01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段在线视频

建筑能耗模拟分析方法

就是解决上述问题的

重要科学手段和方法之一

那什么是模拟分析方法呢

模拟是利用模型复现

实际系统中发生的本质过程

并通过系统模型的实验

来研究存在或者设计中的系统

在工程和科学研究中

我们经常采用模拟的方法

来对复杂系统进行分析

例如在汽车碰撞实验之中

我们通过实验的方法

首先获得碰撞的关键数据

然后再通过建模的方法

去实现不同的碰撞情况下

对人员的伤害和对风险的评估

目前理论推演试验研究

和模拟分析方法

已经成为了现代科学研究的

三大重要手段

模拟分析方法对于规模大

造价高的复杂系统

可以快速方便的揭示事物的现象

模拟的方法

与全规模的实验研究相对比

也具有费用低

易控制易重复等等优点

我们知道建筑物的

使用时间非常的长

设计一旦被决定

就会被使用相当长的一段时间

因此越早期的方案的决策

对建筑物的节能效果影响就越大

建筑物落成后进行弥补

往往耗资巨大却收效甚微

因此在设计初期

对建筑物的运行效果

及能耗进行预判与分析

是十分必要的

建筑物的室内环境与能源消耗

受到建筑物的规划设计

材料与部品的选用

暖通空调系统选择

等许多因素的影响

其作用的过程也非常复杂

由此可见

建筑环境变化

是由一个众多因素所共同作用

和决定的一个复杂过程

只有通过模拟分析方法

才能够有效的

对建筑物环境状况进行预判

因此在设计当中

模拟分析方法

已经大量替代了试验分析方法

对设计方案进行分析与优化

也成为了建筑能耗

评估与比较的公共平台

甚至可以用于

评估投资与收益的之间的关系

因此建筑物性能模拟技术

可以实现对不同建筑设计

和措施的实际性能进行预判

是一种从源头做起

实现全过程建筑节能工作的

关键性基础研究工作

2010年美国科学院报告指出

由于美国能源部

在建筑能耗模拟方面的投入

已经产生了

将近150亿美元的社会经济价值

好 大家好

我就说一下建筑模拟

在建筑节能的过程当中的一些应用

如果从历史上来讲

这个建筑节能是从七十年代初

石油危机开始

也是像美国劳伦斯伯克利实验室

也是从七十年代末

开始开发建筑节能模拟工具

那时候还没有叫DOE-2

到八十年代初慢慢开始了才叫DOE-1

一直到八十年代末叫做DOE-2

那么从整个建筑的生命周期来讲

这个模拟软件

就起到了很关键的一些作用

例如在建筑的设计过程当中

你总避免不了

有时候你要除了做负荷计算

你要选择设备这种保证有足够的容量

能够达到我们要的舒适性的要求

同时在设计当中

你总是有各种不同的设计方案

所涉及到各种不同技术的使用

比如说照明系统各种控制系统

那么怎么能够能有效的来比较

和分析各种不同设计方案

这个效能和它的性价比

这时候就要用到

这个模拟计算的工具了

运行全年的能耗分析

能够看看某项设计方案

对总的能耗的影响

以及对里面各个分项能耗的影响

然后进一步的能够计算

它相应的能源费用多少

对

所以包括这个电力

本身的结构也是很复杂

模拟计算也可以考虑到

各种不同的阶梯电价

这种分时电价等等

所以这个设计过程当中

主要是用来比较各种设计的方案

那么在建筑的运行的时候

就模拟现在一个趋势

也是越来越用到

这个建筑的实际运行控制里面

那么这里面你就可以建一个模型

同时运用实时的数据

你可以矫正你的模型

那么就可以来做一些

适当的这种性能诊断

例如说你的模型运行的很好

你可以能预测

冷水机组的能耗等等

那么实际的这个能耗

也有测量出来了

你可以做一个比较

如果它偏差很大

存在比较大的区别

那么就说明maybe（可能）

就是没有按照原来的这种

预定的这个方案来运行

或者存在某一些程度的

这种各种故障

那么应该去及时的检查

去看看究竟什么地方

出了问题没有

所以在这个

运行和控制的过程当中

也有这个方面的应用

