KOBRA een computerprogramma om een databank met koudebruggen te raadplegen versie 3.0w PHYSIBEL

KOBRA een computerprogramma om een databank met koudebruggen te raadplegen versie 3.0w © PHYSIBEL

Een programma gemaakt in opdracht van het WTCB met de financiële steun van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest, het Vlaams Gewest en het Waals Gewest

Handleiding KOBRA v3.0w

1

A. Inleiding .......................................................................................................................... 4 A.1. Korte beschrijving van KOBRA ............................................................................... 4 A.2. Systeemvereisten....................................................................................................... 4 A.3. Taalinstellingen ......................................................................................................... 4 A.4. Bestandsstructuur ..................................................................................................... 5 A.5. Normreferentie......................................................................................................... 5 A.6. Programmareferentie ................................................................................................ 5 B. Invoergegevens................................................................................................................ 6 B.1. Open een voorgedefinieerde koudebrug.................................................................... 6 B.2. 2D en 3D koudebruggen........................................................................................... 7 B.3. Andere bewerkingen met bestanden.......................................................................... 8 B.4. Commando’s Bewerken ............................................................................................ 9 B.5. Het model afbeelden ............................................................................................... 11 B.6. Zoom commando’s................................................................................................. 12 B.7. Object weergave...................................................................................................... 13 B.8. Selectie feedback ..................................................................................................... 13 B.9. Het venster ‘Afmetingen’ ........................................................................................ 15 B.10. Het venster ‘Kleuren’ ............................................................................................ 16 B.11. Inladen materiaaleigenschappen ............................................................................ 17 B.12. Snij Object ............................................................................................................ 19 C. Berekeningen en resultaten ............................................................................................ 21 C.1. Oplossen van het stelsel .......................................................................................... 21 C.2. Het venster ‘Resultaten’ .......................................................................................... 22 C.3. Opslaan van de resultaten ....................................................................................... 24 D. Grafische uitvoer........................................................................................................... 26 D.1. Het Grafische uitvoer scherm................................................................................. 26 D.2. Bestandsbewerkingen ............................................................................................. 27 D.2.1 Bitmap opslaan................................................................................................. 27 D.2.2 Bitmap afdrukken ............................................................................................. 28 D.3. Projecties................................................................................................................ 28 D.4. Zoom commando’s ................................................................................................ 29 D.5. Weergave mogelijkheden ........................................................................................ 30 D.6. Instellingen............................................................................................................. 34 D.6.1 Temperatuurbereik ........................................................................................... 34 D.6.2 Warmtestroombereik........................................................................................ 35 D.6.3 Warmtestroomincrementen .............................................................................. 35 D.6.4 Lijnstijlen.......................................................................................................... 35 E. Tekstuitvoer .................................................................................................................. 37 E.1. Tekstuitvoer Venster............................................................................................... 37 E.2. Bestand commando’s .............................................................................................. 38 E.3. Bewerk commando’s............................................................................................... 38 E.4. Weergave opties...................................................................................................... 38 E.4.1 Invoergegevens ................................................................................................. 39 E.4.2 Resultaten ......................................................................................................... 40 E.4.3 Rekenanalyse..................................................................................................... 40


2

E.4.4 Temperaturen in de hoekknooppunten ............................................................. 41 E.5. Instellingen ............................................................................................................. 42 E.5.1 Nauwkeurigheid uitvoer .................................................................................... 42


3

A. Inleiding A.1. Korte beschrijving van KOBRA KOBRA is een computerprogramma om een databank met koudebruggen te raadplegen. De afmetingen, de warmtegeleidingscoëfficiënt en de randvoorwaarden (binnentemperatuur, buitentemperatuur, overgangscoëfficiënten aan de oppervlakken) van een voorgedefinieerd koudebrugmodel kunnen gewijzigd worden. Met deze nieuwe gegevens kan een stationaire numerieke berekening van het warmtetransport worden uitgevoerd. De herberekende thermische resultaten (temperatuurfactor op het binnenoppervlak, de lineaire en punt warmtedoorgangscoëfficiënten) worden weergegeven. Een gedetailleerde grafische en tekstuitvoer van de resultaten is mogelijk (bijvoorbeeld isothermen en warmteverliezen). KOBRA is gebaseerd op het Physibel rekenprogramma TRISCO dat een stationaire warmtetransmissieberekening van een rechthoekig driedimensionaal object toelaat. In TRISCO worden de geometrie, materialen, randvoorwaarden en het rekenraster door de gebruiker gedefinieerd. In KOBRA zijn de mogelijke bouwdetails vooraf gedefinieerd en kan de gebruiker enkel de afmetingen, de warmtegeleidingscoëfficiënt en de randvoorwaarden wijzigen. Met een goed uitgebouwde koudebrugatlas heeft de eindgebruiker een snel en nauwkeurig instrument ter beschikking om correct een koudebrug te evalueren, waarbij hij in het model van het bouwdetail een aantal parameters kan aanpassen om zo de realiteit van zijn detail te simuleren. Dit document is een handleiding van het KOBRA programma met een beschrijving van de functionaliteiten.

A.2. Systeemvereisten -

-

KOBRA is een 32-bit Windows programma. 512Mb RAM laat toe een stelsel met ongeveer 1000000 knopen op te lossen. 1Gb RAM laat toe een stelsel met ongeveer 3000000 knopen op te lossen. Normaal neemt KOBRA veel minder geheugen in beslag omdat de meeste voorgedefinieerde bouwdetails minder knopen vergen. KOBRA maakt gebruik van OpenGL voor hardware versnelde grafieken.

A.3. Taalinstellingen De gebruikersinterface is beschikbaar in verschillende talen. Start KobraNL.exe om het programma met een Nederlandstalige interface te gebruiken. Start KobraFR.exe om het programma met een Franstalige interface te gebruiken.


