computer as a tool to sustainable climate design assessment-riziq bishara & judi nashashibi

54
אדריכלי בתכנון במחשב השימוש בר אקלימי- קיימא ריזק בשארה039558655 ג' נשאשיבי ודי034746909 ארץ, עיר, חי, צומח כוללת בראיה קיימות| כלימור תגית| א סמסטר' תש" ע2009-2010 בר אקלימי אדריכלי בתכנון במחשב השימוש- קיימא1

Upload: dktk20

Post on 05-Dec-2014

581 views

Category:

Education


16 download

DESCRIPTION

Hebrew

TRANSCRIPT

Page 1: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

השימוש במחשב בתכנון אדריכלי קיימא-אקלימי בר

039558655 – בשארה ריזק

034746909 –ודי נשאשיבי 'ג

2009-2010ע "תש' סמסטר א| תגית כלימור | קיימות בראיה כוללת –צומח , חי, עיר, ארץ

1 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 2: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

תקציר

הקיים כיום המסוגלות להיות חלק שוק תוכנות המחשבעבודה זו בוחנת את ומסווגת אותן לפי תפקידן , קיימא-מהעיסוק בתחום אדריכלות אקלימית בת

זאת על ידי שימוש במקרה בוחן . חוזקותיהן וחולשותיהן, בתהליך התכנוןלאחר מכן משלבת העבודה את . פיקטיבי אשר הוא שדה ניסויים וירטואלירימה רעיוניים לדרכי עבודה אפשריים התוכנות הנבחנות ומייצרת תרשימי ז

.קיימא-בתכנון אדריכלי אקלימי בר

. מחשב, אדריכלות, קיימא-בר, אקלים: מילות מפתח

2 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 3: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

תוכן העניינים

5..................................................................................................................מבוא .1

5.................................................................................קיימא-תכנון אקלימי בר 1.1

5...................................................קיימא- להשגת תכנון אקלימי ברגישות שונות 1.2

6.....................................................................................................שאלת המחקר .2

6......................................................................................................סקירת ספרות .3

6.....................................................קיימא-הגדרת מושגים בתכנון אדריכלוני בר 4.1

6........................................................................................נוחות-תנאי 4.1.1

7.....................................................................................קרינת השמש 4.1.2

7...............................................................................אור השמש הישיר 4.1.3

7........................................ מרחק-דיאגרמת מסלולי השמש בהיטל שווה 4.1.4

8...........................................................................חימום סולארי פסיבי 4.1.5

9................................................................מדידת אור יום ותנאי תאורה 4.1.6

10....................................................................................ייעול אנרגטי 4.1.7

10...................................... סקירה היסטורית–השימוש במחשב בתכנון אדריכלי 4.2

10.........................................................................חישובים באדריכלות 4.2.1

CAD(..................................................12(תכנון ועיצוב בעזרת המחשב 4.2.2

13................................................................................הדמיה ויצירה, המחשה 4.3

13............................................................................המחשה ותקשורת 4.3.1

14................................................................................הדמיה והערכה 4.3.2

15......................................................................................יצירת צורה 4.3.3

15...............................................................................מחקרים קודמים בתחום 4.4

18...................................................................................................תהליך המחקר .4

18................................................................................................מתודולוגיה 5.1

18............................................................................התוכנות הנבדקות 5.1.1

19....................................................................................מקרה הבוחן 5.1.2

20......................................................................................הפרמטרים 5.1.3

21............................................................. בדיקת וסיווג התוכנות–שלב ראשון 5.2

21......................................................................................תנאי נוחות 5.2.1

24.....................................................................הצללות וחשיפה לשמש 5.2.2

31..................................................................ביצועים אנרגטייםבדיקת 5.2.3

38...................................................................................ניתוח תאורה 5.2.4

42............................................................. מעטפות שמש–יצירת צורה 5.2.5

3 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 4: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

44....................................................................... הצללות–יצירת צורה 5.2.6

44...........................................................יצירת צורה פרמטרית חופשית 5.2.7

47.............................................................................סיכום שלב ראשון 5.2.8

48........................................................................................... תסריטי תכנון–שלב שני

Ecotect- בדיקה ושינוי של תכנון קונספטואלי קיים בשימוש ב– 1תסריט 5.2.9 48

שימוש בתוכנות – בדיקה ושינוי של תכנון קונספטואלי קיים – 2תסריט 5.2.10 50.......................................................................................מודל יחיד, חינמיות בלבד

51............................................................ יצירת תכנון חדש– 3תסריט 5.2.11

51......................................................הערכה+ יצירת צורה – 4תסריט 5.2.12

52...................................................................................................................דיון .5

53....................................................................................................רשימת איורים .6

54......................................................................................................ביבליוגרפיה .7

4 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 5: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

מבוא .1

ובמיוחד כאשר מדובר , השימוש במחשב הינו חלק בלתי נפרד מסדר היום של העיסוק האדריכליכאשר נדרש , קיימא-באדריכלות בעלת מאפיינים כמותיים מדידים כגון אדריכלות אקלימית בת

.בסוג זה של אדריכלות לחשב ביצועים שונים של הבניין ומאפיינים של האתר עליו מתכננים

קיימא-תכנון אקלימי בר 1.1

תוך נסיון להפוך את מאזן האנרגיה , תכנון אקולוגי המכוון לצריכת אנרגיה מינימליתגם אם בבניין אנו . משום שצריכת אנרגיה היא המזהם העיקרי כיום, דבר זה הנו חיוני. לחיובי

בכדי להקטין את צריכת . זיהום הכלליהרי שאנו תורמים ל, צורכים את רוב האנרגיה כחשמלתכנון הצללות , כווני הפתחים, אופן העמדת המבנה: האנרגיה בבניין ניתן לנקוט במספר גישות

בין היתר על (חסכון באנרגיה , בתוך הבניין שיפור איכות האוויר, בידוד מעטפת הבניין, וכדומה המשתמשות במקורות אנרגיה אשר ידי בחירת גופי תאורה ומערכות חימום וקירור יעילות או

)כרמי(. ועוד) לא מזהמים

קיימא-גישות שונות להשגת תכנון אקלימי בר 1.2

קיימא לשתי קטגוריות עקריות -ניתן לחלק את השיטות להשגת תכנון אקלימי בר (Capeluto, Izioro, Bleiberg, & Shaviv, 2005): הנבדלות ביניהן בגישה שלהן לבעיה

לפי (דורשת תקינה ומבטיחה ביצועים אנרגטיים ואקלימיים טובים : הגישה התאורית 1.2.1קיימא נתן -בין התקנים השונים בארץ בנושא בניה אקלימית בת). הגדרת מכיני התקן

5258ותקן , אשר מתאר דרישות לבידוד נכון של מעטפת הבניין1045למצוא את תקן .קיימא-פקטים שונים של בניה אדריכלית בתלבניה ירוקה אשר מדבר על אס

דורשת שהתכנון ישיג ביצועים מסויימים מבלי להגדיר את הדרך : הגישה הביצועית 1.2.2גישה זו דורשת הדמיות והערכות שלאחר תכנון והוכחה בדרכים שונות . להשגתם

ישנם תקנים אשר מגדירים דרישות ביצועיות . שאכן הושגו המטרות הדרושותבעבודה זו אנו נתייחס רק לגישה . קריטריונים לבדיקה והערכה של הבנייןמסויימות ו .הביצועית

5 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 6: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

שאלת המחקר .2

נהיית פתאום משמעות גדולה לתוכנות , קיימא-כשמדובר בתכנון אדריכלי אקלימי ברתפקידו של האדריכל הוא . 'הדמיה וכו, מדידה, מחשב שונות היכולות לשמש לסימולציה

.בין היתר להתמצא בתכנות אלה ואף להשתמש בהן ככלי תכנון

ו תהליך ועד כמה מהו תפקידן באות, כיצד משתלבות תכנות אלה בתהליך התכנון ? הן משפיעות על השפה האדריכלית

יומי העלולים לסייע -הפקת תסריטי תכנון מעשיים לשימוש משרדי יום: מטרת המחקר .קיימא-בהשגת תכנון אדריכלי אקלימי בר

סקירת ספרות .3

קיימא-הגדרת מושגים בתכנון אדריכלוני בר 4.1

נוחות-תנאי 4.1.1

אדם חש נוחות תרמית כאשר טמפרטורת מרכז , מושג המגדיר את מצב איזון החום בגוף האדםכל עוד העור , מעלות צלזיוס33.0-35.0או טמפרטורת עור גופו מעלות צלזיוס36.5-37.5גופו

).כאשר קר(ים אינם מצטמררים או שהשריר, )כאשר חם ולח(אינו מתכסה בזיעה

:נוסחת המאזן של החום בגוף האדם

E הפסדי חם – (R+C) חילוף חום - +(M-W) מטבוליזם ועבודה =DS מאזן החום צריך להיות שווה לאפס.

:כך שישנם שתי קבוצות גורמים המשפיעות על תנאי הנוחות התרמית שלו

תלויה ברמת ש (Met)רמת הפעילות של האדם :הקבוצה הראשונה הינה הגורמים האישייםהמטבוליזם שלו באותו

ככל , חלל או סביבה פיזיתשעולה רמת הפעילות הפיסית גדל ייצור החום

ורמת הלבוש . המטבולי, )1 איור ((Clo)שלו

שקובעת את ההתנגדות התרמית של הגוף , להפסדי אנרגיה לסביבה

כך שככל שעולה רמת קטנים הפסדי הלבוש

, שביב(. האנרגיה לסביב ה1994(

-הגורמים הסביבתייםהקבוצה השנייה הינה

6 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

 )1994, שביב (CLO וליבוש MET פעילות של הגדרות - 1 איור

Page 7: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

קרינת השמש 4.1.2

והיא מתחלקת לשני , י בהרכבה המשתנה בכל רגעמעבר קרינת השמש דרך האטמוספירה תלווהשאר , Eep -קרינת השמש הישירה , רכיב אחד מגיע ישירות אל פני כדור הארץ: רכיבים

חלק קטן מן הקרינה המפוזרת נפלט אל החלל החיצון ואינו מגיע אל . מתפזר באטמוספירהמשטחים אנכיים , אולם. מגיעה אלינו מכל כיפת הרקיע,Eed -שאר הקרינה המפוזרת . הארץ

,Robinson) .חשופים גם לקרינה מוחזרת מהמשטחים הפונים אליהם, ונטויים ביחס לאופק1966)

4.1.3 אור השמש הישיר

-החיים ואף מקור האור הטבעי המספק לנו אור בשפע לצרכי היום, השמש הינה מקור האנרגיה

גם אורו של הירח אינו אלה . לוקס120,000 -בימי קיץ בהירים מגיעה עוצמת הארתה עד ל. יום

. לוקס0.3-0.5 -עוצמת ההארה של האור מירח מלא מגיעה עד ל. החזר אור השמש המגיע אליו

שעוצמתו מגיעה לסדר גודל של כמה אלפיות , אולם אורם, טים את רקיע הלילההכוכבים מקש

.לאפשר לנו להבחין בצורות אך לא בפרטים, לכל היותר, יכול, הלוקס

הרי בגלל ריחוקה מכדור , למרות שקרינת השמש מתפזרת ומתבדרת לכל הכיוונים במרחב מעלות 0.5350שמש יוצר זוית של קוטר ה. הארץ קרניה מגיעות אלינו למעשה בקוים מקבילים

הכרת . קרינת השמש מתפשטת בחלל הריק עד הגיעה לאסמוספירה. במבט מכדור הארץהתכונות של מעבר קרינת השמש דרך האטמוספירה הינה בעלת חשיבות עליונה להבנת תנאי

ש אנו מגדירים את הערך של עוצמת קרינת השמ. הקרינה והתאורה הטבעית על פני כדור הארץערכו של הקבוע הסולרי משתנה . (solar constant)” הקבוע הסולרי“מחוץ לאמוספירה בשם

.ההבדלים הינם קטנים יחסית. בהתאם למסלול האליפטי של כדור הארץ בתנועתו מסביב לשמש(Robinson, 1966)

דיאגרמת מסלולי השמש 4.1.4 איור(מרחק -בהיטל שווה

2(

החורף ימות בין שונה השמש מסלול

מתבטא זה שוני .הקיץ לימות

בזוויתו ,האור שעות בכמות

7 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 8: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

בחורף המבנה חימום לטובת זה שוני ניצול מאפשר נבון תכנון .בארץ השמש קרני פגיעת

.בקיץ והקטנת חימומו

מרחק-הגירסה המקובלת והידועה ביותר של מסלולי השמש בנויה באמצעות היטל שוה

(equidistant projection) . נתונה דיאגרמת מסלולי השמש בהיטל זה עבור רוחב גיאוגרפי של

כדי לקרוא את נתוני הדיאגרמה צריך להכיר את . זהו הרוחב של מרכז הארץ. רוחב צפוני320

כיוון השמש ברגע נתון מוגדר :צורת התצוגה שלה

:י שתי זויות פולריות"בדיאגרמה ע

בכיוון , ביחס לצפון, במעלותα הזוית –זוית האזימוט

.מחוגי השעון

α=1800 –הדרום , α=900 –המזרח , )3600או (α=00הצפון מוגדר כאזימוט

היוצאים ) רדיאליים(י הקוים הציריים "זוית האזימוט מתוארת בדיאגרמה ע. α=2700 –והמערב

