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OpenStudio建筑能耗模擬

時間:2016/8/19 9:24:15   作者:OptiEnergy   來源:optienergy網站   閱讀:1419   評論:0
內容摘要:OpenStudio是免費的建筑能耗模擬軟件,類似于DesignBuilder使用EnergyPlus為內核,使用Radiance模擬采光。

 

OpenStudio建筑能耗模擬

1.   免費功能更強的OS和E 能耗模擬解決方案

可能貴公司還在用老舊的eQuest或其他商業能耗模擬軟件,現在可以嘗試一下免費功能更強的“OpenStudio EnergyPlus”解決方案。

OpenStudio EnergyPlus”解決方案利用OpenStudio友好的用戶界面和EnergyPlus強大的模擬功能完成建筑能耗模擬。

2.   軟件介紹

通常OpenStudio能獨立完成模擬,對于如傳熱傳濕等高級模塊,導出IDF文件使用EnergyPlus進一步分析。下面分別對OpenStudioEnergyPlus進行介紹。

2.1.   OpenStudio

OpenStudio是美國可再生能源實驗室(NationalRenewable Energy LaboratoryNREL)領導多家單位參與開發的集成EnergyPlus進行能耗模擬,使用Radiance動態采光模擬,具有多平臺(WindowsMacLinux)版本的建筑能耗模擬軟件。

OpenStudio4個單獨的功能模塊組成: 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維幾何模型,如下圖1所示。

l  OpenStudio Application用于可視化地輸入其他參數,如氣象文件、Schedule、圍護結構信息、暖通空調系統(HVAC System)和運行模擬(Simulation),如下圖27所示。

l  Daylighting模塊,OpenStudio使用先進的Radiance模擬動態自然采光過程。

l  ResultViewer用于對模擬結果進行可視化的查看和分析,方便查看隨時間變化的數據,如房間內的逐時溫度,如下圖8所示。

l  ParametricAnalysisTool用于參數化的分析,如下圖9

l  LEED,可進行美國LEED標準模擬并輸出報告,如圖10所示。

l  Cost,具有經濟模塊,能夠進行全生命周期成本計算,如下圖11

1

1 OpenStudio可視化建模界面

2

2 OpenStudioApplication界面

3

3 可視化Schedule

OpenStudio建筑能耗模擬

4 通過拖拽建立圍護結構構造

OpenStudio建筑能耗模擬

5 可視化建立空調系統

6

6 運行模擬過程

7

7可視化結果分析圖

8

8 ResultsViewer結果可視化分析

OpenStudio建筑能耗模擬

9ParametricAnalysisTool參數化分析工具

10

10 輸出LEED報告

11

11 經濟成本模塊

2.2.    EnergyPlus

EnergyPlus是美國可再生能源實驗室(NREL)、勞倫斯國家實驗室(LBNL)、橡樹嶺國家實驗室(ORNL)和西北太平洋國家實驗室(PNNL)合作開發的建筑能耗模擬及負荷計算軟件。在上世紀90年代末美國能源部的研究者發現很多能耗模擬領域最新的研究成果加入到BLASTDOE-2中是很困難的,耗時且成本巨大。因此計劃基于BLASTDOE-2開發一款全新的能耗模擬軟件——EnergyPlus,用于替代原有的兩款軟件并不斷加入新的功能。

EnergyPlus是由多個模塊集成到一起并同時求解的軟件,其主要模塊如圖12所示。

12

12EnergyPlus模塊集成示意圖

2.3.   中文EnergyPlus

中文版EnergyPlus為本公司研發,具有以下功能和優點:

  • l  所有內容均有中文解釋,告別枯燥難懂的英文(如下圖13中的第1部分)
  • l  融入模擬工程經驗,避免容易出現的彎路
  • l  點擊輸入選項可顯示本選項含義(如下圖13中的第2部分)
  • l  大大提高EnergyPlus不同模塊學習效率
  • l  使用最新版EnergyPlus8.4EnergyPlus8.5

13

13 中文版EnergyPlus示意圖

3.   OpenStudio EnergyPlus”解決方案優勢

l  軟件免費。

l  軟件功能強大,完全能夠滿足工程需要,詳見下一章。

l  幾何建模速度快。使用SketchUp建模,直觀,建模速度快,學習時間短。

l  可視化程度高。無論建筑幾何形體、時間表、空調系統均有可視化界面。

l  結果分析能力強大。能夠輸出大量的結果,方便后期分析。

l  提供中文學習資料。本公司提供中文資料,包括《OpenStudio建筑能耗模擬完全手冊》和《EnergyPlus建筑能耗模擬手冊》資料超過400頁,為行業獨有。

