Options de calcul avancées

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1- Fonctions de Transfert de Conduction (CTF) - Solution pour le transfert de chaleur sensible sans prendre en compte le stockage d'humidité ni sa diffusion dans les éléments de construction. Cette méthode utilisée dans EnergyPlus pour les calculs de CTF est connue comme la méthode d'état d'espace (Ceylan and Myers 1980; Seem 1987; Ouyang and Haghighat 1991).

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2- Différence finie - Cette technique utilise une solution de différence finie à une dimension dans les éléments de constructions. C'est une solution à chaleur sensible uniquement et ne prend pas en compte le stockage d'humidité ou la diffusion dans les éléments de construction. Cette option est nécessaire pour les simulations avec des matériaux à changement de phase.

Autoriser les constructions à outrepasser individuellement la méthode de solution

Sélectionnez cette option permet à Algorithme de simulation sélectionné au niveau construction d'être pris en compte au lieu du paramètre général défini ci-haut.

Les paramètres ci-dessous doivent être définis lorsque l'algorithme de solution général est 2-Différence finie ou si une construction utilise cet algortihme et que l'option "Autoriser les constructions à outrepasser individuellement la méthode de solution" est sélectionnée.

Ce champ determine le procédé utilisé dans le modèle de conduction par différence finie. Deux options sont disponibles :

•	1-Implicite complet 1er ordre, procédé du premier ordre, qui devient plus stable avec le temps, mais il peut être plus lent que la 2éme option.

•	2-Crank-Nicholson 2nd ordre, procédé du second ordre, qui peut être plus rapide que l'option 1, mais qui peut devenir instable avec le temps lorsque les conditions limites changent soudainement.

La constante de discrétisation de l'espace contrôle la façon dont le modèle determine le nombre de noeuds à utiliser pour représenter chaque couche de matériau de construction. Le modèle calcul la distance nominale associée à un noeud, Dx, using :

La valeur par défaut est 3. Une valeur typique est comprises entre 1 et 3. Une valeur inférieure pour cette constante conduit à plus de noeud et à un maillage plus fin.

Le solveur de différence finie inclue une sous relaxation pour améliorer la stabilité pour les interactions avec les autres surfaces. Le champ d'entrée peut éventuellement être utilisé pour modifier la valeur de départ du facteur de relaxation. Des nombres plus grand peuvent permettre une résolution plus rapide, alors que des nombres plus petit peuvent permettre une plus grande stabilité. La valeur par défaut est 1. Si le programme détecte une instabilité numérique, il faudrait réduire cette valeur.

La bilan thermique de surface au niveau de la face interne utilise un paramètre de convergence pour une différence de température de surface maximale autorisée. Ce champ peut éventuellement être utilisé pour modifier les critères de convergences. La valeur par défaut est 0.002 et permet une grande stabilité. Des valeurs plus basse devrait augmenter la stabilité mais également le temps de simulation, alors que des valeurs supérieurs devrait diminuer le temps de simulation mais entraîner une possible instabilité. L'unité est °C ou °F.

L'option de Ventilation naturel calculée est considérée comme convergente lorsque la valeur absolue de l'addition des débits massiques d'air divisé par l'addition des valeurs absolues des débits massiques d'air est plus petite que la tolérance donnée. Le débit massique de l'air décrit ici correspond au débit massique de tous les nœuds du maillage du flux d'air. La solution converge lorsque, à la fois, cette tolérance et la tolérance absolue de la convergence du flux d'air sont respectés.

Remarque: Lorsque le modèle contient de grandes ouvertures (en particulier les ouvertures horizontales) cette valeur ainsi que celle de la tolérance absolue de la convergence du flux d'air ci-bas peuvent avoir besoin d'être augmenté d'un facteur 10 pour permettre la convergence.

La solution est considérée convergente lorsque l'addition de la valeur absolue de tout le maillage du flux d'air est plus petite que la valeur spécifiée dans cette option. Par défaut, la valeur est 1x10-6.

Vous pouvez choisir parmi une série d'algorithmes de convection contenus dans EnergyPlus pour calculer durant la simulation la convection entre les surfaces d'une zone intérieure et le reste de l'air de la zone. Plus de détails sur ce sujet et sur la convection extérieure peuvent être trouvés au chapitre Données de Constructions > Convection des surfaces.

Le Warmup est le processus de simuler de manière répétée le premier jour avant que la simulation proprement dite ne commence, afin de s'assurer que les température du bâtiment sont réalistes. Le Warmup continue jusqu'à ce que les températures et les flux de chaleur de chaque zones ont convergé. Si la convergence n'est pas atteinte, alors la simulation continue durant le nombre maximum de jour spécifié dans les options de calcul.

