建筑环境设计模拟分析软件DeST第8讲自然通风与机械通风系统的联合模拟分析

建筑通风对建筑环境的影响是直接而迅速的，因此对建筑热环境的模拟必须解决建筑通风的模拟问题。建筑的通风包括自然通风和机械通风，二者本质相同并且经常是同时发生的，计算时应该一起考虑，而不是分离开来。详细介绍了建筑热环境模拟软件DeST中根据多区域网络模型和管道流体网络模型发展出来的建筑通风的统一的网络模型，介绍其求解方法，并给出了建筑中常见的通风支路阻力模型，实现了建筑热环境和自然通风真正的耦合模拟。通过介绍几个利用通风模拟来分析解决设计中问题的实例，指出了建筑通风模拟的应用范围和实际意义。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第2讲建筑动态热过程模型

介绍了DeST中基于状态空间法建立的建筑动态热过程模型。首先介绍了建立建筑热过程模型中的主要问题和基本方程，指出建立建筑热动态模型必须求解壁体传热的偏微分方程，必须同时考虑构成房间的各个部件的影响以及房间之间的相互影响。以此为前提，详细介绍了DeST对这些问题的处理方法和具体算法，并以实例阐明DeST对建筑热环境的模拟分析。最后为了突出状态空间法的特点，从算法和建立动态热过程模型的方式上对该方法与其他几种方法进行了比较。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第13讲住宅模拟优化实例

通过对住宅建筑模拟计算方法的研究，说明合理的、有代表性的计算输入参数是进行模拟计算的重要前提，并提出了一套较为合理的计算输入参数。利用模拟软件DeST—h，通过对上海、北京的两栋住宅建筑进行优化设计，介绍了利用模拟手段辅助设计的方法，并指出在不同的气候地区，采用相同节能措施的节能效果差别很大，需要利用模拟软件进行详细分析。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第14讲应用DeST辅助商业建筑设计实例

商业建筑设计中，一方面要保证室内的高舒适性，另一方面又要重视空调系统节能问题。针对商业建筑的特点，DeST专门开发出辅助商业建筑设计的版本，可以在建筑及空调系统设计的各个阶段对设计方案进行模拟，为设计者提供设计的参考及依据。以一栋商业建筑为例，应用DeST进行模拟分析，解决该建筑在设计的不同阶段遇到的一些问题，并介绍了应用DeST辅助建筑及空调系统设计的方法。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第3讲建筑热环境动态模拟结果的验证

首先介绍了建筑热环境模拟软件容易出现问题的三个方面以及针对这三方面的问题所发展出的验证方法：理论验证、程序间对比验证及实验验证。在此基础上，详细介绍了DeST所进行的这三种验证的验证特点、验证方法及验证结果。通过上述验证，说明了DeST模拟计算结果的准确性和可靠性。     

外遮阳技术在节能建筑中的应用研究

本文分析了外遮阳对建筑物全年采暖空调能耗的影响，介绍了通常采用的的几种外窗遮阳技术：内遮阳、本体遮阳和外遮阳及其热工性能指标，并采用建筑能耗模拟分析软件DeST，外遮阳技术应用于上海地区典型多层住宅和生态办公和住宅示范楼的节能效果进行了模拟分析。     

建筑环境设计模拟工具包DeST

建筑环境设计模拟工具包ＤｅＳＴ是基于功能的模拟软件,用于对建筑,方案,系统及水力计算进行模拟,以校核设计,保证设计的可靠性。介绍了ＤｅＳＴ的结构,用户界面,并结合工程实例说明了ＤｅＳＴ的应用。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第5讲 影响建筑热过程的各种外界因素的取值方法

除供暖和空调系统的作用外，影响建筑物内热状况的外界因素主要是室外的气象条件、建筑周围的环境热状况以及室内发热量。在建筑热环境的动态模拟过程中，这些外界因素的数量大小和随时间的变化将对模拟结果产生较大的影响，因此各项因素的取值方法必须准确反映其数量大小和随时间的变化。讨论了这些外界因素的取值方法，详细介绍了DeST中对室外气象参数的取值方法。     

