常用的能耗模拟软件
常用热能分析软件简介
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。
几种能耗监测软件对比
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。
PKPM——能效测评、能耗模拟软件介绍
• 《建筑能效标识技术标准》中规定：
– 3.0.4：建筑能效测评时…………结合全年 建筑能耗计算结果进行测评。建筑能耗计算 应采用国务院建设主管部门认定备案的软件。 – 6.1.5：标识建筑和比对建筑供暖空调的年 累计冷热负荷应采用同一软件计算，且计算 模型与参数应…………数据。
3 评价方法
能效测评软件 PKPM-EEP
• 围护结构热工性能与建筑负荷计算
围护结构热工性能判定
建筑负荷逐月分布情况
能耗模拟分析
直接输出围护结构和能耗分析报告
• 针对标准的两个条文分别输出两份报告
软件对比
绿建斯维尔
斯维尔能耗软件是能效测评软 件换了名称，添加了绿建标准， 2016年刚刚推出，市场用户不 是很多。
PKPM-Energy
常用能耗 分析软件
QUEST是在美国能源部和电力研究院的资助下，由 美国劳伦斯伯克利国家实验室和J.J.Hirsch及其联盟 共同开发，其可以自定义设备性能曲线，最大特点 在于对空调、照明等机电系统的模拟，最大的优势 在于计算快速、可以对各种不同的方案进行对比分 析，但其本土化较差，目前没有中文版本。
新平台支持犀牛、Sketchup导入
模型共享
空调系统
与标准的贴合
计算对比
谢 谢！
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 界面调用EnergyPlus 并完成模拟。其主 要的缺点就是模型处理能力弱，操作性困 难。
模型导入
可再生能源建筑应用项目
2 国家标准
• 《建筑能效标识技术标准》JGJ/T 288-2012，自2013 年3月1日起实施，适用于民用建筑能效标识 • 标准主编单位：中国建筑科学研究院+住房和城乡建 设部科技发展促进中心
BIM能耗软件介绍
创造可持续发展的建筑，将建筑的二氧化碳排放量降到最低
VE的模块主要包括：
ModelIT：三维建模工具
ApacheCal：供暖，制冷负荷计算工具
ApacheSim：动态负荷计算工具，可逐时分析建筑的负荷
ApacheHVAC：建筑空调系统模拟工具
Flucs：采光分析，设计工具
Radiance：建筑采光模拟软件
SunCast：日照分析工具
CostPlan：初投资分析工具
LifeStyle：运行费用分析工具
Simulex：避难分析工具
Lisi：电梯分析工具
IndusPro：管路尺寸计算
Pisces: 供暖水/冷冻水管路尺寸计算 来自四、IES能耗分析软件
IES是由英国IES公司开发的集成化建筑模拟软件，其核心思想是通过建立一个三维模型，来进行各种建筑功能分析，减少了重复建模的工作，保证了数据的准确和工作的快捷。
IES VE可以帮助你：
了解不同的设计方案所产生的实际效果
提高建筑的性能和用户的满意度
二、ArchiCAD能源分析软件
ArchiCAD的能源分析软件为EcoDesigner，其能源分析种类也大多相同，估算每月或每年的能源使用数据(瓦斯、电能、石油、核能)及建筑物的整体碳排放量数据，可以导出PDF文件显示。
三、BentleySystem能源分析软件
用于设计、仿真及分析建筑机械系统、环境条件及能源，可创建2D与3D节能模型和文文件，分析每年的能源，碳排放和燃料成本的报告。支持多个不同的软件平台，AECOsim能源仿真器可以接收MicroStation、AutoCAD、Revit。
Taps：自来水管路尺寸计算
当前国内外几款主要建筑节能软件分析
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。
TRNSYS17培训资料
准确性
常用计算地源热泵系统的软件
夏季工况：
TRNSYS和
Energyplus
与实测相差7%
以内；
冬季工况
TRNSYS与实测
2006年不同软件与TRNSYS以及实验比对
差距也在11% 以内。
由Oklahoma State University（俄克拉荷马大学）2006年完成
试验验证 PCM-相变蓄热
国内外应用案例
一、能耗模拟概述
一、能耗模拟软件概述
与能耗模拟相关的术语 权威的能耗模拟软件 TRNSYS 作用与应用领域 TRNSYS 计算的准确性
能耗模拟的概念
负荷与能耗的区别 得热量与冷负荷 部分负荷工况与设计负荷工况
开环控制与闭环控制
权威的能耗模拟软件
IES BLAST
作用与应用领域
1
¾ 形成终端用户程序，为非TRNSYS用户提供方便； ¾ 输出结果可在线输出100多个系统变量，可形成EXCEL
计算文件； ¾ 与EnergyPlus、MATLAB等其它软件用：调用模块，搭建模拟平台； 用户可以
添加或者修改模块；形成各种动态仿真程序
TRNBuild
作用：输入建筑模型，与Google Sketchup结合；可输入三维建筑模型
TRNEdit
作用：形成终端用户程序，方便用户使用
TRNOPT
作用：进行最优化模拟计算
TRNBuild
Trnsys Studio TRNEdit
TRNOPT
指导思想
大系统 合成
子系统
子系统
子系统
相变蓄热TRNSYS模型
试验验证 PCM
相变蓄热理论计算与实测比对
二、TRNSYS软件简介
建筑全能耗分析软件Energy Plus及其应用
① ☆ 潘毅群 ,女 ,1970 年 12 月生 ,博士 ,副教授 200092 上海市赤峰路 67 号同济大学南校区楼宇设备工 程与管理系 (021) 65072569 E2mail : pyqbb @online. sh. cn
·4 · 专题研讨 暖通空调 HV &A C 2004 年第 34 卷第 9 期
