Buildings play a central role for livability and carbon footprint of urban areas. Ambitious energy saving and emission reduction targets created a need for a new generation of decisionsupport methods and tools that allow for detailed analysis of urban energy on a large scale. Urban building energy modeling (UBEM) that has emerged recently is an efficient approach to assess energy performance of multiple buildings and system effects from urban energy interventions. However, the further upscale of UBEMs is significantly limited due to the lack of automation for building energy performance (BEP) simulations required for such models in large amounts. This thesis aimed to explore challenges for automation of BEP simulations, and to develop a prototype tool that would serve as a middleware between UBEM and BEP simulation engine, focusing on the IDA ICE simulation software. The result of this thesis is icepy — a tool for automation of BEP simulations in IDA ICE. It uses IDA ICE API and Lisp scripting to provide interaction between UBEM process and IDA ICE in order to generate initial simulation model (IDM), execute simulation and manage results in an automated way. Being implemented as a Python package, it allows to modify multiple IDMs or export simulation results with a few lines of code. The developed tool has been tested and validated for the case building in Minneberg, Stockholm. The automation capabilities provided by icepy has allowed to perform sensitivity analysis for building design parameters as was demonstrated for the window-to-wall ratio (WWR) and three various algorithms for window distribution. The resulting tool has limited functionality as it addressed building envelopes which is only one component of building simulation. However, it has proved to be an efficient approach to automate simulation process and has shown a good potential for further development of such tools. / Byggnader spelar en central roll för urbana områdens levbarhet och koldioxidavtryck. Ambitiösa mål för energibesparing och utsläppsminskning har skapat ett behov av en ny generation beslutsstödmetoder och verktyg som möjliggör detaljerad analys av städers energianvändning i stor skala. Urban byggnadsenergimodellering (UBEM) har nyligen utvecklats och är ett effektivt tillvägagångssätt för att bedöma energiprestanda för flera byggnader och systemeffekter för olika energiåtgärder inom den urban miljön. Den ytterligare uppskalningen av UBEM är dock begränsad på grund av bristen på automation av simulering som är inriktade på byggnadsenergiprestanda (BEP), vilket krävs för att hantera stora byggnadsbestånd. Det här examensarbetet syftar till att utforska utmaningar med automatisering av BEP-simuleringar och att utveckla en prototyp som ska fungera som en mellanprogramvara mellan UBEM och BEP-simuleringsmotorer, med fokus på IDA ICE(som är en simuleringsprogramvara). Resultatet av examensarbetet är icepy, som är ett verktyg för att automatisera BEP-simuleringar i IDA-ICE. Icepy använder IDA ICE API och Lispskript för att tillhandahålla interaktion mellan UBEM-processen och IDA ICE för att generera en initial simuleringsmodell (IDM), utför själva simuleringen och slutligen hanterar resultatet på ett automatiserat sätt. Genom att icepy implementeras som ett Pythonpaket kan den modifiera flera IDM:er och även exportera simuleringsresultat med några få kodrader. Området Minneberg i Stockholm har använts i en fallstudie för att validera och testa verktyget. Automatiseringsfunktionerna i icepy har möjliggjort känslighetsanalyser för olika byggnadsdesignparametrar, exempelvis studerades påverkan av olika värden på förhållandet mellan fönster och väggar genom användning av tre olika algoritmer för fönsterdistributioner. Det utvecklade verktyget har begränsningar i funktionalitet framförallt på grund av att enbart byggnadens ytterskal studerades i byggnadsenergisimuleringarna. Verktyget har dock visat sig vara ett effektivt tillvägagångssätt för att automatisera simuleringsprocesser, vilket visar på en god potential att också vidareutveckla dessa verktyg.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-284528 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Fu, Chenglong |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20688 |
Page generated in 0.0023 seconds