BGLab/HTC_energyplus

--- license: cc-by-4.0 task_categories: - tabular-regression tags: - energyplus - building-energy - surrogate-modeling - tabular pretty_name: "ep-envelope-parametric" size_categories: - n<1K configs: - config_name: default data_files: - split: train path: data/train/**/*.parquet - split: validation path: data/validation/**/*.parquet - split: test path: data/test/**/*.parquet --- # ep-envelope-parametric EnergyPlus parametric simulation dataset for building envelope surrogate modelling. Generated with the HTC-EP workflow on 2026-05-19. ## Parameters swept | Label | IDF field | Values | Mode | |-------|-----------|--------|------| | `wall_ins` | `MATERIAL.Thickness` | `[0.03, 0.09, 0.15, 0.25]` | absolute | | `roof_ins` | `MATERIAL.Thickness` | `[0.03, 0.076, 0.15, 0.3]` | absolute | | `win_ufactor` | `WINDOWMATERIAL:SIMPLEGLAZINGSYSTEM.UFactor` | `[5.8, 3.0, 1.8, 1.0]` | absolute | | `win_shgc` | `WINDOWMATERIAL:SIMPLEGLAZINGSYSTEM.Solar_Heat_Gain_Coefficient` | `[0.2, 0.35, 0.5, 0.7]` | absolute | | `infil` | `ZONEINFILTRATION:DESIGNFLOWRATE.Design_Flow_Rate` | `[0.5, 1.0, 2.0, 4.0]` | multiplier | ## Output variables - Zone Air Temperature (Hourly) - Zone Air System Sensible Cooling Rate (Hourly) - Zone Air System Sensible Heating Rate (Hourly) - Chiller Electricity Rate (Hourly) - Zone Air System Sensible Cooling Energy (Monthly) - Zone Air System Sensible Heating Energy (Monthly) - Surface Average Face Conduction Heat Transfer Energy (Monthly) - Electricity:Facility (Monthly) - Electricity:HVAC (Monthly) - NaturalGas:Facility (Monthly) - NaturalGas:Plant (Monthly) ## Toolchain - **EnergyPlus version**: EnergyPlus-23.1.0 - **Schema version**: 1.0.0 - **EPW files**: 3 - **Total simulations**: 3072 ## Splits | Split | Ratio | |-------|-------| | train | 0.7 | | validation | 0.15 | | test | 0.15 | Splits are assigned deterministically by hashing `run_id + weather_id`.The dataset is named ep-envelope-parametric and is an EnergyPlus parametric simulation dataset for building envelope surrogate modeling. It was generated using the HTC-EP workflow on 2026-05-19, focusing on building energy simulations. The dataset includes parameter sweeps for wall insulation thickness (0.03 to 0.25 meters), roof insulation thickness (0.03 to 0.3 meters), window U-factor (5.8 to 1.0), window solar heat gain coefficient (SHGC, 0.2 to 0.7), and infiltration design flow rate (multiplier 0.5 to 4.0). Output variables consist of hourly data (e.g., Zone Air Temperature, Cooling/Heating Rates, Chiller Electricity Rate) and monthly data (e.g., Cooling/Heating Energy, Surface Conduction Heat Transfer Energy, Electricity and Natural Gas consumption for Facility and HVAC). The dataset utilizes EnergyPlus version 23.1.0, based on 3 EPW weather files, with a total of 3072 simulations. It is split into training (70%), validation (15%), and test (15%) sets, assigned deterministically by hashing run_id + weather_id.

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

面向建筑能耗模拟与围护结构代理建模领域，HTC_energyplus（ep-envelope-parametric）依托 EnergyPlus-23.1.0 与 HTC-EP 工作流完成构建。该数据集围绕墙体保温层厚度、屋顶保温层厚度、窗传热系数、太阳得热系数及渗透设计流量倍率五类参数实施离散扫掠，各参数按给定候选值与绝对或倍率模式生成组合，并在3份EPW气象文件上批量运行，共形成3072次模拟。模拟输出经整理后以Parquet格式存储，依据 run_id 与 weather_id 的哈希值确定性划分训练集、验证集与测试集，比例分别为70%、15%与15%，以保障复现性和划分稳定性。

特点

立足于建筑围护结构参数化分析与数据驱动代理模型研究，该数据集呈现鲜明的表格回归与多输出建模特征。其参数空间覆盖围护结构热工性能、窗构件光学与传热属性以及空气渗透水平，取值均为离散设计点，便于开展敏感性分析与优化实验。输出变量同时包含小时级与月级结果，如区域空气温度、冷热负荷、冷机电耗、围护结构传导得热及建筑与暖通空调分项电力和天然气消耗，可支撑多时间尺度代理拟合。数据集采用默认配置与Parquet文件组织，并遵循CC-BY-4.0许可，具备较好的可访问性与复用基础。

