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Lancer la simulation STD Comfie












Lancer la simulation STD Comfie

Le module est organisé en deux parties :

  • à gauche : les paramètres de simulation
  • à droite : les boutons de lancement de la simulation et la fenêtre d'information
Les calculs qui sont faits avec le Modeleur reprennent les options d'export vers l'Éditeur.
Tableauexp.png


1 Période de simulation et pas de temps

LancerSimu00.png

1.1 Période de simulation

Les fichiers météo contiennent 52 semaines de données météo horaires (pour plus d'information sur les fichiers météo, se reporter à la page fichiers météo du manuel).

Sur la gauche, sélectionner les numéros des semaines de début et de fin de la simulation.

Autre méthode : utiliser le calendrier à droite, mais le calcul s'effectuera toujours sur des semaines entières.

1.2 Pas de temps

Au choix entre 6 min et 30 min. Plus il est petit, plus la simulation sera longue, mais plus les résultats seront précis.

  • Pour les besoins de chauffage, en général un pas de temps d'une demi-heure est suffisant.
  • Pour évaluer le confort d'été, un pas de temps d'un quart d'heure minimum est conseillé.
  • Si le projet comporte des taux de renouvellement d'air élevés (forte ventilation naturelle ou forcée), il est recommandé de réduire le pas de temps.
  • S'il y a des oscillations dans les températures ou s'il y a des erreurs de convergence, diminuer le pas de temps.

1.3 Premier jour de l'année

Permet de spécifier le jour de semaine correspondant au 1er janvier. Ce réglage permet de caler précisément les week-ends ce qui peut être utile lorsqu'on cherche à reproduire de mesures (audit et suivi). Par défaut, le 1er janvier est supposé être un lundi.

1.4 Heure d'été

Heureete.png

Lors du calcul, il est possible de cocher la case correspondant à la prise en compte des heures d'été. Il faudra alors renseigner le premier et le dernier jour ayant une heure d'été. Cela permet de décaler les scénarios (saisies en heure légales d'hiver) par rapport à ces heures d'été.

  • On rentre les scénarios en heure légale d'hiver.
  • Les fichiers météos sont en heure légale d'hiver.
  • Lorsque l'on coche dans simulation : heure d'été, tous les scénarios sont décalés d'une heure pendant la période d'heure d'été définie (il n'est alors pas utile d'avoir un scénario spécifique adaptés aux heures d'été et d'hiver).
  • Les heures d'été ne sont pas prises en compte dans l'affichage obtenu pour les graphiques experts (l'heure en abscisse est toujours l'heure légale d'hiver).


2 Paramètres du modèle COMFIE

Lancersimulation - simulParamCOMFIE.png

Limites haute et basse d'inconfort  : Elles sont utilisées pour calculer les indicateurs d'inconfort thermique affichés dans la synthèse des résultats : nombre d'heure d'inconfort, et taux d'inconfort.

Il n'y a pas d'inconfort hors période d'occupation.


Chaleur humaine : Depuis la version 3.3.9 de Pleiades, la puissance thermique émise par occupant peut être ajustée (par défaut 80 W/occupant). Cette puissance ne représente que de la chaleur sensible.

Chaleur latente :

  • En STD sans équipement, seule la chaleur sensible est prise en compte. En effet, l'humidité n'est pas prise en compte pour les calculs de besoins, et cette chaleur latente (liée à la prise en compte de l'humidité) ne peut donc pas être prise en compte pour les calculs.
  • En SED (consommation des systèmes), la chaleur latente ET la chaleur sensible sont prises en compte. Cette chaleur latente est fixée par défaut à 0.055 kg/h/occupant (cette valeur est issu du § 2.2.1.2. de la méthode Th-BCE).


Humidité des occupants : Depuis la version 3.6.2 de Pleiades, l'humidité émise par occupant peut être ajustée (par défaut 0.055 kg/h/occupant).