זוית זו מתוארת . ביחס לאופק, במעלותγ -הזוית האנכית , היינו, זוית הגובה. מהמרכז

ככל . γ=0 -המעגל הגדול ביותר מתאר את זוית האופק . בדיאגרמה כמעגלים שווי מרכז

-900עד אשר היא מגיעה ל, הזוית מעל לאופק, היינו , γוית גדלה הז, שהמעגל קרוב יותר למרכז

=γזהו הכיוון המוגדר כזוית הזניט . במרכז הדיאגרמה- γZ. )1994, שביב(

חימום סולארי פסיבי 4.1.5

עיקרון, סולארית אנרגיה ידי על חום אגירת הוא המבנה של פאסיבי בחימום העיקרי האמצעי

"זורם" שחום הפיסיקלית התכונה על מתבסס סולארית אנרגיה ידי על הפאסיבי החימום

האנרגיה ,החורפיים בבקרים יותר קרים המבנה ורצפות קירות שמסת מאחר .קרים למשטחים

וטמפרטורת שוקעת השמש כאשר ,יותר מאוחר .היום במשך אלה בחומרים נאגרת הסולארית

שנאגרה האנרגיה .החדר מטמפרטורת יותר חמה המבנה מסת בה נקודה תהיה ,יורדת החדר

כך ,יותר צפופה המבנה במעטפת התרמית שהמסה ככל .המבנה לתוך כחום תזרום היום במשך

.הנאגרת האנרגיה כמות תגדל

נוספות עלויות ללא זולה טכניקה היא ישיר באופן השמש אנרגיית אגירת :זו בטכניקה היתרון

בחזית חלונות פתיחת :זו טכניקה חסרונות.זמן לאורך זמינה אנרגיה היא השמש אנרגיית ,שכן

החזית הצללת היא זו לבעיה פתרון .במשך הקיץ אכילס עקב מהווים ,המבנה של הדרומית

כמסה המשמשים המבנה קירות את ,כן כמו.הצוננים בערבים באוורור ושימוש בקיץ הדרומית

קרני החזרת את לאפשר מנת על ,בצבע בהיר לצבוע יש ,חום לאגירת ,החורף במשך תרמית

.בקיץ הארוכים השמש

צפוני גיאוגרפי רוחב עבור השמש מסלולי דיאגרמת - 2 איור )1994, שביב(. 320 של

8 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 9: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

, אגירה בלתי ישירה של אנרגיית השמש על ידי מסה כלשהי ולא באמצעות חלונות דרומיים

צבעו של הקיר הנו שחור ובחלקו . ידי שימוש בקיר טרומבנעשית על, הפונה לדרום, כלומר

. 1: שתי יתרונות עיקריים בטכניקה זו. החיצוני ממוקם אוגר זכוכית להגברת אפקט החממה

הפרדה זו יכולה למנוע סנוור על . הפרדה מוחלטת בין החלל האוגר לחלל המגורים של המבנה

מסה התרמית מוליכה את החום לתוך המבנה ה. 2. ידי אגירת שמש באופן ישיר באמצעות חלון

הובלת אנרגיית חום , במערכת אגירת חום בלתי ישירה: חיסרון שיטה זו. לאחר כמה שעות

הצבע השחור של הקיר האוגר , כמו כן. נמוכה יותר מאשר הובלת אנרגיית חום באגירה ישירה

)1989, גרנות& דבוסקין ( .בקיץ יש להצל קיר זה לחלוטין, לכן. הוא מכשול עיקרי במשך הקיץ

מדידת אור יום ותנאי תאורה 4.1.6

בתוך ) ר"בקנדלות למ(הלומיננסים - והבהיקויות ) בלוקסים(חישוב עוצמות ההארה הטבעית תכנון המודע לבעיות התאורה הטבעית חייב להתחשב . הבנין הינו חלק מתכנון התאורה הכולל

פעילה ונוחה (visual environment)בגורמים נוספים שעיקרם הוא יצירת סביבה חזותית .לשוהים בבנין

לוקסמטר –מדידת עוצמת ההארה נעשית באמצעות מכשירים שונים ידניים כמו מד אור לא כל מד אור מתאים למדידות כאלה ומסוגל למדוד , אולם. ממוחשבים על ידי תוכנות מיוחדותו

התכונות המיוחדות הדרושות למד אור . בדיוק את עוצמות ההארה הגבוהות של אור היום המכשיר צריך להיות בעל טווח המדידה –טווח מדידה :למדידת עוצמות ההארה הטבעית הן

התאמה ספקטראלית ותיקון לשגיאת –וייצוב תרמי , לוקס120,000ל המגיע לעוצמת הארה ש . הקוסינוס

אור ישיר

אור מוחזר

אור השמש

אור הרקיע

מישור עבודה

הרכיבים אשר משפיעים על קליטת אור טבעי בתוך חלל בנוי- 3איור

כיום קיימות מספר תוכנות המאפשרות : דות תאורה נעשות גם בעזרת תוכנות ממוחשבותמדי . חישובים מדויקים של התאורה הטבעית בבנינים והכנת הדמיות אמינות ובאיכות גבוהה

9 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 10: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

מקדמי ההחזרה הינם בעלי חשיבות רבה כאשר מדובר בהחדרת האור הטבעי המוחזר ממשטחי עשוי האור המוחזר מן , בהירים והתקרה בתוך הבנין לבנהכאשר משטחי החוץ יהיו . החוץ

. ויותר מכלל האור המגיע לעומק החלל50%התקרה ומן הקירות להוות

בתקני המאור השונים מובאות המלצות על עוצמות ההארה הדרושות עבור התיפקודים . ליתעוצמות הארה אלה ניקבעו עבור התאורה החשמ. הראייתיים שיש לבצע בחלל המתוכנן

ולכן יש להסתמך על המלצות , אולם אותן העוצמות דרושות גם כאשר המקור הוא אור היוםעבור פעילות ראייתית , כמובן. התקנים בכל תכנון של ההארה הטבעית הדרושה בתוך הבנין

פשוטה תידרש עוצמת הארה נמוכה יותר מאשר עבור פעילות הדורשת תיפקוד ראייתי מאומץ הנחיות קובעים את עוצמות ההארה הדרושות לפעילות הראייתית העיקרית תקנים או. וממושך

כוללים התקנים הנחיות , בנוסף. ולפיהן יש לתכנן את עוצמות ההארה, המתוכננת לחלל מסוים. את ההגבלה לרמת הסינוור ואחידות ההארה, למשל, נוספות הקובעות את איכות התאורה

השינוי הוא . משתנה ללא הרף, וממילא גם בתוך הבנין, עוצמתו של אור היום בחוץ, לעומת זאת )1976, י"מת(. עונת השנה ומצב העננות או האובך, בהתאם לשעות היום

ייעול אנרגטי 4.1.7

פירושו צמצום הפער הקיים בין צריכת האנרגיה בפועל לבין צריכה נמוכה יותר המתאפשרת ייעול . מתוך שימוש באמצעים טכנולוגיים או אדריכלוניים שונים, בתנאים של יעילות אנרגטית

חמצני -וכך צמצום הפליטה של מזהמים ושל פחמן דו, אנרגטי משמעותו צמצום צריכת האנרגיהמעורבות דומה כי דרושה , קב בעיות מבניות מיוחדות המאפיינות את ענף הבנייןע. לאטמוספרה

.ממשלתית כדי לקדם הפצת מידע ולעודד שימוש בטכנולוגיות חדשות לייעול אנרגטי בבניינים

מערכת כזו מגדירה . מערכת לניהול אנרגיה הינה אחת מהדרכים המובילות להתייעלות אנרגטיתיישם גישה שיטתית לשיפור מתמיד בביצועי האנרגיה שלו תוך שיטה המאפשרת לארגון ל

הטמעה של מערכת לניהול אנרגיה , בנוסף. התחשבות בכלל הדרישות בהן הוא נדרש לעמודכחלק אינטגראלי מהתפעול השוטף של הארגון כבר בשלבי תכנון מאפשרת לארגון להפחית את

)קטן( .ותיצריכת האנרגיה שלו וכתוצאה מכך לחסכון כספי משמע

סקירה היסטורית–השימוש במחשב בתכנון אדריכלי 4.2

חישובים באדריכלות 4.2.1

החל . חלק בלתי נפרד מהעיסוק האדריכלי, והיה משחר האנושות, השימוש בחישובים הינו, הפירמידות במצריים העתיקה ועד לימינו אלה', עיגול האבן בסטונהנג, מהזיגורטים במסופוטמיה

ובכלים , שטחים ונפחים, פרופורציות, לאדריכלים תמיד היה צורך עז בגאומטריה ככלי לחישוב גדלים .רת מבנים גאומטרים ולקשר בינם לבין הבוניםליצי

10 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 11: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

בתקופת הרנסנס גדלה החשיבות כאשר , של חישובים בארכיטקטורה

הפרשנות המחודשת של האדם הויטרוביאני האומרת כי על כל מקדש לשקף בצורה זו –

–או אחרת את הפרופורציות של המקדש נפגשה עם ההתמקדות של הרנסנס

ות ובהרמוניה אשר בין האדם בהומניהתאור הפשוט של וטרוביוס של . לאלוהים

אדם עם ידיים ורגליים פשוקות לצדדים המתאימים בדיוק לשתי הצורות הגאומטריות

חשף ככל – העיגול והריבוע –הכי מושלמות הנראה אמת עמוקה ויסודית לגבי האדם

).4 איור(והעולם

זה כל כך קסם לדמיונם של האדריכלים של הרנסנס עד כדי כך שידע בגאומטריה הפך להיות לדרישת קדם

כאשר גם , לפיתוח קריירה באדריכלותהאדריכלות עצמה נהייתה אובססיבית עם

.מציאת היחסים הגאומטרים הכי מתאימים בין חלקיו השונים של הבניין

התפתחו שיטות רבות למציאת . ם בעיקר היו המצפן והסרגלהכלים בהם השתמשו אדריכליכמו כן התפתחו . 'או ריבועים ששטחם כשטח עיגול מסויים וכו, ריבועים הכלואים בתוך מעגל נתון

אשר נחשב אז לצורה הגאומטרית בעלת הפרופורציות הכי , "חתך הזהב"הרבה תאוריות לגבי ".יפות"

ההתמקדות במרכזיותו של , בין היתר, האדם ביקום הביאה

, להתעסקות בציור פרספקטיביכאשר הוא נחשב להצמאתו של

אך ) 1377-1446(פיליפו ברונולסקי 40 -כ(הוזכר גם על ידי ויטרוביוס

פרספקטיבה לינארית ). ס"לפנהאפשרה להציג חללים לפי סידורם המרחבי ולא לפי ראיה ליתורגית

). שהיה נהוג לפני הרנסנסכפי(ציור ובה ההתעסקות המפרספקטיבי הביאה לפיתוחן של שיט שונות מחושבות המקלות על

אחת . ציור פרספקטיבי מדויק" דה פיקטורה"הדוגמאות לשיטה כזו היא השיטה של לאון בטיסטה אלברטיני אשר הציג בספרו

, וט ישר הקשור לנקודה אחת מאחורי הציירדרכו העביר ח, בה הוא השתמש במעטה בד דק, )1435(את הסביבה אותה הוא מצייר באמצעות אותו חוט וה" דגם"ו

ב ר

ת

).5 איור(נקודה בה הוא פוגע בחוט

ובמונחים של , בעוד חישובים שירתו את האדריכלות במונחים של יצירת תכניות וחזיתותההשפעה המשמעותית ביותר , כל לבין הלקוח או הבונים כשפה גרפית צורניתתקשורת בין האדרי

, עם התפתחות המדע של בניינים וחומרים, עשרה-שלהם על המבנים עצמם ארעה במאה השמונה

 .)1527 (דורר אלברכט -" פרספקטיבה מכונת "- 5 איור

-כ(י 'וינצ-לאונרדו דה, האדם הויטרוביאני- 4איור 1490) .(www.art.com(

11 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 12: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

)CAD1(תכנון ועיצוב בעזרת המחשב 4.2.2

כאשר השימוש הראשון במחשבים בשירות תעשיית הבניה

בחישבים סטטיים , כמוזכר לעיל, היה, התכנון עצמו היה ידני, שונים

והשימוש במחשב היה לצרכי בשנת . חישובים מתמטיים בלבד

רלנד את ' המציא איון סת1963"Sketchpad) "ממשק , )6 איור

המחבר בין המשתמש למחשב –ומאפשר לו , בצורה ויזואלית

לצייר –אור חשמלי -בעזרת עטיהה , צורות שונות כאשר המחשב

ן לכדי צורות את הצורות ותיקן אוהממשק אפשר . גאומטריות נקיות

כאשר החלוקה , גם ציור בתלת מימדלשלושה היטלים ומבט איזומטרי

שקים של היה דומה מאוד לממ . של ימינו CAD -תוכנות ה

זת

                                                           

