BIM & Simulace CFD simulace ve stavebnictví. Ing. Petr Fischer

Transkript

1 BIM & Simulace CFD simulace ve stavebnictví Ing. Petr Fischer

2 Agenda 10:15 11:00 Úvod do problematiky Petr Fischer Technické informace a příklady Jiří Jirát Otázky a odpovědi

3 Používané metody navrhování Historicky vývoj navrhování na základě: Zkušeností Analytických výpočtů / norem Počítačové metody Statický výpočet FEM Dynamika tekutin CFD

4 CFD (Computational Fluid Dynamic) Větev mechaniky tekutin řešící proudění tekutin (a teplo) numerickými metodami Řešení na základě okrajových podmínek na diskretizovaném objemu Základ Navier-Stokesovi rovnice

5 Typické použití CFD simulací ve stavebnictví Mechanická ventilace HVAC: Průmyslové haly, Datová centra, Nemocniční prostory, Kancelářské prostory, Laboratoře, Čisté prostory Odvětrání kouře Únik chemikálií Tepelný komfort Solární zatížení Kondenzace na oknech Venkovní proudění Zatížení od větru Kouř / výfuk Proudění v prostředí: ploty, zdi, nádvoří Přirozená ventilace Studie komfortu pasivních budov Velké prostory Kondenzace Kombinace vnitřních / vnějších prostor

6 Proč simulovat? Eliminace zbytečných nákladů Odstranění nejistoty v návrhu Zlepšení kvality a spokojenosti zákazníků Redukce neznámých rizik Odlišení se od konkurence Rostoucí globální konkurence Rostoucí komplexita řešení Rostoucí regulace

7 Autodesk Simulation

8 Simulation CFD 2015 představení Jiří Jirát

9 Co je to CFD? Computational Fluid Dynamics Výpočetní technika dynamiky částic Analýza proudění Interní/externí proudění Laminární/turbulentní Nestlačitelné/Stlačitelné Podzvukové/nadzvukové Stacionární/transientní úlohy Dvou fázové proudění Kavitace 2D úlohy Simulace chování kapaliny ve volném prostředí Pára/vlhkost Eroze Prostup tepla Kondukce Nucená konvekce Přirozená konvekce Kombinací Sálání Jouleovo teplo zahřívání vodičů Solární Pára/vlhkost Model výpočtu tepelného komfortu Možnost výpočtu viditelnosti v kouři Přímý převod do Sim Mechanical

10 Výzvy Je proudění v místnosti vyrovnané? Jaké jsou teplotní výkyvy v prostoru? Budou se cítit uživatelé komfortně? Budou mít výkyvy teploty vliv na vybavení? Bude větrání dostatečné (LMA)? Nebude v místnosti příliš teplo nebo zima v závislosti na slunci? Je ventilace přizpůsobena pro minimální náklady? Je tu efektivnější způsob jak vytápět místnost?

11 Příklady použití

12 Hodnocení kvality vzduchu

13 Hodnocení kvality vzduchu případová studie Původní řešení Optimalizované řešení Nemohli jsme prokázat naše stanovisko bez simulací provedených v Autodesk Simulation CFD. CFD byla jediná cesta, jak bychom mohli analyzovat proudění vzduchu s nějakou mírou důvěry a bez přehnaných nákladů na výstavbu plnohodnotného modelu v reálném měřítku. -Marty Wallace, Senior Associate, Genesys Engineering

14 Přirozená ventilace Přirozené větrání může snížit spotřebu energie o 10 až 30%

15 Tepelný komfort Původní konstrukce stropního difůzoru Změna stropních difůzorů & Sálavých panelů

16 Šíření kouře

17 Šíření kouře

18 Externí proudění vzduchu/solární zátěž

19 Simulace výrobní haly Splňují požadavky IPCC Kontrolované /přechodné emise Snižování Křížové kontaminace Lepší kontrola teploty Snížení spotřeby energie

20 Simulace výrobní haly Případová studie

21 Simulace výrobní haly Případová studie

22 Simulace výrobní haly Případová studie Teplota Tlak

23 Simulace výrobní haly Případová studie léto zima Rozdíl letního a zimního provozu

24 Datacentra

25 Datacentra

26 Data Centra Případová studie Model od Architekta / MEP Výsledek simulation se zobrazením teploty Optimalizovaný Simulation model

27 Vzduchotechnické jednotky

28 Difůzory

29 Zpět k jádru Autodesk Simulation CFD

30 Jaké jsou výhody Autodesk Simulation CFD? Výhody Jednoduchý k naučení Snadné získání výsledků Rychlé změny designu Využití stávající geometrie z REVITu Použití Koncepční design Vývoj Marketing Sdílení Know-how ve společnosti

31 Jaké jsou výhody Autodesk Simulation CFD? Digitální model proudění Digitální větrný tunel Digitální motel přenosu tepla Digitální budova

32 Jaké jsou výhody Autodesk Simulation CFD? Využití: Autodesk CFD Designér Architekt Projektant Tradiční CFD Pouze pro Specialisty Pouze velké společnosti Nutné výpočetní oddělení Myšlenka / Koncept Autodesk CFD Detailní Design Malé a středně velké společnosti Vývojové oddělení větších společností Realizace Provozní test Virtuální Prototyp - Standartní CFD Předání

33 Strategie? 1. Příprava CAD modelu Zjednodušení/úprava geometrie 2. Přiřazení materiálů 3. Definice okrajových podmínek 4. Síťování 5. Výpočet 6. Analýza výsledků 7. Nutná změna? Změna designu v CADu a aktualizace do CFD Změna scénáře okrajových podmínek, materiálů 8. Porovnání výsledků

34 DEMO

35 Porovnání 2 variant větrání: 1. varianta Přívod stropem 2. varianta Přívod Pod oknem

36

37

38

39 Otázky a odpovědi

40 CAD Studio a.s. tel