4.   軟件功能

本解決方案所采用的軟件的功能強大,能夠幾乎模擬建筑上所有的部件,下面通過列舉的方式展示其主要功能。

4.1.   模擬建筑本身相關功能

l  雙層玻璃幕墻系統(DoubleFacade

l  詳細地面傳熱(Groundheat transfer

l  活動遮陽(活動百葉等)

l  遮陽構件(垂直、水平遮陽等)

l  外部遮陽物(其他建筑、樹木和小山等)

l  窗框(WindowFrame

l  相變材料(PhaseChange Material

l  變熱導率材料(VariableThermal Conductivity Material

l  建筑內的家具(Furniture

l  非均勻溫度場(RoomAir Model,模擬高大空間溫度場)

l  人體熱舒適模型(ThermalComfort

l  污染物(ZoneContaminant

l  簡化自然通風(NaturalVentilation

l  滲透通風(Infiltration

l  詳細自然通風模擬(AirflowNetwork Natural Ventilation

l  自然和機械混合通風(HybridVentilation

l  自然采光(Daylighting

l  導光管(Tubular

l  反光板(DaylightingShelf

l  采光井(DaylightingLight Well

l  光致變色、電致變色玻璃

l  屋頂綠化(Roof Vegetation

l  地埋風管(EarthTube

l  機械排風(ExhaustFan

l  圍護結構傳熱傳濕(Heatand Moisture Transfer

4.2.   供暖空調模塊

l  計算建筑的設計冷熱負荷(DesignHeating/Cooling Load

l  自動計算供暖空調系統容量(SizingSystem

l  理想空調系統(IdealAir System

l  踢腳板供暖器(模擬散熱片)

l  風機盤管(Fan Coil

l  整體式末端空調器(PTAC

l  空氣源熱泵系統(PTHP

l  地源熱泵系統(可導入GLHEPROG-function數據)

l  水源熱泵(WaterSource Heat Pump

l  窗機(Window AirConditioner

l  多聯機(VRV

l  冷庫/冰柜(Refrigeration

l  蓄熱(ThermalStorage

l  /冰蓄冷(ChilledWater/ Ice Storage

l  轉輪除濕系統(DehumidifierSystem

l  能量回收系統(HeatRecovery

l  變風量/定風量(VAV/CAV

l  冷卻梁系統(CooledBeam

l  雙風管系統(DualDuct

l  串聯式/并聯式風機動力型變風量系統(Series/Parallel PIU VAV

l  蒸發冷卻空調系統(EvaporativeCooler

l  二次泵系統(SecondaryPump System

l  輻射供冷/供暖系統(RadiantCooling/Heating

l  地板送風(VentilationSlab

l  獨立新風系統(DOAS

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

l  吸收式制冷機組(AbsorptionChiller

l  直燃式機組(CombustionTurbine

l  空調水系統(Plant/CondenserSystem

l  中央鍋爐(Boiler

l  冷水機組(Chiller

l  冷卻塔(CoolingTower

l  直接蒸發冷卻器(DXcooler

4.3.   能源模塊

l  太陽能集熱采暖或熱水(PT

l  太陽能光伏(PV

l  太陽能光伏光熱(PV/T

l  風力發電(GeneratorWind Turbine

l  燃氣輪機(CombustionTurbine

l  內燃機(InternalCombustion Engine

l  微型燃氣輪機(MicroTurbine

l  微型熱電聯產(MicroCHP

l  燃料電池(FuelCell

4.4.   其他典型模塊

l  經濟成本模塊(Cost

l  需求側管理(EMS

l  參數化模擬(Parametric

l  室內游泳池(SwimmingPool

l  數據中心(Data Center

l  捕風塔(WindTower

l  通風熱煙囪(thermalchimney

5.   常見問題

1.     有沒有演示視頻?

在公司網站的“OS EP解決方案欄目下有OpenStudio模擬的基本演示。

2.     有使用OpenStudio的工程案例么?

使用“OpenStudio EnergyPlus”完成多個項目,由于商業隱私原因不便詳細透露,在網站www.optienergy.cn的“我們的服務”->“已完成項目有已完成項目列表。可聯系我們單獨獲取詳情。

3.     OpenStudioeQuest好么?

OpenStudio在幾何建模、模擬功能、結果可視化輸出均有較為明顯的優勢。

4.     OpenStudio難學么?

經過培訓2天可掌握,結合《OpenStudio完全手冊》做完一個項目后即可單獨進行模擬。

5.     OpenStudio這么好,為什么感覺使用的人少?

OpenStudio是美國可再生能源實驗室在近3年著力開發的能耗模擬軟件,在2016年功能才越來越強大,軟件穩定性也大大提高。國內對創新技術接受度比較高的工程師已經在使用這種技術。

6.   軟件下載及試用

訪問www.optienergy.cn,前往“下載中心”下載。


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