建筑环境分析和建筑环境模拟是帮助建筑师践行绿色建筑，可持续建筑的有力工具。建筑设计之初，进行全面的环境分析，并利用简化建筑模型对建筑室内光环境，建筑能耗负荷，人体舒适度等进行预测，不仅可以为方案设计提供合理思路，也可以为建筑优化设计，改良设计提供数据支持。同时，建筑环境模拟也是建筑申请LEED认证等绿色建筑评价标准的重要参考因素。所以，掌握必要的环境分析和模拟软件对绿色建筑分析师和建筑师来讲都十分重要。

建筑能耗模拟的发展开始于20世纪60年代中期，一些学者采用动态模拟方法分析建筑围护结构的传热特性并计算动态负荷。20世纪70年代的全球石油危机之后，建筑能耗模拟愈来愈受到重视，同时随着计算机技术的飞速发展，使得大量复杂的计算成为可能。因此在全世界出现了一些建筑能耗模拟软件，包括美国的BLAST、DOE-2，欧洲的ESP-r，日本的HASP和中国的DeST等。［1］20世纪90年代，一方面既有的建筑能耗模拟软件不断的被完善，另一方面，一些功能更为强大的,以EnergyPlus为代表的软件也逐渐面世。如今，建筑环境模拟分析又被推向了新的高度，层出不穷的软件和应用向着多元化，开源化，简易化不断发展。为绿色建筑设计，节能改造设计提供了强大的技术支持。

然而，建筑环境分析和建筑环境模拟并不是同等的概念，建筑CFD模拟，能耗模拟，光照模拟，舒适度模拟等均是建筑环境模拟的不同方面，他们既是独立的分支，又彼此存在联系。本篇就带你走进这个“不真实”也“真实”的虚拟世界。

[建筑环境分析]

建筑环境分析是根据气象资料，如风速，风向，太阳能，太阳辐射，降水量等对基地所处地区的地理优势及劣势进行分析，通过可视化图形图表进行展示，为建筑设计初步提供可靠的信息支持。精确直观的图表可以帮助建筑师清楚的认识到方案设计所面临的机遇和挑战。

西安地区风向和风频示意，由WeatherTool生成

费城地区春分日和秋分日太阳轨迹图，ladybug生成

常用软件：Ladybug&Honeybee,EcotectAnalysis(Autodesk已停止出售），AutodeskVasari,WeatherTool,SolarTool,ClimateConsultant

[建筑能耗模拟]

建筑能耗模拟，由eQuest生成

建筑能耗模拟是通过将环境数据，建筑维护结构信息，室内照明、电器设备、人体产热，供暖，制冷和通风系统，用户、照明、设备工作及运行时间表等基本信息输入计算机模型，经过运算，预测建筑供暖，制冷，照明，通风，设备，加压等主要能量消耗。在输入所用能源单位价格的情况下，还可以对用在购买能源的开销进行预测。是评价高性能建筑，绿色建筑的主要方面之一。

建筑能耗模拟，由eQuest生成

建筑供热能耗与制冷能耗分析，由Ladybug&honeybee生成

常用软件：eQuest，EnergyPlus,DesignBuilder,Ladybug&Honeybee

［建筑光环境模拟］

全自然采光百分比和光照强度模拟，由DIVA生成

建筑光照环境模拟的主要目标是对方案可能提供的光照环境进行有效评估，从而保证建筑方案建成后可为使用者提供舒适的自然光照环境。［2］

眩光分析，由DIVA生成

常用软件：Rdiance，Daysim，DIVA,Ladybug&Honeybee

［建筑CFD模拟］

CFD，Computationalfluiddynamics是流体力学在建筑领域的一个分之。是通过数据分析和相关算法，分析和解决建筑设计过程中存在的流体流动问题的计算机动态模拟方案。早期运用于气象分析，汽车制造，航天器制造等领域。随着近30年的发展，在过去的几年中，CFD模拟在建筑业的运用越来越受到重视。CFD模拟提供的信息被用于建筑废气排放的预测和控制，对火灾预警及安全疏散模拟，室内环境质量评估，和对自然通风系统的设计等诸多方向。

常用软件：DesignBuilder,ANSYS,OpenFoam,Phoenicsoverview,AutoCFD,StarCCM+,IESCFD,Fluent,SCstream等。

［人体舒适度模拟］

高性能建筑只有在住户感觉舒适的情况下才可以称之为高性能建筑，才能起到节约能源，绿色环保的效果。如果感觉过冷或者过热，住户都会选择其他的附加空调系统，例如电暖器，电风扇，制冷机等设备。这些设备都会增加建筑能耗荷载，打乱原有可持续设计，甚至长期以往，对建筑设备系统和维护结构造成损害。

人体热舒适度的评测十分复杂和主观，取决于许多生理上和心理上的因素。依据ASHRAE55－2010标准，人体热舒适度是由以下6个方向决定的：1.人体新陈代谢率2.穿衣指数3.空气温度4.辐射温度5.气流速度6.空气湿度。

人体舒适度模拟就是依据人体在某种或多种活动中的新陈代谢率，不同环境中的穿衣指数，空气温度（室外温度，或依据环境模拟得出的室内温度），辐射温度，空气流速和湿度，通过计算和估计，预测人体对环境得满意程度。人体舒适度的评价主要分为PMV(PredictedMeanVote)，PPD(PredictiedPercentageofDissatisfied)，ADP(AdaptiveComfort)等方式。

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