Modelica Buildings library

简介

Modelica Buildings library（简称为MBL）是一个用于建筑系统建模和模拟的开源软件库。它基于Modelica语言，提供了一组用于描述建筑能源系统和热舒适性的组件和模型。

MBL的目标是支持建筑能源性能评估、系统优化、控制策略开发和可持续设计。它提供了一系列模型和组件，用于描述建筑物的各种子系统，包括供暖、通风、空调、照明、太阳能热利用、热负荷和热传输等。

MBL库中的模型基于物理原理和经验数据，具有精确性和可靠性。这些模型可以用于预测建筑物的能耗、室内温度、湿度和照明水平等参数，并用于优化系统设计和控制策略。

特点和功能

Modelica Buildings library（MBL）具有以下特点和功能：

1. 多领域建模：MBL涵盖了建筑领域的多个方面，包括建筑物的热力学、传热、传质、流体流动、控制等。它提供了各种组件和模型，可以描述建筑系统的不同子系统，如供暖、通风、空调、照明等。
2. 组件库：MBL提供了大量的建筑组件模型，如空气处理单元、散热器、太阳能集热器、照明设备等。这些组件可以根据实际需求进行灵活组合和扩展，以建立复杂的建筑系统模型。
3. 系统优化和控制：MBL支持建筑系统的优化和控制研究。它提供了能耗优化、控制策略开发和评估的工具。使用这些工具，可以优化系统设计、调整控制参数，以提高建筑系统的能效和舒适性。
4. 精确的建筑能耗模拟：MBL的模型基于物理原理和经验数据，具有较高的准确性和可靠性。通过使用这些模型，可以预测建筑物的能耗、室内温度、湿度和照明水平等关键参数。
5. 可持续设计支持：MBL提供了用于建筑性能评估和可持续设计的工具。它可以帮助评估建筑物的能源使用情况、室内环境质量和碳足迹等指标，从而指导可持续设计决策。
6. 开源和可扩展性：MBL是开源库，用户可以自由获取、使用和修改。它还具有良好的可扩展性，用户可以根据自己的需求添加新的组件、模型或定制化功能。
7. 跨平台兼容性：MBL可以在多个Modelica仿真环境中使用，如Dymola、OpenModelica和JModelica等。这使得用户可以根据自己的喜好和需求选择合适的仿真平台。

总之，Modelica Buildings library提供了丰富的建筑模型和工具，支持建筑系统的建模、优化、控制和可持续设计。它是一个强大的工具，用于建筑能源性能评估、系统设计和决策支持。

基础信息

Modelica Buildings library 是一个用于建筑模拟的开源软件库。以下是您所需的基本信息：

• 项目网址：https://simulationresearch.lbl.gov/modelica/
• 源码网址：https://github.com/lbl-srg/Modelica-IBPSA
• 开发者：该库是由美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的建筑技术、模拟和集成小组（Building Technologies, Simulation, and Integration Group）开发和维护的。
• 起始时间：Modelica Buildings library 的起始时间是在2011年。
• 最后更新时间：截止文档编写，最后一次更新的确切时间为2022年12月6日。您可以在库的源码网址上查看最新的提交和更新信息。
• License：Modelica Buildings library 使用的许可证是 BSD 3-Clause License。这意味着您可以自由使用、修改和分发该库，但需要遵守许可证的规定。

Modelica Buildings library的系统构成

Modelica Buildings library的系统构成包括以下组成部分：

1. Building 系统：该部分包含了建筑物的整体模型，用于描述建筑的热力学特性、热负荷计算和室内环境模拟。它包括了建筑结构、外部辐射、热传导、室内空气流动等模型。
2. HVAC（供暖、通风和空调）系统：该部分包括了建筑物的供暖、通风和空调系统模型。它涵盖了空调机组、暖通空调设备、风机、空气处理单元、管道网络、换热器等组件，用于模拟和优化建筑的热舒适性和能源效率。
3. Control（控制）系统：该部分包括了建筑系统的控制策略和控制器模型。它提供了不同的控制算法和策略，用于调节建筑系统的运行，以达到能源效率、舒适性和性能要求。
4. Thermal（热）系统：该部分涵盖了建筑热传输和热负荷计算的模型。它包括建筑物的热传导、辐射、对流模型，以及室内外热平衡、太阳辐射、热负荷计算等组件。
5. Electrical（电气）系统：该部分用于建筑电气系统的建模和模拟。它包括电气负荷、电力供应、电力分配、照明系统等模型，用于分析建筑的电能使用和效率。
6. Renewable Energy（可再生能源）系统：该部分用于模拟和优化建筑中的可再生能源系统，如太阳能光伏、太阳能热利用等。它包括太阳能组件、能量收集和转换设备、系统控制等模型。

