建筑光環(huán)境模擬Ecotect的光環(huán)境分析

Ecotect是一個(gè)全面的技術(shù)性能分析輔助設(shè)計(jì)軟件，提供了一種交互式的分析方法，只要輸入一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，就可以提供數(shù)字化的可視分析圖，隨著設(shè)計(jì)的深入，分析也越來(lái)越詳細(xì)。下面對(duì)其光環(huán)境部分幾個(gè)主要功能作簡(jiǎn)要介紹。

光是建筑環(huán)境的重要組成部分，優(yōu)秀的采光設(shè)計(jì)可以提高建筑的使用舒適度，減少照明和空調(diào)能耗。Ecotect可以針對(duì)各種自然采光和人工照明環(huán)境做精確地分析和評(píng)估，同時(shí)給出包括采光系數(shù)、照度和亮度在內(nèi)的一系列標(biāo)準(zhǔn)控制指標(biāo)參數(shù)。

對(duì)于建筑來(lái)講，光照?qǐng)鼍皶?huì)很復(fù)雜，這是由于一年之中太陽(yáng)在天空中的位置隨著時(shí)間不斷變化并且隨時(shí)都會(huì)被云遮住，因此直接對(duì)建筑進(jìn)行全年模擬是不現(xiàn)實(shí)的?；谝陨系目紤]Ecotect的基本采光分析中采用的是全陰天模型，這是最不利的采光條件，它非常適合于對(duì)建筑進(jìn)行綜合采光評(píng)價(jià)，在我國(guó)當(dāng)前的建筑采光相關(guān)規(guī)范中也采用了類似的定義和方法。同時(shí)，Ecotect還提供了對(duì)于Radiance的支持，可以對(duì)各種復(fù)雜的光環(huán)境做進(jìn)一步的分析。

Ecotect是某公司研發(fā)的輔助生態(tài)設(shè)計(jì)軟件，這一軟件的構(gòu)想最初出現(xiàn)于其研發(fā)者安德魯?馬歇爾博士在西澳大利亞大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院的一篇博士論文中，Ecotect從最初到當(dāng)前發(fā)生了很大變化。

Ecotect采用了標(biāo)準(zhǔn)的Windows圖形用戶界面（GUI），只要用戶熟悉Windows操作就不難上手，另外Ecotect很多功能和操作都與我們經(jīng)常使用AutoCAD相類似。對(duì)于Ecotect來(lái)說(shuō)，熟練掌握操作并不難，而難點(diǎn)在于要明白用軟件到底在做什么，做出來(lái)的結(jié)果意味著什么，好還是不好，并且怎樣去根據(jù)它們優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

光環(huán)境由光（照度水平和分布、照明的形式）與顏色（色調(diào)、色飽和度、室內(nèi)顏色分布、顏色顯現(xiàn)）在室內(nèi)建立的同房間形狀有關(guān)的生理和心理環(huán)境。人們通過(guò)聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)認(rèn)識(shí)世界，在所獲得的信息中有80%來(lái)自光引起的視覺(jué)。光環(huán)境對(duì)人的精神狀態(tài)和心理感受也產(chǎn)生積極的影響。例如對(duì)于生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)的場(chǎng)所，良好的光環(huán)境能振奮精神，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量；對(duì)于休息、娛樂(lè)的公共場(chǎng)所，合宜的光環(huán)境能創(chuàng)造舒適、優(yōu)雅、活潑生動(dòng)或莊重嚴(yán)肅的氣氛。所以光環(huán)境是建筑設(shè)計(jì)中的重要方面。

作為建筑物外部最主要的氣候形成條件之一，日照對(duì)于建筑和建筑設(shè)計(jì)都有著深遠(yuǎn)的影響，優(yōu)秀的日照設(shè)計(jì)可以提高建筑的舒適度和衛(wèi)生條件，降低采暖能耗并提供清潔能源。針對(duì)設(shè)計(jì)階段的要求， Ecotect提供了強(qiáng)大的日照分析功能，其涵蓋了日軌圖分析、遮陽(yáng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及太陽(yáng)輻射強(qiáng)度分析等諸多方面的內(nèi)容。下面對(duì)幾個(gè)主要類型最簡(jiǎn)單介紹。?

（1）可視化投影遮擋分析。主要是以各種直觀的三維模型效果圖來(lái)顯示模型中的遮擋和投影情況，其特點(diǎn)是交互性高，直觀并且易于理解，用戶可以隨時(shí)調(diào)整模型并得到實(shí)時(shí)結(jié)果反饋，通常來(lái)說(shuō)此類分析一般不用進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。?

（2）太陽(yáng)輻射分析。根據(jù)太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)對(duì)表面或網(wǎng)格進(jìn)行定量輻射分析，其中還包括了由太陽(yáng)輻射分析衍生出來(lái)的太陽(yáng)能光電系統(tǒng)分析。?與Ecotect中的其他的日照分析不同的是，太陽(yáng)輻射分析是一種定量的分析，而其他的日照分析是一種定量的分析，而其他的日照分析則大多是以幾何作圖為主的分析。

（3）采光權(quán)分析。Ecotect中的采光權(quán)分析功能主要用于評(píng)估新建建筑對(duì)于周圍已有建筑的采光和日照環(huán)境所產(chǎn)生的影響。?

