11 febrero 2022

DIEZ MODELOS TRIDIMENSIONALES Y APLICACIONES CLIMATICAS, DE LUZ NATURAL, BALANCE TERMICO Y OTROS - DR. ANDREW MARSH (AUSTRALIA)

 

http://andrewmarsh.com/


A continuación compartimos el sitio web personal del Dr. Andrew Marsh que utiliza como una especie de cuaderno y plataforma en línea para algunas de sus reflexiones y experimentos sobre análisis de rendimiento de edificios, desarrollo web, programación informática, diseño generativo y visualización 3D. Consideramos muy valiosas e interesantes las aplicaciones relacionadas al clima,  el movimiento aparente del sol, la iluminación natural entre otras. En esta edición les ofrecemos 10 de estas interesantes aplicaciones que están en línea y pueden utilizarse libremente. En el siguiente número mostraremos  otras aplicaciones mas.

TODAS LAS APLICACIONES DISPONIBLES

https://drajmarsh.bitbucket.io/




1. MODELO INTERACTIVO DEL CIELO Y LA LUZ SOLAR

https://drajmarsh.bitbucket.io/cie-sky.html



Descripción general

Esta aplicación le permite experimentar de forma interactiva con el último modelo de cielo para todo clima de Pérez, que es la base de la metodología del cielo general estándar de CIE descrita en las normas ISO 15469:2004(E) y CIE S 011/E:2003 . Este es básicamente un modelo matemático para calcular distribuciones espaciales representativas de la luz del día sobre el domo del cielo para una variedad de condiciones climáticas diferentes.

La distribución de la luz del día se rige por cinco (5) coeficientes de cielo distintos, cada uno de los cuales puede cambiar en tiempo real para ver su efecto. El estándar también define un conjunto de 15 tipos de cielo estándar que representan diferentes condiciones de cielo, desde nublado hasta despejado y con diferentes niveles de luz solar directa.

Se proporciona un decimosexto tipo adicional que se basa en un modelo matemático mucho más simple para cielos nublados definido y utilizado por CIE antes de este estándar. Cada tipo de cielo es generado por una configuración específica de estos cinco coeficientes.

Los valores para cada coeficiente del cielo también se pueden calcular a partir de valores medidos de iluminancia y/o irradiancia directa y difusa. El haz directo se refiere a la luz solar que proviene directamente del Sol y su corona, medida en una superficie cuya normal apunta directamente hacia ella.

Horizontal difusa se refiere a la claraboya que proviene del resto de la cúpula del cielo medida en una superficie horizontal completamente despejada. Esto significa que los datos meteorológicos anuales por hora también se pueden utilizar para simular las condiciones dinámicas del cielo en diferentes momentos del año.

Fondo

Esta aplicación se desarrolló como parte de mi trabajo en una serie de herramientas de análisis solar y de luz diurna, principalmente para ayudar a verificar y depurar visualmente mi implementación del estándar CIE. 

El otro objetivo clave era comprender con qué fluidez el modelo cambia entre los tipos de cielo al iterar a través del tiempo utilizando datos meteorológicos reales medidos por hora. Ya ha proporcionado varias ideas útiles que me han ayudado a refinar significativamente el proceso de interpolación entre cielos y agregación en intervalos de tiempo inferiores a la hora.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2018.


2. VISUALIZACION TRIDIMENSIONAL DE DATOS METEREOLOGICOS

https://drajmarsh.bitbucket.io/data-view3d.html




Descripción general

El objetivo de esta aplicación es permitirle leer y visualizar archivos de datos meteorológicos de EnergyPlus. Mapea los datos meteorológicos por día del año en el eje X y la hora del día en el eje Y, mostrando cada una de las métricas meteorológicas disponibles como una superficie 3D que varía en el eje Z.

Los datos meteorológicos pueden fluctuar enormemente de un día a otro e incluso de una hora a otra, por lo que generalmente se requiere algún tipo de promedio para identificar mejor las tendencias. Descubrí que usar un promedio móvil para suavizar estas fluctuaciones proporciona una perspectiva particularmente útil para este tipo de datos.

Básicamente, esto significa calcular los datos por hora de cada día promediando un número determinado de días antes y después. Usando un período promedio móvil de 28 días, por ejemplo, el 1 de enero se convierte en el promedio de los últimos 14 días del año anterior y los primeros 14 días del año dado. 

Para el 2 de enero, se restan del total acumulado los datos horarios del 18 de diciembre y se suma el del 15 de enero, y así sucesivamente. Como los archivos meteorológicos de EnergyPlus proporcionan un año representativo para cada estación meteorológica, se supone que el año anterior es exactamente el mismo que el año dado, por lo que los datos simplemente se ajustan.

