建物のエネルギー モデリングでは、モデリング プロセスと出力を含め、改善できる領域が 2 つあります。建物のエネルギーモデリングに焦点を当てた既存のコンピューターツールと方法は、正確な結果を提供できる有能なツールです。ただし、このプロセスはより高速で自動化され、エラーが発生しにくくなり、出力はより詳細または詳細になります。これらの改善を達成することで、建物のエネルギー モデリングをよりスマートにすることができます。
これらの目標を達成するために、建物の形状をモデル化するための 3D レーザー スキャンや、詳細なエネルギー消費データを取得するためのセンサーやメーターの適用など、さまざまなアプローチが採用されています。ただし、建物のエネルギー性能を評価するには、建物のすべてのプロパティとシミュレーションの手順を含める包括的なアプローチが必要です。
エネルギー モデリングと出力を改善するためのアプローチは何ですか?
まず、モデリング プロセスを改善するために、ビルディング インフォメーション モデリング (BIM) を採用することでプロセスを改善できます。これは、さまざまな研究者によっても採用されています。 OpenStudio や Green Building Studio など、互換性のあるさまざまなコンピューター ツールもあります。 BIM を使用すると、エネルギー モデリング用の別のコンピューター ツールで建物を改造する必要がなくなり、必要なすべての情報がエネルギー分析用の適切なツールまたはファイル形式に自動的に転送されます。
ただし、主に Revit などの BIM オーサリング ツールと EnergyPlus などのエネルギー シミュレーション エンジンとの間の相互運用性に関連する課題や問題が依然として存在します。たとえば、暖房、換気、空調 (HVAC) などの特定のシステムに関連するデータは、BIM ファイルやエネルギー シミュレーション ファイルに正しく転送されない場合があります。
第 2 に、エネルギー シミュレーション出力の粒度に関しては、ユーザーが追加レベルの詳細を必要とするさまざまな領域が存在する可能性があります。たとえば、重要な種類の情報の 1 つは、図 1 に模式的に示されているこれらのコンポーネントを介して蓄積された熱伝達とは対照的に、窓や壁などのすべての建物外皮コンポーネントを介した熱伝達の量を推定することです。
EnergyPlus などの既存のツールは、そのようなデータを計算できます。ただし、従来のエネルギー シミュレーション ユーザー インターフェイスは、これらの出力を収集して視覚化するものはありません。このようなデータを取得するには、EnergyPlus などのオープンソース ツールのソース コードを変更して、これらの出力をユーザーに直接提供することができます。したがって、ユーザーがソフトウェア関連のスキルを持っている必要はありません。
これらの目的はどのように達成されますか?
これら 2 つの領域を改善することが現在の研究の主な目的です。Revit を採用して BIM ファイル (gbXML) を生成し、既存のファイル トランスレータを OpenStudio などの従来のツールで使用して入力データ ファイル (IDF) に変換し、EnergyPlus のエネルギー シミュレーションを行います。 .さらに、オープンソース ツールである EnergyPlus のソース コードは、C++ を使用して変更され、窓、壁、ドア、および床を通して粒状の熱伝達を提供します。
指摘されたように、異なるツール間のファイル/データ転送における相互運用性の問題は、このプロセスにおける主要な懸念事項の 1 つです。したがって、このような問題を解決するには、異なるツール間で修正ツールを適用する必要がある場合があります。この調査では Python コードを使用して、BIM オーサリング ツールとエネルギー シミュレーション エンジン間のファイル転送で通常発生するデータ損失などの問題の一部を解決しています。
よりスマートな建物のエネルギー シミュレーションはどのように貢献しますか?
個々の窓、壁、およびドアを介した熱伝達に関連するこれらの詳細なデータは、設計者が建物の熱損失/熱取得に寄与するコンポーネントにより多くの注意を払うことで、建物の設計または建物のエネルギー改修構成を改善するのに役立ちます。さらに、エナジースマートビルでは、監視システムにこのようなツールを装備して、特定の窓や壁からの熱損失に関するより詳細な情報をユーザーに提供できます。さらに、BIM をそのようなツールと統合することで、プロセスが高速化され、完全/半自動化され、人的介入が最小限に抑えられるため、エラーが発生しにくくなります。 Revit などの従来の BIM オーサリング ツールで開発された初期モデルは、エネルギー シミュレーション ツールで直接使用でき、複数のツールで必要な出力を得るために改造する必要がなくなります。
これらの調査結果は、エネルギー誌に最近掲載された、Automated Building Energy Modeling and Assessment Tool (ABEMAT) というタイトルの記事で説明されています。この作業は、元博士号の Ehsan Kamel によって行われました。ペン州立大学の候補者であり、ニューヨーク工科大学（NYIT）の現在の助教授であり、アリ M. メマリはペン州立大学の教授です。
