体量配置具有对能量使用的影响。例如，长且窄的建筑体量配置将比相同平方 英尺的正方形建筑具有更多暴露的表面区域。在众多因素中，暴露的表面区域中的区别可 以具有对加热并且/或者冷却建筑的成本的较大影响。因此，期望能够根据能量效率例如 建筑的能量使用来评估许多不同建筑体量配置，以智能选择建筑体量配置。
[0119] 建筑的能量使用可以以运行能量使用仿真为特征。各种基于计算机的能量使用 仿真程序是可用的，包括例如建筑负载分析和系统热力学（BLAST)、D0E-2、eQUEST、ESP-r 以及EnergyPlus。广泛接受的能量使用仿真程序为US能量部门的EnergyPlus仿真程序。 EnergyPlus考虑大量参数列表，以仿真建筑的能量使用。在EnergyPlus仿真中考虑的参 数可以包括例如与建筑地点有关的信息、气候信息、建筑构造细节、建筑操作时间表、操作 负载以及建筑体量配置。仿真参数的一些特定示例包括位置坐标、气候信息、操作时间表、 表面构建元件、热区描述/几何结构、高级表面概念、详细地面传热、房间空间模块、内部增 加（人物、光、其它内部区域设备）、日光照明、外部能量使用设备和空气流。EnergyPlus 输入和输出数据的详细描述可以在于2012年10月6日公开的文献"InputOutput Reference:TheEncyclopedicReferencetoEnergyPlusInputandOutput'，中找到，其 通过引用方式并入本文中。
[0120] 随着建筑的复杂性增加，能量仿真的计算要求也增加。例如，四层250000平方英 尺建筑的平均复杂性的EnergyPlus仿真可以在单个处理器计算机上花费大约2小时至8 小时完成例如模型、设置和运行时间。运行EnergyPlus仿真所需要的计算能力和时间可以 使在建筑设计处理中在早期评估较大数量例如10000至30000个不同建筑体量配置不切实 际。在无法有效评估大数量建筑体量配置的能量使用的情况下，一些期望体量配置可以在 设计处理中从来没有出现。因此，存在能够在设计处理中在早期快速评估大数量例如10000 至30000个不同建筑体量配置的需求，使得能量使用且因此能量效率可以被并入到建筑设 计处理中。
[0121] 根据本发明的一个实施例，提前推导用于评估不同建筑体量配置的能量使用的公 式，使得可以在建筑设计处理中在早期针对能量效率评估大量不同建筑体量配置。在一个 实施例中，公式为与建筑体量配置直接有关的有效参数集合的函数。例如，公式为建筑占地 的形状、建筑的尺寸和建筑的楼层的数量的函数。因为公式为有限参数集合的函数，所以可 以在建筑设计处理中在早期针对能量使用评估而快速计算大量建筑体量配置的能量使用。 此外，公式被标准化为参考建筑，使得将每个不同建筑体量配置的能量使用与相同标准例 如参考建筑进行比较。
[0122] 给定建筑设计参数的集合，预先限定的且标准化的公式用在例如建筑实现平台 (BRP)中以计算多个不同建筑体量配置的能量使用，使得多个不同建筑体量配置可以在能 量使用方面彼此比较。作为一个示例，使用下面更详细描述的技术，可以在小于一分钟内计 算超过20000个不同建筑体量配置的能量使用指数。然后可以智能搜索且排序能量使用信 息以识别期望建筑体量配置。下面参照图19a至图28描述用于表征多个不同建筑体量配 置的能量使用的技术的实施例。
[0123] 在一个实施例中，用于表征多个不同建筑体量配置的技术是基于建筑尺寸，其为 固定尺寸间隔（bay)的函数，其中，间隔限定建筑的至少楼层的一部分。因此，每个建筑的 占地由邻接固定尺寸间隔集合建立。在一个实施例中，每个固定尺寸间隔为30'X30'平 方。虽然描述了 30'X30'平方间隔，但是固定尺寸间隔的其它形状和尺寸是可能的。给定 30'X30'平方间隔，建筑的每层的占地形状为30'X30'间隔的函数，并且可以按30'增量 变化。
