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Programm- und Modelldokumentation

Download/Installation

NANDRAD kann in der aktuellen Version von der Download-Seite heruntergeladen werden (für Mac/Linux releases wenden Sie sich bitte an die auf der Kontaktseite angegebenen Entwickler).
Das Programmarchiv enthält:

  • Kommandozeilen-Solver NandradSolver.exe
  • Beispieldateien
  • Vorlage für Excel-Ergebnisbericht

Modellgleichungen

Das Programm NANDRAD dient der Energiesimulation komplexe Gebäude. Die Modellgleichungen der hinterlegten Programmversion sind unter NANDRAD 1.4 building simulation model dokumentiert.

Modellvalidierung

Die Modellimplementierung wird fortlaufend anhand von Validierungsfällen geprüft. Dabei wurde zunächst die Überprüfung einzelner Wärmetransportmechanismen anhand der DIN EN ISO 13971 vorgenommen. Die nachfolgende Dokumentation beschreibt die manuelle Erzeugung der NANDRAD Eingabedateien zur Berechnung der Validierungsfälle.

Teil 1 der Programmdokumentation: Dokumentation der Validierungsfälle

Demonstrator

Als Mehrzonenmodell ist NANDRAD sehr gut geeignet zur Simulation von Komplexgebäuden mit detaillierter Zonierung und vielfältigen Nutzeranforderungen. Im 2. Teil der Programmreferenzdokumentation wird die Definition eines Simulationsprogramms für die Nutzenergiebedarfsberechnung (ideale Beheizung) illustriert.

Teil 2 der Programmdokumentation: Bedarfsberechnung

NANDRAD wird als Rechenkern über XML-Dateien parametrisiert. Die Modellierung komplexer Gebäude ist manuell allerdings ungeeignet. Daher wird der Export in das NANDRAD Datenformat aus anderen Formaten wie zum Beispiel IDF unterstützt. Eine graphische Modellierungsoberfläche für das Gebäude wird durch die graphische Nutzeroberfläche BIM HVACTool angeboten. In diesem Programm besteht auch die Möglichkeit, interne Verbrauchernetzwerke für hydraulische Systeme zu generieren (siehe Projektbericht zu NANDRAD Plug & Run).

Ergebnisauswertung

NANDRAD schreibt Berechnungsergbnisse in ASCII-Dateien im DataIO-Format (siehe Spezifikation in der Publikationsliste). Eine Stärke von NANDRAD ist die vielfältige und flexible Konfiguration der zu generierenden Ergebnisse.

Zusätzlich generiert NANDRAD CSV-Dateien (über Kommandozeilenoption steuerbar), welche für eine Ergebnisbericht (z.B. in Excel) verwendet werden kann. Unter Windows kann die Eingabemaske zum Einlesen des Reports verwendet werden, welche im Softwarearchiv mitgeliefert wird.

Detaillerte Simulationsergebnisse können mit Hilfe des wissenschaftlichen Postprocessing graphisch ausgewertet werden. Folgende Ergebnisgrößen sind für die Energiesimulation interessant:

  • AirTemperture: mittlere Lufttemperatur einer oder mehrerer Zonen
  • OperativeTemperature: mittlere Empfindungstemperatur
  • ConvectiveHeatingsLoad/RadiantHeatingsLoad: konvektive Heizlasten/Strahlungsheizlasten einer Zone

 
 

Forschungsprojekte und Projektberichte

NANDRAD wurde in zahlreichen Forschungsprojekten entwickelt und angewendet. Nachfolgend ist eine Auswahl an Projektberichten mit Details zu NANDRAD, den integrierten Algorithmen und numerischen Verfahren aufgeführt.

2019

Paepcke, A. and Weiß D. and Tian T.NANDRAD Plug & Run Green Building Simulation Engine, 2019, Technischer Report,
[NANDRAD_PR_Endbericht.pdf]

2018

Nicolai, A. and Paepcke, A.Entwicklung der Kopplungstechnologie von Komplexmodellen für Bauteil-, Raum- und Gebäudesimulation mit Modelica-basierten Anlagen-, Regelungs- und Nutzermodellen, 2018, Technischer Report,
[EnToolCoSim_IBK_Abschlussbericht.pdf]

2014

Paepcke, A., Nicolai, A. und Vogelsang, S., Abschlussbericht über das Projekt "Dynamisches Raummodell", 2014, Technischer Report,
[Paepcke_Projekt_Dynamisches_Raummodell.pdf]

 
Publikationen und Präsentationen

Nicolai, A. und Paepcke, A., NANDRAD – Überblick über die neue Gebäudesimulations- und Modellierungsplattform, 2012, Beitrag zum Symposium Integrale Planung und Simulation in Bauphysik und Gebäudetechnik 2012 in Dresden,
[Nicolai_NANDRAD_Integrale_Planung_2012_Praesentation.pdf]

