ECOTECT Modellazione e Analisi Solare Ecotect v Introduzione al software 1

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1 Introduzione al software 1 La sostenibilità è da qualche anno un immagine latente che si staglia nell orizzonte del dibattito architettonico contemporaneo. La maggior parte dei progettisti la considera come un dato acquisito di cui si ha una conoscenza implicita e diffusa. Oggi i requisiti ecologici sono reclamati praticamente ovunque ( ). Purtroppo questo interesse nell ecologia dura solo fino al momento della presentazione del progetto, poi viene stranamente dimenticato. 2 Il software modulare Ecotect è un programma di nuova generazione, recentemente a disposizione dei professionisti e ricercatori, che consente di eseguire analisi approfondite sulle prestazioni energetiche e l integrazione climatica degli edifici, allo scopo di fornire suggerimenti, direzioni e indicazioni da seguire per uno sviluppo sostenibile del progetto. Ecotect non è solo un codice di verifica fisico-tecnica finale del manufatto architettonico (per cui si dà inoltre la possibilità di esportare il modello verso programmi di ricerca scientifica settoriale), bensì è uno strumento utile già nelle prime fasi del processo progettuale poiché dispone, oltre che dei sopra citati elementi di analisi, anche di tutti i mezzi necessari per la creazione geometrica dei modelli, per la contestualizzazione geografica e per la caratterizzazione tecnologica dell edificio. L integrazione di tutti questi aspetti ha come fine ultimo l individuazione della soluzione progettuale migliore, senza rinunciare alla complessità tipica di un analisi multidisciplinare come quella descritta. 1 Cfr. Iaschi Martina & Meloni Paola, tesi di laurea in progettazione architettonica Ambiente e Architettura sostenibile. Il software Ecotect come strumento progettuale: un diving center nella Baia di Sistiana, a.a , relatore prof V. Spigai, correlatore prof. L. Schibuola. 2 Cfr. Thomas Herzog nella traduzione di Beatrice Spinelli, Abbastanza sostenibile? Progetto per un ministero, L architettura naturale, n 18,

2 Ecotect unisce un programma di grafica ad uno di analisi prestazionali e funzioni di simulazione (analisi solare, illuminotecnica, termica, acustica, dei costi di costruzione e dell impatto ambientale) ed è pensato per due scopi: facilitare la progettazione dell edificio, ancora prima che esso venga immaginato come forma, e verificare i risultati della progettazione a processo ultimato. L analisi dettagliata del clima consente di ottimizzare le risorse disponibili quali il vento, la luce e l energia solare, nonché di fare delle comparazioni veloci tra diversi tipi di edificio senza richiedere un disegno dettagliato. Ciò permette di evitare di correggere un edificio alla fine del percorso progettuale, dopo aver scoperto che non funziona e quando può essere modificato solo in parte, e di concepire lo stesso dalle prime fasi in maniera corretta e determinata dal tipo di risultati che si vogliono ottenere. La concezione di un progetto diventa perciò un processo interattivo: implica la produzione di idee da valutare per essere subito rifiutate oppure approfondite e sviluppate. Generalmente si tratta di verifiche formali e funzionali che hanno, come comune necessità del procedimento, la possibilità di aggiustare le cose all inizio evitando sprechi e disillusioni; esiste infatti la possibilità di fare alcuni cambiamenti in maniera veloce e verificarne subito l influenza sui parametri che si stanno analizzando. Anche l immissione dei dati è pensata per questo modus operandi in quanto l input degli stessi parte dalla valutazione del luogo e delle preesistenze, per passare ad un disegno schematico della costruzione cui si aggiungono, successivamente, i materiali e le condizioni di utilizzo. La dotazione del programma presenta un modulo di disegno 3d che consente di produrre un modello schematico, necessario per la maggior parte delle routine di programma, oppure di crearne uno molto preciso, necessario solo per alcune osservazioni. 2

3 Il software è inoltre in grado di dar vita ad ombre e riflessioni animate e complesse; generare diagrammi solari per l immediata analisi dell ombreggiamento; calcolare la radiazione solare incidente su una superficie unitamente alla sua percentuale di oscuramento; quantificare il fattore di luce diurna assieme ai livelli di illuminazione di uno spazio; calcolare i carichi termici e il diagramma orario delle temperature per ogni zona della costruzione; generare l analisi del costo dei materiali e del loro impatto ambientale; tracciare l andamento delle onde acustiche e trovare il tempo di decadimento nonché di riverbero. Resta fondamentale considerare che l utente deve avere un minimo di nozioni tecniche per interpretare i risultati ed eventualmente cambiare alcuni parametri; inoltre, deve porre il problema in modo che il programma lo capisca, apportando perciò le opportune approssimazioni. Con un modello non preciso anche i risultati saranno approssimativi, ma la sua utilità sta nel confronto tra due schemi simili per avere un idea dei risparmi ottenibili e, quindi, un suggerimento in direzione della soluzione più appropriata. 3

4 CAP. 1 Interfaccia utente L interfaccia grafica di Ecotect associa alcuni componenti noti alla maggior parte degli utenti di MS Windows ad altre caratteristiche proprie di questo programma. Esse possono essere così suddivise: Main menù; Main, Additional, Modelling e View Toolbars; Status Bar; Control Panels; Date-Time e Cursor Input Toolbars; Options Toolbar; Drawing Canvas Main menù Le voci elencate aprono dei menù attraverso i quali si possono richiamare i principali comandi di Ecotect. Molti di tali comandi possono anche essere richiamati direttamente da tastiera con le rispettive k-word come indicato nei menù suddetti. Ad esempio: Display menù dato il modello rappresentato qui sotto (fig. 1), è possibile visualizzare le ombre generate (fig. 2) o selezionando Shadows dal menù Display o, semplicemente, premendo F10. Viceversa, per tornare alla rappresentazione del modello (fig. 1) o si seleziona Model dal menù Display 4

5 o si preme F9. fig. 1 Display Model fig. 2 Display Shadows 1.2. Main Toolbar Le icone che compongono questa barra di comandi permettono di eseguire le operazioni base del programma (come ad esempio Open file, Save, Print, ecc.) e di interagire con il modello, intervenendo e controllando le proprietà dello stesso e di tutti gli elementi che lo compongono (Preferences, Model settings, Material properties, Schedule editor, Zone management ) Additional Toolbar Le icone che compongono questa barra di comandi rappresentano gli strumenti del disegno in Ecotect. Alcune di esse possono non essere visibili al primo avvio del programma, ma possono essere visualizzate, come in AutoCad, semplicemente cliccando tasto destro in uno spazio vuoto della Main Toolbar. 5

6 1.4. Modelling Toolbar Anche le icone di questa barra, come quelle dell Additional Toolbar, rappresentano i principali strumenti di disegno in Ecotect: vengono usate principalmente per costruire e modificare il modello. Tra queste, l icona Zone è in assoluto la più usata: essa permette di creare una zona, completa di pavimento, soffitto e muri, con un unico comando. Zone Ad ogni clic tasto sinistro del mouse corrisponde uno spigolo della zona che si sta creando View Toolbar 5 icone che permettono di modificare e ridimensionare la vista del modello sulla Drawing Canvas, cioè nella parte dello schermo dedicata alla rappresentazione grafica Status Bar Consiste in un numero di sub-pannelli che forniscono informazioni sullo stato operativo del programma: il primo visualizza il numero dell oggetto che si va a 6

7 creare o a modificare, o può servire per richiamare dei comandi direttamente da tastiera inserendone le iniziali; il secondo indica gli Snaps attivi (lettere nere), che possono essere disattivati/attivati semplicemente cliccando una volta sulla lettera iniziale dello Snap interessato; il terzo fornisce informazioni sulle operazioni che si stanno effettuando Control Panels 9 pannelli di controllo per differenti aspetti del modello e diverse applicazioni di analisi, richiamati dalle rispettive icone a lato: Selection Information Informazioni e caratteristiche dell oggetto, nodo o zona selezionata. Zone Management Lista e caratteristiche delle zone che compongono il modello. Material Assignment Visualizza e consente di assegnare il Primary e l Alternate Material all oggetto selezionato/i. Shadow Settings Permette di interagire e controllare la visualizzazione delle ombre sul modello. Analysis Grid Permette di controllare la posizione, le caratteristiche ed il calcolo dell Analysis Grid. Rays & Particles Permette di controllare la diffusione di raggi acustici e particelle nel modello. Parametric Objects Permette di controllare, posizionare e creare geometrie parametriche e tetti inclinati. 7

8 Object Transformation Permette di trasformare/muovere gli oggetti o nodi selezionati attraverso informazioni numeriche. Export Interface Fornisce un veloce accesso alle opzioni di esportazione del modello verso altri programmi scientifici settoriali Date-Time e Cursor Input Toolbars Date-Time Toolbar Cursor Input Toolbar coordinate cartesiane Cursor Input Toolbar coordinate polari Non vengono mai visualizzate contemporaneamente: la Date-Time Toolbar è visualizzata per default e permette di interagire sulla data (ora, giorno, mese) e sulla località in cui si colloca il modello oggetto di studio; la Cursor Input Toolbar (coordinate cartesiane o polari), invece, è visibile solo quando si sta lavorando interattivamente sul modello, cioè quando si sta disegnando o modificando un oggetto sulla Drawing Canvas. Si dà così la possibilità di definire gli oggetti attraverso i valori delle coordinate che li identificano Options Toolbar Permette di controllare alcune caratteristiche interattive del programma, come ad esempio gli Snaps e le dimensioni della griglia di Snaps. Cliccando tasto destro su una qualsiasi icona appare la scritta What s This? che, selezionata, apre una descrizione sintetica della funzione del comando che essa rappresenta. 8

9 1.10. Drawing Canvas E la parte dello schermo che definisce il foglio da disegno su cui si va a costruire, modificare e visualizzare il modello. Attraverso il menù View della Main Toolbar si possono selezionare differenti viste 2D e 3D, oppure si può ruotare a piacere la vista tridimensionale di default muovendo il mouse tenendo premuto tasto destro. 9

10 CAP. 2 Concetti base 2.1. Layers e zone fig. 4 ogni zona del modello è identificata attraverso un nome ed un colore fig. 3 suddivisione del modello in zone Le zone in Ecotect possono essere paragonate ai layers in AutoCAD o ai levels in Microstation, ma esse, oltre ad essere utilizzate per raggruppare degli oggetti che presentano analoghe caratteristiche e sono relazionati tra loro, rappresentano un ambiente di una costruzione o, più specificatamente, un volume di aria racchiuso ed omogeneo (figg. 3-4). Si definirà successivamente la differenza tra zone termiche Thermal Zones e zone non termiche Non-Thermal Zones. Se il modello viene costruito esclusivamente per l analisi solare o per essere esportato verso altre applicazioni di analisi le zone non devono necessariamente definire spazi racchiusi e possono perciò essere usate con lo stesso significato dei layers e dei levels in altri strumenti CAD (fig. 5). 10

11 fig. 5 la suddivisione in zone rispecchia la suddivisione in tipi di elementi Per l analisi termica ed acustica, invece, l esatta definizione di zone termiche diventa critica, in quanto diventa condizione necessaria e sufficiente per l accuratezza dell analisi (cfr. fig. 3). Il modo più semplice ed immediato per creare una zona è quello di utilizzare il comando Zone della Modelling Toolbar. In questo modo si possono facilmente costruire le zone che compongono il modello a partire da un disegno CAD importato. Per una corretta costruzione del modello, ci sono altri aspetti riguardanti le zone che è bene conoscere: Thermal Zones; Non-Thermal Zones; Outside Zone; Current Zone; Roof Zone Thermal Zones Ogni zona che costituisce un modello può essere impostata come zona termica o zona non termica: ciò lo si può fare dalla finestra di dialogo Zone Management, richiamata attraverso l omonima icona, oppure dal pannello di 11

12 controllo Zone Management sulla destra della finestra principale di applicazione. Una zona termica viene individuata da una piccola lettera rossa T affianco al nome ad essa associato. Come accennato in precedenza, una Thermal Zone deve identificare uno spazio delimitato del modello che definisce un volume di aria chiuso ed omogeneo e, come tale, esso deve essere completamente circoscritto da oggetti piani che definiscono il suoi muri, pavimenti, soffitti o tetti. Non ci sono restrizioni sul numero dei differenti tipi di superficie purché esso sia completamente racchiuso su tutti i lati che ne definiscono il perimetro e l adiacenza con altre zone. Ecotect individua automaticamente la sovrapposizione tra le superfici di zone adiacenti (fig. 6) attraverso il calcolo Inter-Zonal Adjacency ed assegna ad esse il loro Alternate Material (fig. 7). fig. 6 adiacenza tra 2 zone fig. 7 definizione dei materiali per le 2 pareti adiacenti In questo modo, seppur molti elementi risultano doppi, il modello può sempre essere geometricamente modificato, senza preoccuparsi ogni volta di riassegnare/aggiustare i materiali relativi alle superfici condivise tra le diverse zone della nuova configurazione spaziale. 12

13 Come verifica concettuale della corretta costruzione di una zona, devo immaginare di poterla riempire completamente d acqua, inclinarla e rovesciarla senza che ne fuoriesca alcuna goccia. E nel caso in cui una zona sia parzialmente aperta verso l esterno, tale apertura deve essere definita attraverso l elemento Void (vuoto) Non-Thermal Zones Una zona non termica viene contraddistinta da una piccola lettera T barrata in rosso affianco al nome ad essa associato. Le zone non termiche non partecipano al calcolo delle temperature interne e dei carichi di riscaldamento/raffrescamento; gli elementi che le costituiscono generano ombre e riflessioni sugli oggetti appartenenti ad altre zone, ma per essi non vengono calcolate né la radiazione solare incidente né le maschere di ombreggiamento; infine, per le zone non termiche, non viene calcolato il volume e gli oggetti che le costituiscono non sono soggetti al calcolo delle adiacenze Outside Zone Un modello in Ecotect presenta sempre un Outside Zone indifferentemente dal numero di zone da cui è costituito: essa viene automaticamente creata ogni volta che si apre un nuovo file e non può essere eliminata o rinominata. Questa zona può essere utilizzata per immagazzinare oggetti esterni quali siepi, alberi, recinzioni. E consigliato inoltre collocare in questa zona i dispositivi di ombreggiamento (cfr. fig. 5), cosicché essi non vadano ad incrementare la massa termica di alcuna zona; infatti, se un qualsiasi dispositivo di ombreggiamento fosse definito elemento di una zona termica, la radiazione solare collezionata da esso sarebbe trasferita in quella zona, con il risultato di andarne ad incrementare e quindi falsare i carichi interni. 13

14 L utilizzo dell Outside Zone viene inoltre utile per simulare terrazzamenti o l adiacenza dell edificio o di parte di esso con il terreno (fig. 8): a tutte le superfici del modello, appartenenti a zone termiche, che determinano la parte dell edificio interrata viene affiancato un piano appartenente all Outside Zone (fig. 9). fig. 8 la zona verde rappresenta un terrazzamento e viene quindi collocata nell Outside Zone. In questo modo il programma riconosce l adiacenza di parte delle zone gialla e arancio con il terreno fig. 9 lo stesso terrazzamento della figura precedente può essere definito anche semplicemente dal piano, che ne determina il profilo, adiacente alle zone gialla e arancio. Esso deve essere una partition appartenente all Outside Zone Zona arancio Zona gialla L Outside Zone rappresenta sempre una zona non termica, non ha volume (cioè il suo volume è assunto infinito) e la sua temperatura è presa direttamente dalla temperatura a bulbo secco relativa al file dei dati climatici della località caricata nel modello Current Zone In ogni file.eco aperto c è sempre una zona individuata come Current Zone, cioè la zona in cui viene immagazzinato ogni nuovo oggetto aggiunto al modello. Essa può essere o l ultima zona disegnata nel modello o l ultima zona impostata come Current nella finestra di dialogo Zone Management o nel pannello di controllo omonimo. 14

15 Questa operazione può essere fatta in molti modi: con doppio-clic sul nome della zona che si vuole impostare come Current nel pannello di controllo Zone Management o nell omonima finestra di dialogo; cliccando tasto destro del mouse nel pannello di controllo Zone Management e scegliendo la voce Make Current dal menù così visualizzato; cliccando tasto destro del mouse dopo aver selezionato l oggetto appartenente alla zona che si vuole impostare come Current e selezionando prima Zone e poi Make Selected Zone Current dal menù così richiamato; La Current Zone viene visualizzata in grassetto nel pannello di controllo Zone Management (fig. 10) e nell omonima finestra di dialogo, nonché ricordata nella barra Snap Settings della Options Toolbar (fig. 11). fig. 10 elenco delle zone che costituiscono il modello con evidenziata in grassetto la Current Zone fig. 11 la Current Zone viene ricordata anche nella Options Toolbar 2.6. Roof Zone La Roof Zone viene automaticamente creata ogni volta che si aggiunge un Pitched/Gable Roof; essa non ha particolari proprietà se non quella di essere una zona indipendente in cui vengono immagazzinati automaticamente tutti gli oggetti che costituiscono l elemento tetto. Ogni volta che viene creato un Pitched/Gable Roof tutti gli elementi che lo compongono sono del tipo Roof, fatta eccezione per la base che viene 15

16 identificata come elemento del tipo Floor. Tale elemento è sempre adiacente all elemento del tipo Ceiling appartenente alla zona sottostante e ciò viene riconosciuto come corretto dal calcolo delle adiacenze. 16

17 CAP. 3 Oggetti e nodi In Ecotect ci sono due modi per selezionare e manipolare gli oggetti: il primo consiste nel selezionare un intero oggetto (fig. 12) e spostarlo o ruotarlo; il secondo consiste nel selezionare uno o più nodi dell oggetto che si vuole modificare (fig. 13) e spostarli, così da modificare la geometria dell oggetto stesso. fig. 12 l oggetto selezionato è riconoscibile poiché viene visualizzato in grassetto. E ora possibile modificarlo sia richiamando i comandi attraverso le apposite icone, sia inserendo i valori parametrici delle trasformazioni nel pannello di controllo Object Transformation fig. 13 i nodi selezionati sono riconoscibili poiché sono circoscritti da quadrattini rossi. Per selezionarne uno cliccare tasto sinistro del mouse quando il puntatore assume la forma di una freccina Per aggiungere un o più nodi alla selezione tenere contemporaneamente premuto SHIFT I modi per visualizzare i nodi dell oggetto selezionato sono molteplici: usando il tasto F3 si passa dalla selezione dell oggetto alla visualizzazione dei suoi nodi; impostando la voce Object o Node dal menù a tendina del pannello di controllo Selection Information ed utilizzando poi le freccine adiacenti, la selezione passa da un oggetto o da un nodo all altro; 17

18 cliccando due volte sull oggetto di cui si vogliono visualizzare i nodi. Per uscire dalle selezioni basta cliccare in un area vuota del modello, oppure premere ESC. Un oggetto selezionato è immediatamente identificato in quanto, per default, le linee che lo costituiscono vengono mostrate in grassetto. Il modo in cui viene individuata la selezione di un oggetto può comunque essere modificato, scegliendo tra le varie opzioni di Selection highlight nella finestra di dialogo User Preferences, richiamata dall icona Preference della Main Toolbar, sotto la voce Modelling. I nodi selezionati invece vengono identificati da un quadrattino rosso o grigio: i nodi evidenziati in rosso possono essere manipolati, quelli grigi invece sono bloccati ed immodificabili, almeno che l oggetto cui appartengono non sia slegato utilizzando il comando Unlink objects. 18