自然通风建筑能耗全年模拟研究

自然通风是降低建筑能耗的重要手段.现有的软件工具难以准确计算自然通风条件下的全年建筑能耗,限制了自然通风在建筑节能设计中的应用.本文从自然通风计算及耦合计箅两方面进行改进,提出了一套可靠、准确的自然通风与热环境耦合计算的模拟方法和对应的评价指标.而后,以建筑能耗模拟软件DeST为平台,开发出了自然通风风量及建筑能耗的全年逐时模拟软件DeST-Vent+.利用DeST-Vent+软件对北京地区3种自然通风类型下办公建筑的全年空调冷负荷进行了模拟计算,分析了不同通风形式的节能潜力.     

基于模拟技术的绿色建筑规划设计实例分析

绿色建筑的发展要求多专业技术的高度集成，本文结合工程实践，对面向绿色建筑规划设计的模拟技术集成化应用进行了介绍，包括在规划阶段用于优化建筑布局、景观设计及改善室外物理环境；在单体设计阶段，基于模拟对建筑体形、遮阳、自然通风及构造设计的优化等。     

DeST — An integrated building simulation toolkit Part I: Fundamentals

Many building simulation programs have been developed all over the world since the computer-aided simulation technology was first applied in the 1960s. In early 1980s, Tsinghua University has started to develop a new building simulation tool DeST with the aims to benefit for practical and research use of building simulation related applications in China. DeST can be used to simulate and analyze both building energy consumption and HVAC (heating, ventilation and air-conditioning) system. It has been designed to aim improving the reliability of system design, to ensure the quality of the system performance, and to reduce energy consumption of buildings. This paper reviews the development history, state-of-the-art on the development of building simulation technology and introduces the main objective, structure, and core programs of DeST. The analytical verifications, inter-program comparisons, and empirical validations of DeST are also presented in this paper. The application of DeST will be introduced in part II of the companion paper.     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第9讲冷热源与水系统模拟分析(上)

冷热源系统是整个集中空调系统的核心，完全决定了系统能否保障用户的冷热需求，是投资和能源消耗的主要部分。因此冷热源的选择和运行方式直接关系到空调系统的运行效果，并影响到空调系统的运行能耗的大小。综述了目前模拟计算中的制冷设备的各种建模方法，并结合建筑能耗模拟计算的特点，详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟过程中所用到的制冷设备半经验模型以及冷源模拟分析方法，为冷热源和水系统的全工况优化运行设计计算奠定了基础。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第10讲暖通空调方案的经济性分析

暖通空调方案的经济性评价是暖通空调设计过程中必不可少的环节，它必须针对暖通空调系统设计由浅入深、逐步深化的过程，在设计的不同阶段，尽可能准确地评价拟采用的暖通空调方案的经济性，从而为优化设计、比较方案提供经济方面的依据。详细阐述了DeST中暖通空调方案经济性分析所选用的模型与模拟方法。以一商用办公写字楼为例，针对暖通空调系统设计过程中的不同阶段，进行了方案的可行性分析和经济性分析，以此介绍经济性分析的方法和如何解决实际问题。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第9讲冷热源与水系统模拟分析(下)

冷热源系统是整个集中空调系统的核心，它决定了系统能否保障用户的冷热需求，是投资的主要部分，也是能源消耗的主要部分。同时冷热源产生的冷热量主要依靠水系统输配到各末端用户中去。因此冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节。综述了目前冷热源与水系统联合模拟的现状，详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟所采用的的模型与模拟方法。通过介绍一个设计实例，指出了冷热源与水系统全工况模拟的应用范围和实际意义。     

