不知道你有没有过这种体验？夏天去逛市中心的新商场，冷得鸡皮疙瘩起来，不得不找服务台借披肩；冬天去写字楼上班，热得不得不脱掉羽绒服穿单衣，转头窗外的中央空调冷却塔还在哗哗往外排热水；住老小区的朋友更有体会，冬天暖气烧得够热，家里温度就是上不去，一摸外墙冰凉，大半热量都跑到外面去了，很多人说起建筑节能，第一反应就是“少开空调、换节能灯”，是给住户提要求，其实根本不是这么回事——建筑节能90%的功夫，都要做在设计和改造阶段，选多厚的保温、开多大的窗户、怎么安排朝向和遮阳，这些才是决定能耗高低的关键，而在今天，全球建筑节能行业背后，有一个很少被普通人知道，但几乎所有专业项目都离不开的核心工具，就是我们今天要说的energyplus。
别拿工具不当主角，energyplus到底解决了什么痛点
我认识一位在甲级设计院做了12年建筑设计的王工,前几年一起吃饭的时候他跟我吐槽，说早十年做节能评估，简直就是“图上作业”，完全靠经验凑数，那时候做一个10万平米的住宅小区，节能报告要求算全年能耗，怎么算？按照规范套一个固定系数，不管你这个小区是正南朝向还是偏了30度，不管你用的是A级保温还是B级保温，最后凑出来的数只要符合规范要求就行，没人会去较真实际用起来能耗到底是多少，结果呢？不少项目交付之后，实际运行能耗比设计估算的高出去30%甚至一半，都是常事。
为什么会出现这么大的偏差？原因很简单：建筑能耗是一个太复杂的变量了，小到窗户玻璃的透光率，大到当地夏季最热月的平均湿度，甚至小区里两栋楼之间的楼间距会不会挡阳光，住户什么时候开空调，开多久，都会影响最终的能耗总量，传统的估算方法，本质上就是把复杂问题简单化，只给一个大概的范围，应付审批够用，但是真要落到实际节能，差得太远了。
energyplus的出现,就是解决这个“精准算能耗”的痛点，很多人可能不知道，energyplus是美国能源部组织开发的一款开源免费的建筑能耗模拟引擎，从1996年推出到现在，已经更新了二十多年，核心就是能把所有影响建筑能耗的变量全部输入，基于热传递、流体力学的物理原理，逐小时模拟一整年甚至几十年的建筑能耗，小到一户自建房，大到十几万平米的机场航站楼，都能算出精准到每个小时的冷热负荷和能耗数据。
放在今天,这个工具的重要性更加凸显，就在2024年年初，住建部公布了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》的中期评估结果，明确要求到2025年，全国新建民用建筑全面执行节能强制性标准，北方地区完成既有居住建筑节能改造1亿平方米，公共建筑节能改造5000万平方米，所有改造和新建项目，都要求提供精准的能耗评估报告，不能再靠拍脑袋凑数，这也是最近几年energyplus在国内快速普及的核心原因——政策要求精准，行业就必须有精准的工具。
我自己家的体验就非常直观,我住的小区是90年代的单位房，去年纳入了城镇老旧小区节能改造的名单，一开始设计院出的方案是给外墙贴5公分厚的挤塑板，说符合当前的节能规范要求，后来改造项目部找了第三方节能咨询公司，用energyplus重新做了模拟，结果显示，如果把保温板厚度改成7公分，整栋楼的建造成本只增加了12万左右，但是每年冬季供暖的热损失能减少28%，整栋楼一年能省3万2千多块的供暖费，不到4年就能收回增加的成本，最后业主大会投票，全票通过改成7公分的方案，今年冬天我实际体验，原来没改造之前，我家客厅朝北，冬天室温最多16度，晚上睡觉还要加一床被子，改造之后，室温稳定在20度到21度，而且因为小区是按楼栋热量表分摊供暖费，今年我家的供暖费比去年少交了130多块，实实在在拿到了好处，你看，一个工具算出来的结果，就能让几百户业主几十年都受益，这就是专业工具的价值。