4

A.4. Bestandsstructuur De volgende bestanden worden door KOBRA geïnstalleerd of gecreëerd Folder

…\Physibel\Kobra

…\Physibel\Kobra\Data

…\Physibel\Materials …\Physibel\Manuals

Bestand

KobraNL.exe KobraFR.exe Trisco.prm *.dll, *.pat, *;rgb *.trc *.sol *.bmp *.doc *.phm KobraManual.pdf

Omschrijving

KOBRA programma met Nederlandstalige interface KOBRA programma met Franstalige interface Progamma parameters Programma broncodes KOBRA gegevensbestanden berekende knooptemperaturen bitmap uitvoerbestanden tekst uitvoerbestanden Materiaal databanken KOBRA handleiding in het Engels

A.5. Normreferentie EN ISO 10211. Thermal bridges in building construction – Heat flows and surface temperatures – Detailed calculations

A.6. Programmareferentie TRISCO, een computerprogramma om het driedimensionale stationair warmtetransport in rechthoekige voorwerpen te berekenen. Ontworpen en verdeeld door Physibel (www.physibel.be)


5

B. Invoergegevens B.1. Open een voorgedefinieerde koudebrug Start KOBRA en klik in het menucommando Bestand>Open… Selecteer de bestandsfolder (in het veld: Look in) en selecteer een bestand met extensie .trc. De extensie .trc duidt een algemeen TRISCO gegevensbestand aan (KOBRA is gebaseerd op TRISCO). Onderaan in het Open dialoogvenster wordt een perspectief afbeelding van de materiaalgeometrie van het geselecteerde bestand getoond.

Wanneer je op de knop ‘Open’ klikt en het geselecteerde .trc bestand is een geldige KOBRA koudebrug (dit wordt geverifieerd aan de hand van een verborgen sleutel in het .trc bestand), dan worden de volgende vensters geopend: - Het venster Afbeelding met een perspectieftekening van het rechthoekig 3D model van de koudebrug. In dit venster kan het model geroteerd worden of kan er op het model worden ingezoomd met behulp van de muis of het toetsenbord. - Het venster Afmetingen met alle afstanden tussen de verschillende materiaallagen volgens de x-, y- en z-as die veranderd kunnen worden. - Het venster Kleuren met alle materiaaleigenschappen en randvoorwaarden die aangeduid worden door verschillende kleuren en die veranderd kunnen worden.


6

Het venster Rekenresultaten met de thermische prestaties en kengetallen (bv. temperatuurfactor, warmtedoorgangscoëfficiënten) voor het opgeroepen detail. Wanneer een invoerveld dat de thermische rekenresultaten beïnvloedt, in het venster ‘Afmetingen’ of ‘Kleuren’ aangepast wordt, dan worden deze resultaten gewist. De aangepaste resultaten worden terug weergegeven na een nieuwe berekening. -

B.2. 2D en 3D koudebruggen Een koudebrug wordt een 3D koudebrug genoemd, wanneer de warmtestroom van de randvoorwaarde binnen naar de randvoorwaarde buiten en bijgevolg ook de temperatuurverdeling een driedimensionaal verloop hebben. Dit is het geval wanneer de thermische materiaaleigenschappen (en/of randvoorwaarden) in de drie hoofdrichtingen X, Y en Z verschillend zijn. Een koudebrug wordt 2D genoemd, wanneer de warmtestroom van de randvoorwaarde binnen naar de randvoorwaarde buiten en bijgevolg ook de temperatuurverdeling een tweedimensionaal verloop hebben. Dit is het geval wanneer de thermische materiaaleigenschappen (en/of de randvoorwaarden) in twee van de drie hoofdrichtingen X, Y en Z verschillend zijn. Dit betekent dat er in de 3D objectgeometrie er een richting (ofwel X of Y of Z) is met slechts één enkele dimensie in het venster ‘Afmetingen’. Voor een horizontale 2D koudebrug (zoals in de figuur hierboven in de vorige paragraaf) is de unieke


7

dimensie volgens de Z-as gelegen. Voor een 2D verticale koudebrug, volgt de unieke dimensie de X- of de Y-as. Zowel 3D als 2D koudebruggen worden als een driedimensionaal object voorgesteld in het venster ‘Afbeelding’.

B.3. Andere bewerkingen met bestanden

Een gegevensbestand opslaan Gebruik het commando Bestand>Opslaan (om het bestaande gegevensbestand te overschrijven) of Bestand>Opslaan Als (om op te slaan als een ander bestand met een andere bestandsnaam of in een andere folder) om een aangepast gegevensbestand op te slaan nadat er wijzigingen zijn aangebracht. Na een nieuwe berekening wordt ook het oplossingsbestand (met dezelfde bestandsnaam als het gegevensbestand, maar met de bestandextensie .sol) opgeslagen. Wanneer een bestand na een wijziging niet expliciet opgeslagen wordt, dan blijft het bestaande gegevensbestand uit de koudebrugatlas intact. Navigeren door de gegevensbestanden Het commando Bestand>Open Volgende opent het volgende gegevensbestand uit dezelfde map. Nadat het laatste gegevensbestand uit een map geopend is, wordt het eerste gegevensbestand uit dezelfde map opgeladen. Het commando Bestand>Open Vorige opent het vorige gegevensbestand uit dezelfde map. Nadat het eerste gegevensbestand uit een map geopend is, wordt het laatste gegevensbestand uit dezelfde map opgeladen.


8

Deze commando’s laten toe om snel de verschillende gegevensbestanden en de eraan gekoppelde resultaten binnen eenzelfde map te overlopen.

B.4. Commando’s Bewerken

Vensters bewerken Vanuit het submenu Bewerken kunnen de verschillende bewerkings- en weergavevensters worden geopend: • Venster Afbeelding • Venster Afmetingen • Venster Kleuren • Venster Resultaten • Venster Coördinaten. In dit venster worden de absolute coördinaten van het rekenraster getoond. De rastereenheid wordt weergeven in de statusbalk (onderaan het KOBRA applicatievenster). In dit venster kunnen geen wijzigingen worden aangebracht. • Venster Raster. In dit venster worden de maaswijdtes voor de drie dimensies van het rekenraster weergegeven. De eenheid wordt weergegeven in de statusbalk (onderaan het KOBRA applicatievenster). In dit venster kunnen geen wijzigingen worden aangebracht. • Venster Snij Object. In dit venster worden de buitenste grenzen (door middel van rasternummers) van een afgesneden blokje weergegeven dat wordt toegepast op het venster ‘Afbeelding’. Dit maakt het mogelijk om dwarsdoorsneden van het object weer te geven. • Titel dialoog box : hier kan een titel (of wat commentaar) ingevoerd worden voor het gegevensbestand waarin gewerkt wordt.