在控制现在还做到

一个实时控制的这一个说法

引用各种传感器sensor的数据

测过来以后还要加上天气预报

你能够做一些优化的控制预测

比如我们所说的这个Model Predictive Control

这是用来预测

例如下一个时刻负荷为多少

下一个时刻这个人员是多少

有了这些信息

你就可以来有效的

优化建筑的控制系统

使得能够建筑

这能源系统能够有效的运行

同时能够降低能耗

或者改进这个人的舒适性

所以是运行和控制过程当中的应用

现在应该慢慢的就越来越多

那么这对这个模拟程序

也提出了相当某种程度的要求

比如说我们Energy Plus里面

就加进了它能够模拟

运行当中的各种故障

各种温度、湿度、焓、压力

什么流量传感器

可能出现的各种偏差

比如我们要及时的维护

维护不好的话

会出现这些偏差

各种风阀什么水阀都可能会

转不动了

或者不能完全开不能完全关

等等各种的交换器

有可能会作为结构

就达不到以前设计的时候

新的时候的性能

所以这些也要相应

加入到模拟软件里面去

所以它也可以

进行这些方面的一些模拟

那么在下一个

生命周期的一个阶段

是建筑的节能改造

那么像美国大部分的建筑

反正就是以上

都是现有的既有的建筑

新的建筑就占整个

这个市场比例比较小

所以节能改造

是一个很关键的环节

因为达到国家节能的目的

我想中国也一样

那么所以这里面也涉及到

针对你既有的建筑建立一个模型

还好

你已经有用能的数据

所以可以进行一些适当的修正

有了这些修正以后

你的模型相对来讲

就比较可靠比较准确了

那么进行节能改造

你就可以用它评价

各种不同节能改造方案

比如说你要加这个

自然光的这种灯光控制

比如说你要加这种基于这种人员的

这个Occupancy Control（行为控制）的

这种control的各种控制的技术

以及你要更换照明系统

你要更换了

一个高效率的冷水机组

以及你比如说各种plug load（插座负荷）

这个办公室设备要不要

加一些智能化的插座等等

这个不同的节能措施

也可以用这个模拟软件

来进行模拟

同时进行评价它的节能量

以及究竟经济性怎么样

所以这也是

在这个建筑节能里面

经常用的一个一种用途

对

除了在这个建筑的循环里面

这是刚刚说了从设计运行控制

还有最后的节能改造来应用以外

实际上建筑这个模拟软件还在

其他的方面也有广泛的应用

比如说在这个教育

比如说你们上课

老师也会用这个

教你们用这个节能软件

来了解在建筑里面

整个这个能源的转化

能源的使用能耗等等舒适性

房间的平衡热平衡什么什么等等

所以这个用来做教育

未来建筑师工程师

能够理解建筑里面的

能源的流动能源的使用等等

是对你们设计高效节能的建筑

就会起到很关键的作用

同时研究机构也一样

对真正做设计的人

这方面也希望了解

同时在做能源政策

例如说标准的规范的开发

一样的道理我们要进行优化

算出来按照生命周期的费用来算

比如说保温某个建筑类型

在某个气候地区

这个保温最佳的

保温这个材料的厚度

这个墙体的传感器应该是多少

那么希望用模拟软件

来进行一定的优化计算

那同样的道理

包括各种设备的效率

比如说冷水基础效率高

那么它本身的费用也高

但是效率越高

又能够降低它的能耗

所以也有一定的

这个优化的一个范围

同样也是可以

用模拟软件来计算

所以这个模拟软件

同时在能源政策

特别是标准方面的制定

也起到了一些很关键的作用

还有一些其他的使用

你比如说这个厂家

它生产各种产品设备等等

也用这些模拟软件来评估一下

各种不同的设计

它的产品的设计方案等等

对这个能耗性能等等的一些影响

所以总的来讲

就是在跟建筑有关的各行各业

各种相关的这参与者的里面

都受益于这个建筑模拟

当然同时来讲

建筑模拟已经这么多年了

软件也比较成熟了

都要经过适当的训练

都应该能够有效的应用

在实际的各种工作当中

取得一些有效的成果

好

我就简单的讲这一些