在Ecotect的采光權(quán)分析中，首先通過(guò)被遮擋建筑立面做與水平面呈25度角的傾斜平面，如果新建建筑在此斜面以下，則可以滿足BRE的要求，如果新建建筑超過(guò)此截面，則分別計(jì)算新建建筑項(xiàng)目實(shí)施前后被遮擋建筑窗戶上的垂直采光系數(shù)和隱蔽天空線進(jìn)行比較，如果不滿足一定的要求，這就需要建筑師通過(guò)各種措施和手段對(duì)新建建筑進(jìn)行修改和調(diào)整，以便將其負(fù)面影響控制在可以接受的范圍內(nèi)。

從上面介紹的采光權(quán)分析原理來(lái)看，我們完全可以利用垂直采光系數(shù)和隱蔽天空這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)新建建筑可能產(chǎn)生的負(fù)面影響進(jìn)行評(píng)估，然后根據(jù)評(píng)估結(jié)果有針對(duì)性地對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

可視度分析是Ecotect在5.5版中增加的一個(gè)新功能。所謂可視度，通俗的說(shuō)就是物體能不能被肉眼看到以及所能看到的程度，它已經(jīng)成為規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要影響因素。Ecotect中的可視度分析包括了兩個(gè)方面的內(nèi)容，即規(guī)劃可視度分析和室內(nèi)視野分析。在可視度分析中，Ecotect將根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)將目標(biāo)物體劃分為若干個(gè)采樣區(qū)，同時(shí)用分析 網(wǎng)格來(lái)表示需要分析的區(qū)域，因此分析網(wǎng)格和采樣區(qū)尺寸共同決定了可視度分析的計(jì)算精度和速度，另一方面程序也可以根據(jù)不同的情況，自動(dòng)給出建議采樣值，供用戶參考。? ????

（1）規(guī)劃可視度分析。規(guī)劃可視度是指包括周圍一定范圍內(nèi)的區(qū)域中對(duì)于指定建筑的可見(jiàn)程度。其影響因素包括周圍環(huán)境的形態(tài)和建筑本身的幾何特征。利用Ecotect的這一功能可以快速地獲得目標(biāo)建筑在指定范圍內(nèi)的可視程度，它特別適合復(fù)雜的舊城改造和重要的地標(biāo)性建筑的設(shè)計(jì)。建筑師在方案推敲過(guò)程中可以隨時(shí)使用Ecotect進(jìn)行可視度分析，找出遮擋較為嚴(yán)重的區(qū)域，并針對(duì)性的做出修改和優(yōu)化。規(guī)劃可視度分析的設(shè)置較為簡(jiǎn)單，只需要在感興趣的區(qū)域鋪設(shè)分析網(wǎng)格并指定目標(biāo)即可，其計(jì)算結(jié)果有三種控制指標(biāo)，即絕對(duì)可視面積、采樣點(diǎn)可視百分率和物體可視百分率。? ????

（2）室內(nèi)視野分析。室內(nèi)視野分析是指市內(nèi)各點(diǎn)對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的可見(jiàn)程度。影響因素包括窗戶的尺寸和位置、房間的形狀布局以及建筑層高和吊頂做法等。室內(nèi)視野經(jīng)常被建筑師所忽略，但這一點(diǎn)對(duì)建筑使用者的主觀舒適度影響很大。利用Ecotect的室內(nèi)視野分析功能，建筑師可以對(duì)房間進(jìn)行全面的視野分析，找出可能出現(xiàn)問(wèn)題的地方，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理。 2100433B

本書以清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系多年的研究成果為基礎(chǔ)，對(duì)建筑外環(huán)境模擬相關(guān)的研究成果進(jìn)行總結(jié)，內(nèi)容包括：研究現(xiàn)狀，建筑繞流模擬方法，建筑繞流模擬方法，建筑繞流模擬方法，特殊邊界的處理—噴泉模型，特殊邊界的處理—噴泉模型，室外環(huán)境的全年模擬方法，室外環(huán)境評(píng)價(jià)方法，居住區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬應(yīng)用，居住區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬應(yīng)用，居住區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬應(yīng)用，居住區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬應(yīng)用等。

學(xué)科：環(huán)境科學(xué)

詞目：環(huán)境模擬

英文：environmental simulation

釋文：環(huán)境模擬包括數(shù)學(xué)模擬、物理模擬、化學(xué)模擬、生物模擬及計(jì)算機(jī)仿真模擬等，是環(huán)境預(yù)測(cè)的重要手段。模擬的步驟是：①確定模擬對(duì)象；②確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；③建立系統(tǒng)模型；④檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行?；⑤分析系統(tǒng)的靈敏度；⑥實(shí)際應(yīng)用。 2100433B

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書以具體實(shí)例為主，結(jié)合相關(guān)的建筑物理原理，詳細(xì)介紹了Autodesk Ecotect Analysis的基本建模方法及各種分析的基本功能。全書分為遮陽(yáng)、采光、熱工、反射、太陽(yáng)輻射、遮擋與投影、室內(nèi)聲學(xué)七章，將設(shè)計(jì)師需要分析的內(nèi)容基本涵蓋其中。每個(gè)章節(jié)先將需要分析案例的基本情況和環(huán)境要求介紹給大家，再結(jié)合相關(guān)的建筑物理原理，將案例分析一遍，最后將操作步驟詳細(xì)演示出來(lái)。使學(xué)習(xí)者對(duì)這一類問(wèn)題有較完整的了解，并結(jié)合案例對(duì)軟件具體的使用方法也有詳細(xì)了解。