SLIDE BÀI GIẢNG_MÔ PHỎNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN DAYLIGHTING ANALYSIS

PowerPoint Presentation BÀI TẬP MÔ PHỎNG 1 – DAYLIGHTING ANALYSIS (Mô phỏng chiếu sáng tự nhiên) BÀI TẬP MÔ PHỎNG 1 – DAYLIGHTING ANALYSIS (Mô phỏng chiếu sáng tự nhiên) BÀI TẬP MÔ PHỎNG 1 – DAYLIGHTI.

ANALYSIS ASSESSMENT

DEVELOPING IN THE NEXT PHASE

DEVELOPING IN THE NEXT PHASE

DESIGNS

PICKING

START

OPTIMIZATION PROCESS

Thiết lập môi trường

mô phỏng

06

Hiệu chỉnh hiển thi ở MT 3D Editor

07

Hiệu chỉnh hiển thi ở MT Visualise

08Phân tích/so

- Mục đích của bài toán: Tính toán Hệ số chiếu sáng tự nhiên DF (Daylight Factor)

𝐷𝐹 = 𝐸𝑀

𝐸𝑛𝑔 × 100%

Trong đó:

- 𝑬𝑴 là độ rọi do ánh sáng ban ngày tại một điểm trên mặt phẳng làm việc trong nhà

- 𝑬𝒏𝒈 là độ rọi đồng thời bên ngoài trời trên một mặt phẳng cắt nằm ngang chia bầu trời thành một bán cầu, trong điều kiện bầu trời u ám theo tiêu chuẩn của CIE

Để tính toán 𝑬𝒊, yêu cầu biết lượng ánh sáng bên ngoài mà nhận được vào bên trong một tòa nhà là bao nhiêu?

Ánh sáng có thể đến phòng thông qua cửa sổ kính, đèn chiếu sáng bên ngoài nhà hoặc các nguồn sáng khác qua bacách:

• Ánh sáng trực tiếp từ một vùng trời có thể nhìn thấy được tại điểm khảo sát được coi là thành phần bầu trời(SC – Sky Component)

• Ánh sáng phản xạ từ các bề mặt bên ngoài và sau đó đến điểm khảo sát được coi là thành phần phản xạ bênngoài (ERC – Externally Reflected Component)

• Ánh sáng đi qua cửa sổ nhưng chỉ đến điểm khảo sát sau khi phản xạ từ bề mặt bên trong, được gọi là thànhphần phản xạ bên trong (IRC - Internally Reflected Component)

 Tổng của ba thành phần trên cho độ rọi (lux) tại điểm được xem xét: 𝑬𝑴 = SC + ERC + IRC

Giá trị TB của DF Biểu hiện Ý nghĩa về mặt năng lượng

<2% Căn phòng u ám Sử dụng Ánh sáng nhân tạo ở hầu hết thời gian trong

ngày

2-5% Chủ yếu xuất hiện ánh sáng tự nhiên,

nhưng cần có ánh sáng nhân tạo bổ sung

Cân bằng tốt giữa các khía cạnh ánh sáng và nhiệt

- Chọn công cụ Load Weather file hoặc clickchuột vào dấu “ ” cuối hàngWeahterDataFile thuộc Tab Project

- Bảng Load Climate Date File hiện ra, lựachọn File dữ liệu thời tiết phù hợp và chọnOpen VD: “HCM_Q1.wea”

- Chọn Yes để cập nhật vị trí của khu vựccho đúng với dữ liệu khí hậu

- Nếu dữ liệu thời tiết chưa phù hợp có thể

tìm bổ sung File dữ liệu này trên trang web của Bộ năng lượng Mỹ hoặc nhiều trang Web khác - Xem clip hướng dẫn cách đưa/tạo File dữ liệu thời tiết trong Ecotect

- Vào môi trường PROJECT để bổ sungthông tin về North Offset (Góc lệch củaHướng Bắc), Altitude (Cote cao độ côngtrình so với mực nước biển), và LocalTerrain (Đặc điểm địa hình)

- Hoặc điều chỉnh Vị trí địa lý công trìnhtheo kinh độ - vĩ độ tại Site Location, Múigiờ hoặc tìm vị trí trên bản đồ/theo tên,

- Với bài tập này ta giả sử: công trình lệch

30 0 so với hướng Bắc, và có cao độ là 50m, và có địa hình là đô thị.

