2.9 – Solar- und Insight-Energieanalyse
FormIt enthält integrierte Werkzeuge für die Umweltanalyse, mit denen Sie schon frühzeitig Entwurfsstudien zur Gebäudeleistung durchführen können. Diese Funktionen sind nur mit einer FormIt Pro-Lizenz verfügbar. Wenn Sie also mit FormIt Web arbeiten, haben Sie möglicherweise keinen Zugriff darauf. Sie benötigen eine Internetverbindung, um die in diesem Kapitel beschriebenen Werkzeuge verwenden zu können. Weitere Informationen zu FormIt Pro erhalten Sie hier.
In diesem Kapitel führen Sie eine Solaranalyse und eine Insight-Energieanalyse für die Datei Encode Campus Sample Model.axm durch. Wenn Sie dies nicht bereits getan haben, können Sie die Datei aus dem Ordner FormIt Primer Part 2 Dataset herunterladen.
Anmerkung: Bevor Sie eines der Analysewerkzeuge verwenden können, muss der Standort Ihres Projekts festgelegt werden. Der Standort des Encode Campus Sample Model ist bereits auf ein Grundstück in Denver, CO, USA, eingestellt, was Sie überprüfen können, indem Sie auf die Schaltfläche Standort im Standard-Werkzeugkasten klicken. Weitere Informationen zum Festlegen von Projektstandorten finden Sie in Teil I im Kapitel 1.1 – Festlegen des Standorts.
Schatten
Nachdem Sie den Standort Ihres Projekts festgelegt haben, können Sie präzise Schatten anzeigen, indem Sie Schatten aktivieren sowie die Tageszeit und das Datum anpassen. Im Folgenden fügen Sie dem Modell drei Szenen hinzu, um die Sommer- und Wintersonnenwende sowie die Tag-und-Nacht-Gleiche im Frühling aufzunehmen.
Anmerkung: Schatten können zu einer Verringerung der Anwendungsleistung führen. Zwei Vorschläge zur Verringerung dieses Problems sind folgende: Deaktivieren Sie Schatten, wenn Sie feststellen, dass das Modell langsam wird; deaktivieren Sie Layer, die nicht für die Analyse von Schatten benötigt werden, wie Layer mit Möbeln oder Personen.
1 – Damit Sie eine gute Ansicht des gesamten Campus haben, öffnen Sie die Szenenpalette, und wechseln Sie zur Szene Default View and Visibility.
2 – So erstellen Sie die erste Szene mit Schatten
Aktivieren Sie sie, indem Sie auf das Kontrollkästchen Schatten (DS) in der Dropdown-Liste Sonne und Schatten im Standard-Werkzeugkasten
Aktualisieren Sie den Tag des Jahres auf den 21. Juni. (Das Jahr ist nicht von Bedeutung, daher sollte der Vorgabewert 2000 passen.)
Aktualisieren Sie die Tageszeit auf 12:00 Uhr.
Fügen Sie eine neue Szene mit dem Namen Shadows – Summer Solstice hinzu, und deaktivieren Sie alle Szeneneigenschaften mit Ausnahme von Sonne und Schatten wie dargestellt.
Anmerkung: Weitere Informationen zum Erstellen und Bearbeiten von Szenen finden Sie in Kapitel 1.12 – Visuelle Stile in Teil I der Einführung.
Anmerkung: Sie fragen sich, was es mit der großen blauen Schaltfläche Solaranalyse auf sich hat? Diese Option wird im nächsten Abschnitt behandelt, da sie sich etwas von den Schatten unterscheidet.
3 – Erstellen Sie zwei weitere Szenen auf ähnliche Weise. Stellen Sie die erste Szene auf 12:00 Uhr des 21. Dezember ein, und nennen Sie sie Shadows – Winter Solstice. Stellen Sie die zweite Szene auf 12:00 Uhr des 21. März ein, und nennen Sie sie Shadows – Spring Equinox.
4 – Navigieren Sie zur Szene Eye Level – Plaza, und wechseln Sie dann zwischen den drei gerade erstellten Schattenszenen. Beachten Sie, wie sich die Schatten ändern. Da diese Schattenszenen nicht an eine Kameraposition gebunden sind, können Sie jetzt zu jeder beliebigen Ansicht oder Szene im Modell wechseln und dann zwischen den drei Schattenszenen wechseln, um das Verhalten der Schatten zu analysieren.
