2014/10/15

交大學蘭花屋運用歐特克軟體 勇奪全能綠建築大賽四大獎

國立交通大學蘭花屋運用歐特克軟體耀眼全球  勇奪全能綠建築大賽四大獎

採用Autodesk Revit、AutoCAD和Ecotect軟體,3D設計、建模、模擬分析一把罩

【2014年10月14日,臺北】臺灣建築設計軟實力再度站上國際舞台!國立交通大學(交大)UNICODE團隊以「蘭花屋」的創意設計於今(2014)年歐洲盃十項全能綠建築大賽(Solar Decathlon Europe 2014)勇奪都市策略(Urban Design, Transportation and Affordability)大獎第一名,並創下亞洲團隊首次獲得獨立獎項第一名的紀錄。交大UNICODE團隊藉由Autodesk Revit、AutoCAD和Ecotect軟體,實現其改造華人世界屋頂加建的設計理念,期盼藉由「蘭花屋」重新形塑新的台灣城市天際線與都市風貌。此一獨特設計理念同時也獲得該競賽創新大獎第二名、能源效率獎項第三名及公眾票選獎第三名。

國立交通大學UNICODE團隊以蘭花屋創意設計奪下歐洲盃十項全能綠建築大賽都市策略大獎第一名。圖片提供/國立交通大學建築研究所

蘭花屋計畫具備三大主要核心思想,包括綠核(Green Core)、藍天(Blue Sky)和能源屋(Power House),希冀將臺灣大樓頂樓加蓋轉化為都市空間的一部分,除了綠化環境、打造新的天際線外,蘭花屋更可提供創業青年居住,重新分配都市空間的運用。在團隊甫成立之際,便決定選用建築業界最普遍應用的歐特克軟體作為核心工具,交通大學建築研究所助理教授許倍銜指出,「在BIM建築資訊化模型解決方案中,業界使用歐特克產品的比例很高,包括AutoCAD、Autodesk Revit等軟體,因此基於這個基本考量,歐特克軟體成為我們的首選軟體,也很高興歐特克能夠提供我們免費軟體和教育訓練的支援。」

Revit和AutoCAD相輔相成,成就蘭花屋設計
蘭花屋以Revit進行建物的3D模型建置以及相關機電的配置設計,由於Revit軟體能夠在實際建築之前就率先進行衝突檢測,因此專案團隊能夠即早應對修改設計,了解機電設備及其他建材的相互關係,進而縮短作業時程。

Revit可用於協助建置蘭花屋3D模型並整合機電配置。圖片提供/國立交通大學建築研究所

而在圖面輸出部分,交大UNICODE團隊則選用AutoCAD進行室內外細部設計,包含戶外太陽能板、隔熱建材配置、鋼結構、綠核蘭花牆以及室內裝潢等,最終蘭花屋整體設計共有超過900張圖面輸出,甚至比一般建築師事務所的圖面輸出還要多。學生團隊領袖之一曾聖凱同學說:「透過AutoCAD讓UNICODE團隊能有效整合所有2D及3D設計稿,於輸出圖面時大幅降低作業時間,並投入更多人力於提升環保效能設計。」

Ecotect內建功能完備,輕鬆模擬蘭花屋能耗
太陽能十項全能綠建築大賽著重於建築效能及生態設計,希望能打造出對環境衝擊小、節能、效率高的建築,因此蘭花屋採用寶特瓶磚、綠能玻璃、太陽能板等多項環保建材,並堅持全部選用臺灣製造的材料,增進世界對臺灣建材的認識,同時藉助Autodesk Ecotect軟體的模擬功能,讓這座蘭花屋的環保效益都有清楚的數據佐證。


UNICODE團隊以Ecotect分析蘭花屋設計對溫度、風向與室內空氣形成的交互影響作用。圖片提供/國立交通大學建築研究所

許倍銜教授表示:「臺灣和巴黎的氣候完全不一樣,因此我們團隊在前往巴黎前採用Autodesk Ecotect深入分析蘭花屋建材、內部配置所形成之風向流動、日曬角度、溫度等模擬數據,該軟體內建完善全球氣候資料庫,包括主辦地巴黎氣候資料也有,所以我們可直接套用模擬獲得分析數據以佐證建築效能。」