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốcXác định trước chiều cao của phòng/zone

Chọn công cụ Zone, lần lượt click chuột trái, nhập kích thước (Bật chế

độ truy bắt điểm theo G và A), chuột phải và chọn Escape để kết thúc

thao tác  Đặt tên cho Zone  Ok

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốc

Chọn lựa mặt tường muốn tạo cửa đi/cửa sổ, sử đụng phím Space để

thay đổi lựa chọn  Draw  Insert Child object (Ins)

Chọn đối tượng muốn tạo là cửa sổ/lỗ mở/tấm panel/cửa đi và nhập

thông số kích thước, vị trí theo hệ trục tọa độ  OK

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốcĐiều chỉnh vị trí cửa: Chọn cửa  Chuột phải  Thiết lập theo bảng

Sử dụng lệnh Move (Click chọn Apply to Copy) để Copy hoặc lệnh

Linear Array bên bảng Object Transformation để tạo các cửa sổ khác

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốcTương tự sử dụng phím tắt Ins để tạo một cửa đi

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốcTương tự tạo 4 cửa sổ ở mặt tường đối diện

Đề bài:

- Vẽ một công trình đơn giản với kíchthước: 8m x 6m x 3m

- Một mặt có 3 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m; 1 cửa đi kích thước1m x 2.2m, cách tường 0.1m

- Một mặt có 4 cửa sổ kích thước 1m x1.2m, bệ cửa cao 1m

- Tạo một mái 2 dốc

Tạo mái bằng công cụ: Pitched Roof  Thiết lập các thông số tại bảng

Scripts and Wizards  Click chuột ở 2 đỉnh chéo nhau  Create New

Object

A – Lựa chọn loại mái, 1 dốc, 4 dốc

B – Trục tạo dốc mái

C – Kích thước diềm mái

D – Chiều cao Sêno

E – Độ dốc máiF/G – Kích thước máiH/I/J – Định vị vị trí mái

- Tạo Room/Tag Room trong Revit tươngứng với các Zone trong Ecotect  TạoRoom với chiều cao chính xác như thiết kế

- Trong phần mềm Revit vào File  Export

 chọn định dạng gbXML  Thiết lậptrước một số thông tin của Mô hình Next  Chọn đường dẫn lưu file > Save

- Vào thư mục lưu file  Chọn file gbXMLclick chuột phải  Open with Notepad Trong Notepad, chọn File  Save as Mục Encodeing chọn UTF-8  Save

- Trong phần mềm Ecotect vào File Import  Model/Analysis Data  Chọnđường dẫn đến file gbXML đã lưu  Open

- Bảng Import XML Data xuất hiện thôngbáo về các đối tượng được import (Có thểchọn đưa vào hay không), thiết lập vật liệuhoặc định dạng loại đối tượng  Importinto Existing

- Kiểm tra Mô hình được đưa vào đã đầy đủ

và thiết lập loại đối tượng đúng như thiết

kế chưa?

- Ecotect có thể import những file ở địnhdạng dxf, nhưng file được đưa vào môhình không phân thành Zone và được hiểu

là 1 đối tượng duy nhất Chỉ nên sử dụngcho bao cảnh phân tích

- Tạo Room/Tag Room trong Revit tươngứng với các Zone trong Ecotect  TạoRoom với chiều cao chính xác như thiết kế

- Trong phần mềm Revit vào File  Export

 chọn định dạng gbXML  Thiết lậptrước một số thông tin của Mô hình Next  Chọn đường dẫn lưu file > Save

- Vào thư mục lưu file  Chọn file gbXMLclick chuột phải  Open with Notepad Trong Notepad, chọn File  Save as Mục Encodeing chọn UTF-8  Save

- Trong phần mềm Ecotect vào File Import  Model/Analysis Data  Chọnđường dẫn đến file gbXML đã lưu  Open

- Bảng Import XML Data xuất hiện thôngbáo về các đối tượng được import (Có thểchọn đưa vào hay không), thiết lập vật liệuhoặc định dạng loại đối tượng  Importinto Existing

- Kiểm tra Mô hình được đưa vào đã đầy đủ

và thiết lập loại đối tượng đúng như thiết

kế chưa?