节点 ,以便连接 。这些连接起来的部件还可以与房 间进行多环路的连接 ,因此可以模拟双空气环路的 空调系统 ,如独立式新风系统 (dedicated outdoor air system , DOAS) 。一些常用的空调系统类型和配 置已做成模块 ,包括双风道的定风量空气系统和变 风量空气系统 、单风道的定风量空气系统和变风量 空气系统 、组合式直接蒸发系统 、热泵 、辐射式供热 和供冷系统 、水环热泵 、地源热泵等 。 1. 2. 3 设备模拟
·2 · 暖通空调 HV &A C 2004 年第 34 卷第 9 期
专题研 讨 建筑全能耗分析软件 EnergyPlus 及应用
同济大学 潘毅群 ☆ 特灵空调公司 吴 刚 美国卡内基梅隆大学 Volker Hartkopf
摘要 介绍了新一代建筑全能耗分析软件 EnergyPlus 的基本原理 、特点和新功能及其与 DO E22 的比较 ,并将其应用于某一实际的建筑冷热电联产系统的模拟 ,根据模拟结果对整个系 统进行了全年能耗和经济性分析 。
d) 专业分析软件 ( specialized analysis tools) : 用于科研 ,拥有专门开发的精确的模型 ,例如计算 流体力学 ( CFD) 模拟软件 Fluent 、照明模拟软件 Radiance 等 。
能耗模拟软件介绍
常用能耗模拟软件介绍
概述 能耗模拟软件介绍
BLAST
目录
DOE-2 EnergyPlus
Trnsys
ESP-r DeST
概 述
30%
1.5
14
70
100,000, 000
200,000, 000,000
体型 系数
绿化 景观 围护结构
自然 通风
建筑形态
照明系统
更好节 能灯具
墙体 保温 镀热反 射膜
屋面 处理
Low-E 玻璃
排风热 回收
冷热源系统
日光 照明
冷却水泵 采暖泵变频
外遮阳、内遮 阳
新风免 费供冷
冷却塔 供冷
热泵技术
输配系统
大温差 小流量
建筑节 能技术
成功的 绿色建 筑设计
完整的 建筑性 能分析
Made by L.W.L
能耗模拟软件介绍
欧洲
ESP-r
日本 HASP
美国
BLAST DOE-2 TRNSYS HVACSIM+ ENERGYPLUS
负荷模拟
ห้องสมุดไป่ตู้
系统模拟
机组模拟
经济分析
负荷报告
系统报告 输出
机组报告
经济分析报告
Made by L.W.L
EnergyPlus 采用集成同步的负荷/系统/设备的模拟方法 在计算负荷时，用户可以定义小于1个小时的时间步长；在 系统模拟中，时间步长自动调整，以加快收敛。 采用热平衡法模拟负荷 采用联立的传热和传质模型对墙体的传热和传湿进行模拟 采用各向异性的天空模型以改进倾斜表面的天空散射强度 先进的窗户传热的计算，可以模拟包括可控的遮阳装置、 可调光的电铬玻璃等 在处理建筑热过程的时候 ,考虑到了很多方面的因素 , 包括 建筑的遮挡、 绿化、风、光、雨、雪等。
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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-2
En ergy Plus
Equest 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 DOE
TRNSYS
ESP-r
ECOTECT
IES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。
计优化模拟等模块。
国内常用分析软件
能耗分析
软件列表介绍
对新，改，扩建筑的节能分析和计算，导
出全年的耗能动态报告和采暖地区耗煤
量，耗电量等等。
可以与国家的绿色评估
相结合
建筑节能分析软件，提供简易建模和
AutoCAD的导入
标准的DOE-2内核，可进行全国所有地区
的全年节能计算，可支持绿色评估备注
在国内市场上占有率较高的软件，可支持我国的绿色建筑标准的评估和提供建筑耗能提审的相应数据
天正
XX
BECS2010
PKPM( CHEC
能耗软件的分析
由于能耗分析软件针对的使用阶段，使用人群不同，软件的重点设置也有所不同。
目前大部分的软件主要针对于设计阶段，对设计师起到一个参考的价值。
国内外存在的软件中，energy plus 有很强的能耗计算功能，能够分区块将
各个部分的能耗数据单独列出来，虽然操作上有一定的困难，但是适用范围比较广泛，精度比较高，不仅仅可以针对于设计院的设计师，也可对建筑物有特殊要求的业主。
ECOTEC先归属于Autodesk,可与revit建立的模型进行导入，方便操作和分析。
但软件功能性不高，只能提供给设计师一个参考数据，不能作为绿色建筑评估提交的数据。
目前国内使用较多的国外软件是Equest,也是以DOE-2为内核计算，精确度高，简易操作。
本土化较差，目前没有中文版本。
国内的软件目前有天正，斯维尔，PKPM这三种市场占有率高，使用率高的
能耗分析软件。
国内的分析软件与国外的一些权威软件一样，采用的DOE-2内核，但是由于国内软件本土化，并且与国内的绿色建筑评估有很好的链接，能够提供国内绿色建筑评估的数据，并且能够在一些设计审核中得到国内建筑部门的认可。
2.其他物理分析软件
能耗分析模拟是对建筑物节能耗能方面的分析模拟，而建筑物的物理分析也包括了日照，噪音，人流疏散，消防，室内环境的模拟分析，风环境的模拟，冷热负荷的模拟等。
以上的大部分能耗分析软件里也有很多涉及到了日照，室内外环境，冷热负荷等多方面的模拟分析。
还有一些软件可以相互导入，进行专业的分析。
目前国内用的较多的软件：
Radia nee光环境分析软件
Airpak 风环境分析
Retscreen分析光伏系统，再生能源系统的分析评估软件
Simulex 人流疏散软件
Raynoise禾口cadna/A 声环境。