Ứng dụng phần mềm Ecotect thông qua việc phân tích mô hình đơn giản

Ứng dụng phần mềm Ecotect thông qua việc phân tích mô hình đơn giản là một phòng học cơ bản 1.Mô hình lớp học đơn giản dựng từ 3D Editor của Ecotect 2.Import từ Revit Architecture thông qua định dạng file xml. Phần thiết kế được hướng dẫn tương đối chi tiết nhằm mục đích nêu bậc những khía cạnh tương tự trong việc dựng mô hình trong Ecotect so với các phần mềm 3D khác.

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECOTECT THÔNG QUA VIỆC PHÂN TÍCH MÔ HÌNH ĐƠN GIẢN

1.Mô hình lớp học đơn giản dựng từ 3D Editor của Ecotect

2.Import từ Revit Architecture thông qua định dạng file xml

Mô hình lớp học đơn giản dựng từ 3D

Editor của Ecotect

Chúng ta sẽ thiết kế một phòng học với những đặc điểm như

sau:

Kích thước: 6000x8000, chiều cao trần 3000

1 cửa đi rộng 1000, cao 2100

4 cửa sổ bố trí cân đối 2 bên lớp, rộng 1800, cao 1200, bệ cửa cao 600

1 bục giảng cao 300, dài 4500, rộng 700

Mái dốc, nhô ra môi chiều 600, sống mái theo chiều dài phòng học

Phần thiết kế được hướng dẫn tương đối chi tiết nhằm

mục đích nêu bậc những khía cạnh tương tự trong việc

dựng mô hình trong Ecotect so với các phần mềm 3D

khác

Các bước tiến hành như sau:

a.Tạo Zone:

Ở thanh công cụ dựng hình, bấm chọn Zone

Trên thanh công cụ thể hiện tọa độ, lần lược nhập vào từng ô

theo thứ tự 0, 0, 0; (chuyển đổi qua lại giữa các ô bằng phím

Tab) Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ vẽ Zone tại gôc tọa độ

Sau khi định hình cho phòng học, chúng ta sẽ thêm các chi

tiết, đầu tiên là bục giảng

Việc hãng Autodesk sau khi mua lại Ecotect, hoàn thiện và bổ sung đã tạo nên một sự khá đồng bộ : thiết kế từ Revit và Import

mô hình vào Ecotect cho việc phân tích; hoàn chỉnh quy trình BIM

Ấn phím Escape để hoàn tất Một hộp thoại hiện lên yêu cầu

đặt tên cho Zone1, hãy nhập vào “Phonghoc” xong bấm OK

Thử nhấn chuột vào một mảng tường Chúng ta sẽ thấy tại

Properties Bar, phần Basic Data sẽ xuất hiện các thông số

như Diện tích, Zone, chất liệu…

Các thông số của đối tượng được chọn

Để thiết kế bục giảng, chúng ta tiếp tục sử dụng công cụ Zone,

Zone trong Ecotect được hiểu như một khối, chứa thể tích lấp đầy bởi khồng khí và chịu tác động từ bên ngoài

Phòng học sau khi đã có bục giảng

Bây giờ chúng ta khảo sát tab Zone Management

Có thể nhận ra nét tương đồng giữa Layers trong Autocad và

khóa, ẩn/ hiện đối tượng Đối với Ecotect, việc xác định Zone

còn có thêm 1 yếu tố đó là Thermal với chữ T màu đỏ

Thermal cho phép định nghĩa Zone đang hiện hữu có mang

thuộc tính về nhiệt hay không Điều này ảnh hưởng rất lớn đến

quá trình phân tích nhiệt độ, nhiệt lượng trong căn phòng mà

chúng ta mới tạo lập

b.Thiết kế cửa sổ, lối đi

Cửa sổ và lối đi trong Ecotect được định nghĩa hết sức đơn

giản – một lỗ khoét trên bề mặt Zone Sở dĩ chúng không

mang nhiều thuộc tính là vì mục đích đơn giản hóa quá trình

tính toán Tuy nhiên chúng vẫn đảm bảo tính định hình cho

công trình

Nhấn chuột vào mảng tường phía ngoài cùng Nếu thấy khó

khăn, chúng ta có thể sử dụng phím Space Bar

Có thể nhận thấy thao tác dựng Zone của Ecotect khá giống với cách dựng Wall của Revit

