基于Ladybug Tools对日光温室的方位角与光照模拟

日光温室是重要的农业基础设施,温室的方位角是评判温室结构设计是否合理的基础之一。选择较好的温室方位角拥有更优的采光性能是本文研究的意义。为此,选择三维可视化技术模拟分析日光温室的光照值,为更好地研究分析日光温室采光性能及光照变化提供较为直观的途径和方法,为优化设计高产、高效、节能的日光温室提供一定的辅助作用。通过实测数据和模拟数据的对比,说明Ladybug Tools软件模拟不同方位角的变化及和田日光温室的光照的对比准确度较高,误差不超过5%,为研究日光温室在光照方面的设计提供了一定的理论依据和参考。

基于Ladybug Tools的可变建筑表皮参数化设计方法研究

可变建筑表皮是一种智能、动态的建筑表皮系统,可通过将主动式与被动式技术互补结合到建筑表皮中来提高建筑的气候适应性。基于Ladybug Tools的可变建筑表皮的参数化设计方法分为环境响应策略的制定、适应性参数及控制周期的确定、表皮形体的生成、建筑性能模拟验证与反馈设计、表皮单元构造设计5个步骤,是一种基于建筑物理环境性能优化的自下而上的设计方法。文章结合设计案例对上述流程进行了验证。

Ladybug Tools在生态城市设计中的应用

Ladybug tools是基于Grasshopper平台,用于城市及建筑物理环境分析设计的应用程序集合。文章对其在生态城市设计中的气候数据分析、城市光热环境模拟分析与优化、城市热岛效应模拟分析方面进行了详细的梳理与阐述,以期探索出参数化在生态城市设计实践中的应用思路。

基于Grasshopper参数化设计的大连地区窗墙比对建筑能耗的影响研究

以辽宁大连地区办公室建筑为能耗模拟研究对象,研究不同朝向单一立面窗墙面积比对建筑单位面积供暖、供冷以及平均能耗的影响规律,为大连地区办公室建筑不同朝向窗墙面积比的选择提供参考建议。研究采用Grasshopper开展参数化建模,提出基于Grasshopper功能插件Ladybug Tools的建筑能耗模拟流程,实现了从建模到能耗分析的一体化流程。结果表明:大连地区建筑能耗的变化趋势与窗墙面积比有关,窗墙面积比增大,供冷能耗和平均能耗均增大,而供暖能耗的变化趋势则和窗户朝向相关,因朝向不同而异。本研究以平均能耗限值为参考分析得出,大连地区办公室建筑可选择较大的南向窗墙面积比,适宜的东(西)向窗墙面积比,以及相对较小的北向窗墙面积比。

基于室内热舒适目标为导向的气候适应性可变建筑表皮生成研究——以成都地区为例

气候适应性是生物学领域概念,能够适应不断变化的气候的建筑表皮被称为智能建筑表皮,也被称为气候适应性建筑表皮。同时,通过表皮构件的动态变化,研究适应复杂气候变化的可变建筑表皮,在探索改善室内居住环境,特别是在降低建筑能耗提供新的思路和方法。本文采用Ladybug Tools工具,对成都市典型气候特征进行分析,根据气象数据制定气候适应性策略,降低公共建筑室内制冷能耗并提高夏季室内环境的舒适度。

基于多目标优化的可变建筑反光构件设计研究

反光构件作为一种经济有效的采光辅助系统常用于建筑的设计与改造中。使用Ladybug tools工具包作为性能模拟平台,Octopus作为数据处理平台,基于厦门地区既有办公室模型,设计出一款包含两种旋转运动模式及一种滑动运动模式的可变建筑反光构件。通过多种运动协同作用可使构件有效偏转不同角度的太阳入射光线,将其导入至室内深处,优化室内光环境。对于夏至日15:00的构件状态进行多目标优化求解示范,得出帕累托最优解集后对模拟结果进行评价与筛选,选出最优状态。通过同样的求优方式整理出春分日、夏至日、秋分日和冬至日的可变建筑反光构件状态并对其得出的性能评价指标进行多方对比。通过四个特殊节气的模拟结果对比证实了研究设计的可变建筑反光构件能够实现提高室内光环境和降低能耗的效果。研究通过探讨可变建筑反光构件的多目标设计优化研究流程,为建筑构件设计提供了新思路。

基于Grasshopper的城市住宅区室外热舒适度参数化模拟与实测的对比研究

本文选取上海、杭州中心区3个高密度住宅区为样本案例,利用基于Rhino&Grasshopper平台的参数化热环境与能耗模拟插件Ladybug Tools对样本住宅区进行室外热环境与热舒适度模拟计算,结合夏季与冬季典型气象日的现场实地测量结果,将模拟与实测结果进行整理与对比分析,探讨参数化性能模拟在城市中观尺度建筑群体室外热环境分析的可行性与可信度,为未来相关研究的模拟工具选择提供科学、合理的参考依据。