HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ECOTECT CĂN BẢN
BIÊN SOẠN: TRÌNH PHƯƠNG QUÂN ĐẠI HỌC QUỐC GIA SINGAPORE (NUS) FACEBOOK.COM/ECOTECT.TIENGVIET
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.
CHIM BÉ
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 Zone trong Ecotect được hiểu như một khối, chứa thể tích lấp đầy bởi khồng khí và chịu tác động từ bên ngoài.
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, nhưng xác định lại chiều cao mặc định là 300. Đặt tên cho Zone mới tạo là “Bucgiang”. Kết quả sau khi thực hiện như hình bên dưới
CHIM BÉ
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 Zone Management trong Ecotect. Chúng ta có thể đổi màu, 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.
CHIM BÉ
Có thể nhận thấy thao tác dựng Zone của Ecotect khá giống với cách dựng Wall của Revit.
Nếu thấy khó khăn trong việc chọn chính xác đối tượng, sử dụng phím Space Bar để xác định đối tượng cần chọn.
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.
CHIM BÉ
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.
CHIM BÉ
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 .
CHIM BÉ
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
Nếu khi sử dụng công cụ Move mà bạn thấy chúng tạo thêm nhiều đối tượng, hãy bỏ dấu Check trên Apply to Copy
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 CHIM BÉ
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 .
CHIM BÉ
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
CHIM BÉ
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
Nhấn chuột vào biểu tượng quả địa cầu trên thanh công cụ phía trên màn hình.
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.
CHIM BÉ
Chọn Load Weather File…
Chọn Hanoivietnam.wea
Nhấp Open
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
CHIM BÉ
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
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. Zone: Zone 1 Avg. Temperature: 26.6 C (Ground 23.9 C) Total Surface Area: 165.300 m2 (344.4% flr area). Total Exposed Area: 66.550 m2 (138.6% flr area). Total South Window: 0.000 m2 (0.0% flr area). Total Window Area: 10.800 m2 (22.5% flr area). Total Conductance (AU): 151 W/°K Total Admittance (AY): 517 W/°K Response Factor: 3.15
CHIM BÉ
Shadow Display
HOUR ----00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
INSIDE OUTSIDE (C) (C) ------- -------27.5 24.7 27.4 24.5 27.3 24.3 27.2 24.1 27.2 24.1 27.2 24.1 27.2 24.1 29.0 25.2 30.3 26.3 30.6 27.4 29.9 28.1 29.3 28.9 29.3 29.6 30.3 30.5 31.1 31.5 31.4 32.4 30.8 31.1 29.4 29.8 29.3 28.5 29.4 28.1 28.9 27.6 28.3 27.2 28.1 27.0 28.0 26.8
TEMP.DIF (C) --------2.8 2.9 3.0 3.1 3.1 3.1 3.1 3.8 4.0 3.2 1.8 0.4 -0.3 -0.2 -0.4 -1.0 -0.3 -0.4 0.8 1.3 1.3 1.1 1.1 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.
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.
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. CHIM BÉ
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 Within và số lượng ô lưới nhiều hơn, chúng ta được kết quả 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 hết sức tiện dụng
e.Phân tích tiềm năng nhiệt Từ Menu Caculate chọn Solar Access Analysis Chọn Incident Solar Radiation, sau đó nhấp Next. Tiếp tục CHIM BÉ
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
CHIM BÉ
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 Ecotect cũng cho phép nhà. Chúng ta cần chỉnh lại cho phù hợp với cao độ người nói. người dùng định kích
thước, hình dạng, màu sắc cho Analysis Grid thông qua Properties Bar.
Nhấn F6 để xem dưới dạng mặt đứng. Sau đó dùng lệnh Move để dịch chuyển nguồn âm lên cao độ 1600
CHIM BÉ
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 Chúng ta thấy rằng, phần mái trong 1 năm nhận Display Rays và Generate Rays.
được nhiều nhiệt lượng nhất. Bên trong phòng nhận được ít nhiệt lượng hơn.
CHIM BÉ
Kết quả thu được khi chọn Wind Frequency với thời gian All Year
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
CHIM BÉ
Import từ Revit Architecture qua định dạng file xml
thông
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 Display Rays 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.
CHIM BÉ
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…
CHIM BÉ