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Necesitaba esta aplicación para verificar visualmente que estaba leyendo correctamente el formato de archivo EPW y extrayendo datos válidos para cada métrica meteorológica. También me permitió probar de nuevo las bandas de contorno, ya que mi primer intento en la aplicación de análisis de luz diurna no fue tan sólido como realmente quería. Sin embargo, estoy bastante seguro de que lo he descifrado ahora, así que volveré y actualizaré la herramienta de luz diurna cuando pueda.

Curiosamente, cuando los datos meteorológicos fluctúan enormemente y utiliza una escala de color no lineal para representar valores, una cuadrícula triangulada con colores basados ​​en vértices no siempre brinda la representación más precisa. Este parece ser un problema que rara vez se nota o se aborda, pero ocurre cuando un triángulo tiene vértices con una variación muy amplia en el rango de escala.

OpenGL y WebGL solo realizan una interpolación lineal de colores entre vértices, por lo que a veces puede terminar con áreas pequeñas que tienen un tono que en realidad no aparece en ninguna parte dentro de la escala de colores que se está utilizando. He notado esto en un par de proyectos anteriores y me ha molestado por un tiempo, así que estaba muy interesado en experimentar con una escala de color basada en píxeles más precisa en estos gráficos.

Características interesantes

Las características más interesantes de esta aplicación son probablemente:

La velocidad con la que se puede hacer el promedio de datos, lo que significa que los cambios en los parámetros del gráfico pueden actualizar la cuadrícula de superficie en tiempo real en la mayoría de los dispositivos.

La franqueza de la interacción del usuario al arrastrar secciones axiales, mis bibliotecas de animación están mejorando ahora, así que espero que las cosas se 'sientan' más receptivas y directas.

Calcular las curvas de nivel siempre ha sido correcto, pero ahora las bandas rellenas son mucho más sólidas y ya no sufren los efectos de islas rellenas esporádicamente.

Calcular la escala de color que representa los valores métricos usando un sombreador de fragmentos para una precisión absoluta de píxeles en lugar de usar color por vértice, y

Algunas de las transiciones entre los estados de la cuadrícula pueden ser un poco divertidas, especialmente si juegas con diferentes funciones de aceleración y velocidades de transición.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2017.


3. MODELAMIENTO DINAMICO DE LA LUZ DIAL EN UNA HABITACION

https://drajmarsh.bitbucket.io/daylight-box.html




Descripción general

El objetivo de esta aplicación es modelar dinámicamente la relación entre la distribución espacial de la luz del día y el tamaño de una habitación, el diseño de la apertura, los dispositivos de sombra y las obstrucciones externas. Para que este proceso sea interesante y divertido, los cálculos están optimizados para que sean lo más rápidos e interactivos posible sin comprometer la precisión. Esto significa que puede cambiar la habitación, sus aberturas o dispositivos de sombra y la iluminación natural se actualizará casi en tiempo real, incluso en una tableta o teléfono.

Para cambiar el tamaño de la habitación, simplemente seleccione cualquiera de sus superficies delimitadoras y luego arrastre la flecha correspondiente en la dirección que desee. Para ajustar una abertura u obstrucción externa, nuevamente simplemente selecciónela haciendo clic o tocando cualquiera de sus superficies y luego arrastre una de las flechas del manipulador que deberían aparecer. El manipulador circular en el centro del objeto le permite cambiar su posición. Si bien se evita que las aberturas se superpongan, aún puede arrastrarlas a cualquier área donde encajen, incluso dentro de las paredes adyacentes.

Puede hacer clic o tocar cualquier valor numérico que se muestre dentro de una línea de dimensión para mostrar un editor simple que le permite ingresar datos numéricos directamente. Al hacer clic o tocar en el panel INFO de la izquierda, también se mostrará un editor para ajustar numéricamente los parámetros principales del objeto seleccionado actualmente.

Método de cálculo de la luz del día

Los cálculos de luz diurna utilizan el método de flujo dividido para determinar el componente reflejado internamente y el trazado de rayos para determinar el cielo directo y los componentes reflejados externamente. Los rayos se utilizan para calcular exactamente qué partes del cielo son visibles desde cada punto de la cuadrícula y cuáles están ocluidas por sombras y obstrucciones externas.

A continuación, se calculan las iluminancias de luz diurna utilizando distribuciones de luminancia de cielo detalladas generadas mediante el método de cielo general estándar de CIE descrito tanto en ISO 15469:2004(E) como en CIE S 011/E:2003 . Puede seleccionar cualquiera de los 16 tipos de cielo estándar o cargar en un archivo de datos meteorológicos y hacer que la distribución del cielo se genere dinámicamente utilizando la radiación solar directa y difusa por hora.