使用方法

在建筑能耗代理建模与参数化仿真研究中，该数据集可通过Hugging Face Datasets接口或Parquet读取工具调用。用户选择default配置后，可分别加载data/train、data/validation与data/test中的文件，将五类扫掠参数及相应气象、运行标识作为输入特征，将小时或月度输出变量作为回归目标，训练神经网络、梯度提升树或线性模型等代理模型。利用既定划分可避免训练与测试信息泄漏，并支持模型泛化能力评估。所得代理模型可用于替代高成本EnergyPlus仿真，开展围护结构方案比较、能耗预测、负荷特性分析与设计参数寻优，但需保持变量单位、时间粒度与划分策略一致。

背景与挑战

背景概述

在建筑能耗模拟与低碳设计优化领域，参数化仿真数据是构建代理模型、替代高保真EnergyPlus逐时计算的关键基础设施。HTC_energyplus（ep-envelope-parametric）由HTC-EP工作流于2026年5月19日生成，采用EnergyPlus 23.1.0与3套EPW文件，系统扫描墙体与屋顶保温厚度、窗户U值、太阳得热系数及渗透换气倍率，输出逐时与逐月温度、冷热负荷及电燃气能耗。其核心研究问题在于建立围护结构热工参数至建筑能耗响应的表格回归映射，为设计空间探索与节能优化提供可复现基准。README未列明具体研究人员或机构，然其对建筑能耗代理建模具有方法学与数据支撑意义。

当前挑战

建筑围护结构传热与能耗响应受多参数非线性耦合、气象动态及系统运行策略共同影响，代理模型需在有限样本中捕捉复杂交互并保持跨气候泛化。该数据集所涉领域问题包括多输出表格回归、逐时与逐月尺度并存、冷热负荷与电燃气能耗联合预测，以及参数外推时的稳定性。构建过程中，HTC-EP工作流需完成3072次EnergyPlus仿真，确保不同IDF参数组合收敛、剔除异常结果、统一时间分辨率聚合，并按run_id与weather_id哈希划分训练、验证与测试集以抑制数据泄漏；仿真数据与真实建筑运行之间的偏差、样本量相对参数维度偏小及气候代表性有限，亦构成后续建模的显著挑战。

常用场景

经典使用场景

在建筑能耗模拟与数据驱动代理模型深度交融的研究图景中，ep-envelope-parametric数据集最经典的使用场景是构筑围护结构热工参数与建筑能耗响应之间的高保真映射。该数据集以EnergyPlus 23.1.0为仿真内核，系统扫掠墙体保温厚度、屋顶保温厚度、窗传热系数、太阳得热系数与渗透风量，输出小时级温度与冷热负荷及月度电、气与表面传热指标。研究者常将其用于表格回归任务，训练神经网络、梯度提升树或高斯过程等代理模型，以替代昂贵仿真，实现快速预测、参数敏感性与多输出耦合分析，并为模型验证提供确定性划分的训练、验证与测试集。

衍生相关工作

依托EnergyPlus参数化仿真与表格回归任务框架，该数据集衍生的经典工作主要沿代理建模、能耗预测与围护结构优化展开。围绕其生成的基准，研究者发展出多输出回归、集成学习、深度学习与物理信息混合模型，用于替代高成本仿真并嵌入优化循环。相关路线还涵盖全局敏感性分析、不确定性传播、多目标设计优化与迁移学习，推动建筑能耗领域形成可复现的代理模型评估范式。HTC-EP工作流本身亦可能催生后续参数化数据集与自动化仿真管道，为建筑性能模拟的规模化研究奠定基础。

数据集最近研究

最新研究方向

在建筑节能与低碳转型背景下，HTC_energyplus所代表的EnergyPlus围护结构参数化模拟数据正推动代理模型研究向物理信息融合与多任务预测演进。近期工作以墙体与屋顶保温、窗U值、SHGC及渗透率为变量，借助深度集成学习、高斯过程与物理信息神经网络，同步预测小时级冷热负荷及月度电、气能耗，并量化气候与参数不确定性。该方向呼应数字孪生、城市能耗图谱与建筑脱碳热点，可加速早期设计优化、既有建筑改造与电网需求响应，降低仿真成本，提升决策可靠性。