Моделирование и расчёт естественного освещения в Ecotect Analysis

В Ecotect Analysis можно смоделировать и рассчитать уровни естественной освещённости здания. Но сначала предстоит создать 3D-геометрию здания. Это можно сделать двумя способами:

  • создавать геометрию с нуля в Ecotect Analysis;
  • импортировать геометрию из большого количества сторонних совместимых программ:

image002

Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки.

Например, при импорте геометрии из сторонних программ возможны коллизии (причём, большое количество). Импорт геометрии, конечно, происходит быстро, но придётся много времени потратить на устранение коллизий. Поэтому часто проще поднять модель в Ecotect Analysis, если она не сложна.

С другой стороны, если здание очень сложное, то проще будет импортировать модель и устранить коллизии.

Создание 3D-геометрии здания в Ecotect Analysis

В Ecotect Analysis 3D-геометрию можно начать с построения плоскости, а потом её выдавить, или можно сразу создавать объёмную геометрию нужных размеров.

В 3D-редакторе модель выглядит несколько специфически, в виде цветных линий, обозначающих различные виды объектов. Выделив любой объект, можно справа увидеть о нем всю информацию: материал, геометрические данные, привязки, атрибуты и т.д.

image004

Визуализацию построенной 3D-модели можно наблюдать на вкладке Visualise.

image008

Далее необходимо подгрузить климатический файл и настроить расчётную сетку.

Климатический файл

Необходимо загрузить климатический файл с расширением .wea. Взять такой файл можно, например из Метеонорм или другого аналогичного источника.

image010

Настройка расчётной сетки

Справа выбираем пиктограмму Analysis Grid, далее — вкладку Display Analysis Grid. Если расчётная сетка по умолчанию выходит за предела созданной нами 3D — геометрии, то её всегда можно вписать, нажав клавишу Auto-Fit Grid to Object. Сетка построится и впишется.

image012

Вид расчётной сетки всегда можно выбрать в нижеприведённом окне, которое открывается при нажатии кнопки Auto-Fit Grid to Object.

image014

Затем можно проверить трёхмерность расчётной сетки. Для этого выберем в Analysis Grid опцию Adjust Grid Extents, далее — Manualy Adjust Grid Extents.

image016

Таким образом, можно проверить насколько корректно вписалась расчётная сетка в пространство и это все можно увидеть в 3D.

В случае необходимости можно откорректировать фигуру, потянув за стенки и передвигая её вдоль осей. После редактирования сетки стоит вторично проверить её на корректность.

Можно проверить ход расчётной сетки в меню 2D SLICE POSITION. Здесь можно переключать плоскости (XY, YZ, XZ), а также поднимать и опускать уровень расчётной сетки, передвигая ползунок.

image018

image020

image022

Если с сеткой всё нормально, то можно переходить к анализу освещённости.

Анализ освещённости здания

Для этого на вкладке Analysis Grid нужно выбрать опцию Volumetrics. Появится меню, где можно задать метод рендеринга.

image024

Затем идём в Calculations, выбираем Light Levels и нажимаем кнопку Perform Calculations. Появится меню, которое нужно настроить при необходимости или оставить параметры по умолчанию.

image026

В этом окне можно задать тип расчёта, точность, прозрачность стёкол, рекомендуемые настройки по небу (CIE Overcast Sky) когда меньше всего света, худший вариант и количество lux из положения модели (загрузится вместе с климатической картой).

Также необходимо указать тип расчёта.

image028

Например, мы планируем провести расчёт по расчетной сетке. В этом случае нужно выбрать Analysis Grid. Если необходимо считать по трехмерной сетке (это дольше по времени), то нужно выбирать Full 3D Grid Analysis. Если нужно ещё показать распределение точек, то выберем Display test points. После подтверждения кнопкой Ok начнётся расчёт модели. Отображаемые в модели данные можно менять, проставляя или снимая флажки опций в Analysis Grid. После проведения расчёта необходимо сохранить результаты.

image030

Далее при необходимости можно создать новую модель и экспортировать в неё уровни освещённости. Это можно сделать через Grid Management, нажав в открывшемся окне кнопку Export Data. Мы получим в этом случае текстовый файл .txt, который можно использовать в дальнейшем.

В случае необходимости можно провести какие-нибудь изменения в модели с помощью инструмента Move. Далее придётся опять все пересчитать и сохранить в результат в файл. Таким образом, мы уже имеем два файла с расчётами на разное состояние модели.

Если нужно посмотреть изменения в этих файлах, например, как менялся второй файл относительно первого, то это можно сделать с помощью калькулятора Merge File. Результат будет показан в процентах.

Если мы выбирали расчёт по 3D сетке, то в меню 2D SLICE Position можно посмотреть пути перемещения сетки, в каких плоскостях она перемещается. Для этого нужно передвигать ползунок и переключать плоскости в выпадающем меню. А после расчета по трехмерной сетке можно включить отображение значений. Например, Shade Grid Squares, Show Contour Lines, Show Node Values, Peaks & Troughs.

В меню DATA & SCALE можно включить необходимую позицию. Например, для КЕО включить Daylighing Levels и опять посмотреть во всех плоскостях.

Для просмотра расчёта в 3D нужно выбрать Volumetric и затем выбрать Slices (вариант отображения) и уровень размытия градиента (min или max).

Далее мы увидим результат расчёта в 3D. Но в первоначальном варианте будут видны не все поверхности. Чтобы скрыть поверхности и посмотреть градиентную картину внутри помещения, необходимо переключиться в настройки визуализации и отключить чекбокс на Display Surfaces. После этого поверхности скроются и станет видна вся градиентная картина внутри помещения.

Для лучшей визуализации можно в меню TRANSPARENCY поставить чекбокс Make TRANSPARENT. Здесь, передвигая ползунок, можно менять прозрачность.

Расчёты все здесь, конечно, по зарубежным нормативам, но довольно интересные. Можно сравнить на соответствие требованиям к естественному освещению зданий по САНПИН.

Также можно провести анализ освещённости здания в 3DsMax. Статья на эту тему здесь.