Anmerkung: Wenn Sie Exportieren (STRG+E) verwenden, um Bilder zu speichern, sowie Layer, um die Sichtbarkeit verschiedener Entwurfsoptionen zu steuern, können Sie Szenen und Schatten verwenden, um die Auswirkungen von Schatten zu verschiedenen Zeitpunkten in verschiedenen Entwürfen zu exportieren und zu vergleichen.
5 – Anstatt weitere Szenen zum Studium verschiedener Tageszeiten zu erstellen, sollten Sie das Werkzeug Sonnen-Editor verwenden:
Deaktivieren Sie Hervorhebung für Vorauswahl (PS) in der Dropdown-Liste Einstellungen, sodass die Geometrie, über die Sie den Mauszeiger bewegen, nicht blau angezeigt wird, wenn wir versuchen, die Zeit im 3D-Sonnen-Editor anzupassen.
Aktivieren Sie in der Dropdown-Liste Sonne und Schatten das Kontrollkästchen Sonnen-Editor (DR). Ein rotes Sonnendiagramm wird in der Mitte des Ansichtsbereichs angezeigt.
Klicken Sie auf den kreisförmigen blauen Griff, und ziehen Sie ihn über den roten Bogen mit Zeitmarkierungen, um die Tageszeit für die Schatten zu ändern. Dadurch wird zwar sofort die Gesamtbeleuchtung der Ansicht geändert, die neuen Schatten werden jedoch erst gerendert, wenn Sie die Maustaste loslassen.
Umkreisen Sie die aktuelle Ansicht. Sie werden sehen, dass der Sonnen-Editor (DR) in der Mitte des Bildschirms bleibt, aber Sie können sich um ihn herum bewegen und sehen, dass es sich tatsächlich um einen 3D-Bogen handelt, der die Sonnenbahn dieses Tages darstellt. Wenn Sie zwischen den zuvor erstellten Schattenszenen wechseln oder den Tag in der Dropdown-Liste Sonne und Schatten ändern, wird der rote Bogen entsprechend dem ausgewählten Datum verschoben.
Anmerkung: Sie können die Sichtbarkeit der Werkzeugkästen anpassen, indem Sie mit der rechten Maustaste auf einen beliebigen Werkzeugkasten klicken, die Dropdown-Liste Fenster auswählen und die gewünschten Werkzeugkästen ein- und ausschalten. In der obigen Abbildung wurde der Standard-Werkzeugkasten deaktiviert und nur der Werkzeugkasten Entwurf aktiviert, der die Werkzeuge Sonne und Schatten enthält.
6 – Vergessen Sie nicht, den Sonnen-Editor (DR) wieder zu deaktivieren, wenn Sie fertig sind, und Hervorhebung für Vorauswahl (PS) erneut zu aktivieren.
Sonnenstudie
Mit diesem Werkzeug können Sie schnell eine Heatmap der Sonneneinstrahlung für die ausgewählten Flächen erstellen.
1 – Nachdem Sie das Werkzeug für die Solaranalyse gestartet haben, wird ein spezieller Auswahlmodus aktiviert, und Sie haben keinen Zugriff mehr auf die meisten anderen Werkzeuge, einschließlich aller Paletten und Werkzeugkästen. Bevor Sie beginnen, sollten Sie einige Sichtbarkeitseinstellungen anpassen.
Öffnen Sie die vordefinierte Szene Solar Analysis Visibility, da in dieser Szene viele Layer mit Verglasung und anderen Detailelementen, die in der Studie nicht benötigt werden, ausgeblendet sind. Die Solaranalyse berücksichtigt keine Transparenz, daher müssen Sie die Fenster ausblenden, damit Sie nur die Geschossdecken und Wände auswählen können. Die Einbeziehung nicht benötigter detaillierter Elemente (z. B. Möbel, Geländer oder Personen) kann die Solaranalyse verlangsamen.
Anmerkung: Deaktivieren Sie auch alle neuen Layer, die Sie möglicherweise in anderen Kapiteln von Teil II erstellt haben und die Sie nicht in die Solaranalyse aufnehmen möchten (wie die Penthouse-Fassaden aus Kapitel 2.2 – Erweiterte Modellierungswerkzeuge: Hülle und Abdeckung oder die Treppen und Geländer aus 1.6 – Dynamo-FormIt-Blöcke). Nachdem Sie diese Einstellungen angepasst haben, sollten Sie die Szene Solar Analysis Visibility aktualisieren, um diese Änderungen der Sichtbarkeit einzuschließen.
