Ecotect 모델링(Modelling) 01

 

외부에서 객체 모델을 가져오는 방법 : “Import”

Ecotect 내부에서 건물 모델을 작성하지 CAD 전용프로그램에서 3차원 모델을 작성하여 DXF, 또는 3DS 파일 포맷으로 에코텍 내부로 불러올 수 있다.

[해석 목적에 따른 import 전략]

  1. 열(Thermal)적인 분석을 하고자 할 경우
  • 열해석의 경우는 벽두께도 필요없으며, zone을 구성하는 가장 간단한 표면만 정의되면 되기 때문에 에코텍 내부에서 직접 모델을 작성하는 것이 바람직하다.
  • 에코텍에서 3차원 모델을 작성할 경우 평면도를 바닥에 깔아놓으면 snap 기능을 통해 매우 쉽게 모델을 작성할 수 있다. 따라서 AutoCAD등에서 작성된 2D 평면도를 *.dxf 파일 형식으로 불러들인 후 작업을 하면 매우 효율적이다.
  1. 태양(Solar) 또는 빛(Light)과 관련된 분석을 하고자 할 경우
  • 이 경우는 보다 사실적 결과를 얻기 위해 정밀한 3D 3차원 모델이 요구된다. 외부에서 불러 들일 때 투명과 불투명 객체의 반사 특성을 묘사할 수 있도록 각 표면의 재료, 색 등을 정확히 정의한 후 불러들이는 것이 바람직하다.
  • 3DStudio 파일형식인 *.3ds으로 불러들인다.
  1. 소음(Acoustics)과 관련된 분석을 하고자 할 경우
  • 열의 경우와 같이 정확한 zone의 경계 및 재료의 정의가 중요함. 따라서 열과 같이 2D 도면을 import하여 에코텍 내부에서 모델을 작성하는 것이 바람직

 

[Import 하는 데 있어 일반사항]

  • DXF : 기본적으로 2D형상에 적합, 3차원의 경우 간단한 기하학적 모델에 적합
  • 3DS : 정밀한 3차원 모델의 경우에 적합
  • 불려진 오브젝트의 위치값이 매우 큰 음수영역에 존재할 경우 view상에 문제발생 가능성이 있음. 또한 오브젝트의 위치가 좌표상에 원점에서 매우 먼 위치에 있는 경우도 view상에 문제 발생 가능성 있음. 따라서 가능하면 모든 객체의 위치가 0,0,0에 근접하도록 위치시키는 것이 바람직함.

[CAD파일을 에코텍으로 Import 방법]

  1. 2D Import 방법 : DXF 파일
  • AutoCAD에서 export 하기전에 block 또는 group 객체를 모두 explode 시킨다.

blocks-within-blocks된 객체의 경우는 몇차례 explode 시켜야 한다.

에코텍에서는 CAD에서 UCS(사용자좌표계)로 생성된 객체에 대해서 방향을 제대로 인식못할 수 있다.

  • AutoCAD에서 dxfout 또는 SaveAs DXF를 통해 export시킨다.

옵션에서(DXF Option)에서 “Select Objects” 체크되었는지 확인한다.

  • 또한 Drawing object들만 export 시키는 것도 중요하다. (그렇지 않으면 라인스타일, 중복 레이어 등 필요없는 정보들도 같이 export된다.)
  • dxf파일을 import 시킨다. : open 또는 drag & drop을 통해 불러들인다.
  • 다음과 같은 옵션창이 나타나며 적절히 옵션을 조절한다.

Zone Allocation : import되는 객체들의 존이름을 Layer, pen colour에 따라 구분하거나 Current zone에 모두 한꺼번에 위치시키거나 한다.

Geometry : 에코텍의 기본단위는 mm이다. 따라서 CAD에서 m 단위인 경우 scale을 통해 1000을 곱해준다. Cricle & increment는 원을 몇 개의 세크먼트로 구성할 것인가를 결정한다. ex) 1도=360개, 10도=36개

2D 도면을 import해서 단순히 에코텍내에 3차원 모델을 만들기 위한 밑그림으로 트레이싱할 목적이라면 “CREATE ALL OBJECTS AS CONSTRUCTION LINES”을 체크한다.


일반적으로 위의 그림과 같이 옵션에 체크되어 있어야 한다.

  • 밑그림으로 트레이싱 할 때 import된 형상의 변화를 방지하기 위해, imported된 line들을 on시키고 zone을 lock 시키는 것이 효과적이다.
  1. 3D Import 방법 : 3DS 파일


  • 매우 크고 복잡한 3DS파일(통상 1M이상 크기)은 객체들을 분리시켜 몇 개의 별도 파일로 저장하여 import 시키는 것이 바람직하다. (에코텍 내부의 알고리즘상 하나의 큰 파일보다 작은크기의 여러개 파일을 import하는 것이 속도가 빠르다.)
  • AutoCAD에서 export 하기전에 block 또는 group 객체를 모두 explode 시킨다.

blocks-within-blocks된 객체의 경우는 몇차례 explode 시켜야 한다.

