Dynamic modelling with OpenModelica: optimising building insulation

Abstract

This thesis shows how multi-domain modelling can be automated to allow the fast discovery of desired model configurations. For this purpose, finding the optimal building insulation of a simple building in various climate and construction scenarios was used here as an example. A key outcome of the thesis was a demonstration of the provision of a robust, open source/libre tool chain that could be used to model and optimise complex systems in an automated manner. This led to a further outcome of optimised wall insulation for the modelled building. The goal of reducing heat demand in a small Finnish cabin through the method of modelling combinations of insulation types and characteristics using OpenModelica and Python resulted in a marked reduction in required heat input whilst maintaining a comfortable indoor temperature.

Tämä opinnäytetyö osoittaa, kuinka monitoimialuemallinnus voidaan automatisoida niin, että halutut mallikonfiguraatiot löydetään nopeasti. Tätä varten käytetään esimerkkinä yksinkertaista rakennusta optimaalisen rakennuseristyksen löytämiseksi erilaisissa ilmasto- ja rakennusskenaarioissa. Opinnäytetyön keskeinen tulos on demonstroida vankka, avoimen lähdekoodin/vapaan työkaluketjun tarjoaminen, jota voidaan käyttää monimutkaisten järjestelmien mallintamiseen ja optimointiin automatisoidusti. Tämä johtaa mallinnetun rakennuksen optimoidun seinäeristyksen lisätulokseen. Tavoite pienentää pienen suomalaismökin lämmöntarvetta mallintamalla eristystyyppien ja -ominaisuuksien yhdistelmiä OpenModelica- ja Python-menetelmillä johti siihen, että tarvittava lämmöntuotto pieneni huomattavasti ja samalla säilytettiin miellyttävä sisälämpötila.