建筑的能耗分&對建筑節(jié)能設(shè)計非常重要,設(shè)計人員需要根據(jù)計算的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計方案的調(diào)整和優(yōu)化。當(dāng)前，國內(nèi)外對建筑能耗計算方法的研究和軟件的開發(fā)也屢見不鮮。計算方法已經(jīng)非常成熟,比較知名的軟件也非常多。比如國外的DOE-2、EnergyPlus,國內(nèi)的CHEC、DEST等。
      DOE-2
      DOE-2是美國勞倫斯伯克力國家實驗室開發(fā)的能耗分析模擬軟件,包括負(fù)荷計算模塊、空氣系統(tǒng)模塊、機(jī)房模塊、經(jīng)濟(jì)分析模塊。它可以提供整幢建筑物每小時的能量消耗分析,用于計算系統(tǒng)運行過程中的能效和總費用,也可以用來分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括屋頂、外墻、外窗、地面、樓板、內(nèi)墻等）、空調(diào)系統(tǒng),電>設(shè)備和照明對能耗的影響。Doe-2的功能非常全面而強(qiáng)大，經(jīng)過了無數(shù)工程的實踐檢驗,是國際上都公認(rèn)的比較準(zhǔn)>的能耗分析軟件,并且該軟件是免費軟件，使用人數(shù)和范圍非常廣泛。
      DOE-2的輸入方法為手寫編程的形式，要求用戶手寫輸入文件，輸入文件必須滿足其規(guī)定的格式，并且有關(guān)鍵字的要求。DOE-2輸入、輸出文件格式均為英文，且格式要求比較嚴(yán)格，對于中國用戶來說不易上手。但DOE-2有大量的資料庫和研究文獻(xiàn),用戶可以通過學(xué)習(xí)比較詳細(xì)的了解運用。目前還有很多基于DOE-2上開發(fā)的軟件，比如下文介紹的VisualDOE、eQUEST、PowerDOE等。
     VisualDOE
     VisualDOE是一款基于DOE-2開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的建筑能耗模擬軟件。這款軟件可以幫助建筑師或者設(shè)備工程師進(jìn)行建筑的能耗模擬，設(shè)計方案的選擇，還可以進(jìn)行美國綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)中能耗分析部分的評價。
     VisualDOE可以模擬包括照明，太陽輻射，暖通系統(tǒng)，熱水供暖等建筑所有主要的能耗。并可以 從DOE-2輸出文件中自動提取計算結(jié)果。相對與DOE-2來說，用戶可以比較容易的上手使用。但是軟件的輸人格式DOE-2的輸入語言，因此用戶需要了解一些DOE-2輸入文件的格式規(guī)則，對于"要模擬復(fù)雜的高級用戶，用戶需要手動修改輸入文件。目前軟件為全英文版,尚未出現(xiàn)比較成熟的漢化版本。
     eQUEST
     eQUEST同樣是一款基于DOE-2基礎(chǔ)上開發(fā)的建筑能耗分析軟件,它允許設(shè)計者進(jìn)行多種類型的建筑能耗模擬,并且也向設(shè)計者提供了建筑物能耗經(jīng)濟(jì)分析、日照和照明系統(tǒng)的控制以及通過從列表中選擇合適的測定方法自動完成能源利用效率。
    這款軟件的主要特點是為DOE-2輸入文件的寫入提供了向?qū)АＳ脩艨梢愿鶕?jù)向?qū)У闹敢龑懭虢ㄖ枋龅妮斎胛募Ｍ瑫r,軟件還提供了圖形結(jié)果顯示的功",用戶可以非常直觀的看到輸入文件生成的二維或三維的建筑模型,并且可以查看圖形的輸出結(jié)果。目前該軟件為全英文版，沒有比較成熟的漢化版本。
     PowerDOE
     PowerDOE是基于DOE-2基礎(chǔ)上開發(fā)的一款比較先進(jìn)和成熟的建筑能耗分析軟件,其基本功能和上述軟件基本相同,主要特點是采用了交互式的Windows界面進(jìn)行輸入和輸出,比較容易上手操作。
     EnergyPlus
     EnergyPlus是美國勞倫斯克力國家實驗室開發(fā)出了最新的建筑能耗模擬分析程序,1996年開始研制開發(fā)，2001年投入使用。這款軟件的主要特點有:采用集成同步的負(fù)荷/系統(tǒng)/設(shè)備的模擬方法;在計算負(fù)荷時,用戶可以定義小于他的時間步長,在系統(tǒng)模擬中,時間步長自動調(diào)整;采用熱平衡法模擬負(fù)荷;采用CTF模塊模擬墻體、屋頂、地板等的瞬態(tài)傳熱;采用三維有限差分土壤模型和簡化的解析方法對土壤傳熱進(jìn)行模擬;采用聯(lián)立的傳熱和傳質(zhì)模型對墻體的傳熱和傳濕進(jìn)行模擬;采用基于人體活動量、室內(nèi)溫溫度等參數(shù)的熱舒適模型模擬熱舒適度;采用各向異性的天空模型以改進(jìn)傾斜表面的天空散射強(qiáng)度;先進(jìn)的窗戶傳熱的計算,可以模擬包;可控的遮陽裝置、可調(diào)光的電鉻玻璃等;日光照明的模擬,包括室內(nèi)照度的計算、眩光的模擬于環(huán)路的可調(diào)整結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)模擬,用戶可以模擬典型的系統(tǒng),而無需修改源程;;源代碼開放,用戶可以根據(jù)自己的需要加入新的模塊或功能。
     因為軟件相對比較新,且功能非常復(fù)雜,比較適合研究和二次開發(fā)。
     CHEC
     CHEC是中國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所節(jié)能中心于2002年開涎蟹,2003年投入使用的節(jié)能設(shè)計分析軟件。這款軟件采用DOE-2軟件作為計算內(nèi)核，完全按照《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行編制。