).Sketchpad) 1963רלנד ומערכת ' איון סת- 6איור

, המוקדמות של המאה העשרים70-מחשבים החלו להופיע במשרדי אדריכלות בשנות ה מחשבים אשר הריצו תוכנות 15- שבבוסטון השתמש בכPerry Dean & Stuartכאשר משרד

אפיון , ה בעלי גוב–מטריצות של קרבה וחללים מוגדרים מראש , המסוגלות לייצר דיאגרמות בועותכאשר כל אלה אפשרו להגיע בסופו של תהליך לתכניות , רבוע-ומחיר מוגדר מראש למטר, פרוגרמטי

.אדריכליות הניתנות לעריכה נוספת

לשני 70-התפצלה בשנות ה) CAD: להלן(ההתפתחות של תכנון ועיצוב בעזרת מחשב של יישומים של הנדסת מכונות אשר התמקד בעיקר בצרכים , נתיב מידול גאומטרי: נתיבים עיקריים

אשר התמחה בעיקר בצרכי , ונתיב אחר מיוחד לבניינים; בתחום תעשיית הרכב והאווירונאוטיקה .תעשיית הבניה

כאשר הדור הראשון היה לא , מתחלקת לשלושה דורות CAD -ההיסטוריה של תוכנות ה ולכן לא התאפשר להפיץ שיטות ,הדרישות המחשוביות היו יקרות מדי וגדולות מימדים(מעשי בעליל

הדור השני עלה עם עלייתם של מערכות מחשב אישיות זולות יחסית ). עבודה אלו באופן גדול להיות יותר בנות השגה ויצר דרישה לתוכנות CADכאשר זה גרם לתוכנות , והמצאת העכבר

ון אוטוקאד כג( אשר אנו עובדים איתן עד היום CADתוכנות אלה כללו תוכנות . שימושיותמימד והפקת תמונות -וחלקן אפשר גם עבודה בתלת, מימד-כאשר חלקן עבדו בדו, )ומיקרוסטיישן

עם התפתחות המחשב הפכו תוכנות אלה ליותר ויותר ידידותיות ואפשרו יותר ויותר . פוטוריאליסטיות .פעולות אשר לא התאפשרו בעבר

 1 Computer-Aided Design 

12 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 13: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

כאשר הם , אלה של הדור הראשוןהיו תוכנות אלה פחות מפותחות מ, באופן פרדוקסליהתהליך . ואיבדו בדרך את התמחותם בבניינים, התמחו בעיקר בשרטוט והפקת חומר גרפי וגאומטרי

של הערכת המבנה מבחינות שונות הפך לקשה ודרש המרה ידנית של החלקים השונים של המודל לים השיגו יכולות שרטוט כך בעצם אדריכ). חלונות ודלתות, כגון קירות(לחלקים מבנים מוגדרים

והדמיה טובות בעזרת המחשב אך איבדו את היכולות האנליטיות אשר היוו את הבסיס של כניסת -ראוי לציין שרוב משרדי האדריכלים בעולם עדיין עובדים עם תוכנות ה. המחשב למקצוע במקור

CADר מתוחכמתאפילו כאשר חלק רב מהן מאפשר לעבוד בצורה יות, בתצורה של הדור השני.

CADהדור השלישי החל כאשר חברות אלקטרוניקה התחילו לפתח באופן עצמאי תוכנות , כגון מלבן המפקד כנגד או קבל, המסוגלות להכיל מידע לא גאומטרי בתוך צורות גאומטריות פשוטות

כאשר ממשק המשתמש היה גרפי , ואפשרו לייצג מעגלים חשמליים ולדמות את פעולתם .יאינטואיטיב

ההצלחה של חברות האלקטרוניקה גרם להשראה בקרב תעשיית הבניה ללכת באותו כיוון וגרם להופעתן של תוכנות רבות המסוגלות לשלב מידע גאומטרי עם ידע מבני , בפיתוח תוכנות

). המבוססות ידע CADמערכות (

(E. Kalay, 2004)

הדמיה ויצירה, המחשה 4.3

קבוצות 3- אשר בשימוש אדריכלי לCAD-בחר לחלק את אופיי השימוש בתוכנות האנו נ Simulation(הדמיה והערכה , )Visualization and Communication(המחשה ותקשורת : עקריות

and Evaluation( , ויצירת צורה)Morphogenesis.( חלוקה זו מאפשרת לנו לחקור באופן מעמיק ולייצר תרשימי זרימה , את האופי בו משתלבות תוכנות אלה בתהליכי תכנון אדריכליים שונים

.קיימא המשלבים תוכנות אלה בתוכם בצורה יעילה וחכמה-לתהליכי תכנון אדריכלי אקלימי בר

המחשה ותקשורת 4.3.1

מטרתה מתן תחושה והבנה של ). מימדי-י או תלתמימד-דו(הצגה גרפית של מידע גאומטרי ,Methoda IT Gloassary V8.0)מה היא מיועדת לעשות וכיצד תעשה זאת : המערכת שבפיתוח

חיזוי של הצורה בה : במקרה של אדריכלות. (2008. לאחר בנייתו) או כל עצם אחר(יראה הבניין

המחשה יכולה להיות גם כלי להערכה איכותנית של כמו . וקשרים גאומטרים ופרוגרמטיים ביניהםחללים

היא משמשת ככלי תקשורת בין האדריכל ללקוח , כן .ובין האדריכל למבצע

השימוש הנרחב ביותר בתוכנות מחשב בקרב אדריכלים הינו לצרכי המחשה והפקת

לכן גם היצע התוכנות המתמחות בנושא , שרטוטים וגם ממשקי המשתמש הם בדרך, בשוק הינו רחב

בין התוכנות המתמחות . כלל ידידותיים ביותר Maxxon Cinema 4D, )7 איור (Google SketchUp ,Autodesk 3ds Max: בעיקר בהמחשה

- אשר מתמחה בעיקר בשרטוט דו מימדי אך גם בתלת Autodesk של חברת Autocadותכנת .מימד

Autodesk 3ds Max - 7איור

13 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 14: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

ישנן תוכנות המחשה המסוגלות גם כגון (להכיל מידע מבני בגאומטריה שהיא מציגה

Revit של חברת Autodesk ו- Archicad של כאשר תוכנות )) 8 איור (Graphisoftחברת

אלה מסוגלות לייצר מודל תלת מימדי וייצוג דו של אותה , דריכלימשורטט כשרטוט א, מימדי

תוכנות (תוכנות אלה . גאומטריה באופן רציBIM2 ( הופכות את תהליכי העבודה ש משרדי

כאשר , אדריכלים להרבה יותר יעילים ופשוטיםהם חוסכים את הזמן הניכר אשר מתבזבז בתיקון כל שרטוט ושרטוט לאחר כל שינוי

בתכנון

ףל

. נתון

                                                           

Graphisoft Archicad - 8איור

הדמיה והערכה 4.3.2

הדמיה ממוחשבת היא דימוי של תהליך טבעי או מכני מסויים אשר מתרחש בעולם הפיזי כך שניתן יהיה לצפות מראש את , בצורה האפשרית הכי קרובה למציאות, באמצעות מחשב

ולה לדמות התנהגותן של הדמיה יכ. התנהגותו של אלמנט פיזי אמיתי עוד לפני שהוא נבנה או מיוצראופן פעולתה של , התנהגותו הסטטית, ההתנהגות התרמית של בניין, רוחות סביב מבנה מסוים

. 'מערכת מיזוג אוויר מסויימת וכו

תוכנות הדמיה הן בדרך כלל פרי תוצרן של חברות תעשייתיות אשר מעוניינות לבדוק את די יצירת אבי טיפוס ממוחשבים או פיסיים אשר על י(המוצרים שלהן טרם הם נכנסים לקו ייצור

חלק רב מתוכנות אלה מתפתחות בכיוון מסחרי ). נבדקים בסביבה וירטואלית או בתנאי מעבדההשימוש העיקרי . והופכות לתוכנות נפוצות בשוק

בהדמיה לצרכי אדריכלות הינו הדמית מצבים התנהגותן של , כגון כיווני שמש(אקלימיים שונים

לצרכי הערכת ביצועים (מעברי חום , )CFD3(רוחות ולצרכי הערכת התאורה הטבעית )) אנרגטיים

. והמלאכותית בחללים המתוכננים בצורה כמותיתבין התוכנות הנפוצות כיום בשוק בתחום ההדמיה

ר מסוגלת לבצע אש) 9 איור (ANSYSתכנת . ' וכוCFD, הדמיות מתחומים רבים כגון חוזק מבנים

תוכנות המחשה רבות גם מאפשרות הדמיה מדויקת של מצבי תאורת השמש ומסלולי התנועה של

הערכה הינה בדיקה של קרבתה של התנהגותו של אובייקט או מערכת מסויימים

הערכה יכולה . להתנהגות האופטימלית או הרצויהקרבה , אנרגיה, להיות בתחומים רבים כגון אקלים

לעתים קרובות ישנו צורך בהדמיה על מנת להשיג . 'עקמומיות של משטחים וכו, של אלמנטים שוניםכגון (כה בתחום האדריכלי מתמחות בעיקר בביצועיהם האנרגטיים של בניינים תכנות הער. הערכה ).DOE4 ותכנת Energy Plusתכנת

של תכנת Fluent ברכיב CFD הדמיית - 9איור ANSYS

 2 Building Information Model 3 Computational Fluid Dynamics 4 Department of Energy 

14 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 15: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

יצירת צורה 4.3.3

שמירה על זכויות השמש של : חלקם קבועים מראש, יצירה של צורה לפי אלגוריתמים שוניםוחלקם נקבעים על ידי המשתמש בצורה ', הצללה של חלון בשעות מסויימות וכו, הסביבה הבנויה

).סקריפט ( ויזואלית או בצורת כתיבת תוכנה קטנה

בין התוכנות המתמחות ביצירת צורה לצרכי אדריכלות

תכנת : קיימא-אקלימית בתSustArc) אשר פותחה )10 איור

גדי קפלוטו תחת . בטכניון על ידי דר, עדנה שביב' הנחיתה של פרופ

אשר יוצרת מעפות זכויות שמש ומעטפות קליטת שמש אשר עוזרות בתכנון בסביבה בנויה תוך כדי ל זכויות הסביב והשגת שמירה יעילות סולרית פסיבית של הבניין

ן שנן תוכנות . המת כמו (כמו כאשר פותחה ) Sunshadesתכנת

גדי קפלוטו אשר מסוגלות ליצר חלופות שונות . אברהם יזיאורו ודר. דר, עדנה שביב' על ידי פרופי המ"להצללה של חלון נתון בשעות המוגדרות ע

ה ע

ן יוכנ

.שתמש

SustArc תכנת - 10איור

בין תוכנות יצירת הצורה באופן כמעט Grasshopperחופשי נתן למצוא את תוסף

אשר מאפשרת ) 11 איור (Rhino 3Dלתוכנת בצורה של , יצירת אלגוריתמים באופן ויזואלי

Generativeורכיב , תרשימי זרימה גרפייםComponents לחבילת התוכנות Microstation המאפשרת יצירת צורות באופן

.אלגוריתמי פרמטרי

חוםמחקרים קודמים בת 4.4

Shady Attia, Liliana"במחקר של Beltran, Andre De Herde and Jan

Hensen " שנקרא"Architect Friendly": A comparison of ten different building

performance simulation tools (Attia, Beltrán, De Herde, & Hensen, 2009) ,

על כלים שונים לבדיקת ביצועים נשעו בחינות ,ECOTECTכגון , אנרגטים של בניינים

HEED, Energy 10, Design Builder, wQUEST, DOE-2, Green Building

Studio, IES VE, Energy Plus and Energy Plus-SketchUP Plugin (OpenStudio) . המחקרוהשילוב של עיצוב , המשתמש של הכליםבא לבחון בעיקר את השימושיות וניהול המידע של ממשק

Grasshopper - 11איור

15 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 16: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

ולמרות שהם מיועדים , כיוון שהתוכנות הנבחנות נכתבו ותוכנתו על ידי מדענים ומהנדסי תוכנהוישנו פער גדול בין דפוסי עבודה של , הם אינם מותאמים להיות כאלה, לשימושם של אדריכלים

.אדריכלים לבין שיטת העבודה של כלים אלה

שמישות וניהול המידע של ממשק : מוגדר על ידי ארבעה גורמים"ידידותי לאדריכל"המושג תפעוליות בינית בבניית מודלים ודיוק של הכלים , השילוב של עיצוב מתוחכם מבוסס ידע, המשתמש

.ויכולתם להעריך בניינים מפורטים ומורכבים

ינו ולמרות חוסר הדיוק והעובדה שהסקר א, מענים תקפים לשאלון שחולק249לאחר קבלת )12X איורX. (נתן לראות בממצאים של המחקר עניין לא קטן, מייצג את כל קהילת האדריכלים

תוצאות הסקר- 12איור

שלוש התוכנות . מחנכים וסטודנטים, מעצבים, עשר תוכנות הושוו על ידי אדריכליםכאשר קיבלו את רוב , IES VE, HEED, eQUEStהיו " ידידותי לאדריכל" המובילית בהגדרת

- וIES VEלעומת , משומשת בשלבים הקונספטואליים והלפני קונספטואלייםHEED -כך ש. הניקודeQUESTשים בשלבים הקונספטואליים והמוקדמים של התכנון עד השלבים של העיצוב המשמ .

