¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

5 июл€ 2015

Ѕританские архитекторы оптимизируют характеристики сложных фасадов зданий средствами COMSOL, Autodesk и Robert McNeel & Associates

ƒженифер ’енд

ќт редакции isicad.ru: ќригинал статьи ƒженифер ’енд (Jennifer Hand) ЂOptimizing the Performance of Complex Building Façadesї опубликован в ежегодном корпоративном журнале компании COMSOL, посв€щенном мультифизическому моделированию, а еЄ перевод (под заголовком Ђќптимизаци€ характеристик сложных фасадов зданийї) готовитс€ к публикации в русско€зычной версии того же журнала. ¬ыражаем благодарность руководител€м московского офиса за готовность познакомить с этой статьЄй аудиторию портала isicad.ru.
COMSOL NewTecnic Facades 0 ћельбурн

ѕлощадь ‘едерации, ћельбурн, јвстрали€

»спользу€ мультифизическое моделирование дл€ понимани€ взаимодействи€ между переменными величинами окружающей среды, геометрических форм и строительных сооружений, инженеры компании Newtecnic гарантируют эстетичность и реализуемость инновационных фасадов зданий.


ƒинамичные, текстурные и символичные; не важно, бросают ли они вызов силе прит€жени€ или органично вырастают из окружающего ландшафта, Ч знаменитые сооружени€ часто имеют сложные фасады. —проектированные не только дл€ защиты, они также регулируют такие переменчивые факторы, как температура и внешн€€ эстетика.

—пециалист в данной области, компани€ Newtecnic, проектирует и анализирует фасадные системы дл€ их использовани€ в значимых общественных проектах, а также систематически сотрудничает с компанией Zaha Hadid Architects, известной во всем мире смелыми, текучими архитектурными формами. ќснователи и нынешние руководители компании Newtecnic Ёндрю ”оттс (Andrew Watts) и ясмин ”оттс (Yasmin Watts) известны своей работой над выдающимис€ проектами, в число которых вход€т знаменита€ ѕлощадь ‘едерации (ћельбурн, јвстрали€) и совсем недавно построенный культурный центр имени √ейдара јлиева в центре Ѕаку, јзербайджан (см. рис. 1).

COMSOL NewTecnic Facades Ѕаку

–абота с уникальными решени€ми дл€ компании Newtecnic не в новинку, при этом каждый проект требует мышлени€, выход€щего за рамки концептуального проектировани€. јрхитекторы забот€тс€ об эстетике и выполн€ют моделирование поверхностей проектируемых зданий, после чего инженеры компании Newtecnic слой за слоем вы- страивают фасад, не забыва€ о креативности конструкции и обеспечива€ ее конструктивную целостность.

ЂЌаши клиенты хот€т получить эффективные и экономичные конструкторские решени€, которые бы соответствовали требовани€м, услови€м окружающей среды и были бы просты в эксплуатации, Ч говорит  армело √аланте (Carmelo Galante), начальник исследовательского отдела компании Newtecnic. Ч ѕоэтому ключевым аспектом нашей работы €вл€етс€ описание физических свойств фасадных систем, которые мы проектируемї.

—уществует множество задач, которые можно решить с помощью моделировани€: от исследований солнечного излучени€, которые позвол€ют оптимизировать расчет затенени€, чтобы уменьшить нагрузку на систему охлаждени€ и добитьс€ максимальной эстетики, до вли€ни€ крепежных кронштейнов вентилируемого фасада на целостность изол€ции.

ћоделирование за рамками концептуального проектировани€

ѕрограммное обеспечение COMSOL MultiphysicsЃ стало ключевым инструментом дл€ компании Newtecnic. –ассказывает  армело √аланте: Ђќдин пакет дл€ моделировани€ решает все наши задачи. я использую COMSOL дл€ изучени€ трехмерных моделей теплового моста Ч это когда материалы с высокой проводимостью проникают в изол€цию Ч и его вли€ни€ на общую энергоэффективность всего сооружени€, а также дл€ оценки максимальной температуры компонентов и выбора наиболее подход€щих изделий или материалов. я могу оценивать давление облицовки на конструкцию здани€ на этапах эскизного проектировани€ и исследовать более сложные фасады, в которых одновременно присутствует и принудительна€, и естественна€ вентил€ци€. “акже € могу оценивать вли€ние различных конфигураций конструкции на гигротермические характеристики фасадной системыї.

— помощью функции импорта данных —јѕ–, доступной в среде COMSOLЃ, √аланте часто импортирует сложные геометрические формы, в основном из ѕќ AutodeskЃ AutoCADЃ и RhinocerosЃ. ¬ компании Newtecnic все чаще примен€етс€ ѕќ AutodeskЃ RevitЃ, поэтому новый модуль расширени€ LiveLinkЩ for RevitЃ, обеспечивающий интеграцию моделей COMSOL со средой Revit, исключительно важен дл€ работы. “акже √аланте использует COMSOL совместно с инструментами параметрического моделировани€, такими как €зык программировани€ GrasshopperЃ, который примен€етс€ дл€ построени€ и анализа сложных геометрий посредством порождающих алгоритмов.

¬ одном из текущих проектов компании Newtecnic примен€етс€ проектирование фасадных систем дл€ престижного частного сооружени€, которое состоит из самонесущих бетонных оболочек длиной от 10 до 80 м и высотой до 30 м (см. рис. 2).

