Sprawna analiza nasłonecznienia w Archicadzie

Światło ma duży wpływ na jakość naszego życia i znacząco wpływa na kształt budynków. Warto zatem posiadać dobre narzędzia projektowe, które jak najlepiej odzwierciedlają rzeczywistość i pozwolą zaprojektować dobrą architekturę. Projektanci muszą spełnić szereg przepisów regulujących dostęp do naturalnego światła. Choć mogą wydawać się złożone i nieprecyzyjne, to mają za zadanie określić, jak projektować budynki z myślą o komforcie jego przyszłych mieszkańców. W tym artykule pokażę Ci skuteczną metodę przeprowadzenia analizy nasłonecznienia w programie Archicad.

Badanie słońca w analizie chłonności

Niejednokrotnie analiza chłonności była czynnikiem decydującym o losach całej inwestycji. W kontekście badania słońca można ją podzielić na trzy główne elementy:

• Przesłanianie – naturalne oświetlenie pomieszczeń (§13 Warunków Technicznych)
• Zapewnienie odpowiedniego oświetlenia dziennego (§57 Warunków Technicznych)
• Nasłonecznienie (§60 Warunków Technicznych)

Możemy stosunkowo szybko ocenić przesłanianie budynków i obliczyć stosunek powierzchni okien do powierzchni podłogi. Jednak analiza nasłonecznienia jest znacznie bardziej skomplikowana. Każda zmiana w projekcie, taka jak przesunięcie okna czy zmiana kształtu budynku, wymaga powtórzenia całego procesu. Przy większej ilości lokali mieszkalnych, analiza staje się bardzo czasochłonna.

Dodatkowo, jako projektanci, czasem musimy udowodnić poprawność naszych wyników przed organem wydającym decyzję pozwolenia na budowę, np. poprzez opracowanie rysunków zacienienia, które nie mają poparcia w przepisach. Niemniej zapewnienie odpowiedniego czasu nasłonecznienia projektowanych przestrzeni należy do projektanta. Warto więc pochylić się nad bezpiecznym i efektywnym sposobem wykonania analizy. Przyjrzyjmy się teraz bliżej przepisom, których należy przestrzegać podczas tego procesu.

Analiza nasłonecznienia

W projektowaniu budynków i pomieszczeń przeznaczonych dla ludzi trzeba dbać o zapewnienie odpowiednich warunków nasłonecznienia i oświetlenia. W §60 Warunków Technicznych, który omawia przepisy dotyczące światła dziennego można przeczytać:

1. Pomieszczenia przeznaczone do zbiorowego przebywania dzieci w żłobku, klubie dziecięcym, przedszkolu, innych formach opieki przedszkolnej oraz szkole, z wyjątkiem pracowni chemicznej, fizycznej i plastycznej, powinny mieć zapewniony czas nasłonecznienia wynoszący co najmniej 3 godziny w dniach równonocy w godzinach 8:00-16:00, natomiast pokoje mieszkalne – w godzinach 7:00-17:00.
2. W mieszkaniach wielopokojowych wymagania ust. 1 powinny być spełnione przynajmniej dla jednego pokoju.
3. W przypadku budynków zlokalizowanych w zabudowie śródmiejskiej dopuszcza się ograniczenie wymaganego czasu nasłonecznienia, określonego w ust. 1, do 1,5 godziny, a w odniesieniu do mieszkania jednopokojowego w takiej zabudowie nie określa się wymaganego czasu nasłonecznienia.

Warto wspomnieć, że powyższe zapisy odnoszą się nie tylko do projektowanego budynku, ale również otoczenia. Tak określone przepisy nakładają na architektów dużą odpowiedzialność. Warto zapoznać się z dostępnymi metodami, którymi możemy się posłużyć w celu wykonania analizy nasłonecznienia.

