太阳能设计与模拟软件：EnergyPlus二次开发_（1）.EnergyPlus基础理论与应用.docx

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EnergyPlus基础理论与应用

1.EnergyPlus概述

1.1EnergyPlus的基本概念

EnergyPlus是一个由美国能源部（DOE）开发的综合建筑能源模拟软件。它主要用于评估建筑在不同气候条件下的能源使用情况，包括供暖、通风、空调、照明、热水供应等系统的性能。EnergyPlus的模拟结果可以为建筑设计、优化和评估提供科学依据，帮助设计人员和工程师做出更加节能和环保的决策。

1.2EnergyPlus的发展历史

EnergyPlus的开发始于2000年，旨在替代早期的建筑能源模拟软件，如BLAST和DOE-2。经过多年的不断发展和完善，EnergyPlus已成为世界上最先进的建筑能源模拟工具之一。它支持多种建筑类型和气候条件，具有高度的灵活性和可扩展性。

1.3EnergyPlus的主要功能和特点

高度详细的模拟：EnergyPlus可以模拟建筑的详细物理特性，包括热传递、气流、湿度控制等。

丰富的输入输出格式：支持多种输入文件格式，如IDF（InputDataFile）、EPJSON等，输出结果包含多种格式的数据，便于分析。

多系统模拟：可以模拟不同的暖通空调系统、照明系统、热水供应系统等。

气候数据支持：内置全球各地的气候数据，支持自定义气候数据的导入。

开源和可扩展：EnergyPlus是开源软件，支持二次开发，可以通过API（ApplicationProgrammingInterface）进行扩展和定制。

2.EnergyPlus的工作原理

2.1建筑模型的建立

在EnergyPlus中，建筑模型的建立是通过定义建筑的几何形状、材料属性、系统配置等参数来完成的。这些参数可以通过IDF文件或EPJSON文件输入。以下是一个简单的IDF文件示例，定义了一个矩形房间的基本几何形状：

!区域定义

Zone,

MyZone,!-名称

0.0,0.0,0.0,!-X坐标

0.0,0.0,0.0,!-Y坐标

0.0,0.0,0.0,!-Z坐标

0,!-方向

1,!-类型

1,!-区域类型

0,!-内部源类型

0,!-外部源类型

0,!-日照类型

0,!-负荷类型

0,!-蒸发冷却类型

0,!-辐射类型

0,!-通风类型

0,!-照明类型

0,!-设备类型

0,!-活动类型

0,!-人员类型

0,!-污染物类型

0;!-预热类型

!墙面定义

BuildingSurface:Detailed,

Wall1,!-名称

Wall,!-表面类型

MyZone,!-区域名称

4,!-顶点数

0,0,3,!-顶点1坐标

0,5,3,!-顶点2坐标

5,5,3,!-顶点3坐标

5,0,3,!-顶点4坐标

MyWallMaterial,!-材料名称

Outdoors,!-外部边界条件

,!-外部遮阳控制

,!-外部表面类型

,