- Ecotect có thể import những file ở địnhdạng dxf, nhưng file được đưa vào môhình không phân thành Zone và được hiểu

là 1 đối tượng duy nhất Chỉ nên sử dụngcho bao cảnh phân tích

- Tạo Room/Tag Room trong Revit tươngứng với các Zone trong Ecotect  TạoRoom với chiều cao chính xác như thiết kế

- Trong phần mềm Revit vào File  Export

 chọn định dạng gbXML  Thiết lậptrước một số thông tin của Mô hình Next  Chọn đường dẫn lưu file > Save

- Vào thư mục lưu file  Chọn file gbXMLclick chuột phải  Open with Notepad Trong Notepad, chọn File  Save as Mục Encodeing chọn UTF-8  Save

- Trong phần mềm Ecotect vào File Import  Model/Analysis Data  Chọnđường dẫn đến file gbXML đã lưu  Open

- Bảng Import XML Data xuất hiện thôngbáo về các đối tượng được import (Có thểchọn đưa vào hay không), thiết lập vật liệuhoặc định dạng loại đối tượng  Importinto Existing

- Kiểm tra Mô hình được đưa vào đã đầy đủ

và thiết lập loại đối tượng đúng như thiết

kế chưa?

- Ecotect có thể import những file ở địnhdạng dxf, nhưng file được đưa vào môhình không phân thành Zone và được hiểu

là 1 đối tượng duy nhất Chỉ nên sử dụngcho bao cảnh phân tích

- Lựa chọn đối tượng cần thiết lập vật liệu(Có thể thêm bớt các đối tượng chọn bằngcách nhấn giữ Shift/Ctrl kết hợp Space)

- Truy cập Tab Material Assignments

- Lựa chọn vật liệu có sẵn trong Phần mềm

ở cả 2 mục Primary và Alternate

- Click chọn Apply Changes

- Sang môi trường Visualise để kiếm tra

- Có thể chọn hàng loạt đối tượng cùng loạibằng cách vào công cụ Select  ByElement Type  Chọn loại đối tượng

Để thiết lập vật liệu nâng cao tùy ý:

- Lựa chọn đối tượng

- Tại bảng Select Information, mục PrimaryMaterial  Click vào mũi tên  ChọnProperties

- Bảng tùy chỉnh vật liệu nâng cao xuất hiện

- Đặt tên vật liệu và mô tả về vật liệu

- Thay đổi các thông số kỹ thuật (thamkhảo nhà sản xuất)

- Điều chỉnh màu sắc hiển thị của vậtliệu trong môi trường làm việc

- Add new Element/Add to GlobalLibrary/Delete Element

- Tùy chỉnh các LỚP vật liệu, khốilượng riêng, loại vật liệu, khả năngdẫn truyền năng lượng,

- Điều chỉnh xong, click vào Apply Changes

 Yes

Thiết lập cơ bản là những thiết lập liên quanđến hiển thị và quản lý Zone:

- Truy cập Bảng Visualisation Setting, điềuchỉnh ở 2 mục Surface Display và OutlineDisplay như hình và quay trở lại BảngZone Management

- Tại bảng Zone Management, có thể tùychỉnh màu sắc Zone, Tên Zone, Ẩn/Hiện,Có/Không cho phép đối tượng tham giavào phân tích năng lượng, Khóa đối tượng

Một số lưu ý trước khi tiến hành chạy phântích trong Ecotect:

