2.9. Расчет инсоляции. Расчет энергопотребления с помощью Insight

FormIt содержит встроенные инструменты анализа воздействия на окружающую среду, которые позволяют исследовать проект с точки зрения эксплуатационных характеристик здания даже на самых ранних этапах. Эти возможности предоставляются только при наличии лицензии на FormIt Pro , поэтому при использовании FormIt Web они могут быть недоступны. Для использования инструментов, описанных в этой главе, потребуется подключение к интернету. Подробнее о FormIt Pro можно узнать здесь.

В этой главе демонстрируется расчет инсоляции и расчет энергопотребления с помощью Insight на примере файла Encode Campus Sample Model.axm. Если вы еще этого не сделали, данный файл можно скачать из набора данных для части II руководства FormIt Primer.

Примечание. Перед использованием любого из инструментов анализа необходимо задать географическое местоположение проекта. В качестве местоположения модели Encode Campus Sample уже задан земельный участок в г. Денвер, штат Калифорния, США. Чтобы проверить это, нажмите кнопку Местоположение на панели инструментов «Стандартная». Дополнительные сведения о том, как задать местоположение проекта, см. в части I настоящего руководства в главе 1.1. Задание местоположения.

Тени

После указания местоположения проекта будет доступен просмотр теней с высокой степенью точности. Для этого необходимо включить тени и настроить время суток и дату. Далее рассматривается добавление в модель трех сцен для записи летнего и зимнего солнцестояния, а также весеннего равноденствия.

Примечание. Использование теней может привести к снижению производительности приложения. Если модель работает медленнее, можно устранить эту проблему одним из двух способов: отключить тени или отключить слои, которые не требуются для анализа теней, например слои с предметами мебели или людьми.

1 - Чтобы хорошо видеть всю площадку, откройте палитру «Сцены» и перейдите к сцене Default View and Visibility.

2 - Чтобы создать первую сцену с тенями, выполните следующие действия.

1. Включите тени, установив флажок Тени (DS) в раскрывающемся списке Солнце и тени на панели инструментов «Стандартная».

2. Измените значение параметра День года на 21 июня (год не имеет значения, поэтому можно оставить установленное по умолчанию значение 2000).

3. Для параметра Время суток укажите значение 12:00.

4. Добавьте новую сцену с именем Shadows — Summer Solstice и снимите флажки со всех свойств сцены, кроме Солнце и тени, как показано на изображении.

Примечание. Дополнительные сведения о создании и редактировании сцен см. в главе 1.12. Визуальные стили части I данного руководства.

Примечание. Зачем нужна большая синяя кнопка Расчет инсоляции? Ее использование рассматривается в следующем разделе.

3 - Аналогичным образом создайте еще две сцены. Для первой задайте время 12:00, дату 21 декабря и назовите ее Shadows — Winter Solstice. Для второй задайте время 12:00, дату 21 марта и назовите ее Shadows — Spring Equinox.

4 – Перейдите к сцене Eye Level — Plaza и попробуйте переключаться между тремя только что созданными сценами с тенями, обращая внимание на изменения в них. Так как эти сцены не привязаны к положению камеры, можно перейти к любому виду или сцене в модели, а затем переключаться между тремя сценами с тенями для анализа поведения теней.

Collage showing the three different Sun + Shadow settings we just created.

Примечание. С помощью команды Экспорт (CTRL+E) , позволяющей сохранять изображения и слои для управления видимостью различных вариантов конструкции, можно использовать сцены и тени для экспорта и сравнения эффектов теней в разное время в различных проектах.

5 – Чтобы не создавать дополнительные сцены для анализа другого времени суток, можно использовать инструмент Редактор солнца.

1. Снимите флажок Выделение перед выбором (PS) в раскрывающемся списке Параметры, чтобы геометрия, на которую наведен указатель мыши, не выделялась синим цветом при попытке настроить время в 3D-редакторе солнца.

2. В раскрывающемся списке Солнце и тени установите флажок Редактор солнца (DR). В центре рабочей области появится красная диаграмма солнца.

3. Щелкните и перетащите круглую синюю ручку по красной дуге с маркерами времени, чтобы изменить время суток. Хотя при этом сразу изменится общее освещение вида, новые тени не будут визуализированы, пока не будет отпущена кнопка мыши.