כך שהיא מציעה , הינו בידידותיות והגישה המונעת תבניות שלהIES VEהיתרון של תוכנת היכולת להשוות אלטרנטיבות , ערכים התחלתיים כברירת מחדל המאפשרים בדיקות מוקדמות ביותר

. מנחים לאזורים אקלימיים שוניםשונות של עיצוב ומספקת קווים

בעיקר התמיכה הנרחבת שלהם , IES VE הרבה תכונות משותפות עם eQUESTלתוכנת .בקומפוננטים קונבנציונליים של מודלים ומערכות

הסקר חושף שאדריכלים רוצים את השמישות וניהול המידע של ממשק המשתמש של , ואין ספק שהשימוש בכלים אלה דורש אנליזות, הכלים והשילוב של עיצוב מתוחכם מבוסס ידע

אך אדריכלים צריכים ידע עיקבי שעוזר לאופטימיזציה של התהליך , טכניקות ויכולת לשילוב תוצאותלהודיע ולהנחות את , כמו כן כלים כאלה צריכים לחנך. ולהנחות אותם לעיצוב מבנים מבוסס ידע

.יועצים ומהנדסים, אדריכל מעבר לתוצאות הטכניות ובעיקר לחזק את השילוב בין אדריכליםה

16 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 17: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

The Use Of Multiple Building Performance Simulation Tools During TheבמאמרDesign Process – A Case Study In Singapore (Lam, Wong, & Chandra, 2001) אשר

מתאר את השימוש בהדמיות ביצועים שונות של בניין בכדי לתמוך בתכנון של בניין ספריה חכמה נתן לראות דוגמא לתהליך תכנון אשר שילב בדיקות והדמיות ביצועיות כבר בשלב , מתקדם בסינגפור .מוקדם של התכנון

נת להגיע למסקנות ותאורה טבעית על מCFD, במקרה הזה שילבו בין היתר בדיקות של אנרגיה: כאן השתמשו בשלוש תוכנות עקריות. נוחות תרמית ותאורה טבעית בבניין, אוורור, לגבי אנרגיה

DOE 2על מנת לבצע הדמיות אנרגיה ,Fluent על מנת לבצע בדיקות CFDו -Lumina לבדיקות .אור טבעי

כאשר , )13X איורX(סכמטיות בשלב הראשון השוו בין הביצועים האנרגטיים של שתי חלופות תכנוניות הושוו חלופות , לאחר שנבחרה החלופה העדיפה. הסכמה כללה נפחים פרוגרמטיים תיבתיים בלבד .של זיגוג שוב מבחינת ביצועיו האנרגטיים של הבניין

כאשר התוצאות גובו , של אותן שתי חלופות מהבדיקה הראשונהCFDנשעתה בדיקת , בשלב הבא במנהרת רוח 1:200היה צורך בבדיקות של מודל פיזי בקנה מידה של (בעזרת בדיקות מנהרת רוח

הגיעו למסקנות CFD-בבדיקות ה. הממוחשבותCFD-על מנת לקבוע את תנאי הסף לבדיקות השרות להשתמש לגבי מהירויות הרוח הנוצרות מסביב לבניין וגם לגבי משב הרוח בתוך הבניין והאפ

.באוורור טבעי כשיטה לקירור החללים

חלופות פרוגרמטיות- 13איור

17 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 18: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

מידת עצמת ופיזור : בשלב השלישי נעשו בדיקות תאורה טבעית כאשר נבדקו שני נושאים עיקרייםשל אור היום ) DGI5(וכמו כן את מקדם הבוהק , חדרים נבחרים לפי סוגי זיגוג שונים4-התאורה ב

.באותם חללים

יא שהשימוש בכלים נפרדים לכל בדיקה כחלק מתהליך אחת המסקנות שמסיקים החוקרים במאמר הכי שינויים פשוטים בתכנון עלולים לגרום לתהליך ארוך של דיגום מחדש , תכנון כולל יכול להיות מגביל

ולכל אחד דרישות , הכלים לא יכולים להסתמך על אותו מודל(של כל הפרויקט לכל כלי בנפרד דיקה מסויימת עלולים לפגוע בביצועיו של הבניין בתחום אחר כמו כן העובדה ששינויים עקב ב). משלו

ולכן ישנה בעית תקשורת והמשכיות , מקשה מאוד כי חלק מהבדיקות נעשה במעבדות חיצוניות .בתהליך התכנון

אחד המחקרים שמנסים להתמודד עם הנושא הינו המחקר A comprehensive computational(של ארדשיר מהדבי

environment for performance based reasoning in building design and evaluation ( אשר מתאר מודל

טיפוס לסביבת תכנון - שהוא בעצם אבSEMPERהנקרא המודל משתמש . היבטים של אבי טיפוס בנייניים-מרובת

כאשר חללים , של בניינים) 14 איור(בשיטת ייצוג דואלית שיטת ייצוג זו . מיוצגים על ידי ליבות וקשרים ביניהן

, הרצויותמאפשרת להשתמש במודל יחיד לכל הבדיקות , מסוגל לשלב בין מדידות של אנרגיהSEMPERכאשר

אקוסטיקה , תאורה, נוחות תרמית, מיזוג אוויר, זרימת אווירהמודל לא הגיע . וניתוח של תפקוד הבניין לאורך זמן

לשלבים מסחריים אך התפתחו לאורך השנים עוד מודלים דומים המסוגלים לשלב במודל אחד מספר רב של היבטים

SEMPER ייצוג דואלי במודל - 14איור Ecotect.( (Mahdavi, 1999)כגון תכנת (ועיים ביצ

תהליך המחקר .4

מתודולוגיה 5.1

קיימא -אנו נבחן תוכנות מחשב נבחרות אשר נתן להשתמש בהן לתכנון אדריכלי אקלימי בר. באמצעות מקרה בוחן פיקטיביכאשר הבחינה עצמה תתבצע , ונסווג אותן לפי פרמטרים שונים

בסופו של תהליך אנו נרכז את המידע הנאסף וננסה לבנות תרשימי זרימה של תסריטים שונים .קיימא-של תהליכי תכנון אדריכלי אקלימי בר

, ולא נתייחס לתחום הרוחות ומכניקת נוזלים בכללCFD אנו לא נבחן תוכנות :מגבלות המחקראנו נבחן רק חלק קטן , כמו כן. ם ומורכבות ביצוע בדיקות מסוג זהוזאת עקב הקושי בהשגת הכלימייצג את כל שוק התוכנות הקיים , בשום אופן, ומחקר זה אינו, מהיצע התוכנות הנמצאות בשוק

.כיום

התוכנות הנבדקות 5.1.1

:בחרנו לבחון תוכנות המסוגלות לבצע פעולות מהתחומים הבאים

                                                             5 Daylight Glare Index 

18 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 19: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

.Bioclim Chart, Climate Consultant 4: חותתנאי נו •

Shading Plug-in for Sketchup, Suntools Plug-in for: חשיפה לשמש •Sketchup, Archicad 13, Ecotect Analysis 2010 .

.Ecotect Analysis 2010, Dialux 4.7: ניתוח תאורה •

Ecotect Analysis 2010, Energy Plus, Open: בדיקת ביצועים אנרגטיים •Studio Plug-in for Sketchup, Graphisoft Eco-Designer Plug-in for

Archicad.

,Sunshades :הצללת חלונות, SustArc, Ecotect: מעטפות שמש: יצירת צורה •Ecotect ,יצירת צורה פרמטרית :Grasshopper Plug-in for Rhinoceros 3D,

Generative Components.

מקרה הבוחן 5.1.2

. בכדי לבחון עליה את התוכנות אשר בחרנו) 15 איור(בחרנו למדל סביבה פיקטיבית כאשר אחד , )'מX 15' מX 24' מ19(הסביבה בנויה מנפחים תיבתיים בעלי מימדים קבועים אחד בתכנית ואחד בעל עקמומיות , מהם מכיל גאומטריה בעלת עקמומית יחידה בחתך

הסיבה לכך היא בין היתר בחינת אופי המרת הגאומטריה בעת ייבואה ( כיפה –כפולה בתוך אותה סביבה הצבנו חדר במימדים ). לתוכנות השונות ונאמנותה לגאומטריה המקורית

במרכזה של חזיתו ' מX 5' מ10בעל חלון יחיד בעל מימדים של ' מX 10' מX 15' מ10של כאשר המטרה היא , אחת עם החדר ואחת בלי: ייצרנו שתי גרסאות של האתר. הדרומית

וגם כדי לבדוק , קודם כל לבדוק אם נתן בכלל להשתמש בגאומטריה המיובאת לצרכי בדיקה .ה הנבדקתאת רמת הקושי של יצירת אותו חדר בדיוק בתוך התוכנ

כאשר זהו הפורמט הנפוץ DXF6בחרנו לייצא את המודלים של מקרה הבוחן בפורמט .מימד-והשכיח ביותר בקרב תוכנות תלת

F

                                                            6 Drawing Interchange Format 

19 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 20: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

הפרמטרים 5.1.3

כאשר בכל קטגוריה של תוכנות , בחרנו לסווג את התוכנות הנבדקות לפי הפרמטרים הבאים :הפרמטרים מקבלים משמעות שונה במעט

עד כמה התוכנה מסוגלת לשלב ): I – Integration(אינטגרציה של בדיקות שונות • .בין מספר רב של בדיקות מתחומים שונים

היכולת של התוכנה לקבל ולייצא סוגי קבצים ): IE – Import/Export(ייבוא וייצוא • .ואופי פרשנותה לנתונים המיובאים, שונים

וקלות , רמת האינטואיטיביות של ממשק המשתמש: )U – Usability(שימושיות •על ידי ) במקומות הרלוונטים(פרמטר זה ייבדק בין היתר . אות הרצויותהשגת התוצ

).X 5.1.2X' ר(מדידת הזמן הנדרש לבניית מודל החדר הנבדק

בחלק מהתוכנות ): F – Freedom(חופש והתגמשות התוכנה לדרישות המשתמש •תוכנות יצירת (עות כפויה בצורות המתקבלות זה מתבטא בחופש צורני לעומת קבי

האתר עם החדר -משמאל , האתר בלי החדר הנבדק-מימין . מקרה הבחון- 15איור הנבדק

20 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 21: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

מחיר התוכנה בשוק כפי שהוא בזמן הכנת העבודה והמצאות ): P – Price(מחיר • . של גרסת ניסויאו אי המצאות

, פרמטר זה מתייחס לשלב של תרשימי הזרימה: עלות של שינוי בשלבי התכנון •והוא מתאר את היעילות של שיטת העבודה והעלות של ביצוע שינויים בשלבי

האם שינוי בשלב קונספטואלי של הפרויקט ידרוש עבודה , למשל. התכנון השונים .'וכואו שהתהליך מתעדכן באופן אוטומטי , רבה

בדיקת וסיווג התוכנות–שלב ראשון 5.2

תנאי נוחות 5.2.1

כך שלא נדרש מודל של סביבה או בניין , בדיקת תנאי הנוחות נעשית על אזור מסויים אשר ,על מנת לבדוק תנאי נוחות לאזור מסויים נדרש קובץ מיוחד לאזור עצמו. ספיציפיים

אך עדיף להשיג קבצי אקלים לאזור הספיציפי הנבדק , לפעמים הוא מובנה בתוכנה עצמה .משיקולי דיוק ובחינת נתונים מעודכנים

5.2.1.1 BioclimChart :יאורו 'אברהם יז. תוכנה לבדיקת תנאי נוחות אשר פותחה על ידי דרהתוכנה . ריה דולבאלן אפשטיין וני, עודד פורמן :מהטכניון יחד עם המתכנתים האדריכלים

בו ניתן להזין , הינה בעלת ממשק משתמש פשוט אשר מכיל חלון עבודה יחיד בלתי משתנה )16X איורX. (נתונים ולבחון את התוצאות המתקבלות בזמן אמת

אקלים על ידי הכנסת קובץ אקלים מותאם לאזור הנבדק או בחירה מתוך רשימת אזורינדרש להזין , בנוסף. המובנים בתוכנה ניתן לבחון את תנאי הנוחות האקלימיים באופן מיידי

הגדרת שעות הפעילות של יום ולילה , המותאמים לפעילות בחלל המתוכנן Clo-ו Metנתוני .החורף והמעבר, והגדרת חודשי הקיץ

קירור על ידי : תכנוניות שונות בגרף המתקבל נתן למצוא תחומים מוגדרים של אסטרטגיות ניתן לראות את תחום הנוחות , כמו כן. אידוי וחימום פסיבי סולארי, מסה תרמית, אוורור

הנקודות מאופיינות בצבעים לפי . התרמית אשר לא דורש התערבות והתחום שדורש הצללהויימת כאשר נקודה מס, ונמצאות בתוך התחומים של האסטרטגיות המוזכרות לעיל, העונות

.יכולה להמצא בתוך תחום של שתי אסטרטגיות שונות

Freedom I IE Usability Price שם התוכנה

21 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 22: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

. ניתן לכבות שעות מסויימות וכך לאפשר בדיקה מדוייקת של שעה ספיציפית, במידת הצורך בין היתר , דבר זה מאפשר בחינת מצבים ספיציפיים ומספק גמישות תכנונית לכל משתמש

.בגלל אופי הפלט הישיר של התוכנה

BioclimChart5/4 1 N/A7 5/3 Free

• Freedom –כך , תוכנה המאפשרת בדיקה מדויקת של תנאי הנוחות לפי הדרישהשניתן להשפיע על התוצאות המתקבלות על ידי הזנת נתונים מפורטים של הפעילות

. אך לא מציעה אסטרטגיות אקלימיות מפורטות כלשהןclo - וmetהמוצעת

• Integration –התוכנה מיועדת לסוג אחד של בדיקות בלבד .