Comparison of HVAC system modeling in EnergyPlus, DeST and DOE-2.1E

Building energy modeling programs (BEMPs) are effective tools for evaluating the energy savings potential of building technologies and optimizing building design. However, large discrepancies in simulated results from different BEMPs have raised wide concern. Therefore, it is strongly needed to identify, understand, and quantify the main elements that contribute towards the discrepancies in simulation results. ASHRAE Standard 140 provides methods and test cases for building thermal load simulations. This article describes a new process with various methods to look inside and outside the HVAC models of three BEMPs—EnergyPlus, DeST, and DOE-2.1E—and compare them in depth to ascertain their similarities and differences. The article summarizes methodologies, processes, and the main modeling assumptions of the three BEMPs in HVAC calculations. Test cases of energy models are designed to capture and analyze the calculation process in detail. The main findings are: (1) the three BEMPs are capable of simulating conventional HVAC systems, (2) matching user inputs is key to reducing discrepancies in simulation results, (3) different HVAC models can be used and sometimes there is no way to directly map between them, and (4) different HVAC control strategies are often used in different BEMPs, which is a driving factor of some major discrepancies in simulation results from various BEMPs. The findings of this article shed some light on how to compare HVAC calculations and how to control key factors in order to obtain consistent results from various BEMPs. This directly serves building energy modelers and policy makers in selecting BEMPs for building design, retrofit, code development, code compliance, and performance ratings.     

A detailed loads comparison of three building energy modeling programs: EnergyPlus, DeST and DOE-2.1E

Building energy simulation is widely used to help design energy efficient building envelopes and HVAC systems, develop and demonstrate compliance of building energy codes, and implement building energy rating programs. However, large discrepancies exist between simulation results from different building energy modeling programs (BEMPs). This leads many users and stakeholders to lack confidence in the results from BEMPs and building simulation methods. This paper compared the building thermal load modeling capabilities and simulation results of three BEMPs: EnergyPlus, DeST and DOE-2.1E. Test cases, based upon the ASHRAE Standard 140 tests, were designed to isolate and evaluate the key influencing factors responsible for the discrepancies in results between EnergyPlus and DeST. This included the load algorithms and some of the default input parameters. It was concluded that there is little difference between the results from EnergyPlus and DeST if the input values are the same or equivalent despite there being many discrepancies between the heat balance algorithms. DOE-2.1E can produce large errors for cases when adjacent zones have very different conditions, or if a zone is conditioned part-time while adjacent zones are unconditioned. This was due to the lack of a strict zonal heat balance routine in DOE-2.1E, and the steady state handling of heat flow through interior walls and partitions. This comparison study did not produce another test suite, but rather a methodology to design tests that can be used to identify and isolate key influencing factors that drive the building thermal loads, and a process with which to carry them out.     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第7讲空气处理设备方案模拟分析

空气处理过程受到气候条件、建筑使用特点、房间控制参数以及空气处理设备性能等条件的影响，只靠经验或者单点的设计计算，无法预测设计方案的全年运行效果和需要的能耗。介绍了空气处理设备方案的全工况模拟方法，此方法能逐时详细模拟表冷器以及其他空气处理设备，能模拟多种控制调节方式下系统的运行状况，最终获得设计方案的满意状况和能耗情况。以实例说明了通过模拟辅助设计的方法。     

基于DeST的夏热冬冷地区居住建筑人行为能耗模拟验证

为验证DeST人行为仿真建筑能耗模拟软件计算结果的准确性,在夏热冬冷地区开展了居民采暖及制冷的空调用能行为实测,将调研得到的居民用能行为参数及建筑围护结构信息代入到DeST人行为模拟软件中进行计算。将计算结果与实测空调能耗进行对比后,结果显示,原始软件制冷能耗平均绝对计算误差为37.9%;制热能耗平均绝对计算误差为128.2%。与原始软件相比,DeST人行为模拟软件制冷能耗计算误差减少了13.8%,采暖能耗计算误差减少了94.1%。人行为能耗模拟软件的计算结果更接近实测值,空调全年运行时长、启停概率与实测结果符合性也较好。嵌入人行为模块后的DeST将为模拟实际运行状况下建筑的能耗提供很好的计算平台。