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DesignBuilder Simulation 

 

DesignBuilder是一款针对建筑能耗动态模拟程序(Energplus)开发的综合用户图形界面模拟软件。它可以应用在设计过程中的任何阶段,通过提供性能数据来优化设计和评估,甚至在设计初期整个设计还没确定时就可以开展。

DesignBuilder适用于建筑师、暖通工程师、能源顾问大发和大学等研究机构。

Designbuilder使用非常简便。通过其强大的功能,即使是非专业用户也可将复杂的建筑物迅速进行模型化。使用数据模板,通过从下拉列表中选择,可以载入一般性建筑结构、建筑物内部的人物活动、HVAC(Heating、Ventilating and Air Conitioning)及照明系统到你的模型。同样类型的建筑物可反复使用,还能添加到你的模板。此功能与数据库联动,可对建筑物及周边的区域进行变更,在设计、评估流程的阶段,可对各个建筑模型进行详细设定。

 Features

DesignBuilder采用了易操作的OpenGL固体建模器。由此,在3D空间中配置「块」,通过拉伸、剪切可直观地进行建筑物模型的制作。可对建筑部件的厚度、房间的面积及体积进行可视化把握。此外,对模型的几 何学的形状和表面形状没有限制。

Designbuilder软件可以从ArchiCAD, Microstation, Revit以及其他支持gbxml格式的BIM软件中导入3-D模型。

使用数据模板,通过从下拉列表中选择,可以载入一般性建筑结构、建筑物内部的人物活动、HVAC(Heating、Ventilating and Air Conditioning.)及设计照明装置。同样类型的建筑物可反复使用,还能追加到模板。此功能与数据库连动,可对建筑物及其周边的区划追加大型变更,在设计、评价流程的阶段,可进行对各个建筑模型的个别详细设定。

模型编辑画面和环境性能数据可通过单击进行切换,无需外部模块的执行或数据载入即可对数据进行显示。

V4新功能

 

Designbuilder V4版本2014年7月已经正式发布,现在最新版本为V4.1,新版本功能上有了很大的变化,采用的是最新的Energyplus V8.1计算程序来进行建筑物的动态能耗模拟。并且增加了Optimisation最优化功能和Cost成本模块、Leed模块等。

Version 4.1重要新功能:

  • 建筑建模的改进
  • 最佳E+8.1版本
  • 最优化功能Optimisation和成本模块 
  • 场地电站(模拟风力,光伏发电,逆变器,储能装置)
  • 太阳能系统
  • 建筑成本估算和全生命周期成本
  • 仿真管理器
  • 结果浏览器
  • 围护结构冷凝分析
  • Leed模板
  • 新的授权机制
  • 新的空调系统(置换通风、地板送风、需求控制通风、地源热泵系统)

Energyplus

 

EnergyPlus由美国能源部(DOE)和劳伦斯●伯克利国家实验室( LBNL)共同开发的一款建筑能耗模拟软件,可以用来对建筑的采暖、制冷、照明、通风以及其他能源消耗进行全面能耗模拟分析和经济分析。

EnergyPlus是一个全新的软件,它不仅吸收了DOE-2和BLAST的优点,并且具备很多新的功能,比如:如用户可以定义小于1小时的时间步长,采用集成同步的负荷/系统/设备的模拟方法,热平衡法模拟负荷,多区域空气流动,热舒适性和光伏系统。EnergyPlus被认为是用来替代DOE-2的新一代的建筑能耗分析软件。

 

EnergyPlus软件本身是一个卓越的模拟程序引擎,需要友好的用户图形界面与之配合,DesignBuilder是专门针对EnergyPlus开发的用户图形界面软件,包括了所有EnergyPlus的建筑构造和照明系统数据输入部分,也移植了所有的材质数据库,包括建筑和结构材料,照明单元,窗户和加气玻璃,窗帘遮阳等。

 