- Kiểm tra/kiểm soát mặt trong mặt ngoàicủa các đối tượng (tường, cửa đi, cửa sổ,trần, ), vì sự khác nhau về tính chất vật

lý giữa chúng Khi lựa chọn đối tượng,mặt có xuất hiện dấu mũi tên là mặtngoài

- Để hiện thị dâu mũi tên này, ta truy cậpFile  User Preferences  Sang TabOption  Click chọn vào tùy chọn Displaydirectional arrow for selected objects Đểđiều chỉnh hướng mũi tên của đối tượng

có thể ấn tổ hợp phím Ctrl + R

- Luôn chú ý vào 2 thông số Surface Area vàExposed Area ở bảng SelectionInformation khi chọn các đối tượng cócửa sổ, cửa đi hay đục rộng, hay sau khihiệu chỉnh kích thước các cửa này,

- Surface Area luôn nhỏ hơn ExposeedArea ở những mảng tường bị đụccửa đi/cửa sổ

- Nếu 2 thông số trên không bằngnhau ta thực hiện Fix Link Model đểđảm bảo cửa đã được gắn chính xáctrên bề mặt tường

Một số lưu ý trước khi tiến hành chạy phântích trong Ecotect:

- Kiểm tra/kiểm soát mặt trong mặt ngoàicủa các đối tượng (tường, cửa đi, cửa sổ,trần, ), vì sự khác nhau về tính chất vật

lý giữa chúng Khi lựa chọn đối tượng,mặt có xuất hiện dấu mũi tên là mặtngoài

- Để hiện thị dâu mũi tên này, ta truy cậpFile  User Preferences  Sang TabOption  Click chọn vào tùy chọn Displaydirectional arrow for selected objects Đểđiều chỉnh hướng mũi tên của đối tượng

có thể ấn tổ hợp phím Ctrl + R

- Luôn chú ý vào 2 thông số Surface Area vàExposed Area ở bảng SelectionInformation khi chọn các đối tượng cócửa sổ, cửa đi hay đục rộng, hay sau khihiệu chỉnh kích thước các cửa này,

- Surface Area luôn nhỏ hơn ExposeedArea ở những mảng tường bị đụccửa đi/cửa sổ

- Nếu 2 thông số trên không bằngnhau ta thực hiện Fix Link Model đểđảm bảo cửa đã được gắn chính xáctrên bề mặt tường

Các phân tích năng lượng khi chạy mô phỏngđều tính toán trên 1 mặt phẳng nhất định.Đối với bài tập này Ta sẽ khảo sát mức độđược chiếu sáng ở mặt phẳng làm việc bêntrong công trình, thông thường, ta sẽ lấy ở

độ cao 700-800mm:

- Ta chọn mục Analysis Grid để chuyển sanghộp thoại thiết lập  Display AnalysisGrid

- Chọn công cụ Auto-Fit Grid to Objects đểtiến hành tạo lập mặt phẳng khảo sát

- Hộp thoại Fit Grid Extents sẽ hiện lên, lànơi cho chúng ta thiết lập các thông sốcủa mặt phẳng khảo sát Ta chọn Within

để tạo mặt phẳng nằm gọn bên trongcông trình

- Ở mục Fit Grid to, ta chọn XY Axis trong InWhich Axis để chọn mặt phẳng nằmngang (theo mặt phẳng XY), và AxialOffset 800 tức là cao độ 800mm

- Chọn OK để đồng ý với thiết lập

- Mặt phẳng khảo sát đã xuất hiện nhưhình bên, số lưới có thể sẽ khác nhau ởcác máy do cách thiết lập ban đầu, tuynhiên kích thước lưới tối thiểu nên là600x600mm, lưới càng mịn thì sẽ biểudiễn kết quả càng chi tiết Để thiết lậpkích thước lưới, ta chọn Specific Cell Size,

và nhập X=600mm

Sau khi thiết lập lưới khảo sát, ta bắt đầuchạy mô phỏng

- Click vào nút Perform Calculation choLighting Levels, hoặc chọn Calculate ởthanh Menu, và chọn Lighting Analysis