4. Поверните текущий вид. Редактор солнца (DR) останется в центре экрана, но можно выполнить поворот вокруг него и увидеть, что на самом деле это 3D-арка, представляющая дневную траекторию солнца. При переключении между ранее созданными теневыми сценами или изменении дня в раскрывающемся списке Солнце и тени красная арка переместится в соответствии с выбранной датой.

Примечание. Можно настроить видимость панели инструментов, щелкнув правой кнопкой мыши любую панель инструментов либо выбрав раскрывающийся список Окно и включив или отключив нужную панель инструментов. На изображении выше отключена панель инструментов «Стандартная» и включена только панель инструментов проектирования, на которой расположены инструменты Солнце и тени .

6 – В завершение не забудьте отключить функцию Редактор солнца (DR) и снова включить функцию Выделение перед выбором (PS).

Расчет инсоляции

Этот инструмент позволяет быстро создать тепловую карту инсоляционной экспозиции выбранных поверхностей.

1 – После запуска инструмента расчета инсоляции будет включен специальный режим выбора, и доступ к большинству других инструментов, включая палитры и панели инструментов, будет невозможен. Сначала необходимо настроить параметры видимости.

Откройте готовую сцену Solar Analysis Visibility, так как в этой сцене будет скрыто множество слоев, содержащих остекление, и другие детали, которые не нужны в исследовании. При расчете инсоляции прозрачность не учитывается, поэтому необходимо скрыть окна, чтобы можно было выбирать только полы и стены. Включение лишних деталей (например, предметов мебели, перил или людей) может замедлить расчет инсоляции.

Примечание. Необходимо отключить все слои, созданные во время прохождения других глав части II настоящего руководства, если их не планируется включать в расчет инсоляции (например, витражи пентхауса из главы 2.2. Дополнительные инструменты моделирования: «Оболочка» и «Покрытие» или лестницы и перила из главы 1.6. Узлы FormIt в Dynamo). После настройки этих параметров рекомендуется обновить сцену Solar Analysis Visibility, чтобы добавить эти изменения видимости.

2 - Чтобы начать расчет инсоляции, в раскрывающемся списке Солнце и тени нажмите кнопку Расчет инсоляции. FormIt может потребоваться некоторое время для определения местоположения ближайшей метеостанции и сбора необходимых данных.

3 - Выберите поверхности для включения в расчет. Выбор поверхностей для расчета инсоляции немного отличается от обычного выбора объектов в FormIt, поэтому рекомендуется выполнить следующие действия.

1. Переключитесь в режим ортогонального вида, нажав кнопку Ортогональный (сочетание клавиш не работает в этом режиме).

2. Поверните вид так, чтобы просматривать площадку Encode сверху вниз. Главное здание должно быть расположено горизонтально на экране, как показано на изображении ниже.

3. Щелкните и перетащите указатель из верхнего левого угла вниз и вправо, чтобы создать прямоугольную рамку выбора, охватывающую все главное здание.

4. Если при выборе была допущена ошибка, нажмите кнопку Сброс.

5. Нажмите кнопку Перспективный и поверните вид обратно в режим 3D.

6. Дважды щелкните кирпичные фасады и поверхности крыш (но не окна) двух других зданий на площадке, чтобы добавить в набор объектов все их наружные поверхности.

7. Вернитесь в мастер расчета инсоляции и нажмите кнопку Анализ, чтобы запустить расчет. Он может занять одну-две минуты, так как будут рассчитываться результаты для каждого пикового значения месяца, а также общая годовая солнечная нагрузка.

Примечание. При выборе поверхностей для расчета инсоляции можно не удерживать нажатой клавишу CTRL или SHIFT для выбора нескольких элементов. Достаточно щелкнуть любой элемент, чтобы добавить или удалить его из текущего набора объектов.

4 – После завершения расчета можно просмотреть результаты.

1. Наведите указатель на любую точку анализируемой грани, чтобы отобразить значения излучения в ней. (Не щелкайте мышью, так как это приведет к изменению набора выбранных объектов, и расчет придется выполнять заново.)

2. В мастере расчета инсоляции переместите регулятор, чтобы перейти к другому месячному пиковому значению. Режим месячной пиковой нагрузки может быть полезен для анализа затенения. Значения отображаются в БТЕ/кв. фут. Похоже, что жалюзи на северном фасаде главного здания хорошо защищают от солнечных лучей в летнее предвечернее время, но в жаркие месяцы на стеклах с южной стороны здания (выходящей на улицу) лучше использовать дополнительную внешнюю защиту от солнца.

