2.9 — Analiza oświetlenia naturalnego i analiza energetyczna w programie Insight

Program FormIt zawiera wbudowane narzędzia do analizy środowiskowej, które umożliwiają zrozumienie nawet najwcześniejszych analiz projektowych z perspektywy wydajności budynku. Funkcje te są dostępne tylko w ramach licencji FormIt Pro , dlatego korzystając z programu FormIt Web , możesz nie mieć do nich dostępu. Do korzystania z narzędzi omówionych w tym rozdziale będzie potrzebne połączenie z Internetem. Więcej na temat programu FormIt Pro dowiesz się tutaj.

W tym rozdziale wykonamy zarówno analizę oświetlenia naturalnego , jak i analizę energetyczną w programie Insight w modelu Encode Campus Sample Model.axm. Jeśli jeszcze nie zostało to zrobione, możesz pobrać plik z zestawu danych FormIt Primer Part 2 Dataset.

Uwaga: przed użyciem tych narzędzi analizy należy ustalić położenie projektu. Położenie modelu Encode Campus Sample Model jest już ustawione na kreślenie w Denver, Kolorado, USA, co możesz sprawdzić, klikając przycisk Położenie na pasku narzędzi Standardowy. Aby dowiedzieć się więcej na temat sposobu ustawiania położenia projektu, zobacz część Part I rozdział 1.1 — Ustawianie położenia.

Cienie

Po ustawieniu położenia projektu możesz wyświetlić dokładne cienie, włączając cienie oraz dostosowując porę dnia i datę. Poniżej dodamy do modelu trzy sceny, aby zapisać przesilenia letnie i zimowe oraz równonoc wiosenną.

Uwaga: cienie mogą powodować spadek wydajności aplikacji. Dwie sugestie dotyczące łagodzenia tego problemu to: wyłączenie cieni, gdy model staje się powolny; wyłączenie warstw, które nie są niezbędne do analizy cieni, na przykład warstw zawierających meble lub osoby.

1 — Mając dobry widok na cały kampus, otwórz paletę Sceny i przejdź do sceny Default View and Visibility (Domyślny widok i widoczność).

2 — Aby utworzyć pierwszą scenę z cieniami:

1. Włącz je, klikając pole wyboru Cienie (DS) na liście rozwijanej Słońce i cienie znajdującej się na pasku narzędzi Standardowy.

2. Zaktualizuj Dzień roku na 21 czerwca (rok nie ma znaczenia, dlatego domyślna wartość 2000 powinna być prawidłowa).

3. Zaktualizuj godzinę na 12:00 w południe.

4. Dodaj nową scenę o nazwie Shadows – Summer Solstice (Cienie — Przesilenie letnie) i usuń zaznaczenie wszystkich właściwości sceny z wyjątkiem Słońce i cienie, jak pokazano na ilustracji.

Uwaga: aby uzyskać więcej informacji na temat tworzenia i edycji scen, zobacz rozdział 1.12 — Style wizualne w części I przewodnika.

Uwaga: zastanawiasz się, do czego służy duży niebieski przycisk Analiza oświetlenia naturalnego? Zostanie to omówione w następnej sekcji, ponieważ działa on nieco inaczej niż cienie.

3 — Utwórz jeszcze dwie sceny w podobny sposób. W pierwszej ustaw godzinę 12:00 w południe w dniu 21 grudnia i nazwij ją Shadows — Winter Solstice (Cienie — Przesilenie zimowe). W drugiej ustaw godzinę 12:00 w południe w dniu 21 marca i nazwij ją Shadows — Spring Equinox (Cienie — Równonoc wiosenna).

4 — Przejdź do sceny Eye Level — Plaza (Poziom wzroku — Plac), a następnie wypróbuj przełączanie między trzema utworzonymi właśnie scenami cieni, zwracając uwagę na to, jak zmieniają się cienie. Ponieważ te sceny cieni nie są powiązane z położeniem kamery, możesz teraz przejść do dowolnego widoku lub sceny w modelu, a następnie przełączać między trzema scenami cienia, aby przeanalizować zachowanie cieni.

