常用的能耗模拟软件

常用热能分析软件简介在经历了上个世纪70 年代的全球石油危机之后,建筑模拟受到了越来越多的重视,同时随着计算机技术的飞速发展和普及,大量复杂的计算变为可行。

于是在上个世纪70 年代中期,逐渐在美国形成了两个著名的建筑模拟程序:BLAST和DOE-2 。

欧洲也于上个世纪70 年代初开始研究模拟分析的方法,产生的具有代表性的软件是ESP-r。

现在运用比较广泛的计算机热工分析软件有DOE-2、EnergyPlus、ESP-R、ECOTECT、BLAST等。

国外常用的能耗模拟软件见下表：国内常用的能耗模拟软件见下表：1、DOE-2DOE-2是一个在美国能源部的财政支持下由劳伦斯伯克利国立实验室的模拟研究小组开发的，提供建筑设计者，和研究人员使用的计算机软件。

DOE-2功能非常强大，，他在美国已得到成功的运用并且成功地应用于若干个国家的建筑节能标准编制工作。

2、BLAST基于Windows的友好的操作界面，结构化的输入文件，可分析热舒适度，高强度或低强度的辐射换热，变传热系数下能耗分析。

输入文件可由专门模块HBLC在Windows操作环境下输入，也可在记事本中直接编辑。

它可供工业供冷，供热负荷计算，建筑空气处理系统以及电力设备逐时能耗模拟。

3、EnergyPlusEnergyPlus 是美国劳伦斯·伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory) 等科研机构新开发的能耗分析软件。

4、ESP-RESP-r由Energy System Research Unit在位于苏格兰格拉斯哥的斯特拉思克莱德大学机械工程系的研究成果基础上开发。

优点是比较接近实际，整体的性的评价。

可模拟和分析当前比较前言的和创新技术。

但需要使用者有较强的专业知识，需对专业知识有较深入的了解。

5、ECOTECTEcotect是由英国Square One公司开发的生态建筑设计软件，它主要应用于方案设计阶段，具有速度快，直观，技术性强等优势，而且可以和一系列精确分析软件相结合作进一步的分析。