Le préconditionnement se fait en répétant la première journée de la simulation jusqu'à ce que la convergence soit atteinte. Le préconditionnement du bâtiment est une partie importante de la simulation mais peut également causer des problèmes si la première journée de simulation est extrême d'une façon ou d'une autre. Par exemple, si la première journée de simulation est un dimanche et que le bâtiment est ni chauffé, ni refroidit cette journée là, il peut arriver qu'une situation de surchauffe arrive et que les construction deviennent "chargée" de cette chaleur comme si cette situation avait durée des jours durant (dans le cas de très gros bâtiment, cela peut même être des semaines). Cela veut dire que le jour 2 de la simulation, le lundi, le bâtiment va être beaucoup plus susceptible à la surchauffe que si la simulation avait commencé un autre jour. Dans le cas de gros modèle, il peut être judicieux de commencer la simulation ou journée type.

Nombre Maximal de jours de mise en température (hors conception du chauffage/climatisation)

Ceci correspond au nombre maximal de jours de mise en température qui peuvent être utilisés avant que la simulation proprement dite ne commence. Un message de mise en garde apparaîtra quand la simulation n'a pas convergé au cours du nombre maximum de jours du Warmup :

Loads Initialization did not Converge (CheckWarmupConvergence) -> L'initialisation des charges n'a pas convergée (vérification de la convergence de mise en température)

Cette erreur est souvent du à de très épaisse construction. Vous pourriez atteindre la convergence en augmentant le nombre maximal de jour de mise en température, mais certains bâtiments très particuliers peuvent ne pas converger.

Nombre Minimal de jours de mise en température (hors conception du chauffage/climatisation)

Ce champs spécifie le nombre minimal de jours de mise en température avant qu'EnergyPlus vérifie s'il a atteint la convergence et qu'il peut commencer la simulation à proprement parlé.

Une recherche sur le minimum de jours de mise en température montre que normalement, 6 jours est suffisant pour éviter une fausse prédiction de convergence et produit un assez grand historique de température et de débit pour commencer la simulation d'EnergyPlus. Cette recherche est basée sur un échantillon de bâtiment de référence. Il a également été observé que les performances de convergence sont augmentées lorsque le nombre de jours de mise en température est augmenté. C'est pour ces raisons que la valeurs par défaut est mise à 6. Vous devriez diminuer cette valeur uniquement si vous savez que le modèle converge plus rapidement. Dans certain cas, il peut être favorable d'augmenter cette valeur lorsque, basé sur des sorties de simulations, il est évident qu'EnergyPlus n'a pas convergé. Bien que la logique veut que la valeur dans ce champs soit plus petite que celle du champs précédent, une valeur plus grande dans ce champs met automatiquement les deux valeurs égales au nombre Minimal de jours de mise en température et le nombre exact de jours de mise en température seront effectués.

Les valeurs de convergence des températures et des charges représentent la différence maximale des températures/charges de la zone entre les différentes itérations avant que la convergence ne soit atteinte.

La convergence de la solution simultanée de CVC/bilan thermique est atteinte dès que l'un des deux critères de charge ou de température est atteint. Les deux tolérances agissent de même, l'une mesure les températures et l'autre mesure les charges de chauffage et de climatisation. Après le deuxième jour de mise en température, le programme compare la température maximale mesurée dans un certain espace avec la température maximale de la veille. Si la différence entre ces deux températures est à l'intérieur de la tolérance, alors le système a passé le premier test de mise en température. Le programme fait des comparaisons similaires sur les températures minimales dans toutes les zones. Si les valeurs du jour de mesure et celles de la veille sont dans la tolérance, le système a passé le deuxième test de mise en température. Une comparaison similaire est réalisée sur la tolérance des charges et sur les charges maximales de chauffage et de climatisation mesurées dans les différents espaces. Ces valeurs sont comparées individuellement avec les valeurs de la veille. Si elles sont toutes les deux à l'intérieur de la tolérance, alors la simulation a terminé les troisième et quatrième tests de mise en température. La simulation reste en période de mise en température tant que les QUATRE tests ne sont pas satisfaisants.

Remarque : le nombre maximum de warmup prévaut sur les critères de convergence ci-dessus, c'est à dire que la simulation proprement dite commencera même si la convergence n'a pas eu lieu une fois écoulé les jours de Warmup.

Entrez le nombre maximum de géométrie calculée par recouvrement d'ombres. Les recouvrements d'ombre sont une mesure du degré de complexité dans le calcul des pares-soleil et cette valeur maximale vous permet de limiter le temps passé dans les calculs d'initialisation de l'ensoleillement.

Remarque : Entrez une faible valeur peut aider à accélérer la simulation dans des bâtiments complexes. Si vous prévoyez d'utiliser le Recouvrement d'ombre maximum en dessous de la valeur par défaut de 15 000, il vous faut vérifier la précision sur les apports solaires par rapport à celle des résultats en utilisant la valeur par défaut.

