Moderní architektonické a urbanistické projekty se stále více spoléhají na jasné, intuitivní a datově podložené vizualizace, aby pochopily, jak vítr interaguje s budovami, otevřenými prostory a okolní vegetací. Jak se návrhové výzvy stávají složitějšími – vedeny klimatickou odpovědností, cíli udržitelnosti a požadavky na lidský komfort – jednoduché kvalitativní popisy proudění vzduchu již nejsou dostačující.
Ventilační diagramy hrají zásadní roli v překladu složitého chování proudění vzduchu do srozumitelného vizuálního jazyka. Umožňují inženýrům, architektům a městským plánovačům rychle posoudit vzory distribuce větru, identifikovat oblasti stagnace nebo nadměrných rychlostí větru a vyhodnotit efektivitu strategií přirozeného větrání. Tím, že ilustrují, jak se vzduch pohybuje dvory, mezi budovami a kolem krajinných prvků, tyto diagramy podporují informovaná rozhodnutí jak v raných fázích konceptu, tak v pozdějších úpravách návrhu.
Nad rámec vizualizace proudění vzduchu ventilační diagramy také přispívají k hodnocení tepelného komfortu, komfortu chodců před větrem a environmentální výkonnosti. Pomáhají designérům pochopit, jak geometrie, orientace, otvory a vegetace ovlivňují efektivitu větrání, odstraňování tepla a mikroklimatické podmínky. Díky tomu jsou ventilační diagramy hojně využívány nejen pro technickou analýzu, ale také pro komunikaci se zákazníky, zúčastněnými stranami a netechnickým publikem, čímž překonávají mezeru mezi výsledky CFD a záměrem architektonického návrhu.
Tento technický návod podle Ref. [1] demonstruje efektivní pracovní postup pro vytvoření vysoce kvalitního ventilačního diagramu kombinací:
- Rhino → Vytváření 3D modelu
- RWIND → Výpočet proudění větru na bázi CFD
- Snagit → Postprocessing a export konečného diagramu
Metoda je optimalizována pro jednoduché architektonické modely, jako jsou místnosti, dvory, pavilony a venkovní layouty s překážkami jako stromy nebo zdi.
1. Přehled pracovního postupu
Kompletní pracovní postup se skládá ze šesti etap:
- Vytvoření 3D modelu v Rhino
- Import modelu STL do RWIND
- Nastavení simulace větru v RWIND
- Vizualizace proudění vzduchu a extrakce výsledků CFD
- Postprocessing diagramu v Snagit
- Vytvoření konečného ventilačního rozložení
Tento proces kombinuje snadnost modelování (Rhino), pokročilou simulaci větru (RWIND) a grafiku vysoké kvality (Snagit) k dosažení výsledků vhodných pro architektonické prezentace, environmentální analytické zprávy nebo marketingový materiál.
2. Vytvoření 3D modelu v Rhino
2.1 Modelujte pouze nezbytné prvky
V Rhino se doporučuje modelovat pouze ty prvky, které jsou nezbytné pro studii větrání, jako jsou:
- Obálky budov a primární stěny
- Otvory, které ovlivňují proudění vzduchu a cesty větrání
- Zjednodušené reprezentace vegetace (např. koule nebo válce)
Současně mají uživatelé volnost zahrnout jakékoliv další geometrické detaily, které jsou relevantní pro jejich konkrétní cíle analýzy. Zbytečné nebo čistě dekorativní prvky by se však měly vyhnout, neboť nadměrná geometrická složitost může negativně ovlivnit kvalitu sítě, zvýšit výpočetní náklady a zpomalit výpočty CFD.
2.2 Nastavte správné jednotky
RWIND očekává, že geometrické jednotky budou správné.
- Nastavte jednotky modelu na metry (Soubor → Vlastnosti → Jednotky)
- Ujistěte se, že existují uzavřené pevné tělesy a čisté povrchy
- Zarovnejte model s globálními osami, aby se předešlo problémům s orientací
2.3 Export modelu
Exportujte model jako STL soubor:
- Soubor → Exportovat → 3D model
- Vyberte formát STL
- Potvrďte, že exportní jednotky jsou nastaveny na metry
Tento STL soubor bude sloužit jako geografický vstup pro RWIND.