综合的模拟结果,包括当地气象资料可以显示为年,月,日,小时,甚至小于每小时的时间步长。可输出的模拟结果包括:(1)建筑能耗,表示为燃料或电能的消耗;(2)室内空气温度,辐射温度,综合温度和湿度;(3)舒适度,包括温度分布图表及ASHRAE-55舒适标准;(4)通过建筑围护结构的传热量.包括墙体,屋顶,渗透,通风等;(5)供热和制冷负荷;(6)二氧化碳产生量;(7)参考当地气象资料确定供暖或制冷设备的容量;(8)参数变量分析,通过在一定范围内改变方案设置参数对比效果等。生成的IDF文件可以导人其他模拟工具,模拟DesignBuilder没有提供的函数,也可以自由选择不同版本的EnergyPlus模拟器,包括DOE 2,DLL动态链接库或其他任何可用的DOE程序。

 

 

Visualisation可视化

 

 使用DesignBuilder 可视化模块可迅速生成非常逼真的渲染图片。在模型创建的任何阶段,都可以点击Visualisation 标签来获得渲染图像。
DesignBuilder模型包含了所有的关于创建几何、结构和材料的建筑信息,并且每一个材料有与之相关的渲染特征。

特征亮点:

  • 在OpenGL 屏幕中生成具有阴影效果的渲染图像
  • 使用放大、平移视图控制和在walk-throuh 模式下来查看模型
  • 一年中任何一天任何时间都可以对建筑物进行阴影分析。
  • 可用颜色编码层表示活动区域(usage)
  • 可自动生成太阳阴影和轨迹的AVI 视频
  • 静态图像可以保存为bmp、jpg、tiff、png、gif的格式
  • 能生动地描述模型以便输出报告
  • 可以以3-D DXF格式导出模型,以便进一步的渲染

渲染实例:

Exaltis Tower by Valentin Grimaud a new DesignBuilder user from France

  

Villa Pifferi, Italy by Roberto Salimbeni, Evolvente

Torre de Ingenieria, DesignBuilder model by David Barrera, Mexico

 

5 School Lane, House by Rowan Tindale, DesignBuilder, UK

 

Uffici Sat by Roberto Salimbeni, Evolvente, Italy

Designbuilder Daylighting 模块

 

 DesignBuilder 提供3 种采光计算模型:

  1. 采用国际公认的美国Radiance采光分析核心,绘制等照度线、计算平均采光系数等,依照LEED EQ8.1, BREEAM HW1 和 Green Star IEQ标准出具详细报告。
  2. 通过Energyplus采光节能分析,可以缩短人工照明时间从而降低能源消耗、减少碳排放。
  3. 采用Radiance渲染生成逼真的采光分析图。 

 

等照度线和采光系数的模拟 

 

在DesignBuilder v3提供了采光分析模块,用户可以使用Radiance光环境模拟软件为计算核心计算日照系数和光照度。

 

日照模块的主要功能:

  • 可以输出高质量的照度图,从而刻画出整个建筑物中某一个区域或块体中可利用的自然光情况。
  • 可提供详细的符合LEED EQ8.1, BREEAM HW1 and Green Star IEQ4标准的报告。
  • 平均采光系数可以以简洁的表格的形式输出。
  • 该计算模块使用了当今最流行的光环境模拟软件Radiance为计算核心。
  • DB的采光分析模块与热分析模块相关联,用户在进行采光模拟时可以直接利用现有的建筑模型、内部分区、表面反射率、玻璃可见光透射率等信息而无需重新定义。
  • 该计算模块用来计算各种天气类型(含多云天气)的最大采光系数。
  • 任何区域的形状和尺寸都易调节控制。
  • 内外部的遮阳设施及采光设施如灯架在装配块体或者建筑物阶段就可以被安置到模型中。
  • 窗户框架和格栅如果已加载到模型中也可以被考虑到。
  • 在采光计算中可以按照CIBSE指南的规定设置计算域与墙面边界的距离。
  • 计算区域的网格可以通过最大最小网格尺寸进行编辑,从而覆盖具有复杂形状的整个区域.
  • 默认的采光计算选项可提供精确可靠的计算结果,而且对于高级用户,可通过更加详细的设定radiance参数来获得完备的采光计算仿真。

DesignBuilder v3 HVAC 模拟

 

Designbuilder V3版本是第一个将Energyplus的先进的HVAC功能正式引入Designbuilder友好的建筑模拟图形界面中。

Designbuilder V3提供更专业、更灵活的方式访问Energyplus暖通模型,采用完整的ASHRAE90.1标准的暖通系统类型,进行气体负荷和水路分析。

下面是Designbuilder V3 HVAC的一个案例:

 

HVAC 特点包括: