Qu'est-ce que KoZiBu
KoZiBu est un outil sur PC de simulation en dynamique des performances thermiques des bâtiments qui s'adresse aux bureaux d'études, aux organismes de recherche et de formation. La version "1 Zone Thermique" est téléchargeable gratuitement.
KoZiBu est multi-langues mais actuellement seuls le français et l'anglais sont complètement implémentés.
Une offre de services complète est basée sur ce logiciel : voir la documentation.
A quoi sert KoZiBu
KoZiBu est un logiciel utilisé pour analyser en dynamique les performances thermiques et hydriques d'un bâtiment. Il est destiné à mener des études de chauffage et de refroidissement, de conditionnement d'air et de ventilation, de choix de matériaux d'isolation. L'objectif principal de KoZiBu est la prédiction de la consommation d'énergie, et de l'amplitude de variation de la température et de l'humidité.
KoZiBu permet d'estimer la puissance de chauffage ou de climatisation nécessaire pour maintenir une consigne donnée, ou pour déterminer l'évolution des températures lorsque le système de chauffage ou de climatisation est insuffisant. L'humidité est traitée de la même façon.
Pour des cas d'application, voir les exemples CoDyBa / KoZiBu.
Comment ça marche
KoZiBu est basé sur l'assemblage de briques simples pour former un bâtiment complexe avec ses équipements. A l'aide de l'interface graphique, l'utilisateur construit un modèle de son bâtiment en utilisant des éléments de base (volumes d'air, murs, fenêtres). L'utilisateur peut ajouter à son modèle de bâtiment des charges internes et des éléments de régulation, et réaliser ensuite des calculs thermiques.
L'écran principal du bâtiment ressemble à l'Explorateur de Windows.
Le bâtiment doit être décrit précisément : la description du bâtiment se fait grâce à l'interface graphique, qui contient une arborescence du bâtiment, ressemblant à celle de l'Explorateur de Windows. Dans l'interface, chaque "entité" est associée à une représentation graphique, qui permet de la manipuler par des opérations de type "copier/coller" et "glisser/déposer". L'explorateur permet d'atteindre et d'éditer chaque entité.
KoZiBu ne met pas de limite au nombre de volumes d'air (zones thermiques) : il peut simuler un bâtiment de taille quelconque. La vraie limite est le temps nécessaire aux saisies.
Ecrans
VOIR PLUS LOIN.
Exemples
Maison traditionnelle (1 niveau, 10 volumes).
Immeuble de bureaux (7 niveaux, 79 volumes).
Public
Ingénieurs, chercheurs, architectes, consultants HQE (bureaux d'études ou d'architecture, services, fabriquants), étudiants en thermique et architecture.
Expertise requise
Un jour d'auto-formation est souhaitable, mais pas indispensable pour ceux qui sont familiers avec la thermique des bâtiments.
Disponibilité
La version mono-zone ("1 Zone") de KoZiBu est gratuite (téléchargement libre).
Partenariat
Des partenaires sont recherchés pour la suite de KoZiBu (contacter Jean NOEL) :
- développeurs/éditeurs de logiciels.
- thésards/chercheurs : pour un retour d'expérience en échange de licences gratuites.
- producteurs de matériaux innovants : pour la prise en compte de matériaux plus sophistiqués.
Matériel
PC + Windows.
Langages
KoZiBu est conçu pour être multi-langues. Les textes sont dans un fichier séparé du logiciel, accessible par un éditeur de texte : chacun peut les modifier. Actuellement, seuls les libellés en français et en anglais sont complets. Pour l'allemand, l'espagnol et l'italien, des traducteurs sont les bienvenus.
Les sources du logiciel sont écris dans un langage orienté-objet : C++ (utilisation d'une hiérarchie de classes pour représenter le bâtiment).
Mots-clé
Simulation énergétique, efficacité énergétique, performance énergétique, énergie renouvelable, confort, analyse thermique, température d'air, simulation dynamique.
Concurrence
Vous pouvez comparer KoZiBu avec d'autres logiciels, par exemple :
DOE2,
TRNSYS,
IDA-ICE,
APACHE,
ESP-r,
PLEIADES-COMFIE.
Les points de comparaison peuvent être la taille des géométries traitées, les tests scientifiques passés et accessibles, le traitement de l'humidité, le nombre de sorties, et le prix.
Entrées
Les données de base sont la géométrie du bâtiment et sa constitution : volumes d'air, murs (avec les matériaux des couches et les paramètres de surface), fenêtres (possibilité de masques solaires). Les paramètres principaux sont : la météo (les fichiers météo de différentes villes de France sont fournis), charges internes (éclairages, personnels, équipements), régulateurs (puissances et consignes de température, d'humidité et de ventilation).
Sorties
Des courbes horaires peuvent être visualisées pour permettre la comparaison de solutions différentes. Tous les graphes peuvent être exportés vers d'autres logiciels de tracé comme Microsoft Excel ou Word pour des tracés plus sophistiqués. Les sorties graphiques suivantes sont disponibles :
- bâtiment : puissances sensible and latente (sommes des puissances des volumes d'air).
