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OpenStudio建筑能耗模拟

时间:2016/8/19 9:24:15   作者:OptiEnergy   来源:optienergy网站   阅读:715   评论:0
内容摘要:OpenStudio是免费的建筑能耗模拟软件,类似于DesignBuilder使用EnergyPlus为内核,使用Radiance模拟采光。

 

OpenStudio建筑能耗模拟

1.   免费功能更强的OS和E 能耗模拟解决方案

可能贵公司还在用老旧的eQuest或其他商业能耗模拟软件,现在可以尝试一下免费功能更强的“OpenStudio EnergyPlus”解决方案。

OpenStudio EnergyPlus”解决方案利用OpenStudio友好的用户界面和EnergyPlus强大的模拟功能完成建筑能耗模拟。

2.   软件介绍

通常OpenStudio能独立完成模拟,对于如传热传湿等高级模块,导出IDF文件使用EnergyPlus进一步分析。下面分别对OpenStudioEnergyPlus进行介绍。

2.1.   OpenStudio

OpenStudio是美国可再生能源实验室(NationalRenewable Energy LaboratoryNREL)领导多家单位参与开发的集成EnergyPlus进行能耗模拟,使用Radiance动态采光模拟,具有多平台(WindowsMacLinux)版本的建筑能耗模拟软件。

OpenStudio4个单独的功能模块组成: OpenStudioSketchUp Plug-inOpenStudio ApplicationResultViewerParametric Analysis Tool

l  OpenStudio SketchUp Plug-in是基于SketchUp的插件,用于建立建筑3维几何模型,如下图1所示。

l  OpenStudio Application用于可视化地输入其他参数,如气象文件、Schedule、围护结构信息、暖通空调系统(HVAC System)和运行模拟(Simulation),如下图27所示。

l  Daylighting模块,OpenStudio使用先进的Radiance模拟动态自然采光过程。

l  ResultViewer用于对模拟结果进行可视化的查看和分析,方便查看随时间变化的数据,如房间内的逐时温度,如下图8所示。

l  ParametricAnalysisTool用于参数化的分析,如下图9

l  LEED,可进行美国LEED标准模拟并输出报告,如图10所示。

l  Cost,具有经济模块,能够进行全生命周期成本计算,如下图11

1

1 OpenStudio可视化建模界面

2

2 OpenStudioApplication界面

3

3 可视化Schedule

OpenStudio建筑能耗模拟

4 通过拖拽建立围护结构构造

OpenStudio建筑能耗模拟

5 可视化建立空调系统

6

6 运行模拟过程

7

7可视化结果分析图

8

8 ResultsViewer结果可视化分析

OpenStudio建筑能耗模拟

9ParametricAnalysisTool参数化分析工具

10

10 输出LEED报告

11

11 经济成本模块

2.2.    EnergyPlus

EnergyPlus是美国可再生能源实验室(NREL)、劳伦斯国家实验室(LBNL)、橡树岭国家实验室(ORNL)和西北太平洋国家实验室(PNNL)合作开发的建筑能耗模拟及负荷计算软件。在上世纪90年代末美国能源部的研究者发现很多能耗模拟领域最新的研究成果加入到BLASTDOE-2中是很困难的,耗时且成本巨大。因此计划基于BLASTDOE-2开发一款全新的能耗模拟软件——EnergyPlus,用于替代原有的两款软件并不断加入新的功能。

EnergyPlus是由多个模块集成到一起并同时求解的软件,其主要模块如图12所示。

12

12EnergyPlus模块集成示意图

2.3.   中文EnergyPlus

中文版EnergyPlus为本公司研发,具有以下功能和优点:

  • l  所有内容均有中文解释,告别枯燥难懂的英文(如下图13中的第1部分)
  • l  融入模拟工程经验,避免容易出现的弯路
  • l  点击输入选项可显示本选项含义(如下图13中的第2部分)
  • l  大大提高EnergyPlus不同模块学习效率
  • l  使用最新版EnergyPlus8.4EnergyPlus8.5

13

13 中文版EnergyPlus示意图

3.   OpenStudio EnergyPlus”解决方案优势

l  软件免费。

l  软件功能强大,完全能够满足工程需要,详见下一章。

l  几何建模速度快。使用SketchUp建模,直观,建模速度快,学习时间短。

l  可视化程度高。无论建筑几何形体、时间表、空调系统均有可视化界面。

l  结果分析能力强大。能够输出大量的结果,方便后期分析。

l  提供中文学习资料。本公司提供中文资料,包括《OpenStudio建筑能耗模拟完全手册》和《EnergyPlus建筑能耗模拟手册》资料超过400页,为行业独有。

