Massive 3D models and physical data for building simulation at the urban scale : a focus on geneva and climate change scenarios

Abstract

En un periodo en el que los gobiernos persiguen objetivos de eficiencia energética cada vez más ambiciosos [IEA12], el campo de la simulación energética en edificios a escala urbana, combinada con una buena disponibilidad de datos de las características físicas, puede ayudar a cumplir con estos objetivos [KEIR12]. Este documento pretende, en primer lugar, describir la metodología para realizar estos modelos físicos en 3D de la ciudad de Ginebra. En segundo lugar, pretende analizar el potencial de ahorro energético de diferentes medidas de reforma de edificios así como proporcionar información sobre la cantidad de energía eléctrica que podría generarse mediante la instalación de más paneles fotovoltaicos. Además, en este estudio se analiza la firma energética de los edificios con el objetivo de comprender mejor el comportamiento de la demanda de calor en los distintos tipos de edificos y en función de su nivel de aislamiento. En lo relativo al control de los niveles de confort, se estudia el porcentaje estimado de personas satisfechas en función de la potencia nominal del equipo suministrador de calor y del volumen de los tanques de almacenamiento de calor, teniendo en consideración los respectivos costes variables y de inversión. Finalmente, se propone un algoritmo de control mejorado de la temperatura del tanque de almacenamiento de calor para su implementación en la herramienta de simulación CitySim.

In a time when governments are pursuing increasingly ambitious energy efficiency goals [IEA12], building energy simulation at the urban scale, combined with the high availability of physical data, can help in performing this task [KEIR12]. This report intends, first, to describe the methodology to realize the geometrical 3D and physical model of the city of Geneva. Then, it analyzes the energy-saving potential of different refurbishment measures, and provides information about the energy generation that could be achieved thanks to the installation of PV panels. In addition, this study analyzes the energy signature of the buildings in an attempt to better understand the behavior of the heat demand in different types of buildings and levels of refurbishment. Regarding the control of the levels of comfort in a costefficient approach, the percentage of satisfied people was analyzed as a function of the power of the heating equipment and of the heat storage tanks’ volume, taking into consideration their respective investment and variable costs. Finally, an improved control algorithm of the heat storage tank’s temperature is proposed to be implemented in CitySim.