EnergyPlus et IFC : l’atout du BIM vert

La simulation des systèmes de climatisation pour évaluer la performance énergétique de bâtiments est aujourd’hui une tâche critique pour une conception durable des bâtiments. La méthodologie BIM permet d’intégrer cette étape très tôt et de l’actualiser tout au long du cycle de vie du projet. De plus, l’IFC4 offre aujourd’hui des possibilités d’échanges de données avancées du modèle 3D architectural avec un modèle de simulation énergétique dynamique.

En lien avec Energyplus : un point positif pour le bâtiment passif  

Cette capacité devient particulièrement intéressante pour réaliser des simulations avec EnergyPlus : ce moteur de calcul du Département de l’Energie des Etats Unis, qui bénéficie d’un certain prestige au niveau international, est couramment utilisé pour les certifications énergétiques les plus exigeantes, comme LEED ou PassivHaus, ainsi que pour la vérification de la conformité réglementaire thermique dans de nombreux pays.

La définition précise des caractéristiques fabricant des équipements dans une simulation basée sur EnergyPlus permet de reproduire fidèlement son comportement avec grande exactitude, et facilite la comparaison entre les produits de différents fabricants dans un système global de climatisation.

Cette définition précise de l’installation est souvent réalisée par les industriels avec précision par une schématique de l’installation, voire une implantation 2D/3D des équipements, avec information précise des références produits des objets modélisés.

Encadré : les outils CYPE

Différents outils chez CYPE répondent aux problématiques énoncées ci-dessus, qui interagissent entre elles par échange de fichiers IFC via la plateforme BIMserver.center :

  • IFC Builder : pour la génération du modèle 3D du bâtiment au format IFC4
  • CYPETHERM HVAC : pour le tracé et le dimensionnement dès l’installation de climatisation
  • CYPETHERM EPlus : pour la simulation énergétique dynamique avec EnergyPlus

Expérience openBIM d’équipements d’installations de climatisation VRF

Contexte. Une première intégration avancée d’équipements d’installations de climatisation VRF (à Débit de réfrigérant variable) a été réalisée pour le compte de TOSHIBA Airconditioning, permettant à la fois des gains de productivité élevé dans l’étude de ces systèmes, mais aussi dans l’exactitude et l’évaluation précise des gains de performance énergétique que permettent ce type de systèmes.

Pré-requis. Effectivement, pour simuler un système de climatisation avec EnergyPlus il est nécessaire de disposer de l’ensemble des courbes de comportement des équipements, élément clé pour connaître la consommation annuelle du bâtiment, particulièrement pour des systèmes VRF qui permettent un fonctionnement continu et efficace même en charge partielle.

Contraintes. Mais toutes les informations ne sont pas toujours disponibles chez les fabricants pour caractériser ces systèmes vis-vis du cœur de calcul EnergyPlus. C’est pourquoi chez CYPE nous avons développé une méthode pour obtenir le détail de ces caractéristiques, en ajustant les équations utilisées par le moteur de calcul directement aux données fournies par le fabricant.

Résultats. Avec cette méthode on a pu simuler différents projets avec grande précision, et mesurer des différences de calcul entre les courbes de fonctionnement par défaut du moteur EnergyPlus et celle obtenues par cette méthodologie sur la base des données fabricants mettant en valeur des gains de consommation électrique de chauffage ou de refroidissement de l’ordre de 30% par rapport aux courbes de fonctionnement par défaut proposée dans le cœur de calcul EnergyPlus. 

En conclusion. Ces résultats nous ont permis de démontrer tout l’intérêt de définir de la manière la plus détaillée possible l’installation de climatisation VRF lors de la conception du projet, et la méthodologie de travail openBIM par échange de fichiers IFC permet de réaliser cette étape le plus tôt possible, pour fournir aux Maîtres d’ouvrage des données fiables quant à la performance énergétique future et au retour sur investissement de son bien immobilier.

Auteur : Yve Menez, CYPE, yves.menez@cype.com

Source : http://actualites.cype.fr/2018/cype_partenaire_toshiba_air_conditioning_france.htm

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