Enseignement du comportement thermique des bâtiments en régime variable grâce à TRNSED.

Transcription

1 Enseignement du comportement thermique des bâtiments en régime variable grâce à TRNSED. Résumé: L. SERRES, F. COLLET, J. MIRIEL Le but de cet enseignement est d initier au comportement thermique des bâtiments. Les étudiants étudient pendant deux ans les sciences du bâtiment ; il ne s agit donc pas de spécialistes de la thermique. Il n ont aucune connaissances de TRNSYS. Grâce à TRNSED, ils peuvent découvrir l importance des apports solaires, des apports dus à l occupation, et des apports dus aux ordinateurs dans un immeuble de bureau. Ils peuvent aussi évaluer les économies d énergie réalisées en adoptant un réduit de week-end. Enfin, ils peuvent estimer l impact de masques proches (casquettes) à la fois sur la température intérieure et sur les consommations. Le bâtiment est décrit grâce à PREBID. Les paramètres que l utilisateur peut modifier sont définis comme des inputs du type56. Le reste du projet est construit grâce à IISiBat. Les résultats sont présentés grâce au online-plotter et dans des fichiers excel. Groupe de Recherche en Génie Civil Teaching of transient thermal behaviour of buildings thanks to TRNSED. Abstract: L. SERRES, F. COLLET, J. MIRIEL The aim of this course is to show the thermal behaviour of buildings. The students study building sciences for two years, so they aren t thermal specialists. They don t have any knowledge about TRNSYS. Thanks to TRNSED they can discover the importance of solar gains, occupation gains, computer gains in an office building. They can also evaluate the energy consumption decrease obtained with a set point temperature lower during the week-end than during the working days. Finally, they can estimate the impact of overhangs on both indoor temperature during summer and heating consumption. PREBID allows to create the building description. The parameters that the user can change are defined as inputs of type56. The rest of the project is built within IISiBat. The results are presented both with the online plotter and in Excel files.

2 Immeuble de bureaux de deux niveaux Two-storied office building Façade 2 4 m 6 m Façade 1 Le support de l étude est un immeuble de bureaux de deux niveaux. Les bureaux (de 4m x 6m) sont entourés à gauche et à droite, ainsi qu au dessus pour les bureaux du RDC, et en dessous pour les bureaux de l étage, par des bureaux identiques. Un couloir sépare les bureaux de la façade 1 de ceux de la façade 2. L immeuble est construit sur terre plein (4 cm d isolation sur toute la surface) et comporte une toiture terrasse (12 cm d isolant côté extérieur). Les murs sont isolés par 8 cm de laine de verre côté intérieur. Les menuiseries métalliques sont équipées d un double vitrage peu émissif. 30 m 3 /h d air extérieur sont admis dans chaque bureau et sont extraits dans le couloir.

3 Les orientations classiques (Nord, Sud, ) ne sont pas utilisées car l utilisateur pourra faire tourner le bâtiment. Des orientations sont également créées pour les fenêtres car les flux solaires reçus par cellesci peuvent être différents de ceux reçus par les murs du fait de la présence éventuelle de casquettes. Dans la définition des apports, le nombre de personnes est un input de manière à pouvoir être modifié par l utilisateur. Ce sera la même chose pour le nombre d ordinateurs.

4 Au final les différents inputs sont: Les puissances de chauffage disponibles au RDC et à l étage La part de rayonnement dans l émission du chauffage La température de consigne du chauffage Le nombre d occupants dans chaque bureau Le nombre d ordinateur dans chaque bureau La température d entrée de l air dans les bureaux La température d entrée de l air dans le couloir Le squelette de la simulation est composé de: 1. La lecture des données météo et le calcul des flux incidents 2. La simulation des casquettes (overhang) 3. Le type 56 qui simule un bâtiment de 6 zones. La température de ventilation du couloir étant calculée comme la moyenne de la température de l air des bureaux du niveau consudéré.

5 Les paramètres qui ne seront pas modifiables par l utilisateur sont verrouillés. La rotation du bâtiment est considérée comme un input de l outil équation qui calcule l azimuth de chaque façade.

6 Cette rotation est définie dans les «simulation cards» avec les commandes TRNSED. Ainsi, à chaque modification du projet sous IISiBat le code TRNSED est régénéré. Ci-dessous l écran TRNSED qui en résulte:

7 On peut également donner un nom de variable à un parameter. On a défini cette variable dans les «simulation card»:

8 On peut définir les heures d occupation, de fonctionnement des ordinateurs et de changements de consigne par des types extérieurs au type56. On rajoute les modules de sortie : on-line plotter, intégration et écriture de fichiers résultats.

9 constants 9 * [appsol Apports * * Doit-on prendre en compte les apports solaires? apports_so= E+00 * (OUI = 1, NON = 0) * * Quelle est la longueur des casquettes? l_casque= E+00 * m m * * Quelle est le nombre de personnes par bureau * * aux heures d'occupation? nb_perso_p= E+00 * * * Quel est le nombre d'ordinateurs par bureau? n_ordi_par= E+00 * * * Rotation du batiment? * * (0 deg = facade 1 au Sud, * *positif vers l'ouest, négatif vers l'est ) rotation= E+00 * deg deg * ] * [ chauff Réglage du chauffage * * Quelle est la température de consigne pendant le WE? cons_basse= E+01 * C F * * Quelle est la température de consigne pendant la semaine? cons_haute= E+01 * C F * * Quelle est la puissance maximale de chauffage disponible * * dans chaque bureau du RDC? P_RDC= E+03 * W * * Quelle est la puissance maximale de chauffage disponible * * dans chaque bureau du premier étage? P_PREM= E+03 * W * ] Au final, tous les paramètres modifiables par l utilisateur ont été définis comme constantes dans les «simulation cards». Si on connaît bien TRNSED, on peut alors améliorer le design. Il reste tous les noms de fichiers que l on ne peut pas verrouillés depuis IISiBat (?). Il faut alors intervenir directement sur le fichier.trd (fichier deck avec commandes TRNSED).

10 En enlevant la barre devant la question qui suit la commande ASSIGN (voir ci-dessus), on supprime la question de l application TRNSED (voir ci-dessous).

11 On peut alors créer une application distribuable, que les étudiants pourront utiliser sans posséder TRNSYS. Il faut pour cela joindre au projet le fichier météo, le fichier TRD, et les fichiers nécessaires au type 56.