9

Bewerk veld

In een bewerkingsvenster (zoals in bovenstaande figuur die het venster ‘Afmetingen’ toont) kan ieder invoerveld herkend worden aan de witte achtergrondkleur van de cel. Een cel met een lichtgele achtergrondkleur kan niet bewerkt worden (bij voorbeeld in bovenstaande figuur : de cellen in de Z kolom behalve de eerste cel en de cellen in de laatste rij, die de totale dimensie in de X, Y en Z richting weergeven). De cel met de dikke rasterlijnen is het huidig te bewerken veld. Kies een andere cel als te bewerken cel door ze met de muis aan te klikken of met de pijltjestoetsen op het toetsenbord. Bewerk de cel door er een nieuwe waarde in te tikken en op <enter> te drukken om de nieuwe waarde te aanvaarden (of <Esc> om het niet te aanvaarden). Ongedaan maken – opnieuw -

-

Bewerken>Ongedaan maken Doet de laatste bewerking teniet (bij voorbeeld om een fout recht te zetten) Dit commando kan herhaald worden om meerdere vorige bewerkingen ongedaan te maken. Het ‘Ongedaan maken’ commando is niet meer mogelijk nadat het bestand bewaard is (Bestand>Opslaan en Bestand>Opslaan Als), na het afsluiten van het huidige bestand (Bestand>Sluiten, of ook Bestand>Open…, Bestand>Open Volgende, Bestand>Open Vorige) of na het starten van een berekening (Berekening>Oplossen Stelsel). Bewerken>Opnieuw Herstelt de vorige bewerking die ongedaan was gemaakt door Bewerken>Ongedaan maken. Met andere woorden : “Opnieuw” doet “Ongedaan maken” ongedaan. Dit commando kan herhaald worden om zo meerdere vorige bewerkingen te herstellen die ongedaan waren gemaakt.


10

B.5. Het model afbeelden

Submenu Afbeelding Het geometrische model van de koudebrug wordt weergegeven in het venster ‘Afbeelding’. Het aanzicht van het model in het venster ‘Afbeelding’ kan gewijzigd worden door middel van de afbeeldingsfuncties. De huidige aanzichtsmode (Rotatie, Verschuif, Zoom Venster, Zoom In) en de huidige objectverschijning (Toon Materialen, Toon Randvoorwaarden, Toon Temperaturen) zijn aangevinkt in het ‘Afbeeldings’-submenu (zie vink-aanduiding voor de menu commando’s). Kijkpunt Het kijkpunt van de perspectieftekening kan gedraaid of verschoven (dit is lateraal verschoven) worden. Waneer de toetsen worden gebruikt, moet eerst het venster ‘Afbeelding’ geactiveerd worden. Klik op de titelbalk van het venster ‘Afbeelding’ (zodat ze blauw wordt) of tik Bewerken>Afbeelding (wat hetzelfde effect heeft). - Afbeelding>Rotatie. Activeert de rotatiemodus. Door met de muis te slepen of op de pijltjestoetsen te drukken (links, rechts, boven, onder) wordt de relatieve positie van het kijkpunt verdraaid ten opzichte van het centrum van het object. - Afbeelding>Verschuif Activeert de verschuivingsmodus (alleen mogelijk wanneer er al ingezoomd is op het huidige aanzicht). Door met de muis te slepen of op de pijltjestoetsen te drukken wordt de relatieve positie van het kijkpunt en het centrum van het object parallel met het projectievlak verschoven. Sleepmodus instelling Het commando Instellingen>Sleepmodus… laat toe om de relatieve beweging van het kijkpunt van het object te definiëren. Er zijn twee mogelijkheden met tegengesteld resultaat: - Sleep object : beweegt de positie van het kijkpunt ten opzichte van het object - Sleep kijkpunt : beweegt het object ten opzichte van het kijkpunt


11

De gekozen sleepmodus wordt bewaard alvorens KOBRA afgesloten wordt (in het programmaparameter-bestand Trisco.prm, dat automatisch wordt opgeladen wanneer het programma KOBRA een volgende keer opgestart wordt.).

B.6. Zoom commando’s -

-

-

-

Afbeelding>Zoom Venster Zorgt ervoor dat de ‘Zoom venster’ modus geactiveerd wordt. Dit laat toe om met de muis een rechthoek te tekenen in het venster ‘Afbeelding” waarbij de rechthoek de grenzen van een ingezoomd zicht bepalen. Druk op Esc om de huidige inzoomrechthoek ongedaan te maken (alvorens de linkermuisknop los te laten). Afbeelding>Zoom In Activeert de ‘Zoom In’-modus. Een volgende klik met de linker muisknop in het venster ‘Afbeelding’ bepaald het centrumpunt van een nieuw ingezoomd zicht met een inzoomfactor van 50%. Afbeelding>Zoom uit Zorgt voor een uitzoemen met een factor 200% (of herstelt de totale zoom, wanneer er al voldoende uitgezoemd is) Afbeelding>Zoom totaal Toont het volledige object. Afbeelding>Vorig zicht Toont het vorige zoom zicht (meer dan één vorig zicht kan niet worden heropgeroepen) Afbeelding>Zoomgetallen Opent het dialoogvenster met de huidige zoomgetallen. Vul nieuwe zoomgetallen in om het zicht te veranderen. Gebruik bij voorkeur afgeronde getallen om gemakkelijk hetzelfde zicht te kunnen heroproepen op een later moment.