3 Options de simulation

LancerSimu01.png
  • Désactiver les apports solaires : La simulation se fera sans apports solaires. Permet d'estimer la part des apports solaires sur les besoins par comparaison avec une simulation normale.
  • Désactiver les gains internes : La simulation se fera sans apports internes issus des scénarios de puissance dissipée et du scénario d'occupation. Permet d'estimer la part des apports internes sur les besoins par comparaison avec une simulation normale.
  • Calculer les déperditions/Diagramme de Sankey/Part de besoins nets : permet de générer le diagramme de flux, alors accessible depuis l'onglet Synthèse. Le temps de calcul est plus long car deux simulations sont réalisées successivement : une simulation normale puis une simulation sans apports solaires ni apports internes.
    Le diagramme de Sankey est uniquement disponible pour un calcul de STD (besoins), et pas pour un calcul de SED (consommation avec systèmes).
  • Calculer l'éclairage artificiel à partir de l'éclairement naturel : Elle permet de calculer la consommation due à l'éclairage artificiel. Chaque luminaire constitue une source de chaleur. L'énergie électrique consommée par chacun d'eux est supposée entièrement convertie en chaleur et transmise à la zone thermique correspondante. Il ne faut donc pas intégrer les puissances d'éclairage dans les scénarios de puissance dissipée. Accessible uniquement si un calcul d'éclairement naturel a été réalisé avec le Modeleur.
  • Calcul aéraulique : Active ou non le calcul aéraulique de COMFIE. Accessible uniquement si le projet comporte au moins une enveloppe aéraulique.


4 Les paramètres experts

Afficher les paramètres experts : Cocher la case permet de visualiser et éventuellement modifier différents paramètres de simulation plus spécifiques.

LancerSimu03.png

4.1 Limites des isolants

Dans COMFIE, la position d'un isolant dans la composition influe sur la répartition des mailles. De plus, l'inertie thermique d'un isolant est reportée sur les matériaux adjacents.

Lambda limite des isolants : conductivité thermique utilisée pour distinguer les isolants des autres matériaux. Un matériau dont la conductivité est inférieure à cette valeur sera considéré comme un isolant. Jouer sur ce paramètre pourra être utile dans le cas d'un bâtiment avec une isolation répartie (monomur). On choisira alors une valeur inférieure à celle de l'isolant retenu pour qu'il soit vu comme non-isolant et conserve son inertie.

Rho limite des isolants : masse volumique utilisée pour distinguer les isolants des autres matériaux. Un matériau dont la masse volumique est inférieure à cette valeur sera considéré comme un isolant. Jouer sur ce paramètre pourra être utile dans le cas d'un bâtiment avec lames d'air isolantes.

4.2 Coefficients d'échange

Il s'agit des coefficients d'échange surfacique utilisés par COMFIE. Il est possible de modifier ou de rétablir les valeurs par défaut à partir du tableau. Ces coefficients regroupent les échanges convectifs et radiatifs. Peut-être utile si l'on souhaite reproduire des résultats de simulation réalisés avec un autre logiciel de STD utilisant d'autres coefficients d'échange.

4.3 Période de mise en température

L'initialisation des températures des parois et des zones thermiques en début de simulation étant conventionnelle, une simulation peut engendrer un comportement transitoire peu réaliste durant les premiers jours de simulation (p. ex. pic de besoins de chauffage). Afin de pallier cet effet, il est possible de définir une période de mise en température du bâtiment (à renseigner en nombre de semaines, par défaut 2 semaines), destinée à initialiser les températures de manière beaucoup plus réaliste. En pratique, il s'agit d'une pré-simulation réalisée sur les semaines précédant directement le début de la simulation proprement dite. Si la simulation démarre en début d'année, la pré-simulation de mise en température démarrera en fin d'année.

Exemple avec simulation des semaines 10 à 40 et 4 semaines de mise en température :

Lancersimulation - MeT.png

Exemple avec simulation des semaines 1 à 52 et 3 semaines de mise en température :

Lancersimulation - MeT2.png

4.4 Réduction de modèle

La modèle de bâtiment de COMFIE revient à un ensemble d'équations différentielles. Certaines ont plus d'influence sur les résultats que d'autres. La "réduction de modèle" est un moyen permettant de s'affranchir de la résolution des équations qui auraient trop peu d'influence sur les résultats. Par cette méthode, on cherche à réduire au maximum le temps de calcul sans dégrader la précision des résultats.

Depuis la version 3.6.6.0 de Pleiades, il existe 5 modes pour la réduction du modèle dans Comfie :

  • Optimal : La qualité des résultats est équivalente à celle obtenu en mode "non réduit" mais sa rapidité est généralement supérieure à celle obtenue avec l'ancien mode.
  • Rapide : La qualité devrait être équivalente à l‘ancien mode tout en étant un peu plus rapide.
  • Très rapide : Mode brouillon. Ce mode limite à 5 le nombre d'équations à résoudre par zone thermique. Les résultats ne sont pas aussi précis, mais ils sont plus rapides à obtenir qu'avec le mode rapide.
  • Ancien mode : Mode historique. Ce mode limite à 10 le nombre d'équations à résoudre par zone thermique. C'est le mode qui était utilisé sur les versions du logiciel antérieures à la version 3.6.6.0. Il est maintenu pour permettre de finir une étude commencée avec une version ancienne de Pleiades sans changer les résultats. Son rapport qualité/vitesse est moins bon que le mode Optimal.
  • Non réduit : Conserve toutes les équations et assure la meilleure précision des calculs. Par conséquent, c'est aussi le plus lent. Fortement déconseillé.

