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Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04.

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Präsentation zum Thema: "Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04."—  Präsentation transkript:

1 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Versuch 1. Was wollen wir tun - das Pflichtenheft Einfluss der Modellierung am Beispiel der Gebäudesimulation Ziel: Erstellung des Pflichtenheftes für das Praktikum Schritt 1 Das Problem - Einführung mit Video AnforderungsdefinitionEinführung mit Video Anforderungsdefinition Schritt 2 Beschreibung der Aufgabe (Lastenheft) Schritt 3 Erstellung eines Pflichtenheftes als Teil des Projekthandbuches Vertiefende Informationen Lernmodul KS-V1 ModelleModelle

2 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Modellierungstufen physikalisches Modell mathematisches Modell numerisches Modell Simulationsmodell Quantifizieren Diskretisieren Implementieren Reale Komponente Verhalten Parameter Verhalten Parameter Verhalten Parameter Verhalten M O D E L L I E R U N G

3 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Physikalisches Modell: Energiebilanz-Raum Raum Außenwand: Raum (Konvektion und Strahlung): Raum (Latent):

4 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Mathematische Modelle für die Energiebilanz Statische Verfahren (steady state) –Lastberechnungen Erweiterte statische Verfahren (enhanced stady state) –DIN V –DIN EN 832 Dynamische Verfahren (non-stationary, transient) –Differenzen und Finite-Elemente-Verfahren –Response-Faktoren (Gewichtsfaktoren) –Beuken-Modell –Regeltechnisches-Ersatzmodell

5 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Merkmale der statischen Verfahren Statische Verfahren (Lastberechnungen) –Basierend auf Daten eines Gradtages –Keine Berücksichtigung der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes Erweiterte statische Verfahren (DIN V , DIN EN 832) –Basierend auf Monatsmittelwerten –Berücksichtigung der passiven Energielasten und Wärmespeicherfähigkeit des Gebäude durch sog. monatlichen Ausnützungsgrad

6 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Merkmale der dynamischen Verfahren Differenzen und Finite-Elemente Verfahren –Diskretisierung des Differentialgleichungsystems –Eindimensionaler Wärmestrom Response-Faktoren (Gewichtsfaktoren) –Bestimmung des Übertragungsverhaltens des Raumes –Kopplung der Übertragungsfunktionen mit Eingangsgrößen –Zeitinvariantes Verhalten –Superpositionsprinzip Beuken-Modell –Elektrisches Analogiemodell (Formale Übereinstimmung der Differentialgleichungen der Wärmeleitung und Potentialgleichung für idealisiertes Kabel) Regeltechnisches Ersatzmodell

7 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Entwicklung des Problemverständnisses Identifikation der wichtigsten Parameter –Parametervariation bei einem Verfahren Vergleich verschiedener zeitlicher Auflösungen –Grenzen der Modellierung bei vorgegebenen Parametern

8 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Beispielgebäude

9 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Beispielgebäude-Datenblatt

10 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Physikalisches Modell Zonenweise stationäre Energiebilanz bei vorgegebener Soll- Innentemperatur

11 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Mathematisches Modell Transmissionsverluste: Lüftungsverluste: Interne Wärmegewinne: Mittlere interne Wärmegewinne auf der Basis eines durchschnittlichen 2,7- Personenhaushaltes bezogen auf die Wohnraumfläche Statisches Verfahren auf monatlicher Basis mit folgenden Gleichungen: Solare Wärmegewinne: F bedeuten Abminderungsfaktoren für Verschattung, Sonnenschutz und Rahmenanteil

12 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Numerisches Modell Transmissionsverluste: Lüftungsverluste: Interne Wärmegewinne: Solare Gewinne: Ausnutzungsgrad:, dann sind die obigen Gleichungen für jeden Monat zu lösen und die monatlichen Werte von Q aufzusummieren Stationäres Punktmodell

13 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Mögliches Lastenheft für Praktikum 2003/04 Erweiterung eines Programmes zur Berechnung des Verlaufs des Wärmebedarfs über ein Jahr auf der Basis einer monatlichen stationären Energiebilanz bei einer konstanten Soll-Innentemperatur. Berücksichtigt werden sollen Transmission, Lüftung, solare und interne Wärmegewinne. Soll-Innentemperatur, Lüftungsrate und Nutzungsgrad sollen variabel sein. Für jeden Zeitschritt soll der monatliche Wärmebedarf, sowie dessen Anteile an Transmission, Lüftung und interner Wärmegewinne berechnet und visualisiert werden. Für den gesamten Berechnungszeitraum sollen die Summenwerte auf dem Bildschirm ausgegeben werden. In diesem Praktikum soll eine zweite, beheizte Zone eingeführt werden

14 Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme LE P MuSofT Erkundungsumgebung Entwicklung eines komponentenbasierten Systems WS 03/04 Praktikumsaufgaben - Block 1 Erstellen Sie eine Liste der Aufgaben (Pflichtenheft) für die folgenden Tage Verwenden Sie folgende Vorlagen –Ablaufmodell Praktikum in ProModUP –Vorlage Pflichtenheft Praktikum (lokal) Pflichtenheftlokal Text: Wie setzt man Use Cases einWie setzt man Use Cases ein


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