[0124] 使用固定尺寸间隔，可以产生多个不同占地形状。根据本发明的一个实施例，有限 数量的占地形状被预先限定以用于表征能量使用。每个占地形状由固定尺寸间隔形成并且 占地形状可以考虑到已知的占地形状和/或常用架构配对来选择。例如，占地形状为具有 对医疗建筑的实际应用的占地形状。图19a至图19h描绘了九个不同预先限定的占地形状， 包括占地形状R(图19a)、占地形状L(图19b)、占地形状Z(图19c)、占地形状K(图19d)、 占地形状X(图19e)、占地形状T(图19f)、占地形状U(图19g)、占地形状H(图19h)以及 占地形状〇(图19i)。虽然示出了一些占地形状，但是其它占地形状是可能的。如图19a至 图19i所示，为了识别目的，每个占地形状给出了"形状名称"。形状名称集合限定形状字 母，其表示为：R，L，Z，K，X，T，U，H，0。参照图19a至图19i，占地形状的尺寸被识别为Bx，By，W 和H，其中：
[0125] Bx-多个间隔在x轴上的边界框尺寸；
[0126]By-多个间隔在y轴上的边界框尺寸；
[0127] W-多个间隔的空白区域宽度尺寸；
[0128] H-多个间隔的空白区域高度尺寸；
[0129] 如本文所用且如图19a至图19i中示出，边界框尺寸表示由最大x轴尺寸和最大 y轴尺寸限定的框的尺寸，并且空白区域尺寸W和H特定于每个占地形状。
[0130] 现在根据固定尺寸间隔和预先限定的占地形状集合来描述用于表征多个不同建 筑体量配置的技术。第一步骤涉及建模参考建筑的能量使用。在一个实施例中，参考建筑 的建筑体量配置被限定为具有2个间隔X2个间隔占地和三个楼层的正方形建筑。图20 描绘了参考建筑的占地形状602,并且参考建筑的建筑体量配置被定义为：
[0131]Bx= 2；
[0132]By= 2 ；
[0133] ff = 0；
[0134]H=0;以及
[0135]Ns = 3，其中Ns为楼层的数量。
[0136] 给定30'X30'固定尺寸间隔，参考建筑为60'X60'正方形，即三楼层高。
[0137] 限定了参考建筑的建筑体量配置，计算参考建筑的能量使用。根据本发明的一个 实施例，基于每平方英尺每年的能量使用来计算参考建筑的能量使用，其在本文中被称为 能量使用指数（EUI)。参照图21描述用于计算参考建筑的能量使用指数EUI的处理。该处 理使用EnergyPlus仿真程序来计算每年参考建筑的总能量使用，并且然后将总能量使用 除以参考建筑的总平方英尺来提出参考建筑的能量使用指数EUI-RB。
[0138] 参照图21，生成参考建筑的建模输入604。建模输入包括建筑体量配置信息和 如由EnergyPlus程序所要求的其它信息。例如，建模输入可以呈现在限定仿真参数的 EnergyPlus输入文件（IDF)中。多个工具可用于创建EnergyPlus输入文件。这些包括例 如EasyEnergyPlus、ECOTECT、EnergyPlugged、EP-GEO&EP-SYS、EP-QUICK、ESP-r、jEPlus 以及EP-Launch。其它技术也可以用于创建EnergyPlus输入文件。现在描述用于创建仿真 输入文件例如EnergyPlus输入文件的一个技术。
[0139] -旦建立了建模输入604,就向EnergyPlus仿真器606提供该建模输入604,该 仿真器606运行EnergyPlus仿真来确定参考建筑的总能量使用608。例如，总能量使用是 基于每年来计算，并且对于递送医疗服务的250000平方英尺建筑而言，它可以处于20GWh/ 每年至40GWh/每年。然后向分度器提供总能量使用610,以计算参考建筑的能量使用指数 EUI-RB612。参考建筑的能量使用指数EUI-RB可以被表达为：
[0140] EUI-RB=每年总能量使用/总平方英尺
[0141] 如下面所述使用参考建筑的能量使用指数来标准化多个不同建筑体量配置的仿 真结果。
[0142] 如上面参考图19a至图19i解释的，关于预先限定的占地形状集合来表征能量使 用。该处理中的下一个步骤涉及对利用不同预先限定的占地形状中的每一个的建筑物的能 量使用进行建模，在本文中称为特定形状建模。根据本发明的一个实施例，针对每一个不同 占地形状仿真多个不同建筑体量配置的能量使用，并且结果用于生成每个不同建筑体量配 置的标准化能量使用指数nEUI。