12

B.7. Object weergave De textuur van de oppervlakten van het object in het venster ‘Afbeelding’ kunnen gewijzigd worden: - Afbeelding>Toon Materialen Toont de materiaalkleuren. - Afbeelding>Toon Randvoorwaarden Toont de kleuren van de randvoorwaarden die opgelegd zijn aan de randen van het object. Wanneer er geen expliciete randvoorwaarde opgelegd wordt aan een oppervlak, wordt er een adiabatische randvoorwaarde opgelegd. Dit betekent dat er verondersteld wordt dat er geen warmtetransport door dat oppervlak optreedt. Deze impliciete randvoorwaarde wordt aangeduid op het objectoppervlak met lichtgeel. - Afbeelding>Toon Temperaturen Toont de berekende temperaturen op het object. Deze optie is enkel mogelijk indien er een berekende oplossing voorhanden is. Zoniet moet er eerst een berekening worden uitgevoerd (Bereken>Oplossen stelsel) De kleuren van de temperatuurschaal worden geïnterpoleerd uit de waarden bepaald in het bestand RainbowColor.rgb. Dit is een tekstbestand dat de rode, groene en blauwe componenten (waarden van 0 tem 255) bevat voor stijgende waarden van de temperatuur. De legende van de gebruikte kleuren kan alleen getoond worden in het Grafische uitvoer Venster (Uitvoer>Grafische Uitvoer) De temperatuurschaal wordt bepaald via Afbeelding>Temperatuurbereik. - Afbeelding>Temperatuurbereik Opent een dialoogbox waarin de parameters van het temperatuurbeeld bepaald kunnen worden. (Het tweede increment heeft hier geen betekenis) Dit commando kan enkel gekozen worden indien de optie ‘Toon Temperaturen’ actief is.

B.8. Selectie feedback Het geselecteerde voorwerp in een venster (Venster ‘Afmetingen’, Venster ‘Kleuren’, Vensters ‘Resultaten’, Venster ‘Coördinaten’, Venster ‘Raster’) wordt opgelicht in het venster ‘Afbeelding’ om zijn positie weer te geven. De omtrek selectie in het venster ‘Afbeelding’ kan worden verborgen of terug zichtbaar worden gemaakt door de keuze Afbeelding>Verberg Omtrek Selectie uit of aan te vinken. De figuur hieronder toont beide opties (bovenaan omtrek selectie zichtbaar, onderaan omtrek selectie verborgen) voor een afmetingsveld volgens de Y-as in het venster ‘Afmetingen’.


13

De dikke rode, groene en blauwe lijn in de linkerfiguur geven de X-, Y- en Z-as weer.


14

B.9. Het venster ‘Afmetingen’

Het venster ‘Afmetingen’ toont de afstanden tussen opeenvolgende materiaallagen van een rechthoekige objectgeometrie in de X-, Y- en Z-dimensies. Elk van de individuele afmetingen wordt opgelicht in het venster ‘Afbeelding’ en kan worden aangepast. De onderste rij geeft de totale afmetingen van het object weer. De eenheid van de coördinaten (om de lengte in meter te kunnen bepalen) wordt weergegeven in de statusbalk onderaan het KOBRA applicatiescherm.


15

B.10. Het venster ‘Kleuren’

Het venster ‘Kleuren’ bevat de thermische materiaaleigenschappen (de warmtegeleidingscoëfficiënt) en de thermische randvoorwaarden (binnen- en buitentemperatuur en de warmte-overgangscoëfficiënten aan de oppervlakken). De verschillende velden zijn (van de linker- naar de rechterkolom): - Kleurnummer (tussen 0 en 255, niet aanpasbaar), gebruikt als een referentienummer in de tekstuitvoer (Output>Tekstuitvoer) - Kleurwaarde (aanpasbaar), gebruikt als materiaalkleur of kleur voor de randvoorwaarde in het venster ‘Afbeelding’. De kleurwaarde kan aangepast worden door met de linkermuis dubbel te klikken op de cel of door <Enter> te drukken wanneer de cel actief is. Kies een nieuwe kleur in de (standaard) dialoogbox Kleuren.

-

Naam van het materiaal of de randvoorwaarde (aanpasbaar). Materiaalpatroon (aanpasbaar), dat gebruikt kan worden in dwarsdoorsneden in de grafische uitvoer (na Uitvoer>Grafische uitvoer). Het patroon kan gekozen worden uit vooraf ingestelde patronen (klik dubbel met de linker muisknop of druk <Enter>).


16

-

-

Warmtegeleidingscoëfficiënt (of λ-waarde [W/(m.K)]), alleen aanpasbaar voor materialen. Voor luchtspouwen en –holtes wordt automatisch een equivalente warmtegeleidingscoëfficiënt berekend (volgens de parameters ingegeven door de auteur van de databank en gebaseerd op de normen, bv. EN ISO 10077-2) en weergegeven (niet aanpasbaar). De equivalente warmtegeleidingscoëfficiënt is afhankelijk van de afmetingen van de luchtspouw of –holte en wordt herberekend na iedere bewerking in het venster ‘Afmetingen’. Randvoorwaarde Temperatuur (θ [°C]), alleen aanpasbaar voor randvoorwaarden. Totale warmteovergangscoëfficiënt aan het oppervlak (h [W/(m².K)]), alleen aanpasbaar voor randvoorwaarden.

Materiaaleigenschappen kopiëren De eigenschappen in een bepaalde rij (met een bepaald kleurnummer) kunnen gekopieerd worden naar een andere rij (met een ander kleurnummer) door de commando’s Kleuren>Kopieer Rij en Kleuren>Plak Rij uit te voeren.

B.11. Inladen materiaaleigenschappen Een materiaal met een bepaald kleurnummer kan vervangen worden door een ander materiaal uit een materiaaldatabank. Alle beschikbare materiaaldatabanken zijn opgeslagen in de folder … \Physibel\Materials met als bestandsextensie .phm. Selecteer de actieve invoercel ergens in de rij corresponderend met het kleurnummer Selecteer dan het commando Kleuren>Inladen Materiaal in de taakbalk. In de materialendatabank dialoogbox: - selecteer een materialendatabank en druk dan op de knop ‘Groep’ - selecteer een groep en druk dan op de knop ‘Materiaal’


17

-

selecteer een materiaal (de corresponderende λ-waarde en materiaalpatroon worden getoond) en druk OK.


18

B.12. Snij Object

Het venster ‘Snij Object’ (te openen met Bewerken>Snij Object) laat toe een snijdende rechthoek te definiëren die toegepast wordt op de weergave van het object in het venster ‘Afbeelding’. De grenzen van het snijdend object (minimum en maximum waarde in de X-, Y- en Z-richting) worden uitgedrukt in rastervlaknummers (gehele getallen startend vanaf 0) zoals die weergegeven worden in de linker rand van het venster ‘Coördinaten’ of het venster ‘Raster’.

De figuren hieronder tonen een gesneden object met de corresponderende definitie van het snijdend object.