19 CAP. 4 Relazioni tra oggetti Quando si disegna in Ecotect vengono stabilite delle relazioni tra gli elementi costruttivi che compongono il modello, così da semplificare sia il processo di modellazione sia quello di strutturazione. La relazione tra oggetti si crea principalmente in modo automatico in fase di disegno, tuttavia essi possono anche essere legati o slegati manualmente con gli appositi comandi Link e Unlink objects. Tale relazione tra oggetti viene sfruttata essenzialmente per una questione di convenienza e praticità in fase di modellazione. L unica relazione interna all oggetto che è veramente importante, sia durante la costruzione del modello, sia al fine di corrette routines di analisi, è la relazione Child-Panel utilizzata per l inserimento di aperture in oggetti già creati. Tutti gli altri legami sono opzionali. Le relazioni tra oggetti che vengono automaticamente stabilite all atto del disegno sono essenzialmente due: Child-Panel ed Extruded Object. Entrambe possono essere sciolte manualmente tuttavia una finestra, affinché sia riconosciuta dal programma come un foro nel muro in cui è localizzata, deve assolutamente essere legata ad esso; in caso contrario, effettuato il calcolo delle adiacenze, viene automaticamente visualizzato un messaggio di avvertimento Child-Panel Il Child-Panel è un oggetto che rappresenta un foro nell elemento padre cui appartiene, come ad esempio una finestra in un muro; essa, potendo esistere unicamente all interno dell elemento padre, può muoversi solamente all interno di esso. 19

20 Se il Child-Panel appartiene ad una superficie adiacente ad un altra di una zona differente, allora esso verrà riconosciuto come un passaggio attraverso entrambe le superfici (fig. 14). fig. 14 l elemento selezionato è una porta appartenente alla zona azzurra; in seguito al calcolo delle adiacenze essa viene automaticamente riconosciuta come porta di passaggio tra le 2 pareti adiacenti, rispettivamente della zona azzurra e della zona arancio Extruded Objects Quando si estrude un piano vengono creati, in direzione del vettore di estrusione, dei piani figli di quello di partenza. L altezza di estrusione, cioè l altezza dell elemento di chiusura della nuova configurazione spaziale, viene determinata tramite il vettore di estrusione: per modificarla basta selezionare l elemento origine, cioè il pavimento, e cambiare semplicemente la dimensione del vettore di estrusione dal pannello di controllo Selection Information. Allo stesso modo, quando si crea una nuova zona, il pavimento viene riconosciuto come elemento origine Parent, mentre la pareti ed il soffitto risultano figli, cioè elementi legati al primo da una relazione di dipendenza. Tutte le relazioni di interdipendenza tra oggetti sono basate su una specifica gerarchia padre/figlio per cui, trasformando un oggetto padre, vengono automaticamente trasformati anche tutti gli oggetti figli, al contrario, la trasformazione di un figlio è indipendente, cioè non determina modifiche sul padre. 20

21 CAP. 5 Tipi di elementi In Ecotect per rendere più immediata la creazione di un modello architettonico a ciascun oggetto della composizione si assegna un tipo di elemento. Tale associazione si basa sulla funzione dell oggetto all interno di una costruzione ed è molto importante sia per la definizione geometrico-spaziale dell edificio che per il calcolo delle sue prestazioni. E possibile cambiare il tipo di elemento associato a qualsiasi oggetto in qualunque momento, a condizione però di assicurarsi che la nuova associazione abbia un senso in relazione all analisi che si vuole fare. Ad esempio, non esistendo il tipo di elemento Stair, a seconda della funzione che si attribuisce alla scala nel modello, la si potrà costruire in modi diversi. Nelle due situazioni sottostanti la zona blu non include la zona sottostante la scala, mentre la zona gialla la comprende (fig. 15). In ciascun modello la scala assume un significato diverso: nella prima, essa rappresenta il confine della zona perciò, ciascuna superficie orizzontale (pedata) che la costituisce è definita come tipo Floor e ciascuna superficie verticale (alzata) è definita come tipo Wall; mentre nella seconda, tutte le pedate e tutte le alzate sono definite come Internal Partition (fig. 16). Tutto ciò può sembrare piuttosto complesso, ma offre invece una notevole flessibilità nel disegno e, contemporaneamente, coerenza concettuale. fig. 15 nella zona azzurra la scala è costituita da elementi di tipo Floor, in quella gialla da elementi di tipo Partition 21 fig. 16 le 2 zone appaiono molto diverse: il loro volume non è lo stesso

22 Pur non essendoci regole assolute nell uso di particolari tipi di elementi per determinate parti della costruzione, bisogna ricordare che ciascun tipo di elemento provoca degli effetti su specifiche analisi. E importante perciò concentrarsi sull obiettivo durante il processo di modellazione: la costruzione di un modello corretto è fondamentale per ottenere dei feedbak attendibili. Per una corretta comprensione della funzione e del modo in cui ogni elemento incide sui differenti tipi di analisi, si definiscono di seguito i principali tipi di elementi utilizzati in un modello architettonico Void E un elemento nullo: non ha massa, non ostacola il passaggio di aria, è completamente trasparente e non proietta ombra. La sua funzione è quella di far capire al software che al suo posto c è un buco, cioè nessun materiale, nessun ostacolo al suono, all aria e alla luce. L elemento Void può essere sia un elemento indipendente sia un Child-Panel all interno di un altro oggetto Roof L oggetto Roof è definito come una superficie piana, esposta all esterno, che rappresenta la chiusura superiore di un edificio (figg ). Esso può essere di qualsiasi forma ed inclinazione e, per default, la normale alla sua superficie è sempre rivolta verso l alto. 22

23 fig. 17 esempio di tetto a terrazza: la normale alla superficie dell elemento Roof è rivolta verso l alto, quella dell elemento Floor verso il basso fig. 18 esempio i tetto a falde:anche in questo caso le normali alle superfici sono rivolte verso l alto. L elemento Roof costituisce un gruppo Per facilitare la costruzione di complessi sistemi di tetti a falda (Pitched Roof) essi vengono editati inserendo, nel pannello di controllo Parametric Objects, i valori parametrici che li determinano. L oggetto Roof inoltre, nel calcolo delle adiacenze e nell analisi termica rappresenta un caso speciale: se, come nell esempio sottostante (fig. 19), due Roofs appartenenti alla stessa zona si sovrappongono, l area di sovrapposizione viene ignorata, cioè essa non rappresenta una massa termica extra della zona tetto. fig. 19 i 2 Roofs appartengono alla stessa zona, tuttavia, la superficie di sovrapposizione evidenziata in rosso non viene calcolata come massa termica addizionale: è come se i due tetti fossero un unica geometria 23

24 5.3. Floor L oggetto Floor definisce la chiusura inferiore di una zona. Sommando l area di tutti i Floors che costituiscono un edificio, si ottiene la superficie di base dell intera costruzione. Se una zona termica non presenta alcun elemento Floor, il volume di essa viene comunque calcolato, ma l area di base risulta nulla. La normale alla superficie di un pavimento è sempre rivolta verso il basso (cfr. fig. 17) Ceiling Come l oggetto Roof anche l oggetto Ceiling definisce la chiusura superiore di una zona (cfr. fig. 17). Ceiling e Roof sono perciò piuttosto intercambiabili, sia quando la superficie è esposta all esterno, sia quando non lo è, cioè nel caso di un solaio di interpiano (fig. 20). L unica differenza è che se due Ceilings si sovrappongono, a differenza dei Roofs, durante il calcolo delle adiacenze viene visualizzato un messaggio di errore (fig. 21). Ceiling e Floor possono sovrapporsi, ma due soffitti sovrapposti sono segnalati come un errore di modellazione. La normale alla superficie di un soffitto è sempre rivolta verso l alto. a) b) 24 fig zone una sopra all altra: a) si evidenzia la superficie orizzontale di chiusura della zona sottostante che rappresenta l elemento Ceiling b) si evidenzia la superficie orizzontale di chiusura della zona soprastante che rappresenta l elemento Floor

25 fig. 21 se le 2 superfici orizzontali adiacenti sono definite dallo stesso tipo di elemento, ad esempio 2 Ceilings uno sull altro, in seguito al calcolo delle adiacenze viene automaticamente visualizzato un messaggio di errore 5.5. Wall L oggetto Wall rappresenta la principale struttura della costruzione e definisce la chiusura verticale di una zona. In una zona termica tutti i muri sono automaticamente testati per verificarne l esposizione verso l esterno: se risultano superfici esposte, cioè muri perimetrali dell edificio, per esse si potranno calcolare le maschere di ombreggiamento Partition L oggetto Partition definisce sempre una superficie interna alla zona di appartenenza: non risulta esposta all esterno perciò per essa non viene calcolata alcuna maschera di ombreggiamento. Le partizioni interne contribuiscono ad aumentare la massa termica di una zona e vengono usate per rappresentare tramezze, colonne, mobili, ecc Window L oggetto Window rappresenta un materiale trasparente inserito in un oggetto padre più grande. 25

26 La trasparenza di una finestra dipende dal materiale ad essa assegnato (fig. 22), ma resta comunque una superficie che può essere attraversata dall aria e dalla luce. fig. 22 attivando l opzione Display Shadows le 3 finestre dimostrano coefficienti di trasparenza diversi:l intensità di luce che le attraversa non è la stessa. Nella modalità Shadows Display la presenza della finestra determina una proiezione di luce: il raggio luminoso che la attraversa ed entra nello spazio confinato. Il numero e la disposizione delle finestre nei muri di una zona determinano il potenziale di ventilazione incrociata della zona stessa Panel L oggetto Panel rappresenta una superficie opaca di materiale diverso rispetto alla superficie più grande che lo contiene: ad esempio un pannello di legno in un muro. Il legame tra i due oggetti è di interdipendenza. Per tutti gli altri aspetti Panel e Wall si comportano allo stesso modo Door L oggetto porta rappresenta la via di accesso/uscita ad una zona. La porta viene inserita come oggetto figlio nel muro cui appartiene. 26

27 CAP. 6 Alcuni strumenti utili per il disegno In Ecotect si disegna direttamente in 3D. La vista di default è infatti quella prospettica, ma è possibile passare in qualsiasi momento ad una vista bidimensionale, selezionando dal menù View rispettivamente Plan, Side o Front. Per ritornare ad una vista tridimensionale, sempre dal menù View, scegliere Perspective o Axonometric. Il piano di disegno, cioè il piano in cui si muove il cursore ogni qualvolta si disegna un oggetto è per default il piano Z=0 (fig. 23). E possibile disegnare in Z>0 o Z<0 tenendo premuto il tasto CTRL mentre si muove il mouse (fig. 24). fig. 23 selezionando un qualsiasi comando di disegno (Line, Plane, Partition, Zone, Roof) il piano in cui si muove il cursore è Z=0 fig. 24 se il punto di partenza di una qualsiasi figura non si trova sul piano Z=0 o si digita il valore della corrispondente coordinata dz o si tiene premuto CTRL mentre si disegna col mouse In alcuni casi il piano di disegno è bloccato e non è quello Z=0: questo succede, ad esempio, quando si inserisce un Child Object, cioè un oggetto figlio, in un oggetto preesistente. Il piano di disegno diventa obbligatoriamente quest ultimo. Il sistema di coordinate utilizzate in Ecotect è come quello di AutoCAD. Il primo nodo di ogni oggetto presenta sempre coordinate assolute: i valori di X,Y,Z sono riferiti all origine assoluta (0,0,0). 27

28 Tutti i nodi seguenti sono invece definiti tramite coordinate relative: i valori dx, dy, dz rappresentano le distanze secondo le direzioni X,Y,Z rispetto al nodo precedente. Il sistema di coordinate utilizzate può essere sia cartesiano che polare ed è possibile passare da uno all altro in qualsiasi momento semplicemente cliccando l apposita icona a lato della Cursor Input Toolbar premendo F12. o 6.1. Sistema di coordinate Cartesiane E il sistema di coordinate di default: 3 assi (X,Y,Z) mutuamente ortogonali ed orientati. Inserendo un valore si indica una distanza, espressa nell unità di misura di default (mm), e la sua direzione, positiva o negativa, lungo gli assi X,Y,Z in relazione al punto origine (0,0,0) o al punto precedente Sistema di coordinate Polari Lavorando in coordinate polari per individuare un punto si deve inserire una distanza, espressa nella corrente unità di misura, un angolo orizzontale (azimuth) ed un angolo verticale (altitudine) espressi in gradi. Si ricorda che tali angoli corrispondono ad angoli matematici e non c entrano con l orientamento geografico. L azimuth è positivo in direzione anti-oraria rispetto alla direzione positiva dell asse X e l altitudine è positiva verso l alto rispetto al piano orizzontale Z=0. L interfaccia grafica di Ecotect permette una chiara interazione tra l uso della tastiera, per inserire gli input, e il movimento del mouse nella Drawing Canvas: ad ogni movimento del mouse corrisponde un aggiornamento del valore corrispondente, visualizzato nei rispettivi boxes dx, dy, dz della Cursor Input Toolbar, in cui è comunque sempre possibile digitare manualmente dimensioni e distanze, spostandosi da uno all altro utilizzando il tasto TAB. 28

29 Per cancellare il valore visualizzato nel box in cui è posizionato il puntatore si usa la barra spaziatrice. La costruzione del modello risulta quindi semplificata dalla combinazione tra l uso del mouse e quello della tastiera: per definire una distanza basta muovere il mouse nella direzione desiderata (positiva o negativa rispetto alle direzioni X,Y,Z dell UCS) ed inserire il dato numerico nel box corrispondente. Durante il disegno può infine essere utile utilizzare l opzione Axis Locks, che è possibile attivare e disattivare in qualsiasi momento semplicemente spuntando il quadrattino bianco accanto a ciascun box. lo spunto nero blocca il valore inserito: se ad esempio si blocca il dx a +2500, tutti i successivi punti sono vincolati a questa dimensione in direzione X positiva, finché lo spunto non viene eliminato; lo spunto grigio blocca il valore inserito solo per l operazione in corso : se si muove il puntatore da un box all altro dopo avere già inserito un valore, esso resta in memoria finché non si conclude l operazione con ESC; l assenza di spunto indica che nessun valore è stato definito : ci si può muovere in qualsiasi direzione/distanza. Solo nel caso in cui sia attivo qualche Snap, il movimento è limitato ad esso. Si ricorda che il primo punto di un qualsiasi oggetto è definito in coordinate assolute, tutti i successivi in coordinate relative Snap Settings Per facilitare la fase di modellazione con il mouse, Ecotect dispone di numerosi Snaps che, come in AutoCAD, definiscono dei vincoli temporanei che aiutano a 29

30 disegnare in modo veloce e preciso anche senza l utilizzo del sistema di coordinate cartesiane e/o polari. Gli Snaps possono essere attivati o tramite l apposita icona della Options Toolbar o richiamando la finestra User Preferences ed andandoli quindi a spuntare nella tabella Cursor Snap (fig. 25). Conviene attivare gli Snaps da questa finestra quando li si vuole salvare come set di default, cosicché rimangano attivi ogni volta che si apre il programma. fig. 25 la tabella Cursor Snap fornisce una descrizione sintetica di ciascuno Snap e permette di salvare le impostazioni o come set di default o solo per il modello su cui si sta lavorando fig. 26 attraverso l icona della Options Toolbar è possibile attivare/ disattivare uno o più Snaps anche durante un comando Conviene invece attivarli e disattivarli direttamente dal menù a tendina, richiamato dall apposita icona (fig. 26), o dalle iniziali corrispondenti, elencate nella Status Bar (fig. 27), quando si vogliono usare solo per qualche operazione. fig. 27 lettere nere = Snaps attivi; lettere bianche = Snaps non utilizzati. Per attivarli/disattivarli basta un clic tasto sinistro del mouse sulla lettera. Attraverso l uso e il cambiamento secondo necessità degli Snaps attivi/disattivi, anche durante l utilizzo di un comando, il processo di modellazione risulta semplificato ed accurato. Gli Snaps che si consiglia di tenere attivati per default sono: Points, Lines, Mid Points. 30

31 Points: il cursore si aggancia al nodo dell oggetto più vicino. Una piccola lettera P appare accanto al puntatore per indicare che esso ha trovato il punto cui agganciarsi. Lines: il cursore si aggancia alla linea appartenente all oggetto più vicino. Una piccola lettera L appare accanto al puntatore per indicare che esso ha trovato la linea cui agganciarsi. Il cursore può cioè agganciarsi a qualsiasi punto di quella linea ma non può superarla. Mid Points: il cursore si aggancia al punto medio del segmento più vicino. Una piccola lettera M appare accanto al puntatore per indicare che esso ha trovato il punto medio del segmento più vicino. Altri Snaps sono infine: Grid, Ortho, Align, Centre, Intersections. Grid: il cursore si muove in direzione X,Y,Z solo secondo l incremento impostato come passo della griglia di Snaps (Snap Distance) nella finestra di dialogo User Preferences o direttamente nel box della Options Toolbar. Ortho: il cursore individua le 3 direzioni principali X,Y,Z a partire dall ultimo nodo definito. Align: muovendo il cursore vengono individuati, lungo le direzioni principali X,Y,Z, i punti che si allineano ai nodi dell oggetto già disegnato. L allineamento lungo l asse X viene segnalato da una piccola lettera X accanto al puntatore, quello lungo l asse Y da una piccola lettera Y e così via anche per gli allineamenti su due o tre assi contemporaneamente (es: XY allineamento lungo gli assi X e Y, ecc.) Centre: il cursore si aggancia al punto che individua il centro geometrico, cioè il baricentro, dell oggetto più vicino. In questo caso una piccola lettera C appare accanto al puntatore. Intersections: il cursore si aggancia al punto intersezione tra 2 linee più vicino. L intersezione tra 2 linee viene differenziata: vicino al puntatore appare una piccola lettera P se le linee si intersecano nei loro estremi e una piccola lettera I se le linee si intersecano in qualsiasi altro punto. 31

32 CAP. 7 L origine Ogni volta che si apre un nuovo file.eco l origine è quella di default (0,0,0) ed è situata in un angolo delle griglia grigia vicino alla freccia che indica la direzione del Nord. UCS Quando si devono effettuare delle trasformazioni su oggetti già disegnati o, più semplicemente, in molte operazioni di routine della fase di modellazione, come ad esempio inserire una porta o una finestra in un muro, è molto utile spostare l origine in un punto noto strategico e riferire le operazioni successive ad essa dopo averla salvata come nuova origine (Reset world origin) (fig. 28). fig. 28 per inserire una porta o una finestra conviene spostare l origine in uno dei vertici della parete che la deve contenere. Nell esempio accanto la superficie evidenziata è quella che deve comprendere il Child Object: il sistema di riferimento cartesiano è stato aggiornato e salvato nella posizione più comoda per definire il nuovo oggetto L operazione è molto semplice: si seleziona l icona Set Or dalla Options Toolbar ; - l origine è ora incollata al puntatore e la si può posizionare ovunque nella Drawing Canvas servendosi degli Snaps per agganciarsi alla geometria esistente, oppure digitando negli appositi boxes il nuovo valore delle coordinate assolute X,Y,Z che la individuano; 32

33 - collocata l origine in un punto noto la si salva come nuova origine cui riferire le successive operazioni utilizzando il comando Reset world origin nel pannello di controllo Object Transformations Anche quando si selezionano comandi tipo ruota (Rotate), Scala (scale), specchia (Mirror) è opportuno spostare l origine in un qualsiasi punto che possa essere utile per la trasformazione. Selezionato il comando, puntando il cursore sull origine esistente e visualizzata una piccola lettera O la si aggancia al puntatore con un semplice clic tasto sinistro. A questo punto l origine può essere collocata in un qualsiasi punto dello spazio tridimensionale, con lo stesso procedimento prima indicato. UCS 33