开源免费的优势，让energyplus快速吃透下沉市场
其实energyplus并不是一个新工具,出来快30年了，为什么直到最近五六年才在国内火起来？这里面有两个核心原因，一个是需求端变了，另一个是供给端的门槛降了。
首先说需求,双碳目标提出之前，国内建筑行业长期是“重建设、轻运营”，开发商建房子，只关心怎么把房子卖个好价钱，外观好不好看，户型好不好卖，至于房子住进去之后，一年要花多少电费暖气费，没人关心，自然也就没人愿意花钱去做精准的能耗模拟，双碳目标提出之后，不管是新建建筑还是既有建筑改造，碳排放和能耗总量都是硬指标，甚至不少地方把建筑能耗纳入了开发商的验收条件，需求一下子就起来了。
其次就是门槛,最早的energyplus是命令行工具，没有图形界面，你要自己写输入文件，改参数，出来的结果还要自己处理，只有专门研究能耗模拟的专家才会用，普通设计院的设计师根本学不会，最近这十年，不管是国外的OpenStudio，还是国内的众智、鸿业这些绿色建筑软件厂商，都把energyplus作为核心模拟引擎，做了非常友好的中文可视化界面，你只要把户型、材料、气候这些参数输进去，点一下鼠标就能等结果，不用懂底层的代码，年轻设计师学个三五天就能上手，更重要的是，energyplus本身是完全开源免费的，不管你是大设计院还是小工作室，都可以免费使用，不用交一分钱的版权费。
我之前认识一个叫小李的年轻设计师,原来在一家甲级设计院做绿色建筑咨询，2022年辞职出来单干，接一些中小规模的既有建筑改造项目和农村自建房的节能设计，他跟我算过一笔账，如果用原来单位用的国外商业能耗模拟软件，一年的版权费就要8万块，对他这种刚创业的小工作室来说，根本承担不起，接一个项目赚的钱可能还不够交版权费，后来他转用了集成energyplus的开源设计工具，一分钱版权费都不用花，只要花点时间学一下操作就行，这样一来，他给客户的报价就能比同行低10%到15%，性价比非常高，创业两年不到，今年已经接了18个项目，比在大设计院上班赚的还多。
根据2023年年底中国城市规划设计研究院发布的《中国建筑节能模拟技术应用发展报告》，目前国内超过62%的甲级设计院，在做大型公共建筑项目的时候，都会选择energyplus作为核心能耗模拟工具，这个比例比2019年的时候上涨了整整4倍，中小节能公司和独立咨询工作室的使用率更是超过了80%，说白了，就是免费开源这个优势，直接把精准能耗模拟的门槛拉了下来，原来只有大项目大公司能用的技术，现在小项目小公司也能用得起。
energyplus不是万能的，但却是行业不可或缺的
最近几年AI大模型火了之后,不少人都在说，以后AI就能直接预测建筑能耗，是不是就能把energyplus这种传统工具淘汰了？我个人并不这么看，这里我说说我的观点：AI是好工具，但是AI做能耗预测，需要大量的实际运行数据来训练模型，对于新建建筑来说，根本没有实际运行数据，对于很多老旧小区改造来说，也很少有完整的多年能耗历史数据，这种情况下，基于物理原理的energyplus模拟，就是最靠谱的基准线，AI可以在这个基准线之上做优化，但是不可能完全替代它。
energyplus也不是完美的,它也有自己的问题，比如做超大规模的建筑群模拟，比如整个新区的上百栋建筑，模拟一次往往要跑好几天，对计算机性能的要求比较高；再比如，它还是对使用者的专业能力有要求，如果输入的参数不对，比如把哈尔滨的气候数据输成了广州的，那出来的结果肯定错，行内话说就是“垃圾进，垃圾出”，工具再好，也要人会用才行，不过这些问题，现在行业也都在慢慢解决，现在很多集成工具已经内置了全国所有地级市的标准气候数据，参数都给你预设好了，只要选对城市就行，大大降低了出错的概率。