- volumes d'air : puissances sensible and latente, température d'air intérieur, température résultante (moyenne de la température d'air intérieure et des températures de surface des parois), humidité relative d'air.
- surfaces : flux solaire absorbé direct et diffus, température de surface (utile pour l'évaluation du confort thermique).
- fenêtre : flux solaire transmis direct et diffus, fraction d'ensoleillement, coefficient de transmission direct et diffus, coefficient global g direct et diffus.
- régulateurs : puissance.
Modèles physiques
Les algorithmes numériques de KoZiBu sont spécifiques, mais les modèles physiques sont ceux communément admis :
Chaque volume d'air peut contenir un nombre quelconque de régulateurs de température (chauffage/climatisation) avec leur propre puissance et consigne. Puissance, consigne et activité sont donnés heure par heure, pour un jour ou une semaine. L'humidité est traitée de la même façon. En l'absence de régulation, la température et l'humidité évoluent librement. Les régulateurs sont supposés avoir une efficacité parfaite.
Prise en compte de la température radiante moyenne.
Modèle de paroi R2C. Les données de la paroi sont les couches (matériau et épaisseur), azimut, inclinaison, etc.
Calcul de chaque température de surface (paroi et fenêtre), ce qui permet une évaluation du confort thermique (autrement très simplifié).
L'occupation des locaux est intégrée.
Charges internes et régulateurs peuvent avoir des puissances ou des paramètres de contrôle fonction du temps.
Prise en compte des coefficients d'absorption et d'émission pour chaque paroi.
Prise en compte des masques lointains et proches.
La météo utilisée est heure par heure.
La ventilation est faite actuellement avec l'extérieur dans les versions commerciales.
Protections solaires de type "store" (stores vénitiens, etc.) : une modélisation a été mise au point et testée. Une version de KoZiBu intègre cette modélisation. Les résultats sont en attente de publication, mais un rapport préliminaire est disponible.
Toute une série de fonctionnalités ont été développées sans être intégrées dans les versions commerciales (pour une utilisation de ces fonctionnalités ou pour des études spécifiques, consulter Jean NOEL) :
Indices de confort PPD et PMV (méthodes de FANGER).
Aéraulique imposée (débits entre volumes d'air).
Validation
Le benchmark BESTEST (Agence Internationale de l'Energy) a été passé avec succès (voir rapport en anglais, au format pdf). Ce benchmark est le plus précis et le plus fiable qui existe actuellement. Ainsi KoZiBu peut simuler les performances des 155 géométries du benchmark, et dans presque tous les cas est en accord avec les résultats des programmes de référence.
KoZiBu est un outil sur PC de simulation en dynamique des performances thermiques des bâtiments qui s'adresse aux bureaux d'études, aux organismes de recherche et de formation. La version "1 Zone Thermique" est téléchargeable gratuitement. KoZiBu est multi-langues mais actuellement seuls le français et l'anglais sont complètement implémentés. Une offre de services complète est basée sur ce logiciel : voir la documentation. KoZiBu est un logiciel utilisé pour analyser en dynamique les performances thermiques et hydriques d'un bâtiment. Il est destiné à mener des études de chauffage et de refroidissement, de conditionnement d'air et de ventilation, de choix de matériaux d'isolation. L'objectif principal de KoZiBu est la prédiction de la consommation d'énergie, et de l'amplitude de variation de la température et de l'humidité. KoZiBu permet d'estimer la puissance de chauffage ou de climatisation nécessaire pour maintenir une consigne donnée, ou pour déterminer l'évolution des températures lorsque le système de chauffage ou de climatisation est insuffisant. L'humidité est traitée de la même façon. Pour des cas d'application, voir les exemples CoDyBa / KoZiBu. KoZiBu est basé sur l'assemblage de briques simples pour former un bâtiment complexe avec ses équipements. A l'aide de l'interface graphique, l'utilisateur construit un modèle de son bâtiment en utilisant des éléments de base (volumes d'air, murs, fenêtres). L'utilisateur peut ajouter à son modèle de bâtiment des charges internes et des éléments de régulation, et réaliser ensuite des calculs thermiques.
