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Versuch 1. Was wollen wir tun - das Pflichtenheft

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Präsentation zum Thema: "Versuch 1. Was wollen wir tun - das Pflichtenheft"—  Präsentation transkript:

1 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 Anforderungsdefinition Schritt 2 Beschreibung der Aufgabe (Lastenheft) Schritt 3 Erstellung eines Pflichtenheftes als Teil des Projekthandbuches Vertiefende Informationen Lernmodul KS-V1 Modelle

2 Modellierungstufen Quantifizieren Diskretisieren Implementieren
Reale Komponente Verhalten M O D E L L I E R U N G Parameter Parameter Parameter physikalisches Modell Verhalten Quantifizieren mathematisches Modell Verhalten Diskretisieren numerisches Modell Verhalten Implementieren Simulationsmodell

3 Physikalisches Modell: Energiebilanz-Raum
Außenwand: Raum (Konvektion und Strahlung): Raum (Latent):

4 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 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 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 Entwicklung des Problemverständnisses
Identifikation der wichtigsten Parameter Parametervariation bei einem Verfahren Vergleich verschiedener zeitlicher Auflösungen Grenzen der Modellierung bei vorgegebenen Parametern

8 Beispielgebäude

9 Beispielgebäude-Datenblatt

10 Physikalisches Modell
Zonenweise stationäre Energiebilanz bei vorgegebener Soll-Innentemperatur

11 Mathematisches Modell
Statisches Verfahren auf monatlicher Basis mit folgenden Gleichungen: Transmissionsverluste: Lüftungsverluste: Interne Wärmegewinne: Mittlere interne Wärmegewinne auf der Basis eines durchschnittlichen 2,7-Personenhaushaltes bezogen auf die Wohnraumfläche Solare Wärmegewinne: F bedeuten Abminderungsfaktoren für Verschattung, Sonnenschutz und Rahmenanteil

12 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 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 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) Text: Wie setzt man Use Cases ein


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