近年來，節能減碳的議題受到全球廣泛的關注，其中建築物運作所伴隨的能源消耗，佔了各國總體耗能很大的一部分，透過模擬以了解建築物的耗能樣態（pattern）即成了相當重要的課題。 到底建築哪裡耗能呢？從我們每天開燈、開冷氣、開電腦、開熱水器到使用各種行動裝置，這些都是建築運作時耗能的地方。而建築耗能的模擬有什麼好處呢？在設計階段，建築能耗模擬可幫助建築師選擇較為節能的設計、材料跟工法。當然若節能的設計比較貴，模擬的結果則可幫助業主估計整個建築生命週期的花費，以評估節能投資回本的可能性、到底是不是值得採用相對昂貴的設計？另外，模擬結果也可做為對老舊建築進行改建評估時的參考，幫助冷暖氣工程師決定相關空調設備應該具有的功效和噸數。最後還有一個比較不常被論及的但相當有其潛在價值的用途，是關於建築在使用時的各項耗能設備的控制以及監控建築使用上是否有巨大的能源缺口。 一般建築耗能模擬的輸入參數有氣候（氣溫、日照、濕度、風速等等）、外殼參數、內部的熱源以及使用人員的數量和他們的作息。根據以上資訊可計算建築物的冷負荷和熱負荷（cooling load and heating load），若要知道更詳細的能耗狀況，譬如所用的電量或瓦斯，就必須再輸入預計使用的冷暖氣系統資訊，以及它們的效能曲線。以下介紹幾種主要的建築能耗模擬方法。 針對新建築或是有把建築資料保存下來的舊建物，我們可以依照真實資料來建構一個物理模型，以各種熱傳導、對流和輻射的能量平衡來描述目標的空間。當然就算是物理模型，我們也會有複雜版和簡化版；舉例來說圖1是一個CFD（Computational Fluid Dynamic）模擬的結果，我們可以發現房間裡的溫度不是均勻分布的，且空間內的空氣流動其實很複雜。這樣的模擬有助於我們了解更多建築物內部的細節，但往往需要劃分很多的網格；在前述要讓建築師快速了解不同設計方案的前提下，這個作法就比較不適用，因為越精細的模擬會需要耗費越多的時間，尤其建築師的設計評估常需要以一整年的狀況為參考，則整體CFD模擬運算的耗時又會更長。
熱網路法（thermal network）是一種較常使用的方法，裡面常採用一些簡化的假設，包括把牆體2D化，只考慮從牆外至牆內的熱傳導，而忽略另一個軸向的傳導，或是將房間內的空氣只以一個路網中的節點為代表。整個房間或建築需要維持其熱平衡，我們在解熱平衡時，根據各個節點的溫度推估冷暖氣所需供應的冷與熱的量。另外，熱網路法也分為穩定狀態（steady-state simulation）或動態（dynamic simulation）等不同程度的簡化與複雜的版本。
那如果我們要改建的目標是一棟日治時期的建築，而我們又不知道牆體裡的細節呢？又或這棟建築雖然我們知道它建造時的平面圖，但建成之後又經過多次改裝，很多牆體被打掉從做，這個時候我們該怎麼辦呢？面對這種情況，像是類神經網路等統計的模型就可以派上用場。根據能耗跟天氣狀況，我們可以利用這類黑盒子（black box）模型估計出未來的用電。但在我們做設計或改建評估時，不見得會有很好的結果；因為那些改建後建物因子的影響，不見得能被這類統計模型所捕捉。另一種可能的方法則是所謂的灰盒子（grey box）模型，透過已知的資料我們可以建構出建築物裡的熱平衡模型，而不知道的部分，則是利用一組sensor短期測量的結果，來擬合出這個建築物裡一些我們從資料或外觀無法直接得知的資訊，像是牆體的熱容量跟熱阻，而這個模型就可以讓我們作為設計評估之用。
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