4.5 Autres

Désactiver le calcul des matériaux à changement de phase  : la simulation ne tiendra pas compte du changement de phase des matériaux à changement de phase. Cette option permet de vérifier l'effet du changement de phase.

5 Calculs en tâche de fond

Depuis la version 3.7.2.0 de Pleiades, il est possible de lancer les calculs de simulation en tâche de fond en cochant la case : CocheTacheDeFond.png (Cette case est cochée par défaut).

Ceci permet, durant un calcul, de pouvoir continuer à utiliser l'interface, modifier un projet, lancer un nouveau calcul etc. Plusieurs simulations peuvent donc être réalisées simultanément. Une fenêtre présente l'état d'avancement des différents simulations.

FenetreFileAttente.png

Un clic sur une croix rouge interrompt la simulation qui s'affiche alors en rouge. Lorsqu'une simulation ne peut démarrer ou aboutir, elle s'affiche aussi en rouge.

Un clic sur le bouton BoutonInfoSimu.png affiche les informations concernant le déroulement de la simulation correspondante (erreurs, temps de calcul etc.)

Cette fonctionnalité n'est pas disponible sur Pleiades Modeleur.


6 Simulation Thermique Dynamique (STD)

On désigne par STD le calcul des besoins énergétiques du bâtiment. Il s'agit donc d'un calcul de l'énergie utile.

Ce type de simulation calcule, heure par heure, les besoins de chauffage et de rafraîchissement, ainsi que les températures et l'humidité dans chaque zone thermique du bâtiment. Cette simulation ne tient compte ni des équipements de chaud ou de froid, ni des équipements d'ECS. Le bilan des consommations (énergie finale) est donc partiel. Les températures calculées supposent une régulation et une réactivité idéales des équipements assurant le chauffage et le rafraîchissement de manière que les consignes de température soient toujours atteintes, respectivement en période de chauffage ou de rafraîchissement.

Pour lancer la simulation, cliquer sur le bouton "Lancer la simulation".

Lancersimulation - simulimg4V20.png
Un calcul de STD (donc sans système, en opposition au calcul de SED avec systèmes) ne prend pas en compte les systèmes de chauffage, de climatisation et d'ECS. En revanche, il prend bien en compte les mouvements d'air induits par les systèmes de ventilation s'ils ont été saisis pour un calcul aéraulique.


Saisir les informations de la variante dans la fenêtre qui apparaît.

Au besoin, changer le nom du projet, le nom de la variante et des commentaires sur la variante.

Lancersimulation - simulimg5V20.png


Il est possible de lancer le calcul de dimensionnement de chauffage et/ou de climatisation en parallèle de la simulation. Cette option permet notamment d'assurer la cohérence entre les dimensionnements lorsque ceux-ci sont utilisés par la simulation (limitation de puissance de chauffage et de refroidissement des zones, débits d'eau des réseaux secondaires).

Attention, l'utilisation de ces options nécessite une saisie complète de ces modules et la disponibilité des licences correspondantes. Une case n'est pas activable si le calcul est rendu impossible. Il faut alors se rendre dans le module concerné pour visualiser la saisie manquante.

6.1 Contrôle automatique de la saisie

Une fois la simulation lancée, Pleiades effectue une vérification détaillée des données pour éviter de lancer une simulation erronée. Un message d'erreur apparaît si des données sont incomplètes.

Si un message annonçant une erreur "inconnue" apparaît durant la simulation, vérifier la cohérence du projet (particulièrement les débits de ventilations internes). Consulter également ce qui est indiqué ici.

Si un message affiche une erreur "E/S 32", relancer le logiciel.

Si des erreurs de convergence apparaissent. Vérifier la cohérence des débits de ventilation et réduire éventuellement le pas temps. Si quelques erreurs de convergence persistent malgré tout, ce n'est pas grave. Vérifier dans les résultats que la température n'est pas anormale à l'heure et au jour indiqué.

COMFIE ne peut pas réaliser de calcul si votre saisie comporte des vitrages sur des parois intérieures du bâtiment. Dans ce cas, ces vitrages sont convertis automatiquement en portes pour permettre le calcul. Les portes équivalentes disposent de la même résistance thermique que les vitrages concernés. Ce remplacement automatique n'intervient qu'au niveau de COMFIE ; il ne modifie en rien votre projet Pleiades. Lors de cette conversion automatique, le seul élément modifié est le nombre de vitrages de la menuiserie qui passe à zéro.

