领先的建筑设计公司现在使用公司内部设计模拟工具来助力做出更可持续的设计决策。要想利用这些新工具需要了解模拟可以做什么、如何做以及如何解析模拟结果。
本书由一位精通设计模拟的执业建筑师撰写，旨在向建筑师和建筑性能分析师展示如何使用遮阳、采光、气流和能耗模拟以减少所有建筑物的能源使用。全书包括30个净零能耗建筑和其他优秀项目的案例分析研究，以展示能源模拟如何帮助设计师做出早期决策。
在每一个案例研究中，作者谢尔·安德森都提到了所使用的软件、模拟是如何设置的，以及项目团队如何利用模拟来做出设计决策。每一章节和案例研究都帮助读者学习基础概念，而不需要与特定软件挂钩。每一章都以前几章的理论为基础，包括概念层面手工计算的概述（如果适用），并通过图形示例给出综合解析。其他主题包括模拟基础知识、舒适性、气候分析、关于模拟如何融入公司设计实践的讨论，以及一些受欢迎的设计模拟软件介绍。

谢尔·安德森（Kjell Anderson），美国LMN建筑师事务所，具有丰富的零能耗建筑设计模拟经验。

1 导言
为减少建筑能源消耗而设计
“建筑2030挑战”
建筑师+能源模拟？
早期设计模拟
本书的结构
总结
2 设计仿真基础知识
提出正确的问题
模拟促进理解
术语与概念
尺度与复杂性
总结
3 热舒适与控制方式
人体热平衡
什么影响热舒适？
定义热舒适度范围
寒冷的头部、温暖的脚——不对称热不适
其他影响舒适度的因素
自动控制、人工控制以及
交互式控制
总结
4 气候分析
交互作用所产生的天气
气象数据
年度数据
峰值数据集
温度
湿度
太阳辐射和云层覆盖率
风
降水与风暴
总结
补充资料
案例研究4.1 气候分析
5 计划和目标设定
目标设定
基于菜单的目标
能源目标
场地规划与体块
总结
案例研究5.1 场地位置优化
案例研究5.2 日照
案例研究5.3 基准能耗分析
案例研究5.4 体块能源分析
6 玻璃性能
温室效应
多种玻璃特性
半透明与特色产品
单层玻璃、双层玻璃以及
三层玻璃
窗框与可开启性
总结
7 太阳辐射与蓄热
太阳能设计策略
太阳辐射测试
遮阳类型
何时需要获得太阳能？
蓄热
总结
案例研究7.1 峰值遮阳设计
案例研究7.2 自遮阳
案例研究7.3 太阳辐射目标
案例研究7.4 固定遮阳优化
案例研究7.5 可再生能源位置与尺寸
案例研究7.6 既有建筑遮阳研究
8 天然采光与眩光
太阳和天空作为光源
天然采光设计
采光方法
采光测量
工作平面分析
三维视觉分析
眩光分析
物理和计算机采光模拟
计算机采光模拟术语与概念
总结
补充资料
案例研究8.1 采光系数/采光可利用率
案例研究8.2 自主采光阈——顶部采光
案例研究8.3 自主采光阈——有效采光照度
案例研究8.4 物理采光——亮度
案例研究8.5 三维照度分析
案例研究8.6 高动态范围图像的天空条件
案例研究8.7 天然采光眩光概率
案例研究8.8 全年采光眩光概率
9 气流分析
自然通风和混合模式运行
术语和概念
气流分析方法
自然通风
总结
案例研究9.1 自然通风CFD分析
案例研究9.2 利用烟囱效应进行
案例研究9.3 分区空气流动分析
案例研究9.4 室外CFD分析
10 能耗模拟
能耗模拟基础
几何形体与热工分区
“鞋盒状”体块模型
能源模拟中的负荷
与气候相关的负荷
室内负荷
时间安排表
供热、通风与空调系统
能源模拟团队
与能源分析师合作
整体建筑能耗模拟
总结
补充资料
案例研究10.1 权衡分析
案例研究10.2 早期概念权衡分析
案例研究10.3 优化分析
案例研究10.4 被动房规划方案包
案例研究10.5 既有建筑能源分析1
案例研究10.6 既有建筑能源分析2
案例研究10.7 净零能耗分类
11 软件和准确性
图形模拟软件的开发
设计模拟软件要素
软件包
选择软件
模拟精度
研究、标准和实践
总结
12 在实践中的设计模拟
设计模拟过程
受访公司情况介绍
设计模拟团队
卡利森公司的故事
设计模拟在公司的实践
资源
总结