• Usability –אך מבחינה תפעולית היא מעט לא , תוכנה בעלת ממשק פשוטרמת התכנות הינה מחקרית . תית וישנו צורך להתרגל לשיטת העבודה בהידידו

.ועוד לא התבשלה לידי גרסה מסחרית

• Price –תוכנה חינמית שנתנת להורדה באינטרנט .

BioclimChart ממשק המשתמש של - 16איור

                                                               לא רלוונטי7

22 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 23: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

5.2.1.2 Climate Consultant 4: בקובץ תוכנה אשר פורסת נתונים אקלימיים שונים הנמצאיםכולל טבלאות , כל חלון בתוכנה מכיל נתונים הקשורים לנושא מסוים. האקלים המוזן לה

פשוט מדפדפים מחלון לחלון עד , בדומה לקריאת ספר, התוכנה קלה מאוד לתפעול. ואיורים .שמגיעים לנושא הרצוי

, BioclimChartבנושא נוחות תרמית הגרף שהתוכנה מספקת דומה לזה שראינו בתוכנת אלה מקבלים , MET - וCLOבמקרה הזה לא מזינים נתונים של . מעלות90 -אך מסובב ב

ישנם יחסים מחושבים של דרישת השימוש , עם זאת. את כל המידע כפריסה אחתכך שניתן לבחור , באסטרטגיות התכנוניות השונות לפי אחוז הנקודות הנופלות בכל תחום

כמו כן המגוון של האסטרטגיות המתקבלות רחב ). 17X איורX(במה כדאי להשתמש מביניהם .ומגוון

, כלומר תוכניות–אחרי שלב בחירת האסטרטגיות ניתן לקבל קווים מנחים של תכנון אקלימי )18X איורX. ( בצורה ידידותית וקלה לתפעול–חתכים וסכמות

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Climate Consultant 4

5/3 1 N/A 5/5 Free

• Freedom –נתונים כפויים לפי קובץ האקלים מבלי לאפשר , לא גמישה ביותר .אך מציעה קווים מנחים של אסטרטגיות שונות, שליטה של המשתמש

• Integration –התוכנה מיועדת לסוג אחד של בדיקות בלבד .

• Usability –ידידותית מאוד למשתמש .

• Price –תוכנה חינמית הניתנת להורדה מהאינטרנט .

23 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 24: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Climate Consultantגרף פסיכרומטרי בתכנת - 17איור

קווים מנחים לתכנון- 18איור

הצללות וחשיפה לשמש 5.2.2

ות על סביבה החשיפה וחישוב זוויות של השמש הינם בדיקות שנעש, הבדיקה של ההצללותאחר כך לפי הדרישה מותאמת , כשלב התחלתי מוגדר המיקום של הפרוייקט, ממוחשבת קיימת

.התאריך והעונה, השעה

5.2.2.1 Google SketchUp 7 :היא . שניתנת להורדה מהאינטרנט, מימד חינמית-תוכנת תלתקלה ופשוטה , מימדית הממוחשבת-מתוכננת לתת מענה לכל הצרכים של הבנייה התלת

24 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 25: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

על מנת לבחון בדיקת הצללות וחשיפה לשמש אפשר להזין את קובץ מקרה הבוחן ישירות Model"בחלון ) 19X איורX(אחר כך להגדיר את מיקום הפרוייקט , Sketchup -לתוכנת ה

Info" , ולהזין את נתוני השעה והתאריך בחלון"Shadow Settings."

SketchUp - הגדרת מיקום ב- 19איור

כך שאפשר לבחון את זה , סוג הפלט שהוא צל אחיד הינו תוצאה ישירה מהזנת הנתונים .חתכים וחזיתות, איזומטרי ועל ידי תוכניות, פרסקטיבי, מימדי-באופן תלת

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Google SketchUp 7

5/3 1+ 5/4 5/4 free

• Freedom –סוג הפלט צל אחיד בלבד שהוא , גמישות צורנית כמעט לא מוגבלת, מימדי-כך שאפשר לבחון את זה באופן תלת, תוצאה ישירה מהזנת הנתונים

. חתכים וחזיתות, איזומטרי ועל ידי תוכניות, פרסקטיבי

• Integration –אך בעזרת תוספים , התוכנה מיועדת לסוג אחד של בדיקות בלבד .ותר מסוג אחד של בדיקותאפשר לבחון י

25 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 26: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

• Import/Export – התוכנה קיבלה את קובץ ה –dxfבצורה נקייה ונאמנה למקור .כאשר ישנה גירסה , הגירסה החינמית מוגבלת באפשרויות הייבוא והייצוא שלה

.מקצועית המאפשרת ייבוא וייצוא של מספר רב יותר של סוגי קבצים

• Usability – במיקום המתאים 10*5 וחלון 10*15*10יצירת הקובייה בגדלים של .נדרש קצת זמן להתרגל אך היא ידידותית מאוד למשתמש. דקות1:40לקח

• Price –תוכנה חינמית שנתנת להורדה .

5.2.2.2 Shading II G: תוסף לתוכנת SketchUp , שפותח במעבדת האקלים והאנרגיה בפקולטה. ותוכנת על ידי טוד ברוש, יאורו וטלי גוטמן'אברהם יז. דרלארכיטקטורה בטכניון על ידי

עיקר מטרתו של התוסף היא לחשב מקדם הצל של משטחים בחורים במודל התלת מימדי .לפי הגדרת שעה ותאריך

על ידי בחירת המשטח ניתן לחשב את , התוכנה מאפשרת חישובים שונים על פי הדרישהלפי תקופה מסויימת , ת לפי ההגדרה של התוכנהאחוז חשיפה שלו לשמש בשעה מסויימ

)20X איורX. (ואחוז חשיפתו למבט המצלמה

ת בדיקת מקדם תוצא, הגדרת תקופת בדיקה, בחירת משטח: מימין למעלה נגד כיוון השעון- 20איור תוצאת בדיקת אחוז נראה, הצללה

26 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 27: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Shading G 2 N/A 5/4 free 5/4

• Freedom – סוג הפלט הינו נתון מספרי או קובץcsv , יודע לחשב צל אחיד וצל לפי .תקופה מסויימת לפי הדרישה

• Integration –מקדם הצללה ואחוז נראות: שני סוגי בדיקה התוכנה מיועדת ל.

• Usability –פשוט מאוד וקלה לשימוש, סרגל הכלים מכיל לחצן לכל פעולה , .לפעמים החישוב לוקח הרבה זמן בגלל חלוקה מיותרת בהגדרות

• Price –תוסף הניתן להורדה חינם מהאינטרנט .

5.2.2.3 Sun tools: תוסף לתוכנת SketchUp ,ם והאנרגיה בפקולטה שפותח במעבדת האקליעיקר מטרתו של התוסף היא לחשב את , גדי קפלוטו. לארכיטקטורה בטכניון על ידי דר

.המיקום של השמש בשעות מסויימות לפי הדרישה

חישוב : לדוגמא. התוסף בונה באופן ממוחשב את מיקום השמש לפי הדרישה בתוכנה עצמהלפי שעה ותאריך ספיצסיפיים , ) למעלה21Xאיור X(ובניית מיקום השמש לפי פרק זמן מוזן

)X 21איורX(וחישוב ובניית אחוזי חשיפה לשמיים ) מימין למטהX 21איורXכמו כן ). משמאל למטהל השמש או בכיוון ניתן להזיז את המצלמה במקטעים רציפים לפי התנועה המקורית ש

.ההפוך להסטות את המצלמה ממשטח בחור בתוכנה לכיוון השמש בשעה מסוימת בשנה

27 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 28: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

 

נראות -ימין , תצוגת מיקום השמש בזמן מסוים-שמאל : למטה. תצוגת מסלול השמש: למעלה- 21איור כיפת השמיים

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

5/3 2 N/A 5/5 Free Sun tools

• Freedom –סוג הפלט הינו , תוסף מאוד בהיר ומובן אך מוגבל מבחינת פעילויות . וויזואלי בלבד ולא כמותי

• Integration –ונראות , מיקום וזוויות השמש: התוכנה מיועדת לשני סוגי בדיקות .כיפת השמיים

• Usability –קל לשימוש, סרגל הכלים מכיל לחצן לכל פעולה.

– Price • .תוסף הניתן להורדה חינם מהאינטרנט

28 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 29: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

5.2.2.4 Ecotect Analysis 2010 : תוכנה המשלבת מספר רב של בדיקות על מודל תלת מימדי .יחיד המסוגל להכיל נתונים רבים מתחומים שונים

בתחום ההצללות והחשיפה לשמש התוכנה מסוגלת לבצע מספר רב של בדיקות מגוונות אחוזי , התוכנה מסוגלת לחשב אחוזי חשיפה לשמש,בין היתר. ולייצא פלט מסוגים רבים

יש באפשרות התוכנה , כמו כן. הקרינה המתקבלת על חזיתות הבניין ועוד, חשיפה לשמיים .או אנימציה של תנועת צל השמש, לייצר מניפת צל לפי תקופת זמן מוגדרת

באשפים י השימוש"והיא מאפשרת בניה של גופים עקומים ע, השימוש בתוכנה מאוד פשוט ) 22X איורX. (מהירים

. מניפת צל ומסלול השמש השנתי- 22איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 75$ -החל מ

• Freedom –ניתן לייצר כמעט כל צורה שרוצים או לייבא , גמישות צורנית רבה .מתוכנות אחרות

• Integration –15ספר רב של בדיקות המתחלקות ל התוכנה מיועדת למ .קטגוריות

29 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 30: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

• Import/Export –ייצוא למספר גדול של . יכולת ייבוא מצוינת וזיהוי של משטחים . תוכנות המאפשרות בדיקה נוספת

• Usability – ממשק משתמש קריא וברור המאפשר בניית מודל וביצוע בדיקות . דקות11: זמן בניית מודל חדר נבדק.או באופן ידני, בעזרת אשפים מהירים

• Price – רשיונות מסחריים במחיר התלוי בתקופת $, 75 רשיון סטודנט עולה .קיימת גרסת נסיון באינטרנט. השימוש

5.2.2.5 Archicad 13 : תוכנתBIM ,התוכנה מיועדת בעיקר .אחת הותיקות והמקצועיות בתחום ה מסוגלת לעבוד עם גאומטריה בעלת וכמעט ואינ, לבניה של מודלים מפורטים של בניינים

).נתן לעשות את זה בעזרת תוספים(עקמומיות כפולה

כמו , )23X איורX(התוכנה מכילה אפשרות מובנית של הצגת צללים בזמן אמת במסך העבודה ואף , ן מוגדרתכן היא מציעה את האפשרות לייצא סרטון של תנועת השמש בתקופת זמ

.Autocadמאפשרת ייצוא של קווי המתאר של הצללים כשרטוט בתוכנת

בחירת מיקום והצגת צללים- 23איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Archicad 13 5/4 2 2/5 5/5 4,250 $

• Freedom –בעייתית בעקמויות כפולה. גמישות צורנית רבה בעקמומיות יחידה.