Nicolai, A. und Paepcke, A., Die Gebäudesimulationsplattform NANDRAD – physikalisches Modell, Umsetzungskonzept und Technologien im Überblick, 2012, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2012 in Berlin, [Nicolai_BauSIM_2012.pdf]
[Nicolai_BauSIM_2012_Praesentation.pdf]

Nicolai, A. Co-Simulation of Modelica and Complex Models using High Performance Solvers, 2013, Beitrag zum EnTool Symposium, Workshop and Summer School 2013 in Dresden
[Nicolai_EnTool_2013.pdf]

Paepcke, A., Vogelsang, S. und Naumann, K., HAJAWEE and NANDRAD - New Thermal Room and Multizone Models, 2013, Beitrag zum EnTool Symposium, Workshop and Summer School 2013 in Dresden
[Paepcke_Hajawee_NANDRAD_EnTool_2013.pdf]

Paepcke, A., NANDRAD Solver Technology for Multizone Building Performance Simulation, 2013, Beitrag zum EnTool Symposium, Workshop and Summer School 2013 in Dresden
[Paepcke_NANDRAD_EnTool_2013.pdf]

Paepcke, A. und Nicolai, A., Anlagenregelung in ODE-Systemen am Beispiel der thermischen Raum- und Gebäudesimulation, 2014, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2014 in Aachen
[Paepcke_BauSIM_2014.pdf]
[Paepcke_BauSIM_2014_Praesentation.pdf]

Paepcke, A., Nicolai A. und Vogelsang S., Softwareentwicklung von Bauteil-, Raum- und Gebäudesimulation, 2014, Beitrag zum Simulationsstammtisch 2014 in Dresden
[Paepcke_Simulationsstammtisch_2014.pdf]

Clauß, C., Majetta, K. und Meyer, R., Entwicklung von Algorithmen zur Simulatorkopplungen unter Verwendung der FMI-Schnittstelle für Anwendungen in der Gebäudesimulation, 2016, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2016 in Dresden
[Clauss_BauSIM_2016.pdf]

Nicolai, A. und Paepcke, A., Transformation der Gebäudeenergiesimulation NANDRAD mit variablem Zeitschrittlöser in eine Co-Simulation, 2016, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2016 in Dresden
[Nicolai_BauSIM_2016.pdf]
[Nicolai_BauSIM_2016_Praesentation.pdf]

Paepcke, A., Schwan T. und Nicolai A., Schnittstellen für die Co-Simulationsklopplung zwischen Gebäude und Heizungsanlagensimulation, 2016, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2016 in Dresden
[Paepcke_BauSIM_2016.pdf]
[Paepcke_BauSIM_2016_Praesentation.pdf]

Weiß, D., Hoch R. und Tian T., Integration von thermischer Gebäudesimulation und Strömungssimulation in einer Nutzungsoberfläche BIM HVACTool, 2016, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2016 in Dresden
[Weiss_BauSIM_2016.pdf]

Nicolai, A. und Paepcke, A., Co-Simulation between detailed building energy performance simulation and Modelica HVAC component models, 2017, Konferenzbeitrag zur Modelica Conference 2017 in Dresden
[Nicolai_Modelica_NANDRAD_CoSim_2017.pdf]
[Nicolai_Modelica_NANDRAD_CoSim_2017_Praesentation.pdf]

Nicolai, A. und Paepcke, A., Kopplung von Komplexmodellen für Bauteil-, Raum- und Gebäudesimulation mit Modelica-basierten Anlagen-, Regelungs-, und Nutzermodellen, 2017, Poster zum Kongress Energieeffizientes Bauen 2017 in Berlin
[Nicolai_Energieeffizienz_Bauen_2017.pdf]

Weiß, D., BIM HVAC Tool and Next Generation Simulation Solver NANDRAD, 2017, International Green Building Conference 2017 in Singapur
[Weiss_GreenBuilding_2017.pdf]

Paepcke, A., Nicolai, A. und Weiß, D., Integration verlustbehafteter Verbraucher und Verteilnetzwerke in dynamische Gebäudeenergiemodelle am Beispiel von NANDRAD, 2018, Konferenzbeitrag zur BauSIM 2018 in Karlsruhe
[Paepcke_BauSIM_2018.pdf]
[Paepcke_BauSIM_2018_Praesentation.pdf]

Paepcke, A., Nicolai, A. und Weiß, D., Integration von Verbrauchernetzwerken in dynamische Gebäudeenergiemodelle, 2018, Bauphysik, Heft 40, Nummer 6, 2018
[Paepcke_Bauphysik_2018]

 

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