A Process Model and Workbench Framework for the Deployment of Simulation-assisted Building Control Systems

Sergio Leal

Research output: ThesisDoctoral Thesis

Abstract

Ein Simulation-assisted Building Control (SaBC) System unterst utzt die Steuerung von Licht-, Heizungs-, Klima-, und L uftungssystemen in Geb auden durch physikalische Simulation. In einem SaBC werden verschiedene Steuerungsentscheidungen f ur die n achsten Zeitschritte simuliert sowie die jeweiligen Kennzahlen f ur diese Entscheidungen ermittelt. Die Alternative mit den besten gewichteten Kennzahlen wird vom Geb audeautomationssystem ausgef uhrt. Die Installation oder Deployment von Simulation-assisted Building Control Systemen ist ein komplexer Prozess, weil jedes Geb aude in seiner Kombination aus Physik und Energiesystemen einzigartig ist. Typischerweise werden die Deployment- Aufgaben manuell durch hochspezialisiertes Personal durchgef uhrt, was zu einem ungen ugend dokumentierten und ine zienten Deployment-Prozess f uhren kann. Diese Arbeit untersucht das Deployment von SaBC Systemen. Es wird einWork ow- Modell erarbeitet, das die Koordination der SaBC Deployment-Aufgaben unterst utzt. Eine Workbench wird entwickelt, die ein konzeptionelles Framework f ur die Verbindung von SaBC-Datenakquise, Datenverarbeitung und Geb audeautomatisierungssystem darstellt. Daten-intensive, repetitive und fehleranf allige Aufgaben im SaBC Deploy-ment-Prozess k onnen computergest utzt erfolgen. Diese k onnen voll-oder halbautomatisch abgearbeitet werden. Wenn es aufgrund der Komplexit at des Deployment-Prozesses und technischer Beschr ankungen nicht m oglich sein sollte, den gesamten Prozess zu automatisieren, so sind die potenziellen Vorteile von Prozessmodell undWorkbench Framework dennoch ersichtlich. Dazu geh oren eine verbesserte Einsatzplanung, Koordination und Zusammenarbeit, e zientere Bereitstellung und h ohere Qualit at von Informationen in einem SaBC System. Die Workbench Framework ist unabh angig vom Einsatz in einem bestehenden oder neuen Geb aude und Umfang von SaBC. Bestehende Werkzeuge k onnen wiederverwendet werden, oder neue, die spezi sch f ur ein Deployment sind, k onnen hinzugef ugt werden. Als Validierung des Prozessmodells und des Workbench Frameworks wurden zwei B urogeb aude herangezogen, in denen die Umsetzung des Deployment Prozesses in realem Umfeld uberpr uft wurde. A Simulation-assisted Building Control (SaBC) system supports indoor environmental control operations in buildings by modeling a building's physical performance. In an SaBC, alternative control decisions for future time steps are simulated, and respective performance indicators are ranked (according to utility functions), where the top ranked alternative may be actuated by the building automation system. The deployment of SaBC systems is a complex process due to the uniqueness of each building and the complexity of building systems. Unstructured deployment may be ine cient and result in an SaBC system that does not realize its full potential. This thesis examines the deployment of SaBC systems. A work- ow model is proposed to coordinate SaBC deployment. A task characterization is made and workbench framework requirements are de ned. Some tasks in the SaBC deployment process may bene t from computational support, especially data intensive, repetitive and error prone tasks. These may be fully or semi-automated. Due to the deployment process complexity and technical limitations, it may not be possible to automatize the entire process. Nevertheless, potential bene ts of such a model include improved deployment planning, coordination and collaboration, more e cient deployment and higher quality of an SaBC system. A workbench is designed which provides a conceptual framework to relate SaBC data acquisition, data processing, and building automation systems. The workbench framework is independent of deployment in an existing or new facility and the scope of SaBC. Existing tools may be reused, or new ones that are speci c to a particular deployment may be added. The workbench framework helps further with structuring data processing and error checking during the deployment process. As a validation of the process model and the workbench framework two o ce buildings were used, in which the implementation of the deployment process in a real environment was veri ed.
Original languageEnglish
Awarding Institution
  • TU Wien
Supervisors/Advisors
  • Dietrich, Dietmar, Supervisor, External person
  • Suter, Georg, Supervisor, External person
Award date13 Feb 2014
Publication statusPublished - 2014

Research Field

  • Former Research Field - Energy

Fingerprint

Dive into the research topics of 'A Process Model and Workbench Framework for the Deployment of Simulation-assisted Building Control Systems'. Together they form a unique fingerprint.

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