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摘要：随着我国的经济高速发展，城市化进度不断加快，城市规模不断扩大，人口不断增加，城市人口密度也不断增大。能量的消耗与需求日益增加，而建筑对于能源的消耗数量非常巨大，占到全国能源消耗总量的四分之一。所以建筑节能一直人们非常关注的问题，也是业内设计人员迫切想提高节能率的必然要求。如何才能将建筑耗能降下来，这就需要对建筑能耗模拟分析软件进行深入的了解与运用，本文重点介绍这个软件，从其开发背景、主要应用、模型引用对象、Doe-2能耗模拟软件等方面进行阐述分析，力求能为业内同行在设计建筑节能工作提供一些参考和帮助。
关键词：建筑节能；能耗模拟；建筑设计
根据最新的统计结果表明，目前全世界建筑消耗的能量约占世界能源产量的百分之三十五，而这么巨大的能源消耗中没有起到实际作用的无功消耗的比例占到百分之十以上，这些无功消耗浪费能量资源更导致全球温室效应加剧、臭氧层被破坏。据国内统计报告表明，目前，我国建筑能耗占国内总能源产量的百分之二十五左右。这也是因为我国的经济发展与城镇建设导致，建筑业的迅速发展，而建筑设计师大多只从空间利用率、建筑美学和建筑造价等方面进行建筑设计。忽视了建筑节能的设计，这也导致我国的建筑无功消耗比过去十年翻了几番。所以，迫切需要人们重视建筑节能问题，学习使用能耗分析软件，并适时、科学的运用，不断提高我我国建筑能源使用率，降低无功消耗。
一、能耗模拟软件的开发背景
我国的现代建筑与传统低层建筑不同，其规模更大、楼层更高、建构更复杂，高利用率的空间设计会导致其中建筑日晒、日照分布不均匀，人们的生活水平不断提高，居住、办公对于降温、供暖的要求不断提高，对于建筑外形美观的要求也不断提高。使用不同的建筑造型与不同的材料都可能会导致建筑的能源消耗大幅度改变，这就需要建筑设计人员多提出不同的建筑外形设计方案，并选择多种建筑材料或系统设备来进行方案组合，再从这么些方案中选择出既美观又节能经济的方案。而如何能对比出那个方案最经济节能美观？这就需要使用动态能源消耗模拟软件，模拟出复杂的建筑建构和建筑环境，将使用的设备参数与日照参数输入进模拟系统，从而计算出设计的采暖空调设备的能源消耗，以及能耗的原因与影响，给建筑节能设计人员进行设计方案改进和选择提供参考和建议。
二、Doe-2能耗模拟软件介绍
（一）软件Doe-２软件是由美国能源部开发出来一个功能齐全且性能强大的能耗模拟软件，美国的节能建筑大多都是采用这个软件进行模拟，并且取得非常好的成效，非常建议我国在高层建筑中普遍推广应用。其程序的功能非常齐全，包括温度模拟、建材比热容模拟、结构热流模拟、根据地理坐标进行日照模拟、声学模拟等。其中热性能模拟使用的计算模型与我国目前对于空调冷热负荷的计算模型非常的相似，其思路相同，采用反应系数法或采用谐波反应法等计算方式来计算出建筑内部结构的热性能与热传递途径与递减规律。
（二）计算思路上：Doe-2的计算的计算思路是一种根据建筑围护结构、外界气温日照变化来计算建筑内部的温度与热传递数据。从而确定出不同区域需要进行恒温控制时需要采用的不同制热、制热能耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这个恒温控制是把温度控制在一定范围，是一个动态平衡的状态，这样一个状态下的热冷负荷，控温能耗就能进行较为精准的模拟计算。
三、Doe-2能耗模拟软件主要应用与应用对象
（一）应用效果
能耗模拟技术诞生时间并不是很长，但是其应用价值和效果非常大，在外国的建筑设计中大多会注意能耗模拟这一环节，此技术进入中国的时间并不长，使用范围主要集中在一线城市的高级建筑设计当中，并没有广泛的应用与推广。但其实际价值非常大，主要应用在建筑的冷热符合计算，比如说通过某一型号的空调安装布局改变能使其制冷效果更佳，且避免存在过低温区和一些区域没有正常降温。使用不同的建筑材料，建筑的散热、降温速度会有明显的不同，使用能耗模拟软件就能通过方案参数输入进行方案能耗对比。挖掘出建筑的最大节能潜力，帮助建筑设计者进行方案优化改动，能设计出最适合最节能的建筑，并使设计者对于自己的设计方案能耗费用与建筑造价更加了解，并能对方案的进行一定费用评估与预测。
（二）模型应用对象
１、热工性能及能耗模拟
通过对建筑模型的温度分析显示出建筑各个区域内的温度变化（度／小时），这是通过建筑物内部的热量变化即不同的热流途径进行模拟，分析每小时温度变化，并结合年度的四季温度变化的冷热负荷计算，可以得出建筑的热环境数据，从而辅助设计师进行建筑热性能设计工作开展。该模型模拟还可以加入其它参数，如全年温度与建筑日晒热量分布，公共空间建筑节能标准，材料导热性质，材料比热容，空调暖气设备制热能耗，布局与能耗关系等。将设计方案与节能设计标准进行比对，让设计者能直观的看到自己需要改进的地方，对于那些不符合标准的地方进行重新布局安排。该模拟软件的应用将复杂抽象的热效应评估工作变的更直观、更便捷。
２、昼光照明模拟
软件中配置了三维空间模拟图，并且配备了地球地理定位，不同的国家的地理位置其温度变化受到太阳直射角度、地理区位、气象等因素影响。这个三维模拟能显示出指定日期的太阳运行轨迹以及照射角度。根据多种参数共同组成一个动态数据显示，这不仅针对气温变化，对于建筑的照明设计也有重要的参考意义，让高利用率的建筑的照明利用率提高，减少建筑内部因为设计原因导致部分区域得不到充足日照而使用能源照明的浪费。
３、声学
该应用还使用统计声学对混响时间进行计算,利用物理中几何声学的计算来防止声学瑕疵出现。空间统计声学能够计算出混响的几何声学时间，预测并避免出现颤动回波或声学死点这些声学缺陷的出现，能综合性的对混响进行分析。使用了物理几何中声波线计算来求解建筑封闭空间当中的声学混响。这对于复杂建筑中人们通过内部传声设备的安置能提供很好的参考，避免重复安装，降低能耗。
四、结语
国外很早就开始重视研究建筑节能设计，随着科技的发展，人们对于不可再生能源的节能意识不断提高，我国也开始重视到建筑节能问题，对于国外琳琅满目的建筑能耗模拟分析软件，要结合自身建筑的特性，来进行选择，各种软件的都有自己的特有的优点与缺点。目前能耗模拟软件的应用难度比较大，对于使用者的专业要求非常高，目前大多数的使用者都是节能专业人员，而主流建筑师使用的还是比较少，其直观、可靠、科学的模拟数据参考对于建筑设计有非常高的辅助价值，应该向建筑设计者推广，进行一定的使用辅导。将建筑能耗模拟分析贯穿于设计的过程中,与建筑设计全面结合,才能实现节能的优化设计。
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论文作者:骆云,唐君
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/8
标签：建筑论文; 声学论文; 建筑节能论文; 软件论文; 节能论文; 日照论文; 建筑设计论文; 《基层建设》2016年6期论文;