34 CAP. 8 Le principali operazioni di trasformazione In Ecotect si possono modificare e trasformare gli oggetti sia utilizzando le icone della Modelling Toolbar e il mouse, sia inserendo dei parametri numerici negli appositi boxes del pannello di controllo Object Transformations. Definizione delle diverse alternative di trasformazione interattiva: si seleziona il comando Move, Rotate, Scale, Mirror, Extrude direttamente dalla Modelling Toolbar o dal menù Modify sotto la voce Transform e si esegue poi la trasformazione utilizzando il mouse; numerica: gli oggetti vengono trasformati utilizzando il pannello di controllo Object Transformations: si seleziona la trasformazione e poi si inseriscono i valori numerici che la determinano (fig. 29); fig. 29 le operazioni di trasformazione che si possono scegliere dal pannello di controllo, aprendo il menù a tendina alla voce Transform, sono numerose: Rotate-Axis, Rotate- Polar, Scale, Mirror, Estrude-Vector, Estrude-Normal, Revolve e Spin About Centre. Ognuna di queste operazioni è caratterizzata da alcune variabili che devono essere definite di volta in volta nei rispettivi boxes. Per eseguire la trasformazione premere Apply Transform. Se, oltre alla trasformazione, si vuole copiare l oggetto, definire il numero delle copie e premere Create Array per incrementi successivi: si utilizzano le lettere X,Y,Z per incrementare/decrementare i valori identificativi X,Y,Z di uno o più punti dell oggetto che si vuole trasformare (cfr. fig. 13). L operazione è molto semplice: si selezionano i nodi dell oggetto che si vuole modificare (il quadrattino che identifica il nodo selezionato ha contorno rosso e riempimento bianco) e poi si preme rispettivamente, una o più volte, la lettera X se si vogliono spostare i nodi in direzione X positiva, la lettera Y in direzione Y positiva e la lettera Z in direzione Z 34

35 positiva. Si possono spostare i nodi selezionati anche in direzione X,Y,Z negativa tenendo premuto SHIFT quando si digitano le lettere X, Y, Z. Ogni volta che si digita la lettera che definisce lo spostamento desiderato l incremento risulta pari al valore impostato come Snap Distance nell apposito box della Options Toolbar Ogni volta che si va a modificare un oggetto bisogna selezionarlo prima di scegliere l operazione di trasformazione, inoltre, alcune trasformazioni come Rotate, Scale e Mirror richiedono di definire un punto origine attorno al quale riferirle. Se infine si vuole mantenere l originale e modificare invece una copia di esso, prima di effettuare la trasformazione bisogna spuntare le voce Apply to Copy della Options Toolbar. Come detto in precedenza il piano di disegno, quello cioè in cui ci si può muovere liberamente con il mouse, è il piano Z=0; per muovere un oggetto lungo l asse Z si deve tenere premuto CTRL (cfr. fig. 24) Muovere un oggetto si seleziona l oggetto che si vuole trasformare; si seleziona l icona Move dalla Modelling Toolbar; si definisce con un clic tasto sinistro il punto origine della trasformazione (fig. 30a). Lo spostamento può essere quindi definito o con il mouse, con un clic tasto sinistro nel punto destinazione (fig. 30b), o inserendo negli appositi boxes della Cursor Input Toolbar il valore delle coordinate che definiscono lo spostamento 35

36 Le coordinate sono assolute rispetto al punto origine della trasformazione. fig. 30 a) b) c) risultato della trasformazione 8.2. Ruotare un oggetto si seleziona l oggetto che si vuole trasformare; si seleziona l icona Rotate dalla Modelling Toolbar; si sposta l origine in un punto strategico: la nuova origine rappresenta il fulcro della rotazione (fig. 31a). La rotazione può essere quindi definita o con il mouse, dopo avere individuato con un clic tasto sinistro il punto di riferimento della rotazione attorno all origine (fig. 31b), o inserendo negli appositi boxes della Cursor Input Toolbar il valore delle coordinate rx, ry, rz che definiscono la rotazione, in gradi, del punto individuato come riferimento della rotazione rispettivamente attorno all asse X,Y,Z. 36

37 fig. 31 a) b) c) risultato della trasformazione 8.3. Scalare un oggetto si seleziona l oggetto che si vuole trasformare; si seleziona l icona Scale dalla Modelling Toolbar; si sposta l origine in un punto strategico: la nuova origine rappresenta il centro rispetto al quale viene scalato l oggetto (fig. 32a). Le dimensioni dell oggetto aumentano se lo si scala in direzione X,Y,Z positiva, viceversa si riducono. Come per le altre operazioni di trasformazione anche scalare un oggetto lo si può fare o con il mouse, dopo avere individuato con un clic tasto sinistro il punto di riferimento della trasformazione rispetto all origine (fig. 32b) e spostandolo in direzione positiva o negativa rispetto all origine, o inserendo negli appositi boxes della Cursor Input Toolbar il valore del coefficiente di scala sx, sy, sz (positivo o negativo rispettivamente se si vogliono aumentare o diminuire le dimensioni dell oggetto). 37

38 Per scalare un oggetto in direzione Z bisogna premere CTRL. fig. 32 a) b) c) risultato della trasformazione: il fattore di scala in direzione Y e Z è stato mantenuto, in questo caso, pari a 1 Il comando Move funziona tanto per un intero oggetto quanto per un singolo nodo. Non si può muovere, ruotare, scalare un Child Object se non all interno del Parent Object che lo contienine. Per uscire da tutti i comandi sopra elencati (Move, Rotate, Scale) bisogna sempre premere ESC. 38

39 CAP. 9 Altri comandi utili in fase di modellazione 9.1. Legare e slegare gli oggetti Generalmente si usa questa funzione se Ecotect riconosce e avvisa di un errore nella modellazione: la non complanarità di tutti i nodi di un piano o la violazione di una delle relazioni di interdipendenza tra oggetti, come ad esempio una finestra che non risulta Child Object della parete che la contiene. Questi problemi possono essere facilmente risolvibili utilizzando il comando Fix links o Link objecst: selezionare gli oggetti che si vogliono legare; selezionare l icona Fix links oppure richiamare dal menù Edit la voce Fixing links della finestra di dialogo User Preferences; spuntare le opzioni più appropriate a risolvere il problema. Usare invece il comando Link objects quando si vogliono creare dei legami di interdipendenza tra oggetti e, viceversa, usare il comando Unlink objects per rompere tali legami, così da poter intervenire su un oggetto indipendentemente dall altro cui era vincolato. Esempio (fig. 33): Link objects per creare un legame padre-figlio tra Wall/Floor/Roof/Ceiling e Window/Door/Void/Panel. Questi ultimi oggetti diventano automaticamente complanari e compresi nei primi. 39

40 fig. 33 in questo esempio la finestra è stata creata inserendo il valore delle coordinate dx,dy,dz rispetto all origine. Anche se risulta geometricamente corretta, essa non viene riconosciuta come finestra appartenente al muro che la comprende, poiché quest ultimo non è stato selezionato prima di effettuare l operazione. Per rimediare a questo inconveniente, basta selezionare insieme la finestra e la parete che la contiene e cliccare l icona Link objects. Il legame di interdipendenza tra i 2 oggetti viene automaticamente stabilito. Si ricorda che tali legami di interdipendenza vengono di regola autogenerati dal programma nel momento in cui si creano correttamente gli oggetti. Si può comunque usare il comando per ristabilire legami sciolti in precedenza. Unlink objects per sciogliere legami creati automaticamente dal programma che, in alcuni casi, possono vincolare la modellazione. Il comando No-Linking, invece, viene usato solo eccezionalmente. Quando il modello è molto grande e complesso il calcolo delle interrelazioni tra oggetti può essere molto lungo: in questo caso si possono disattivare temporaneamente i legami tra gli elementi che lo compongono e, eseguita l operazione, riattivarli con il comando Fix links Raggruppare e dividere gli oggetti Si usa il comando Group objects quando si vuole che determinati oggetti diventino parte di un gruppo, cioè parte di un unico elemento: intervenendo sul gruppo si va quindi ad intervenire contemporaneamente su tutti gli elementi che lo costituiscono. Nel caso in cui si voglia invece agire su un unico componente del gruppo, bisogna tenere premuto ALT mentre lo si seleziona. 40

41 Viceversa, quando si vogliono apportare delle modifiche ad un unico elemento di un gruppo, bisogna usare il comando Ungroup objects : ogni oggetto che componeva il gruppo diventa indipendente dagli altri e singolarmente selezionabile ed editabile. Questo comando lo si usa in genere per dividere gli oggetti che compongono un tetto a falde/capanna (Pitched Roof Gable/Hip) che, per default, viene creato come gruppo (fig. 34). fig. 34 l elemento Roof viene automaticamente generato come gruppo: tutti gli elementi che lo compongono vengono selezionati insieme. Per poter distinguere gli elementi che lo costituiscono ed attribuire a ciascuno le caratteristiche più appropriate bisogna slegare il gruppo utilizzando l icona Ungroup Objects. In questo modo è possibile selezionare elemento per elemento: la base del tetto viene riconosciuta come Floor, mentre le falde come Roof. La zona rimane invariata: Roof Zone 41

42 CAP. 10 Come importare CAD files Ecotect, pur disponendo di un interfaccia grafica immediata e semplice da usare, consente anche di importare modelli costruiti in AutoCAD attraverso files DXF o 3DS. Tuttavia, le geometrie importate dal CAD non possono essere utilizzate senza apportarvi delle opportune modifiche affinché Ecotect riconosca il modello come uno o un insieme di edifici, inseriti in un contesto ambientale anch esso adeguatamente specificato. Si consiglia perciò di realizzare il progetto direttamente in Ecotect oppure di importare solo la pianta disegnata in AutoCAD. Quando si decide di importare un modello da un altro programma è inoltre molto utile avere le idee chiare sul tipo di studio che si vuole effettuare: a seconda del tipo di analisi, infatti, il modello deve essere più o meno definito, più o meno accurato, ma non mai tanto quanto i disegni di un progetto realizzato in CAD. Per l analisi termica (Thermal Analysis): il modello deve essere molto semplice e rappresentare correttamente la divisione spaziale in zone. Si consiglia perciò di crearlo direttamente in Ecotect, utilizzando semplicemente la pianta, importata dal CAD, come falsariga per costruire il 3D. Per l analisi solare (Solar Analysis): il modello deve essere definito ed accurato nei particolari, soprattutto nel disegno delle porte/finestre, delle superfici vetrate trasparenti e/o riflettenti, dei dispositivi di ombreggiamento, ecc. Non è richiesta la suddivisione in zone, quindi è possibile, per questo tipo di analisi, importare anche un modello tridimensionale costruito in CAD. 42

43 Si è detto che per importare modelli costruiti in AutoCAD bisogna effettuare un ulteriore passaggio, cioè salvare i files con estensione.dwg in estensione.dxf o.3ds prima di poterli aprire in Ecoect. I files DXF vanno bene per geometrie bidimensionali o per geometrie tridimensionali molo semplici, mentre i files 3DS vanno bene per geometrie tridimensionali e non bidimensionali. Bisogna infine stare molto attenti alle varie opzioni disponibili durante l operazione di importazione e soprattutto al rapporto di scala che definisce le dimensioni del modello Importare un modello.dxf Aperto un nuovo file di Ecotect si seleziona la voce Import dal menù File. Visualizzata la finestra di dialogo Import Model Data si imposta come tipo file: AutoCAD DXF files. A questo punto si seleziona il file che si vuole importare e si clicca Apri (fig. 35). fig

44 Sullo schermo è ora visualizzata la finestra di dialogo File Conversion (fig. 36). fig. 36 la scelta delle opzioni e l impostazione corretta del fattore di scala è condizione necessaria e sufficiente per una esatta e veloce costruzione del modello tridimensionale Descrizione della finestra e funzioni di importazione Create zones based on: definisce il modo in cui vengono automaticamente create le zone in Ecotect a partire dal modello CAD originale. Le opzioni sono le seguenti Layer Names: le zone create rispecchiano l originale suddivisione in layers del file di origine; Pen Colours: le zone create si basano sui colori assegnati a ciascun oggetto nel file di origine; Filename: viene creata un unica zona che prende il nome del file di origine, indifferentemente dal numero di layers presenti in esso: tutti gli oggetti vengono automaticamente collocati in questa zona. Geometry: permette di definire il fattore di scala con cui si importa un modello, creato in un altro programma con una differente unità di misura rispetto a 44

45 quella utilizzata in Ecotect, nonché il grado di definizione di restituzione grafica delle linee curve. Scale all objects by: si imposta la proporzione tra l unità di misura utilizzata nel file di origine e l unità di misura di Ecotect che è, per default, il millimetro. Se per esempio il modello originario è stato creato usando il metro come unità di misura, il rapporto di scala dovrà essere Circle & arch increment: il valore digitato rappresenta l intervallo, in gradi, tra i nodi che definiscono una linea curva. Ecotect legge le linee curve come una successione di segmenti (spezzata) perciò, tanto più piccolo è questo valore, quanto più morbida e continua risulta la curva (fig. 37). Se ad esempio per rappresentare un cerchio si imposta il valore di 10, esso risulta costituito da 36 nodi e quindi da altrettanti segmenti; se invece si imposta il valore di 36, lo stesso cerchio risulta costituito da 10 nodi. La restituzione grafica è ovviamente molto diversa. fig. 37 restituzione grafica dello stesso cerchio in base alla definizione del valore di Circle & arch increment Conversion Options: si possono adottare una o più opzioni di importazione in base alla struttura del modello di partenza e all utilizzo che se ne vuole fare in Ecotect. In particolare, le più utilizzate sono: Create All Objects As Construction Lines: si consiglia di spuntare sempre questa opzione quando si importa un modello.dxf bidimensionale in modo da utilizzarlo in Ecotect come traccia per la costruzione del 3D. 45

46 Tutti i layers presenti nel file originario vengono mantenuti e convertiti in zone omonime: queste zone vengono riconosciute in Ecotect come un insieme di linee di costruzione (Element type = Line) e non come un piano addizionale che potrebbe entrare in conflitto con l effettivo pavimento delle nuove zone che si vanno a creare (fig. 38). Le zone importate, quando non servono più alla composizione del modello, possono essere facilmente eliminate selezionandole dal pannello di controllo Zone Management e scegliendo la voce Delete dal menù richiamato con tasto destro del mouse. Oppure, sempre dal pannello di controllo Zone Management, possono essere semplicemente nascoste cliccando sulle apposite lampadine (fig. 39). fig. 38 modello.dxf importato in Ecotect: tutti i layers del file di origine vengono mantenuti e trasformati in zone 46

47 fig. 39 dal pannello Zone Management si possono spegnere tutte le zone, corrispondenti ai layers del file di origine che non sono utili per la costruzione del modello tridimensionale Link coincident lines into continuous polylines: spuntando questa opzione tutte le linee del modello di origine aventi un vertice in comune vengono importate in Ecotect come polilinee. Resolve polymesh faces into complex coplanar polygons & resolve coincident triangles into rectangular faces: si consiglia di spuntare entrambe queste opzioni quando si importano complesse geometrie a maglia poligonale, così da semplificarne la restituzione grafica in Ecotect. In questo modo, per esempio, le superfici triangolate costituite da triangoli complanari che dividono uno stesso vertice vengono trasformate in facce rettangolari. Definite le opzioni di importazione si dà l OK. Il modello è ora visualizzato nella Drawing Canvas e costituisce la base di riferimento per la costruzione del modello tridimensionale (cfr. fig. 38). Nel caso in cui la griglia grigia di disegno non venga automaticamente ridimensionata secondo la geometria importata, cliccare tasto sinistro sull apposita icona Fit grid to objects della View Toolbar. La griglia è, per default, a maglia quadrata di dimensione (1000x1000) mm, tuttavia, se risulta troppo fitta (fig. 40) o viceversa troppo larga rispetto 47

48 all oggetto importato (fig. 41), la si può modificare affinché sia commisurata ad esso: si richiama la finestra di dialogo Model settings attraverso l omonima icona della Main Toolbar ; si seleziona la voce Grid e si vanno ad inserire negli appositi boxes i nuovi valori X,Y che definiscono la Grid Size (fig. 42). fig. 40 il passo della griglia è troppo piccolo per le dimensioni del disegno. Risulta scomodo lavorare con una griglia così fitta fig. 41 il passo della griglia è troppo ampio per le dimensioni del disegno. In questo caso la griglia non rende immediata la comprensione delle dimensioni dei singoli elementi fig. 42 si definiscono nei boxes della Grid Size i valori che determinano la dimensione del modulo base della griglia di disegno, affinché sia commisurata al disegno su cui si deve lavorare Importare un modello.3ds In genere, quando si vuole trasferire in Ecotect un modello per cui è già stato costruito il 3D in un altro programma CAD si passa attraverso un file.3ds. 48

49 Si consiglia però di non importare modelli tridimensionali, almeno che non siano molto semplici e costituiti da geometrie elementari. Aperto un nuovo file di Ecotect si seleziona la voce Import dal menù File. Visualizzata la finestra di dialogo Import Model Data si imposta come tipo file: 3D Studio Files. A questo punto si seleziona il file che si vuole importare e si clicca Apri. Sullo schermo è ora visualizzata la finestra di dialogo Load Geometry (fig. 43). Analogamente a quando si importa un file.dxf bisogna impostare nel box Scale all Points By il rapporto di scala tra l unità di misura di origine e quella di Ecotect, cioè il millimetro. Nel box adiacente Base Units in File lasciare la dicitura Don t Care. Quindi cliccare Load. Il modello è ora visualizzato nella Drawing Canvas. fig. 43 quando si importa un file.3ds viene richiesto soltanto di impostare correttamente il fattore di scala tra l unità di misura utilizzata nel file di origine e quella di Ecotect (mm). Nell esempio a lato il fattore di scala è 1000, ciò vuol dire che il modello 3ds è stato disegnato in metri La geometria importata appare triangolata (caratteristica dei files 3DS) (fig. 44). Per ovviare a questo problema selezionare l intera figura e, aperto il menù Modify, scegliere la voce Merge Coincident Triangles (fig. 45). fig. 44 tutte le superfici del modello 3ds importato appaiono triangolate. Il disegno risulta perciò molto complesso e difficile da manipolare 49

50 fig. 45 lo stesso modello 3ds dopo l eliminazione della triangolazione sulle superfici. Modelli di questo genere sono molto utili per l analisi solare: l ombra proiettata da una finestra all interno di un ambiente è più veritiera poiché tiene conto dello spessore del muro (cfr. fig. 47) Se il modello è molto complesso alcune superfici possono rimanere triangolate, in questo caso è meglio intervenire manualmente ridisegnandolo in Ecotect. Si sottolinea inoltre che le geometrie importate da files.3ds risultano raggruppate: per riuscire ad intervenire su ciascun elemento indipendentemente dagli altri bisogna selezionare il gruppo e cliccare l icona Ungroup objects della Options Toolbar (cfr. Roof Zone fig. 34). In questo modo, ad esempio, è possibile selezionare il pavimento, separatamente dalle pareti e dal soffitto di una zona, e definirlo Element Floor nel pannello di controllo Selection Information, così da poter utilizzare l opzione Show Floors in Plan durante l applicazione Display Shadows (fig. 46). L utilità di importare in Ecotect modelli tridimensionali costruiti in altri programmi sta nel poterli utilizzare per l analisi solare (fig. 47). Sono invece assolutamente sconsigliati per l analisi termica: il calcolo del volume e delle superfici esposte, come pure il calcolo delle adiacenze, non vengono eseguiti correttamente. 50

51 fig. 46 nella vista bidimensionale in pianta, spuntando l opzione Show Floors in Plan, l ombra viene visualizzata esternamente al perimetro dell edificio fig. 47 visualizzazione delle ombre su un modello 3ds importato, attraverso la funzione OpenGL Importazione di un.bmp Può essere utile importare in Ecotect una planimetria o uno schizzo attraverso un file.bmp: nel primo caso, costruendo velocemente un planivolumetrico, si può avere una immediata restituzione, sull intero anno solare, delle parti in ombra e di quelle in luce dell area analizzata (fig. 48); nel secondo caso, uno schizzo eseguito a mano nelle dovute proporzioni diventa una comoda falsariga su cui impostare il modello tridimensionale da completare e rifinire direttamente in Ecotect (fig. 49). fig. 48 importato un bitmap si seleziona il comando Zone per tracciare uno schizzo tridimensionale veloce dell area da analizzare, così da avere una prima idea sulle condizioni di ombreggiamento in particolari giorni dell anno solare a) immagine: traccia per la costruzione del modello 3D 51