2 – Um die Solaranalyse zu starten, klicken Sie in der Dropdown-Liste Sonne und Schatten auf die Schaltfläche Solaranalyse. Es kann einen Moment dauern, bis FormIt die nächstgelegene Wetterstation gefunden und die erforderlichen Daten erfasst hat.
3 – Jetzt wählen Sie die Flächen aus, die in die Analyse einbezogen werden sollen. Die Auswahl von Flächen für eine Solaranalyse unterscheidet sich etwas von der normalen Objektauswahl in FormIt. Daher wird Folgendes empfohlen:
Wechseln Sie in den orthogonalen Anzeigemodus, indem Sie auf die Schaltfläche Orthogonal klicken (der normale Tastaturbefehl funktioniert in diesem Modus nicht, Sie müssen also auf die Schaltfläche klicken).
Umkreisen Sie die Ansicht, sodass Sie von oben auf den Encode Campus blicken und das Hauptgebäude horizontal auf Ihrem Bildschirm ausgerichtet ist, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Erstellen Sie ein Auswahlfenster, indem Sie klicken und ziehen. Beginnen Sie oben links vom Hauptgebäude, und ziehen Sie dann den Mauszeiger nach rechts unten, um ein rechteckiges Auswahlfenster zu erstellen, das das gesamte Hauptgebäude umfasst.
Wenn Ihnen bei der Auswahl ein Fehler unterläuft, können Sie auf die Schaltfläche Zurücksetzen klicken, um die aktuelle Auswahl für die Solaranalyse zu löschen.
Klicken Sie auf die Schaltfläche Perspektivansicht, und drehen Sie die Ansicht wieder in 3D.
Doppelklicken Sie auf die Steinfassaden und Dachflächen (aber nicht auf die Fenster) der anderen beiden Gebäude, um alle Außenflächen zur Auswahl hinzuzufügen.
Klicken Sie im Solaranalyse-Assistenten auf die Schaltfläche Berechnen, um die Analyse durchzuführen. Dies kann einige Minuten dauern, da die Ergebnisse für jeden monatlichen Spitzenwert sowie die gesamte jährliche Sonneneinstrahlung berechnet werden.
Anmerkung: Wenn Sie Flächen für eine Solaranalyse auswählen, müssen Sie die STRG- oder die UMSCHALTTASTE nicht gedrückt halten, um mehrere Elemente auszuwählen. Sie können einfach auf ein beliebiges Element klicken, um es der aktuellen Auswahl hinzuzufügen oder aus ihr zu entfernen.
4 – Nachdem die Analyse abgeschlossen ist, können Sie sich die Ergebnisse ansehen:
Bewegen Sie den Mauszeiger über einen beliebigen Punkt auf einer analysierten Fläche, um die Strahlungswerte an diesem Punkt anzuzeigen. (Achten Sie darauf, nicht zu klicken, da sonst Ihre Auswahl geändert wird und Sie die Analyse erneut ausführen müssen.)
Verschieben Sie im Solaranalyse-Assistenten den Schieberegler, um den angezeigten monatlichen Spitzenwert zu ändern. Der monatliche Spitzenmodus kann für Schattierungsstudien nützlich sein. Die Werte werden in BTU/sq ft angezeigt. Es sieht so aus, als würden die Jalousien an der Nordfassade des Hauptgebäudes die Spätnachmittagssonne im Sommer gut abhalten. Aber in den heißeren Monaten wäre für die Verglasung auf der Südseite des Gebäudes (in Richtung Straße) ein Sonnenschutz auf der Außenseite gut.
Ändern Sie die Dropdown-Liste Bereich/Methode in Jahr kumulativ, um die Gesamtsonneneinstrahlung für jede ausgewählte Fläche über das gesamte Jahr anzuzeigen. Dies kann für PV-Potenzialstudien nützlich sein. Mit einem Flachdach und ohne hohe angrenzende schattenspendende Gebäude eignen sich einige der Flachdächer des Encode Campus möglicherweise gut zum Aufstellen von Solarzellen. Diese berechneten Werte, die in kWh/qm angezeigt werden, können einem PV-Modulhersteller zur Berechnung des potenziellen Energiegewinns bei Installation von PV-Modulen mitgeteilt werden – und das alles in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses.
Um die Solaranalyse zu beenden, klicken Sie auf das kleine Kontrollkästchen in der oberen linken Ecke des Solaranalyse-Assistenten.
Anmerkung: Ähnlich wie bei Schattenstudien können Sie die Funktion Exportieren (STRG+E) auch hier verwenden, um Bilder von Sonnenstudien für verschiedene Entwurfsoptionen zu speichern und sie dann zu vergleichen.
