Оптимизация затенения в ECOTECT

ИСХОДНАЯ ПЛОЩАДКА

Точная площадка, требующая затенения, показана на рисунке 1 ниже. Если вы загружаете модель ECOTECT, она находится в Кардиффе с широтой 51,5 °, долготой -3,0 °, а часовым поясом является GMT + 0.

Рисунок 1 - Площадка, требующая затенения.

ПОДХОД

Чтобы решить такую проблему, вам нужно начать где-то - так почему бы не начать с горизонтальной плоскости, парящей какое-то произвольное расстояние над площадкой - скажем, около 10 м. Поскольку положение Солнца перемещается по небу и может быть довольно низким утром и вечером, мы сделаем плоскость немного больше, чем фактическая площадка, чтобы дать нам некоторый запас, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Для начала создайте плоскость на 2,4 м над площадкой

ЭЛМЕНТЫ ПОЛИГОНА ЗАТЕНЕНИЯ

Первое, что нам нужно сделать, это определить точную форму тени, которая идеально закрашивала бы одну точку в течение этой даты / периода времени. Если вы представляете лазерный луч, расположенный в одной из вершин площадки, который всегда точно указывает на Солнце, то, что мы делаем, это форма, которую он описывает, когда он попадает на поверхность затенения, если мы отслеживаем Солнце в каждом крайнем положении в течение даты и заданный временной диапазон. Очевидно, что Солнце является самым высоким в небе летом, поэтому одна из этих линий должна будет следовать Солнцу на летнем солнцестоянии. Другая линия будет отслеживать Солнце в эту дату в пределах диапазона, когда Солнце будет самым низким в небе. Затем две линии соединяются отслеживанием Солнце в 09:00 и 17:00 между двумя датами.

Для этого сначала найдите траекторию прохождения в одной из вершин многоугольника площадки - любой из них будет сделан для начала. Прохождение отображается как небольшая красная ось с X, Y и Z в конце каждой строки. Затем убедитесь, что в настоящее время выбрана большая горизонтальная плоскость над площадкой. Наконец, выберите пункт меню Calculate> Shading and Shadows> Project Transform Origin> Solar Shading Profile. Появится диалоговое окно, показанное на рисунке 3.

ECOTECT: Shading Profile

Set cut-off dates and times for shading.

г Date Range From:

1st April

i- Time Range----1

To:

10th September

From: ^^^Jl

To:

09:00

17:00

Enteric! Profile Elevoriel Obj-

Help...

Рисунок 3 - Требуются настройки профиля затенения.

Устанавливаем требуемый диапазон дат с 1 апреля по 10 сентября и диапазон времени от 9 утра до 5 вечера. Когда вы закончите, нажмите кнопку OK.

Теперь мы должны увидеть точную форму, необходимую для затенения точки начала для выбранных дат и времени, проецируемых на поверхность затенения, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 - Форма, необходимая для затенения точки начала.

ТИПОВОЙ ПОЛИГОН ДЛЯ КАЖДОЙ ВЕРШИНЫ

Следующей задачей является создание одного и того же затеняющего многоугольника для каждой вершины сайта. Хотя вы можете это сделать, повторяя тот же процесс, что и описанный выше, лучи Солнца настолько близки к параллели к тому времени, когда они достигают поверхности Земли, что требуемая форма будет точно такой же. Таким образом, вы можете просто скопировать исходную фигуру из вершины в вершину с помощью команды интерактивного перемещения и выбрать «Применить к копированию».

Offset Distance

Рисунок 5 - Репликация этой фигуры для другой вершины

После этого для каждой вершины, составляющей периметр площадки, вы должны получить серию из 17 фигур, как показано ниже.

Рисунок 6 - Репликация для всех вершин на сайте.

ОБЩИЙ ПОЛИГОН ЗАТЕНЕНИЯ

Следующий шаг - объединить все крайние точки, чтобы сформировать требуемый общий охватывающий полигон. Это выглядит относительно простым, однако вам нужно очень внимательно изучить рисунок 7 ниже, чтобы понять, почему использовалось только небольшое количество соединительных линий.

Этот процесс включает определение того, где конечности общей границы формы должны перемещаться из крайней точки на одном из вершинных затененных полигонов на следующий. Затем эти две крайние точки должны быть соединены линией, параллельной той же длине, что и отрезок линии на участке, соединяющем эти две вершины. Мы посмотрели на различные алгоритмы, чтобы автоматически генерировать эту общую форму из нескольких полигонов, но это не простой выпуклый корпус или что-то в этом роде.

Рисунок 7 - Создание внешней границы для получения общей формы. Результатом является требуемая форма для плоского оттенка при указанном смещении над сайтом. Рисунок 8 показывает тени, наложенные на площадку каждый час дня 10 сентября (то же, что и 1 апреля) и 21 июня (Летнее равноденствие). Там может быть избыток тени, но на самом деле нет.

Рисунок 8 - Часовые тени в крайние сроки.

ОБЪЕМ ТЕНИ

Когда у нас есть эта фигура, на самом деле она представляет собой единый срез через «конический» тот, который представляет собой область фактического требуемого затенения. Любой фрагмент в этом томе будет одинаково затенять площадку.

Рисунок 9 - «Конический» объем затенения, созданный из полученного многоугольника.

Чтобы получить срез под любым другим углом, просто создайте плоскость под нужным углом, сначала выберите и пометьте ее как плоскость резки. Затем выберите проецируемые «конические» поверхности и используйте пункт меню «Изменить»> «Режущая плоскость»> «Обрезка» .... Убедитесь, что вы выбрали «Профиль не обрезать», чтобы оставить плоскости нетронутыми.

Рисунок 10 - Режущие профили под разными углами.

К сожалению, нет никакого способа обойти это - вам нужно физически проследить каждую точку на полученной линии профиля, чтобы получить плоскую поверхность затенения.

РЕШЕНИЕ

Чтобы найти тень с наименьшей площадью поверхности, вам придется попробовать ряд плоскостей под разными углами. Два приведенных ниже примера показывают, что область потребностей может существенно отличаться в зависимости от плоского угла.

Рисунок 11 - Различные угловые срезы с разной площадью поверхности.

Очевидно, чем ближе плоскость к площадке, тем меньше он будет.