52 b) planivolumetrico: primo passo verso l analisi solare fig. 49 a partire dall immagine importata è possibile perfezionare il modello direttamente in Ecotect, definendo le diverse zone, disegnando le partizioni interne ed aggiungendo porte, finestre, ecc. Gli Snaps ad oggetto su questo tipo di file, che non è vettoriale, non funzionano: esso, perciò, può essere usato solo come traccia di riferimento per la costruzione del modello. Le dimensioni che lo determinano devono essere note poiché, per una sua corretta esecuzione, è necessario utilizzare il sistema di coordinate cartesiane/polari. Aperto un nuovo file di Ecotect si deve impostare dal menù View la vista bidimensionale Plan. Nella vista prospettica di default il modello.bmp importato non viene visualizzato. Si richiama allora la finestra di dialogo Model Settings tramite l omonima icona della Main Toolbar e si seleziona la voce Bitmap (fig. 50). Differentemente da quando si importa un file.dxf o.3ds, questa volta non si deve specificare un rapporto di scala, bensì si devono inserire negli appositi 52

53 boxes due misure: Measured Distance e Real Distance ma, prima di inserirle, bisogna caricare l immagine cliccando Load Bitmap. fig. 50 per caricare un file bitmap in Ecotect non basta impostare un fattore di scala, ma sono necessarie alcune operazioni: caricare l immagine; misurarne un segmento di dimensione reale nota; richiamare la finestra di dialogo Model Settings Grid e riempire con i valori corretti gli appositi boxes. Appena finito di utilizzare l immagine bidimensionale per la costruzione del 3D è possibile decidere di non renderla visibile nella Drawing Canvas eliminando lo spunto accanto alla voce Show in Canvas Visualizzata la finestra Load Bitmap Image ed impostato come tipo file Windows Bitmap, si seleziona il file che si vuole caricare in Ecotect e si clicca Apri. Visualizzata di nuovo la finestra Model Settings si dà l OK. Se l immagine importata risulta sproporzionata rispetto alla griglia bisogna selezionare l icona Fit grid to objects dalla View Toolbar. A questo punto, utilizzando l apposito comando Measure della Modelling Toolbar, è possibile misurare un segmento di cui si conosce la dimensione reale (fig. 51): richiamata di nuovo la finestra Model Settings si vanno ad inserire, nei boxes suddetti, la misura appena rilevata dal disegno e la corrispondente dimensione reale. Poi si clicca Apply e si dà l OK (fig. 52). fig. 51 l immagine è già quotata, quindi la corrispondenza è immediata appena misurato il segmento 53

54 fig. 52 negli appositi boxes della finestra di dialogo Model Settings Bitmap si inseriscono i 2 valori, rispettivamente: quello appena misurato sulla Drawing Canvas e quello noto, appuntato sull immagine importata L immagine sulla Drawing Canvas, ora rapportata all unità di misura di default, appare ancora una volta sproporzionata rispetto alla griglia: bisogna riselezionare l icona Fit grid to objects. Finalmente l immagine importata rispecchia le dimensioni reali dell oggetto rappresentato in base all unità di misura utilizzata dal programma, cioè il millimetro: è ora possibile costruire il modello tridimensionale a partire da questa traccia bidimensionale. Quando essa non è più utile alla composizione del modello, può essere eliminata: si richiama la finestra di dialogo Model Settings attraverso l apposita icona, si sceglie la voce Bitmap e si seleziona Delete Bitmap. Da questa finestra di dialogo è anche possibile nascondere il bitmap senza eliminarlo dal modello, semplicemente togliendo lo spunto dall opzione Show in Canvas e premendo di nuovo OK. 54

55 CAP. 11 Modellazione Si elencano di seguito alcuni comandi molto utilizzati nella fase di modellazione: Zoom Dalla View Toolbar si può selezionare il comando: - Zoom window per definire col mouse un area di selezione. Esso ha la stessa funzione di zoom finestra in AutoCAD; - Zoom to objects per fissare lo zoom su tutti gli oggetti disegnati nella Drawing Canvas. Esso ha la stessa funzione di zoom estensione in AutoCAD; - Zoom to grid per fissare lo zoom in base all estensione della griglia di disegno; se uno o più oggetti sono disegnati al di fuori di essa, usando questo comando non vengono visualizzati. Se invece si seleziona prima il comando Fit grid to objects e poi il comando Zoom to grid, quest ultimo diventa analogo a Zoom to objects. Si può intervenire sulla funzione di zoom anche utilizzando il tasto + o direttamente dalla tastiera, usando la rotellina del mouse o ancora muovendo il mouse tenendo premuto tasto destro + SHIFT Pan Si può spostare l intera configurazione muovendo il mouse tenendo premuto tasto destro + CTRL o muovendo il mouse pigiando la rotellina. Per modificare invece il punto di vista prospettico, ovvero girare l intero modello, basta muovere il mouse tenendo premuto tasto destro. 55

56 Iniziato un nuovo modello è utile, nelle operazioni successive alla prima, spostare l origine assoluta in un punto strategico per lo svolgimento della composizione: si seleziona il comando Set Or e si clicca tasto sinistro nel punto di destinazione della nuova origine (fig. 53). Per fissarla come nuovo punto di riferimento di coordinate (0,0,0) si seleziona il comando Reset world origin dal pannello di controllo Object Transformation e si dà l OK sulla finestra What To Do? che viene automaticamente visualizzata sulla Drawing Canvas. fig. 53 nell esempio accanto l origine è stata spostata in un punto strategico per la costruzione della finestra Selezione oggetti Per selezionare un singolo elemento si avvicina il puntatore all elemento stesso e quando diventa una freccina di questo tipo si clicca tasto sinistro; allo stesso modo con doppio clic si selezionano i nodi. Se si vuole aggiungere una o più selezioni si ripete l operazione tenendo premuto SHIFT: vicino al puntatore appare un piccolo + ; viceversa per rimuoverne si ripete l operazione tenendo premuto CTRL: vicino al puntatore appare un piccolo -. Per selezionare un intero oggetto o più oggetti insieme, ad esempio una o più zone e tutti gli elementi all interno di essa, si deve definire il mouse una selezione rettangolare che li comprenda tutti, ricordando che, se si definisce il 56

57 rettangolo trascinando il mouse da sinistra a destra, gli elementi selezionati sono solo quelli compresi all interno della selezione; se lo si definisce da destra a sinistra, gli elementi selezionati sono tutti quelli toccati dalla selezione o gli oggetti figli di quello toccato. E possibile inoltre selezionare più oggetti contemporaneamente: ad esempio, aprendo il menù Select e scegliendo la voce By Element vengono selezionati tutti gli elementi del tipo preferito tra quelli dell elenco (fig. 54); allo stesso modo, scegliendo By Zone si va a selezionare l intera zona prescelta tra quelle elencate nell apposita finestra Select Zone automaticamente visualizzata (fig. 55). fig. 54 dall elenco si sceglie il tipo di elemento che si vuole vedere selezionato nella Drawing Canvas. Tutti gli elementi appartenenti a quel tipo, anche appartenenti a zone diverse, vengono evidenziati nel disegno fig. 55 nella lista sono elencate tutte le zone del modello, così come sono state nominate. E possibile sceglierne una sola alla volta. Quella selezionata, viene evidenziata nel disegno Disegnata una zona e selezionato un suo elemento, ad esempio il pavimento, si può passare alla selezione dell elemento/i adiacente semplicemente premendo la barra spaziatrice Cambiare l altezza della zona Quando si disegna una nuova zona utilizzando l omonimo comando Zone della Modelling Toolbar la sua altezza è sempre quella definita nella finestra di dialogo User Preferences alla voce Modelling: Default zone height. 57

58 Se si vuole modificare tale valore di default basta intervenire in questa finestra comando Store as Default Settings e salvare poi le nuove impostazioni selezionando il ; se invece si vuole cambiare l altezza di una sola zona della composizione si deve intervenire direttamente sul disegno selezionando il pavimento della zona interessata ed andando a sostituire il valore del Extrusion Vector Z Axis nel pannello di controllo Selection Information (fig. 56); quindi premere Apply Changes o ENTER. fig. 56 impostazione della nuova altezza di una zona direttamente dal disegno Impostazioni di zona Attraverso il panello di controllo Zone Management è possibile intervenire su numerosi aspetti che caratterizzano ciascuna zona elencata: nome: ogni volta che si crea una nuova zona con l apposito comando Zone, essa viene nominata, per default, con il numero corrispondente: se, ad esempio, la zona disegnata è la terza aggiunta al modello il suo nome è Zone 3, ma essa può essere subito rinominata attraverso la finestra di dialogo Rename Zone (fig. 57), che appare automaticamente non appena la si disegna. fig. 57 appena premuto ESC per chiudere l ultimo lato di una zona, sulla Drawing Canvas appare automaticamente la finestra di dialogo Rename Zone, che permette di caratterizzare ogni zona disegnata con un nome appropriato, affinché sia poi facilmente riconoscibile nell elenco di tutte le zone che costituiscono il modello 58

59 E possibile cambiare nome ad ogni zona anche successivamente attraverso il pannello di controllo Zone Management semplicemente selezionandola e cliccando di nuovo tasto sinistro; digitato il nuovo nome premere ESC o cliccare tasto sinistro in una parte bianca del pannello di controllo; colore: cliccando sul quadrattino bianco affianco al nome di ogni zona si apre la finestra di dialogo colore; scelta la tonalità che si preferisce si dà l OK ed automaticamente essa viene abbinata alla zona di appartenenza (fig. 58); fig. 58 definizione del colore di rappresentazione di una zona direttamente dal pannello di controllo Zone Management Scelto il colore dalla finestra di dialogo Colore premere OK lampadina: cliccando sulla lampadina, analogamente ad AutoCAD, si può spegnere e/o accendere la zona cui si riferisce. Se la lampadina è accesa la zona è visibile nella Drawing Canvas, se è spenta essa non è visibile, ma continua ad essere considerata parte del modello, cioè viene calcolata in qualsiasi applicazione di analisi che viene effettuata (figg ); 59

60 fig. 59 dal pannello di controllo Zone Management si può verificare ed aggiornare continuamente lo stato di ogni zona che costituisce il modello in questo esempio due zone sono spente sole: cliccando sul sole, analogamente ad AutoCAD, si può congelare e/o scongelare la zona cui si riferisce. Se il sole è giallo la zona è parte visibile e modificabile del modello, se è grigio essa è congelata cioè, oltre a non essere visibile, è come se fosse stata eliminata dal modello; Thermal-Non Thermal: ogni volta che una nuova zona viene creata, per default, essa viene catalogata come termica, cioè viene riconosciuta dal programma come uno spazio confinato su cui si possono effettuare analisi termiche e/o acustiche; cliccando sulla lettera T, che appare così barrata, si rende la zona cui si riferisce non termica; in questo caso su di essa non possono più essere effettuati calcoli termici e/o acustici. L outside zone è, per default, una zona non termica. Si consiglia di collocare in zone non termiche tutti i dispositivi di ombreggiamento e gli edifici di contesto, utili solo al fine dell analisi solare (figg ). lucchetto: cliccando sul lucchetto, analogamente ad AutoCAD, si può bloccare o sbloccare la zona cui si riferisce. Se il lucchetto è chiuso la zona, pur rimanendo visibile nella Drawing Canvas, è caratterizzata da un colore grigio e non può essere selezionata né modificata; se è aperto essa rimane soggetta a qualsiasi trasformazione (figg ). 60

61 fig. 60 le zone indicate in grigio sono quelle bloccate Sempre dal pannello di controllo Zone Management, selezionando una zona e cliccando tasto destro si apre un menù attraverso il quale si possono eseguire altre operazioni oltre quelle sopra citate (fig. 61). fig. 61 dal pannello di controllo Zone Management è possibile richiamare con tasto destro del mouse il menù visualizzato qui a lato, che consente di effettuare numerose operazioni sulla zona selezionata: ad esempio, muovere la zona selezionata su una determinata zona (Move Objects To), selezionare tutti gli elementi appartenenti alla zona selezionata (Selec Objects On), ecc. Durante la fase di costruzione del modello, se l obiettivo è quello di utilizzarlo per l analisi termica, si consigliano alcuni piccoli accorgimenti atti a verificare la corretta esecuzione dello stesso: - premere CTRL+F9 o selezionare dal menù Display la voce Surface Normals per controllare che ad ogni oggetto della composizione sia associato il tipo di elemento appropriato. 61

62 Per ritornare alla visualizzazione normale premere F9 o selezionare dal menù Display la voce Model (cfr. figg ); - controllare costantemente dal pannello di controllo Selection Information tutte le informazioni riguardanti sia un unico oggetto che un intera zona selezionata, impostando dal menù a tendina rispettivamente Objects (fig. 62) e Zones (fig. 63), e di conseguenza anche tutti i dati relativi alla geometria degli stessi. In particolar modo si suggerisce di stare sempre molto attenti ai valori di Exposed Area e Volume, che vengono però calcolati e/o aggiornati solo in seguito al calcolo delle adiacenze. fig. 62 informazione relative ad un oggetto selezionato fig. 63 informazione relative ad una zona selezionata 62

63 CAP. 12 Costruzione di un modello in Ecotect La prima cosa da fare quando si apre un nuovo file di Ecotect è quella di fissare la localizzazione geografica in cui si colloca il progetto che si vuole analizzare. Aperto un nuovo file.eco si seleziona dal menù Model la voce Date/Time/Location, oppure si clicca l icona Set current time and/or location della Date-Time Toolbar e si seleziona la stessa voce Date/Time/Location. In questo modo, sulla Drawing Canvas, si apre la finestra di dialogo Model Settings al tema Location dove vengono fornite numerose informazioni di carattere geografico, climatico e temporale. I dati visualizzati, ogni volta che si apre un nuovo file, sono quelli impostati per default, cioè quelli relativi alla città di Perth in Australia. Come caricare una nuova località geografica: - cliccare su Load Climate Data e selezionare la città desiderata (fig. 64), quindi premere Apri e poi Yes nella finestra di dialogo What To Do? automaticamente visualizzata; 63

64 fig. 64 tutti i file contenenti i dati geografici-climatici in formato WEA vengono immagazzinati nella stessa cartella Weather Data. In questo modo, ogni volta che si cambia la localizzazione di progetto, i nuovi dati utili all analisi possono essere facilmente caricati nel nuovo modello - selezionare dal menù a tendina sotto la voce Local Terrain il terreno che meglio identifica il luogo in cui si costruisce il progetto; - definire, nell apposito box Orientation North Offset, la direzione del Nord rispetto al modello, se diversa da quella di default (fig. 65). In genere si disegna il modello ortogonale alla griglia, ma spesso la direzione del Nord risulta ruotata rispetto quella di default, identificata dall asse Y positivo: il valore da inserire rappresenta i gradi di rotazione da tale asse, positivi in senso orario e negativi in senso antiorario. 64

65 fig. 65 dalla finestra di dialogo Model Settings Location è possibile modificare in qualsiasi momento l inclinazione del Nord rispetto al modello, che per comodità viene sempre disegnato ortogonalmente alla griglia grigia di disegno direzione di default del Nord: direzione Y positiva direzione del Nord ruotata di 30 positivi rispetto alla direzione di default Definiti questi parametri si può dare semplicemente l OK o premere prima Set as Default e poi OK. Nel primo caso i dati vengono salvati unicamente sul file su cui si sta lavorando, così da essere caricati ogni volta che lo si riapre; nel secondo, vengono salvati come impostazioni di default e vengono caricati ogni volta che si apre un nuovo file. Per creare un modello 3D, sia che lo si costruisca a partire da un modello 2D importato attraverso.dxf o.bmp, sia che lo si disegni ex novo, si usa sempre il comando Zone della Modelling Toolbar. Se si parte seguendo una traccia 2D importata conviene, prima di selezionare il comando Zone, spostare l origine in un punto noto, utile alla costruzione del modello 3D: - selezionare il comando Set Or; - cliccare nel punto destinazione della nuova origine; - selezionare l icona Reset world origin dal pannello di controllo Objects Transformation e dare l OK (cfr. fig. 53). Tutte le operazioni successive possono allora essere riferite, utilizzando il sistema di coordinate cartesiane o polari, alla nuova origine. Allo stesso modo essa può essere di nuovo spostata a seconda delle esigenze. Selezionare il comando Zone: questo comando consente di creare un intera stanza dotata di muri, soffitto e pavimento (Parent Object della zona) a partire 65

66 da un qualsiasi punto della Drawing Canvas, per un disegno ex novo, o da un punto di ancoraggio noto, se si parte da una traccia 2D importata. Soprattutto in quest ultimo caso, è importante sottolineare quanto sia vantaggioso disegnare utilizzando gli Snaps appropriati (figg ). fig. 66 quando si importa un modello dxf si consiglia di tracciare precedentemente le linee di mezzeria di ciascun muro, coerentemente con le zone che si vogliono poi costruire in Ecotect. Nell esempio accanto si evidenziano le linee di mezzeria, che definiscono la traccia per la corretta e veloce costruzione del modello tridimensionale fig. 67 spente tutte le zone che non sono utili alla creazione del modello tridimensionale, si seleziona il comando Zone e, aiutandosi con gli Snaps (essenzialmente Snap Point), si disegna una zona per volta agganciandosi agli spigoli che le definiscono Si ricorda inoltre che, se il modello importato è un.dxf e si è utilizzata l opzione Create All Objects As Construction Lines, dal pannello di controllo Zone Management è possibile spegnere tutte le zone (layers) che non servono all operazione che si sta eseguendo (cfr. fig. 39). Ogni lato della stanza può essere definito: - inserendo il valore delle coordinate cartesiane/polari che lo definiscono, in caso di un disegno ex novo; 66

67 - cliccando tasto sinistro nei vertici della pianta di riferimento, nel caso di un modello costruito a partire da una traccia importata. L ultimo lato della zona non deve essere definito, per chiuderla basta premere ESC. Visualizzata la finestra di dialogo Rename Zone, si attribuisce un nome alla zona appena disegnata e si dà l OK (cfr. fig. 57). Essa viene così elencata nel pannello di controllo Zone Management, dal quale è possibile assegnarle un colore che la contraddistingua. Per creare le zone successive che compongono l intero modello si procede allo stesso modo. Se ad esempio, una o più zone hanno altezze diverse da quella impostata per default nella finestra di dialogo User Preferences alla voce Modelling, basta selezionare il pavimento della zona cui si vuole cambiare l altezza e modificare il valore dell Extrusion Vector Z Axis dal pannello di controllo Selection Information, quindi premere ENTER e Apply Changes (cfr. fig. 56). L altezza della zona viene automaticamente aggiornata. Si ricorda che il valore va inserito in millimetri. Per evitare di dover premere Apply Changes ogni volta che si compie una modifica attraverso il pannello di controllo Selection Information, si consiglia di spuntare la voce Automatically Apply Changes. In questo modo è sufficiente premere ENTER ad ogni cambiamento apportato Inserire partizioni internamente ad una zona Per inserire delle partizioni all interno di una zona si usa il comando Partition della Modelling Toolbar: selezionata l omonima icona, si può disegnare la partizione all interno di un ambiente aiutandosi sia con gli Snaps, per aggrapparsi ai punti della geometria esistente (fig. 68), sia utilizzando il sistema di coordinate cartesiane/polari. 67