C'est une option avancée. Avant la V7, la méthode de coupure interne de polygone était un cas particulier de la méthode Weiler-Atherton. Deux options sont maintenant possible :

Théoriquement, Sutherland-Hodgman est un algorithme simple mais il fonctionnement bien dans les cas où les surfaces recevant de l'ombre ne sont pas convexes. L'implémentation Weiler-Atherton est exact seulement lorsque les surfaces réceptrices et émettrices sont convexes. Les erreurs Warnings et severe sont désactivée lorsqu'elle ne sont pas nécessaires. Plus de détails sur la coupure de polygone sont disponible dans les Engineering Reference.

Les 2 données suivantes sont utilisées lors de l'auto dimensionnement des systèmes CVC compact avant les simulations.

Ce ratio s'applique au niveau zone à toutes les charges de chauffage ou de climatisation et tous les débits d'air de la zone. Ces nouvelles charges et ces nouveaux débits d'air sont alors utilisés pour calculer les capacités et les débits du système à ce niveau et sont utilisés dans tous les calculs de dimensionnement des composants.

Vous devez prendre la valeur 1 pour modéliser un système tout air neuf lorsque vous utilisez un CVC Compact VAC ou VAV.

Fenêtre de calcul des moyennes pour le dimensionnement (pas pour le calcul de chauffage/climatisation)

Ceci correspond à la durée de la fenêtre de calcul des moyennes de zone pendant les calculs d'auto dimensionnement du CVC Compact EnergyPlus. La valeur par défaut est d'une heure, et dans ce cas la fenêtre de calcul des moyennes des débits d'air est effectué sur une heure. Le calcul d'auto dimensionnement des débits d'air dans la zone est réalisé en supposant un soufflage potentiellement infini d'air chaud ou froid à une température fixée. C'est pourquoi le débit d'air calculé pourra toujours satisfaire toute charge ou toute variation de charge, quelque soit sa quantité ou sa rapidité. En réalité les débits d'air sont limités par la taille des conduits et les puissance des ventilateurs. Le calcul idéal du débit d'air dans une zone risque alors de déboucher sur des débits d'un volume irréaliste, surtout si l'utilisateur réalise des calculs de dimensionnement en utilisant des plannings de thermostat avec des hausses ou des baisses de température de nuit. Les débits calculés pour la zone sont toujours pondérés sur le pas de calcul des charges. Vous pouvez désirer réaliser une moyenne plus large pour réduire l'effet des hausses et des baisses de température (T° limites) et ainsi empêcher que les débits dus à la hausse ou baisse de température ne prennent trop d'importance dans le résultat du dimensionnement du débit d'air. Spécifier la taille de la fenêtre de calcul des moyennes vous permet de réaliser cela.

Vous pouvez ajouter 2 fichiers IDF dans vos simulations EnergyPlus en cochant les cases IDF Fichier 1 ou IDF Fichier 2 et en entrant le nom du fichier IDF source. Les contenus de tout fichier ainsi spécifié sont copiés à la fin du fichier IDF généré par DesignBuilder avant la simulation.Cela peut être un moyen utile d'ajouter des rapports de résultats en plus, des objets de simulations, etc, qui n'interférent pas avec les données IDF principales.

Par exemple, si vous avez besoin d'acceder aux données d'un rapport non généré par DesignBuilder comme "Time Heating Setpoint Not Met While Occupied", vous devez sauvegarder un fichier idf dans le dossier EnergyPlus de DesignBuilder appelé Reports Variables Database.idf contenant ces données :

Une fois la simulation terminée, les consignes ci-dessus non atteintes mensuellement, seront inclues dans le fichier eso, qui ne peut pas être visualisé dans DesignBuilder pour obtenir les résultats supplémentaires.

Remarque : Les fichiers IDF ainsi intégrés doivent être stockés dans le dossier EnergyPlus.

Le document d'aide d'EnergyPlus recommande de modéliser les surfaces entièrement contenues à l'intérieur d'une zone comme adiabatiques et cette option vous permet de suivre ce conseil. Nous avons trouvé qu'en pratique cette option ne donne pas une grande différence dans les résultats ou dans la vitesse de simulation, de sorte que vous pouvez, dans la plupart des cas, la laisser dans son état par défaut.

Remarque : 'Les surfaces entièrement contenues dans une zone' sont souvent générées quand une des options de fusion de zone est employée, là ou une cloison ou un plancher qui aurait du séparer deux zones se retrouve en fait dans la zone réunie. Ces surfaces ne sont pas à confondre avec les cloisons flottantes qui sont modélisées en utilisant la Masse d'inertie thermique.

Cette valeur vous permet de dépasser la valeur par défaut d'EnergyPlus (0.137m/s) lors des calculs d'indice de confort. Des valeurs plus grandes peuvent être utiles pour des pièces avec des ventilateurs de mélange ou de grand volume.