19

Om de grenzen van het snijdend object opnieuw in te stellen op de standaard waarden, kan het commando Afbeelding>Niet Snijden gebruikt worden. De definitie van het snij object heeft geen effect op de oplossing van het stelsel. De berekeningen beschouwen telkens het volledige object.


20

C. Berekeningen en resultaten C.1. Oplossen van het stelsel Menu commando: Berekening>Oplossen stelsel Een stelsel wordt opgesteld en opgelost om de temperaturen te berekenen in de stelselknopen die in het venster ‘Raster’ bepaald werden. Een energiebalans methode wordt gebruikt voor de controlevolumes rond de stelselknopen. De rekensnelheid wordt geoptimaliseerd (dezelfde oplossingsmethode wordt gebruikt als bij het programma TRISCO). Tijdens de berekening (die normaliter slechts enkele seconden in beslag neemt) wordt een controlevenster met de oplossingsparameters (bv. het aantal knopen) weergegeven. Na de berekening worden de objectoppervlakken in het venster ‘Afbeelding’ gevuld met de berekende oppervlaktetemperaturen. The kleurschaal kan worden aangepast via Afbeelding>Temperatuurbereik… (het tweede increment heeft hier geen belang).

Wanneer het venster ‘Afbeelding’ actief is (dit is wanneer de titelbalk blauw is gekleurd, zoals bij voorbeeld na Bewerken>Afbeelding) dan wordt de oppervlaktetemperatuur van het punt dat door de muis aanduid wordt, weergegeven in de statusbalk (onderaan de KOBRA applicatie).


21

C.2. Het venster ‘Resultaten’ Het venster ‘Resultaten’ (Bewerken>Resultaten) toont de belangrijkste berekende kenmerken van de koudebrug. Afstanden en oppervlakten worden berekend op basis van de geometrie. De warmtedoorgangscoëfficiënt van (eendimensionale) flankerende elementen wordt bepaald op basis van de geometrie, de thermische materiaaleigenschappen en randvoorwaarden. De temperatuurfactor, het warmteverlies en de extra/lineaire/equivalente warmtedoorgangscoëfficiënten van de koudebrug worden afgeleid uit de berekende oplossing. In het venster ‘Afbeelding’ wordt uitleg gegeven (wanneer Afbeelding>Verberg Omtrek Selectie) over de geometrische positie van afstanden en oppervlakken gekoppeld aan het huidige resultaat (in het actieve venster ‘Resultaten’)


22

Resultaten De weergegeven resultaatelementen worden gedefinieerd in het .trc bestand (dat niet door de gebruiker kan worden bewerkt). Er zijn verschillende resultaatelementen voor 2D en 3D koudebruggen (zie paragraaf B.2). Het huidige resultaatelement (dat omkaderd is door een vette zwarte lijn) wordt verklaard (wanneer het venster ‘Resultaten’ actief is, dit betekent wanneer dit venster een blauwe titelbalk heeft) aan de hand van de naam en de berekeningsformule die in de statusbalk (onderaan het KOBRA applicatievenster) worden weergegeven. De mogelijke resultaatelementen zijn: - de temperatuurfactor (op het binnenoppervlak) −t t f = si , min e [-] ti − t e met ti = de temperatuur van de randvoorwaarde binnen [°C], te = de temperatuur van de randvoorwaarde buiten [°C] en tsi,min= de minimum temperatuur op het binnenoppervlak [°C]. - de totale warmtestroom doorheen het object voor een 3D koudebrug : Q [W] voor een 2D koudebrug : Q2D [W/m] - de thermische koppelingscoëfficiënt (voor een 3D koudebrug) Q [W/K] Lie = ti − t e - de thermische koppelingscoëfficiënt (voor een 2D koudebrug) Q L2 D = 2 D [W/K] ti − t e - de oppervlakte van de flankerende elementen (voor een 3D koudebrug) A1 [m²] A2 [m²] A3 [m²] Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de randen van het flankerende element - de lengte van de flankerende elementen (voor een 2D koudebrug) l1 [m²] Handleiding KOBRA v3.0w

23

-

-

-

-

-

l2 [m²] l3 [m²] Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : een lijnstuk dat de lengte van het flankerende element toont. de (eendimensionale) warmtedoorgangscoëfficiënt van het flankerende element U1 [W/(m².K)] U2 [W/(m².K)] U3 [W/(m².K)] Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de lijn over de welke de warmtedoorgangscoëfficiënt is berekend. 2D/3D extra specifieke warmteverlies (voor een 3D koudebrug) Q − U1 A1 − U 2 A2 − U 3 A3 [W/K] dL = ti − t e Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de randen van de flankerende elementen de lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt (voor 2D koudebrug) Q ψ = 2 D − U1l1 − U 2l2 − U 3l3 ti − t e Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de randen van de flankerende elementen de equivalente warmtedoorgangscoëfficiënt Q Voor 3D koudebrug: U eq = [W/m².K] ((ti − te )( A1 + A2 + A3 )) Q2 D Voor 2D koudebrug : U 2 D = [W/m².K] ((ti − te )(l1 + l2 + l3 )) Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de omtrek/lengte van de flankerende elementen. de equivalente warmtedoorgangscoëfficiënt van het eerste flankerende element Q − ( A2U 2 + A3U 3 ) ( ti − t e ) Voor 3D koudebrug: U elem = [W/m².K] A1 Q2 D − ( A2l2 + A3l3 ) ( ti − t e ) Voor 2D koude brug: U elem = [W/m².K] l1 Uitleg in het venster ‘Afbeelding’ : de randen (3D) of de lengte (2D) van het eerste flankerende element.

C.3. Opslaan van de resultaten Na een berekening kunnen de (aangepaste) invoergegevens en resultaten opgeslagen worden in een .trc gegevensbestand door het commando Bestand>Opslaan (om het bestaande gegevensbestand te overschrijven) of Bestand>Opslaan als (om een nieuw gegevensbestand te creëren) uit te voeren. De berekende knooptemperaturen worden opgeslagen in een .sol bestand (met dezelfde bestandsnaam en in dezelfde folder als het .trc bestand, maar met een andere bestandsextensie).


