Informatik in der Architektur Ergebnisse des Seminars
Advanced Sustainable Design Methods Februar 2011 Betreuung: Dipl.-Ing. Danny Lobos, Vertr.-Prof. Dr. Reinhard Koenig und Prof. Dr. Dirk Donath
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Informatik in der Architektur, Belvederer Allee 1, 99421 Weimar Fon: +49/3643/584201, caad@architektur.uni-weimar.de, http://infar.architektur.uni-weimar.de
Danny Lobos, Reinhard Koenig und Dirk Donath Ergebnisse des Seminars Advanced Sustainable Design Methods, WS 2010/11 Weimar 2011
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Informatik in der Architektur Belvederer Allee 1, 99421 Weimar http://infar.architektur.uni-weimar.de
Titelbild: Hauptgebäude, Geschwister-Scholl-Straße 8 © Bauhaus-Universität Weimar
Redaktionelle Anmerkung: Prof. Dr. Dirk Donath leitet die Professur Informatik in der Architektur an der Bauhaus-Universität Weimar. Dr. Reinhard König ist Vertretungsprofessor der Professur Informatik in der Architektur an der Bauhaus-Universität Weimar. Dipl-Ing Danny Lobos ist Promovend an der Professur Informatik in der Architektur an der Bauhaus-Universität Weimar.
Advanced Sustainable Design Methods
Bauhaus-Universit채t Weimar | Informatik in der Architektur
Advanced Sustainable Design Methods Danny Lobos1, Reinhard Koenig2 und Dirk Donath3 1
danny.lobos@uni-weimar.de, 2reinhard.koenig@uni-weimar.de, 3donath@uni-weimar.de
Abstract Im Rahmen des Seminars wird der architektonische Planungsprozess mittels verschiedenen Computersystemen beleuchtet. Die Auseinandersetzung fokussiert neben der Modellierung mit REVIT, die Simulation verschiedener Geb채udeeigenschaften anhand des Programms Ecotect. Das Ziel bei der Anwendung der Computerprogramme besteht darin, zu untersuchen, wo es w채hrend des Entwurfsprozesses Ansatzpunkte gibt, die Nachhaltigkeit von Geb채uden zu verbessern. Es werden folgende Arbeitsphasen durchlaufen: 1. Advanced concepts of computer modelling under BIM paradigm. 2. Basic concepts of building performance computer simulations, theoretical cases. 3. Use of computer simulation to answer a specific enquiry about sustainable aspects. 4. Simulation and Evaluation paradigm exercises. 5. Final discussion and comparisons to other approaches.
ĚǀĂŶĐĞĚ ^ƵƐƚĂŝŶĂďůĞ ĞƐŝŐŶ DĞƚŚŽĚƐ ͮ ŝŐŝƚĂůĞ WůĂŶƵŶŐ ͮ t^ ϭϬͬϭϭ Dipl.-Ing. Danny Lobos, Vertr.-Prof. Dr.-Ing. Reinhard König 13.10.10 1 Introduction
Demo (Revit+Ecotect)
20.10.10
2
Sustainable design definitions Situation in EU and USA World Wide Sustainable Efforts
27.10.10
3
Buildings Envelopes Creation Overview of Methods / Overview of Software What is BIM
03.11.10
4
Revit 1_Mass Techniques
10.11.10
5
Revit 2_Conceptual Design
17.11.10
6
Revit 3_Mass to objects
24.11.10
7
Revit 4_Objects to Analysis
01.12.10
8
Ecotect 1_Creation of Zones/Analysis
08.12.10
9
Ecotect 2_Import Geometry (Rhino, Revit, SketchUp, Autocad, Archicad)
15.12.10
10
Ecotect 3_Solar Radiation
05.01.11
11
Feiern Feiern Ecotect 4_Specific Analysis (Thermal, Acoustic, Costs, Solar, Lighting, Visual, Impact (Cost, Consumption, Environment)
12.01.11
12
Aufgabe und übung: Envelope Design for ExpoStahl
19.01.11
13
Ende Aufgabe
22.12.10 29.12.10
ĚǀĂŶĐĞĚ ^ƵƐƚĂŝŶĂďůĞ ĞƐŝŐŶ DĞƚŚŽĚƐ ͮ ŝŐŝƚĂůĞ WůĂŶƵŶŐ ͮ t^ ϭϬͬϭϭ Dipl.-Ing. Danny Lobos, Vertr.-Prof. Dr.-Ing. Reinhard König
Final Task 1. Introduction Students may apply all the knowledge provided by the course in a practical case. They may propose a creative/sustainable envelope design for the new ExpoStahl building in the campus of the Bauhaus Uni-Weimar. The envelope must be done in Revit by using Mass Objects and then exported to Ecotect in two ways: DXF and GBxml. From DXF one must get: • • • •
From GBxml:
Shadows & Overshadowing. Air Flow & Ventilation. External Solar Availability. Lighting & Daylight Analysis.
• • • •
Thermal Performance. Transmitted Solar Radiation. Energy Demands. Sustainability Indexing.