3. Попробуйте выбрать в раскрывающемся списке Диапазон/метод значение Суммарное значение за год. Будет показана общая инсоляция каждой выбранной поверхности за весь год. Эти данные могут быть полезны при исследовании фотоэлектрического потенциала. Плоская форма крыши и отсутствие высоких соседних зданий, отбрасывающих тени, позволяет установить на некоторых крышах комплекса Encode Campus солнечные панели. Эти расчетные значения, отображаемые в единицах кВт·ч/кв. м, можно передать производителю фотоэлектрических панелей для расчета потенциального количества энергии, которая может быть получена при их установке. И все это на ранней стадии проектирования!

4. Для завершения расчета инсоляции установите флажок в верхнем левом углу мастера расчета инсоляции.

Примечание. Как и при анализе теней, с помощью функции Экспорт (CTRL+E) можно сохранить изображения расчетов инсоляции для различных вариантов конструкции, а затем сравнить их.

Расчет энергопотребления с помощью Insight

В приложение FormIt встроены те же инструменты анализа эксплуатационных характеристик здания, что и в Revit. Insight содержит пульт управления параметрами систем здания, которые можно настроить с учетом возможных сценариев без необходимости повторного анализа геометрии модели. Лучше всего Insight работает с формообразующей геометрией FormIt.

1. Так как Insight лучше всего работает с формообразующей геометрией, откройте сцену Massing Only.

2. Необходимо выполнить анализ только зданий на площадке Encode, а не всех окружающих зданий. Поэтому отключите слои Existing — Context Buildings — Massing и Existing — Streets and Paving (FormIt отправит в Insight только видимую геометрию).

3. Для Insight требуется хотя бы один уровень, который будет применен к анализируемой геометрии. Хотя уровни в файле примеров Encode Campus.axm уже применены к этим формообразующим элементам, если в модель были внесены изменения, влияющие на высоту этажей здания, может потребоваться обновить как формообразующую геометрию, так и значения высоты в слое. Дополнительные сведения о настройке слоев и их применении к определенной геометрии см. в части I настоящего руководства в главе 1.4. Добавление этажей с уровнями.

4. Чтобы запустить расчет, на панели инструментов «Стандартная» нажмите кнопку раскрывающегося списка Расчет энергопотребления и выберите единственную активную команду: Создать расчет Insight. Расчет будет выполнен в облаке. Он может занять несколько минут, но в это время можно продолжать моделирование в FormIt, пока результаты не будут готовы.

5. После завершения расчета нажмите кнопку Показать расчет Insight. Откроется веб-браузер, в котором можно просмотреть результаты расчета. Кроме того, можно войти на веб-сайт http://insight.autodesk.com, чтобы просмотреть результаты любого из расчетов, выполненных в Autodesk Insight.

6. Данные об интенсивности использования энергии, полученные в ходе расчета энергопотребления в Insight, зависят от множества факторов, которые можно настроить в режиме реального времени на веб-сайте. К таким факторам относятся тип ОВК, график работ, конструкция крыши, процент остекления и др. Каждый фактор отображается в виде карточки с текущими настройками и сведениями о том, как настройка может повлиять на интенсивность использования энергии в проекте. Несмотря на то, что в модели FormIt представлены только формообразующие элементы, расчет энергопотребления с помощью Insight позволяет получить подробные сведения о проекте на его ранних этапах. Попробуйте выбрать несколько карточек и настроить их так, чтобы расчетные значения изменились.

Дополнительные сведения об интерпретации данных, полученных с помощью Insight, а также о сравнении выходных данных модели с контрольными показателями стандартов, таких как Ashrae 90.1 и Architecture 2030 Challenge, см. на странице поддержки и обучения по Insight.

Примечания.

• Если в проект были внесены значительные изменения, можно повторно отправить обновленный формообразующий элемент в тот же пульт управления, и настройки расчета будут обновлены. Если необходимо создать новый пульт управления для обновленного проекта, сначала сохраните новую копию модели FormIt с помощью команды Сохранить как .

• Если расчет энергопотребления не удался, возможно, в Insight был отправлен неоднородный или незамкнутый формообразующий элемент геометрии. Сведения о том, как выявить и устранить эти проблемы в FormIt, см. в главе 2.7. Инструменты диагностики части II настоящего руководства.