24

Het voordeel van het .sol oplossingsbestand is dat alle uitvoer (bijvoorbeeld Afbeelding>Toon temperaturen) onmiddellijk ter beschikking is zonder dat opnieuw een berekening moet worden uitgevoerd wanneer het overeenkomstige .trc bestand (bijvoorbeeld na het heropstarten van het programma) heropgeladen wordt. Om schijfgeheugenruimte vrij te maken kan je de .sol bestanden verwijderen.


25

D. Grafische uitvoer D.1. Het Grafische uitvoer scherm Grafische uitvoer naar een printer of een bitmap bestand is mogelijk vanuit het venster ‘Grafische Uitvoer’. Dit venster wordt geopend met het commando Uitvoer>Grafische uitvoer. Voer eerst een berekening uit (Bereken>Oplossen stelsel) om alle uitvoermogelijkheden ter beschikking te hebben. Het Grafische uitvoer venster neemt het volledige venster van de KOBRA applicatie in beslag en heeft een eigen menubalk en taakbalk. Om terug te keren naar het KOBRA hoofdvenster, kies Bestand>Afsluiten of druk op de Esctoets.

De kleuren die gebruikt worden in de beeldweergave zijn vlak, dit betekent dat er geen beschaduwing (die afhankelijk is van de hoek tussen een oppervlak en de richting van het kijkpunt) is zoals in het venster ‘Afbeelding’. De kleuren worden uitgelegd in de legende rechts van de afbeelding. De objectblokken worden gevisualiseerd door de contourlijnen van het object.


26

D.2. Bestandsbewerkingen Bestand submenu

D.2.1 Bitmap opslaan Menu commando : Bestand>Opslaan als… Slaat de figuur in het huidige Grafische uitvoervenster op als een bitmap bestand (.bmp bestand, in een onsamengedrukt 256-kleuren BMP formaat). Voer de bestandsnaam (en de folder) in in de Save As dialoogbox.

Na op de Save knop te hebben gedrukt, verschijnt er een tweede dialoogbox waarin gevraagd wordt de gewenste bitmap grootte (breedte en hoogte uitgedrukt in pixels) en de gewenste lettergrootte in te voeren.


27

De lettergrootte wordt gebruikt in de tekst van de legende en moet in verhouding tot de bitmap grootte worden gekozen. Wanneer de lettergrootte te groot is, verdwijnt de tekst over de rechterrand van de bitmap.

D.2.2 Bitmap afdrukken Menu commando : Bestand>Afdrukken… Drukt de figuur in het huidige Grafische Uitvoer venster af. Regenboogkleuren De kleuren waarmee de isothermen en de isofluxen worden ingekleurd, worden gedefinieerd in het bestand RainbowColor.rgb (voor een kleurenprinter) en RainbowGray.rgb (voor een zwartwit printer) in folder ..\Physibel\Kobra. De .rgb bestanden bevatten de rode, groene en blauwe component (waarden tussen 0 en 255) van de opeenvolgende kleuren uit de regenboogschaal, op basis waarvan de huidige kleuren in temperatuursschaal en warmtestroomschaal worden geïnterpoleerd.

D.3. Projecties Projectie submenu

-

Snij submenu

Projectie>Perspectief : zelfde perspectief als in het venster ‘Afbeelding’ Projectie>Doorsnede : aanzicht van de doorsnede (evenwijdig met het coördinatenvlak) vanuit het negatieve of positieve einde van de X-, Y- of Z-as (respectievelijk Xmin, Xmax, Ymin, Ymax, Zmin, Zmax). De snijvlakken zijn de randvlakken van de snijdende rechthoek gedefinieerd met het commando Snij>Snij object… (of via het venster Snij Object in het hoofdmenu)


28

De randen van de snijdende rechthoek (Xmin, Xmax, Ymin, Ymax, Zmin, Zmax) worden uitgedrukt als rastervlaknummers (gehele getallen startend vanaf 0), net zoals in het venster Snij Object (zie paragraaf B.12). Dit betekent dat een dwarsdoorsnede door alle mogelijke rastervlakken mogelijk is. Wanneer een rand van de snijdende rechthoek het object niet snijdt, dan is het overeenkomstige aanzicht van de doorsnede leeg. Zet alle randen terug op de standaard waarden met het commando Snij>Niet Snijden.

D.4. Zoom commando’s Zoom submenu

De zoom commando’s zijn identiek aan deze uit het hoofdmenu (zie paragraag B.6) Een sleepbeweging met de muis in de rotatie- of verschuifmode werkt niet dynamisch zoals in het venster ‘Afbeelding’ (omdat het Grafische Uitvoervenster geen gebruik maakt van OpenGL). Een elastische vector wordt getekend en na het loslaten van de linkermuisknop wordt het nieuwe aanzicht weergegeven.


29

D.5. Weergave mogelijkheden Weergave submenu (3D koudebrug)

Weergave submenu (2D koudebrug)

Een aanvinkteken voor een commando toont dat de overeenkomstige optie mogelijk is. De meeste commando’s (behalve de vulopties) zijn ‘toggles’ (met een aan/uit status). Iedere verandering in de weergave opties wordt onmiddellijk weergegeven in het aanzicht van het object. -

Weergave>Objectlijnen : toont de contourlijnen van de objecten Weergave>Rasterlijnen : toont de rasterlijnen op de objectoppervlakken

-

Weergave>Isothermen : toont de isothermen zoals gedefinieerd door de temperatuurbereikparameters (zie paragraaf D.6.1.) Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten ter beschikking zijn Weergave>Warmtestroomlijnen (alleen voor 3D objecten) : toont de warmtestroomlijnen zoals gedefinieerd door het warmtestroombereik (zie paragraaf D.6.2)

-


30

-

-

-

-

-

Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten ter beschikking zijn Weergave>Warmtestroomlijnen (alleen voor 2D objecten) : toont de warmtestroomlijnen zoals gedefinieerd door de warmtestroomincrementen (zie paragraaf D.6.3) Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten ter beschikking zijn Weergave>Vul Materialen : vult de materiaaloppervlakken aan de hand van de objectkleuren Weergave>Vul patronen : vult de materiaaloppervlakken aan de hand van de objectpatronen (zoals gedefinieerd in het venster ‘Kleuren’) Deze optie is alleen mogelijk bij vlakke aanzichten (In een perspectieftekening zouden de patronen immers een visuele vervorming veroorzaken)

