Vurderingsordning

Faglig innhold

Gitt den økende kompleksiteten av energi- og miljøutfordringer som byggesektoren står overfor, er Building Performance Simulation (BPS) et effektivt verktøy for å støtte design og drift av høyytelsesbygninger, for eksempel (nesten eller netto) nullenergibygg i nullutslippsområder positive energibygg i smarte byer.

BPS kombinerer dynamisk energisimulering med beregningsmodellering og trekker på fagområdene varmeoverføring, termodynamikk, fluidmekanikk, belysning, bygningsteknologi, termisk og visuell komfort, numeriske metoder, miljøvitenskap og menneskelig atferd.

BPS bidrar til å fremme innovasjon i utformingen av høyytelsesbygninger med hensyn til nye teknologiske muligheter og miljømessige begrensninger. Funksjonene til BPS-verktøyene kan utvides ved å kombinere dem med eksterne verktøy, for eksempel optimaliseringsalgoritmer som kan automatisere simuleringsbasert optimaliseringsprosess og / eller livssyklusvurderingsprogramvare for BIM-baserte livssyklusvurderinger.

Emnet er organisert i to deler:

1. Generell del beskriver generelle modelleringsutfordringer og energisimulering av en bygning, og dens systemer som beskrevet ovenfor.
2. Spesialiserings del som består av to temaer:

• Tema A har tittelen "Solar building design - modeling & simulation". Her vil studentene lære hvordan solaktive teknologier (dvs. Building Integrated Photovoltaic BIPV- Building Applied Photovoltaic BAPV - Photovoltaic Shading Devices PVSDs) og solenergi passive strategier (dvs. dagslys og relaterte beregninger, solar faste og dynamiske skyggeleggingsenheter) kan modelleres og simuleres innenfor rammen av bygninger og deres omgivelser.
• Tema B har tittelen "Advanced HVAC modeling & simulation". Her vil studentene få dypere kunnskap om modellering og simulering av oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg (HVAC). Modellering av energisystemer vil bli introdusert og diskutert, inkludert fysisk-basert modellering. De forskjellige tilnærmingene for å beregne luftstrømmer inne i bygninger introdusert og sammenlignet (dvs. standard rommodell, sonemodeller og CFD).

Læringsutbytte

Det vil bli lagt stor vekt på bruk av en BPS-programvare, men omfanget av dette kurset er ikke begrenset til opplæring i bruk av en gitt programvare. Studentene vil lære de grunnleggende beregningsmodelleringsforutsetningene og lære å bygge en serie stadig mer komplekse modeller som gjør det mulig å utforske viktige funksjoner og begrensninger i den vedtatte programvaren. Temaene vil bli utviklet fra grunnleggende prinsipper forutsatt begrenset kunnskap om datamaskiner og den vedtatte programvaren.

Kunnskap: På slutten av semesteret skal studentene:

• forstå og kjenne de grunnleggende prinsippene for BPS
• forstå de teoretiske modellene som ligger til grunn for BPS-programvare
• håndtere forutsetningene og begrensningene som ligger til grunn for noen av modellene implementert i BPS-programvare, og bruke BPS-programvare i forskning, analyse og design
• kunne illustrere bygningers energiytelse og identifisere de som påvirker dimensjoneringsparametere
• kunne sammenligne flere bygningskonsepter og vurdere deres hovedprestasjoner
• kunne designe nye, avanserte og høytytende bygningskonsepter som er egnet til å takle fremtidige utfordringer.

Ferdigheter: På slutten av semesteret skal studentene:

• kunne velge den mest passende BPS-programvaren på grunnlag av simuleringsmålene
• kunne lage en bygningsenergimodell, ved å ta i bruk de mest egnede modelleringsmetodene på grunnlag av simuleringsmålene
• kunne kontrollere påliteligheten til simuleringsresultatet
• kunne vurdere (eller estimere) ytelsen til en bygning
• kunne effektivt bruke simuleringsresultater under design, ettermontering eller styringsprosess av en bygning
• ha ''hands-on'' erfaring innen BPS programvare

Generell kompetanse: Etter endt semester skal studentene ha:

• en forståelse av bakgrunnen for bygningssimulering
• forståelse for krav til termisk og visuell komfort og inneklima, og av deres forhold til energibruk i bygningeren
• forståelse av oppførselen til en bygningskropp under dynamiske grenseforhold
• forståelse av å integrere passive strategier og fornybare energiproduksjonssystemer i en bygningsmodell.

Læringsformer og aktiviteter

Læringsmetoder og verktøy

• Forelesninger
• Øvinger
• Simuleringsbaserte workshops.

Obligatoriske arbeidskrav

• Øvinger

Forelesninger, øvinger og workshops holdes på engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Semesterprosjekt
• Øvinger

Mer om vurdering

Obligatorisk aktivitet må være godkjent for å kunne gjennomføre eksamen. Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) så tilbys eksamen i dette emnet kun i samme semester som emnet undervises.

Anbefalte forkunnskaper

• TEP4235 Energibruk i bygninger eller tilsvarende.
• TBA4160 Bygningsfysikk, Grunnkurs, eller tilsvarende.

Kursmateriell

Anbefalt literatur for generell del

• Ruzhu Wang, Xiaoqiang Zhai (2018). Handbook of Energy Systems in Green Buildings (Part 1). Springer, ISBN 978-3-662-49120-1, SpringerLink.
• Athienitis and O'Brien (2015). Modeling, Design, and Optimization of Net-Zero Energy Buildings (Chapter 3). Wilhelm Ernst & Sohn, ISBN:9783433030837, see.
• Hensen, J.L.M. and R. Lamberts (2019). Building performance simulation for design and operation (Second edition). Oxon, UK, Spon Press. ISBN: 9780429402296, see

Anbefalt literatur for Tema A

• Reinhart, Christoph The Daylighting Handbook I. Vol. 1. Daylighting Handbooks, 1., 2011.
• Reinhart, Christoph The Daylighting Handbook II. Vol. 2. Cambridge, MA: Building Technology Press, 2018.

Anbefalt literatur for Tema B

• Hensen, J.L.M. and R. Lamberts (2011). Building performance simulation for design and operation. Oxon, UK, Spon Press.