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

Uwaga: używając opcji Eksportuj (Ctrl + E) do zapisywania obrazów oraz warstw do sterowania widocznością różnych wariantów projektu, możesz wykorzystać sceny i cienie, aby wyeksportować i porównać efekty cieni w różnych momentach w różnych projektach.

5 — Zamiast tworzyć więcej scen, aby badać różne pory dnia, spróbujmy użyć narzędzia Edytor słońca:

1. Wyłącz opcję Wyróżnij wstępnie wybrane elementy (PS) z listy rozwijanej Ustawienia, tak aby geometria, na której znajduje się wskaźnik myszy, nie zmieniła koloru na niebieski podczas próby dostosowania czasu w edytorze słońca 3D.

2. Na liście rozwijanej Słońce i cienie zaznacz pole wyboru Edytor słońca (DR). W środku obszaru rysunku zostanie wyświetlony czerwony schemat słońca.

3. Kliknij okrągły niebieski uchwyt i przeciągnij go przez czerwony łuk ze znacznikami czasu, aby zmienić godzinę cieni. Spowoduje to natychmiastową zmianę ogólnego oświetlenia widoku, ale nowe cienie będą renderowane dopiero po zwolnieniu przycisku myszy.

4. Obróć bieżący widok. Przekonasz się, że Edytor słońca (DR) pozostanie na środku ekranu, ale będzie można go obracać, aby zobaczyć, że jest to łuk 3D reprezentujący trajektorię słońca w danym dniu. Gdy będziesz przełączać utworzone wcześniej sceny cienia lub zmieniać dni na liście rozwijanej Słońce i cień, czerwony łuk będzie przemieszczał się zgodnie z wybraną datą.

Uwaga: widoczność paska narzędzi możesz dostosować, klikając prawym przyciskiem myszy dowolny pasek narzędzi lub wybierając menu rozwijane Okno i przełączając paski narzędzi, które chcesz wybrać. Na powyższej ilustracji wyłączyliśmy pasek narzędzi Standardowy i włączyliśmy tylko pasek narzędzi Projekt zawierający narzędzia Słońce i cień .

6 — Po zakończeniu nie zapomnij ponownie wyłączyć Edytora słońca (DR) i włączyć opcji Wyróżnij wstępnie wybrane elementy (PS).

Analiza oświetlenia naturalnego

To narzędzie umożliwia szybkie utworzenie mapy ciepła ekspozycji oświetlenia naturalnego dla wybranych powierzchni.

1 — Po uruchomieniu narzędzia analizy oświetlenia naturalnego przejdziesz w specjalny tryb wyboru, tracąc dostęp do większości pozostałych narzędzi, w tym do wszystkich palet i pasków narzędzi. Dlatego przed rozpoczęciem musimy dostosować niektóre ustawienia widoczności.

Otwórz wstępnie przygotowaną scenę Solar Analysis Visibility (Widoczność analizy oświetlenia naturalnego), ponieważ ta scena ukryje wiele warstw zawierających przeszklenie i inne szczegółowe elementy, których nie potrzebujemy w badaniu. Analiza oświetlenia naturalnego nie uwzględnia przezroczystości, dlatego musimy ukryć okna, aby można było wybrać tylko stropy i ściany. Uwzględnienie zbędnych elementów szczegółowych (takich jak meble, poręcze lub osoby) może spowolnić analizę oświetlenia naturalnego.

Uwaga: wyłącz również wszystkie nowe warstwy utworzone w innych rozdziałach części Part II, które nie mają być uwzględniane w analizie oświetlenia naturalnego (takie jak ściany osłonowe nadbudówki z rozdziału 2.2 — Zaawansowane narzędzia modelowania: Skorupa i Zakryj czy schody i poręcze z rozdziału 1.6 — Węzły FormIt dodatku Dynamo). Po dostosowaniu tych ustawień zalecamy zaktualizowanie sceny Solar Analysis Visibility (Widoczność analizy oświetlenia naturalnego), aby uwzględnić te zmiany widoczności.

2 — Aby rozpocząć analizę oświetlenia naturalnego, na liście rozwijanej Słońce i cień kliknij przycisk Analiza oświetlenia naturalnego. Odszukanie najbliższej stacji meteorologicznej i zebranie wymaganych danych może potrwać kilka minut.

