<div dir="ltr">Dan, <div>You are right that most of the 'optimization' happens once all the massing/shape/room locations/configurations are finalized. Even now, I dread when I am asked to help with energy analysis during the early design phase since I have this at the back of the mind that the architect might come back with several totally new designs (shape/floors etc.) and I will have to redo the whole process. This has never happened in my case, and most decisions are WWR, insulation, glass types, shading and major system types.</div><div>To get back to your question, for the type of analysis that you have outlined, you might want to look at the expert system based research in architecture departments where they work on automatic design generation. Carnegie Mellon comes to mind since I was involved in this type of work ages back (that was in the 90's.). Microstation/Autocad might have these kind of tools inbuilt by now (I havn't really kept up with this topic), and since they also have energy tools connection - what you are suggesting seems doable.</div><div>-Rohini</div></div><div class="gmail_extra"><br><div class="gmail_quote">On Thu, Sep 10, 2015 at 4:33 PM, Dan Johnson <span dir="ltr"><<a href="mailto:dan@designandenergy.com" target="_blank">dan@designandenergy.com</a>></span> wrote:<br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex"><div dir="ltr">Aaron and Jason, I like this thread. I noticed that the curve Aaron presented for WWR vs. Source Energy shows only a 4% difference in Source Energy over a range of 0-50% WWR---I would say a negligible difference from optimizing this component alone. An architect would shrug this off, despite the thought and computing power that went into it. This got me to thinking that, as an architect, the aspect my colleagues most have trouble with is the arrangement of building elements, rather than the optimization of each one. <div><br></div><div>Jason's questions related to arrangement---how many floors? what shape building?---would be the most useful for conceptual design, in my opinion. I would leave alone insulation levels and even WWR at the programming/conceptual stage, and instead run hundreds of simulations with different *arrangements* of zones. I would further clarify this point by adding to Jason's questions list:</div><div><br></div><div>1. Does the conference room go on the east or west (re: sun exposure)? Under the roof, or in the basement?</div><div>2. How deep can floor plates be, and still achieve adequate daylighting?</div><div>3. What aspect ratio of the atrium vs. the floor plates gives us adequate natural ventilation?</div><div>4. If I put the fume hoods in the classroom, I have to ventilate the whole classroom, but if I put them only in prep rooms, that is a much smaller air volume...what difference does this make?</div><div>5. If I cluster all my public circulation to one side, and naturally ventilate this, how much energy do I save vs. distributed circulation that is conditioned with fans?</div><div>6. Add a giant, beautiful glass staircase---do I save enough elevator energy to offset the conditioning of the staircase?</div><div><br></div><div>In typical optimization modeling, the geometry is fixed and we vary the component parameters. I'd like to see the opposite.</div><div><br></div><div>If the auto-generating algorithm could produce a 3D mass diagram of color-coded zone blobs, perhaps as a Sketchup object, that would communicate well.</div><div><br></div><div>Again, architects tend to have trouble with the spatial arrangement of zones as something driven by performance. Perhaps the most useful thing at the programming/concept design stage is help with arrangement. Thank you, Dan J</div><div><div class="gmail_extra"><br clear="all"><div><div><div dir="ltr"><div><div dir="ltr">Dan Johnson | <font color="#ff0000">Design and Energy</font> | <a href="tel:510.325.5672" value="+15103255672" target="_blank">510.325.5672</a><span style="color:rgb(0,0,0);font-size:small"></span><div><font size="1">Assoc. AIA, ASHRAE, LEED AP, CEPE, CPHC | 907 Ramona Ave. Albany California 94706</font></div></div></div></div></div></div>
<br><div class="gmail_quote"><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex"><br>---------- Forwarded message ----------<br>From: Aaron Powers <<a href="mailto:caaronpowers@gmail.com" target="_blank">caaronpowers@gmail.com</a>><br>To: Jason Glazer <<a href="mailto:jglazer@gard.com" target="_blank">jglazer@gard.com</a>><br>Cc: <a href="mailto:bldg-sim@onebuilding.org" target="_blank">bldg-sim@onebuilding.org</a><br>Date: Thu, 10 Sep 2015 12:46:16 -0500<br>Subject: Re: [Bldg-sim] 100 simulations<br><div dir="ltr"><div><div><div><div>Jason,<br><br></div>This is something I'm interested in as well.  I think all the preliminary design factors that you mentioned are great things to look at.  On the later parts of the design process, control parameters are also good things to look at (CHW plant control optimization, air-side control optimization, etc.).<br><br></div>One way to convey the information is through simple 2D plots.  Below is an example of 200 DOE2 simulations while varying the window to wall ratio and another plot of 81 simulations varying the window shading coefficient.<br><br></div><img alt="Inline image 1" src="cid:ii_14fb8299397ad6be" height="375" width="525"><img alt="Inline image 2" src="cid:ii_14fb831391419bf9" height="375" width="525"><br><br><br><br></div><div>Unfortunately, this does not convey the interactive nature of optimization over multiple variables.  