[0143] 参照图22描述用于生成用于具有占地形状R的建筑物的标准化能量使用指数 nEUI的处理。在该处理中的第一步骤涉及建立用于EnergyPlus仿真的建模输入620。在一 个实施例中，建模输入包括：其中配置的每个实例具有不同配置参数（例如Bx,By以及Ns) 组合但是相同占地形状的建筑体量配置集合。注意到，针对占地形状R，空白区域尺寸W和H 不是相关的（例如，本质上，W= 0和H= 0)，并且如上所述，Bx和By的数值表示30'X30' 固定尺寸间隔的增量。如图22所示，每个不同具体形状建筑体量配置具有唯一识别符，例 如R"R2，......Rn〇
[0144] 在一个示例中，被建立为输入的不同具体形状建筑体量配置（例如，其中，具体形 状建筑体量配置由Bx，By，W，H和Ns的唯一集合限定）的数量为每个占地形状大约数千个 例如1000至5000。例如，不同具体形状建筑体量配置的数量为针对Bx，By，W，H和Ns的可 能数值的范围的函数，其中，针对Bx,By,W,H和Ns的可能数值的范围被选择以反映待评估 的建筑体量配置的可能范围。不同具体形状建筑体量配置的总数量可以被表达为：
[0145] 总数量=BxXByXWXHXNs
[0146] 给定这些五个变量度，针对每个占地形状，不同具体形状建筑体量配置的数量飞 速增长。例如，使用下面的范围集合：1彡Bx彡7，1彡By彡6,0彡W彡5,0彡H彡6， 1 <Ns< 4,用于特定占地形状的不同具体形状建筑体量配置的总数量被计算为：
[0147] 7X6X6X7X4 = 7056
[0148] 下面更详细描述用于生成且管理建筑体量配置的技术。在一个实施例中，建筑体 量配置集合针对每个占地形状预先生成并且存储在建筑体量配置库或者体量库"中。例如， 体量库包括建筑体量配置，也称为设计图案、如参照图13所述的架构图案或者架构配对以 及图案元件252。
[0149] 针对每个不同建筑体量配置而言，建模输入620包括建筑体量配置以及由 EnergyPlus仿真器要求的其它信息。例如，建模输入可以设置在限定EnergyPlus仿真参 数的IDF文件中。建立了建模输入且提供给EnergyPlus仿真器606,针对每个不同建筑体 量配置运行EnergyPlus仿真。例如，EnergyPlus仿真可以在单个处理器机器上串联运行， 在多处理器机器上并行运行或者使用HPHP计算资源来运行，如上面参照图2所述。在一个 实现中，据估计，在单个处理器机器上串联运行900个不同EnergyPlus仿真将花费大约40 天，在16个处理器Lunux服务器并行运行相同的900个不同EnergyPlus仿真将花费大约 2. 5天，并且使用HPHP计算例如使用云计算资源的50个双处理器节点例如亚马逊网站服务 (AWS)来运行相同的900个不同EnergyPlus仿真将花费大约8小时。与参考建筑一样，总 能量使用例如基于每年来计算并且可以处于lGWh/每年至2GWh/每年。再次参照图22,在 完成EnergyPlus仿真之后，用于每个建筑体量配置例如&的总能量使用622被提供给指 数器610以计算对应的能量使用指数例如EUI-Ri624。然后该建筑体量配置的能量使用指 数被提供给均衡器626,其通过将具体形状能量使用指数除以参考建筑的能量使用指数来 标准化能量使用指数。用于建筑体量配置&的标准化能量使用指数可以被表达为：
[0150] nEUI-Rl=EUI-R1/EUI-RB
[0151] 针对不同具体形状建筑体量配置例如&，R2，......，Rn中的每一个执行能量使用 仿真的操作，指数和标准化，以产生具体形状标准化能量使用指数nEUI-RunEUI-私，…… ，nEUI-Rn 628。nEUI数据存储在具体形状数据库中以用于进一步处理如下面所述。
[0152] 针对图19a至图19i中示出的预先限定的形状中的每一个执行上述处理。图23 示出用于生成用于具有占地形状L的建筑物的标准化能量使用指数的处理的实施例。在图 23的示例中，不同L形状的建筑体量配置的数量为大约数千个例如1000至5000,如上面所 述。