3. Import modelu do RWIND
Otevřete RWIND a importujte exportovaný STL soubor. Software automaticky rozpozná hranice domény a vytvoří externí větrné tunelové prostředí kolem vašeho modelu.
Klíčové kroky po importu
- Ověřte orientaci a měřítko modelu
- Upravte velikost ohraničujícího boxu, pokud chcete větší průtokovou doménu
- Rozhodněte, zda se objekty (stromy, zdi) chovají jako pevné překážky nebo porézní prvky
RWIND podporuje široký rozsah modelů turbulence a nastavení řešení, ideálních pro architektonické studie.
4. Nastavení simulace v RWIND
4.1 Definování směru a rychlosti větru
Typické vstupy zahrnují:
- Rychlost větru ve výšce referenčního bodu
- Kategorii terénu (městská, příměstská, otevřené pole atd.)
- Úhly směru větru (např. 0°, 45°, 90°)
Lze simulovat více směrů pro srovnávací analýzu.
4.2 Konfigurace sítě a řešení
- Vyberte automatickou síť pro obecné použití
- Zvyšte hustotu sítě pouze kolem kritických oblastí (např. vegetace, otvory fasády)
- Zvolte stacionární nebo přechodový režim v závislosti na složitosti
4.3 Spusťte simulaci
RWIND generuje:
- Pole rychlosti
- Distribuci tlaku
- Proudnice
- Plošné tlaky na všech prvcích
Tato data jsou nezbytná pro vytváření diagramů proudění vzduchu.
5. Vizualizace proudění vzduchu
RWIND nabízí několik nástrojů pro vizualizaci:
- Proudnice pro vzory proudění vzduchu
- Řezy s vrstvami rychlosti
- Pole vektorů
- Mapy barevného větru
Pro ventilační diagramy jsou barevné proudnice často nejinuitivnější. Upravit:
- Hustotu proudnic
- Tloušťku čar
- Barevný gradient (např. modrá → zelená → žlutá)
- Průhlednost pro architektonickou jasnost
Exportujte vizualizaci jako:
- Průhledný PNG
- Vysoce rozlišené JPG
- TIFF pro grafický postprocessing
6. Postprocessing a dokumentace se Snagit
Snagit je používán pro efektivní postprocessing a komunikaci:
- Zaznamenání simulace ve vysokém rozlišení
- Přidávání šipek, poznámek a popisků
- Zvýraznění směrů proudění vzduchu a zón větrání
- Příprava obrázků pro zprávy, návody nebo prezentace
Tento krok se zaměřuje na jasnost spíše než na umělecké zobrazení, což jej činí ideálním pro technickou dokumentaci a obsah pro sdílení znalostí.
7. Konečný ventilační diagram
Výsledek je profesionální ventilační diagram vhodný pro:
Konečný výstup je čistý a informativní ventilační diagram, který kombinuje:
- Přesné CFD výsledky z RWIND
- Přesnou geometrie z Rhino
- Jasné vizuální poznámky ze Snagit
Takové diagramy jsou vhodné pro projektové zprávy, environmentální studie, vzdělávací materiály a marketingový obsah.
8. Klíčové výhody tohoto pracovního postupu
- Rhino: Přesné a flexibilní 3D modelování
- RWIND: Rychlá a spolehlivá CFD analýza
- Snagit: Efektivní poznámky a dokumentace
- Zjednodušená geometrie: Snížené výpočetní náklady
Jasné vizualizace: Zlepšená komunikace chování proudění vzduchu
Závěr
Integrací Rhino, RWIND a Snagit mohou designéři a inženýři efektivně vytvářet ventilační diagramy, které jsou jak technicky přesné, tak snadno srozumitelné. Tento pracovní postup podporuje informovaná návrhová rozhodnutí a zároveň poskytuje vysoce kvalitní vizuální dokumentaci pro širokou škálu architektonických a inženýrských aplikací.