Energieanalyse mit Insight
FormIt verfügt über dieselben Werkzeuge zur Analyse der Gebäudeleistung, die auch Revit verwendet. Insight bietet einen Befehls-Navigator für einen Überblick über die Gebäudesystemparameter, die angepasst werden können, um mögliche Szenarien widerzuspiegeln, ohne dass Sie die Modellgeometrie erneut analysieren müssen. Insight funktioniert am besten mit FormIt -Körpermodellgeometrie .
1 – Insight funktioniert am besten bei Körpermodellgeometrie. Öffnen Sie daher die Szene Massing Only.
2 – Es sollen nur die Gebäude auf dem Encode Campus analysiert werden, nicht auch alle umliegenden Gebäude. Deaktivieren Sie daher die Layer Existing – Context Buildings – Massing und Existing – Streets and Paving (FormIt sendet nur sichtbare Geometrie an Insight).
3 – Für Insight muss mindestens eine Ebene auf die zu analysierende Geometrie angewendet werden. Obwohl die Ebenen in der Datei Encode Campus Sample File.axm bereits auf diese Körper angewendet wurden, müssen Sie möglicherweise sowohl die Körpergeometrie als auch die Layerhöhen aktualisieren, wenn Sie Änderungen am Modell vorgenommen haben, die sich auf die Geschosshöhen des Gebäudes auswirken. Weitere Informationen zum Anpassen von Layern und Anwenden dieser auf bestimmte Geometrie finden Sie in Teil I im Kapitel 1.4 – Hinzufügen von Geschossdecken mit Ebenen.
4 – Um die Analyse zu starten, klicken Sie im Standard-Werkzeugkasten auf die Dropdown-Schaltfläche Energieanalyse und wählen dann die einzige nicht abgeblendete Option aus: Insight generieren. Diese Analyse wird in der Cloud durchgeführt. Sie kann einige Minuten dauern, aber in der Zwischenzeit können Sie mit dem Modellieren in FormIt fortfahren, bis die Ergebnisse vorliegen.
5 – Nachdem die Analyse abgeschlossen ist, können Sie die Schaltfläche Insight anzeigen auswählen. Dadurch wird ein Webbrowser geöffnet, in dem Sie die Ergebnisse der Analyse anzeigen können. Alternativ können Sie sich auch unter http://insight.autodesk.com anmelden, um eine der durchgeführten Autodesk Insight-Analysen anzuzeigen.
6 – In der Insight-Energieanalyse werden die Intensitätswerte für den Energieverbrauch basierend auf vielen Faktoren aufgeführt, die individuell in Echtzeit auf der Website angepasst werden können. Zu diesen Faktoren zählen HLK-Typ, Betriebsplan, Dachkonstruktion, Prozent der Verglasung und vieles mehr. Jeder Faktor wird als Karte angezeigt, die die aktuelle Einstellung anzeigt und erläutert, wie sich eine Anpassung der Einstellung auf die Intensität für den Energieverbrauch des Entwurfs auswirken kann. Obwohl das FormIt-Modell nur das Körpermodell darstellt, kann mit der Insight-Energieanalyse dennoch detailliertes Feedback bereitgestellt werden, damit Sie schon frühzeitig in er Planungsphase die entsprechenden Informationen erhalten. Klicken Sie auf einige Karten, und passen Sie sie an, um zu sehen, wie sich die berechneten Werte ändern.
Weitere Informationen zum Lesen und Verständnis der von Insight bereitgestellten Daten sowie zum Vergleichen der Modellausgabe mit Benchmarks wie Ashrae 90.1 und der Herausforderung von Architecture 2030 finden Sie auf der Seite Insight-Support und -Schulung.
Anmerkungen:
Wenn sich Ihr Entwurf drastisch ändert, können Sie den aktualisierten Körper erneut an denselben Befehls-Navigator senden, und die vorhandene Analyse wird aktualisiert. Wenn Sie einen neuen Befehls-Navigator für einen aktualisierten Entwurf erstellen möchten, verwenden Sie Speichern unter , um zunächst eine neue Kopie des FormIt-Modells zu speichern.
Wenn die Energieanalyse fehlschlägt, haben Sie möglicherweise nicht bündige oder nicht wasserdichte Körpergeometrie an Insight gesendet. Weitere Informationen darüber, wie Sie diese Probleme in FormIt identifizieren und beheben können, finden Sie in Teil II im Kapitel 2.7 – Diagnosewerkzeuge.
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