[0153] 参照图23,针对L形状占地的每个不同建筑体量配置而言，建模输入630包括 建筑体量配置以及由EnergyPlus仿真器要求的其它信息。建立了建模输入且提供给 EnergyPlus仿真器606,针对每个不同建筑体量配置运行EnergyPlus仿真以例如基于每年 计算总能量使用632。在完成EnergyPlus仿真之后，用于每个建筑体量配置例如Q的总能 量使用被提供给分度器610以计算对应的能量使用指数例如EUI-Q634。然后该建筑体量 配置的能量使用指数被提供给均衡器624,其通过将具体形状能量使用指数除以参考建筑 的能量使用指数来标准化能量使用指数。针对不同L形状建筑体量配置例如Q，L2,……，Ln 中的每一个执行能量使用仿真的操作，指数和标准化，以产生具体形状标准化能量使用指 数nEUI-I^nEUI-I^，……，nEUI_Ln 638。nEUI数据存储在具体形状数据库中以用于进一步 处理如下面所述。
[0154] -旦完成生成针对每个占地形状（例如R，L，Z，K，X，T，U，H，0)的标准化能量使用 指数的处理，就从标准化能量使用指数数据推导特定形状公式。在一个实施例中，推导公 式，其限定标准化能量使用指数nEUI作为与建筑体量配置有关的有限变量集合的函数。例 如，公式限定具体形状标准化能量使用指数nEUI作为参数（Bx，By，W，H，Ns以及在一些情况 下的9,其中，9为建筑例如相对于磁北的角定向）的函数。
[0155] 图24示出了标准化能量使用指数推导操作的实施例，其包括具体形状nEUI数据 库650、标准化能量使用指数公式推导引擎652以及具体形状nEUI公式数据库654。在图 24的实施例中，具体形状nEUI数据库650包括用于每个不同占地形状的数据库，并且具体 形状nEUI公式数据库654包括用于每个不同占地形状的数据库。nEUI公式推导引擎652 包括具体形状nEUI公式推导引擎656、nEUI基本公式推导引擎658以及具体形状校正因子 推导引擎660。
[0156] 在第一操作下，具体形状标准化能量使用指数数据由具体形状nEUI公式推导 引擎656使用以推导具体形状公式，其最好拟合对应的数据作为有限变量集合（例如 Bx，By，W，H，Ns以及0)的函数。在一个实施例中，表示用于每个占地形状的nEUI的公式 可以由以下操作推导：1)绘图在具体形状仿真期间计算的所有nEUI，2)观察关于形状限定 操作中的每一个（例如，Bx，By，W，H，Ns，0以及周长长度与占地面积的比）的趋势（例如 能量需求趋势），3)找到主要影响绘图曲线的一般趋势（例如能量需求趋势）的参数（例 如此，8 7，1，氏他，0以及周长长度与占地面积的比），4)通过使用多项式曲线拟合法或者 通过应用可以使用数学函数的其它方式描述的曲线图案的知识来找到最好公式作为描述 一般趋势（例如能量需求趋势）的主要参数的函数，5)找到可以用于减少来自公式的仿真 数值的方差的第二级、第三级等参数（例如，Bx，By，W，H，Ns，0以及周长长度与占地面积的 比），并且6)第二级、第三级等参数表达的项来调整公式。在一个实施例中，公式推导涉及 识别影响建筑体量配置的能量需求的关键因素（例如，Bx，By，W，H，Ns，0以及周长长度与 占地面积的比）。针对每个具体形状数据库重复具体形状nEUI公式推导引擎656的操作。
[0157] 在下一个操作中，nEUI基本公式推导引擎658从之前推导的具体形状公式推导所 有占地形状共用的基本公式。在一个实施例中，所有占地形状共用的nEUI基本公式可以通 过以下操作推导：1)在针对每个占地形状推导的所有公式中找到最常见形式的公式，2)确 定通常描述所有占地形状的nEUI的新公式图案（基本公式），并且3)使用基本公式来重新 建立每个占地形状的公式以描述每个占地形状的nEUI趋势。
[0158] 在下一个操作中，具体形状校正因子推导引擎660推导每个占地形状的校正因子 以校正基本标准化能量使用指数公式。在一个实施例中，校正因子针对与建筑的楼层的数 量、空白区域尺寸以及在至少一个情况中的建筑相对于真北的定向角度0有关的变量校 正。
[0159] 使用公共基本公式