68 Si ricorda che il valore del primo punto di inserimento deve essere riferito all origine, ovvero in coordinate assolute, tutti i successivi devono essere immessi in coordinate relative rispetto al precedente. Per completare il comando premere ESC. fig. 68 come per disegnare le nuove zone che costituiscono il modello tridimensionale, anche per le partizioni interne ci si aiuta con gli Snaps, a partire dalle linee di costruzione importate dal file di origine L elemento Partition si costituisce di due oggetti: un elemento tipo Line, caratterizzato come Parent Object (fig. 69), e un elemento tipo Partition, identificato come Child Object della precedente linea ed estruso da essa per un valore pari all altezza di default (fig. 70). Per modificare l altezza bisogna perciò intervenire sull elemento Line: si seleziona la linea di base della partizione e si modifica il valore dell Extrusion Vector Z Axis dal pannello di controllo Selection Information, quindi si preme ENTER. Allo stesso modo, per qualsiasi operazione di trasformazione che si vuole effettuare su una Partition, è sufficiente selezionare l oggetto Parent e procedere su di esso. fig. 69 Element Line: elemento padre della partizione. Per qualsiasi trasformazione o per cambiare altezza a quest ultima bisogna intervenire su questo elemento 68

69 fig. 70 Element Partition: elemento figlio della partizione. Per attribuire i materiali alla partizione bisogna intervenire su questo elemento attraverso il pannello di controllo Zone Management Si sottolinea che, ogni volta che si disegna una Partition, essa viene sempre riconosciuta come appartenente alla Current Zone segnalata nella Options Toolbar Per attribuire al nuovo elemento la zona di appartenenza: - selezionare, a differenza dalle operazioni di trasformazione, l elemento Partition; - dal pannello di controllo Selection Information cliccare sulla freccina accanto alla voce Zone, che mostra il nome della Current Zone, e scegliere Select Zone; - dalla finestra di dialogo appena visualizzata scegliere, tra quelle elencate, la zona di destinazione della Partition e dare l OK Inserire Windows/Voids/Panels/Doors Ci sono diversi modi per inserire un elemento Window/Void/Panel/Door in un altro elemento più grande precedentemente creato: I. selezionando le rispettive icone della Additional Toolbar ed utilizzando il mouse; II. richiamando la finestra di dialogo Insert Child Object dal menù Draw (fig. 71) ed inserendo quindi i valori parametrici che identificano l oggetto da inserire. 69

70 fig. 71 selezionato uno dei quattro oggetti rappresentati nella finestra di dialogo riportata qui affianco, inserire i valori parametrici che lo caratterizzano. Si consiglia di collocare l origine in un punto strategico, per la definizione dell elemento che si vuole inserire, prima di richiamare questa finestra. Prima di ogni altra operazione assicurarsi che nessun elemento del modello sia selezionato: cliccare tasto sinistro in uno spazio vuoto della Drawing Canvas o scegliere la voce None dal meù Select. Posizionare l origine in un punto noto strategico, cui riferire i valori delle coordinate cartesiane/polari che determinano l elemento da inserire, utilizzando il comando Set Or e di seguito il comando Reset World Origin per salvarla nel modello come UCS (0,0,0). Selezionare l elemento del modello che deve ospitare il nuovo Child Object (fig. 72). A questo punto è possibile aggiungere al modello Window/Void/Panel/Door seguendo uno dei due procedimenti sopra accennati. fig. 72 prima di inserire un qualsiasi Child Object in una superficie già esistente, assicurarsi che essa sia selezionata 70

71 Modo I. (fig. 73) - selezionare dalla Additional Toolbar l icona corrispondente all elemento da inserire (Add window, Add door, Add panel, Add Void); - il puntatore appare vincolato ai confini dell elemento selezionato: il nuovo oggetto da inserire è riconosciuto, per default, come Child Object di quello che lo contiene; - inserire, negli appositi boxes della Cursor-input Toolbar, i valori delle coordinate assolute, rispetto alla nuova origine (0,0,0), del primo punto che individua il Child Object; di seguito gli altri punti che lo definiscono, determinati ciascuno dal valore delle coordinate relative rispetto al precedente. selezionata la superficie in cui si vuole inserire l elemento e collocata l origine in un punto strategico, digitare il valore del primo punto del nuovo elemento rispetto all origine (coordinate assolute). I successivi punti vengono invece inseriti in coordinate relative rispetto al precedente. Per spostarsi da un box all altro premere TAB; per confermare le coordinate del punto premere ENTER L ultimo punto, che chiude l elemento e permette di uscire dal comando, non deve essere digitato; è sufficiente premere ESC. fig. 73 definizione di una finestra utilizzando il mouse e il sistema di coordinate cartesiane, riferite ad un origine prefissata in un punto utile all operazione 71

72 Modo II. (fig. 74) - selezionare Insert Child Object dal menù Draw; - dalla finestra di dialogo appena visualizzata (cfr. fig. 71) selezionare l icona corrispondente all elemento da inserire; - inserire i rispettivi parametri che identificano il Child Object: Vertical Height: altezza dell oggetto; Horizontal width: larghezza dell oggetto; Sill Height: altezza della linea di base dell oggetto da quella dell elemento che lo contiene; Center position X,Y,Z: i valori delle coordinate cartesiane da inserire rispetto all origine (0,0,0) sono quelli del punto medio della sua linea di base e non quelli di un vertice; se non vengono specificati, il Child Object viene automaticamente inserito al centro del Parent Object (fig. 75); - premere quindi OK. fig. 74 definizione di una finestra utilizzando la finestra di dialogo Isert Child Panel:i valori Center Position X,Y,Z sono specificati e riferiti ad un origine prefissata in un punto utile all operazione 72

73 fig. 75 definizione di una finestra utilizzando la finestra di dialogo Isert Child Panel: i valori Center Position X,Y,Z non sono specificati in relazione all origine prefissata Si consiglia sempre di controllare attraverso il pannello di controllo Selection Information che Windows/Voids/Panels/Doors siano eseguite correttamente; in particolare, accertare i legami di parentela tra il nuovo elemento e quello che lo comprende. Selezionato il primo, verificare sotto Geometry la voce Links: esso deve risultare Child Object of X, dove per X si intende il numero che individua il Parent Object. Se l elemento da inserire si trova tra due zone adiacenti, ad esempio una porta di passaggio, basta aggiungerlo ad uno solo dei due oggetti adiacenti: è poi il calcolo Inter-Zonal Adjacencies a riconoscerlo come oggetto condiviso. La verifica di questa operazione è di nuovo riscontrabile nel pannello di controllo Selection Information: se si seleziona l elemento adiacente a quello in cui è stato inserito il Child Object, sotto Geometry deve risultare la voce AdjChildren e, accanto, la misura della superficie del Child Object stesso (fig. 76). 73

74 fig. 76 inserimento di una porta tra 2 zone adiacenti: l elemento Door viene inserito solo in una delle due pareti adiacenti: nell esempio sottostante la porta è stata inserita come Child Object della parete appartenente alla zona gialla parete appartenente alla zona gialla che comprende la porta caratteristiche geometriche della porta parete appartenente alla zona verde adiacente alla parete che comprende la porta caratteristiche geometriche della parete appartenente alla zona verde Inserire un Pitched/Gable Roof (fig. 77) Si consiglia di tenere visibile sulla Drawing Canvas solo la zona su cui si va a costruire il tetto. - selezionare l omonima icona dalla Modelling Toolbar ; - agganciarsi, aiutandosi con gli Snaps, ad un vertice della superficie che si vuole coprire con il tetto e, successivamente, al vertice opposto: a questa superficie risulta ora sovrapposto un rettangolo tratteggiato; - selezionare Pitched Roof Gable o Hip dal menù a tendina del pannello di controllo Parametric Objects e digitare i valori dei parametri sotto elencati: Start pos X,Y,Z: automaticamente determinati dal momento in cui la base del tetto è stata individuata utilizzando gli Snaps; 74

75 Ridge Axis: asse longitudinale del tetto; Eaves Depth: sporto del cornicione rispetto alla superficie di base; Gutter Height: altezza della grondaia; Pitch (deg): inclinazione delle falde (in gradi); Lenght X, Width Y: automaticamente determinati dal momento in cui la base del tetto è stata individuata utilizzando gli Snaps; premere quindi Create New Object (fig. 78). fig. 77 la base del tetto viene definita utilizzando il comando Pitched Roof e servendosi degli opportuni Snaps per agganciarsi alla zona che si vuole coprire. Definita la base si inseriscono nel pannello di controllo Parametric Objects i valori parametrici che caratterizzano il nuovo elemento Roof fig. 78 definizione dei valori e rappresentazione rispettivamente di un Gable Roof (a) e di un Hip Roof (b) a) 75

76 b) Il tetto così creato è una zona indipendente dalle altre e viene identificato nel pannello di controllo Selection Information come Roof Zone. Se si seleziona anche un solo piano che lo costituisce, esso viene selezionato come gruppo: si necessita perciò di separarlo in più elementi utilizzando il comando Ungroup della Additional Toolbar. In questo modo è possibile, ad esempio, selezionare solo la superficie di base, così da poterle assegnare il materiale opportuno (cfr. fig. 34). Come verifica, dal pannello di controllo Selection Information, la base del tetto deve risultare elemento di tipo Floor appartenente alla Roof Zone. 76

77 CAP. 13 Introduzione all Analisi Solare Le principali funzioni di Solar Analysis in Ecotect sono le seguenti: Shadow Display: permette di visualizzare le ombre proiettate dagli oggetti che compongono il modello; Reflection Display: permette di stimare l estensione della radiazione riflessa da superfici riflettenti all interno del modello; Overshadowing: attraverso l utilizzo dei diagrammi solari e delle maschere di ombreggiamento, permette di visualizzare, in un unica immagine, la distribuzione annuale della proiezione di tutte le ombre generate dagli oggetti presenti nel modello. Solar Exposure: consente di visualizzare e quantificare l intensità della radiazione solare incidente e la percentuale di ombreggiamento per qualsiasi superficie del modello in qualsiasi momento dell anno; Shading Device Design: fornisce una gamma di strumenti atti alla definizione di effettivi dispositivi di ombreggiamento Impostazioni base: Location, Orientation, Date and Time Il primo approccio all analisi solare è naturalmente quello di determinare la localizzazione geografica di progetto, così da caricare il corretto file di dati geografico-climatici. Tali dati vengono letti dal software in formato WEA e contengono i dati orari delle temperature, della velocità e direzione del vento, dell umidità relativa, della radiazione solare e della piovosità. Inoltre, definita e caricata nel modello la località in cui si intende progettare, automaticamente vengono aggiornate le coordinate geografiche che la caratterizzano (latitudine positiva per l emisfero boreale (fig. 79) e negativa per quello australe (fig. 80); longitudine espressa in riferimento a Greenwich UK) e l ora solare riferita al GMT (Greemwich Mid Time). 77

78 fig. 79 dati geografici che identificano la città di Venezia Italia (emisfero boreale) fig. 80 dati geografici che identificano la città di Perth Australia (emisfero australe) Per caricare il corretto Weather Data File nel modello basta selezionare l icona Set current time and/or location della Date-Time Toolbar (cfr. p. 8) e scegliere Date/Time/Location. Visualizzata la finestra di dialogo Model Settings, alla voce Location è possibile caricare il file WEA desiderato semplicemente cliccando tasto sinistro del mouse su Load Climate Data e scegliendo, tra tutte le località elencate, quella prescelta per il progetto da realizzare (cfr. pp ). Caricato nel modello il nuovo file su cui vengono costruite tutte le funzioni di analisi, risultano automaticamente aggiornate: Latitude, Longitude e Location Time Zone (cfr. figg ). Dalla stessa finestra di dialogo è poi possibile intervenire manualmente su altri fattori che le condizionano, quali: - Time/Date: ora, giorno e mese dell anno per cui si esegue una delle funzioni di analisi sopra citate; - Orientation: direzione del Nord rispetto alla griglia di disegno e agli elementi della composizione (cfr. pp e fig. 65); 78

79 - Local Terrain: condizioni del suolo che maggiormente identificano la condizione reale di progetto (cfr. p. 64). Definiti tutti i parametri atti a determinare una Solar Analysis il più possibile autentica si può dare l Ok, o salvare i dati appena definiti come impostazioni di default cliccando la voce Set as Default. Nel primo caso, essi vengono registrati solo nel modello in cui si sta lavorando e ricaricati ogni volta che lo si apre, nel secondo, essi diventano impostazioni di base per ogni nuovo file.eco. Si ricorda che, per intervenire sull ora, il giorno e il mese dell anno non occorre richiamare sempre la finestra di dialogo Model Settings, ma è sufficiente operare negli appositi boxes della Date-Time Toolbar. I modi con cui si possono cambiare i parametri relativi a giorno e ora sono numerosi: - posizionare il cursore all interno del box Time of day o Day of the month e, selezionato il dato visualizzato, digitare rispettivamente il valore dell ora o del giorno per cui si vogliono ricalcolare le condizioni di ombreggiamento; - intervenire col mouse direttamente sulle freccette a lato dei boxes della Date-Time Toolbar : il valore viene incrementato/decrementato di 15 minuti in 15 minuti e di settimana in settimana. Se, durante l operazione, si tiene premuto CTRL il valore subisce un salto rispettivamente di 1 minuto e di 1 giorno, allo stesso modo, tenendo premuto SHIFT, il salto risulta di 1 ora e di 1 mese; - tenere premuto CTRL+ALT e intervenire contemporaneamente sulle freccette a lato dei boxes: si passa così rispettivamente dall alba al tramonto e dal 1 gennaio al 31 dicembre. 79

80 CAP. 14 Analisi qualitativa Impostazioni base di visualizzazione Per default, le ombre proiettate da qualsiasi oggetto presente nel modello vengono visualizzate in grigio scuro, mentre la radiazione che entra all interno di un edificio attraverso le bucature viene rappresentata in grigio chiaro. Come già visto per la fase di modellazione, è possibile tuttavia personalizzare l interfaccia utente attraverso la finestra di dialogo User Preferences (cfr. p. 18). - Sun Patch Colour : definisce il colore della radiazione solare che colpisce una o più superfici all interno di un ambiente; - Shadow Colour : definisce il colore delle ombre proiettate da uno o più oggetti presenti nel modello. In caso di sistemi complessi di edifici, in cui l ombra di un fabbricato può essere confusa con quella di uno vicino, risulta utile fare un passaggio ulteriore nella definizione delle modalità di visualizzazione. Definite tutte le costruzioni che compongono il modello, ciascuna come singola zona, si imposta per ognuna, alla voce Shadow Display della finestra di dialogo Zone Management, un Shadow Colour caratteristico e si spunta l opzione Highlight this zone (fig. 81). Allo stesso modo, è possibile definire anche il Reflection Colour, che rappresenta la radiazione riflessa da una superficie, se impostata come Reflector nel pannello di controllo Shadow Settings (cfr. p. 89). 80

81 a) fig. 81 a) Le ombre proiettate dagli edifici che costituiscono il modello sono visualizzate con il colore di default. Maggiore è il numero degli elementi, più difficile diventa la distinzione dell ombra proiettata da ciascuno di essi. Diventa allora utile impostare per ogni singolo oggetto il rispettivo Shadow Colour. b) b) L ombra proiettata da ogni singola zona che costituisce il modello è facilmente riconoscibile Opzioni di visualizzazione: Shadow Settings Per visualizzare le ombre nella Drawing Canvas, si seleziona dal menù Display della Main Toolbar la voce Shadows, oppure si preme il comando Display Shadows del pannello di controllo Shadows Settings (fig. 82). 81

82 Le ombre generate dagli oggetti che costituiscono il modello vengono proiettate, per default, sul piano del terreno, cosa che può creare un po di confusione poiché anche la loro pianta risulta completamente oscurata (fig. 83). Per individuare l ombra che un qualsiasi elemento proietta esternamente al proprio perimetro è necessario passare alla vista bidimensionale del modello: si seleziona la voce Plan dal menù View e si spunta Show Floors in Plan tra le opzioni di Shadow Display del pannello di controllo Shadow Settings (fig.84). Si rende inoltre possibile isolare la proiezione delle ombre su una o più superfici all interno del modello, semplicemente selezionandola/e e definendola/e come Tag Selected Objects nel pannello di controllo Shadow Settings (figg ). fig. 82 Pannello di controllo Shadow Settings fig. 83 visualizzazione delle ombre proiettate così come risultano dalle impostazioni di default. fig. 84 visualizzazione delle ombre proiettate, solo per la vista in pianta, così come risultano dopo aver spuntato l opzione 82

83 fig. 85 visualizzazione, in vista prospettica, delle ombre proiettate secondo le impostazioni di default. Per isolare la proiezione delle ombre su una o più superfici bisogna selezionarla/e e impostarla/e come Shaded Surface fig.86 nell esempio affianco, si è deciso di focalizzare lo studio delle ombre proiettate solo su due superfici del modello: la parete sud e quella ovest Ombre e riflessioni sono due aspetti molto importanti nel disegno di una costruzione, che non vanno assolutamente ignorati soprattutto in una fase ancora concettuale del processo progettuale. In Ecotect, le funzioni di rappresentazione delle ombre sono molte e possono essere attivate/disattivate o selezionandole dal menù a tendina aperto scegliendo la voce Shadow Options del menù Display, o direttamente dal pannello di controllo Shadow Settings, spuntando le opzioni corrispondenti. 83

84 Si definiscono di seguito le opzioni di Shadow Display più utilizzate: Daily Sun Path : nella Drawing Canvas viene visualizzato, attorno agli oggetti che costituiscono la composizione, il diagramma che definisce il percorso del sole sulle 24 ore, per il giorno dell anno impostato negli appositi boxes della Date-Time Toolbar (fig. 87). Si dà la possibilità di interagire direttamente sul modello, con l utilizzo del mouse, per modificare la configurazione di ombreggiamento semplicemente trascinando il sole lungo la linea tratteggiata. fig. 87 il diagramma rappresenta il percorso del sole il I Aprile per la località di Venezia. L ora per cui vengono visualizzate le ombre proiettate è modificabile trascinando il sole lungo la linea tratteggiata. Tenendo premuto CTRL durante questa operazione, l aggiornamento dell immagine nella Drawing Canvas è simultaneo mentre, tenendo premuto SHIFT, viene automaticamente visualizzata in rosso la Data Line: l operazione di trascinamento del sole lungo questa linea comporta l aggiornamento della configurazione di ombreggiamento per la stessa ora ma in differenti giorni dell anno solare (fig. 88). Lo stesso effetto si ottiene modificando la data e/o l ora nella Date-Time Toolbar. 84

85 fig. 88 visualizzata la linea rossa della Data Line è possibile intervenire direttamente nella Drawing Canvas per modificare, non più l ora del giorno, ma il giorno dell anno. Per ogni ora del giorno cioè, l analemma rosso, rappresenta il percorso annuale del sole nella volta celeste. Annual Sun Path: nella Drawing Canvas viene visualizzato, attorno agli oggetti che costituiscono la composizione, il diagramma che definisce il percorso annuale del sole (fig. 89); le linee continue rappresentano il percorso del sole nei primi 6 mesi dell anno (Gennaio-Giugno), quelle tratteggiate i secondi 6 mesi (Luglio-Dicembre). La configurazione di ombreggiamento per una data posizione del sole sul diagramma è visibile nella Drawing Canvas solo se è contemporaneamente attiva anche l opzione Daily Sun Path. fig. 89 nello stesso diagramma vengono rappresentate le linee che identificano il percorso giornaliero del sole unitamente agli analemmi che mostrano quello annuale per la località geografica di riferimento. 85

