245建筑能耗模拟软件的特点及应用中存在的问题.docVIP

建筑能耗模拟软件的特点 及应用中存在的问题 中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院 李骥 邹瑜 华中科技大学 骆婉婧 【摘 要】本文对现有主要建筑能耗模拟软件的特点进行了分析，并以此为基础，结合个人实际应用经验，对软件应用中常见的问题进行分析，提出应用建筑能耗模拟软件时应注意的问题。最后对建筑能耗模拟软件的发展提出了展望。 【关键词】建筑能耗，建筑节能，模拟软件 Abstract: This article gives a brief introduction to the characteristics of the main building energy simulation software. According to the author’s own experience, we bring forward some problems we should attach importance to when applying them. At last, we give some prospects to the development of building energy simulation software. Keywords：Building energy consumption　　Building energy efficiency　 Energy simulation software 一、 建筑能耗模拟软件的目的和使用的意义 目前，建筑节能已经成为一个越来越重要的热门话题。建筑能耗模拟软件在建筑节能领域中也在发挥着越来越重要的作用。由于建筑的热湿过程以及建筑热工部件的复杂性，建筑能耗取决于很多因素.只有通过计算机这个能够短时间内大量重复人脑活动的工具，才可能完成这样复杂的运算。所以，在进行建筑能耗计算时，能耗模拟软件有它不可替代的作用。笔者认为在使用这些软件以前首先应该弄清这些软件的主要用途和目的。它们主要有： 建筑负荷和能耗的模拟。为后续的节能设计，节能评估，节能审计，以及节能措施的制定提供参考。 优化分析。通过不同工况的模拟，进行围护结构，设备，暖通空调系统，控制系统，控制策略等的优化，得出最佳结果。同时还可以进行各种方案的比对，通过经济性分析得出最佳方案。 设备与系统各种运行状况的预测。在内外扰动等复杂因素的作用下，系统中参数的变化很复杂。通过建筑能耗软件能够比较方便地预测在各种工况下系统中的参数。 为节能标准和规范的制定和实施提供辅助。我国的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》【1】中明确规定采用DOE-2软件作为建筑节能设计的节能综合性能指标的计算工具。 二、 建筑能耗模拟软件简介 目前在中国使用的建筑能耗模拟软件主要有：DOE-2，Energyplus，TRNSYS，PKPM, DEST等，现将这些软件的特点简要介绍如下： DOE-2。提到建筑能耗模拟软件，就不得不提DOE-2。DOE-2在建筑能耗模拟软件发展的历史上具有重大的意义。DOE-2是公认最权威的建筑能耗模拟软件之一。它被很多能耗模拟软件，诸如：eQUEST, Energyplus，CHEC, PowerDOE等借鉴和引用。它采用经典的LSPE结构【2】（即Load模块，System模块，Plant, Economic模块），其流程图见图1。 图1　 DOE-2软件的流程图 许多软件至今仍采用DOE-2的LSPE结构，并在其基础上改进与创新。 DOE-2可以很精确的处理各种功能和结构复杂的建筑。但是其对系统的处理能力很有限，只能处理有限的几种暖通空调系统。而且它是一个DOS环境下的软件，界面不太友好。DOE-2的输入较为麻烦，有固定的格式，必须采用手动编程的方法输入，并且有关键字的要求。而且对于DOE-2来说，一个很大的缺陷就是它的顺序结构。实际的暖通空调过程中，建筑的热环境，空调系统以及主机的运行情况等是耦合的。顺序驱动的理念彼此没有反馈，影响了计算结果的准确性。但是，它的设计思想和方法至今仍被很多软件吸收和借鉴。 Energyplus。Energyplus整合了DOE-2和BLAST的优点，并加入了很多新的功能。它被认为是DOE-2的一个很好的替代。Energyplus吸收了DOE-2的LSPE结构，并做出了改进。它采用如图2所示的集成同步的负荷、系统、设备的结构【3】。在上层管理模块的监督下，模块之间彼此有反馈，而不是单纯的顺序结构，计算结果更为精确。 图2 　Energyplus流程图 Energyplus与其说是个建筑能耗模拟软件，不如说是个建筑能耗模拟引擎。它在开发的时候就把重心放在计算方法上，并没有在软件的界面上下很多功夫。它的源代码是完全开放的，鼓励第三方来开发合理的界面来调用E