Hộp thoại Insert Child Object

Chọn Window, trong các ô Width, Height, Sill Height nhập

các số 1800 1200 600 như trên hình, điều này tương ứng với

chiều rộng, cao và chiều cao của bệ cửa

Tại ô X position, nhập 2000 Nhấp OK để hoàn tất

Chúng ta có một cửa sổ như sau

Nếu thấy khó khăn trong việc chọn chính xác đối tượng, sử dụng phím Space Bar để xác định đối tượng cần chọn

c.Tạo mái dốc cho phòng học

Phòng học của chúng ta đã cơ bản định hình Bây giờ chúng

ta sẽ tạo một mái dốc cho công trình

Nhấp chọn công cụ Pitched Roof

Dùng chuột chọn 2 điểm góc trên đỉnh của phòng học

Tại tab Script & Wizards, ô Eaves Depth nhập 600 Ridge Axis (Đường sống mái) chọn X Axis Sau đó nhấp Create

New Object

Chúng ta được một mái dốc như hình vẽ

Để kiếm tra lại độ chính xác khi dựng hình thông qua các hình

chiếu, chúng ta sử dụng các phím F5, F6, F7, F8 để chuyển

đổi qua lại

d.Xác định vật liệu cho phòng học

Mô hình đã dược dựng hoàn tất Tuy nhiên, trong quá trình

phân tích, ngoài hình dáng, cấu trúc… vật liệu cũng là một yếu

tố hết sức quan trọng để có được kết quả chính xác cao

Ecotect hỗ trợ sẵn khá nhiều các loại vật liệu với các thông số

chi tiết Chúng ta sẽ xác định các loại vật liệu theo thứ tự sau

đây Mái: Gạch, Tường gạch, bục bêton và sàn lán gạch men

với thông số mặc định của Ecotect

Nhấp chọn Mái, sau đó chuyển qua tab Material Assignment

Trong danh sách Varies, chọn Roof cho mái

Khung Primary chọn tiếp Clay Tiled Roof

,

Tiếp tục xác định vật liệu cho các yếu tố còn lại

Phân tích mô hình lớp học

Việc dựng mô hình lớp học xem như đã hoàn tất Bây giờ

chúng ta sẽ ứng dụng Ecotect - khả năng phân tích qua các

phương diện : phân tích nhiệt độ phòng theo ngày, giờ; phân

tích phân bổ nhiệt lượng trong công trình; phân tích bóng đổ;

đường đi biểu kiến của mặt trời; đường đi của tia sáng và phản

xạ âm trong công trình

Trước tiên chúng ta cần nạp dữ liệu khí hậu, vị trí xây dựng

Nếu khi sử dụng công cụ Move mà bạn thấy chúng tạo thêm nhiều đối tượng, hãy bỏ dấu Check trên

Apply to Copy

công trình

Dữ liệu thời tiết đã được nạp vào chương trình Điều này hết sức quan trọng, với những địa điểm khác nhau, thời tiết khác nhau, kết quả phân tích hiển nhiên sẽ có sự chênh lệch rất lớn

a.Phân tích bóng đổ

Nhấp chuột chọn thẻ Shadow Setting

Nhấp chọn Display Shadows

Trên màn hình xuất hiện ngay bóng của công trình

Đây chỉ là bóng mặc định vào thời điểm 12h trưa Chúng ta thay đổi các giá trị tháng, ngày, giờ trên thanh công cụ phía trên màn hình

Để xác đinh thời gian vào các ngày đặc biệt trong năm như Xuân Phân, Thu Phân, Hạ Chí, Đông Chí, chúng ta nhấp chuột lên biểu tượng quả địa cầu sau đó chọn trên danh sách bên dưới

Để trực quang và dễ dàng hơn trong việc minh họa, Ecotect cho phép người dùng ẩn, hiện đường biểu kiến của mặt trời trong ngày và trong năm thông qua 2 lựa chọn Daily Sun Path