86 Show Floors in Plan : come accennato in precedenza, questa opzione, attivabile solo dopo aver impostato la vista bidimensionale Plan dal menù View, consente di escludere la pianta degli edifici dalla proiezione delle ombre sul piano del terreno, in modo da distinguerne chiaramente il perimetro (cfr. figg ). Show Ground Outline : si consiglia di spuntare questa opzione se nel modello ci sono alcuni elementi impostati come Shaded Surface; l intera estensione dell ombra proiettata da tutti gli elementi della composizione risulta riconoscibile come contorno e, allo stesso tempo, viene risaltata l ombra proiettata sulle superfici interessate (fig. 85). fig. 85 lo studio delle ombre proiettate si focalizza sugli elementi della composizione impostati come Shaded Surface. Selected Objects Only : vengono visualizzate solo le ombre proiettate dagli oggetti selezionati. In questo modo ci si può concentrare sulle condizioni di ombreggiamento generate da un unico o più oggetti di particolare interesse (fig. 86). 86

87 fig. 86 si evidenzia l utilità dell opzione Selected Object Only quando si vuole studiare l ombra di alcuni elementi della composizione proiettata su degli altri, specificati come Shaded Surface. In questo esempio, le due torri verdi sono gli elementi selezionati che proiettano ombra, mentre le superfici rivolte a sud dell edificio fuxia sono quelle impostate come Shaded Surface Show Reflections Only : in genere, quando alcuni elementi della composizione vengono impostati come Reflector, la riflessione che essi producono viene visualizzata contemporaneamente alle ombre proiettate sul piano del terreno o sugli elementi impostati come Shaded Surface. Spuntando questa opzione si isola l effetto delle riflessioni, eliminando quello dell ombreggiamento (fig. 87). fig. 87 a) in questo esempio la superficie rivolta a sud è impostata come Reflector. Attivando la funzione Shadow Display, ombre e riflessioni vengono, per default, proiettate contemporaneamente. a) 87

88 b) in questo esempio si è esclusa la visualizzazione delle ombre. L attenzione si concentra solo sulle riflessioni prodotte dall elemento impostato come Reflector, ovvero dalla parete che contiene la finestra b) Show Shadows Only : spuntando questa opzione, al contrario della precedente, vengono visualizzate solo le ombre, anche se all interno del modello ci sono alcuni elementi impostati come Reflector (fig. 88). fig. 88 in questo esempio si è esclusa la visualizzazione delle riflessioni. L attenzione si concentra solo sulle ombre Ombre e riflessioni Ecotect è in grado di dare vita ad ombre e riflessioni sia per un modello molto semplice sia per composizioni complesse. In questo ultimo caso risulta molto utile avvalersi di uno strumento che permetta di isolare l effetto dell ombreggiamento di uno o più oggetti su una o più superfici. Nello specifico, selezionato l elemento su cui si vogliono studiare le condizioni di ombreggiamento, lo si imposta come Shaded Surface dal pannello di controllo Shadow Settings, cioè, si sceglie la voce Tag Selected Objects dal menù a tendina aperto cliccando tasto sinistro del mouse su Shaded (cfr. p. 83 e fig. 86). Se, successivamente, si vuole aggiungere un altra superficie a quella 88

89 già selezionata, per studiarne le condizioni di ombreggiamento, si procede allo stesso modo e si sceglie la voce Add Tag to Selection. Questo sistema di analizzare e studiare le condizioni di ombreggiamento su una o più superfici risulta particolarmente interessante per verificare le parti in luce e quelle in ombra all interno di una stanza dotata di un apertura sull esterno (fig. 89). Al contrario, per tornare alla visualizzazione di default, cioè alla proiezione delle ombre di tutti gli oggetti della composizione sul piano del terreno, basta scegliere la voce Clear Tag dal menù a tendina aperto cliccando su Shaded (fig. 90). fig. 89 proiezione delle ombre sulle Superfici impostate come Shaded Surface fig. 90 visualizzazione delle ombre secondo le impostazioni di default Se si vogliono invece visualizzare le riflessioni prodotte da elementi dotati di particolari proprietà riflettenti, bisogna selezionarli e impostarli come Reflector, scegliendo Tag Selected Objects dal menù a tendina aperto cliccando tasto sinistro del mouse su Reflector (cfr. p. 80). Come per le ombre, è inoltre possibile isolare il loro effetto su determinate superfici che, di nuovo, devono essere impostate come Shaded Surface (fig. 91). 89

90 fig. 91 a) proiezione di ombre e b) visualizzazione delle sole riflessioni riflessioni sulle superfici impostate sulle superfici impostate come Shaded come Shaded Surface Surface Quando la radiazione solare colpisce la superficie di un oggetto, una parte di essa viene trasmessa, un altra assorbita e la rimanente riflessa. L intensità della riflessione è, dunque, funzione della trasparenza e della specularità del materiale impostato come Reflector, proprietà che devono essere impostate nella finestra di dialogo Material Properties (fig. 92) richiamata dall omonima icona. Un materiale completamente trasparente non riflette, mentre un materiale con specularità pari a 1 è un perfetto specchio e la riflessione è totale. fig. 92 Material Properties 90

91 Anche l intensità del colore con cui vengono mostrate sia le ombre che la proiezione della radiazione entrante in una stanza attraverso una superficie vetrata sono funzione della trasparenza del materiale: nella finestra di dialogo Material Properties un elemento con Transparency=1 è un elemento completamente trasparente, viceversa, con Transparency=0 esso è totalmente opaco (figg ). fig. 93 intensità della radiazione fig. 94 intensità della radiazione riflessa che attraversa un vetro in funzione della da un vetro in funzione della sua sua trasparenza (da sinistra a destra): specularità (da sinistra a destra): T = 0,92; T = 0,6; T = 0,2 S = 0,2; 0,48; 0,8 La visualizzazione delle riflessioni può risultare piuttosto complessa, si dà quindi la possibilità di intervenire anche qui sul colore con cui esse vengono mostrate nella Drawing Canvas: per ogni zona, attraverso la finestra di dialogo Zone Management, si può fissare un Reflection Colour e, allo stesso modo che per le ombre, bisogna spuntare l opzione Highlight this zone, altrimenti la modifica apportata al colore di default non viene registrata (fig. 95). fig. 95 per ogni zona che costituisce il modello si fissa un Reflection Colour. Le riflessioni vengono visualizzate se e solo per gli elementi impostati come Reflector Come già detto in precedenza, sia ombre che riflessioni sono, per default, proiettate sul piano del terreno, tuttavia, è possibile isolare una o più superfici 91

92 per studiarne l effetto solo su di esse. In questo caso risulta utile attivare l opzione Reflection Obstructions nel pannello di controllo Shadow Settings: se tale opzione non è spuntata, qualsiasi genere di ostacolo interposto tra il sole e l elemento impostato come Reflector, viene ignorato, al contrario, la riflessione si interrompe nel momento in cui incontra la barriera e viene proiettata su di essa quando è impostata come Shaded Surface (fig. 96). fig. 96 a) visualizzazione delle sole riflessioni prodotte dalle tre finestre in figura secondo le impostazioni di default, cioè, sul piano del terreno e ignoranti l ostacolo antistante ad esse. Affinché l ostruzione sia identificata come tale, si deve spuntare l opzione Reflection Obstruction del pannello di controllo Shadow Settings a) b) c) b) opzione Reflection Obstructions attiva c) opzione Reflection Obstructions attiva sull ostacolo impostato come Shaded Surface Si sottolinea però che, nella versione di Ecotect 5.20, l opzione Reflection Obstructions presenta un bug: qualsiasi superficie impostata come Reflector, anche se completamente oscurata da un altro elemento, produce comunque riflessione (fig. 97). fig. 97 a) l ostacolo mette completamente in ombra la finestra b) la finestra, anche se completamente in ombra, continua a produrre riflessione a) b) 92

93 In una prima fase di analisi solare ci sono altre opzioni, attivabili direttamente dal pannello di controllo Shadow Settings, utili per una comprensione generale del sistema di ombre e riflessioni generate all interno del modello: View From Sun Position adottare in fase di pre-analisi dei dispositivi di ombreggiamento, poiché permette di avere una prospettiva del modello come se esso fosse guardato direttamente dal sole. Ad esempio, si può avere un immediata verifica dell ombra proiettata dagli aggetti sugli elementi sottostanti impostati come Shaded Surface (cfr. p.121 e fig. 125). : è una valida funzione da Show Shadow Range : consente di visualizzare contemporaneamente, per un determinato intervallo di tempo in un giorno prestabilito, tutte le ombre proiettate dagli elementi che costituiscono il modello; il disegno che ne deriva è una rappresentazione a farfalla, in cui ogni step identifica la differenza, in minuti, della proiezione di un ombra e di quella successiva. Tutte le impostazioni che determinano tale diagramma (ora di inizio, ora di fine e intervallo di visualizzazione), vengono definite nel pannello di controllo Shadow Settings. 93

94 Show Solar Rays : permette di visualizzare i raggi incidenti su una superficie del modello impostata come Reflector. Essi vengono tracciati a partire dal sole, con inclinazione che dipende dall ora e dal giorno dell anno impostati nella Date-Time Toolbar, fino all oggetto interessato. Attraverso il pannello di controllo Shadow Settings si definisce: lo Spacing, cioè la densità (distanza, espressa in mm, tra due raggi consecutivi) con cui vengono rappresentati i raggi e i Bounces, cioè il numero di rimbalzi, ovvero le inter-riflessioni generate ogni volta che i raggi colpiscono un nuovo oggetto (fig. 98). fig. 98 nell esempio sottostante si può vedere come gli elementi impostati come Reflector riflettono la radiazione solare a seconda del raggio incidente che li colpisce (I marzo, ore 12 Venezia) Show Projection : è una funzione che rappresenta il processo inverso di visualizzazione delle ombre proiettate. Consente cioè di identificare, sulla superficie dell oggetto che produce ombra e impostata come Shaded Surface, la parte esatta di esso che, in un dato istante, proietta ombra su un altro elemento della composizione. Affinché sullo schermo possa essere individuata tale proiezione, è necessario selezionare la superficie dell oggetto in ombra (fig. 99). 94

95 fig. 99 si evidenziano in giallo le superfici che restano all ombra della torre, mentre su quest ultima si riconosce, in rosso, la parte di essa che, nell istante impostato nella Date- Time Toolbar (I aprile, ore 12 - Venezia), proietta ombra sulle prime Diagrammi solari e maschere di ombreggiamento Nella prima fase di analisi di un sito, specialmente quando la composizione è complessa e ricca di elementi, i diagrammi solari e le maschere di ombreggiamento diventano molto utili poiché forniscono, in un unica immagine, le informazioni relative alle condizioni di ombreggiamento di un punto o di una superficie specifici del modello, rapportate all intero anno solare. I diagrammi solari mostrano una rappresentazione bidimensionale del percorso annuale del sole. Essi vengono richiamati in Ecotect dal menù Calculate della Main Toolbar attraverso la voce Sun-Path Diagram. I metodi di proiezione bidimensionale che definiscono le stesse caratteristiche di ombreggiamento/insolazione di un punto o di una superficie predeterminata del modello sono numerosi, tuttavia si elencano di seguito i più utilizzati: - diagramma stereografico: rappresenta una proiezione polare della volta celeste e ha la forma di un diagramma circolare, paragonabile alla fotografia del cielo scattata da una persona supina che guarda diritto verso lo zenit con un grandangolo di 180 : la posizione istantanea del sole in un determinato punto della terra viene proiettato su questa raffigurazione appiattita dell emisfero (fig. 100); 95

96 - diagramma ortografico: rappresenta una proiezione cilindrica della volta celeste e ha la forma di un diagramma cartesiano, per cui la posizione istantanea del sole viene identificata dalle coordinate X,Y (fig. 101). fig. 100 diagramma stereografico per la città di Venezia fig. 101 diagramma ortografico per la città di Venezia Attraverso i diagrammi solari, la cui forma di visualizzazione (Stereographic Diagram, Orthographic Projection, ecc.) viene scelta dalla finestra di dialogo Overshadowing, selezionando la voce corrispondente dal menù Display, si individua la posizione del sole in qualsiasi ora del giorno di qualsiasi giorno dell anno e per qualsiasi localizzazione geografica. Per ogni latitudine, infatti, esiste un diverso diagramma solare, in quanto la posizione del sole è funzione di essa. Utilizzando i diagrammi solari si ricevono quindi indicazioni di tipo qualitativo sulle condizioni di ombreggiamento: una corretta interpretazione di essi permette di capire se, in un dato istante, un punto o una superficie vede o non vede il sole Come leggere un diagramma stereografico Le linee che costituiscono un diagramma stereografico sono molte ed è necessario riuscire a comprenderne bene il significato per una corretta interpretazione dello stesso (fig. 102). 96

97 Azimuth Lines: gli angoli di azimuth sono indicati sulla circonferenza più esterna del diagramma e l incremento tra un punto e quello successivo, in direzione oraria rispetto alla direzione del Nord, è di 15. La direzione del Nord è rappresentata nel diagramma dall asse Y positiva ed è individuato dalla lettera N. Altitude Lines: gli angoli di altitudine sono definiti da circonferenze concentriche con un salto di 10 tra una e quella successiva, a partire dal centro del diagramma (90 ) fino a raggiungere il cerchio più esterno (0 ). Fig. 102 nella figura si evidenzia la posizione del sole, caratterizzata da 62 di azimuth e 30 di altitudine, alle ore 9 a.m. del I aprile, per la città di Perth - Australia Date Lines: delineano il percorso del sole nella volta celeste per un determinato giorno dell anno. Nel diagramma vengono visualizzate 12 di queste linee, cioè il percorso del sole nel primo giorno di ogni mese dell anno; poiché il sole segue un andamento ciclico nel corso dell anno, ovvero il moto è simmetrico rispetto ai solstizi, i primi 6 mesi dell anno solare (da gennaio a giugno) sono definiti da linee continue, mentre i secondi 6 mesi (da luglio a dicembre) da linee tratteggiate. Hour Lines: rappresentano la posizione del sole in una specifica ora del giorno in un qualsiasi giorno dell anno. Nel diagramma le linee delle ore 97

98 prendono la forma di analemmi che intersecano le Date Lines e consentono così di individuare la posizione istantanea del sole. Ciascun analemma è per metà definito da linea continua e per l altra metà da linea tratteggiata, sempre per distinguere chiaramente l intersezione tra le Date Lines e le Hour Lines nei primi 6 mesi o nei secondi 6 mesi dell anno Overshadowing Analysis Prima di richiamare la finestra di dialogo Overshadowing è necessario fissare un punto di interesse per il quale calcolare le condizioni di ombreggiamento. Se all interno del modello non c è alcun elemento selezionato, il diagramma rappresenta unicamente l andamento del sole per la latitudine del sito in cui è localizzato il progetto, ma non viene data alcuna informazione relativa alle condizioni di ombreggiamento che, naturalmente, devono essere riferite ad un punto o ad una superficie. Durante la fase di modellazione, anche con un disegno approssimativo della composizione nel suo complesso, bisogna definire un punto strategico: selezionare il comando Point dalla Modelling Toolbar e cliccare tasto sinistro del mouse in un punto strategico della Drawing Canvas (fig. 103): esso diventa il punto di riferimento rispetto al quale vengono determinate le condizioni di ombreggiamento, distribuite sull intero anno solare e rappresentate nel diagramma solare; selezionare il comando Calculate dal Main menù e scegliere la voce Sun- Path Diagram; scegliere dal menù Display della finestra di dialogo Overshadowing il tipo di diagramma su cui si vogliono vedere visualizzate le informazioni (fig. 104). 98

99 fig. 103 definizione del punto, evidenziato in giallo, rispetto al quale si determinano le condizioni di ombreggiamento fig. 104 rappresentazione delle condizioni di ombreggiamento riferite al punto giallo della fig. 103 Si consiglia di attivare l opzione Display Shadows dal pannello di controllo Shadow Settings e, contemporaneamente, tenere aperta la finestra di dialogo Overshadowing: in questo modo si può lavorare in modo interattivo nelle due finestre e l interpretazione del diagramma solare risulta semplificata. Le modifiche apportate nel diagramma vengono simultaneamente aggiornate nella Drawing Canvas e viceversa: trascinando il sole lungo le Date Lines e Hour Lines nel diagramma vengono automaticamente modificate le proiezioni delle ombre nella Drawing Canvas e, allo stesso modo, spostando il punto di riferimento (cfr. pag. 35) utilizzando il comando Move della Additional Toolbar, viene contemporaneamente aggiornata la rappresentazione delle condizioni di ombreggiamento nel diagramma solare (figg ). Si ricorda però che, affinché l aggiornamento nella Drawing Canvas sia simultaneo al trascinamento del sole nel diagramma solare, bisogna tenere premuto CTRL. 99

100 fig. 105 il cambiamento della posizione del sole nel diagramma solare si ripercuote automaticamente nella Drawing Canvas (cfr. fig. 103) fig. 106 il cambiamento della posizione del punto di riferimento nella Drawing Canvas si ripercuote automaticamente nel diagramma solare Primo approccio all analisi quantitativa E possibile studiare le condizioni di ombreggiamento per una superficie del modello e non solo per un punto; l importante, però, è che rimanga selezionato un unico elemento. Allo stesso modo che per un punto, si seleziona una superficie e si sceglie la voce Sun-Path Diagram dal menù Calculate. 100

101 La rappresentazione delle condizioni di ombreggiamento è un po diversa: un punto, in un qualsiasi momento dell anno, è sempre o completamente in luce o completamente in ombra, mentre una superficie può essere parzialmente colpita dalla radiazione diretta e parzialmente coperta da una qualsiasi ostruzione che intercetta i raggi solari prima che la raggiungano. La percentuale di superficie in ombra cambia in funzione del tempo, cioè varia a seconda dell ora e del giorno per cui viene calcolata. Al fine di determinare la maschera di ombreggiamento per la superficie selezionata, che determina la percentuale di essa che, in un determinato istante, riceve la radiazione diretta, è necessario effettuare il calcolo delle adiacenze. La maschera di ombreggiamento non è altro che la rappresentazione grafica di una matrice tra gli angoli di azimuth e di altitudine, calcolata per una determinata superficie. Per default, questa matrice è di 10 x10 e si genera automaticamente in seguito al calcolo delle adiacenze per ogni superficie esposta, appartenente ad una zona termica del modello. E possibile tuttavia definire maschere di ombreggiamento più accurate, intervenendo nella finestra di dialogo Overshadowing attraverso il comando Calculate Shading : visualizzata la finestra di dialogo Surface Shading, cambiare il valore di Overshadowing Accuracy, cioè il numero di punti campione appartenenti alla superficie selezionata per cui viene effettuato il calcolo, nonché il valore di Azimuth e Altitude increment, cioè l incremento, in gradi, su cui è costruita la matrice. Se si seleziona un punto del modello e si richiama il Sun-Path Diagram attraverso il menù Calculate, le condizioni di ombreggiamento riferite ad esso e 101

102 rappresentate nei diagrammi solari prendono la forma di macchie grigie uniformi (cfr. figg ); spostandolo nella Drawing Canvas, il diagramma viene simultaneamente aggiornato per riflettere la modifica (cfr. pp ). In questo modo, semplicemente creando e/o spostando un punto all interno della composizione che definisce l intero ambito della progettazione, si ottengono immediati feedback sulle condizioni di ombreggiamento dell intero sito di intervento. Si sottolinea inoltre che, se nella finestra di dialogo Zone Management sono stati impostati differenti colori per la rappresentazione dell ombra proiettata da ogni singola zona che costituisce il modello (cfr. fig. 81), anche nel diagramma solare vengono mantenuti gli stessi colori: le macchie non sono più grigie, ma sono comunque uniformi (fig. 107). fig. 107 il diagramma solare calcolato per un determinato modello rispecchia le impostazioni di visualizzazione definite nella finestra di dialogo Zone Management Allo stesso modo funziona per una superficie selezionata, a differenza del fatto che, per essa, viene generata una maschera di ombreggiamento la quale si concretizza in macchie che, a seconda del livello di accuratezza impostato per il calcolo, vanno sfumando in modo più o meno uniforme dal bianco al grigio (figg ). Anche qui, spostandosi da una superficie all altra del modello, se è stato precedentemente effettuato il calcolo delle adiacenze, l aggiornamento della Overshadowing Mask è simultaneo (fig. 110). 102