3 — Teraz chcemy wybrać powierzchnie, które mają zostać uwzględnione w analizie. Wybór powierzchni do analizy oświetlenia naturalnego działa nieco inaczej niż zwykły wybór obiektów w programie FormIt, dlatego zalecamy wykonanie następujących czynności:

1. Przełącz na tryb widoku prostopadłego, klikając przycisk Prostopadły (normalny skrót klawiaturowy nie będzie działać w tym trybie, dlatego musisz kliknąć przycisk).

2. Obróć widok tak, aby patrzeć na model Encode Campus z góry i aby budynek główny był zorientowany poziomo na ekranie, jak na poniższej ilustracji.

3. Utwórz okno wyboru, klikając i przeciągając, począwszy od lewego górnego rogu budynku głównego, a następnie przeciągając w dół i w prawo, aby utworzyć prostokątne okno wyboru obejmujące cały budynek główny.

4. Jeśli podczas zaznaczania popełnisz błąd, możesz kliknąć przycisk Resetuj, aby usunąć bieżące zaznaczenie analizy oświetlenia naturalnego.

5. Kliknij przycisk widoku Perspektywa i obróć widok z powrotem do widoku 3D.

6. Kliknij dwukrotnie ceglane elewacje i powierzchnie dachu (ale nie okna) pozostałych dwóch budynków, aby dodać do zaznaczenia wszystkie ich powierzchnie zewnętrzne.

7. Wróć do kreatora analizy oświetlenia naturalnego i kliknij przycisk Analizuj, aby rozpocząć analizę. Może to potrwać kilka minut, ponieważ analiza obliczy wyniki dla każdego miesięcznego szczytu, jak również całkowite roczne obciążenia oświetlenia naturalnego.

Uwaga: podczas zaznaczania powierzchni do analizy oświetlenia naturalnego nie trzeba przytrzymywać klawisza Ctrl ani Shift, aby wybrać wiele elementów. Wystarczy po prostu kliknąć dowolny element, aby go dodać lub usunąć z bieżącego zaznaczenia.

4 — Po zakończeniu analizy możemy przyjrzeć się wynikom:

1. Umieść wskaźnik myszy na dowolnym punkcie analizowanej powierzchni, aby zobaczyć wartości promieniowania w tym miejscu. (Uważaj, aby nie kliknąć, ponieważ spowoduje to zmianę zaznaczenia i trzeba będzie ponownie uruchomić analizę).

2. W kreatorze analizy oświetlenia naturalnego przesuń suwak, aby zmienić obserwowany szczyt miesięczny. Tryb szczytu miesięcznego może być przydatny w badaniach cieniowania. Wartości są wyświetlane w BTU/st. kw. Wygląda na to, że żaluzje na północnej elewacji budynku głównego robią dużo, aby zablokować część późnopopołudniowego letniego słońca, ale w ciągu cieplejszych miesięcy przeszklenie na południowych (skierowanych na ulicę) stronach budynku może wymagać zewnętrznej ochrony przed słońcem.

3. Spróbuj zmienić listę rozwijaną Zakres/metoda na Rok łącznie, aby zobaczyć całkowitą ekspozycję każdej z wybranych powierzchni przez cały rok. Może to być przydatne w przypadku badań możliwości wykorzystania energii fotowoltaicznej. Jeśli dach jest płaski i w sąsiedztwie nie ma żadnych wysokich budynków rzucających cień, niektóre dachy w modelu Encode Campus mogą nadawać się do zainstalowania paneli słonecznych. Wartości obliczone w kWh/m kw. można udostępnić producentowi paneli fotowoltaicznych w celu obliczenia potencjalnych zysków energii z zainstalowania paneli już na wczesnym etapie projektowania.

4. Aby zakończyć analizę oświetlenia naturalnego, kliknij małe pole wyboru w lewym górnym rogu kreatora analizy oświetlenia naturalnego.

Uwaga: podobnie jak w przypadku analizy cieni, tutaj również możesz użyć funkcji Eksportuj (Ctrl + E) , aby zapisać obrazy analizy oświetlenia naturalnego dla różnych wariantów projektu, a następnie je porównać.