và Annual Sun Path

Sau khi đánh dấu chọn Daily Sun Path chúng ta sẽ có hình

bên dưới

Ecotect cũng cho phép người dùng sử dụng chuột để tương

tác trực tiếp đến mặt trời :Kéo, thả mặt trời đến vị trí cần xác

định, chúng ta được một hình bóng đổ mới Ngoài ra, khi nguời

dùng thay đổi thời gian trên thanh công cụ, vị trí của mặt trời

cũng có sự thay đổi theo

Tuy nhiên chỉ khảo sát bóng đổ vào một thời điểm nhất định

trong ngày vẫn chưa đủ Đôi khi một công trình cần có sự khảo

sát phạm vi bóng đổ trong một khoảng thời gian Chúng ta sử

dụng Shadow Range cho việc thể hiện này

Chúng ta cũng có thể phân tích đường đi của tia sáng trong

công trình thông qua Solar Rays

Lấy ví dụ tia sáng đi qua cửa sổ rồi phản xạ với sàn nhà

Nhấn chuột vào biểu tượng quả địa cầu trên thanh công cụ phía trên màn hình

Chọn Load Weather

File…

Chúng ta cũng có thể xem biểu đồ đường đi của mặt trời một

cách chi tiết hơn thông qua hộp thoại Sun Path Diagram

b.Phân tích nhiệt độ lớp học

Vào Menu Caculate- Thermal Analysis

Hộp thoại hiện ra có dạng như sau

Chọn Hanoivietnam.wea

Nhấp Open

Ecotect cho phép chúng ta lựa chọn nhiều phương diện phân

tích khác nhau, bao gồm thể hiện nhiệt độ trong/ ngoài phòng,

nhiệt độ nhận/tiêu hao, so sánh số liệu…

Nhấp chọn Temperatures và nhấp Next

Tiếp tục chọn Hourly Temperature để phân tích nhiệt độ trong

ngày Sau đó chọn một ngày bất kỳ

Nhấp Next và OK

Chúng ta thu được kết quả như sau kèm một số thông tin

thống kê

Dựa vào biểu đồ chúng ta nhận thấy nhiệt độ của mái có biên

độ nhiệt khá lớn trong ngày, khá nóng, đặc biệt vào giữa trưa

Trong lúc đó bục giảng nhiệt độ khá ổn định Nhiệt độ phòng

tăng nhẹ vào hai khoảng thời gian 9h sáng và 3 h chiều

File wea chứa các thông tin về khí hậu, vị trí của địa điểm mà ta đang khảo sát Ecotect có cung cấp sẵn các địa điểm (chủ yếu ở Bắc Mỹ và châu Âu) Chúng ta có thể Download thếm trên trang web của nhà sản xuất hay của cơ quan môi trường Hoa Kỳ

Shadow Display

HOUR INSIDE OUTSIDE TEMP.DIF

(C) (C) (C)

- - - -

00 27.5 24.7 2.8

01 27.4 24.5 2.9

02 27.3 24.3 3.0

03 27.2 24.1 3.1

04 27.2 24.1 3.1

05 27.2 24.1 3.1

06 27.2 24.1 3.1

07 29.0 25.2 3.8

08 30.3 26.3 4.0

09 30.6 27.4 3.2

10 29.9 28.1 1.8

11 29.3 28.9 0.4

12 29.3 29.6 -0.3

13 30.3 30.5 -0.2

14 31.1 31.5 -0.4

15 31.4 32.4 -1.0

16 30.8 31.1 -0.3

17 29.4 29.8 -0.4

18 29.3 28.5 0.8

19 29.4 28.1 1.3

20 28.9 27.6 1.3

21 28.3 27.2 1.1

22 28.1 27.0 1.1

23 28.0 26.8 1.2

Bảng số liệu cho ta các thông tin khá chi tiết về diện tích bề

mặt, nhiệt độ trung bình, nhiệt độ của bên trong và bên ngoài

trong các khoảng thời gian trong ngày cũng như so sáng sự

chênh lệch giữa chúng

c.Phân tích ánh sáng

Để trực quang, Ecotect hỗ trợ cho chúng ta một dạng Grid hay

có thể nói nôm na là lưới phân tích Kết quả sẽ được thể hiện

ngay trên Grid với các màu sắc khác nhau tượng trưng cho giá

trị khác nhau

Đầu tiên chúng ta bật Tab Analysis Grid sau đó nhấp chọn

Display Analysis Grid

Một lưới màu xanh mặc định hiện ra Để làm cho lưới bao phủ

rộng hơn, tiếp tục chọn Auto Fit Grid to Object, sau đó nhấp

chọn 3D Air Flow rồi nhấp OK

Vào menu Calculate – Lighting Analysis, chọn Natural Light

Level Nhấp Next

Tiếp tục chọn Over the Analysis Grid Nhấp Next

Kéo thanh trượt về mức High Càng nhiều điểm tính toán thì

kết quả càng chính xác, tuy nhiên thời gian cũng tăng tỷ lệ

thuận theo Nhấp Next 3 lần nữa rồi nhấp OK

Shadow Range

Start: thời điểm bắt đầu tính toán

Stop: thời điểm kết thúc tính toán

Step: số “bậc” bóng đổ được thể hiện Càng nhiều thì mức độ chi tiết càng cao

Chúng ta cần Tag cửa sổ

là đối tượng Reflector Sau đó cho khoảng cách giữa các tia sáng và số lần phản xạ

