overshadowing, heating, cooling, lighting, water use, Life cycle costing, Scheduling, prime energy usage (gas, energy, electricity etc.)	gbXML	gbXML, .pdf	Provides another dimension in the BIM environment for the architect in shaping his design
ESP-r	Environmental Design, 3D Design, thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, lighting, natural ventilation, combined heat and electrical power generation and photovoltaic facades, acoustic analysis, life cycle and environmental impacts assessments.	XML	XML, csv, VRML	no
Green Building Studio	Environmental Design, thermal analysis, annual energy consumption (electric and gas), Carbon emissions, day lighting, water usage and cost, Life cycle costing, natural ventilation.	gbXML-enabled BIM or 3D-CAD	gbXML, VRML	Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application
Lesosai	thermal design and analysis, Heating and cooling loads, Solar control, CO2, natural and artificial lighting, life cycle assessment, life cycle costing, Scheduling.	gbXML, .nbdm, .skp	.xls, .xml, .pdf, .bld, .txt files	Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application
IDA ICE	Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling, Solar and shading, surface transmissions, air leakage, cold bridges and furniture, lighting, Air CO2 and moisture levels, Energy costing.	.ifc, .dxf, .dwf, .3ds, .cgm, .cmx, .dgn	.html, .doc, .xls, .jpeg, .jpg, .png, .tiff, .bmp	.ifc compatible. (BIM Application)
IES VE	Thermal design and analysis, heating and cooling loads, CO2, Validation; Solar, Shading, Lighting, Airflow, Life cycle costing, Scheduling, fire evacuation.	gbXML, .dxf, .dwg	.ve	Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application
TRACE 700	Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling, life cycle costing, plants system.	gbXML	.pdf, .rtf, .txt, .doc, .xls	Supports gbXML format and has easy interoperability with BIM Application
TRNSYS	Environmental design, 3D Model (3D Design), thermal design and analysis, heating and cooling loads, Solar control, overshadowing, prevailing winds & air Flow, electrical, photovoltaic, hydrogen systems, Life cycle costing.	.skp, ASCII, .xml	ASCII (Simulation Studio Tool : HTML, C++)	no
Riuska	Environmental design, 3D Model, thermal design and analysis, heating and cooling loads, validation; Solar control, overshadowing, lighting, life cycle assessment, life cycle costing, scheduling.	.ifc	.ifc	.ifc compatible. (BIM Application)

تبادل المعلومات بين برامج ال bim و برامج ال محاكاة الحرارية  و تحليل المبني  BIM and building analyses application

كتبها لحضراتكم

 التلميذ

عمر سليم

References

1. Attia, S. Building Performance Simulation Tools: Selection Criteria and User Survey; Université Catholique de Louvain: Louvain La Neuve, Belgium, 2010.


2. U.S. General Services Administration (US GSA). Statsbygg and Senate, Information Delivery Manual (IDM) for BIM Based Energy Analysis as Part of the Concept Design BIM 2010. Available online: www.blis-project.org/IAI-MVD/IDM/BSA-002/PM_BSA-002.pdf (accessed on 12 January 2013).


3. Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE). Building Energy Software Tools Directory, U.S. Department of Energy. Available online: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/ (accessed on 18 January 2013).


4. Welle, B.; John, H.; Zack, R. ThermalOpt: A Methodology for automated BIM-based multidisciplinary thermal simulation for use in optimization environments. Build. Simul. 2011, 4, 293–313, doi:10.1007/s12273-011-0052-5.


5. Maile, T.; Fischer, M.; Bazjanac, V. Building Energy Performance Simulation Tools—A Life-Cycle and Interoperable Perspective; Stanford University: Stanford, CA, USA, 2007.