2. Consultations It can be done up to 21.01.2011, appointments of 30min by email to danny.lobos@uniweimar.de preferably on Wednesday 19.01.2011 in the morning (9-13Uhr). 3. Contents File 1. Revit file 2. Ecotect file
contents RVT model and final Layout 3 files: Ecotect, DXF ang GBxml
Named Nachname_01_Revit.rvt Nachname_02_Ecotect.zip/rar
3.
Images
JPGs and Screenshots from Ecotect (or others) used in the layout
Nachname_03_bilder01.jpg Nachname_03_bilder02.jpg
4.
Layout
PDF and JPG file from Revit Layout
Uzw…
Nachname_04_Layout_PDF.pdf Nachname_04_Layout_JPG.jpg
ZĞǀŝƚ >ĂLJŽƵƚ ŵƵƐƚ ƐŚŽǁ ŝŵĂŐĞƐ ĂŶĚ ďƌŝĞĨ ĞdžƉůĂŶĂƚŝŽŶƐ ;'ĞƌŵĂŶ͕ ŶŐůŝƐŚ Žƌ ^ƉĂŶŝƐŚͿ ŽĨ ƚŚĞ ĂŶĂůLJƐŝƐ ĚŽŶĞ͘ dŚĞ ŝŵĂŐĞƐ ŵƵƐƚ ƐŚŽǁ ƚŚĞ ĨŽůůŽǁŝŶŐƐ ĂŶĂůLJƐĞƐ ĂŶĚ ƚŝƚůĞƐ͗ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Site and Orientation Shadows & Overshadowing. Air Flow & Ventilation. External Solar Availability. Lighting & Daylight Analysis. Thermal Performance. Transmitted Solar Radiation. Energy Demands. Sustainability Indexing. Some of the contents can be generated by using Revit Analysis tool or Vasari.
4. Delivery: Files must be uploaded using the BUW website system or by email to caad.dl@gmail.com (subject: BUW2011_nachname) up to 04.02.2011. 5. Evaluation File Revit file Ecotect file Images Layout
% 25% 25% 40% 10%
site + orientation and prevailing winds at the site
shadows and overshadowing + new shadows
external solar availability
daylight factor in % on the floor of level1
daylight level in lux on the floor of level1
monthly degree days
external reflected daylight in % on the floor of level1
environmental temperatures in rooms on level 1 atthe hottest day in year
hourly gains at the average hottest day in year adaptability index level 1 (index= 0.95)
average daily incident radiation on surfaces in wh/sqm floorplans 1:200
le ve l 0
le ve l 1
le ve l 2
cross section with void
ϬϮ͘ ^ŚĂĚŽǁƐ Θ KǀĞƌƐŚĂĚŽǁŝŶŐ
Ϭϭ͘ ^ŝƚĞ ĂŶĚ ŽƌŝĞŶƚĂƚŝŽŶ
3 A101
02.1.1 Diciembre OS
Planta baja
2
1 : 250
Alzado Sur
3
03.2 Vista aérea
03.5 Vista aérea
03.6 Superficie
02.2.2 Marzo S
02.2.3 Junio S
02.2.4 Septiembre S
02.3.2 Marzo OS
02.3.3 Junio S
02.3.4 Septiembre S
02.4.2 Marzo S
02.4.3 Junio
Para el análisis de las sombras y sobresombreado escogemos los equinocios de cada año, viendo así los momentos de maxima diferencia entre cada sombra. La sombra sola su alargamiento maxima se produce en los meses de invierno, y la más corta en los meses del año
02.4.4 Septiembre
www.autodesk.com/revit
02.5.1 Seccion S
01.6 Render Sur
Ϭϯ͘ ŝƌ &ůŽǁ Θ sĞŶƚŝůĂƚŝŽŶ
03.1 Fachada
02.4.1 Septiembre S
1 : 250
02.3.1 Diciembre OS 01.5 Emplazamiento
02.1.4 Septiembre OS
Section 1
02.2.1 Diciembre S
01.4 Localizacion
02.1.3 Junio OS
Ϭϰ͘ džƚĞƌŶĂů ^ŽůĂƌ ǀĂŝůĂďŝůŝƚLJ
03.3 Vista aerea
03.7 Envolvente
En la disponilidad externa del sol analizamos por un lado la cantidad la cantidad del sol que podemos obtener en una grilla sobre el campus de la Bauhaus, y por otro lado en el analisis de la fachada obtenemos la cantidad de sol que obtiene la fachada sur en un día concreto, a una hora concreta
03.4 Sección
El análisis del viento, nos ofrece los datos obtenidos alrededor de la fachada de nuestro edificio. En las zonas laterales con más fuerza
04.1 Edificio con campues analisis solar
04.2 Fachada sur analisi cantidad solar recivida
No.
