局部能耗模擬

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應用情境


除了整棟建築的能耗模擬,RBESP也可以把建築物中一個部分切割出來做局部的能耗模擬分析。下面是幾個可能的應用情境:
  • 我們只關心建築物中幾個樓層或甚至只是一個單位的能耗。其他樓層或單位不是模擬分析的標的,其用電行為也所知有限。這是最常發生的「局部能耗模擬」使用情境。 
  • 整棟建築非常複雜,要整個放入一個模型有困難,或是超過RBESP現有的能力,譬如說數棟建築連結在一起。 
  • 模擬整棟建築沒有問題,但想針對部分區域做更細的模擬分析。

工作要點


  • 選擇適當切割面 : 若要水平切割,譬如切出一個樓段或做逐層模擬分析,樓地板很自然是最適當的切割面。上下樓層的溫度和熱負荷通常也不會相差太多。若要做垂直切割,譬如切出一塊區域做模擬分析,可盡量選擇對稱面、或是兩邊溫度差異不大的隔牆處做切割。當然也可水平切割又垂直切割,譬如切割出一個樓層中的一個單位做模擬分析。
  • 設定絕熱邊界條件: 只切割建築物的幾層樓出來做模擬分析,模型上層之切割面就成為「屋頂」,其預設之「外部鄰接環境」是「空氣」,我們須把它改設成「絕熱」。同樣的,底層之切割面成為接地之「地板」,其預設「外部鄰接環境」是「土地」,我們也須把它改設成「絕熱」。垂直切割面就成為外牆,其預設之「外部鄰接環境」是「空氣」,我們同樣的把它改設成「絕熱」。

 

示範例


假設台北一棟14層住宅大樓(如下圖),座北朝南,1樓挑高6米,2-13樓每層3.6米。一樓是一個ㄇ字型量體做共用空間,樓地板面積4,600平方米,2-13樓分開成兩個矩型量體,樓地板面積各為1,200平方米。頂樓內縮,樓地板面積200平方米。


這是一個對稱建築,我們可以從一樓的正中央,從對稱面切割成東西兩塊,只需模擬分析其中一塊就可知道全建築的能耗,也可節省不少建模與運算的時間。若要考慮上層分開量體相互遮陽之影響,可加入一個等高等寬之鄰近遮陽。




切割面成為外牆(w6)。這不是一個真的外牆,我們給他設定一個新的外牆結構(#2) 。


然後點入「建物外殼」標籤,將該外牆結構之「外部鄰接環境」設為「絕熱」。





分析結果比較

三個不同模型: (1)全棟建築,(2)只模擬東半部,(3)只模擬西半部,分析結果列表於下。因為是相當對稱之建築,單位樓地板面積耗電強度EUI 幾乎一樣。空調容量、尖峰負荷、總耗能約為區域分析結果之和。東半部與西半部空調容量與尖峰負荷有較大差異主要是受太陽照射的時間與輻射強度不完全相同。

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