  • 3DS파일을 import 시킨다. : open 또는 drag & drop을 통해 불러들인다.

3ds의 경우 import과정에 option이 없음


  • 불려진 객체들의 면이 모두 삼각형으로 구성되어 있다. 이는 3DS 파일 본래의 특성으로 에코텍 문제는 아님.
  • import한 객체를 모두 선택(select)한 후, Modify – Merge Coincident Triangles 명령을 통해 삼각형으로 구성된 면을 사각형태로 바로잡는다.

경우에 따라서는 모든 물체가 완벽하게 수정되지 않을 수도 있다.(예를 들면 우측 그림의 바닥면). 이런 경우는 그 표면에 대해 수동으로 별도로 다시한번 명령을 수행한다.

  • 모든 객체를 선택한 후, ungroup(Shift+Ctrl+U) 시켜준다.


3DS파일의 구조가 매우 복잡하기 때문에 불려지는 객체를 하나의 그룹으로 묶어 불러들이는 것이 편리하기 때문에 불려진 개체들은 자동으로 group화 되어 있다. 따라서 이들 객체들을 ungroup화 시켜줘야 한다.

group화 된 객체는 선택을 해도 Sunpath Diagram상에 음영도가 도식되지 안으니, 꼭 ungroup시켜줘야 해석결과를 볼 수 있다.

  • 3차원으로 Import 한 3D 객체의 경우도 트레이싱 방법을 통해 에코텍에서 새로이 모델을 생성하는 것이 편리할 때도 있다.
  • 이때 zone management(우측 메뉴 또는 ctrl+enter)를 이용해 zone을 on/off 시키면서 작업을 하면 복잡한 객체들도 효과적으로 처리할 수 있다..

각면의 방향 : Surface Normal 의미

  • 에코텍 내의 모든 면(surface)은 안(internal, 내부)과 밖(external, 외부)의 2개 방향이 있다. (바깥면이 surface normal로, 면의 주 방향을 의미함)
  • 2개 면 중 어느 것이 안이고 밖인지를 구분하는 것이 Surface Normal이라고 이해하면 편리하다. 아래 그림 에서 화살표가 가르키는 방향쪽이 외부면이다.


  • 이를 명확히 구분하지 않으면 태양복사가 비칠 때 내표면이 받는 것인지 외표면이 받는 것인지 혼선이 발생한다. 예를 들어 아래 그림 에서 좌측면의 벽과 창 surface normal이 내부를 향하고 있다면, 이 면에 태양복사가 도달하여도 내부면이 바깥을 향하고 있기 때문에 태양복사를 받지 않는 것으로 계산된다.


  • surface normal의 방향은 태양복사 및 열해석을 할 때 매우 중요하다.
  • 따라서 모든 면의 surface normal이 정확히 정의되었는지를 확인해야 한다.
  • surface normal의 표시 : ctrl+F9 또는 Display-SurfaceNormal
  • surface normal 방향을 바꾸는 방법 : ctrl+r 또는 Modify-ReverseNormals
  • Zone 명령을 통해 그려진 면의 경우는 에코텍이 자동으로 존을 구성하기 때문에 surface normal의 방향이 잘못되는 경우가 거의없다.
  • 하지만 선 또는 면 을 그릴 경우는 방향의 선정에 주의를 해야 한다.
  • 선을 이용해 면을 그릴 경우 반시계 방향으로 그릴 때 바깥면이 surface normal이 된다.


[Surface normal 방향에 따른 일사량 수열량의 차이 예시]

(A) 창문위의 차양 면 방향이 하늘방향인 경우

  • surface normal이 하늘방향인 경우 직달일사와 확산일사 합쳐 총 3787w/m2의 일사량 수열


(B) 창문위의 차양 면 방향이 지면 방향인 경우

  • surface normal이 지면 방향인 경우 일사량이 880w/m2으로 감소된 것을 확인할 수 있다.
  • 적색선이 surface 면의 수열량
  • 황색선은 법선면 직달 및 확산일사량(기상자료)


[객체 선택방법]

  • 화면상의 객체를 마우스를 통해 선택할 때 AutoCAD에서의 w, c 개념이 에코텍에서 가능하다.
  • w : 좌측상단에서 우측하단으로 드래그해서 객체를 선텍. 선택영영안에 완전히 둘러쌓인 객체만 선택된다.
  • c : 우측하단에서 좌측상단으로 드래그하며 객체선택. 선택영역안에 걸친 모든 객체가 선택됨.

Version : 2016. 1.1

Jongho Yoon

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