而且这些年不少国内的大项目,都已经验证了energyplus的可靠性，最典型的就是2023年杭州亚运会的新建场馆，所有场馆在设计阶段都用energyplus做了全年的能耗模拟，不断优化设计方案，比如奥体中心的游泳馆，原来设计的天窗面积比较大，模拟之后发现夏天太阳直射会增加制冷能耗，最后优化了天窗的角度，增加了可调节的外遮阳系统，改造之后，全年制冷能耗降低了14%，根据亚运会场馆运营方公布的数据，所有新建场馆都达到了绿色建筑三星级标准，运营一年下来，实际能耗比最初的设计预期低了12%，一年能省近200万的电费，这个结果就是对energyplus最好的认可。
在我看来,energyplus的走红，本质上是中国建筑行业转型的一个缩影，过去几十年，我们缺房子住，所以行业的核心就是快建、多建，能住进去就行，没人管后续的能耗成本，现在我们不缺房子了，缺的是好房子，缺的是低碳、舒适、省钱的好房子，行业的逻辑从“建完就卖”变成了“全生命周期管理”，对能耗精准度的要求自然就上来了，energyplus这种能提供精准模拟的工具，自然就成了行业的核心，很多人说它是一个幕后工具，普通人根本不知道它的名字，但是它确确实实改变了我们每个人的居住体验。
energyplus离普通人很远？其实和你息息相关
说到这里,肯定很多朋友会说，energyplus是设计院和工程师用的工具，和我普通人有什么关系？其实真不是，它和我们每个人的生活都息息相关，只是你不知道而已。
你买的新建商品房,开发商要做节能验收，就要提供能耗模拟报告，大部分现在都是用energyplus算的，符合要求才能交付，你的房子能省多少电费，其实设计阶段就已经被它算过了；你住的老小区做节能改造，改造方案合不合理，花多少钱能省多少，现在很多地方也会用它做模拟，最后选出来的方案肯定比原来拍脑袋的方案更划算；哪怕是农村自己盖自建房，现在越来越多的业主都会找设计师做节能优化，而设计师用的核心工具，大多也是基于energyplus的。
我堂哥在山东老家农村,去年盖了一套两层的自建房，找了一个年轻的独立建筑师做设计，一开始他想要南向全部做落地玻璃，说好看采光好，建筑师用energyplus模拟了一下全年的能耗，结果显示，如果做全落地窗，夏天太阳直射进去，制冷能耗会比半开窗高42%，一年要多花将近500块的电费，而且夏天下午室内会特别晒，舒适度很差，最后听了建筑师的建议，改成了半落地窗，加了可伸缩的外遮阳，今年房子盖好住进去，我回去住了两天，夏天下午室内一点都不晒，温度比邻居家同面积的自建房低了3度，每个月电费比邻居少一百多，堂哥说，这五千块的设计费花的太值了。
energyplus还会离普通人越来越近,现在已经有团队在做面向普通消费者的工具，你买房子的时候，只要上传户型图和小区的位置，就能用energyplus算出这个房子一年大概要花多少空调暖气费，帮你对比不同户型的能耗成本，帮你选更省钱的房子；装修的时候，你选什么保温材料，换什么玻璃，也能帮你算出来，多花多少钱，多少年能省回来，一目了然，我觉得这个方向特别好，把原来只有专业人士能用的工具，慢慢变成普通人也能用上的服务，让每个人都能享受到节能技术进步带来的好处。
很多人都喜欢追台前的热点,聊热门的AI，聊热门的新能源，但是很少有人会注意到energyplus这种幕后的底层工具，它不炒作，不张扬，就是安安静静做自己的事，但是整个建筑节能行业的进步，都离不开它的支撑，双碳目标也不是一句喊给别人听的口号，它就是落到每一栋建筑的保温板上，落到每个家庭每个月的电费单上，落到我们每天住的房子的舒适度上，energyplus这样的工具，就是把双碳目标从口号变成现实的那只看不见的手，随着我们对好房子的需求越来越高，energyplus还会发挥更大的作用，也会给我们带来更多更舒适更省钱的居住体验。