Using multidimensional optimization algorithms can be another useful tool, but they can be tricky.  As an example, below is a case of looking for the optimal minimum condenser water flow in a variable flow condenser system.  From looking at the first plot, the function seems relatively smooth and it's obvious that there's an optimal in the neighborhood of 0.6.  However, if you zoom in (second plot), you can see that the data is not very smooth, and there are all kinds of jagged local minima/maxima.  These will tend to throw off most optimization algorithms, which is why I think it's helpful to consider looking at automated mass simulations before taking on the problem of optimization.<br><br><img alt="Inline image 5" src="cid:ii_14fb8593a09fa785" height="380" width="525"><br><br></div><div><img alt="Inline image 4" src="cid:ii_14fb854d4d1a66f5" height="377" width="525"><br></div><div>Aaron<br></div></div><div class="gmail_extra"><br><div class="gmail_quote">On Wed, Sep 9, 2015 at 4:33 PM, Jason Glazer <span dir="ltr"><<a href="mailto:jglazer@gard.com" target="_blank">jglazer@gard.com</a>></span> wrote:<br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">I am just finishing up a project that performed about 60 automated simulations (using Python with EnergyPlus and Eppy) for a series of buildings in a bunch of cities. The power of automating simulations to understand the energy savings of different measures is very impressive no matter what tools are being used.  It has made me wonder about when does automation make the most sense during the design process and what information can be provided to an architect or entire building design team to encourage low energy building design.  I am thinking one of the most influential times might be during the architectural programming and early conceptual design steps. At this point the number of separate pieces of information is probably low enough that it could be filled out on a web form:<br>
<br>
 - number of occupants<br>
<br>
 - amount of area needed for different types of spaces<br>
<br>
 - location of the lot lines<br>
<br>
 - building location<br>
<br>
Conceivably, with that information, all sorts of various building configurations could be created automatically by a clever script then simulated and the resulting answers summarized.<br>
<br>
 - How many floor building uses the least energy?<br>
<br>
 - What shape building uses the least energy?<br>
<br>
 - What is the impact of more roof insulation?<br>
<br>
 - What is the impact of more or less fenestration on loads and daylighting?<br>
<br>
I would not expect the design team to use any of the automatically created building models directly but it might influence the design process in a good way if it was easy to get and easy to understand. I understand people have been researching the optimization of these kinds of factors but I am not sure that is necessary. Maybe just several different series of simulations illustrating various building options and their impact onenergy might be enough to get the discussion going.<br>
<br>
 - So what questions do you think could be answered by such an automated system during early conceptual design?<br>
<br>
 - How would you best convey that information to the building design team?<br>
<br>
 - Are there other times that a suite of automated simulations would make sense?<br>
<br>
A lot of useful information could be generated with a hundred automated simulations!<span><font color="#888888"><br>
<br>
Jason<span class="HOEnZb"><font color="#888888"><br>
<br>
-- <br>
Jason Glazer, P.E., GARD Analytics, 90.1 ECB chair<br>
Admin for <a href="http://onebuilding.org" rel="noreferrer" target="_blank">onebuilding.org</a> building performance mailing lists<br>
<br>
_______________________________________________<br>
Bldg-sim mailing list<br>
<a href="http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org" rel="noreferrer" target="_blank">http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org</a><br>
To unsubscribe from this mailing list send  a blank message to <a href="mailto:BLDG-SIM-UNSUBSCRIBE@ONEBUILDING.ORG" target="_blank">BLDG-SIM-UNSUBSCRIBE@ONEBUILDING.ORG</a><br>
</font></span></font></span></blockquote></div><span class="HOEnZb"><font color="#888888"><br><br clear="all"><br>-- <br><div>Sent from my DynaTAC 8000x</div>
</font></span></div><span class="HOEnZb"><font color="#888888">
<br>_______________________________________________<br>
Bldg-sim mailing list<br>
<a href="mailto:Bldg-sim@lists.onebuilding.org" target="_blank">Bldg-sim@lists.onebuilding.org</a><br>
<a href="http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org" rel="noreferrer" target="_blank">http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org</a><br>
<br></font></span></blockquote></div><br></div></div></div>
<br>_______________________________________________<br>
Bldg-sim mailing list<br>
<a href="http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org" rel="noreferrer" target="_blank">http://lists.onebuilding.org/listinfo.cgi/bldg-sim-onebuilding.org</a><br>
To unsubscribe from this mailing list send  a blank message to <a href="mailto:BLDG-SIM-UNSUBSCRIBE@ONEBUILDING.ORG">BLDG-SIM-UNSUBSCRIBE@ONEBUILDING.ORG</a><br>
<br></blockquote></div><br></div>