Weergave>Vul Randvoorwaarden : vult de materiaaloppervlakken aan de hand van de kleuren voor de actieve oppervlakterandvoorwaarden (zoals gedefinieerd in het venster ‘Kleuren’) Indien er geen enkele randvoorwaarde expliciet geldt (actief is) voor een materiaaloppervlak (bij voorbeeld wanneer een impliciete adiabatische randvoorwaarde geldt), dan is de vulkleur lichtgeel. Weergave>Vul Temperaturen : vult de materiaaloppervlakken aan de hand van de temperatuurkleuren zoals gedefinieerd door de temperatuurbereikparameters (zie paragraaf D.6.1) Weergav>Vul Warmtestroomlijnen (alleen voor 3D objecten) : vult de materiaaloppervlakken aan de hand van de isoflux-kleuren zoals gedefinieerd door de warmtestroomincrementen (zie paragraaf D.6.2)


31

-

-

Weergave>Vul Warmtestromen (alleen voor 2D objecten) : vult de materiaaloppervlakken door de warmtestroombuizen te tonen zoals bepaald door de warmtestroomincrementen (zie paragraag D.6.3) Weergave>Vul uit : zet alle vullingen af Weergave>Legenda : toont de legende met de vulkleuren of –patronen.

Warmtestroomlijnen (alleen voor 3D koudebruggen) De weergave mogelijkheid Weergave>Warmtestroomlijnen en Weergave>Vul Warmtestroomlijnen laten toe om de componenten van de lokale warmtestroomvector (in W/m²) in de richting loodrecht op het objectoppervlak weer te geven. Lokale U waarden kunnen voorgesteld worden op wanden tussen twee oppervlakterandvoorwaarden wanneer het opgelegde temperatuurverschil tussen de randvoorwaarden 1°C bedraagt. De warmtestroomeenheid moet dan gelezen worden als W/(m².K).

Warmtestroomlijnen (alleen voor 2D koudebruggen) De warmtestroomlijnen tonen de richting van de lokale warmtestroomvectoren. De dichtheid van de warmtestroomlijnen is evenredig met de lokale warmtestroomdichtheid. De isothermen en warmtestroomlijnen vormen een orthogonaal netwerk.


32

Het aantal warmtestroomlijnen door een geven lijn vermenigvuldigd met het warmtestroomincrement geeft de totale warmtestroom door die lijn. In de gevulde warmtestroomlijn-figuur stemt iedere kleurstrook overeen met een warmtestroom gelijk aan het warmtestroomincrement. Ieder eerste warmtestroomincrement komt overeen met een klein kleurverschil. Ieder tweede warmtestroomincrement komt overeen met een groot kleurverschil.


33

D.6. Instellingen Submenu Instellingen

D.6.1 Temperatuurbereik Menu commando: Instellingen>Temperatuurbereik

Het tweede increment (dat steeds een veelvoud moet zijn van het eerste increment) wordt alleen gebruikt voor de isothermen (Weergave>Isothermen). Tip. Het is mogelijk om een enkele isotherm weer te geven (bij voorbeeld het dauwpunt bij een bepaalde relatieve vochtigheid) door het eerste increment en het tweede increment gelijk te stellen aan de gewenste temperatuur


34

D.6.2 Warmtestroombereik Menu commando: Instellingen>Warmtestroomrange Het tweede increment (wat een veelvoud moet zijn van het eerste increment) wordt alleen gebruikt voor de warmtestroomlijnen. (Weergave>Warmtestroomlijnen)

D.6.3 Warmtestroomincrementen Menu commando: Instellingen>Warmtestroomincrementen…

De eenheid is Watt, omdat de diepte volgens de derde dimensie (die niet beschouwd wordt bij de berekening van 2D problemen) ook beschouwd wordt in de uitvoer.

D.6.4 Lijnstijlen Menu commando : Instellingen>Lijnstijlen…


35

De gekleurde velden kunnen aangepast worden door met de linker muisknop dubbel te klikken op het kleurveld. Tip. Toon de combinatie van een gevuld beeld met slechts isothermen of warmtestroomlijnen ieder tweede increment door de breedte van het eerste increment gelijk te stellen aan 0.


36

E. Tekstuitvoer E.1. Tekstuitvoer Venster Via het venster Tekstuitvoer kan een tekstuitvoer naar een printer of een bestand gegenereerd worden. Dit venster wordt geopend door het commando Uitvoer>Tekstuitvoer. Voer eerst een berekening (Bereken>Oplossen Stelsel) uit om alle uitvoermogelijkheden te activeren. Het venster Tekstuitvoer vult het volledige KOBRA applicatiescherm en heeft een eigen menubalk en taakbalk. De tekst in het venster Tekstuitvoer kan aangepast en gekopieerd worden naar het Windows clipboard (zie sectie E.3) Om terug te keren naar het KOBRA hoofdscherm, kies Bestand>Afsluiten of druk op de Esctoets.


37

E.2. Bestand commando’s Submenu Bestand

-

-

Bestand>Opslaan als… Slaat het volledige tekstbestand in het huidige Tekstuitvoer venster op in een Microsoft Word document (extensie .doc) op de harde schijf. Bestand>Afdrukken… Drukt het volledige tekstbestand in het huidige Tekstuitvoer venster af via printer. Bestand>Afsluiten Terugkeren naar het KOBRA hoofdscherm

E.3. Bewerk commando’s Submenu Bewerken

Bewerken>Kopiëren Kopieert de geselecteerde tekst (selecteer met de muis of met de pijltjestoetsen) naar het clipboard (zodat het in een externe tekstverwerker kan geplakt worden).