以上是Modelica Buildings library的主要系统构成。这些部分提供了丰富的组件和模型，用于描述建筑的各个方面，从整体建筑模型到具体的子系统和控制策略。用户可以根据需要选择和组合这些模型，以建立全面而准确的建筑系统模拟。

核心库和模块

Modelica Buildings library（MBL）包含多个核心库，以下是其中一些重要的核心库：

1. BuildingSystems：这个库包含了建筑系统模型的核心组件和模块。它提供了建筑物的热力学模型、热传导模型、室内空气流动模型等，用于描述建筑的整体特性和能耗。
2. HVAC：这个库包含了供暖、通风和空调系统模型的组件和模块。它包括了空调机组、暖通空调设备、风机、空气处理单元、管道网络、换热器等，用于模拟和优化建筑的热舒适性和能源效率。
3. Controls：这个库包含了建筑系统控制策略和控制器模型的组件和模块。它提供了不同的控制算法和策略，用于调节建筑系统的运行，以实现能源效率、舒适性和性能要求。
4. Thermal：这个库包含了热传输和热负荷计算的模型和组件。它包括建筑物的热传导、辐射、对流模型，以及室内外热平衡、太阳辐射、热负荷计算等组件。
5. Electrical：这个库包含了建筑电气系统的模型和组件。它包括电气负荷、电力供应、电力分配、照明系统等模型，用于分析建筑的电能使用和效率。
6. RenewableSources：这个库包含了建筑中可再生能源系统的模型和组件。它包括太阳能组件、能量收集和转换设备、系统控制等模型，用于模拟和优化建筑中的可再生能源利用。
7. Controls.Optimization：这个库包含了用于优化建筑系统的控制策略的模型和组件。它提供了优化算法和工具，用于自动化地确定最佳控制参数和策略，以实现能源节约和性能优化。

这些核心库为用户提供了丰富的组件和模型，用于建筑系统建模、能耗分析、优化和控制策略开发。用户可以根据自己的需求选择适当的库和模块，构建完整的建筑系统模型。

使用方法极简介绍

使用Modelica Buildings library的方法简要介绍如下：

1. 安装：首先，您需要安装支持Modelica语言的仿真环境，如Dymola、OpenModelica或JModelica。根据您选择的仿真环境，按照其官方文档提供的指导进行安装和设置。
2. 导入库：在仿真环境中创建一个新的Modelica项目或打开现有项目。然后，通过添加库的方式导入Modelica Buildings library。根据您使用的仿真环境，导入库的方法可能会有所不同。您可以在库的源码网址（如GitHub）中找到相应的导入指导。
3. 创建模型：使用Modelica Buildings library的组件和模型来构建您的建筑系统模型。根据您的需求，选择适当的组件并将其连接在一起，以描述建筑物的各个方面，如热力学特性、热传输、供暖、通风、空调等。
4. 设置参数：对于每个组件，您可以设置相应的参数，如建筑物的尺寸、材料属性、设备规格等。这些参数可以根据您的具体模拟需求进行调整。
5. 运行仿真：完成模型构建和参数设置后，您可以运行仿真以模拟建筑系统的行为。根据仿真环境的要求，您可能需要指定仿真时间、初始条件和其他仿真设置。
6. 分析结果：一旦仿真完成，您可以分析仿真结果，如建筑能耗、室内温度、湿度、空气流速等。您可以使用仿真环境提供的工具和图表功能来可视化和解释模拟结果。

请注意，这只是一个极简的介绍，使用Modelica Buildings library需要一定的Modelica语言和仿真环境的知识。您可以参考Modelica Buildings library的文档、示例和教程，以深入了解如何使用该库进行建筑系统的建模和模拟。