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EnergyPlus入门教程

时间2013/7/30 16:01:56   作者绿建之窗   来源绿建之窗   阅读25962   评论4
内容摘要EnergyPlus入门教程(本人是菜鸟发现入门很难学故做本文档希望对学习有所帮助相互学习)前言本文档?#25925;?#22914;何通过E+得出一个小房子smallbuilding冬季夏季空调设计负荷值在这个过程中初步认识了解E+1软件学习准备在学习E+之前首先要安装软件本教程的...

(本人是菜鸟发现入门很难学故做本文档希望对学习有所帮助相互学习)

前言

本文档?#25925;?#22914;何通过E+得出一个小房子smallbuilding冬季夏季空调设计负荷值在这个过程中初步认识了解E+

1软件学习准备

在学习E+之前首先要安装软件本教程?#38590;?#31034;基于EnergyPLus 6.0简称E+建筑模型建立基于sketchup8简称SU和插件OpenStudio简称OS之上对于初学者推荐先自己研究一遍EnergyPlus?#28304;?#30340;入门教程Getting Started

一般可以通过两种办法?#19994;?/span>EnergyPlus入门帮助文档一打开IDFEditor点击菜单栏Help打开Getting Started这里?#37096;源?#24320;energyPlus的其他帮助文件二打开energyPlus的安装目录在文件Documentation下能?#24509;业?/span>Getting Started

在学习的过程中对于软件的输入输出可以查看InputOutputReference文档对于建筑能耗相关的工程知识可以参考EngineeringReference文档

Tips在查文档时可以搜索来快速定位所要找的知识点?#31383;?#20303;Ctrl+F进行搜索相关知识点

 

2EnergyPlus简介

EnergyPlus是一个建筑的全能耗分析软件可以模拟建筑的能耗和用水量在建筑设计的初期通过采用EnergyPlus模拟分析可以优化减少建筑的能耗和用水量

EnergyPlus能够模拟建筑的供热空调照明通风和用水等过程总之一句话功能很?#30475;?/span>

 

3一个小房子能耗分析例子

3.1建立建筑模型

我们采用基于sketchup软件的插件openstudio建立相应模型在我们利?#38376;?#36890;空调相关手册计算空调冷热负荷时夏季空调去的得热由一下部分组成

1通过围护结构传入的热量

2透明窗户太阳辐射得热

3人体散热

4照明得热

5设备得热洗衣机等家用电器

6食物

7渗透得热

故在模拟能耗时应将这些得热都考虑进入才能得出准确的夏季空调冷负荷在冬季热负荷计算?#34987;?#35201;考虑到地面的传热等内容本教程知?#27493;?/span>E+建模仿真的一般过程不是真正意义上的得出建筑设计空调负荷所以对于室内外表面的传热模型热平衡算法室内人员照明设备等负荷不一一加入到idf中在本节最后附上已经加入这些信息后的类class列表

 

3.1.1打开软件

打开软件如图1所示

EnergyPlus入门教程

1

点击?#23433;?#20214;按钮OS然后New新建一个E+建筑空间

3.1.2建立1zone

方法1在插件OS点击NewZoneTool在屏幕?#25105;?#19968;地方单击后按下回车Enter

方法2,点击工具栏EnergyPlus入门教程 在屏幕?#25105;?#21333;击按回车或双击

如下图2所示

EnergyPlus入门教程

2

Tips:一定要按下回车键或双击出现如图2所示的虚线框否则不是在zone建立的模型将出错

3.1.3建立小模型

SU的工具在上一步zone中建立一个矩形房间房间尺寸3m3m3m在南北向各有一个1m1m窗户如下图3所示

EnergyPlus入门教程

3

上?#23395;?#26159;要模拟的建筑模型之后将模型保存为E+格式为IDFEditor编辑奠定基础方法1点击?#23433;?#20214;?#20445;?/span>OS?#20445;?/span>Save?#34987;R?/span>save as?#21271;?#23384;为.idf格式本例子保存为smallbuilidng.idf.关闭SU

Tips:保存的文件?#24515;?#24405;名不能为中文

 

3.2E+中添加其他建筑信息

打开EP-launchIDFEidtor继续编辑smallbuilding.idf

3.2.1打开IDFEidtor

方法1打开EP-launchInputFile下点击Browse打开刚才保存的E+文档如图4所示

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4

之后点击Edit-IDF Editor按钮进入idf编辑页面如图5所示

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5

方法2直接打开IDF-Editor单击fileOpen?#34987;?#30452;接用快捷键Ctrl+O打开刚才存放的idf.

