23/01/2015 - Einen neuen Simulator probieren, um die Solarausrichtung eines Gebäudes zu erfahren

Menéame

In der Lage, die Sonnenausrichtung eines Gebäudes (im Projekt oder bereits vorhanden) zu simulieren und zu bewerten, wobei die Fläche seiner der Sonne ausgesetzten Fläche in jeder Breite, Tag und Stunde als Indikator dient, ist das Hauptziel des in der Abteilung für Architektur der Technische Universität Federico Santa María Aus Chile.

Laut Luis Felipe Gonzalez, einem Wissenschaftler der Abteilung für Architektur der USM, kann dieses neue Werkzeug in den frühen Stadien des architektonischen Designs eingesetzt werden, während es potenzielle volumetrische Konfigurationen für ein energieeffizientes Gebäude und die Erforschung von Alternativen, sei es für die Platzierung von Photovoltaik-Panels und Solarheizungen, oder von Konkursen auf Fassaden und Decken eines bestehenden Gebäudes, untersucht. Eine weitere nicht weniger wichtige Anwendung ist die Ausbildung zur Nutzung der Sonnenenergie in der Architektur, vor allem in der Ausbildung neuer Fachleute.

"Das neue Tool fällt in die Kategorie der "Tangible User Interfaces," die die virtuelle (Bits) und physische (Atome) Welt gleichzeitig integrieren können und in der die meisten Mischinitiativesysteme enthalten sind, die dem Nutzer mehr Kontrolle bei der Entscheidungsfindung im Vergleich zu Blackbox-Systemen bieten, wo er sich auf die Bewertung verlassen muss, die das System macht, ohne den Bewertungsprozess zu verstehen oder ohne andere Kriterien eingeben zu können."

Berechnung der Sonnenexposition

Es ist wichtig zu betonen, dass das Designkonzept dieses Geräts das eines umgekehrten Heliodes ist (ein Instrument zur Simulation der Sonnenbahn) und wo letztlich Innovation liegt, da es dem Benutzer zeigt, "was die Sonne sieht" und nicht den Effekt von Licht und Schatten auf eine Oberfläche. Er fügte hinzu: "Es ist eine künstliche Vision und elektronische Aktuatoren, die koordiniert und über einen Mikroprozessor eine Bildaufnahmekamera in eine Vielzahl von Hubwinkeln verlegen, und eine Plattform in eine Reihe von Winkeln von Azimut drehen, auf der das physikalische Modell des zu bewertenden Gebäudes positioniert wird."

Mit Hilfe einer Bildsegmentierungstechnik zur Berechnung der zweidimensionalen Ausdehnung des physischen Modells des Gebäudes und der in jeder Sonnenausrichtung eingefangenen Fläche simuliert der resultierende Wert die Fläche, die der Sonne ausgesetzt ist, in der vom Benutzer vorher festgelegten Breite und dem Datum, und bei der Konstruktion eines Gebäudes sind relevante Informationen zu erhalten, um die Räume des Gebäudes zu orientieren und seine äußere Form zu ändern.

Auf der Grundlage des Vorstehenden weist Gonzalez darauf hin, dass der Begriff der Gebäudeorientierung häufig für Verwirrungen, auch zwischen Architekten und Studenten, verwendet wird. "In der Literatur über die Forschung im Bereich der Automation der kartographischen Verallgemeinerung wird deutlich, dass es mindestens zwei Möglichkeiten gibt, die Ausrichtung eines Gebäudes festzulegen, wobei die Richtung der zweidimensionalen Dehnungsachse berücksichtigt wird, während die andere die (durchschnittliche) Richtung der größten Anzahl von Außenwänden betrachtet und parallel zueinander verläuft. Bei Anwendung der ersten Methode bedeutet die Ausrichtung eines Gebäudes, dass es um seine vertikale Achse dreht, während bei Anwendung der zweiten Methode die äußere Form verändert wird, was konventionell mit seiner internen Konfiguration zusammenhängt."

Vorteile des Systems

Zurzeit gibt es mehrere Computer-Anwendungsprogramme, die es ermöglichen, die volumetrische Konfiguration eines Gebäudes zu modellieren und es unterschiedlichen Simulationen und Bewertungen hinsichtlich seiner Solarisation mit hoher quantitativer Genauigkeit zu unterziehen. "Der größte Nachteil - und zwar fast all diese Anwendungen - besteht darin, dass der Benutzer des Werkzeugs Alphanumerische Werte einer Vielzahl von Variablen zuweisen muss, die in den frühen Phasen des Designprozesses im Allgemeinen unbekannt oder für den Architekten nur irrelevant sind."

Die Fläche, die der Sonne eines Gebäudes ausgesetzt ist, ist die wichtigste Variable, die die Energieeffizienz in Bezug auf den erforderlichen Verbrauch bestimmt, um einen Innenraum zu heizen, zu kühlen und zu beleuchten, zusammen mit der Materialität der Innenfläche eines Gebäudes. "In den frühen Phasen des architektonischen Gestaltungsprozesses sind Form und Ausrichtung eines Gebäudes grundlegende Variablen, die der Designer erforschen und fixieren muss, bevor er mit dem Design fortfährt. Hier liegt die Bedeutung quantitativer Bewertungsmethoden, die die frühzeitige Erforschung von architektonischen Konfigurationen unterstützen können, die den Energieverbrauch während ihrer Tätigkeit beeinflussen," erklärt der Akademiker.

Die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht somit die Anwendung qualitativer und quantitativer Bewertungsmethoden, die digital messbare Beweise für die Bewertungsergebnisse, die auf physischen Modellen arbeiten und für die Simulation und Bewertung keinen Raum benötigen.

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