空调负荷计算软件简介

随着计算机技术的快速发展，20世纪60年代中期开始，在全世界先后出现了许多建筑能耗模拟软件，如：美国的BLAST、DOE-2，欧洲的ESP-r，日本的HASP和中国的DeST等。90年代以后，建筑能耗模拟软件又不断完善，并出现一些功能更为强大的软件。目前常见的建筑能耗分析软件主要有：Energy-10、HAP、TRACE、DOE-2、BLAST、Energy Plus、TRNSYS、ESP-r、DeST等。建筑能耗模拟软件已广泛用于实际空调工程的负荷计算、空调设备的选型和建筑能耗与经济性的分析等。

1. 建筑能耗模拟经典方法简介

图2-4给出建筑能耗模拟建模的经典方法示意图DD。由图可知，这种经典建模方法由负荷模块、系统模块、设备模块、经济模块构成，这四个模块相互联系形成一个建筑系统能耗模型。其中负荷模块是模拟建筑外围护结构及其与室外环境和室内负荷之间相互影响的。系统模块是模拟空调系统的空气输送设备（风机）、空气热湿交换设备（风机盘管、空气处理机组、新风机组）以及相关的控制装置的。设备模块是模拟冷水机组、冷却塔、锅炉、蓄能设备、泵等冷热源设备的。经济模块是计算为满足建筑负荷所需要的能源费用的。图2-5为计算流程图10。通常采用顺序模拟法，其计算步骤是：首先计算每个建筑区域的负荷，然后进行空调系统的模拟计算，即计算空气处理机组、风机盘管、新风机组等的能耗量，接着计算冷热源的能耗量，最后根据能源价格计算能耗费用。

2. DeST软件简介

DeST是清华大学建筑技术科学系开发的建筑能耗模拟软件，于2000年完成DeST1.0版本并通过鉴定。目前DeST有两个版本：应用于住宅建筑的住宅版本（DeST-h）和应用于商业建筑的商建版本（DeST-c）。

其中Medpha为全年逐时气象数据的气象模型。Medpha的基础数据来源于我国194个气象台站自建站以来约50年的实测逐日数据（包括气温、湿度、太阳辐射、风速风向、日照小时数和大气压力）。根据空调负荷计算中的典型年选取方法，Medpha首先选出具有代表性的年份（如典型气象年、极高温度年、极低温度年、极大太阳辐射年、极小太阳辐射年等），之后利用各气象参数的日变化规律，模拟生成逐时的气象数据（包括空气温度、湿度、太阳直射辐射、太阳散射辐射、风速风向以及天空背景辐射温度），并以典型气象年作为DeST的全年模拟基础数据。

Ventplus为自然通风模拟模块，采用多区域网络模型定量计算自然通风，同时考虑热压与风压的作用，实现热环境参数和流体特性参数相互作用的计算。

CABD是DeST的图形化用户界面。基于AutoCAD开发的用户界面，大大简化描述定义工作和方便设计者的建模，可在Windows操作系统下运行。与建筑物相关的各种数据（材料、几何尺寸、内扰等）通过数据库接口与用户界面相连，因此用户可直接通过界面进行建筑物的描述、修改和统计，也可方便地调用相关模拟模块进行计算。DeST的模拟计算结果都将以Excel报表的形式输出，方便用户查询和整理。

BShadow为建筑阴影计算模块。考虑建筑之间的相互遮挡、建筑的自遮挡以及各种遮阳构件的遮挡对建筑物接收的辐射量产生的影响。

Lighting是室内采光计算的模块。根据BShadow模块输出的窗户阴影面积，可以得到各个房间在各种太阳位置和天气情况下的采光系数，根据DaST中Medpha提供的气象数据，即可确定各个房间逐时的自然采光情况下的室内照度，结合房间照度设计要求，确定逐时的照明灯具开启情况，作为建筑环境模拟模块BAS的输入。

BAS是建筑物热特性计算的核心模块，可以对建筑物的温度和负荷进行详细的逐时模拟。BAS的核心算法采用基于建筑热平衡的状态空间法。状态空间法是一种在时间上连续、空间上离散的动态模拟计算方法，通过求解房间内离散点的能量平衡方程组，可得到房间对各热扰的响应系数，即房间本身的热特性，进而对房间的热过程进行动态模拟，可以有效地应用到复杂的大型建筑中，可同时处理上千个房间，计算准确迅速。

Scheme为空调系统方案模拟模块，可以进行方案的设计和设备的选择。DNA是DeST中机械通风系统分析模块，机械通风系统模拟可完成风系统设计计算和校核计算。AHU是设备校核模拟模块，其目的就是通过模拟手段对设计者提出的空气处理方案进行全年校核，为设计人员的方案提供量化的比较依据。CPS是冷热源系统与水系统的方案设计模块，通过模拟手段对方案进行量化的模拟分析，为设计人员提供比较不同方案的依据。EAM为经济性评价模块，包括方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、设计后的经济评价四个阶段。

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暖通空调（第三版）