建筑光環(huán)境模擬Ecotect中的日照分析

作為建筑物外部最主要的氣候形成條件之一，日照對于建筑和建筑設(shè)計都有著深遠的影響，優(yōu)秀的日照設(shè)計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。針對設(shè)計階段的要求， Ecotect提供了強大的日照分析功能，其涵蓋了日軌圖分析、遮陽的優(yōu)化設(shè)計以及太陽輻射強度分析等諸多方面的內(nèi)容。下面對幾個主要類型最簡單介紹。?

（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顯示模型中的遮擋和投影情況，其特點是交互性高，直觀并且易于理解，用戶可以隨時調(diào)整模型并得到實時結(jié)果反饋，通常來說此類分析一般不用進行數(shù)據(jù)計算。?

（2）太陽輻射分析。根據(jù)太陽輻射數(shù)據(jù)對表面或網(wǎng)格進行定量輻射分析，其中還包括了由太陽輻射分析衍生出來的太陽能光電系統(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估新建建筑對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，如果新建建筑超過此截面，則分別計算新建建筑項目實施前后被遮擋建筑窗戶上的垂直采光系數(shù)和隱蔽天空線進行比較，如果不滿足一定的要求，這就需要建筑師通過各種措施和手段對新建建筑進行修改和調(diào)整，以便將其負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)分析原理來看，我們完全可以利用垂直采光系數(shù)和隱蔽天空這兩個指標(biāo)對新建建筑可能產(chǎn)生的負面影響進行評估，然后根據(jù)評估結(jié)果有針對性地對方案進行優(yōu)化。

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

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可以針對各種自然采光和人工照明環(huán)境做精確地分析和評估，同時給出包括采光系數(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)。

對于建筑來講，光照場景會很復(fù)雜，這是由于一年之中太陽在天空中的位置隨著時間不斷變化并且隨時都會被云遮住，因此直接對建筑進行全年模擬是不現(xiàn)實的?；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，它非常適合于對建筑進行綜合采光評價，在我國當(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，Ecotect還提供了對于Radiance的支持，可以對各種復(fù)雜的光環(huán)境做進一步的分析。

Ecotect是某公司研發(fā)的輔助生態(tài)設(shè)計軟件，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。對于Ecotect來說，熟練掌握操作并不難，而難點在于要明白用軟件到底在做什么，做出來的結(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。人們通過聽覺、視覺、嗅覺、味覺和觸覺認(rèn)識世界，在所獲得的信息中有80%來自光引起的視覺。光環(huán)境對人的精神狀態(tài)和心理感受也產(chǎn)生積極的影響。例如對于生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)的場所，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；對于休息、娛樂的公共場所，合宜的光環(huán)境能創(chuàng)造舒適、優(yōu)雅、活潑生動或莊重嚴(yán)肅的氣氛。所以光環(huán)境是建筑設(shè)計中的重要方面。

可視度分析是Ecotect在5.5版中增加的一個新功能。所謂可視度，通俗的說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)計和建筑設(shè)計的一個重要影響因素。Ecotect中的可視度分析包括了兩個方面的內(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)計將目標(biāo)物體劃分為若干個采樣區(qū)，同時用分析 網(wǎng)格來表示需要分析的區(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)域中對于指定建筑的可見程度。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。建筑師在方案推敲過程中可以隨時使用Ecotect進行可視度分析，找出遮擋較為嚴(yán)重的區(qū)域，并針對性的做出修改和優(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，其計算結(jié)果有三種控制指標(biāo)，即絕對可視面積、采樣點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)各點對于室內(nèi)環(huán)境的可見程度。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，但這一點對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，建筑師可以對房間進行全面的視野分析，找出可能出現(xiàn)問題的地方，對其進行優(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)，對建筑外環(huán)境模擬相關(guān)的研究成果進行總結(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)境評價方法，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、生物模擬及計算機仿真模擬等，是環(huán)境預(yù)測的重要手段。模擬的步驟是：①確定模擬對象；②確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；③建立系統(tǒng)模型；④檢驗?zāi)Ｐ偷挠行?；⑤分析系統(tǒng)的靈敏度；⑥實際應(yīng)用。 2100433B

內(nèi)容簡介

本書以具體實例為主，結(jié)合相關(guān)的建筑物理原理，詳細介紹了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、采光、熱工、反射、太陽輻射、遮擋與投影、室內(nèi)聲學(xué)七章，將設(shè)計師需要分析的內(nèi)容基本涵蓋其中。每個章節(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演示出來。使學(xué)習(xí)者對這一類問題有較完整的了解，并結(jié)合案例對軟件具體的使用方法也有詳細了解。