Analiza energetyczna w programie Insight

Program FormIt zawiera te same narzędzia do analizy wydajności budynku, które są używane w programie Revit.Program Insight zawiera tablicę narzędzi parametrów systemu budynku, którą można dostosować, aby uwzględnić potencjalne scenariusze bez konieczności ponownego analizowania geometrii modelu. Program Insight działa najlepiej z geometrią brył programu FormIt.

1 — Program Insight działa najlepiej z geometrią brył, dlatego otwórz scenę Massing Only (Tylko modelowanie bryłowe).

2 — Chcemy tylko przeanalizować budynki w modelu Encode Campus, a nie wszystkie budynki otaczające teren, dlatego wyłącz warstwy Existing — Context Buildings — Massing (Istniejące — Budynki kontekstu — Modelowanie bryłowe) i Existing — Streets and Paving (Istniejące — Ulice i chodniki) (program FormIt będzie wysyłał do programu Insight tylko widoczną geometrię).

3 — Program Insight wymaga zastosowania co najmniej jednego poziomu do analizowanej geometrii. Mimo że poziomy w pliku Encode Campus Sample File.axm są już zastosowane do tych brył, po wprowadzeniu w modelu zmian, które mają wpływ na wysokość kondygnacji budynku, może być konieczne zaktualizowanie zarówno geometrii brył, jak i wysokości warstw. Aby dowiedzieć się więcej na temat dostosowywania warstw i stosowania ich do określonej geometrii, zobacz część Part I rozdział 1.4 — Dodawanie stropów z poziomami.

4 — Aby rozpocząć analizę, na pasku narzędzi Standardowy kliknij przycisk rozwijany Analiza energetyczna, a następnie wybierz jedyną niewyszarzoną opcję: Generuj wgląd. Ta analiza zostanie przeprowadzona w chmurze. Może to potrwać co najmniej kilka minut, ale w międzyczasie można kontynuować modelowanie w programie FormIt, dopóki wyniki nie będą gotowe.

5 — Po zakończeniu analizy będzie można wybrać przycisk Wyświetl wgląd. Spowoduje to uruchomienie przeglądarki internetowej, w której można wyświetlić wyniki analizy. Można również zalogować się na stronie http://insight.autodesk.com, aby wyświetlić dowolną z wykonanych analiz programu Autodesk Insight.

6 — Analiza energetyczna w programie Insight podaje wartości natężenia zużycia energii na podstawie wielu czynników, które można indywidualnie dostosowywać w czasie rzeczywistym w witrynie internetowej. Niektóre z tych czynników to m.in. typ HVAC, harmonogram działania, konstrukcja dachu, procent połaci przeszklonych itd. Każdy współczynnik jest wyświetlany jako karta zawierająca bieżące ustawienia i sposób, w jaki dostosowanie ustawienia może wpłynąć na natężenie zużycia energii w projekcie. Dlatego mimo że model programu FormIt reprezentuje tylko modelowanie bryłowe, analiza energetyczna w programie Insight już na wczesnym etapie projektowania może dostarczyć szczegółowych informacji dotyczących projektu. Spróbuj kliknąć kilka kart i dostosować je, aby zobaczyć, w jaki sposób zmieniają się obliczone wartości.

Aby dowiedzieć się więcej na temat odczytywania i interpretowania danych dostarczanych przez program Insight, jak również porównywania wyników modelu z takimi wartościami odniesienia, jak Ashrae 90.1 i Architecture 2030 , odwiedź stronę Insight Support and Learning .

Uwagi:

• Jeśli projekt ulegnie drastycznym zmianom, możesz ponownie wysłać zaktualizowaną bryłę do tej samej tablicy narzędzi, a istniejąca analiza zostanie zaktualizowana. Aby utworzyć nową tablicę narzędzi dla zaktualizowanego projektu, najpierw zapisz nową kopię modelu FormIt za pomocą opcji Zapisz jako .

• Jeśli analiza energetyczna kończy się niepowodzeniem, do programu Insight mogła zostać wysłane niejednorodna lub nieszczelna geometria brył. Aby dowiedzieć się, jak identyfikować i naprawiać te problemy w programie FormIt, zobacz rozdział 2.7 — Narzędzia diagnostyczne w części Part II.