1、DOE-2：可以通过提供的实时天气信息、建筑几何结构、HVAC描述等预测建筑物每小时能耗和能源成本。

适用于各种住宅建筑和商业建筑。

由一个用于输入的子系统（BDL处理器）和四个仿真子系统（LOADS、SYSTEMS、PLANT 和ECON ）组成。

LOADS的输出信息作为SYSTEMS的输入信息，SYSTEMS的输出信息作为PLANT的输入信息，PLANT的输出信息作为ECON的输入信息，层层相关。

在建筑设计研究和翻新改造分析中应用近20年。

优点：有非常详细的建筑能耗逐时分析报告，可处理结构和功能较为复杂的建筑。

不足：DOS下操作界面，输入较为麻烦；对专业知识要求高。

2、EcoTect：一种连接了3D模具的高视觉性建筑设计和分析工具，具有广泛的分析功能，包括：热量、能源、照明、声学和成本等方面。

其建模和分析能力可以处理各种大小和复杂程度的建筑几何结构。

最主要的优点是专注于反馈建筑设计过程的初期。

可以提供包含输入3D CFD模拟数据的可视化空间分析结果。

随着由于建筑物的几何形状和材料特性变化而不断更新的交互式声学和太阳能射线追踪提供实时动画功能。

优点：可以处理各种复杂程度的建筑结构，简单准确，而且可提供可视化分析报告。

不足：由于其可以执行许多不同类型的分析,用户在输入建筑的相关信息之前需要了解不同的建模和数据要求。

3、EnergyPlus：基于BLAST和DOE-2的最受欢迎的特性和功能的结构化模型，采用文本文件进行输入输出。

在用户设置的时间步长(默认为15分钟) 计算的负荷被传给建筑系统仿真模块在同一时间步长。

根据变化的时间步长，进行加热和冷却系统和电气系统响应的计算。

主要用于多区域气流分析、太阳能利用方案设计和建筑热性能研究。

优点：提供关键词解释，操作相对简单。

通信接口使用IFC标准建筑模型，因此可以从CAD程序获取建筑几何结构。

不足：相比图形文件，文本文件输出不够直观，需要经过电子数据表格作进一步的处理。

当前国内外几款主要建筑节能软件分析建筑的能耗分析对建筑节能设计非常重要,设计人员需要根据计算的结果进行设计方案的调整和优化。

当前，国内外对建筑能耗计算方法的研究和软件的开发也屡见不鲜。

计算方法已经非常成熟,比较知名的软件也非常多。

比如国外的DOE-2、EnergyPlus,国内的CHEC、DEST等。

DOE-2DOE-2是美国劳伦斯伯克力国家实验室开发的能耗分析模拟软件,包括负荷计算模块、空气系统模块、机房模块、经济分析模块。

它可以提供整幢建筑物每小时的能量消耗分析,用于计算系统运行过程中的能效和总费用,也可以用来分析围护结构（包括屋顶、外墙、外窗、地面、楼板、内墙等）、空调系统,电器设备和照明对能耗的影响。