曾聖凱也表示:「Autodesk Ecotect 在3D圖像轉換成模型並進行分析的操作流程十分順暢,大幅降低作業時間。舉例這次團隊同樣採用花博遠東環生方舟的寶特瓶磚,但我們進一步在寶特瓶磚內裝水作為可調節溫度的蓄熱牆,於白天吸收熱能並在晚上放出輻射熱。透過Autodesk Ecotect,我們成功在模擬在巴黎採用此蓄熱牆的成效,同時也加上臺北採用後的資料與之比較,呈現蘭花屋對臺北居住環境的環保效能提升。」

有鑑於Revit的應用層面廣泛,交大希望未來能夠與歐特克進一步規劃BIM解決方案於課程之中,同時UNICODE團隊期待能持續採用Revit建立更多環保、回收的臺灣製造材料元件,快速整合各家合作廠商的設計圖並提升溝通效率,並結合Ecotect分析日照、風向等天候因子,規畫使用建材,甚至是整體建築工程施工的完整規畫等。該團隊也將以蘭花屋作為臺灣城市規劃的全新動能,日後期盼結合歐特克BIM解決方案有效打造出更多適合臺灣各個都市的綠能建築,並將此一環保建築理念在臺宣揚扎根。

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關於太陽能十項全能綠色建築競賽
首次於 2002 年自美國首府華盛頓特區的國家廣場 (National Mall) ; 2014 年於法國巴黎凡爾賽宮花園的「永續村(The Sustainable City Village)」舉行。十項全能綠色建築競賽美國盃與歐洲盃是世界所矚目的菁英秀異學術研發單位展現其面臨永續未來社會,迎向問題導向研發的競技場。歐特克長期以來均為此賽的資源贊助商,所有參賽隊伍均能透過歐特克資源中心(Autodesk Academic Resource Center) 取得免費軟體完成作品。2014 年的歐洲盃於 6 月 27 日至 7 月 14 日間假法國巴黎凡爾賽宮花園裡舉行決賽。

關於交大UNICODE團隊
交大UNICODE團隊由交通大學建築所教授及學生於兩年前組成,致力於打造能使頂樓空間再利用的蘭花屋計畫,藉此更新華人都市天際線。該團隊堅持採用臺灣製造材料打造蘭花屋,參與太陽能十項全能綠色建築競賽,除爭取榮譽外,更希望能將臺灣各項優良產品帶往國際。

關於歐特克
歐特克致力於協助人們想像、設計及創造一個更美好的世界。無論是專業設計人員、工程師和建築師,抑或是數位藝術家、學生和業餘愛好者們,皆可以利用歐特克軟體盡情釋放其創造力,並解決各種重要難題和挑戰。欲瞭解歐特克的更多資訊,敬請瀏覽歐特克公司網站或於Twitter上關注@autodesk。 Autodesk、AutoCAD、Ecotect、Revit是Autodesk, Inc.和/或其在美國和/或其他國家的子公司和/或附屬機構的註冊商標或商標。所有其他品牌名稱、產品名稱或商標均屬於其各自的所有者。Autodesk保留在不事先通知的情況下,隨時變更產品和服務內容、說明和價格的權利,同時對檔案中出現的文字印刷或圖形錯誤不承擔任何責任。
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2014/10/12

Split geometry like a professional


Hammer Chen

Nowadays, almost everyone can split their 3D model with just one single button. From free maxscript "Splititup" to Rayfire. Even though Rayfire provide you option to cut geometry in radial, the results are still not realistic.

Fore realistic fracture, you must have:

  1. Focal point: the one near impact point have to be higher density (smaller debris) than the one far a way.
  2. the cracks not always go in straight line
  3. Section from fracture should not be smooth.
Here are my tips. The basic concept is first cut my geometry with Rayfire, then cut with thinkingParticles.

1. Split geometry with Rayfire (ProBoolean Uniform), mat ID = 2. Notice the cracks are not straight line after split with ProBoolean Uniform.




