Ēku enerģijas simulācija

Ēkas enerģijas simulācijas, ko sauc arī par ēku enerģijas modelēšanu (BEM) (vai enerģijas modelēšanu kontekstā), ir dizaina rīks, kurš raksturo enerģijas plūsmas, kas saistītas ar ēku un prognozē to ietekmi uz komforta parametriem un energoefektivitātes prasībām, izmantojot matemātiskos modeļus.

Izcelsme 
Tipisks ēku enerģijas modelis sastāv no datiem par vietējiem laikapstākļiem; ēkas ģeometriju; ēkas norobežojošo konstrukciju; iekšējām temperatūras izmaiņām dēļ insolācijas, cilvēkiem un energo patēriņa; apkures, ventilācijas un dzesēšanas (HVAC) sistēmu specifikācijām; darbības grafikiem un vadības stratēģijām. Ēkas enerģijas simulācijas tad izmanto matemātiskus modeļus, lai attēlotu ēkas sistēmu un to mijiedarbību, lai aprēķinātu siltuma slodzes, sistēmas pretreakcijas uz šīm slodzēm, un rezultējošo enerģijas patēriņu, kā arī dažādus tiem saistītus rādītājus, piemēram, pasažieru termisko komfortu, enerģijas izmantošanu un oglekļa dioksīda emisijas.

Ēkas enerģijas simulāciju attīstība notiek, pateicoties akadēmisko, valdības un profesionālo organizāciju kopīgiem spēkiem. Attīstoties datoru tehnoloģijām 1960. gados, tās aizstāja manuālu siltumslodžu aprēķinu. ASV, 1970 gadu enerģijas krīze pastiprināja šos centienus, jo, samazinoties enerģijas patēriņam ēkās, tas kļuva aktuāls iekšzemes politikas interesēs. Enerģētikas krīze arī uzsāka attīstību ASV ēkas enerģijas patēriņa standartiem, sākot ar ASHRAE 90-75. Federālās un valsts aģentūras, kā Enerģijas Pētniecības un Attīstības Pārvaldes (ERDA), kas tagad ir ASV Enerģētikas Departaments, ASV Aizsardzības Departamenta, Nacionālā Zinātnes Fonda un Kalifornijas Enerģijas Komisija sadarbojas ar valsts laboratorijām un universitātēm, lai izstrādātu ēkas enerģijas simulācijas aprēķinu programmas, kā, DOE-2 Ēku Slodžu Analīzes un Sistēmu Termodinamikas (BLAST), un Pārejas Sistēmas Simulācijas (TRNSYS). Kopš 2001. gada, ASV federālās attīstības ēku enerģijas modelēšanas rīkiem rezultātā izveidojās jauna aprēķinu programma EnergyPlus, kura apvienoja BLAST un DOE-2 iespējas. Līdzīga attīstība ēku enerģijas modelēšanas simulācijas rīku izveidē ir vērojama Lielbritānijā, kur Lielbritānijas Inženierzinātņu un fizikas Zinātņu Pētniecības Padomes un Eiropas Komisijas Pētniecības un Attīstības programmas atbalstīja ESP-r izveidi Normatīvi un standarti turpina virzīt tirgus pieprasījumu, dēļ simulāciju programmatūras spēju sniegt attīstību uz rezultātiem. Kā rezultātā ir aizvien pieaugošs programmatūras klāsts ēku enerģijas simulācijām.

Pielietojums 
Ēku energoefektivitātes modeļi var tikt izstrādāti gan jaunām, gan jau esošajām ēkām. Visbiežākie pielietojumi ēku enerģijas modelēšanai ir:
 Arhitektūras projektēšanā: lai kvantitatīvi salīdzinātu dizaina vai pārbūves iespējas, lai panāktu energoefektīvāku ēkas dizainu
 HVAC Dizainā: lai aprēķinātu siltuma slodzes mehānisko iekārtu izmēru noteikšanai un palīdzēt izstrādāt un pārbaudīt sistēmu vadības stratēģijas
 Būvniecības Izpildes Vērtējums: lai pierādīt uz rezultātiem balstītu atbilstību ar enerģijas normatīviem, zaļo sertifikāciju un finanšu stimuliem
 Ēkas Sastāva Analīze: lai nodrošinātu enerģijas normatīvu un standartu izpildi, un plānotu liela mēroga energoefektivitātes programmas

Programmatūra 
Ir simtiem programmatūras rīku pieejami, kas simulē ēku energoefektivitāti būvniecības apakšsistēmām.

Skatīt arī 
 Enerģijas modelēšana

Atsauces 

Arhitektūra
Ēku inženierija
Elektroenerģijas taupīšana