• Integration –ובדיקות של , התוכנה מסוגלת לעשות בדיקת הצללה וכיווני שמש .אנרגיה

30 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 31: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

• Import/Export – 13בגרסה ( כמעט ואי אפשר לייבא לתוכה מודל תלת מימדי יכולות ייצוא . Autocad -אפשר לייבא שרטוטים מ). 3dsאפשרו ייבוא של קבצי

.מצוינות

• Usability –2: זמו בניית מודל חדר נבדק. ממשק משתמש פשוט ואינטואיטיבי .דקות

• Price – קיימת , קיימת גרסה חינמית לסטודנטים, דולר4250 גרסה רגילה עולה .קלה שמחירה זול יותר" מתחילים"גרסת

בדיקת ביצועים אנרגטיים 5.2.3

, על מנת לעשות בדיקה של ביצועים אנרגטיים של בניין ישנו צורך במודל סכמטי של הבנייןכאשר לכל משטח יש להגדיר מבנה חתך המורכב מחומרים , הכולל נפחים וחלונות

יש למדל את הסביבה הקרובה העלולה , כמו כן. המוגדרים מראש או לפי הגדרת המשתמשיש לספק , בנוסף. והבניינים הצמודים לו, רני השמשלהשפיע על הבניין מבחינת קליטת ק

.קובץ אקלים לאזור הנבדק

שזה אומר לוחות זמנים , המודל הנבדק אמור גם להכיל מידע לגבי אופי השימוש בבנייןהדרישה לחימום או , אשר משפיע על רמות תאורה, שונים של התפקוד הפרוגרמטי שלו

.'מספר השוהים בבניין וכו, לקירור

בדרך כלל שנה (כך שיש להגדיר תקופת בדיקה , יקות אנרגיה הן בדיקות לאורך זמןבד ).שלמה

5.2.3.1 Energy Plus 4.0.0.024 : אחת התוכנות המקצועיות ביותר בתחום בדיקת ביצועיהםאך דורשת למידה לא מועטה של , התוכנה מאפשרת בדיקה מדויקת. האנרגטיים של בניינים

, חסר לתוכנה ממשק משתמש ויזואלי. ואופי השימוש בו) 24X איורX(ממשק המשתמש אין באפשרות התוכנה לייצר גאומטריה . והעבודה בה היא לרוב בהגדרות טקסטואליות

.ולכן כמעט תמיד ישנו צורך בתוכנה חיצונית לצורך יצירת המודל, בקלות

אין בתוכנה . ונדרשת דקדקנות רבה בהזנת הנתונים, השימוש בתוכנה עלול להיות מעיק, כך שבין היתר יש להגדיר את אופי החומרים אשר בהם משתמשים, נתוני ברירת מחדל

התוכנה , עם זאת. 'לוחות הזמנים של תפעול הבניין וכו, פליטת החום מהשוהים בחלל, מערכות שונותהמכילים בתוכם דוגמאות של חומרים ו" קבצי הגדרות"כוללת קבוצה של

.אשר ניתן להשתמש בהם לפי הצורך

, כך שאזור הוא חלק מהבניין בעל מאפיינים דומים, "אזורים"התוכנה עובדת בשיטה של התוכנה דורשת , כמו כן. שזה אומר שאין צורך להגדיר פעמיים שני חללים בעלי תפקוד דומה

.קובץ נתונים אקלימיים של האזור בו נמצא הבניין הנבדק

31 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 32: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

דבר אשר מביא לניתוח טוב מאוד של תפקוד , תוכנה מסוגלת לייצר פלט בצורות שונותה אשר ניתן להזינם בכל תכנת גליונות אלקטרונים csv8הפלט מתקבלת בצורת קבצי . הבניין

.ולקבל מהם גרפים בכל צורה שרוצים) Excellכמו תוכנת (

על מנת להקל על פעולת התוכנה יש להשתמש בתוכנות חיצוניות המסוגלות לייצא באופן

.עליהם נסביר בסעיפים העוקבים, Energy Plusיעיל לתוכנת

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Energy Plus 4/5 3 1/5 2/5 free

• Freedom –כאשר ישנו צורך ליצור סגמנטציה , גמישות צורנית מוגבלת מעטישנה גמישות רבה בפלט המתקבל . לחלקים עגולים בבניין ולהפכם לחלקים ישרים

.וצורתו

• Integration –אך בדרך היא , מטרת התוכנה היא למדידת ביצועים אנרגטיים .מהירות הרוח ועוד, רמת התאורה, מסוגלת לספק מידע על טמפרטורות בחדר

• Import/Export – התוכנה יודעת לעבוד אך ורק עם קבציidfהמאופיינים איתה .

• Usability –אך כשמתרגלים אליו מגלים שהכלי , ממשק משתמש לא ידידותי בכלל .פות תכנוניות שונותמאוד פשוט וניתן בקלות להשוות בין חלו

• Price –תוכנה חינמית הניתנת להורדה מהאינטרנט .

                                                             8 Comma Seperated Values 

32 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 33: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Energy Plus ממשק המשתמש של תוכנת – 24איור

5.2.3.2 Open Studio 1.04 – תוסף לתוכנת Sketchup : מאפשר בניה של מודל תלת מימדי. Energy Plus לצורך ייצואו לבדיקת ביצועים אנרגטיים בתוכנת Sketchupבתוך תוכנת

, רצפות, תקרות, לסווג את המשטחים הנבנים כקירותתוך כדי בניית הנפחים התוכנה יודעת דלתות וחלונות ונותנת את האפשרות להגדיר להם מבני חתך מתוך מבני החתך המוגדרים

).25X איורX(בקובץ

שזה , ה אחרתאפ או שיובאה מכל תוכנ'התוסף אינו מזהה גאומטריה שנבנתה מראש בסקצאפשר לבנות , מצד שני. אומר שצריך לבנות מחדש את כל הפרוייקט בתוך התוסף

, בהסתמכות על מודל קיים ולהצמד לגאומטריה שלו ולחסוך את כל עניין הדיוק והמדידה .דבר המקל מאוד את תהליך העבודה

• Open Studio עובד עם קבצי idf ,שק כך שנתן לעבוד באופן שוטף בשילוב עם ממEnergy Plusמבלי שיהיה צורך להמיר קבצים .

33 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 34: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Open Studio ממשק המשתמש של תוסף - 25איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Open Studio 4/5 N/A 2/5 5/5 free

• Freedom –כאשר ישנו צורך ליצור סגמנטציה , גמישות צורנית מוגבלת מעטישנה גמישות רבה בפלט המתקבל . לחלקים עגולים בבניין ולהפכם לחלקים ישרים

.וצורתו

• Import/Export – התוכנה יודעת לעבוד אך ורק עם קבציidfאך , המאופיינים איתה .מסוגלת להצמד תוך כדי בניית הגאומטריה למודל קיים

• Usability – ממשק משתמש מאוד ידידותי ומאפשר שליטה רחבה בפרמטרים הזיהוי האוטומטי של משטחים חוסך זמן . Energy Plus -הקשורים לבדיקה ב

.עבודה רב

• Price –תוכנה חינמית הניתנת להורדה מהאינטרנט .

5.2.3.3 Ecotect Analysis 2010 :מסוגלת תכנת , בין היתרEcotect לבצע בדיקת ביצועים כך , Open Studio - וEnergy Plusשיטת העבודה בה דומה מאוד לזו של . אנרגטיים

הדיוק של התוצאות , מצד שני. שהבניין מורכב מאזורים הנבדלים ביניהם באופי תפקודם, כך שעדיף להשתמש בה ככלי קיבול למודל הבדיקה בלבד, שהתוכנה נותנת אינו מספק

-התוכנה מאפשרת ייצוא טוב ושוטף ל (Energy Plusבדיקה בתוך תוכנת וליצא ממנה לEnergy Plus(.

אינה מאפשרת , עם זאת, הפלט שהתוכנה מספקת הינו מגוון ובעל גרפיקה נעימה לעין .Excell -שליטה באופן הצגת המידע או ייצואו ל

, כאשר היא מקבלת את הקובץ באופן נקי ונאמן למקור, יכולות הייבוא של התוכנה מרשימות ).'רצפות וכו, תקרות, קירות(ומזהה תוך כדי הייבוא את אופיים של המשטחים

34 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 35: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

ומאפשר עריכה מאוד פשוטה של , הממשק מקל על הגדרת מבני החתך בהם משתמשים )26X איורX. (השוניםמאפייני השימוש באזורים ולוחות הזמנים

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 75$ -החל מ

• Freedom –ניתן לייצר כמעט כל צורה שרוצים או לייבא , גמישות צורנית רבה .מתוכנות אחרות

• Integration – 15 התוכנה מיועדת למספר רב של בדיקות המתחלקות ל .קטגוריות

• Import/Export –ייצוא למספר גדול של . יכולת ייבוא מצוינת וזיהוי של משטחים . תוכנות המאפשרות בדיקה נוספת

• Usability – ממשק משתמש קריא וברור המאפשר בניית מודל וביצוע בדיקות .או באופן ידני, בעזרת אשפים מהירים

• Price – רשיונות מסחריים במחיר התלוי בתקופת $, 75 רשיון סטודנט עולה .קיימת גרסת נסיון באינטרנט. השימוש

הגדרת מבני חתך- 26איור

35 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 36: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

פלט לדוגמא של ביצועים אנרגטיים לצרכי חימום וקירור- 27איור

5.2.3.4 Graphisoft Eco-Designer : Archicad תוסף לתוכנת –

מאפשר בדיקה מהירה של ו ביצועיו האנרגטיים וטביעת רגל

הפחמנית של בניין שכבר מודל התוסף . Archicadבתוכנת

מזהה באופן אוטומטי משטחים שונים ואופיים ונותן להם חומרים , והרכבים לפי ברירת מחדל

ומאפשרת למשתמש לשנות כל בין . אחד מהפרמטרים האלה

אנו מקבלים מידע אודות , היתרצריכת האנרגיה של הבניין בכל

קתה לפי תוך חלו, חודש וחודש 28 איורנתן לראות ב. מקורות

.דוגמא לפלט של התוכנה

EcoDesigner פלט לדוגמא של - 28איור

36 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 37: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Eco-Designer 2/5 3 1/5 5/5 ?

• Freedom –התוכנה מוגבלת מבחינת סוג הפלט שהיא מסוגלת לספק .

• Integration –טביעת רגל פחמנית, מסוגלת לבצע בדיקות ביצועים אנרגטיים , .וצריכת משאבים

• Import/Export – מסוגלת לייצא רק לקובץ PDF.

• Usability –זיהוי אוטומטי של הרבה פרמטרים , ממשק משתמש קריא וברור ).חוסך זמן(

. ?– Price • .קיימת גרסת סטודנט חינמית

5.2.3.5 Energy UI 0.86:אשר מטרתה מתן דירוג אנרגטי של בניינים לפי הגישה , ח תוכנה בפיתור "זה מחקר שמתבצע בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון על ידי ד. התפקודית

. אורן שפיר' ר תמר בליברג וארכ"ד, עדנה שביב' פרופ, ר גדי קפלוטו"ד, אברהם יזיאורו בעצם ממשק משתמש ויזואלי התוכנה היא. המחקר הוא עבור משרד התשתיות הלאומיות

)X29 איורX ( אשר משתמש בתוכנתEnergy Plusתהליך החישובים . לצורך ביצוע חישובים .הינו שקוף למשתמש

37 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 38: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Energy UI ממשק המשתמש של תוכנת - 29איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Energy UI 0.86 1/5 1 1/5 5/5 N/A

• Freedom – התוכנה מוגבלת מבחינה צורנית לקווים ישרים ותכנית מורמת)Extrude .(אין אפשרות לשלוט בחתך.

• Integration –ומוכוונת לתקן הישראלי, מיועדת לבדיקה אחת בלבד.

• Import/Export –פלט יחיד לצרכי דירוג לפי התקן. כמעט ולא קיים.

• Usability – התוכנה מכילה מאגר חומרים גדול , ממשק משתמש קריא וברורומאפשרת , 5258 ותקן 1045מכילה הגדרות של תקנים שונים כגון תקן , ושימושי

.הגדרה של חומרים חדשים בקלות

• Price –כנראה תופץ בחינם. עודנה בפיתוח.

ניתוח תאורה 5.2.4

38 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 39: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

חישוב והמחשה של גופי תאורה בחללים אדריכליים , תוכנות בדיקהתוכנות ניתוח התאורה הינם כך שחישוב עוצמת ההארה בלומיננס , בשעה ותאריך ספיציפיים קבועים, פתוחים או סגורים, שונים

.בתוך חללים מוגדרים אלה הינו רגעי

על מנת כמו כן , עוצמתן והסוג שלהם, לכל בדיקה כזאת נדרש הגדרות מפורטות של גופי התאורהחומרים ותחזוקה של כל האלמנטים הפיסיים , לחשב את החזרי האור נדרש להגדיר מקדמי החזרים

.הכלולים בתוך אזור הבדיקה

5.2.4.1 DIALux 4.7: חללים פנימיים, תוכנת חישוב והמחשה של בדיקות תאורה במצבים שונים ,ונבחן , לצורך הבדיקה אנו נבחר באופציה של חלל פנימי). מימין30X איורX(חיצוניים ורחובות

.את התאורה בתוך החדר שהוגדר במרכז מקרה הבוחן

, הגדרת המידות של החלל: על מנת לבחון את החלל ישנו תהליך המורכב ממספר שלביםהמשטחים והפתחים ובסוף , הגדרת החומרים ומקדמי ההחזרה והתחזוקה של הקירות

) משמאל30X איורX). (31-12-10במקרה זה ( סוג התאורה והזמן בו נעשית הבדיקה הגדרת

Dialux - אפשרויות בדיקה ב- 30 איור

אחרי החישוב ניתן לבחון את התוצאה ולהגדיר את התחום של חוזק ההארה בחלל לפי ).31X איורX(סקאלת צבעים מותאמת

39 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 40: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

לפי חוזק תאורה סקאלת צבעים- 31איור

ישנה אופציות לשילוב סוגי פלט של תאורה וסוגי הצללות על מנת לבחון יותר את איכות 32 איורX.החלל המשתנה

ניתוחים2 שילוב של - 32איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

DIALux 4.7 5/4 1+ 5/2 5/4 free

• Freedom –סוג הפלט מורכב . לא מאפשרת גמישות בבנית מודלים מורכביםכולל את כל הגורמים , ח מפורט ביותר של החלל עם אופציה להדפסה"מדו