103 fig. 108 nella figura affianco si evidenzia in giallo la superficie per cui si vogliono studiare le condizioni di ombreggiamento. Se è appena stato eseguito il calcolo delle adiacenze, per visualizzare la maschera di ombreggiamento relativa alla superficie selezionata, è sufficiente richiamare il Sun-Path Diagram dal Calculate menù, se invece, si vuole generare una maschera di ombreggiamento più accurata, bisogna richiamare, utilizzando il comando Display della finestra di dialogo Overshadowing, la finestra di dialogo Surface Shading ed andare a modificare le impostazioni di Calculation Settings (cfr. p. 101) fig. 109 a) maschera di ombreggiamento relativa alla b) maschera di ombreggiamento generata superficie selezionata in fig. 108, generata per per la stessa superficie secondo una matrice default in seguito al calcolo delle adiacenze 2 x2 e Overshadowing Accuracy 5x5 fig. 110 calcolo dell Overshadowing Mask per un altra superficie selezionata nel modello 103

104 Questo tipo di analisi diventa così un processo estremamente semplice, intuitivo e molto utile nel fornire numerose informazioni, ma bisogna fare attenzione ai diversi passaggi da eseguire: - selezionare sempre uno e un solo oggetto nel modello prima di richiamare la finestra di dialogo Overshadowing attraverso la voce Sun- Path Diagram del menù Calculate, sia esso un punto o una superficie; - rigenerare il modello tramite il calcolo delle adiacenze ogni volta che si apporta una modifica; in questo modo, aperta la finestra di dialogo Overshadowing, per ogni superficie che si seleziona viene visualizzata la maschera di ombreggiamento di default (cfr. figg. 109a-110); - utilizzare il comando Calculate Shading e le rispettive opzioni del riquadro Calculation Settings al fine di ottenere una maschera di ombreggiamento più accurata per la superficie selezionata (fig. 111). fig. 111 impostazioni di calcolo per la definizione delle maschere di ombreggiamento relative alle superfici selezionate nella Drawing Canvas. - impostazioni di default (Overshadowing Mask generate automaticamente dopo il calcolo delle adiacenze per ogni superficie esposta di una zona termica del modello) - impostazioni per maschere di ombreggiamento più accurate Se la maschera di ombreggiamento generata per una superficie del modello assume le stesse sembianze delle condizioni di ombreggiamento visualizzate quando si seleziona un punto, la causa può essere individuata in uno dei seguenti motivi: l oggetto selezionato non è esposto alla radiazione solare; l oggetto non è una superficie piana chiusa; il calcolo delle adiacenze non è ancora stato determinato per la nuova configurazione spaziale. 104

105 Attraverso la finestra di dialogo Surface Shading è possibile impostare il calcolo non solo per la definizione della percentuale di ombreggiamento di una superficie, ma anche per la determinazione della potenza solare che la colpisce (Solar Stress Direct + Diffuse; Solar Stress Direct Only; Solar Stress Diffuse Only) (fig. 112). fig. 112 calcolo della potenza solare Direct + Diffuse per la superficie selezionata nella Drawing Canvas Il legame diretto tra la finestra di dialogo principale e quella di Overshadowing, ovvero, tra la rappresentazione reale delle ombre proiettate nella Drawing Canvas e la loro riproduzione su un diagramma solare, risulta estremamente utile quando si vuole capire quali elementi della composizione determinano una condizione di ombreggiamento per un punto o una superficie prefissata in un particolare momento dell anno, soprattutto se l analisi è effettuata su un modello molto complesso. L utilizzo delle maschere di ombreggiamento per l analisi solare chiude il capitolo sull analisi qualitativa. Fino ad ora si è parlato di ombre e riflessioni da un punto di vista adimensionale, cioè della loro proiezione sul terreno o su specifiche superfici del modello in determinati momenti dell anno: si è presentata una loro restituzione grafica reale nella Drawing Canvas, sia per viste bidimensionali che 105

106 per viste prospettiche; si è analizzata la loro distribuzione spaziale sull intero anno solare relativamente ad un punto predeterminato del modello e si è cominciato a parlare in termini quantitativi studiando la percentuale di ombreggiamento di una data superficie. Sfruttando le maschere di ombreggiamento, infatti, si riesce a definire quanta parte, in percentuale, di quella superficie resta in ombra rispetto alla radiazione solare diretta che la colpisce. 106

107 CAP. 15 Analisi quantitativa In Ecotect, selezionando la voce Solar Exposure dal Calculate menù, è possibile quantificare esattamente l intensità della radiazione solare incidente su una determinata superficie del modello. Essa può essere calcolata sia in termini di valori orari istantanei sia come totali giornalieri e mensili. Queste informazioni sono molto utili ai fini di un ampia gamma di applicazioni: dal corretto disegno di sistemi solari passivi al dimensionamento e all ottimale localizzazione di pannelli fotovoltaici Solar Exposure Selezionando una o più superfici esposte del modello e richiamando la finestra di dialogo Graphical Results attraverso la voce Solar Exposure del Calculate menù, è possibile ricevere numerose informazioni sulla radiazione solare incidente su di essa/e (fig. 113). fig. 113 il procedimento è analogo a quello che si esegue per la definizione delle maschere di ombreggiamento: costruito il modello e selezionata la superficie per cui si vuole eseguire l analisi (cfr. fig. 110), scegliere la voce Solar Exposure dal Calculate menù. Aperta così la finestra di dialogo Graphical Results, riportata qui affianco, è possibile definire tutte le impostazioni di calcolo 107

108 Opzioni di calcolo Time Period: definisce il periodo di tempo e le modalità secondo le quali viene eseguito il calcolo. Si ricorda che prima si deve caricare il Climate Data File di riferimento (cfr. pp ). - Single Day : si determinano i risultati orari, calcolati per una specifica superficie del modello, relativi a radiazione globale, diretta, diffusa, riflessa e ombreggiamento in un preciso giorno dell anno; esso può essere definito trascinando la freccia sull apposito righello della sezione Select Data, oppure può essere scelto tra i particolari giorni dell anno (più freddo, più caldo, più nuvoloso, ecc.) elencati alla voce Search Data For. Si ricorda che è necessario cliccare il comando Recalculate ogni volta che si cambia il giorno per il quale effettuare l analisi, oppure, si consiglia di tenere premuto CTRL mentre si trascina la freccia sul righello Select Data per avere un aggiornamento simultaneo dei dati rappresentati. Il grafico visualizza, in un unica immagine, la radiazione oraria globale disponibile sulla superficie selezionata, la sua percentuale in ombra, il valore della radiazione incidente e della radiazione riflessa 3 dagli oggetti presenti nel modello ed impostati come Solar Reflector (cfr. p. 89). La radiazione globale disponibile unisce le componenti diretta e diffusa della radiazione solare determinata in funzione della località geografica in cui si è collocato il progetto, cioè riferita al Climate 3 Si sottolinea che nella versione di Ecotect 5.20 si è rilevato un BUG relativo al calcolo della radiazione riflessa dagli oggetti impostati come Solar Reflector. Le riflessioni vengono visualizzate nella Drawing Canvas durante l analisi qualitativa, cioè ombre e riflessioni vengono simulate utilizzando le opzioni del pannello di controllo Shadow Settings, ma esse non vengono quantificate durante il calcolo della Solar Exposure. Sia nel grafico che nella tabella riassuntiva dei valori che esso rappresenta, la radiazione riflessa (Radiation Data: Reflected) risulta sempre e comunque nulla. 108

109 Data File caricato nel modello; la radiazione diretta è quella quota di radiazione solare che incide sulla superficie selezionata, mentre la radiazione diffusa rappresenta la parte di radiazione solare irradiata dalla volta celeste. - Average Daily : si determina, per ogni mese dell anno, la radiazione solare media giornaliera che colpisce una specifica superficie del modello. La radiazione solare totale per ogni singolo mese dell anno è calcolata a partire dal Climate Data file di riferimento e poi divisa per il numero di giorni dello stesso. Il grafico che ne risulta riporta perciò i valori medi orari che potrebbero essere attesi in un qualsiasi giorno di quel mese: il colore di ciascuna cella rappresenta l intensità della radiazione solare che colpisce la superficie selezionata in una precisa ora del giorno medio di un dato mese dell anno (fig. 114). fig. 114 la superficie selezionata rimane sempre la stessa di fig. 110, ma si definiscono altri parametri di calcolo. Rispetto al grafico di fig. 113 è cambiato il Time Period di riferimento e si è deciso di focalizzare l attenzione solo sulla radiazione captata dalla superficie selezionata 109

110 - Total Monthly : si definisce la radiazione solare totale che colpisce una specifica superficie del modello, ora per ora in ogni mese dell anno. Il grafico che ne risulta è molto simile a quello dell Average Daily Solar Radiation, con la differenza che viene rappresentato il valore totale della radiazione solare incidente, per ogni ora di tutti i giorni di ciascun mese dell anno (fig. 115). fig. 115 il grafico è molto simile a quello di fig. 114, ma i valori sono più alti poiché esprimono i valori total,i per ogni ora di tutti i giorni di ciascun mese dell anno - Full Hourly : si precisa il valore orario della radiazione solare che colpisce una specifica superficie del modello e, allo stesso tempo, si distinguono le variazioni giornaliere che esso subisce causa le mutevoli condizioni di nuvolosità. Il calcolo eseguito è lo stesso che per la Total Montly Solar Radiation a differenza del fatto che, in questo grafico, viene visualizzato l irraggiamento orario sulla superficie selezionata, per ogni singolo giorno di tutti i mesi dell anno (fig. 116). 110

111 Per modelli molto complessi questa opzione di analisi può richiedere parecchio tempo per l elaborazione dei dati. fig. 116 il grafico rispecchia gli stessi valori totali di quello di fig. 115, tuttavia appare più frastagliato, poiché visualizza le variazioni giornaliere della radiazione solare incidente sulla superficie selezionata Overshadowing: si imposta il livello di accuratezza per il calcolo dell ombreggiamento, cioè il numero di punti campione per ogni superficie su cui eseguire l operazione, e si dà la possibilità di attivare o escludere le opzioni Ground Reflection e Direct Light Only. Si consiglia di tenere sempre spuntata la prima affinché, durante l analisi, venga sempre considerato il contributo naturale della riflessione da parte del terreno: il valore di riferimento è, per default, 0,2. Si suggerisce invece di spuntare la seconda opzione solo nei calcoli mensili e per analisi particolari, come ad esempio, per il calcolo su dispositivi fotovoltaici, che non rispondono a bassi livelli di radiazione solare; in questi casi infatti, l apporto della componente diffusa e riflessa della radiazione solare è irrisorio. 111

112 Select Data: a seconda del Time Period impostato, si definisce uno specifico giorno di calcolo (cfr. Single Day p. 108) oppure si sceglie una delle opzioni elencate nel menù a tendina Radiation Data. Alternative di calcolo: - Received : si considera solo la radiazione solare effettivamente captata dalla superficie selezionata; - Available : si considera la radiazione solare globale; - Reflected : si considera solo la radiazione solare riflessa dagli elementi del modello impostati come Solar Reflector (cfr. nota 1); - Shading : si verifica l ombreggiamento della superficie selezionata, testando un unico punto al centro di essa. Climate Data : consente di scegliere e caricare nel modello, se non lo si è già fatto in precedenza, il Climate Data File cui riferire tutte le operazioni di calcolo. Selezionato il comando, si entra direttamente nella Directory Weather Data in cui sono immagazzinati tutti i files di dati geografici-climatici orari di numerose città in tutto il mondo. Recalculate : permette di ricalcolare il valore istantaneo della radiazione solare che colpisce una o più superfici selezionate del modello, in base al set di applicazioni stabilito. Nei casi in cu si effettui l analisi per più superfici contemporaneamente, l elaborazione dei dati può essere piuttosto lenta, tuttavia, un indicatore progressivo dello stato di avanzamento dell operazione è visibile nella barra di stato in basso alla finestra principale di applicazione; a calcolo completato vengono visualizzati grafico e Data box aggiornati. 112

113 Data box: la finestra di dialogo Graphical Results prevede, oltre al grafico, anche una tabella di testo con sfondo bianco in cui sono riportate le medesime informazioni. Essa risulta estremamente utile in quanto può essere copiata come un qualsiasi documento di testo ed incollata in un altra applicazione di Windows Cumulative Insolation Un altra funzione di calcolo, che permette di quantificare la radiazione incidente su tutte le superfici esposte, appartenenti a zone termiche del modello, e di visualizzarne il risultato direttamente nella Drawing Canvas è quella della Cumulative Insolation, richiamata dal comando Calculate del Main menù. Dall omonima finestra di dialogo, si stabilisce il periodo di tempo su cui eseguire l operazione di analisi e, come anche per altre funzioni, l accuratezza della stessa. Il risultato, cioè il valore dell energia solare media giornaliera incidente su ciascuna superficie esposta e calcolata per un periodo di tempo prefissato, viene immagazzinato sotto forma di attributi dell oggetto e le sue modalità di visualizzazione vengono scelte tra quelle elencate nel menù a tendina aperto selezionando la voce Object Attribute Values del Display menù. 113

114 Utilizzando questa funzione di analisi è quindi possibile studiare direttamente sul modello la distribuzione della radiazione incidente su oggetti di qualsiasi forma e dimensione Impostazioni di calcolo Insolation Period: si definisce l intervallo di tempo su cui viene eseguito il calcolo; esso può essere definito dall utente (Custom); l anno intero; una stagione; un mese, oppure l istante (NOW), ovvero l ora e il giorno del mese, impostato negli appositi boxes della Date-Time Toolbar. Il periodo di riferimento può essere scelto dal menù tendina aperto alla voce Period, o può essere fissato trascinando le freccine sugli appositi righelli From-To. Il valore rappresentato definisce l energia solare media giornaliera che colpisce ogni singola superficie esposta del modello e dipende dalla localizzazione geografica di riferimento (fig. 117). fig. 117 nell esempio qui affianco si è scelto di visualizzare i dati forniti dalla Cumulative Insolation Analysis secondo le opzioni: - Avg Daily Total (Wh/m⁵) - Display Text Values Si ricorda che, prima di effettuare il calcolo della Cumulative Insolation, è necessario eseguire il calcolo delle adiacenze. Le superfici per cui si vuole determinare il risultato devono perciò appartenere a zone termiche 4 Si fa notare che può succedere che il valore della radiazione solare incidente su un tetto piano sia nullo, cosa impossibile salvo particolari condizioni al contorno per cui la superficie in oggetto sia completamente in ombra. Per ovviare a questo problema, si suggerisce di modificare l altezza dell elemento considerato anche solo di una unità (cfr. pag. 20), quindi effettuare il calcolo delle adiacenze e poi quello della Cumulative Insolation. A questo punto, il valore atteso sul tetto dovrebbe essere aggiornato e risultare positivo, con vettore normale alla superficie uscente verso l alto. 114

115 Detailed Shading: spuntando questa opzione vengono ricalcolate dettagliate maschere di ombreggiamento per tutte le superfici esposte appartenenti a zone termiche della composizione. In caso contrario, per ogni oggetto, rimangono in memoria le maschere di ombreggiamento automaticamente generate durante l ultima analisi delle adiacenze Soluzioni di visualizzazione: Object Attribute Values Il valore determinato con il calcolo della Cumulative Insolation può essere visualizzato direttamente nella Drawing Canvas in diversi modi. Dal Display menù si sceglie la voce Object Attribute Values e, di seguito, si sceglie una o più delle opzioni elencate: - Display Text Values: il valore dell energia solare incidente viene visualizzato su ogni superficie esposta del modello (cfr. fig. 117). Inoltre, per ogni superficie, una volta selezionata, lo stesso numero può essere letto alla voce Attributes del pannello di controllo Selection Information. - Display Vectors: il valore dell energia solare incidente viene presentato nella Drawing Canvas sotto forma di un vettore scalato, uscente dal centro di ogni superficie esposta appartenente a una zona termica (fig. 118). fig. 118 nell esempio qui affianco si è scelto di visualizzare i dati forniti dalla Cumulative Insolation Analysis secondo le opzioni: - Avg Daily Total (Wh/m⁵) - Display Vectors Il modello è lo stesso della fig. 117, ma si è scelto di visualizzarlo secondo la vista frontale per meglio distinguere i vettori uscenti dalle superfici 115

116 - Display Colours: tutte le superfici esposte del modello vengono visualizzate con un determinato colore a seconda dell intensità della radiazione solare che le colpisce. I colori seguono una scala cromatica in relazione all intensità della radiazione che devono rappresentare (fig. 119). Questa scala cromatica può essere definita scegliendo la voce Set Scale dal medesimo menù (fig. 120). fig. 119 nell esempio sottostante si è scelto di visualizzare i dati forniti dalla Cumulative Insolation Analysis secondo le opzioni: - Avg Daily Total (Wh/m⁵) - Display Colours fig. 120 finestra di dialogo in cui si definisce la scala cromatica di rappresentazione - Export Values: si dà la possibilità di salvare un file di testo che contiene tutti i valori per ciascuna superficie esposta del modello, unitamente alla sua orientazione ed area. Nello stesso menù si trovano altre tre opzioni, che definiscono il tipo di informazioni presentate nella Drawing Canvas secondo le modalità suddette (cfr. p. 113): - Attrib 1: Avg Daily Total (Wh/m ): informazione relativa all energia solare totale media giornaliera che colpisce ogni superficie esposta del modello; 116

117 - Attrib 2: Avg Daily Direct (Wh/m ): informazione relativa all energia solare media giornaliera della sola componente diretta della radiazione incidente su ogni superficie esposta; - Attrib 3: Avg Daily Diffuse (Wh/m ): informazione relativa all energia solare media giornaliera sulle superfici esposte dovuta alla radiazione diffusa. Si ricorda che, per ogni superficie esposta di una qualsiasi zona termica del modello, i valori dei tre attributi relativi all energia solare media giornaliera incidente, sono descritti alla voce Attributes del pannello di controllo Selection Information (cfr. p. 115). Si sottolinea però che, dopo qualsiasi modifica apportata alla composizione, prima di determinare la Cumulative Insolation è necessario eseguire il calcolo delle adiacenze, scegliendo la voce Inter-Zonal Adjacencies dal Calcolate menù Pannelli fotovoltaici e produzione di energia elettrica Il tipo di informazioni fornite dalla Cumulative Insolation Analysis risultano particolarmente utili per una particolare applicazione, cioè per l identificazione della migliore posizione da assegnare a pannelli fotovoltaici, affinché essi possano captare la massima quantità di radiazione solare nell arco dell anno. Trovata la localizzazione più vantaggiosa, Ecotect permette di stimare, dato il valore della radiazione solare incidente, la produzione di energia elettrica annuale di un dispositivo fotovoltaico. Il software consente inoltre di definire impianti e dispositivi elettrici per cui vengono stabiliti tempi e modi di utilizzo, diventando così molto interessante il confronto diretto tra il consumo energetico di questi e la produzione di energia del fotovoltaico. Individuata la superficie ottimale per collocare il dispositivo fotovoltaico, la si seleziona e, dal pannello di controllo Selection Information, si definisce il tipo di elemento ed il materiale che lo rappresenta (fig. 121): 117