正如本书作者谢尔·安德
森在书中提到的，建筑能源
性能模拟正在从研究人员的
高冷工具走上寻常设计咨询
人员的工作台，正在我们的
设计实践中发挥越来越重要
的作用。然而，建筑设计师
、绿色建筑咨询工程师等从
业人员和高校的学生却一直
缺少一本理论分析与实践相
结合的指导读物。
2002年我在加拿大攻读
绿色建筑博士期间，开始从
事建筑能源性能模拟工作，
导师手把手教我们用DOE2
软件编写代码，另外讲授一
些建筑性能模拟的理论知识
方法，如热工分区、模型简
化、参数设定、结果分析、
手工验算、实验验证等。
2007年我博士毕业后，先
后在中国香港、加拿大、美
国和中国上海从事建筑性能
模拟设计、咨询实践与管理
，这些理论知识和方法对帮
助我提高建筑性能模拟水平
起到了很大的作用。我受益
最大的是在美国莱特集团工
作的三年时间。莱特集团作
为美国最为老牌的建筑性能
模拟咨询机构之一，每周会
组织培训和研讨；而且公司
内部有程序员团队，专门开
发建筑性能模拟软件，从而
优化建筑模拟流程，提高建
模速度，控制模拟结果质量
。我在多年的设计咨询实践
过程中发现，不少从业人员
由于缺少严格的“科班”指导
和训练，只能依靠自我学习
和摸索，因此水平参差不齐
。除少数高校开设了相关课
程外，大部分高校都没有相
关的建筑模拟课程，同时市
场上也缺少理论与实际项目
相结合的建筑性能模拟书籍
。
2016年，中国城市科学
研究会绿色建筑与节能专业
委员会、中国建设教育协会
、中国勘察设计协会、北京
绿建软件有限公司、知识产
权出版社等机构组织的“绿
色建筑模拟技术应用”丛书
即为面向高校与企业需求的
一个非常有益的尝试。
2018年，上海华东设计院
科创中心殷明刚先生推荐谢
尔·安德森的“Design
Energy Simulation for
Architect: Guide to 3D
Graphics”这本书给我，我
读过书后爱不释手，与书中
讲述的内容产生了共鸣。独
乐乐不如众乐乐，我萌生了
将这本书介绍给国内的高校
师生、建筑师与绿色建筑从
业人员的想法。
这本书囊括了热舒适、
气候分析、建筑材料、日照
、热辐射、遮阳、采光、通
风、能耗、可持续能源、软
件选择等建筑能源性能模拟
的各个方面，从理论结合实
际项目进行图文并茂、系统
条理的分析，从建筑性能模
拟实践者的角度对已出版的
丛书各个分册图书进行了有
效的补充。在我看来，这本
书最大的特点是讲清楚了建
筑性能模拟中最关键的一个
科学逻辑关系：针对项目要
求提出正确和合适的问题、
用合适尺度和复杂性的模型
通过模拟来回答问题、对模
拟结果进行分析和验证。书
中的一些观点特别实际且有
效，例如对模拟结果准确性
的判断，可采用比较节能量
而不是具体的能耗性能的方
法，新入行者通过几个简单
项目和模型事先进行模拟技
能训练，以及各个软件交互
操作和验证的方式。
随着国家在2030年前实
现碳达峰、在2060年前实
现碳中和目标的提出，建筑
能源性能模拟将在助力建筑
节能、零能耗建筑、零碳建
筑的发展中发挥更大的作用
。本书介绍的30个零能耗建
筑案例及建筑能源性能分析
将为我国零能耗建筑的发展
提供有益的借鉴。这本书也
得到了建筑性能模拟的先驱
者、Ecotect软件的创造者
安德鲁·马什博士、“建筑
2030挑战”项目的爱德华·马
兹里亚、著名的NBBJ建筑
师事务所可持续设计部门负
责人玛格丽特·蒙哥马利等
人的推荐，说明该书得到了
企业界的一致认可。
此外，近年来建筑性能
模拟软件行业发展很快，国
内外新的软件、新的版本在
市场上不断出现，功能越来
越强大、使用越来越方便，
不断降低了建筑性能模拟工
作的入门门槛，这对于广大
建筑性能模拟从业人员来说
是一个福音。本书的一个特
点是不囿于某个具体软件，
而是从具体方法及思路上结
合理论、模拟分析与实际案
例，因而可以结合其他软件
操作的书籍进行使用。
我从2020年1月开始正式
翻译本书，前后花了整整一
年半的时间，翻译该书的难
度远超过我当初的估计。由
于原书使用的是英制单位，
对于国内读者来说会造成较
大的阅读障碍，因此我将大
量的图表数据内容全部从英
制单位换算成国际单位，并
进行了大量的图表改绘工作
。在本书翻译过程中，得到
了湖南大学建筑学院徐峰院
长的大力支持；我的研究生
杨柳、蔺鹏、方佳烽、张佳
伟为本书做了部分图表改绘
和文字编排工作；本书的翻
译工作还得到了湖南大学邓
广教授、重庆大学何荥教授
的技术支持，在此一并向他
们表示衷心的感谢。同时，
我有幸邀请到美国科罗拉多
大学翟志强教授、中国香港
理工大学魏敏晨副教授（第
8章采光部分）担任本书的
校审。同时，我也得到了知
识产权出版社与北京绿建软
件公司的大力支持；本书的
出版得到了国家出版基金项
目与教育部产学合作协同育
人项目、国家自然科学基金
项目（51978429）等的支
持，在此一并致谢。
本书可以作为建筑学专
业、建筑环境与能源应用工
程或者