Doe-2的功能非常全面而强大，经过了无数工程的实践检验,是国际上都公认的比较准确的能耗分析软件,并且该软件是免费软件，使用人数和范围非常广泛。

DOE-2的输入方法为手写编程的形式，要求用户手写输入文件，输入文件必须满足其规定的格式，并且有关键字的要求。

DOE-2输入、输出文件格式均为英文，且格式要求比较严格，对于中国用户来说不易上手。

但DOE-2有大量的资料库和研究文献,用户可以通过学习比较详细的了解运用。

目前还有很多基于DOE-2上开发的软件，比如下文介绍的VisualDOE、eQUEST、PowerDOE等。

VisualDOEVisualDOE是一款基于DOE-2开发的标准的建筑能耗模拟软件。

这款软件可以帮助建筑师或者设备工程师进行建筑的能耗模拟，设计方案的选择，还可以进行美国绿色建筑标准中能耗分析部分的评价。

VisualDOE可以模拟包括照明，太阳辐射，暖通系统，热水供暖等建筑所有主要的能耗。

并可以从DOE-2输出文件中自动提取计算结果。

相对与DOE-2来说，用户可以比较容易的上手使用。

但是软件的输人格式DOE-2的输入语言，因此用户需要了解一些DOE-2输入文件的格式规则，对于需要模拟复杂的高级用户，用户需要手动修改输入文件。

建筑节能评估的软件推荐在当今注重环保和可持续发展的时代，建筑节能评估变得越来越重要。

通过准确的评估，可以在建筑设计和运营阶段采取有效的节能措施，降低能源消耗，减少对环境的影响。

而合适的软件工具能够大大提高评估的效率和准确性。

以下为大家推荐几款在建筑节能评估领域表现出色的软件。

1、 EnergyPlusEnergyPlus 是一款由美国能源部开发的开源建筑能耗模拟软件。

它具有强大的功能和高度的灵活性，能够模拟建筑的热性能、照明、HVAC 系统（供暖、通风和空调系统）等多个方面。

这款软件的优势在于其精确的模拟能力。

它可以考虑到建筑的几何形状、材料特性、人员活动、设备使用等众多因素，从而提供非常详细和准确的能耗分析结果。

此外，由于是开源软件，用户可以根据自己的需求进行定制和扩展。

然而，EnergyPlus 的使用相对复杂，需要用户具备一定的专业知识和技能。

对于初学者来说，可能需要花费较多的时间来学习和掌握。

2、 eQUESTeQUEST 是一款基于 DOE-2 引擎的建筑能耗模拟软件，广泛应用于商业和住宅建筑的节能评估。

它的特点是操作界面相对友好，容易上手。

用户可以通过图形化的方式输入建筑信息，软件会自动生成能耗模拟结果。

eQUEST 还提供了丰富的案例库和模板，方便用户参考和借鉴。

在功能方面，它能够模拟建筑的全年能耗、峰值负荷、设备运行策略等，为节能措施的制定提供有力支持。

不过，与 EnergyPlus 相比，其模拟的精度可能稍逊一筹。

3、 IES VEIES VE（Integrated Environmental Solutions Virtual Environment）是一款综合性的建筑性能模拟软件，包括了能耗、采光、通风等多个方面的评估功能。

IES VE 的优势在于其集成化的特点。

用户可以在一个平台上完成多种性能的模拟和分析，避免了在不同软件之间切换和数据转换的麻烦。

同时，它提供了直观的可视化结果，帮助用户更好地理解和解读模拟数据。

国内外建筑物的相关物理分析软件1 •能耗分析软件目前国内外的能耗分析软件有几十种，以下是列出的国内外使用频率，市场占有率，和精确度较高的一些软件的基本介绍。

国外常用的能耗模拟软件介绍通过建筑描述语言”来解决大量建筑体型，构造，设备性能甚至是房间使用时间安排的输入问题，现有HVAC系统分析，能耗计算，系统物理分析和经济分析等。

基于DOE语言的能耗模拟软件，能够进行多层次全面的耗能分析。

备注美国能源部推荐的DOE-2 80年代的产物，DOE语言较为复杂，现较多采用基于DOE语言的深化版Energy plus国际上使用较多的能耗分析软件，精确度高，可以查看各部分的能耗分析结果，但是本地化较差。

目前无中文版。

能耗分析软件列表DOE-2En ergy PlusEquest Equest是DOE-2的简化版，它让能耗模目前比较简单操作方便的以D0E-2拟能够为更多的设计人员方便的使用，为能耗内核基础的模拟分析软件，也它也适用于建筑设计的各个阶段。

是国内使用较多的国外软件之一。

Visual DOE是一款基于DOE-2开发的能以DOE-2为耗能内核的模拟分析软耗模拟软件，可帮助设计师进行建筑物件能耗模拟，设计方案选择，还可以用在LEED的评估中。

建筑物全年的逐时能耗，太阳能模拟，地源热泵空调系统模拟等计算有效的模拟建筑物室内空间设计，能耗分析，可再生资源的利用，绿色设计评价的有效工具，现归属于Autodesk的能耗分析软件，能够进行能耗模拟，并且与Autodesk的系列产品有很好的数据衔接英国的ESP-r是世界上公认的优秀建筑热环境模拟软件之一，精确度比较高。

尽管很容易导入REVIT等软件产生的模型，但是只适用于设计规划初期，产生的数据对建筑师仅起到参考的作用。

Visual DOETRNSYSESP-rECOTECTIES英国IES公司开发的集成化模拟分析软IES拥有较多的模拟分析模块，却在件，IES容易与LEED等评估系统相结合，建模上较弱，还有在模型的导入上也进行评估，同时也添加有疏散模拟，设存在着问题。

1．声环境模拟软件——Cadna/ACadna/A软件计算原理源于国际标准化组织规定的ISO9613-2:1996《户外声传播的衰减的计算方法》。

软件中对噪声物理原理的描述、声源条件的界定、噪声传播过程中应考虑的影响因素以及噪声计算模式等方面与国际标准化组织的有关规定完全相同。

我国公布的GB/T17247.2—1998《声学户外声传播的衰减第2部分：一般计算方法》，等效采用了国际标准化组织规定的ISO9613-2:1996标准。

Cadna/A软件的计算方法和我国声传播衰减的计算方法原则上是一致的。

经国内权威单位试用结果表明, 利用Cadna/A软件预测的电厂、公路、铁路、小区环境噪声水平与利用GB/T17247.2—1998《环境影响评价导则---声环境》规定的方法所得到的结果基本相同, 与实地监测结果相比模拟误差在1dB（A）以内。