Le mode ouverture "détaillé" de la menuiserie est conservé sur la porte. Autrement dit, la conversion de la fenêtre en porte n'a aucune incidence sur les calculs aérauliques.

Si la menuiserie est positionnée avec une allège, la position de cette menuiserie est conservée lorsque le passage en porte est conservé.


La simulation n’aboutit pas et/ou provoque des erreurs, que puis-je faire ?

Un type d'erreur n'est actuellement pas détectable. Il s'agit de ce que l'on appelle un "problème mal posé". Dans ce cas, l'opération d'analyse modale qui intervient lors de mise en place des équations à résoudre est instable. On peut alors constater que les résultats de deux simulations réalisées sur deux variantes très proches d'un même bâtiment donnent des résultats très différents. Ce type d'erreur survient lorsqu'une partie significative des parois d'une zone est excessivement légère. En particulier, nous avons rencontré ce type d'erreur sur des bâtiments comportant un bardage isolant de type "panneau sandwich". Soyez vigilant avec ce type de paroi.


Depuis la version 5.20.6.0, un algorithme détecte ce type de configuration et tente de contourner le problème. Néanmoins, la vigilance reste de mise...


6.2 Sauvegarde automatique de la simulation

Lorsqu'une simulation aboutit (pas d'interruption due à une erreur en cours de simulation), le projet, les paramètres et options de simulation et tous les résultats sont sauvegardés automatiquement.

Il est possible de recharger une simulation, depuis Résultats.

7 Simulation Énergétique Dynamique (SED)

On désigne par SED le calcul des consommations énergétiques du bâtiment en tenant compte du fonctionnement des équipements. Il s'agit donc d'un calcul de l'énergie finale.

7.1 Principe du calcul des consommations

Ce calcul des consommation est adapté des algorithmes de la méthode Th-BCE des systèmes.

Les équipements pris en comptes sont :

  • les émetteurs chaud/froid,
  • les émetteurs d'ECS (avec scénarios personnalisables),
  • les systèmes de ventilation,
  • les réseaux de distribution secondaires et primaires,
  • les générations avec générateurs à combustion, thermodynamiques, réseaux urbains, ballons et capteurs solaires.

Le calcul nécessite des fichiers météo spécifiques disposant de l'humidité, de la position solaire et de la température d'eau froide. Pour savoir si le fichier météo choisi convient, consulter les pictogrammes présents au niveau Projet de l'arborescence du projet.

Ce calcul tient également compte l'humidité de chaque zone et la déshumidification liées aux émetteurs froids avec ventilateur local.

En sortie, plus de 200 paramètres sont visualisables dans l'interface graphiques experts.

Les consommations sont calculées à partir des besoins énergétiques de chauffage et de climatisation déterminés par COMFIE. Elles peuvent être calculées selon deux approches différentes :

  • soit en post-traitement, c'est-à-dire à partir des résultats horaires de la simulation réalisée dans un premier temps par COMFIE,
  • soit au pas de temps (depuis la version 4.19.4.0), c'est-à-dire que les consommations sont calculées au cours de la simulation de COMFIE. Dans ce dernier cas, le calcul est réalisé plus précisément. En plus, il est alors possible de réintégrer les pertes thermiques des réseaux et des ballons comme apport thermique à la zone thermiques où elles sont localisées et de limiter la puissance de la zone à partir des limites des systèmes de chauffage ou de rafraîchissement afin de visualiser les dérives de température engendrées.

Avant la version 4.19.4.0 de Pleiades, le calcul était uniquement réalisé en post-traitement. Depuis la version 4.19.4.0 de Pleiades, le calcul est réalisé par défaut au pas de temps, avec récupération des pertes et limitation des puissances des zones. Il reste possible de choisir de ne pas réintégrer les pertes, de ne pas limiter la puissance des zones ou de réaliser un calcul en post-traitement en choisissant les options correspondantes dans les paramètres expert de simulation.

7.1.1 Calcul en Post traitement ou Au pas de temps

LancerSimu02.png

Les calculs de la consommation des systèmes et de l'humidité dans les zones peuvent être réalisés soit en post-traitement (c'est-à-dire après la simulation), soit au pas de temps (c'est-à-dire au cours de la simulation).

