Un outil de simulation crée des jumeaux numériques de bâtiments d’un océan à l’autre

L'outil de simulation de l'ORNL crée un jumeau numérique de bâtiments d'un océan à l'autre

La suite logicielle d’Oak Ridge National Laboratory, AutoBEM, crée un jumeau numérique des 129 millions de bâtiments du pays, fournissant un modèle énergétique qui peut aider les services publics et les propriétaires à prendre des décisions éclairées sur la meilleure façon d’améliorer l’efficacité énergétique. Crédit : ORNL, US Dept. of Energy

Un nouvel outil qui simule le profil énergétique de chaque bâtiment en Amérique donnera aux propriétaires, aux services publics et aux entreprises un moyen rapide de déterminer la consommation d’énergie et les rénovations rentables qui peuvent réduire les émissions d’énergie et de carbone.

Des chercheurs du laboratoire national d’Oak Ridge du ministère de l’Énergie ont développé un programme de modélisation qui fournit des détails énergétiques pour chacun des 129 millions de bâtiments aux États-Unis à l’aide de données accessibles au public.

Soutenue par l’Office of Electricity et Office Energy Efficiency and Renewable Energy du DOE, la suite logicielle de modélisation, connue sous le nom de Automatic Building Energy Modeling, ou AutoBEM, a été développée pour réaliser la vision quinquennale Model America de l’ORNL : générer des jumeaux numériques pour tous les bâtiments à travers le de campagne. L’équipe de recherche de l’ORNL, dirigée par Joshua New, a rendu les modèles accessibles au public plus tôt cette année.

« Un défi de cette ampleur est exactement la raison pour laquelle les laboratoires nationaux du DOE ont été créés, et l’outil que nous avons développé pourrait guider les efforts de construction écoénergétique dans ce pays pour les décennies à venir », a déclaré Xin Sun, directeur associé du laboratoire ORNL pour l’énergie. science et technologie.

Lorsque le projet a commencé en 2015, il n’y avait pas de ressource unique pour visualiser et quantifier avec précision les détails énergétiques de chaque bâtiment américain. Un tel outil aiderait le secteur du bâtiment à contribuer à l’objectif de la nation de stimuler une économie équitable de l’énergie propre et de cimenter l’Amérique sur la voie de zéro émission de carbone d’ici 2050. Cet objectif est essentiel car les bâtiments représentent 40 % de la consommation d’énergie de l’Amérique et 75 % de son électricité.

« Il y a beaucoup d’industries différentes qui n’ont tout simplement pas les informations dont elles ont besoin pour prendre des décisions commerciales concrètes sur la façon d’améliorer l’efficacité énergétique », a déclaré New. « AutoBEM est une ressource gratuite destinée à préparer le terrain au déploiement. »

Les urbanistes et les défenseurs de la justice énergétique peuvent utiliser AutoBEM pour examiner des blocs et des quartiers entiers et identifier les zones qui ont été historiquement négligées dans les efforts d’amélioration des bâtiments. Cela permettrait d’identifier facilement les communautés qui pourraient le plus bénéficier des améliorations apportées aux bâtiments.

« Les services publics dépensent des milliards de dollars par an pour des programmes d’efficacité énergétique et de réponse à la demande aux États-Unis », a-t-il déclaré. « Ces dépenses sont basées sur une analyse de signature des profils électriques. Avant ce programme, personne n’avait la capacité d’effectuer cette analyse avec une modélisation énergétique détaillée et spécifique au bâtiment à cette échelle. potentiel de réduction de la demande et des émissions de gaz à effet de serre.

AutoBEM accède aux images satellite, aux vues de rue et à d’autres données accessibles au public qui donnent un aperçu de la taille et de la composition énergétique d’un bâtiment, telles que le nombre de fenêtres, les matériaux de l’enveloppe du bâtiment, le nombre d’étages ; les systèmes de chauffage, de ventilation et de refroidissement et le type de toit. Le programme rassemble ces intrants à l’aide de calculs haute performance et crée un modèle énergétique de bâtiment pour prédire quelles technologies pourraient être déployées pour économiser de l’énergie, notamment des panneaux solaires, des pompes à chaleur, des thermostats intelligents ou des chauffe-eau écoénergétiques.

« Pour créer AutoBEM, nous avons examiné de nombreuses sources de données disponibles et créé des partenariats avec les personnes qui génèrent ces données, telles que des images satellite, aériennes et de rue, des données LiDAR et d’autres types de bases de données », a déclaré New. . « Nous avons dû utiliser ou étendre des algorithmes pour transformer les données en descriptions, en créant une empreinte 3D du bâtiment avec la hauteur, le nombre de fenêtres, le type de bâtiment, etc.

Bien qu’AutoBEM puisse estimer la composition et la performance énergétique du bâtiment, il ne voit pas les détails à l’intérieur du bâtiment.

« Toutes les caractéristiques internes du bâtiment sont basées sur des prototypes de bâtiments et des codes du bâtiment standard », a déclaré New. « Par exemple, un supermarché a un certain nombre de pieds linéaires de congélateurs, un certain nombre de vitrines, des systèmes de réfrigération similaires. Notre modèle de supermarché serait basé sur ce prototype standard. »


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Plus d’information:
New, J. et al, Model America – données et modèles de chaque bâtiment américain, Laboratoire national d’Oak Ridge (2021). DOI : 10.13139/ORNLNCCS/1774134

Fourni par le Laboratoire national d’Oak Ridge

Citation: L’outil de simulation crée des jumeaux numériques de bâtiments d’un océan à l’autre (2021, 11 août) récupéré le 11 août 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-08-simulation-tool-digital-twins-coast.html

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