התוכנה . כך שישנה את האופציה לבחור מה בדיוק צריך לחשב ולהדפיס, הקשורים .ת ההגדרות שלהםכולל א, מעודכנת ברוב גופי התאורה העכשוויים

• Integration –אך היא מתמחה בניתוח , התוכנה מיועדת לכמה סוגי בדיקה .תאורה

40 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 41: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

• Import/Export – התוכנה קיבלה את קובץ ה –dxfבצורה נקייה ונאמנה למקור . .אך היה קשה מאוד לשלב אותו בתור חלל נבדק

• Usability – יצירת החדר הנבדק במיקום המתאים

. דקות1:15לקחה התוכנה קצת מורכבת אך

ניתן . לא קשה במיוחדלעשות בדיקות בצורה מהירה לכל חלל בכל שלב

.שהוא בתכנון

Ecotect Analysis 2010 : ביןהתוכנה מסוגלת לבצע ניתוח . לבצע בדיקות תאורה שונותEcotect מסוגלת תכנת ,היתר

ניתוח משולב , תאורה טבעית, תאורה טבעית ותאורה מלאכותית

ניתוח של כמות אור הרקיע והיא גם , הנקלטת בכל אזור תכנוני

Radianceמסוגלת לייצא לתוכנת תוכנת ניתוח תאורה מקצועית (

).34X איורX() חסרת ממש משתמש

ר

זמן החישוב של התוכנה הוא מאוד

ארוך והדיוק של התוצאה נמדד לפי צפיפות הגריד אש המשתמש

התוכנה מאפשרת לראות ניתוח מרחבי על ידי הזזת גריד הניתוח המרחב . )33 איור(מגדיר Radiance-שוב עדיף להשתמש בתוכנה ככלי קיבול למודל על מנת לייצא ל. ובדיקת חתך

.אשר עושה את החישובים בצורה הרבה יותר מדויקת

פלט לדוגמא של ניתוחי אור רקיע ואור יום- 33איור

41 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 42: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

סוגי החישובים שהתוכנה מספקת- 34איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 75$ -החל מ

• Freedom –ניתן לייצר כמעט כל צורה שרוצים או לייבא , גמישות צורנית רבה .מתוכנות אחרות

• Integration – 15 התוכנה מיועדת למספר רב של בדיקות המתחלקות ל .קטגוריות

• Import/Export –ייצוא למספר גדול של . יכולת ייבוא מצוינת וזיהוי של משטחים . תוכנות המאפשרות בדיקה נוספת

• Usability – ממשק משתמש קריא וברור המאפשר בניית מודל וביצוע בדיקות .או באופן ידני, בעזרת אשפים מהירים

• Price – רשיונות מסחריים במחיר התלוי בתקופת $, 75 רשיון סטודנט עולה .קיימת גרסת נסיון באינטרנט. השימוש

מעטפות שמש–יצירת צורה 5.2.5

42 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 43: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Solarמעטפת זכויות שמש : מעטפת שמש הינה צורה משטחית אשר באה בשתי גרסאותRights Envelope– מעטפת אשר כל עוד אנו בונים מתחתיה אנו שומרים על זכויות השמש

) Solar Catch Envelope( ומעטפת קליטת שמש, של הסביבה הקרובה של הבניין הנבנהיחים שחזיתות הבניין שאנו בונים יקבלו קרינת שמש אשר כל עוד אנו בונים מעליה אנו מבט

,Knowles) .התחום שבין המעטפות הינו תחום הפתרון שמומלץ לבנות בתוכו. ישירה1974)9

5.2.5.1 SustArc :ר גדי קפלוטו ופרופ"תוכנה אשר פותחה במעבדת האקלים בטכניון על ידי ד 'התוכנה . התוכנה מסוגלת בין היתר להפיק מעטפות זכויות וקליטת שמש. עדנה שביב

היא רצה כרגע רק על . ולא הגיעה לידי גרסה מסחרית, פותחה כחלק מתהליך מחקרממשק המשתמש בעייתי . UNIXמחשבי מעבדת האקלים בטכניון תחת מערכת הפעלה

התוכנה מאפשרת לבחור את . DXFויש לספק לתוכנה גאומטריה חיצונית בפורמט , מעט .השעות בהן מעוניינים לשמור על זכויות שמש או לקבל קרינת שמש ישירה

SustArcמתוך תוכנת ). SCE( ומעטפת קליטת שמש) SRE( מעטפת זכויות שמש - 35איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

SustArc 5/2 4 2/5 2/5 N/A

• Freedom –מאפשרת שליטה בשעות . מקבלת רק גאומטריה של תכנית מורמת .החשיפה הרצויות

• Integration – ועוד, לתת מבט מכיוון השמש, סוגי מעטפת שמש2 מסוגלת לייצר..

                                                             9) Capeluto and Shaviv 1997,2001 Suggested the creation of two different types of solar

envelopes( 

43 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 44: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

• Import/Export – מסוגלת לקבל רק מייצאת , בתצורה מסוימתDXFקבצי

.לאוטוקאד ולתוכנות תלת מימד

39(

פרמטרית 5.2.7 חופשית

מת

• Usability – ממשק משתמש בעייתי יש צורך להיות ). דורש התרגלות(מעט

פיזית במעבדת האקלים בטכניון על מנת .להשתמש בתוכנה

• Price –אין להשיג את התוכנה .

5.2.5.2 Ecotect Analysis 2010 : מסוגלת לייצר משטחים אשר כל עוד בונים תחתיהם התוכנהכמו כן יש באפשרותה ליצצג בעזרת נקודות . לא פוגעים בזכויות השמש של הגוף הנבדק

צבעוניות את מידת חשיבות קטימתן של פינות מסוימות או החסרת ).36 איור. (חלקים מהבניין על מנת לקבל יותר קרינת שמש ישירה

+ שמש זכויות שמירת משטחי - 36 איור .חשיבות מידת

הצללות–יצירת צורה 5.2.6

.בשעות הרצויות) חלון(הצעה של צורת הצללה מסוימת על משטח

5.2.6.1 Shading:ר תוכנה אשעדנה ' פותחה על ידי פרופ

ומטרתה להציע מרחב , שביבפתרונות להצללת חלון מלבני

.בגודל שהמשתמש קובע

5.2.6.2 Ecotect : ניתן לייצר בתוכנהמספר רב של סוגי הצללות

איור( .לכל משטח שבוחרים

יצירת צורה

ימד כיום -רוב תוכנו התלתמאפשרות שליטה תכנותית

ישנן . בכל תהליך היצירהתוכנות שעושות את זה

44 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר - סוגי ההצללות האפשריות והתוצאה המתקבלת ב- 37איור

Ecotect

Page 45: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

פקות ממשק משתמש ויזואלי .ל"לתהליך הנ

ויזואלית ברוב 5.2.7.1 )11 איור. (Rhino 3Dהאספקטים הקשורים ביצירת צורה בתוכנת

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Grasshopper – תוסף לתוכנת Rhino 3D : מאפשר שליטה פרמטרית

Grasshopper 5/5 N/A 5/5 5/5 Free*

או גאומטריות לא צפויות ( גאומטריה שרוצים • ).הנוצרות מאלגוריתמים

• ).צריך להגדיר לתוכנה איך לקרוא את הקובץ(אקלים כמסד נתונים ליצירת צורה

פשוט ההופך את תהליך כתיבת האלגוריתם • .למשימה קלה ביותר

• .195$אך קיימת גרסת נסיון שלה וגרסת סטודנט שעולה $ 995אשר עולה

5.2.7.2וניתן לחזור " מוקלטת"לה

)38X איורX. (אליה בכל עת ולשנות את הפרמטרים שלה

– Freedom ניתן לייצר איתה כל

ניתן להשתמש בקבצי , כמו כן. מסוגלת לקבל כל גאומטריה Import/Export –

– Usability ממשק משתמש

– Rhino 3D Priceדורש את תוכנת . * תוסף חינמי הניתן להורדה מהאינטרנט

Generative Components – רכיב של חבילת Bently Microstation: מאפשרתכאשר כל פעו, יצירת צורה פרמטרית באופן הדומה למידול רגיל

45 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 46: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Generative Components ממשק המשתמש של - 38איור

FreedomI IE Usability Price שם התוכנה

Generative Components

5/5 N/A 3/5 4/5 ?

• Freedom – או גאומטריות לא צפויות ( ניתן לייצר איתה כל גאומטריה שרוצים ).הנוצרות מאלגוריתמים

• Import/Export – מקבלת קבצי DXF שלהם כדי " קריאה" בעיקר ומאפשרת .תהליך מסובך מעט. שאפשר יהיה להשתמש בהם

• Usability –אך אחרי שמבינים אותו הוא הופך , ממשק משתמש לא אינטואיטיבי .לפשוט ביותר

• Price –? .גרסת סטודנט קיימת רק דרך אוניברסיטות ואי . לא קיימת גרסת נסיון .אפשר להוריד באופן אישי

46 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 47: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

סיכום שלב ראשון 5.2.8

. את סיכום הפרמטרים של התוכנות השונות שנבדקו) 1X טבלהX(ניתן לראות בטבלה הבאה אך היא לא בהכרח הכי טובה , נכנסת ברוב הקטגוריותEcotectנתן לראות בבירור שתוכנת

היתרון הברור שלה מתבטא בכך שהיא מסוגלת להכיל במודל אחד סוגים . מהםבכל אחד .דבר אשר הופך את תהליך התכנון להרבה יותר יעיל ורציף, רבים של מידע

, כמו כן ניתן לראות שהרוב המוחלט של התוכנות אשר נבדקו הן תוכנות המופצות בחינם .מתאימהדבר המעודד התנסות בתוכנות שונות ובחירת התוכנה ה

סיכום הפרמטרים של כל התוכנות שנבדקו-1טבלה

Freedom I IE Usability Price תחום שם התוכנה

BioclimChart 5/4 1 N/A 5/3 Free תנאי Climate נוחות

Consultant 45/3 1 N/A 5/5 Free

Google SketchUp 7 5/3 1+ 5/4 5/4 Free

Shading G 5/4 1 N/A 5/4 Free

Sun tools 5/3 1 N/A 5/5 Free

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 החל מ- 75$

הצללות וחשיפה לשמש

Archicad 13 5/4 2 2/5 5/5 4,250 $

Energy Plus5/4 3 1/5 2/5 Free

Open Studio 5/4 N/A 2/5 5/5 Free

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 החל מ- 75$

Eco-Designer 2/5 3 1/5 5/5 ?

ביצועים אנרגטיים

Energy UI 0.86 1/5 1 1/5 5/5 N/A

DIALux 4.7 5/4 1+ 5/2 5/4 Free תאורה

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 החל מ- 75$

SustArc 5/2 4 2/5 2/5 N/A מעטפות -החל מ Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 שמש

75$

SunShades 3/5 1 2/5 4/5 Freeהצללת

47 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 48: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

Ecotect 5/5 15 5/5 5/5 החל מ- 75$

Grasshopper 5/5 N/A 5/5 5/5 Free* יצירתצורה

Generative פרמטריתComponents 5/5 N/A 3/5 4/5 ?

תסריטי תכנון–שלב שני

קיימא המשלבים בתוכם את -בשלב זה אנו נציע תרשימי זרימה לתהליכי תכנון אקלימי בראך הם , תרשימי זרימה אלה אינם מוחלטים או יחידים במינם. התוכנות שנבדקו בשלב הראשון

מנסים להציע דרך עבודה מסדרת אשר יכולה להניב

.תוצאות משופרות

בדיקה – 1תסריט 5.2.9ל תכנון ושינוי ש

קונספטואלי קיים -בשימוש ב

Ecotect

תסריט זה מנצל את היתרון העובדה , Ecotectשל

שהיא מסוגלת לייצר מודל המכיל מידע רב מתחומים

ומשתמש בה לייצוא , שונים, לבדיקה בתוכנות שונות

כאשר המודל יישאר תמיד ואפשר יהיה Ecotectבתוך

ך לערוך אותו כל הזמן בתו .התוכנה

48 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

תסריט זה שם דגש עלחימום סולרי פסיבי והצללה

והוא מנצל את , בקיץהתכונות השונות של תוכנת

Ecotect ליצירת תכנון שהוא יעיל יותר מבחינת , ניצול קרינת השמש

Ecotect

קיים מודל פתחים + נפחים  

 DXF -ל המרה

, צללים בדיקת ומעטפת צל מניפת

שמש

BioclimChart/Climate Consultant 

אקלים נתוני )אקלים קובץ(

אסטרטגיות תכנוניות

היכן עצמית הצללה יצירת – התכנון שיפור שצריכים במקומות הצללות הסרת \ שצריך

 קרינה

תאורה בדיקת

 Radiance -ב

Radiance -ל ייצוא

דרישות תאורה

לפי()פרוגרמה

תכנון שינוי + בהתאם

תאורה קביעת מלאכותית

Ecotect -ל חזרה

ביצועים בדיקת -ב אנרגטיים

Energy Plus 

לוחות, זמנים, חומריםEnergy Plus -ל ייצוא מערכות

הצללות יצירת במקומות

 . שמתחממים

Ecotect -ל חזרה

סוף

Page 49: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

זה נובע מכך שתהליך זה הוא בחלקו . אך לא אפסית, בתהליך זה היא יחסית קטנהעלות של שינוי דבר המוריד את עלות השינוי הוא העובדה שמודל יחיד מכיל את כל המידע ואין צורך במידול . לינארי

.מחדש בשום שלב שהוא

49 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 50: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

, נות חינמיות בלבד שימוש בתוכ– בדיקה ושינוי של תכנון קונספטואלי קיים – 2תסריט 5.2.10 מודל יחיד

תסריט זה מנסה לשחזר את , היעילות של התסריט הקודם

אך בשימוש בתוכנות חינמיות -התסריט משתמש ב. בלבד

Sketchupככלי הקיבול למודל ,כאשר חשוב לשמור את המודל

Open Studioכל הזמן בתוסף קובץ (Energy Plusכקובץ של

דבר זה שומר ). idfעם סיומת על תכונותיו הגאומטריות וכן על

הרכבי , תכונות החומריםדפוסי , התאורה, החתך

החלק היחידי . השימוש ועודשדורש תוכנה חיצונית שלא

תמשת באותו מודל הוא משהחלק של יצירת ההצללות

כאשר , Sunshadesבעזרת תוכנה זו רק מקבלת גאומטריה

את . של חלון בצורה מלבנית -התוצאה ניתן לייבא ל

SketchUpבלי בעיות .

