E+ GettingStarted Chapter 4
前言:
这个示例在EnergyPlus GettingStarted 34页,通过这个示例可以掌握如何编辑一个简单建筑模型的IDF文件,在无气象参数文件的情况下(选择Weather File > No Weather File),导入建筑模型idf文件进行模拟。
基本信息:
1.1 模拟对象:模拟的对象是一个单层矩形建筑,在东墙和西墙各有一面窗户;整个建筑是一个单一热区(zone),没有内部分隔;轻型围护结构;建筑地点位于Chicago Illinois(对应的气象文件在EnergyPlus安装文件夹中有)。建筑示意图如下:

1.2 建筑围护结构参数:

1.3 玻璃窗户参数:(包括窗格数,窗格厚度,空气层厚度,玻璃导热系数)

1.4 其他模型信息:(包括室内负荷、空调、地点、模拟周期、土壤温度)

上面的信息在编辑idf文件的时候很重要,通过给出的围护结构信息,在IDF-Editor的 File > open dataset 中找到相对应的信息,实际上就是在E+的数据库中找到相应材料的参数然后再复制粘贴到你自己要模拟的idf文件里。
具体操作:
GettingStarted 中的示例分为几步,每一步都会在前一步的基础上增加一个内容(需要编辑或添加的东西),每一步结束后都会进行模拟,从而对比每一步的结果有何差别。第一步:仅模拟没有窗户的矩形建筑;第二步:给矩形建筑增加窗户;第三步:增加室内负荷;第四步:增加全年能耗模拟和预定义报告,完成示例一的练习
第一步:(对没有外窗的单层矩形建筑进行能耗模拟)
1. 运行EP-launch

打开EP-launch后的操作界面如图2:

2. 单击Browse找到Exercise1A.idf文件(此文件属于EnergyPlus自带的安装文件,位于EnergyPlus的安装目录一下,如图3)

3. 点击IDF-Editor对Exercise1A.idf文件进行编辑:
学习心得:
1. 示例中的Exercise1A.idf 实际上就是一个矩形几何模型,除了直接从EnergyPlus的安装目录下找到,还可以自己利用第三方的软件,如SketchUp + OpenStudio建模得到。
2. 在官方文档GettingStarted中,第二步增加建筑外窗的时候并没有利用SketchUp的原生操作进行绘制,而是利用IDF-Editor进行相应的编辑,这种操作有些复杂。我猜测可能是考虑到这是针对EnergyPlus的基本操作指南,所以尽可能的避开讲其他软件的操作,应为如果要全部讲清楚就显得没玩没了了,所以这个指南的基本假定是你已经知道如何利用3D建模软件进行建模了。
3.这个示例的一大重点就是学会利用E+中的库,通过查找库中的相应材料(或Class下的Object)的值,来编辑自己的IDF文件。
4. 这是一个非常基本的示例,从打开运行EP-Launch(运行EnergyPlus进行能耗模拟的入口);到导入建筑模型文件(idf文件);再到利用IDF-Editor编辑IDF文件,添加相应的维护结构的信息;最后进行模拟,得到结果文件。当然,这个示例所介绍的所有操作以我目前的理解来看都是进行建筑能耗模拟非常重要的部分,但这不是建筑能耗模拟的全部。对于绿建小白来说,要知道建模、气象数据、运行能耗模拟引擎是什么,要知道SketchUp、Openstudio、EnergyPLus三者有何关系?在土建行业,最常使用SketchUp的应该是建筑学专业,对于暖通专业来说,我们只需要借助插件Openstudio,利用SketchUp绘制出建筑的抽象模型即可,虽然这部分不是能耗模拟的重点,很容易能够掌握如何操作,但是如何给建筑进行热工分区也算是在进行建筑建模时比较重要的问题,也会对后期的能耗模拟结果产生影响。
To be Continued...
增加窗户
1. 使用EP-Launch打开一个idf文件;
2. 创建窗户的构造定义(construction definition)
第一步:设置玻璃窗的材料
材料为 double-pane clear gas with air space (双层中空玻璃窗)
》 打开Dataset并找到WindowGlassMaterials.idf 文件
》 下滑类列表找到 “WindowMaterial:Glazing”
》 找到玻璃窗材料的类后,在这个类对应的对象中找到定义窗户材料为 “CLEAR 6MM” (这个属于模拟前的建筑基本信息)
》 复制 “CLEAR 6MM”对应的对象(object),在列表的上面复制就行
》 切换到需要你需要编辑的idf文件中去,因为你的窗户也是 “CLEAR 6MM”,所以需要将复制到的类(object)粘贴到你的idf中窗户类“WindowMaterial:Glazing” 对应的对象中去;
第二步: 设置玻璃窗填充气的材料
》 和第一步一样,在Datasets中打开WindowGasMaterials.idf
》 找到WindowGasMaterial 这个类
》 在它的对象中找到“AIR 3MM”, 复制粘贴到你自己的idf文件中去。
第三步: 在构造(construction)类中新建窗户的对象
》 在 Construction 对应的对象区域新建一个对象,命名为“DOUBLE PANE WNDOW”, 因为你的窗户材料就是这个;
》 给窗户的每一层选择对应的材料,在这个对象的对于值域中滑动,在窗户的第一层中找到“CLEAR 6MM”,在第二层中找到“AIR 3MM”,在第三层中找到“CLEAR 6MM”;
添加内扰
(在这个部分可以学习到如何添加时刻表(schedules),内部负荷(internal loads),和报告变量)
第一步:添加照明
》 依然是打开Datasets,找到Schedules.idf文件;
》 复制对象 “Schedule:Compact”,命名为“office lighting”,将其粘贴到你的idf文件中去;
》 复制对象“ScheduleTypeLimits”,命名为“Fraction”,粘贴到你的idf文件中去;
》 在你的idf文件中新建一个LIGHTS对象,命名为 ZONE ONE Lights,使用Office Lighting时刻表,峰值输入为1000W,
》 关闭并保存idf文件,点击运行按钮。
第二步:
》打开rdd文件(报告变量数据字典),找到与Lights相关的报告变量,添加一个新的对象Output:Variable来报告照明电力消耗;
》 运行模拟,检查输出(包括:查看err文件;在csv输出文件中找到电力消耗数据)
全年模拟和预定义报表
(通过这个部分,可以学到如何通过气象参数文件和报表来运行全年模拟)
》 找到SimulationControl这个对象,将“RunSimulation for Sizing Peroids”改为NO,将“Run Simulation for Weather File Run ”改为YES;(搞清楚全年模拟和设计日模拟)
》 添加一个名为RunPeriod的对象,来运行全年模拟,其他的值保持默认或者空白;
》 添加一个名为Output: Table:SummaryReports 对象,选择一下的报告:"AnnualBuilding Performance Summary"(ABUPS), "Input Verification and Results Summary"(IVRS), “ClimateSummary”,以及“Envelope Summary”;
》 添加一个名为“OutputControl:Table:Style”对象,并选择HTML 格;
》 编辑对象“ Output: Variable” 和 "Output:Meter", 把报告频率从每小时改为每月;
》 保存并关闭IDF文件,并在EP-Laubch中选择这个idf文件;
》 在EP-Launch中选择一个天气文件并运行模拟;
》 检查输出,(包括:查看err文件;在csv输出中查看每月输出,点击Table output按钮查看预定义报告)