简单介绍一下EP-launch功能仅介绍Single Input File下的功能区EP-launch分三部分input fileweather fileview Result分别对应打开TXT格式的编辑窗口idf编辑窗口选择气候数据包运行仿真程序?#23433;?#30475;结果三个功能分区如上图4所示可以尝试着点击simulate按钮后弹出E+运行状态窗口EnergyPlus Run Status如下图6所示

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6

从图6我们可以看出模拟过程出现致命错误有2个警告Warning1个?#29616;?#38169;误Severe ErrorEP-launchView Result窗口点击Errors可以查看出错的地方这里不多介绍继续完善模型信息

 

3.2.2认识IDF Editor

打开如图5所示的IDF Editor后简单认识一下IDF编辑器的各部分及功能和其他一般程序一样IDF Editor有菜单栏工具栏选项不多介绍主要来认识一下占主要内容的Class ListExplanation of KeywordObject

 

3.2.2.1认识工具栏

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7

功能从左到右?#26469;?/span>2为新建IDF文件打开IDF文件保存IDF新建对象重复dup对象 ?#22659;?#23545;象复制对象?#31243;?#23545;象

 

3.2.2.2认识类列表Class List

类列表里?#25925;?#20102;E+输入数据目录组织形式[------]表明这个class后没有object[0001]表明这个class1object[0002]表示有两个?#26469;?#31867;推可以在窗口的右下角看到已经定义的object

按住Ctrl+L能够关掉/打开没有objectclass

简单介绍一下预设对象objectclass

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Version:表明E+的版本这里显示的是6.0

SimulationControl控制着E+模拟的类型告诉E+那些需要模拟那些不需要模拟例如像本文中希望得出smallbuilding的夏季冷负荷那就必须在Do Zone Sizing Calculate对象下选择yesZone Sizing Calculate ?#33539;?#26159;否需要计算建筑zone的负荷同时需要定义SizingZone 中的Object如果这里没有选择yes运行后会提示错误Run simulation for sizing periods?#33539;?#26159;否需要仿真Sizing Period objects

Building?#21512;?#31034;建筑的一些信息如名?#20540;取?#27880;意这里的地点信息需要和site:weatherstation site:heightvariation object中的地点一致

Timestep:仿真的步长

Sitelocation:建筑的地理位置海拔高度

Runperiodcontrol:specialdays:表面仿真过程中一些特殊时期默认的为美国的节假日

Runperiodcontrol:daylightsavingtime:daylight saving time可以理解为在春分和秋分时调整时钟使下午有更多阳光而早上减少阳光如在3月的第2个星期日将时钟向前拨一小时在11月第1个周日将时间调后1小时这制度仅在美国大部分州和?#20998;ޡ?#22320;中海沿岸实?#23567;?/span>

Schedule TypeLimits:可以理解为Schedule中的一些比例如定风量风机仅有开关两个选项那采用on/off0代表off1代表onFraction表示[o,1]之间的分数如在变?#26723;?#26426;中1代表满负荷运行0.5代表在一般负荷下运行0代表关机

Schedulecompact:可以控制设备人员等的计划表如人员并不总是在房间内office occupancy schedule 代表着办公室内人员数量随时间变化的计划表

Material建造建筑所需要的材料

MaterialAirgap建筑非透明围护结构中的空气层如?#25945;?#31383;户玻璃空气层在WindowGas里定义

WindowMaterialGlazing窗户上玻璃的材料

Windowmaterial:Gas:中空窗户内的气体材料

Construction?#27827;?#24314;筑材料组成的建筑构件如屋顶?#25945;?#22320;板窗户和门等组?#23665;故?#26159;按照从外到内一层层排开?#27169;?#22914;下图9所示

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GlobalGeometryRules:建筑模型的坐标位置