L'écran principal du bâtiment ressemble à l'Explorateur de Windows. Le bâtiment doit être décrit précisément : la description du bâtiment se fait grâce à l'interface graphique, qui contient une arborescence du bâtiment, ressemblant à celle de l'Explorateur de Windows. Dans l'interface, chaque "entité" est associée à une représentation graphique, qui permet de la manipuler par des opérations de type "copier/coller" et "glisser/déposer". L'explorateur permet d'atteindre et d'éditer chaque entité. KoZiBu ne met pas de limite au nombre de volumes d'air (zones thermiques) : il peut simuler un bâtiment de taille quelconque. La vraie limite est le temps nécessaire aux saisies. VOIR PLUS LOIN. Maison traditionnelle (1 niveau, 10 volumes). Immeuble de bureaux (7 niveaux, 79 volumes). Ingénieurs, chercheurs, architectes, consultants HQE (bureaux d'études ou d'architecture, services, fabriquants), étudiants en thermique et architecture. Un jour d'auto-formation est souhaitable, mais pas indispensable pour ceux qui sont familiers avec la thermique des bâtiments. La version mono-zone ("1 Zone") de KoZiBu est gratuite (téléchargement libre). Des partenaires sont recherchés pour la suite de KoZiBu (contacter Jean NOEL) : - développeurs/éditeurs de logiciels. - thésards/chercheurs : pour un retour d'expérience en échange de licences gratuites. - producteurs de matériaux innovants : pour la prise en compte de matériaux plus sophistiqués. PC + Windows. KoZiBu est conçu pour être multi-langues. Les textes sont dans un fichier séparé du logiciel, accessible par un éditeur de texte : chacun peut les modifier. Actuellement, seuls les libellés en français et en anglais sont complets. Pour l'allemand, l'espagnol et l'italien, des traducteurs sont les bienvenus. Les sources du logiciel sont écris dans un langage orienté-objet : C++ (utilisation d'une hiérarchie de classes pour représenter le bâtiment). Simulation énergétique, efficacité énergétique, performance énergétique, énergie renouvelable, confort, analyse thermique, température d'air, simulation dynamique. Vous pouvez comparer KoZiBu avec d'autres logiciels, par exemple :
DOE2,
TRNSYS,
IDA-ICE,
APACHE,
ESP-r,
PLEIADES-COMFIE.
Les points de comparaison peuvent être la taille des géométries traitées, les tests scientifiques passés et accessibles, le traitement de l'humidité, le nombre de sorties, et le prix. Les données de base sont la géométrie du bâtiment et sa constitution : volumes d'air, murs (avec les matériaux des couches et les paramètres de surface), fenêtres (possibilité de masques solaires). Les paramètres principaux sont : la météo (les fichiers météo de différentes villes de France sont fournis), charges internes (éclairages, personnels, équipements), régulateurs (puissances et consignes de température, d'humidité et de ventilation). Des courbes horaires peuvent être visualisées pour permettre la comparaison de solutions différentes. Tous les graphes peuvent être exportés vers d'autres logiciels de tracé comme Microsoft Excel ou Word pour des tracés plus sophistiqués. Les sorties graphiques suivantes sont disponibles : - bâtiment : puissances sensible and latente (sommes des puissances des volumes d'air).- volumes d'air : puissances sensible and latente, température d'air intérieur, température résultante (moyenne de la température d'air intérieure et des températures de surface des parois), humidité relative d'air.- surfaces : flux solaire absorbé direct et diffus, température de surface (utile pour l'évaluation du confort thermique).- fenêtre : flux solaire transmis direct et diffus, fraction d'ensoleillement, coefficient de transmission direct et diffus, coefficient global g direct et diffus.- régulateurs : puissance. Chaque volume d'air peut contenir un nombre quelconque de régulateurs de température (chauffage/climatisation) avec leur propre puissance et consigne. Puissance, consigne et activité sont donnés heure par heure, pour un jour ou une semaine. L'humidité est traitée de la même façon. En l'absence de régulation, la température et l'humidité évoluent librement. Les régulateurs sont supposés avoir une efficacité parfaite. Prise en compte de la température radiante moyenne. Modèle de paroi R2C. Les données de la paroi sont les couches (matériau et épaisseur), azimut, inclinaison, etc. Calcul de chaque température de surface (paroi et fenêtre), ce qui permet une évaluation du confort thermique (autrement très simplifié). L'occupation des locaux est intégrée. Charges internes et régulateurs peuvent avoir des puissances ou des paramètres de contrôle fonction du temps. Prise en compte des coefficients d'absorption et d'émission pour chaque paroi. Prise en compte des masques lointains et proches. La météo utilisée est heure par heure. La ventilation est faite actuellement avec l'extérieur dans les versions commerciales. Protections solaires de type "store" (stores vénitiens, etc.) : une modélisation a été mise au point et testée. Une version de KoZiBu intègre cette modélisation. Les résultats sont en attente de publication, mais un rapport préliminaire est disponible.Toute une série de fonctionnalités ont été développées sans être intégrées dans les versions commerciales (pour une utilisation de ces fonctionnalités ou pour des études spécifiques, consulter Jean NOEL) :
Indices de confort PPD et PMV (méthodes de FANGER). Aéraulique imposée (débits entre volumes d'air). Le benchmark BESTEST (Agence Internationale de l'Energy) a été passé avec succès (voir rapport en anglais, au format pdf). Ce benchmark est le plus précis et le plus fiable qui existe actuellement. Ainsi KoZiBu peut simuler les performances des 155 géométries du benchmark, et dans presque tous les cas est en accord avec les résultats des programmes de référence.
Ecran d'un mur.
Ecran d'une fenêtre.
Climatisation.
Eclairage.