Metoda tradycyjna

Wielu projektantów w celu zapewnienia odpowiedniego czasu nasłonecznienia korzysta z tzw. tradycyjnej metody linijki słońca (Linijka Słońca Twarowskiego). Istnieje kilka powodów, przez które ta metoda może okazać się niewystarczająco dokładna:

1. Wyliczenia cienia są zgodne z czasem lokalnym, a nie czasem strefowym.
2. Linijka zakłada, że południe i moment górowania słońca to dokładnie ta sama chwila. Może być to problematyczne w przypadku dni równonocy i ich powiązaniu ze zmianą czasu zimowego na letni.
3. Metoda została opisana dla uśrednionego roku i czasu słonecznego, dlatego wyznaczone przy jej pomocy zacienienie nie będzie odpowiadać temu występującemu w naturze. Niedokładność w roku przestępnym może wynosić nawet jeden dzień dla równonocy wiosennej.
4. Linijka słońca opiera się na ogólnych założeniach dotyczących położenia geograficznego i sezonowych zmianach kąta padania promieni słonecznych. Nie bierze pod uwagę istotnych czynników, takich jak wysokość terenu, obecność sąsiadującej zabudowy, a także balkonów, gzymsów, kominów i innych elementów otoczenia, które mają realny wpływ na ilość promieni słonecznych, które docierają do badanego okna.

Chciałbym wspomnieć o jeszcze jednym problemie związanym z pracochłonnością. Tradycyjna metoda linijki słońca wymaga wykreślenia i obliczenia dla każdej lokalizacji osobno, a to generuje spory nakład pracy. Takie podejście i wiążące się z nim ciągłe poprawianie może w praktyce prowadzić do dużej ilości błędów. Kluczowe jest tutaj nasze podejście. Jeżeli chcemy, aby to, co jest zaplanowane w projekcie, znalazło swoje odwzorowanie na budowie, ponieważ za to bierzemy odpowiedzialność, to jesteśmy zmuszeni szukać alternatywnego rozwiązania. W związku z tym pojawia się pytanie: czy istnieje sposób na automatyzację i przyspieszenie procesu analizy nasłonecznienia, zapewniając jednocześnie dokładność?

Odpowiedzi możemy szukać w oprogramowaniach BIM, które pozwalają na tworzenie cyfrowych modeli budynków. Narzędzia BIM umożliwiają przeprowadzenie analizy nasłonecznienia znacznie szybciej i dokładniej. Archicad staje się cennym sojusznikiem dla projektantów, pomagając uzyskać precyzyjne wyniki w krótszym czasie. Chciałbym teraz opowiedzieć, jak Archicad wykorzystuje swoje możliwości w analizie nasłonecznienia.

Analiza nasłonecznienia w Archicadzie

Projektanci korzystający z Archicada mają do dyspozycji wbudowany algorytm pozycji słońca. Dzięki temu poprzez wybranie konkretnego przedziału czasowego mogą otrzymać realne warunki oświetlenia. Oczywiście, aby wynik był miarodajny, należy zadbać o poprawne ustawienia podstawowych parametrów, takich jak:

• ustawienie lokalizacji projektu
• określenie północy projektu
• określenie wysokości n.p.m
• modele budynków otoczenia
• model projektowanego budynku.

Model słońca Archicada zintegrowany z powyższymi danymi położenia geograficznego prawidłowo i dokładnie określa położenie słońca na nieboskłonie. Pozycję słońca w Archicadzie możemy wykorzystać do utworzenia animacji wizualizujących przemieszczanie się cieni w modelu 3D. Animacje nie są jednak w pełni automatyczne, ponieważ wymagają interpretacji użytkownika. Mając jednak dokładny algorytm słońca stworzyliśmy aplikację do Archicada – Multibim SUN, która doskonale uzupełnia proces zautomatyzowania analizy, bazując na modelu nieboskłonu Archicada.

Multibim SUN

Multibim SUN to nasze autorskie narzędzie do Archicada, który automatycznie wykonuje analizę nasłonecznienia okien w interesującym nas czasie wykonania analizy i na tej podstawie generuje stosowne raporty. Do naszej dyspozycji jest dedykowana paleta, która jest w pełni zintegrowana z innymi funkcjonalnościami dostępnymi w programie Archicad. Dodatkowo program dodaje do poszczególnych okien właściwości czasu nasłonecznienia w dniach równonocy i wypełnia wartości w oparciu o cyfrową analizę z dokładnością do jednej minuty. Aplikacja sprawdza punkty na szkleniu w danej godzinie i wylicza, czy zadane warunki brzegowe są spełnione. W kolejnym kroku narzędzie zapisuje wyniki jako właściwości, które są automatycznie przypisywane do odpowiednich okien i mogą być wykorzystane do różnych celów. Możemy bez żadnych problemów przedstawić je na rzucie, wykorzystując stworzoną etykietę, zaprezentować w oknie 3D lub zestawić.