2．风环境模拟软件——PhoenicsPHOENICS是世界著名的计算流体与计算传热学（CFD/NHT）软件，它是英国皇家学会D.B.SPALDING教授开发，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、暖通空调、环境、能源动力、化工等各个领域。

目前该软件针对建筑环境专门开发了Flair模块，用来模拟建筑室内外风环境、热环境。

模拟分析采用专业的CFD分析软件——phoenics针对建筑业开发的flair模块，具有精准、可靠的特点。

外界条件的设置则根据杭州地区常年气象数据以及之前进行的小区室外风环境模拟结果的基础上进行，以中间楼层高度为代表，户型前后的风压差在1.5pa左右，因此模拟结果对于整个小区所有户型具有较强代表性。

3．光环境模拟软件——Ecotect模拟中采用的Ecotect 是Autodesk公司下属的辅助生态设计软件，该软件中的采光计算采用的是CIE 全阴天模型，即最不利条件下的情况。

分析是以采光系数为核心指标，采用分项法对采光系数进行计算。

分项法假设到达房间内任一点上的自然光包含三个独立的组成部分：天空组分（SC），外部反射光组分（ERC），内部反射光组分（IRC），室内的采光系数是以上三个部分的总和。

EnergyPlus入门教程（1）1、EnergyPlus简介EnergyPlus是一个建筑的全能耗分析软件，可以模拟建筑的能耗和用水量。

在建筑设计的初期通过采用EnergyPlus模拟分析，可以优化减少建筑的能耗和用水量。

EnergyPlus能够模拟建筑的供热、空调、照明、通风和用水等过程。

总之一句话功能很强大。

2、一个小房子能耗分析例子3.1建立建筑模型我们采用基于sketchup软件的插件openstudio建立相应模型。

在我们利用暖通空调相关手册计算空调冷热负荷时夏季空调去的得热由一下部分组成1）通过围护结构传入的热量2）透明窗户太阳辐射得热3）人体散热4）照明得热5）设备得热（洗衣机等家用电器）6）食物7）渗透得热故在模拟能耗时应将这些得热都考虑进入才能得出准确的夏季空调冷负荷。