COMSOL NewTecnic Facades 2

Ѕетонные оболочки облицованы вентилируемыми фасадными системами, изготовленными из керамических панелей с двум€ криволинейными контурами поверхности, что позвол€ет точно вос- производить геометрию здани€.  ажда€ панель на углах поддерживаетс€ регулируемыми крепежными кронштейнами, изготовленными из нержавеющей стали. Ёти кронштейны креп€тс€ к бетонной конструкции четырьм€ анкерами после просверливани€ дополнительных отверстий, как показано на рис. 3.
COMSOL NewTecnic Facades 3

“ак как кронштейны проход€т сквозь слой изол€ции и имеют более высокую теплопроводность, чем бетонна€ конструкци€, то они создают тепловые мосты через фасадную оболочку, существенно снижа€ ее тепловые характеристики.

¬ыполнив упрощенный двухмерный анализ в среде COMSOL, √аланте изучил, каким образом создаваемый кронштейнами эффект теплового моста вли€ет на распределение температуры по фасаду (см. рис. 4).

COMSOL NewTecnic Facades 4

–езультаты моделировани€ были внесены в сценарий Grasshopper Ѓ дл€ оценки трех интересующих областей: тех, на которые воздействует один кронштейн; на которые воздействуют два или более кронштейнов и на которые кронштейны вообще не воздействуют (эти области показаны на рис. 5).
COMSOL NewTecnic Facades 5

–исунок 5. ћодель одной из оболочек, показанных на рисунке 2, с выделенными област€ми, на которые воздействуют один или два кронштейна либо не воздействует ни один кронштейн

ѕосле этого √аланте смог подготовить точную геометрию системы, а также все компоненты сооружени€. ЂЁто большое преимущество, когда ты можешь использовать два инструмента сразу, Ч говорит √аланте. Ч Grasshopper Ѓ дает мне возможность изучить геометрию в очень большом масштабе, в масштабе целого здани€, после чего € с имеющимис€ данными возвращаюсь в COMSOL и создаю детальную трехмерную модель, чтобы узнать реальные физические процессы, происход€щие в системеї. »спользу€ такой подход, √аланте смог выполнить трехмерный анализ дл€ изучени€ эффекта теплового моста в кронштейнах и всем здании (см. рис. 6), а также вычислить общий коэффициент теплопередачи (коэффициент теплоусвоени€) фасада.
COMSOL NewTecnic Facades 6

Ђ— помощью мультифизического моделировани€ € сумел лучше пон€ть реальную ситуацию, Ч объ€сн€ет √аланте. Ч я могу анализировать потоки сред совместно с €влени€ми теплопередачи с учетом проводимости, конвекции и излучени€. »ными словами, € могу более точно оценивать взаимосв€зь разных физических €влений и провер€ть характеристики различных конструкций и материаловї.

”чЄт изменений конструкций

»нженеры компании Newtecnic должны учитывать посто€нные изменени€ конструкции и подтверждать правильность любых таких изменений. Ђћоделирование дает нам такую возможность, Ч говорит √аланте. Ч ћы можем четко продемонстрировать, какой именно эффект окажут изменени€ конструкции, и не важно, относ€тс€ ли они, например, к энергоэффективности, конструктивным характеристикам, коррозии или сроку службы компонентаї.

ƒиректору Newtecnic Ёндрю ”оттсу приходитс€ отвечать на вопросы вроде: Ђ—тоит ли помен€ть это, чтобы заработало что-то другое?ї или Ђ≈сли мы это помен€ем, то до какой степени?ї. ќн высказал свое мнение: Ђ— помощью моделировани€ мы можем отойти от примен€емых в строительстве традиционных принципов изучени€ отдельных компонентов, которые выполн€ют одну единственную функцию, а вместо этого думать о многофункциональных компонентах и сооружении в целомї.

ћоделирование используетс€ дл€ анализа каждого компонента сооружени€, а его результаты в полном объеме присутствуют в чертежах, поэтому оценка затрат становитс€ исчерпывающей и пон€тной. ‘абио ћиколи (Fabio Micoli), заместитель директора компании Newtecnic, отметил ценность обратной св€зи с клиентами.

Ђћоделирование сводит к минимуму затраты на строительство, демонстриру€ подр€дчикам, что именно необходимо построить. Ёто, в свою очередь, позвол€ет сократить бюджет непредвиденных затрат и врем€ на устранение недостатков конструкции, дава€ строительной бригаде сконцентрироватьс€ на сроках выполнени€ проектаї.

Ќепрерывный процесс улучшени€

Ђ÷ифровые инструменты, которые мы используем, например, среда моделировани€, позвол€ют нам изучать новые возможности, а также улучшать процесс проектировани€ї, Ч говорит √аланте. ќн и его коллеги вид€т потенциал дл€ более широкого использовани€ моделировани€ в компании Newtecnic, включа€ новую —реду разработки приложений, вход€щую в COMSOL Multiphysics Ѓ 5.0. ћиколи отмечает: Ђћы можем, например, лучше взаимодействовать с клиентами, создав приложение, которое позволило бы архитектору измен€ть различные параметры и видеть, как именно изменени€ повли€ют на конструкцию, не вника€ в нюансы мультифизического моделировани€ї.

ќпредел€ющим фактором €вл€етс€ то, что с помощью моделировани€ клиенты компании Newtecnic смогут лучше чем, когда-либо, пон€ть характеристики сооружени€, что подчеркнет преимущества инновационного архитектурного проекта.

COMSOL NewTecnic Facades


Autodesk, логотип Autodesk, AutoCAD и Revit €вл€ютс€ зарегистрированными торговыми марками или торговыми марками компании Autodesk, Inc. и (или) ее дочерних компаний и (или) ее аффилированных компаний в —Ўј и (или) других странах.

Grasshopper и Rhinoceros €вл€ютс€ зарегистрированными торговыми марками Robert McNeel & Associates.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „то можно назвать Ђчудо-оружиемї отрасли —јѕ–?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.