4.   软件功能

本解决方案所采用的软件的功能强大,能够几乎模拟建筑上所有的部件,下面通过列举的方式展示其主要功能。

4.1.   模拟建筑本身相关功能

l  双层玻璃幕墙系统(DoubleFacade

l  详细地面传热(Groundheat transfer

l  活动遮阳(活动百叶等)

l  遮阳构件(垂直、水平遮阳等)

l  外部遮阳物(其他建筑、树木和小山等)

l  窗框(WindowFrame

l  相变材料(PhaseChange Material

l  变热导率材料(VariableThermal Conductivity Material

l  建筑内的家具(Furniture

l  非均匀温度场(RoomAir Model,模拟高大空间温度场)

l  人体热舒适模型(ThermalComfort

l  污染物(ZoneContaminant

l  简化自然通风(NaturalVentilation

l  渗透通风(Infiltration

l  详细自然通风模拟(AirflowNetwork Natural Ventilation

l  自然和机械混合通风(HybridVentilation

l  自然采光(Daylighting

l  导光管(Tubular

l  反光板(DaylightingShelf

l  采光井(DaylightingLight Well

l  光致变色、电致变色玻璃

l  屋顶绿化(Roof Vegetation

l  地埋风管(EarthTube

l  机械排风(ExhaustFan

l  围护结构传热传湿(Heatand Moisture Transfer

4.2.   供暖空调模块

l  计算建筑的设计冷热负荷(DesignHeating/Cooling Load

l  自动计算供暖空调系统容量(SizingSystem

l  理想空调系统(IdealAir System

l  踢脚板供暖器(模拟散热片)

l  风机盘管(Fan Coil

l  整体式末端空调器(PTAC

l  空气源热泵系统(PTHP

l  地源热泵系统(可导入GLHEPROG-function数据)

l  水源热泵(WaterSource Heat Pump

l  窗机(Window AirConditioner

l  多联机(VRV

l  冷库/冰柜(Refrigeration

l  蓄热(ThermalStorage

l  /冰蓄冷(ChilledWater/ Ice Storage

l  转轮除湿系统(DehumidifierSystem

l  能量回收系统(HeatRecovery

l  变风量/定风量(VAV/CAV

l  冷却梁系统(CooledBeam

l  双风管系统(DualDuct

l  串联式/并联式风机动力型变风量系统(Series/Parallel PIU VAV

l  蒸发冷却空调系统(EvaporativeCooler

l  二次泵系统(SecondaryPump System

l  辐射供冷/供暖系统(RadiantCooling/Heating

l  地板送风(VentilationSlab

l  独立新风系统(DOAS

l  区域供冷/供暖(集中供暖)(DistrictHeating/Cooling

l  吸收式制冷机组(AbsorptionChiller

l  直燃式机组(CombustionTurbine

l  空调水系统(Plant/CondenserSystem

l  中央锅炉(Boiler

l  冷水机组(Chiller

l  冷却塔(CoolingTower

l  直接蒸发冷却器(DXcooler

4.3.   能源模块

l  太阳能集热采暖或热水(PT

l  太阳能光伏(PV

l  太阳能光伏光热(PV/T

l  风力发电(GeneratorWind Turbine

l  燃气轮机(CombustionTurbine

l  内燃机(InternalCombustion Engine

l  微型燃气轮机(MicroTurbine

l  微型热电联产(MicroCHP

l  燃料电池(FuelCell

4.4.   其他典型模块

l  经济成本模块(Cost

l  需求侧管理(EMS

l  参数化模拟(Parametric

l  室内游泳池(SwimmingPool

l  数据中心(Data Center

l  捕风塔(WindTower

l  通风热烟囱(thermalchimney

5.   常见问题

1.     有没有演示视频?

在公司网站的“OS EP解决方案栏目下有OpenStudio模拟的基本演示。

2.     有使用OpenStudio的工程案例么?

使用“OpenStudio EnergyPlus”完成多个项目,由于商业隐私原因不便详细透露,在网站www.optienergy.cn的“我们的服务”->“已完成项目有已完成项目列表。可联系我们单独获取详情。

3.     OpenStudioeQuest好么?

OpenStudio在几何建模、模拟功能、结果可视化输出均有较为明显的优势。

4.     OpenStudio难学么?

经过培训2天可掌握,结合《OpenStudio完全手册》做完一个项目后即可单独进行模拟。

5.     OpenStudio这么好,为什么感觉使用的人少?

OpenStudio是美国可再生能源实验室在近3年着力开发的能耗模拟软件,在2016年功能才越来越强大,软件稳定性也大大提高。国内对创新技术接受度比较高的工程师已经在使用这种技术。

6.   软件下载及试用

访问www.optienergy.cn,前往“下载中心”下载。


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