在冬季热负荷计算时还要考虑到地面的传热等内容。

本教程知讲解E+建模仿真的一般过程，不是真正意义上的得出建筑设计空调负荷。

所以对于室内外表面的传热模型、热平衡算法、室内人员、照明、设备等负荷不一一加入到idf中，在本节最后附上已经加入这些信息后的类（class）列表。

3.1.1打开软件打开软件，如图1所示图1点击“插件”按钮，“OS”然后“New”新建一个E+建筑空间。

3.1.2建立1个“zone”方法1：在插件“OS”点击NewZoneTool，在屏幕任意一地方单击，后按下回车Enter。

方法2,：点击工具栏，在屏幕任意单击，按回车或双击。

如下图2所示图2Tips:一定要按下回车键或双击，出现如图2所示的虚线框，否则不是在zone建立的模型，将出错。

3.1.3建立小模型用SU的工具在上一步zone中建立一个矩形房间。

房间尺寸3m×3m×3m，在南北向各有一个1m×1m窗户。

如下图3所示图3上图就是要模拟的建筑模型。

之后将模型保存为E+格式，为IDFEditor编辑奠定基础。

方法1：点击“插件”，“OS”，“Save”或“save as”保存为.idf格式。

DeST-h用户使用手册清华大学建筑技术科学系DeST开发小组2004.9目录第 1 章概述 (1)1.1 DeST开发理念 (1)1.2 DeST发展历程 (1)1.3 DeST-h特点 (2)第 2 章DeST-h操作界面 (4)2.1 界面简介 (4)2.2 菜单简介 (4)2.3 工具栏概述 (5)第 3 章项目管理 (9)3.1 概述 (9)3.2 文件管理 (9)第 4 章建筑绘图 (11)4.1 概述 (11)4.2 新建建筑 (11)4.3 楼层控制 (11)4.4 墙体的绘制和编辑 (12)4.5 绘制门窗 (13)4.6 建筑计算预处理 (14)第 5 章建筑描述 (15)5.1 概述 (15)5.2 建筑参数 (15)5.3 房间类型 (17)5.4 建筑构件 (22)5.5 房间通风 (24)5.6 作息设定 (25)5.7 参数查询和库管理 (28)第 6 章模拟计算 (32)6.1 概述 (32)6.2 建筑计算预处理 (32)6.3 建筑室温计算 (32)6.4 住宅负荷分析 (32)6.5 计算结果统计报表 (33)第 7 章显示 (35)7.1 概述 (35)7.2 显示控制命令 (35)第 8 章绘图实例 (38)8.1 建立建筑模型 (38)8.2 添加空调要素 (43)8.3 模拟计算 (53)第 1 章 概述随着人们生活水平的提高，对住宅建筑设计的要求也越来越高。

同时有越来越多前所未见的复杂的建筑设计方案出现，既要保证房间的舒适性又要保证节能，很多问题已经不能只凭经验来解决，例如合理的选择建筑的围护结构、选择合适的外遮阳、以及各种新技术的采用等。

同时，许多新型技术在实际应用中还可能会出现许多预想不到的问题，这些都需要更为详尽的计算来辅助设计。

为此，清华大学建筑学院建筑技术科学系建筑环境与设备研究所（原清华大学热能系供热、通风与空气调节教研组）“综合十余年科研成果的结晶，开发出了用于建筑热环境设计模拟分析的软件平台——建筑热环境设计模拟工具包（Designer's Simulation Toolkit，简称DeST）。

收稿日期：2011-09-14；修回日期：2011-09-24*基金项目：广州市教育局科技计划项目(项目编号：08C052)0引言能源问题已经成为我国现代化建设的一个重大挑战，随着我国建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，建筑能耗呈现急剧上升趋势，建筑耗能在我国总能源消耗的比例不断增加。

我国建筑围护结构保温隔热性能差，采暖空调系统效率低，导致单位建筑面积能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。

正确分析建筑能耗，对于合理地利用能源，保护生态环境，促进经济的可持续发展均具有重大的现实意义和理论价值[1]。

建筑节能的核心是建造低能耗的建筑，涉及建筑围护结构、建筑设备系统等许多方面，因此，在建筑设计阶段，必须对建筑物的能耗，尤其是全年运行的动态能耗进行模拟，这使得各种建筑能耗模拟软件应运而生。

1能耗模拟软件现状迄今世界各国都意识到能耗模拟分析的重要性。

从20世纪60年代到今天，随着计算机技术的发展完善，能耗动态模拟分析计算方法的日趋成熟，很多国家都根据自己的特点及要求研发了建筑能耗计算程序，可以很方便地对建筑物进行全年动态模拟。

美国是开展建筑节能研究最早的国家之一，与节能标准相关的软件有120多种，有关建筑节能评估的有70多种。

其中具代表性的是美国能源部(DOE)和美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)研发的DOE-2及基于DOE-2内核的应用软件(如PowerDOE 、VisualDOE 、EZDOE 、DesiCalc)、伊利诺斯大学研发的BLAST (Building Loads Analysis and System Thermodynamics)、美国可持续建筑工业委员会(Sustainable Buildings Industry Council)主持开发的Energy-10、得克萨斯建筑工程大学建筑学院(College of Architecture Texas A&M University)开发的ENER-WIN 、美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laborato-ry)开发的SPARK (Simulation Problem Analysis and Research Kernel)，以及威斯康星大学太阳能实验室(Solar Energy Laboratory ，University of Wisconsin)开发的TRNSYS(Transient System Simulation Program)等[2]。