Zone:OpenStudio中建立zone的信息

buildingSurface:detailed:建筑除门非透明围护结构的详细信息

Fenestrationsurface:detailed:建筑门窗的结构信息

HVACTemplateThermostat采用模板空调系统时的调节温度如低于20供热高于25?#35780;?/span>

Output:VariableDictionary:E+仿真报告中变量的报告

3.2.3输入其他信息

E+安装目录下的examplefile文件夹里有很多例子在建模的过程中可以通过打开例子中的idf进而copy例子中的Object到自己的idf?#23567;?/span>

在本例子中我们采用类class listHVAC Template 中的HVACTemplate:zone:idealloadAirSystem类来获得smallbuilding的冬夏季空调供暖设计负荷

HVACTemplate:zone:idealloadAirSystem的对象能够提供一个理想的空调去满足建筑的各种负荷常用于负荷计算打开这个class点击工具栏New Obj新建一个对象这个对象的包含两个栏(field)第一个是zone Name点击Obj1对应空格可以看到有三角形的下拉按钮点击选择我们建立的zone第二个field下为Template thermostat Name即自动调温器的名字同样点击下拉列表中的的Thermostat Name如下图10所示

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接下来将Class中的其他Object填上

1simulationControl对象中Do Zone Sizing Calculation 选择Yes其他不变

Building对象fieldname改为smallbuildingSolar Distribution改为FullEXterior其他保持不变

2Site:Location:当存在天气文件包时会自动覆盖在IDF中的location对于模拟一年的仿真不需要location的对象这个对象?#22659;?/span>

3Timestep:不变

4给类RunPeriod添加一个对象NameRunperiod1(随意取)begin Month填上1begin day of month 填上1end month 填上12end day of month 填上31其他不变

5给类sizingzone添加对象点击New obj添?#26377;?#23545;象zone name选择定义的zone的名字zone cooling design supply air temperature 填上18同理zone heating design supply air temperature 填上26zone cooling design supply air humidity ratio zone heating design supply air humidity ratio 都填为0.012其他保持不变

6)添加SizingPeriod:DesignDay对象每个地区暖通空调设计都必须?#33539;?#35774;计室外气候?#38382;?#22312;E+中不例外本对象就是?#33539;?#23460;外的设计气候?#38382;?/span>E+安装目录WeatherDate文件夹中有部?#20540;?#21306;的室外设计气候?#38382;?#26412;例选用USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3天气文件具体做法如下点击菜单栏file选项之后点击Open选择打开文件为格式为Design Day*ddy?#20445;?#22914;下图11所示选择USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3点击?#33539;?#23601;打开了应外一个类似于idf的窗口在其DesignDay下复制相应的冬夏季设计气候?#38382;?#21040;smallbuilding.idf?#23567;?#22914;下图12所示

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同样将打开天气模板中的Runperiodcontrol:daylightsavingtime:daylight saving time拷贝到smallbuilding.idf中?#22659;?#24050;有对象

7添加输出报告类Output:Table:SummaryReports

obj1report1name下选择HVACSizingSummary

8添加输出报告表格类查看方式类Outputcontrol:Table:Style

obj1columnSepartor下选择HTML格式其他不变

保存idf.退出IDF编辑器

 

 

3.3EP-launch运行仿真系统

3.3.1选择idf

打开EP-launchinput file中选择刚才保存的smallbuilding.idf

 

3.3.2选择气候文件

Weather FIle 下点击Browse选择安装目录下weather data文件夹下的USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3

 

3.3.3模型仿真

点击simulate等待仿真结果

3.4查看仿真结果

EP-launch下点击View ResultTables按钮自动会弹出网页版的结果在HVACSizingSummary查看空调冬夏季的设计负荷如下图所示

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3.5总结

在使用E+建模时建议?#28909;?#30495;学习E+?#28304;?#30340;入门教程GettingStarted,后学习研究E+?#28304;?#30340;例子在ExampleFile分析模仿例子copy到自己的idf中可达到事半功倍的效果

本人刚刚接触E+不久对其中的许多内容理解不是很深入如果有错误在所难免望指出请请拍在下一次的教程中将演示?#27493;?#19968;下E+nodeBranch等内容

附件

EnergyPlus软件下载传送门

 

附图


 

EnergyPlus入门教程

完整版的idf


该文章所属专题环境模拟

相关评论

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