SketchUp – מידול  Open Studio בתוך

קיים מודל פתחים + נפחים  

 DXF -ל המרה

+ הצללות בדיקת – חשיפה אחוזי

SunTools + Shading

BioclimChart/Climate Consultant 

אקלים נתוני )אקלים קובץ(

אסטרטגיות תכנוניות

היכן עצמית הצללה יצירת – התכנון שיפור שצריכים במקומות הצללות הסרת \ שצריך

 קרינה

תאורה בדיקת

 Radiance -ב

Radiance -ל ייצואsu2rad תוסף בעזרת

דרישות תאורה

לפי()פרוגרמה

תכנון שינוי + בהתאם

תאורה קביעת מלאכותית

Sketchup -ל חזרה

ביצועים בדיקת -ב אנרגטיים

Energy Plus 

לוחות, זמנים, חומריםEnergy Plus -ל ייצוא מערכות

במקומות הצללות יצירת -ב שימוש – שמתחממיםSunshades 

Sketchup -ל חזרה

סוף

עלות של שינוי בתסריט הזה דומה לקודם אך גבוה יותר בגלל השימוש בתוכנה חיצונית

המידול, כמו כן. להצללות' ר(מחדש בתחילת התהליך

X 5.2.3.2X ( הופך תרשים זרימה .זה למעט פחות יעיל מקודמו

50 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 51: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

יצירת תכנון חדש– 3תסריט 5.2.11

כאשר ההמשך , תסריט זה מציע דרך להתחיל בה פרויקט חדשבחרנו להתחיל באסטרטגיות של . דומה לתסריטים הקודמים

פות שמש כי הם מהווים עוגן קבוע להתחלת תנאי נוחות ובמעט .פרויקט

אקלים נתוני )אקלים קובץ(

BioclimChart/Climate Consultant  1עלות של שינוי בתסריט זה דומה לזו של תסריט.

אסטרטגיות תכנוניות

קליטת + שמש זכויות מעטפת או Ecotect -ב שימוש – שמש

 SustArc -ב

המעטפת בתוך ראשוני תכנון

בתנאי מתחשב + אינטואיטבי נוחות

הערכה+ יצירת צורה – 4תסריט 5.2.12

2 או 1 תסריט

תסריט זה הינו הצעה קונספטואלית לתרשים זרימה של תהליך Performance based)יצירת צורה מוכוון ביצועים

morphogenesis ( המלווה בהערכה המבטיחה שהתהליך מניב .תוצאות רצויות

אקלים נתוני \

דבר זה נובע . עלות של שינוי במקרה הזה היא הנמוכה ביותרמכך שכל שינוי בפרמטרי היצירה משפיע באופן ישיר ומיידי על

, כמו כן. התוצאה הסופית מבלי הצורך בהתערבותו של המתכנןהאומר כי נתן להשתמש באותו , "תבניות עיצוב"עקרון השימוש ב

, נוי פרמטרים מסוימיםאלגוריתם יצירה ליותר מפרויקט אחד בשימקטין עוד יותר את עלות השינויים והופך תהליך זה ליעיל

.במיוחד

Input > Grasshopper / Generative Components 

אחר מידע כל

מידע מיצויםפרמטרי והגדרת

ליצירה

צורה יצירת

שונות בתוכנות הערכה

יצירה בפרמטרי שינוי

51 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 52: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

דיון .5

ומורכב מכדי שאפשר יהיה לפשוט , תהליך התכנון והעיצוב האדריכלי הינו תהליך אישי לכל אדריכלמציגים דרכים שונות בהן ניתן לגשת ) X 0X' ר(תרשימי הזרימה המוצעים , עם זאת. לכדי תרשים זרימה

סופי הנקרא -תרשימי זרימה אלה מנסים בין היתר למצוא סדר בעולם האין. לבעיות תכנוניות שונות .תכנון אדריכלי

? יןהאם השימוש בתוכנות מחשב מבטיח צפיה מראש של אופי התנהגות הבני: נשאלת השאלהאשר בתהליך התכנון שלהם בוצעו בדיקות , מהסתכלות כללית על בניינים שנבנו בתקופה האחרונה

ואף לפעמים ההבדלים בין , נתן לראות שדבר זה אינו בהכרח מתקיים, ממוחשבות ופיזיות שונותון של ביצוע לא נכ: דבר זה נובע ממספר סיבות כגון. הממצאים בבדיקות לבין התנהגות הבניין בפועל

כאשר תוכנת מחשב תתן תוצאות גם כאשר , הבדיקות והסתמכות בתכנון על תוצאות לא נכונותלא , כמו כן). Garbage in, Garbage out (הפרמטרים המוזנים לה אינם נכונים או נאמנים לאמת

יודעת לעשות מספר רב Ecotectתוכנת , למשל. כל תוכנה שמיועדת לעשות משהו עושה אותו טובוהשימוש בה יכול לתת קירוב , אך את רובן היא לא עושה בקירוב מספיק טוב למציאות, ל בדיקותש

דבר זה כמובן אינו מתפרסם ואינו ידוע לרוב משתמשי . בלבד ולא תוצאות מדויקות שיש לפעול לפיהן .התוכנה

ר ויותר ועוד יתפתחו יות, עולם תוכנות המחשב לשימוש אדריכלי ימשיך להתפתח בצורה מהירה, מה שבטוח. וחלקם יתפתח לכדי כלי מסחרי, חלקם יישאר במסגרת מחקרים. כלים לבדיקות שונות

ואולי , Ecotectכדוגמת , ישנו צורך רב בממשקים המסוגלים לשלב מספר רב של בדיקות במודל אחדר זה דב. אפילו עדיף לשלב אותם בתוכנות שרטוט והמחשה הנמצאים בשימוש אדריכלים כבר היום

ולא ידרוש התאמצות יתר , יהפוך את תהליך התחלת השימוש בכלים אלה להרבה יותר יעיל וטבעי .ולמידת סביבות עבודה חדשות

52 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 53: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

רשימת איורים .6

1..................................................)1994, שביב (CLO וליבוש MET פעילות של הגדרות - 1 איור 1...................)1994, שביב. (320 של צפוני גיאוגרפי רוחב עבור השמש מסלולי דיאגרמת - 2 איור

9........................................ הרכיבים אשר משפיעים על קליטת אור טבעי בתוך חלל בנוי- 3איור www.art.com(...............................1). (1490 -כ(י 'וינצ-לאונרדו דה, האדם הויטרוביאני- 4איור 1..........................................................).1527 (דורר אלברכט -" פרספקטיבה מכונת "- 5 איור

Sketchpad) 1963.(.............................................................1רלנד ומערכת ' איון סת- 6איור Autodesk 3ds Max...........................................................................................1 - 7איור Graphisoft Archicad.........................................................................................1 - 8איור ANSYS.......................................................1של תכנת Fluent ברכיב CFD הדמיית - 9איור SustArc..................................................................................................1 תכנת - 10איור Grasshopper..................................................................................................1 - 11איור 16.................................................................................................. תוצאות הסקר- 12איור 17.......................................................................................... חלופות פרוגרמטיות- 13איור SEMPER...............................................................................1 ייצוג דואלי במודל - 14 איור

1........ האתר עם החדר הנבדק-אל משמ, האתר בלי החדר הנבדק-מימין . מקרה הבחון- 15איור BioclimChart...................................................................22 ממשק המשתמש של - 16איור Climate Consultant.....................................................24גרף פסיכרומטרי בתכנת - 17איור 24........................................................................................... קווים מנחים לתכנון- 18איור SketchUp............................................................................25 - הגדרת מיקום ב- 19איור תוצאת בדיקת מקדם , הגדרת תקופת בדיקה, בחירת משטח: למעלה נגד כיוון השעון מימין - 20איור

26....................................................................................תוצאת בדיקת אחוז נראה, הצללה -ימין , תצוגת מיקום השמש בזמן מסוים-שמאל : למטה. תצוגת מסלול השמש: למעלה- 21איור

28.......................................................................................................ת השמייםנראות כיפ 29......................................................................... מניפת צל ומסלול השמש השנתי- 22איור 30................................................................................ בחירת מיקום והצגת צללים- 23איור Energy Plus.........................................................33 ממשק המשתמש של תוכנת – 24איור Open Studio...........................................................34 ממשק המשתמש של תוסף - 25איור 35............................................................................................. הגדרת מבני חתך- 26איור 36........................................... פלט לדוגמא של ביצועים אנרגטיים לצרכי חימום וקירור- 27איור EcoDesigner...........................................................................1 פלט לדוגמא של - 28איור Energy UI..............................................................38 ממשק המשתמש של תוכנת - 29איור Dialux...............................................................................39 -ות בדיקה ב אפשרוי- 30איור 40.......................................................................... סקאלת צבעים לפי חוזק תאורה- 31איור 40........................................................................................ ניתוחים2 שילוב של - 32איור 1............................................................... פלט לדוגמא של ניתוחי אור רקיע ואור יום- 33איור 42........................................................................ סוגי החישובים שהתוכנה מספקת- 34איור SustArc.....43מתוך תוכנת ). SCE( ומעטפת קליטת שמש) SRE( מעטפת זכויות שמש - 35איור 1..........................................................חשיבות מידת + שמש זכויות שמירת משטחי - 36 איור

Ecotect.......................................1 - סוגי ההצללות האפשריות והתוצאה המתקבלת ב- 39איור Generative Components................................................46 ממשק המשתמש של - 40איור

Ecotect דף הפתיחה של תוכנת –תמונת שער

53 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

Page 54: Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & Judi Nashashibi

54 קיימא-השימוש במחשב בתכנון אדריכלי אקלימי בר

ביבליוגרפיה .7

Attia, S., Beltrán, L., De Herde, A., & Hensen, J. (2009). "Architect Friendly": A Comparison of Ten Different Building Performance Simulation Tools. Building Performance (pp. 204‐211). Glasgow: Eleventh International IBPSA Conference. 

Capeluto, G., Izioro, A., Bleiberg, T., & Shaviv, E. (2005). From Computer Models to Simple Design Tools: Solar Rights in the Design of Urban Streets. Building Simulation (pp. 131‐138). Montreal, Canada: Ninth International IBPSA Conference. 

E. Kalay, Y. (2004). Architecture's New Media. Cambridge: The MIT Press. 

Knowles, R. (1974). Energy and Form. Cambridge, MA: MIT Press. 

Lam, K. P., Wong, N. H., & Chandra, S. (2001). The Use of Multiple Building Performance Simulation Tools During The Design Process ‐ A Case Study in Singapore. Building Simulation 2001 (pp. 815‐822). Rio De Janeiro: Seventh International IBPSA Conference. 

Mahdavi, A. (1999). A comprehensive computational environment for performance based reasoning in building design and evaluation. Automation in Construction 8 (pp. 427‐435). Pittsburgh: Elsevier. 

Methoda IT Gloassary V8.0. (2008). 

Robinson, N. (1966). Solar Radiation. Amsterdam: Elsevier. 

: בישראל ובניה אדריכלות מתוך אוחזר. ואנרגיה אקלימי תכנון). תאריך אין (.כרמי יובל' אדרhttp://www.architecture.org.il/art_arch_aklim.php 

האנרגיה משרד: ירושלים .מגורים במבני אנרגיה לשימור מדריך). 1989. (גרנות. נ, & דבוסקין. ד .אנרגיה לשימור האגף, והתשתית

: מאמרים מתוך אוחזר. אנרגיה לניהול מערכות). תאריך אין. (קטן שגב דליתhttp://www.articles.co.il/print.php?id=48219

.הישראלי התקנים מכון: אביב-תל .933 י"ת, במשרדים מאור). 1976. (י"מת

.הטכניון: ישראל, חיפה .וארכיטקטורה אנרגיה, אקלים). 1994. (שביב עדנה