     CHEC軟件最大的特點是便捷的輸入方式，設(shè)計師可以采用自己繪制的CAD圖紙直接進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,無需用戶手寫輸入。同時,CHEC軟件和國內(nèi)的多種建筑軟件都有接口,可以直接提取模型數(shù)據(jù)。CHEC軟件可以對建筑的體形、朝向、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造進(jìn)行量化分析,生成有詳盡建筑概況,窗墻比,圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)的計算報告,對用戶的節(jié)能設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)和改進(jìn)。同時,CHEC軟件為用戶提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持,可供用戶隨時進(jìn)行材料的選擇和調(diào)整。CHEC通過調(diào)用DOE-2內(nèi)核,模擬全年的氣象數(shù)據(jù),進(jìn)行全年的動態(tài)能耗模擬分析,生成詳盡的空調(diào)采暖全年能耗報告。
     CHEC軟件比較注重和各地的節(jié)能規(guī)范相結(jié)合,注重各地的材料使用和氣候差異,可以生成完全符合各地審查規(guī)范要求的計算報告書。目前CHEC軟件在全國的使用非常廣泛。
     DeST DeST是由清華大學(xué)空調(diào)實驗室研制開發(fā)的面向暖通空調(diào)設(shè)計者的集成于AutoCAD上的輔助設(shè)計計算軟件。DeST建筑描述界面上可視化的所見即得的建筑樓層和房間劃分圖形界面,并且山憂度朐AutoCADR14中,DeST的計算模塊也全部集成于Auto-CADR14。DeST作為面向設(shè)計的模擬分析工具,充分考慮設(shè)計過程的階段性,提出“分階段設(shè)計,分階段模擬”的思路,在設(shè)計的各個階段,通過建筑模擬、方案模擬、系統(tǒng)模擬、水據(jù)模擬的數(shù)據(jù)結(jié)果對g進(jìn)行驗證,從而保證設(shè)計的可靠性。DeST通過采用逆向的求解過程;基于全工況的設(shè)計,DeST在每一個設(shè)計階段都計算出逐時的各項要求(風(fēng)量、g風(fēng)狀態(tài)、水量等等),使得設(shè)計可以從傳統(tǒng)的單點設(shè)計拓展到全工況設(shè)計;DeST采用了各種集成技術(shù)并提供了良好的界面.因此可以比較容易方便地應(yīng)用到工程實際中。
     DOE-2、EnergPlus、VisualDOE、eQUEST、PowerDOE、DEST這些軟件的計算方法一般都是基于動態(tài)的環(huán)境;為了保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確度,軟件大多都需要室外逐時的氣象數(shù)據(jù)或典型氣象年數(shù)據(jù),而且需要盡可能詳細(xì)的體型描述數(shù)據(jù)及相應(yīng)的熱工性能數(shù)據(jù)。在我國,由于對用于建筑熱工的氣象數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的格式,所以應(yīng)用這些軟件時要求必須將氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,其他的比如建筑體型的描述,材料熱物性參數(shù)的設(shè)置,采暖制冷形式,溫度分區(qū)等,對于一般設(shè)計人員來說,輸入過于繁瑣。在初步設(shè)計階段,由于很多條件無法確定,設(shè)計人員更是無出利用這些軟件工具對方案進(jìn)行能耗分析和節(jié)能優(yōu)化。
     針對這些情況,CHEC軟件的開發(fā)就基于DOE-2能耗計算內(nèi)核,為計師提供了優(yōu)秀的交互式功能輸入界面,無論是在初步設(shè)計階段還是施工圖階段都能對設(shè)計方案進(jìn)行能耗分析和方案優(yōu)化。同時采集了中國各城市近30年的氣象數(shù)據(jù),并且由專業(yè)人員轉(zhuǎn)換成典型氣象年數(shù)據(jù),應(yīng)用于CHEC軟件的能耗模擬計算。CHEC軟件在實際設(shè)計應(yīng)用過程中,非常注重減少消耗在數(shù)據(jù)輸入上的時間,不僅提供了擁有自主版權(quán)的PKPM模型平臺,而且也已經(jīng)開發(fā)了直接嵌入AutoCAD,進(jìn)行模型輸入、節(jié)能設(shè)計計算和方案優(yōu)化選擇等全部功能集成在AutoCAD下完成,更加符合建筑師的操作習(xí)慣。最重要的是,CHEC軟件能與國家及各省市的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、建筑節(jié)能設(shè)計審查緊密結(jié)合,生成符合要求的詳細(xì)的建筑節(jié)能設(shè)計分析報告書和審查備案登記表等;CHEC軟件不僅是一個單純的計算軟件,而是從設(shè)計角度考慮,幫助設(shè)計師在設(shè)計各個階段結(jié)合能耗分析完成方案選擇和方案優(yōu)化,根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析確定綜合性能較好的節(jié)能設(shè)計方案。