- Hộp thoại Calculation Wizard/Lightinganalysis sẽ xuất hiện bao gồm 7 bước, talần lượt thiết lập các lựa chọn trong 7bước đó để phần mềm tính toán

- Bước 1: Chọn Natural Light Levels để tính toán vềchiếu sáng tự nhiên, tìm hiểu thêm các tùy chọnkhác

- Bước 2: Chọn Over the Analysis Grid, để tính toántrên hệ lưới mà ta vừa tạo lập, ở bước này, có thểchọn Display/Adjsut Analysis Grid để quay lại điềuchỉnh thiết lập của hệ lưới

- Bước 3: Chọn số lượng tia mà Ecotect bắn ra từcác điểm khảo sát trên lưới, số lượng càng nhiều thìtính toán càng chính xác và càng tốn nhiều thờigian Thông thường ta có chọn High

- Bước 4: Ecotect giả lập bầu trời để tính toán, độrọi bên ngoài công trình được tính theo vĩ độ củakhu vực, chọn Calculate From Model Latitude đểEcotect tính giúp Chọn CIE Overcast Sky Condition

để giả lập một bầu trời nhiều mây – được xem làtình huống thiết kế xấu nhất

- Bước 5: Độ sạch của kính cửa sổ có ảnh hưởng tớilượng ánh sáng phân bố trong công trình, nên giảđịnh độ sạch của kính cửa sổ cỡ 0.9 là ở mức trungbình Trong một số trường hợp mà có những khuvực bị khuất cửa sổ, Ecotect không thể dò tia tớicửa sổ từ các điểm tính toán trong khu vực này, thì

sẽ trả về giá trị 0, để tránh chuyện này, có thể chọnCalculate Room-Averaged Window Areas để cho kếtquả chính xác hơn

- Bước 6: Vì rằng phương pháp tính toán chiếu sáng

tự nhiên ban đầu được tính tay, nên có nhiều hệ sốcủa vật liệu được giả định, tuy nhiên khi tính bằngmáy sẽ tính được chính xác hơn, chỗ này ta chọnoption Increased Accuracy Mode để ưu tiên cho tínhchính xác

- Bước 7: là tóm tắt lại các setting mà ta đã thiết lậptrong các bước phía trước, ta kiểm tra lại và có thểthay đổi nếu muốn Sau đó nhấn OK để bắt đầu tínhtoán

Sau khi tính toán xong, ta sẽ được kết quả như hình bên trên Tuy nhiên, để kết quả hiển thị

được chi tiết hơn, ta có thể hiệu chỉnh một vài thông số trong bảng Grid Setting

- Ở mỗi ô, sẽ có màu biểu diễn tương ứng với Legend, để hiển thị giá trị DF cụ thể tại ô lưới tính toán, ta chọn

option Show Node Values

- Để xuất hiện các đường Contour ta chọn option Show Contour Line

- Để biểu diễn kết quả dưới dạng 3D, ta chọn option Show values in 3D

Để tăng số lượng lưới lên, ta có thể cho giá trị Specific Cell Size nhỏ lại, ví dụ X = 200.

Sau khi có kết quả, ta đánh giá DF ở trong phòng bằng giá trị trung bình của DF so với bảng tiêu chuẩn

Giá trị TB của DF

Biểu hiện Ý nghĩa về mặt năng lượng

<2% Căn phòng u ám Sử dụng Ánh sáng nhân tạo ở

hầu hết thời gian trong ngày

2-5%

Chủ yếu xuất hiện ánh sáng tự nhiên, nhưng cần có ánh sáng nhân tạo bổ sung

Cân bằng tốt giữa các khía cạnh ánh sáng và nhiệt

>5%

Căn phòng lấy được nhiều ánh sáng tự nhiên, cảm giác thoáng đãng

Ánh sáng nhân tạo hiếm khi

sử dụng vào ban ngày, nhưng tiềm ẩn các vấn đề nhiệt do quá nóng vào mùa hè và mất nhiệt vào mùa đông