118 - Aprire il menù a tendina alla voce Element e scegliere il tipo Solar Collector (fig. 122); - aprire il menù a lato del Pri Material e dell Alt Material, scegliere Select Material ed impostare il materiale Solar Collector sia per il primo che per il secondo (fig. 123), quindi premere Ok 5. fig. 121 in seguito all analisi della Cumulative Insolation la superficie più adatta ad ospitare i pannelli fotovoltaici risulta quella selezionata nell esempio affianco. Il passaggio successivo è quello di attribuire alla superficie il tipo di elemento che la identifichi come pannello fotolvoltaico (Solar Collector) e il corrispondente materiale fig. 122 si attribuisce alla superficie selezionata di fig. 121 il tipo di elemento Solar Collector, intervenendo negli appositi boxes del Selection Information Panel fig. 123 attribuito il tipo di elemento, si definiscono il Pri e l Alt Material che lo caratterizzano. Il procedimento è analogo a quello appena eseguito Stabilito il Solar Collector è necessario attivare il calcolo delle adiacenze. 5 Si dà la possibilità di modificare le proprietà termofisiche del materiale attraverso la finestra di dialogo Elements in Current Model alla voce Properties. Per richiamare questa finestra, dopo avere impostato il Solar Collector come Pri e Alt Material nel pannello di controllo Selection Information, selezionare la voce Properties dal menù aperto con la freccia a lato. Ora è possibile intervenire direttamente sulle proprietà elencate e, specificatamente, su Electrical Efficacy (%) semplicemente selezionando il valore predefinito e digitando il nuovo; prima di chiudere la finestra di dialogo premere Apply Changes. Si ricorda di effettuare sempre un calcolo delle adiacenze a seguito di qualsiasi modifica apportata al modello. 118

119 Aggiornato così il modello con le opportune modifiche è possibile effettuare il calcolo dell energia prodotta: - selezionare l oggetto impostato come Solar Collector (cfr. fig. 121); - scegliere la voce Resource Consuption dal comando Calculate del Main menù; - aperta la finestra di dialogo Graphical Results, definire le alternative di calcolo, così da determinare sia il consumo che la produzione delle risorse energetiche base precisate nel modello (fig. 124). Tali risorse includono elettricità, acqua, gas, petrolio, diesel e olii, ma per il momento, l unica risorsa produttiva nel modello è rappresentata dal Solar Collector, che genera energia elettrica a partire dalla sua esposizione oraria alla radiazione solare. Si spunta perciò solo l opzione Show Cumulative Graph, così da raffigurare nel grafico la somma dell energia prodotta giorno per giorno, sotto forma di una curva che cresce progressivamente per determinare il valore annuale totale. Dal menù a tendina aperto alla voce Resource Data si sceglie quindi Hourly Solar Collection. fig. 124 finestra di dialogo in cui si definiscono i parametri per il calcolo della produzione e del consumo delle risorse energetiche del modello. Nell esempio sottostante: energia elettrica prodotta dal Solar Collector (cfr. fig.121) 119

120 Si dà inoltre la possibilità di fissare un intervallo di tempo su cui eseguire il calcolo: si definisce la data di inizio e quella in cui si vuole terminare l operazione. In conclusione, premere il comando Recalculate per l elaborazione dei risultati in base al set di calcolo determinato. Come per il computo della Solar Exposure, le informazioni vengono fornite sia graficamente che sotto forma di una tabella di testo, per cui esse possono essere copiate ed incollate in un altra applicazione di Windows. 120

121 CAP. 16 Dispositivi di ombreggiamento L analisi solare qualitativa e quantitativa porta infine alla definizione di sistemi di ombreggiamento ottimizzati per una qualsiasi superficie vetrata. Si è visto che l effetto ombreggiante di tutti gli oggetti che compongono un modello può essere velocemente e facilmente visualizzato, infatti, ogni volta che un elemento della composizione viene modificato, l ombra che esso proietta viene simultaneamente aggiornata; in questo modo, creando e modificando continuamente la configurazione spaziale di aggetti, tettoie, ecc. è possibile creare complessi sistemi di ombreggiamento. A riguardo, è molto utile l opzione View From Sun Position del pannello di controllo Shadow Settings, che permette di vedere il modello dalla prospettiva del sole, cioè come se l osservatore fosse il sole stesso. Utilizzando questa proiezione ortografica del modello è possibile intervenie direttamente su quegli elementi destinati ad essere dispositivi di ombreggiamento: è possibile cioè muovere i loro nodi finché non si allineano con gli oggetti che devono ombreggiare. In questo tipo di vista infatti, le ombre proiettate da ogni oggetto corrispondono perfettamente al contorno dello stesso (cfr. fig. 125). Si consiglia di disattivare gli Snaps quando si apportano delle modifiche al modello servendosi della proiezione View From Sun Position, poiché potrebbe essere facile confondere i punti di riferimento cui allinearsi per adattare il dispositivo di ombreggiamento all oggetto che deve coprire. 121

122 Gli Snaps sono utili per il primo passaggio, ovvero per agganciarsi, ad esempio, ai due nodi superiori di una finestra da ombreggiare, ma poi devono essere disattivati per procedere più facilmente all allineamento del dispositivo con i due nodi inferiori (fig. 125). fig. 125 esempio di come si può disegnare un dispositivo di ombreggiamento, rettangolare ottimizzato, utilizzando la vista View From Sun Pos. Per disegnarlo si utilizza il comando Plan servendosi degli Snaps solo per agganciarsi ai due vertici superiori della finestra, poi si consiglia di disattivarli e di allinearsi a occhio ai vertici inferiori. Passare quindi alla vista prospettica per verificare la validità della soluzione tracciata Altre numerose funzioni permettono, in Ecotect, di disegnare i dispositivi di ombreggiamento più idonei per una precisa configurazione spaziale. Si descrivono di seguito quelle più utilizzate Optimised Shading Design Ecotect è in grado di generare automaticamente, in base a parametri prefissati, i dispositivi di ombreggiamento ottimizzati per un dato elemento della composizione su uno specificato intervallo di tempo. Individuato e selezionato l elemento che si vuole ombreggiare, aprire il Calculate menù della Main Toolbar, selezionare Shading and Shadows e, di seguito, Design Shading Device. Visualizzata l omonima finestra di dialogo è possibile impostare i parametri per la determinazione del dispositivo di ombreggiamento migliore (fig. 126). 122

123 fig. 126 finestra di dialogo in cui si fissano, non solo i parametri atti a definire un sistema di ombreggiamento ottimizzato per l elemento selezionato nella Drawing Canvas, ma si può scegliere il tipo, ovvero la forma, del sistema Shading Device Calculation: dal menù a tendina aperto alla voce Type of Shading Device è possibile scegliere il tipo, cioè la forma, del dispositivo di ombreggiamento che si vuole realizzare. 1. Rectangular Shade : dispositivo di ombreggiamento rettangolare orizzontale o inclinato secondo un angolo da definirsi; 2. Optimised Shade (On) : la forma del dispositivo è disegnata in base al percorso del sole nella volta celeste alla data prestabilita; 3. Optimised Shade (Until) : la forma del dispositivo è disegnata in base al percorso del sole nella volta celeste a partire dal I gennaio fino alla 123 data prefissata;

124 4. Surrounding Shade : dispositivo di ombreggiamento costituito da un elemento orizzontale, o inclinato a piacere di un angolo da definirsi, e da due verticali a lato dell elemento che deve essere protetto dalla radiazione solare; 5. Solar Pergola : dispositivo di ombreggiamento costituito da una serie di lamelle parallele, disposte in modo da consentire la massima penetrazione del sole in inverno a mezzogiorno e il completo ombreggiamento dell elemento selezionato nell intervallo di tempo prefissato. Date/Time Range: si definisce l intervallo di tempo sul quale progettare il dispositivo di ombreggiamento trascinando la freccia sul righello, o utilizzando le frecce da tastiera per modificare la data di un giorno alla volta. Si ricorda che, essendo il percorso del sole simmetrico rispetto ai solstizi, muovendo una delle due frecce si aggiorna automaticamente la posizione dell altra. Nei boxes sottostanti si precisano, invece, le ore del giorno per cui l oggetto selezionato deve risultare in ombra. 124

125 Window Offset: si precisano i parametri geometrici del dispositivo di ombreggiamento rispetto all elemento della composizione scelto per essere ombreggiato. - Side Offset: distanza laterale tra l elemento selezionato e l inizio del dispositivo di ombreggiamento; - Top Offset: distanza tra l elemento selezionato e il dispositivo di ombreggiamento soprastante. Entrambe le distanze sono espresse in millimetri. - Shade Angle: angolo di inclinazione, espresso in gradi, del dispositivo di ombreggiamento rispetto all orizzontale; se il valore dell angolo è nullo, allora il dispositivo è orizzontale, se è positivo, allora esso è ruotato verso il basso, viceversa se è negativo. Per default, i dispositivi automaticamente generati dal programma sono tutti orizzontali. L obiettivo della funzione di analisi Design Shading Device in Ecotect è perciò quella di definire e rappresentare l esatta estensione di un dispositivo di ombreggiamento ottimizzato per una particolare combinazione di variabili Alcuni accorgimenti Al fine di determinare il sistema di ombreggiamento più adatto, sia dal punto di vista funzionale che da quello estetico, è spesso necessario fare numerosi tentativi; a questo proposito, si danno alcuni suggerimenti: - prima di creare un nuovo dispositivo, eliminare il precedente o muoverlo su un altra zona da spegnere durante la nuova operazione (cfr. pag. 61); - collocare sempre i sistemi di ombreggiamento sull Outside zone (cfr. pag. 13), o comunque su zone non termiche, onde evitare spiacevoli sorprese durante la Thermal Analysis; - nel caso in cui il dispositivo appena generato venga visualizzato in rosso, cioè nel colore impostato quale Invalid/Error colour nella finestra di dialogo User Preferences (cfr. pag. 18), bisogna selezionarlo e cliccare 125

126 tasto sinistro sull icona Fix Links della Additional Toolbar; aperta quindi la finestra di dialogo User Preferences alla voce Fixing Links, spuntare l opzione Adjust non-coplanar nodes orthographically e dare l Ok. Può capitare infatti, soprattutto per i dispositivi costruiti in base al percorso del sole nella volta celeste, che alcuni nodi che li costituiscono non si trovino tutti sullo stesso piano. Si ricorda infine che i dispositivi di ombreggiamento definiti utilizzando la finestra di dialogo Design Shading Device fanno sempre riferimento all intervallo di tempo fissato in essa e non alla data visualizzata nella Date- Time Toolbar della finestra principale di applicazione Creare dei Louvres Oltre a creare dei dispositivi di ombreggiamento secondo modelli prefissati è possibile costruire manualmente altri tipi di sistemi. I louvres, ad esempio, rappresentano un sistema di ombreggiamento molto efficace e di semplice realizzazione. Si descrivono di seguito i successivi passaggi per disegnare una serie di louvres davanti ad una superficie vetrata: - disegnare, servendosi del comando Plane della Modelling Toolbar, il primo louvre a partire dall estremità superiore della superficie vetrata (cfr. pag. 29 utilizzo del sistema di coordinate per la costruzione del modello); - selezionare il primo louvre disegnato e duplicarlo scegliendo la voce Duplicate dal menù Edit della Main Toolbar; - aperta la finestra di dialogo Duplicate, definire le distanze di offset del louvre successivo al primo; spuntare l opzione Link Duplicates as Child Objects e dare l Ok (fig. 127). In questo modo, ogni louvre successivo al primo viene creato come oggetto figlio, così da semplificare tutte le eventuali correzioni da apportare al sistema: spuntando questa opzione 126

127 infatti, basta modificare l oggetto padre, cioè il primo louvre disegnato, affinché vengano aggiornati simultaneamente tutti quelli aggiunti. Si ricorda che le distanze devono essere inserite in millimetri. - Ripetere l operazione tante volte quanti sono i louvres sufficienti a schermare l intera superficie vetrata: per richiamare di volta in volta la finestra di dialogo Duplicate basta premere CTRL+D (fig. 128). Se la distanza di offset rimane la stessa per tutti i louvres, si consiglia di spuntare anche l opzione Don t prompt me for this again: in questo modo è sufficiente premere CTRL+D affinché il louvre venga duplicato, senza passare attraverso la suddetta finestra di dialogo. fig. 127 finestra di dialogo per definire la distanza, secondo le coordinate cartesiane X, Y, Z, tra i louvres. Le distanze vanno espresse in mm fig. 128 duplicazione del primo louvre, secondo le distanze di offset impostate nella finestra di dialogo Duplicate, fino a coprire interamente l estensione della finestra da ombreggiare Completata la serie di louvres si può passare alla visualizzazione delle ombre e, se necessario, passare alla fase di correzione di essi (figg ). fig. 129 analisi del sistema di ombreggiamento progettato alle ore 11 a.m. del 25 maggio (località - Venezia) fig. 130 analisi dello stesso sistema di ombreggiamento della fig. 129, alle ore p.m. del 14 gennaio (località - Venezia) 127

128 La relazione di interdipendenza con cui sono stati creati i louvres permette di modificarli tutti insieme intervenendo unicamente sui nodi del primo louvre disegnato, ovvero l oggetto padre (cfr. pag. 20): - selezionare il Parent Object, cioè il louvre originario, e passare alla visualizzazione dei nodi ricliccando tasto sinistro del mouse, o premendo F3; - selezionare i due nodi più lontani dal muro con clic tasto sinistro del mouse prima su uno e poi, tenendo premuto SHIFT, sul secondo. I nodi selezionati sono riconoscibili poiché appaiono bianchi con contorno rosso; - modificare quindi l inclinazione e la dimensione dei louvres semplicemente digitando da tastiera Z, X o Y a seconda della variazione che si vuole determinare: digitando la lettera Z i louvres vengono ruotati verso l alto, se invece si vuole ruotarli verso il basso bisogna digitare Z tenendo premuto SHIFT; digitando la lettera Y si modifica la dimensione dei louvres in direzione Y positiva, viceversa digitando la lettera Y tenendo premuto SHIFT; allo stesso modo si modificano le dimensioni in direzione X digitando la lettera X (fig. 131). fig. 131 a) b) rotazione verso estensione: l alto: digitare la digitare la lettera Z lettera Y 128

129 Si precisa che, l estensione o contrazione dei louvres in direzione X e Y dipende dalla posizione dell origine di riferimento. E importate sottolineare inoltre che, prima di apportare qualsiasi modifica ai louvres, considerate le dimensioni ridotte di questi elementi rispetto all intera composizione, è necessario impostare una diversa distanza di Snap rispetto a quella visualizzata nell apposito box della Options Toolbar (cfr. pag. 31). L operazione è molto semplice: selezionare il valore rappresentato, digitare quello nuovo e premere ENTER. Si consiglia di tenere attiva la funzione di analisi Display Shadows durante le operazioni di trasformazione dei dispositivi di ombreggiamento; in questo modo, è possibile tenere interattivamente sotto controllo le condizioni di ombreggiamento che si vanno a creare, anche per diversi momenti dell anno, al fine di raggiungere velocemente la soluzione ottimale (fig. 132). fig. 132 nell esempio affianco si può notare come, in seguito alle modifiche apportate ai louvres, la proiezione dell ombra è stata aggiornata interattivamente. Le impostazioni di analisi infatti sono le stesse dell esempio di fig. 130: ore p.m. del 14 gennaio (località Venezia) 129

130 CAP. 17 OpenGL Il software Ecotect è dotato di una finestra popup che visualizza il modello nella modalità OpenGL. La finestra di dialogo OpenGL viene attivata selezionando la voce OpenGL (Experimental) dal Display menù della Main Toolbar e spesso viene utilizzata per l analisi solare, poiché, oltre ad offrire ulteriori opzioni di studio, la rappresentazione di alcune funzioni nella Drawing Canvas risulta migliore. Molto valida è, ad esempio, la restituzione grafica del planivolumetrico e delle condizioni di ombreggiamento di modelli piuttosto complessi (fig. 133). fig. 133 rappresentazione in modalità OpenGL di un planivolumetrico OpenGL Display/Analysis Nella finestra di dialogo OpenGL diventa molto semplice ed intuitivo intervenire sul modello, tutto è controllato mediante due pannelli di controllo di facile interpretazione: Display e Analysis. Si forniscono di seguito solo alcune indicazioni di massima, così da lasciare spazio alla sperimentazione sulle numerose opzioni di visualizzazione ed analisi. 130

131 Display Control Panel pannello di controllo che governa le modalità di raffigurazione dell intera composizione nella Drawing Canvas. Views toolbar : ognuna delle diverse icone definisce una vista bidimensionale o tridimensionale del modello. Foreground/Background coluor : con un semplice clic tasto sinistro su Foreground e/o Background si apre la finestra di dialogo Colore, attraverso la quale si possono scegliere i colori di visualizzazione, sia degli oggetti che costituiscono il modello, che dello sfondo. Surface/Outline Display: opzioni che permettono di scegliere i colori delle superfici e del contorno degli elementi della composizione. Sketch/Extend Outlines: opzioni che consentono di caratterizzare il modello dal punto di vista del disegno, come fosse uno schizzo fatto a mano. In questo modo si dà al modello l aspetto di un work in progress (fig. 134). Fog Display: effetto grafico utilizzato, in genere, per visualizzare un planivolumetrico: il colore degli oggetti che non sono in primo piano tende gradualmente al colore dello sfondo, simulando così il senso della distanza. 131

132 Section Plane: trascinando la freccina sull apposito righello, si definisce un piano di taglio interattivo, che consente di guardare all interno degli oggetti che costituiscono il modello. Cliccando la freccia a lato del righello si apre un menù dal quale è possibile scegliere l asse e la direzione del piano di taglio Analysis Control Panel pannello di controllo che governa le opzioni di analisi solare. Esso è simile al pannello di controllo Shadow Settings della finestra principale di applicazione ed alcune opzioni, ovvero quelle del Sun-Path Display, sono le stesse; tuttavia ce ne sono delle altre che forniscono ulteriori informazioni sulle condizioni di ombreggiamento, offrendo nuove modalità di visualizzazione. Sun-Path Display: tra le possibilità di analisi elencate, l opzione Show Sun-Path Data può essere attivata solo se nella finestra principale di applicazione sono già state calcolate le maschere di ombreggiamento (cfr. p. 100 e seguenti); il risultato, infatti, è quello di vedere rappresentate, direttamente sul modello tridimensionale, le stesse informazioni visualizzate sui diagrammi solari. Shading Effects: sezione di analisi che controlla gli effetti con cui vengono visualizzate le ombre proiettate; è possibile cioè moderare la loro intensità e quindi il contrasto tra le superfici in ombra e quelle in luce. L effetto è puramente estetico. 132

133 Shadows Display: vengono elencate nuove opzioni di visualizzazione per l analisi qualitativa delle condizioni di ombreggiamento rispetto a quelle già consentite nella finestra principale di applicazione (cfr. p. 81 e seguenti). Shadow Animation: rappresenta, forse, la funzione di analisi in modalità OpenGL di maggiore effetto. Permette infatti di generare una animazione, che dimostra l evoluzione delle condizioni di ombreggiamento sulle ventiquattro ore di un giorno predeterminato (Hourly), o sull intero anno solare (Annual). Si ricorda che conviene fissare la data e l ora per cui si vogliono studiare le condizioni di ombreggiamento direttamente negli appositi boxes della finestra di applicazione OpenGL: le nuove impostazioni vengono simultaneamente aggiornate nelle finestra principale di applicazione, ma non viceversa. fig. 134 esempio di visualizzazione di un modello in modalità OpenGL sfruttando sia le opzioni del Display Control Panel che quelle dell Analysis Control Panel. L idea è quella di uno schizzo, un idea, un work in progress che non trascura però gli aspetti più importanti di analisi Si sottolinea inoltre che non sono ancora completamente garantiti i risultati ottenuti attraverso le opzioni di analisi in modalità OpenGL. Si consiglia perciò, in caso di perplessità, di fare riferimento alle condizioni di ombreggiamento visualizzate e studiate nella finestra principale di applicazione. 133

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