En post-traitement :

  • Les calculs sont réalisés à partir des résultats horaires du calcul des besoins. Ils sont donc moins précis que s'ils sont réalisés au pas de temps.
  • Ce mode n'accepte que les simulations réalisées des semaines 1 à 52.
  • Les pertes thermiques des réseaux, ballons, chaudières, etc. calculées ne sont pas récupérables dans les zones. Elles ne contribuent donc pas à réduire les besoins de chauffage ni à accroître les besoins de rafraîchissement ou les surchauffes.
  • Les limites des générations et des systèmes peuvent induire ponctuellement des sous-dimensionnements. Dans ce cas, la puissance qui n'a pu être fournie à l'heure courante est reportée à l'heure suivante, selon la méthode Th-BCE. Ce sous-dimensionnement n'a pas d'influence sur les températures calculées.
  • L'humidification et le rafraîchissement adiabatique des CTA ne sont pas activés.


Au pas de temps :

  • Il est possible d'activer l'option de Récupération des pertes dans l'ambiance. Ainsi les pertes techniques sont comptabilisées comme des apports thermiques dans les zones concernées, ce qui affecte les besoins ou les températures, à chaque pas de temps.
  • Il est possible d'activer l'option de Limitation des puissances par les systèmes. Ainsi les puissance de chauffage et de climatisation des zones sont réduites lorsque les systèmes se trouvent en sous-dimensionnement. L'indicateur de sous-dimensionnement reste actif dans l'affichage des résultats, mais les températures de consigne peuvent alors ne pas être atteintes. Il n'y a alors plus de report significatif au pas de temps suivant.(Il est normal que subsiste un tout petit report non significatif.)
  • L'humidification et le rafraîchissement adiabatique des CTA sont activés.
En cas de limitation de puissance par les systèmes, si une zone dispose de 2 émetteurs liés à 2 générations différentes, si l'une des deux générations est sous-dimensionnée, l'autre émetteur assurera les besoins si sa puissance disponible est suffisante.


7.2 Option : Pénaliser les équipements non-certifiés

Lorsque l'utilisateur lance le calcul avec les systèmes (Chauffage, ECS, clim), certains champs de saisie de performance des systèmes (rendements, etc...) peuvent être certifiés, justifiés ou déclarés. En fonction de ce choix, les valeurs pénalisées de 10 ou 20% pour les valeurs justifiées ou déclarées. En STD, l’utilisateur a donc le choix d'appliquer ou pas cette pénalisation. En revanche, pour des COP non certifiés, les valeurs de COP sont plafonnées (tel que prévu par la méthode Th-BCE pour le calcul des consommations) et ce plafonnement reste toujours actif.

Une option de calcul spécifique est disponible :

Lancersimulation - option.png

Cette option prend en compte les coefficients de pénalisation des performances des équipements (rendements, COP, EER, UA ballons, etc...) tels que définis par la méthode Th-BCE. Sinon la déclaration du type de valeur n'a pas d'influence en calcul de STD.

  • 0,9 si la valeur de performance est justifiée par un essai effectué par un laboratoire indépendant et accrédité.
  • max (0,8 x valeur; valeur max méthode) avec une valeur maximale de performance si la valeur de performance est déclarée par le fabricant. Les valeurs max méthode sont décrites dans la méthode Th-BCE.

7.3 Lancement

Pour lancer la simulation, cliquer sur le bouton "Lancer la simulation avec les systèmes".

Lancersimulation - affichstdsimul.png

Saisir les informations de la variante dans la fenêtre qui apparaît.

Au besoin, changer le nom du projet, le nom de la variante et les commentaires sur la variante.

7.4 Contrôle de saisie

Une fois la simulation lancée, Pleiades effectue une vérification détaillée des données pour éviter de lancer une simulation erronée.

  • Les messages verts correspondent à une information n’interrompant pas le calcul.
  • Les messages oranges correspondent à un avertissement n’interrompant pas le calcul mais qui laisse à penser à une erreur de saisie. Par exemple, si un émetteur n'est lié à aucune génération de chauffage, la simulation est possible mais la consommation énergétique liée à cet émetteur n'est pas comptabilisée.
  • Les messages rouges correspondent à une erreur de saisie ne permettant pas le calcul.

Lors d'un calcul avec équipement, les rendements de régulation de l'émetteur sont pris en compte. Le calcul des consommation est fait en considérant le cas le plus défavorable. Ainsi, si la consigne est de 19°C et que le rendement de régulation est de 2°C, alors les consommations seront calculées en considérant que l'émetteur chauffe à 21°C (19+2).

Les températures obtenues et les consommations dépendent donc du rendement de régulation de l'émetteur.

En effet, un calcul réalisé sans équipement exprime des résultats en besoins (sans prendre en compte l'équipement) en considérant une régulation parfaite.