E.4. Weergave opties Submenu weergave


38

E.4.1 Invoergegevens Commando menu: Weergave>Invoergegevens Uitvoer - KOBRA gegevens bestandsnaam - titel van het document (zie Titel venster) - Kleuren : alle gebruikte kleuren met de naam van het materiaal of de randvoorwaarde en de thermische eigenschappen - Afmetingen : eenheid van afmeting, afmetingen van de lagen volgens X, Y en Z - Rastergegevens : alle rastermaaswijdtes (gebruikt bij de oplossing van het stelsel) volgens de X, Y en Z. Voorbeeld KOBRA - Invoergegevens KOBRA-gegevensbestand: MBH4EE00.trc KLEUREN Klr. Naam 2 4 80 81 111 112 116 117 139 149 192 200

lambda [W/mK]

buiten binnen polyurethaan polyurethaan metselwerk 1400 metselwerk 1400 metselwerk 2200 metselwerk 2200 gewapend beton gips 900 spouw (niet gev vertikale spouw

t h [°C] [W/m²K] 0.0 25.00 20.0 7.70

0.027 0.027 0.430 0.430 0.900 0.900 2.500 0.300 0.102 0.102

AFMETINGEN Rastereenheid = 0.01 m X Y Z _ 10.000 10.000 100.000 9.000 9.000 2.000 2.000 4.000 4.000 14.000 14.000 1.500 1.500 100.000 100.000 RASTER Nr. 0-1 1-2 2-3 3-4 … 130-131 131-132 Som

X 10.000 1.000 1.000 1.000

Y 10.000 1.000 1.000 1.000

1.000 1.000 140.500

1.000 1.000 140.500


Z _ 100.000

100.000

39

E.4.2 Resultaten Commando menu: Weergave>Rekenresultaten Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten beschikbaar zijn (dit betekent nadat het commando Berekening>Oplossen Stelsel is uitgevoerd of wanneer er een .sol oplossingbestand is opgeslagen op de harde schijf) Uitvoer Alle rekenresultaten zoals weergegeven in het venster Resultaten (zie paragraaf C.2). De gebruikte symbolen en rekenformules worden in die paragraaf uitgelegd. Voorbeeld KOBRA - Rekenresultaten KOBRA-gegevensbestand: MBH4EE00.trc f Q2D L2D l1 l2 U1 U2 psi

= = = = = = = =

0.845 19.555 0.978 1.305 1.305 0.430 0.430 -0.145

W/m W/(m.K) m m W/(m².K) W/(m².K) W/(m.K)

E.4.3 Rekenanalyse Commando menu : Weergave>Rekenanalyse Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten beschikbaar zijn (dit betekent nadat het commando Berekening>Oplossen Stelsel is uitgevoerd of wanneer er een .sol oplossingbestand is opgeslagen op de harde schijf) Uitvoer - KOBRA gegevensbestandnaam - aantal rekenknopen - Lijst met de minimum and maximum temperatuur per kleur (en de overeenkomstige X, Y en Z coördinaten van het roosternummer) - Lijst met de totale warmtestromen (ingaande en uitgaande) per oppervlakterandvoorwaarde - Lineaire thermische transmissiecoëfficiënt, 2D/3D extra thermische transmissiecoëfficiënt en/of equivalente transcoëfficiënt (zie paragraaf C.2) met de rekenformules.


40

Voorbeeld KOBRA - Rekenanalyse KOBRA-gegevensbestand: MBH4EE00.trc Aantal knooppunten = 14848 Klr. Naam 2 4 80 81 111 112 116 117 139 149 192 200

buiten binnen polyurethaan polyurethaan metselwerk 1400 metselwerk 1400 metselwerk 2200 metselwerk 2200 gewapend beton gips 900 spouw (niet gev vertikale spouw

Klr. Naam 2 4

buiten binnen

tmin [°C] 0.03 16.90 0.77 1.79 14.00 14.00 0.03 0.12 13.63 15.23 0.38 0.45

X

Y

Z

1 32 12 16 16 32 1 10 16 30 10 12

1 32 12 12 32 16 1 1 16 30 10 10

1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0

Str. in [W] 0.00 19.56

tmax [°C] 0.34 18.88 15.65 15.65 18.45 18.45 1.20 1.20 15.23 18.88 2.90 2.90

X

Y

132 32 16 132 30 132 10 132 30 32 12 131

1 132 132 16 132 30 132 10 30 132 131 12

Z _ 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0

Str. uit [W] 19.56 0.00

Temperatuurfactor (EN ISO 10211) = 0.845 hi = 7.70 W/(m².K) Rsi = 0.13 m².K/W Lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt (EN ISO 10211) psi = (Q/(ti-te) - U1*A1 - U2*A2 - U3*A3)/l = -0.145 W/(m.K) Q = 19.555 W ti = 20.00°C te = 0.00°C U1 = 0.430 W/(m².K) Xmin=1 Xmax=32 Ymin=132 Ymax=132 Zmin=0 Zmax=0 A1 = 1.305 m² Xmin=0 Xmax=0 Ymin=1 Ymax=132 Zmin=0 Zmax=1 U2 = 0.430 W/(m².K) Xmin=132 Xmax=132 Ymin=1 Ymax=32 Zmin=0 Zmax=0 A2 = 1.305 m² Xmin=1 Xmax=132 Ymin=0 Ymax=0 Zmin=0 Zmax=1 U3 = 0.000 W/(m².K) A3 = 0 m² l = 1 m

E.4.4 Temperaturen in de hoekknooppunten Commando menu: Weergave>Hoekknooppunten Alleen mogelijk wanneer er rekenresultaten beschikbaar zijn (dit betekent nadat het commando Berekening>Oplossen Stelsel is uitgevoerd of wanneer er een .sol oplossingbestand is opgeslagen op de harde schijf) Uitvoer Voor iedere hoek van het object : X, Y, Z coördinaten van het raster + berekende temperatuur


41

Geef alle knooptemperaturen weer Zie de lijnen beginnend met de letter N in het .sol bestand (opgeslagen oplossingsbestand) : knooptemperatuur + X, Y, Z coördinaat van het rasterpunt Voorbeeld KOBRA - Temperaturen in hoekpunten KOBRA-gegevensbestand: MBH4EE00.trc X

Y

Z

1 1 1 1 32 32 32 32 132 132 132 132

1 1 132 132 32 32 132 132 1 1 32 32

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

t [°C] 0.03 0.03 0.34 0.34 16.90 16.90 18.88 18.88 0.34 0.34 18.88 18.88

E.5. Instellingen Submenu Instellingen

E.5.1 Nauwkeurigheid uitvoer Commando menu: Instellingen>Decimalen…


42

KOBRA een computerprogramma om een databank met koudebruggen te raadplegen versie 3.0w PHYSIBEL

Recommend Documents