2. Select some parts from step one, then cut with thinkingParticles. You can find detail tutorial HERE.

Input parts into thinkingParticles

those particles are used for focal splitting (volumeBreak, cells)


Make sure the Mat ID = 2

The blue parts are cut with thinkingParticles volumeBreak node

3. After split our 3D model with Rayfire plus thinkingParticles, we get this fracture model.

 Section with different Mat ID and correct UVW

With different Mat ID, you are able to give different material to surface and section for the geometry

4. After apply dynamic simulation, I got this final results. Hope you like it ;)


More tutorials:

2014/09/01

thinkingParticles 程序性建築物爆破教學

作者:Hammer Chen

通常大家在網路上看到的或是商業的教學,thinkingParticles的串接節點都很複雜,但個人偏愛簡約的風格,具有容易理解與修改的特質。以下教學影片展示用thinkingParticles 4製作程序性的建築物碎裂動畫,碎裂的中心位置由兩個dummy控制,具有調整彈性,效果可達相當寫實。加上對斷裂面的材質ID設定,可以有更真實的效果,以下為總長七分鐘的教學影片:


重要參數設置(詳細參數請見教學影片):

1. 整體場景:

2. 建築物模型轉成particle:

3. 產生兩團粒子,作為之後切割建築物之用:


4. 讓時間延遲20個frame

5. 切割建築物



6. 距離地面200單位的碎片,會進行第二次切割:


7. 讓碎片受到重力往下:


8. 讓碎片進行實體物理碰撞:

9. 讓碎片的斷面具有不同的材質(顏色),增加寫實度 (完成)

[相關教學]


2014/08/16

Phoenix FD 2.2- Paint Flow 流體教學

作者:Hammer Chen

ChaosGroup PhoenixFD 2.2 是一套很強大的grid-based的流體模擬外掛,能夠模擬煙、火焰與水 。在本範例裡面我們將模擬油漆在地面流動的效果。以下是教學最終效果:

因為PhoenixFD是流體外掛,所以基本流程很類似FumeFX,對於那些有使用過FumeFX的人應該會很容易上手。但FumeFX僅限於使用於煙霧與火焰的模擬;PhoenixFD卻能模擬像是蜂蜜 巧克力或是水等效果。

以下是場景基本設置:
-人體模型,額外產生low poly的腳模型,用來最佳化模擬
-box作為流體發射的來源
-PhoenixSource Helper
-PHXSimulator (類似FumeFX Grid)

用 PhoenixSource Helper來拾取場景中的Box作為水發射的來源,將發射類型改為 "Inject".  對Discharge設Key. From frame 0 (Discharge = 60) to frame 10 (Discharge = 200). set frame 11, Discharge = 0.
選取Box按右鍵,將PhoenixFD Properties中的Solid Object取消勾選,這樣Box就不會參與碰撞,單純地作為油漆的發射來源而已。

將PHXSimulator grid中的"Boundary conditions" z軸設定為Jammed (minus) 如此設定流體不會穿過地板。

在Liquids選單底下 勾選"Enable". 
將 Sharpness設定為0.5
取消勾選Wetting
勾選 "Strong surface mode"

選取"Include list" 然後將所有參與模擬的物件/helper都加進來

在Dynamics選單底下 Rollout, 將Time scale 設為0.3 (讓流體變成慢動作). Conservation "Smooth", Quality = 25. Material transfer  "Slow moving", Steps per frame = 25. PhoenixFD 是高度最佳化的流體模擬器,提供三種能量守恆的模式與四種物質轉移的演算法。每種演算法都有其優缺點,請上Choasgroup Phoenix FD官方Help查看詳細說明:

經過測試12種不同組合後,我發現Smooth與Slow moving最適合用在這個液體模擬的範例中,而Buffered 與 Forward Transfer儘管能產生細節但容易讓液體隨著模擬而漸漸失去體積,因此並不適合用在液體類型的模擬上。

勾選Show mesh可以讓你在Viewport即時顯示液體的模型,不必像Realflow還要經過產生mesh這道工續。是PhoenixFD相當方便的一項功能。以上是參數設定的細節,以下為全長17分鐘的教學影片:



[相關資訊]