Pisząc o dokładności wykonywanej analizy wspomnę jeszcze, że narzędzie SUN bierze pod uwagę takie parametry, jak szerokości ramy okiennej, a także ilość badanych punktów na szkle oraz tolerancję nasłonecznienia. Te parametry również muszą być prawidłowo skonfigurowane, aby można było mówić o miarodajnym wyniku.

Algorytm Multibim SUN jest oparty na modelu słońca Archicada, który oblicza kąt zenitu i azymutu słońca w okresie od roku -2000 do 6000, z dokładnością +/- 0,0003 stopnia w oparciu o datę, godzinę i położenie na Ziemi. Więcej szczegółowych informacji na temat modelu słońca Archicada można pobrać: tutaj lub tutaj. Zainteresowanych dokładnością pozycji słońca w programie zapraszamy do obejrzenia krótkiego video, które porównuje zasięg cienia w Archicadzie vs. w realnych warunkach biurowych.

Multibim SUN nie tylko dokładnie odczytuje cienie generowane przez Archicad, ale jest również w pełni kompatybilny z Multibim STANDARD. Jest to inne nasze narzędzie, które przyspiesza i standaryzuje pracę w Archicadzie. STANDARD zawiera gotowe do użycia zastąpienia graficzne, które w prosty sposób są w stanie zaprezentować przykład, czy jest spełnione odpowiednie zapewnienie czasu nasłonecznienia, czy też nie. Zapraszam do obejrzenia krótkiego filmu na temat obecnej wersji, a dalej do zapoznania się z nowościami jakie przygotowaliśmy w kolejnej odsłonie narzędzia.

Nowe usprawnienia Multibim SUN

Praca nad nowymi funkcjami i usprawnieniami Multibim SUN ciągle trwa. W kolejnej odsłonie dodatku użytkownicy będą mieli do dyspozycji:

• możliwość wykonania kalkulacji nasłonecznienia dla całej strefy, a nie tylko pojedynczych okien, dzięki czemu możliwe będzie spełnienie wymagań kilkoma oknami i nie będzie konieczności ręcznego sumowania ich zakresów,
• opisywanie na podstawie wykonanej analizy automatycznie utworzonych właściwości dla stref Archicada narzędziem etykiety, wykorzystując autotekst (informacja o czasie nasłonecznia będzie dostępna w strefie, a nie tylko w oknie jak w obecnej wersji dodatku),
• możliwość zaznaczenia na liście elementów poddanych analizie aktualnie zaznaczonego otworu zarówno na rzucie, jak i w oknie 3D,

Dodatkowo usprawniliśmy reagowanie dodatku na zmiany w modelu oraz dokonaliśmy optymalizacji rozłożenia rozkładu punktów na skomplikowanych geometriach otworów, na podstawie których wykonywana jest analiza nasłonecznienia. Nowości zaprezentujemy na zbliżającym się webinarze: zarejestruj się

Podsumowanie

Skuteczna analiza nasłonecznienia wymaga nie tylko solidnej znajomości przepisów, ale też odpowiednich narzędzi. Tradycyjne metody, jak Linijka Słońca Twarowskiego, mogą być niewystarczająco dokładne, co wpływa na jakość projektu. Na szczęście istnieją nowoczesne programy, takie jak Archicad. Umożliwiają automatyczne wykonanie precyzyjnej analizy, wykorzystując bardzo dokładny model słońca dostępny w oprogramowaniu. Do naszej dyspozycji jest również dodatek Multibim SUN, który w połączeniu z Archicadem, pomaga zautomatyzować proces analizy nasłonecznienia i generuje precyzyjne raporty. Dzięki temu nasza praca wchodzi na wyższy poziom dokładności oraz efektywności.