论建筑能耗模拟与优化软件平台设计

论建筑能耗模拟与优化软件平台设

计

引言

目前，建筑能耗模拟软件在建筑节能领域中发挥着越来越重要的作用。由于建筑的物理特性复杂，热湿过程的计算量巨大，只能采用计算机在短时间内完成复杂的运算。因此，在进行建筑能耗分析计算时，能耗模拟软件发挥着巨大作用。建筑能耗模拟主要包括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; 通过不同工况的模拟，进行围护结构、设备、暖通空调系统、控制系统和控制策略等的优化，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。通过建筑能耗模拟软件，能比较方便地预测各种工况下的系统参数，为节能标准和规范的制定、实施提供辅助作用。

目前，建筑能耗模拟软件主要有DOE-2、EnergyPlus 、Trnsys 、PKPM-CHEC 和DeST 等。DOE-2 建筑能耗模拟软件采用模块结构，包括Load 模块、Economic 模块、Plant 模块和System 模块。在实际的过程中，建筑室内热环境、主机以及空调系统的运行情况是相关的，但DOE-2 方式彼此没有反馈，导致计算结果失真。EnergyPlus 整合了DOE-2 和其他类型模拟软件的优点，采用集成同步的负荷、系统和设备的结构，在管理模块的监督下，彼此之间有反馈，计算结果准确。EnergyPlus 作为建筑能耗模拟引擎，能够精确地处理较复杂的各类建筑。在处理建筑热过程时考虑了多方面的因素。

因此，基于云计算的建筑能耗模拟与优化平台采用EnergyPlus 为能耗模拟引擎，通过软件即服务( SAAS) 的方式，构建其输入文件( IDF 或IMF 文件) ，对其标准输出进行文档化、图形化等处理，向用户提供建筑能耗模拟和优化服务。 1 平台架构

建筑能耗模拟与优化软件平台能够向用户提供专业级建筑能耗模拟分析和优化服务，对用户的专业性要求低，操作简单，支持不同类型的能耗模拟输入文件，包括IDF 文件、IMF 文件、GBXML 文件和自定义的建筑相关参数。该平台提供了国内常见建筑形式的热工参数模板，可以通过简单图形化的修改，完成建筑能耗模拟相关参数的输入，形成标准的IDF 文件。同时，该平台支持智能的任务管理，能够同时针对多个用户的多个模拟任务进行模拟计算、优化和分析，并以数据和图表的形式呈现专业建筑能耗模拟分析报告。针对用户提交的建筑方案，模拟分析系统对新建建筑和已有建筑给出采用不同建筑参数的对比分析报告。

1. 1 平台体系架构

平台体系架构如图1 所示。通过IaaS 的基础设施即服务为EnergyPlus 模拟计算引擎、数据库服务、Web 服务，提供包括计算资源、网络资源、存储资源等基础设施保障。通过PaaS 平台即服务提供模拟、优化应用服务、

EnergyPlus 计算服务、数据库服务、Web 应用服务，对前端客户需要的功能进行支撑。通过SaaS 软件即服务的方式，以Web 、APP 等形式向用户提供建筑能耗的模拟服务，用户可通过Web 、APP 生成模拟和优化任务，查看模拟和优化结果。