Ϭϱ͘ >ŝŐŚƚŝŶŐ Θ ĂLJůŝŐŚƚ ŶĂůŝƐLJƐ
05.1 Análisis Luz diaria
05.3 Componete del cielo
05.2 Factor solar diario
05.5 Factor solar diario
Ϭϳ͘ dƌĂŶƐŵŝƚƚĞĚ ƐŽůĂƌ ƌĂĚŝĂƚŝŽŶ
07.1 Radiación incidente Total
06.1 Capas
06.2 Horario laboral
06.3 Horario festivo
07.2 Radiación incidente total
Ϭϵ͘ ^ƵƐƚĂŝŶĂďŝůŝƚLJ /ŶĚĞdžŝŶŐ 06.4 Día más brillante
06.5 Día más brillante
06.6 Día más frío
06.7 Día más frío
06.8 Día más cálido
06.9 Día más cálido
06.10 Ganancia Solar
06.11 Desconfort mensual
ht hŶŝǀĞƌƐŝƚLJ
Ϭϴ͘ ŶĞƌŐLJ ĞŵĂŶĚ
09.1 Plasmación energetica
08.1 Sistema combinado
08.4 Calefacción
08.2 Refrigeración
09.2 Coste de fabricación
09.3 Costes de Mantenimiento
09.5 Mantenimiento energético
Digitale Planung Sustainable Design Methods
09.4 Energia de mantenimiento
El indice de sostenibilidad surge apartir de adjudicar tanto valores constructivos, como valores enérgicos para calcurar, en función de su proporción en el edificio, nos define en que grado economico, o medioambiental influye.
08.3 Air condition
Para la demanda energética, podemos obtener que cantidad de energia requiere nuestro edificio para mantener actidad calefación, aire acondicionado. Estos valores cambia segun la estación del año, aunque en mi caso nose si los datos interacturaon de manera correcta
Date
Ϭϲ͘ dŚĞƌŵĂů WĞƌĨŽŵĂŶĐĞ En la radiación solar transmitida al edificio obtenemos un diagrama que define la cantidad de radiacion solar que recibe el edificio. Los valores más altos aparecen en cubierta, debido a su inclinacion.
05.4 Reflexion externa
Analizamos el comportamiento del sol en contacto con el edificio y la transmision luminica de elementos como el cielo
Description
06.12 Ganacia fabricación
06.13 Ganancia inter-zonal
06.14 Ganancia pasiva
Numero de matricula
103020
Situación academica
Erasmus
Profesor
Daniel Lobos
Alumno
Rodrigo Ruiz
06.15 Ganacia solar directa
La representación termica ofrece datos sobre temperatura y confort termico en el interior del edificio.
09.6 Gas vivienda ecologica
A101 06.16 Ganancia ventilacion
06.17 Ganancia solar
Scale
1 : 250
04/02/2011 3:47:35
1
02.1.2 Marzo Os
roof UP
roof
10375
10375
Level 3
1
Level 3
6925
Level 1
6925
1 : 100 Level 2 Level 2
3475 UP
DN
3475 Room
Room
1
2
Level 1 Level 1
0
0
2
Level 2
10
1 : 100
Section 2 1 : 100
9
3D View 2_1 1:1
Site and Orientation
Room 4
1 : 100
8
xternal Solar Availability
DN
Section 1
Room 3
3
Level 3 1 : 100
Energy Demands 6
South 1 : 200
4
East 1 : 200
Transmitted Solar Radiation coldest day peek 5
North 1 : 200
7
West 1 : 200
Shadows & Overshadowing Ventilation levels
Transmitted Solar Radiation hottest day peek
Transmitted Solar Radiation year
Lighting & Daylight Analysis
Air Flow
Sustainability Indexing
Greenhouse Gas - All Components Model: Date: Feb 04 17:51:14 2011 COST GREENHOUSE EMBODIED MAINTEN. MAINTEN. ELEMENT (€) GAS(kg) ENERGY(Wh) ENERGY(Wh) COST(€) ------------------------- ----------- ----------- --------Void 0.00 0.000 0 0 0.00 Roof 4870.44 92.657 0 0 0.00 Floor 0.00 156.984 0 0 0.00 Wall 0.00 83.453 0 0 0.00 Window 0.00 762.386 0 0 0.00 Door 0.00 0.781 0 0 0.00 ------------------------- ----------- ----------- --------TOTAL 4870.44 1096.261 0 0 0.00
Bauhaus-Universität Weimar
Sustainable Design Methods
RUI LIMA 103055
Advanced Sustainable Design Methods | Digitale Planung | WS 10/11
Dipl.-Ing. Danny Lobos, Vertr.-Prof. Dr.-Ing. Reinhard Kรถnig Masterprogramm Architektur
Final Presentation | Mittwoch | 16.02 | 09.30 bis 10Uhr | Blaue Pool [cube]
Danny Lobos
Reinhard Kรถnig
Martin Dembski Jens Groenwald Preanka Hasan
Christian Liebe Rui Lima
Elba Meneses Sara Morante
Marta Madrona
Pablo Morales
Frank Peisert Rodrigo Ruiz
Afonso Tigre
Max Wasserkampf
Neo Solar Power Corporation / J.J. Pan & Partners // J. J. Pan & Partners, Architects & Planners (JJPP) // Hsinchu Science Park, Taiwรกn, 2009