Sau khi đợi máy tính toán, kết quả sẽ được hiển thị trên

Analysis Grid như sau

Cũng sử dụng Analysis Grid nhưng với kiểu Fit to Object là

như sau

Trong Ecotect, quá trình thiết lập các thông số tính toán tương đối phức tạp,

do đó việc trình bày dưới dạng thuật sĩ (Wizard) là

chúng ta chọn khoảng thời gian cần phân tích sau đó nhấn

OK Trong ví dụ này chúng ta sẽ khảo sát trong một năm Vì

vậy xác định khoảng thời gian từ ngày 1 tháng 1 cho đến ngày

31 tháng 12 Nhấp OK

Kết quả thu được như sau

Tương tự chúng ta cũng thống kê được số giờ được chiếu

sáng của từng bộ phận trong phòng học bằng cách chọn Sun

Light Hours trong trình thuật sỹ

Không chỉ đơn thuần phân tích và cho số liệu

về nhiệt độ trong ngày, Ecotect còn hỗ trợ rất nhiều cách tính khác nhau nhằm phục vụ cho yêu cầu của người dùng

f.Khảo sát các yếu tố liên quan đến gió, độ ẩm…

Với file dữ liệu thời tiết được nạp vào trong chương trình,

Ecotect cũng cho phép người sử dụng kiểm tra các thông tin

liên quan tới tần số gió, nhiệt độ, độ ẩm…

Vào menu Calculate – Prevailing Winds

Hộp thoại Prevailing Winds

g.Phân tích các yếu tố về âm thanh

Để phân tích, trước hết chúng ta cần có một nguồn âm được

đặt vào vị trí phù hợp trong công trình Đối với một mô hình lớp

học, tiếng giảng bài của giáo viên có thể được xem là nguồn

âm Trong phần này chúng ta sẽ mô phỏng lại như sau

Nhấp Speaker trên thanh công cụ

Chọn 2 điểm đầu và điểm cuối sao cho vector chỉ hướng có

gốc ngay giữa bục giảng và quay về cuối lớp Một nguồn âm

được tạo thành, tuy nhiên, cao độ mặc định nằm ngay sàn

nhà Chúng ta cần chỉnh lại cho phù hợp với cao độ người nói

Ecotect cũng cho phép người dùng định kích thước, hình dạng, màu sắc cho Analysis Grid thông qua Properties Bar

Quay lại dưới dạng phối cảnh bằng phím F8 Hiệu chỉnh lại

tính chất của nguồn âm bằng bảng Material Assignments với

tần số 500 Hz Bây giờ chúng ta bắt đầu phân tích

Vào tab Rays and Particles Trong phần Display Rays

chọn Animated Rays và Show Rays as Arrow Cuối cùng

nhấp Show Rays/ Particles

Chúng ta sẽ được quan sát sự “bắn” ra của các tia sau đó

phản xạ, dội lại… ngay trên mô hình

Ngoài ra chúng ta có thể phân tích trên hình ảnh tĩnh với số

lượng tia ít hơn thông qua các tùy chọn khác trong phần

Display Rays và Generate Rays

Chúng ta thấy rằng, phần mái trong 1 năm nhận được nhiều nhiệt lượng nhất Bên trong phòng nhận được ít nhiệt lượng

hơn

Dựa vào kiến thức chuyên môn, Ecotect sẽ giúp cho người sử

dụng là các kiến trúc sư, kỹ sư… đưa ra những nhận xét và

chỉnh sửa phù hợp cho công trình

Kết quả thu được khi chọn Wind Frequency với thời gian All Year

Import từ Revit Architecture thông

qua định dạng file xml

Phần dựng hình bằng 3D Editor trong Ecotect tương đối đơn giản

Đối với các công trình phức tạp hơn, chúng ta cũng cần có những

công cụ mạnh mẽ hơn Hơn thế nữa, trong quy trình làm việc, nếu

như phải dựng lại mô hình một lần nữa trên Ecotect sẽ mất nhiều

thời gian không cần thiết cũng như độ chính xác không đảm bảo

Ecotect được thiết kế để có thể Import các mô hình thiết kế từ các

phần mềm khác, ví dụ như Auto Cad, 3DS hay Rhino và đặc biệt là

Revit Việc chuyển đổi từ Revit qua Ecotect thông qua định dạng

gbXML (green building studio XML) hết sức thuận tiện Các thành

phần trong công trình được định nghĩa rõ ràng … giúp cho người

dùng không cần phải gán vật liệu lại Việc làm của người dùng lúc

này đơn giản chỉ là quan tâm đến vấn đề phân tích và kết quả mà

thôi

Các bước tiến hành Export từ Revit

Mở mẫu thiết kế trên Revit Lưu ý là mẫu thiết kế phải được định

nghĩa không gian rõ ràng

Vào File – Menu – Export – gbXML

Đặt tên và nhấp Save

Các bước tiến hành Import sang Ecotect

Trong Ecotect, vào File – Import – Model/ Analysis Data

Trong khung Files of Types, chọn XML Sau đó nhấp Open

Display Rays

Hộp thoại hiện ra, nhấp Open As New

Mô hình lớp học tương tự được dựng trong Revit khi được Import

qua Ecotect vẫn giữ nguyên các thông số cơ bản như vật liệu, kích thước…