Este enfoque se sometió a una extensa validación mediante la comparación directa con los resultados de Radiance y DIVA/DAYSIM utilizando exactamente los mismos modelos de sala, y las correlaciones son muy cercanas para las configuraciones de sala más comunes. Para cualquier persona interesada, está disponible un informe detallado sobre las metodologías y los resultados de estas pruebas.

Para probarlo usted mismo, puede exportar los archivos de definición del modelo Radiance y DIVA/DAYSIM para la habitación actual para renderizarlo usted mismo y comparar directamente los resultados. Si no tiene Radiance instalado, incluso hay un servicio de renderizado remoto que le permitirá hacer su propia comparación visual.

Puntos de interés

Por el momento, todos los cálculos de la luz del día se realizan en Javascript, que sigue siendo increíblemente rápido. Sin embargo, tengo una versión basada en GPU que es aún más rápida. Pero, dado que suceden muchas otras cosas cuando interactúa con el modelo (especialmente cuando se muestran los contornos y se verifican las superposiciones de múltiples aperturas), resulta que los cálculos de iluminación natural son solo un componente relativamente pequeño en comparación con la geometría. proceso de validación, teselación, contorneado y regeneración de mallas. Por lo tanto, el aumento de velocidad debido al uso de la GPU termina sin ser tan notable.


© Dr. Andrew J. Marsh, 2021.


4. MODELO TRIDIMENSIONAL DE LA RELACION ORBITAL ENTRE LA TIERRA Y EL SOL

https://drajmarsh.bitbucket.io/earthsun.html




Descripción general

El objetivo de esta aplicación es modelar la relación orbital entre la Tierra y el Sol que da como resultado lo que vemos como movimiento solar relativo. Además de mostrar un diagrama de trayectoria solar en 3D completo en la ubicación del sitio seleccionado, puede cambiar fácilmente entre vistas geocéntricas y heliocéntricas, así como superponer información útil para comprender diversas características de la relación.

Por ejemplo, active las superposiciones 'Twilight' y 'Circles' y luego seleccione 'Summer Soltice' en el menú 'Useful Dates' (). Haga clic en el botón 'Reproducir' () para animar el tiempo y luego mirar los polos norte y sur para ver claramente por qué los círculos polares ártico y antártico están ubicados donde están. Puede hacer algo similar con las opciones 'Sub-Solar' y 'Tropics'. Hay varios más que vale la pena explorar por sí mismo, como mirar la trayectoria del sol mientras ajusta la latitud del sitio y ver cómo cambia el ángulo de declinación con la fecha. Vale la pena si puedes pasar un poco de tiempo jugando y experimentando con el modelo.

Fondo

Esta es otra versión HTML5 de uno de mis applets de Java en Processing. Habiendo realizado recientemente una optimización de bajo nivel de mis cálculos solares, necesitaba una mejor manera de ver el código en acción y ponerlo a prueba de forma interactiva. Incluso el conjunto de pruebas más extenso nunca reemplaza una buena visualización práctica.

Solo haciendo esta aplicación me pareció realmente útil e incluso perspicaz. Trabajando en diferentes formas de mostrar las diversas características y la mejor manera de manejar las dos proyecciones planetarias en realidad cambió mi forma de pensar sobre los cálculos y condujo a algunas mejoras útiles. Es de esperar que otros puedan encontrarlo igualmente útil como una forma de comprender mejor el movimiento solar.

Características interesantes

Las siguientes son algunas de las características más interesantes de esta aplicación que me divertí bastante implementando:

La atmósfera simulada en la vista geocéntrica cuyo brillo rastrea la posición solar y se desvanece cuando está en la sombra.

Lograr que el campo de estrellas y la posición del Sol se aproximen a una distancia infinita al desplazar y mover la vista sin comprometer un búfer de profundidad demasiado grande cerca/lejos,

La textura se mezcla entre las regiones iluminadas por el día y las sombreadas de la Tierra que muestran luces nocturnas a medida que gira,

La textura se mezcla entre las regiones iluminadas por el día y las sombreadas de la Tierra que muestran luces nocturnas a medida que gira,

La opción de vista de cámara 'Vista desde la posición del sol' en la ventana emergente CONFIGURACIÓN DE VISTA 3D que muestra una vista ortográfica de la Tierra que se sincroniza con la posición solar,

Las bandas crepusculares mejoradas cuando se selecciona la opción 'Crepúsculo' en la lista de botones de la parte inferior izquierda, lo que requería un código GLSL interesante, y

Visualización de la distinción entre el amanecer/atardecer geométrico y real debido al tamaño del disco solar y la refracción atmosférica.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2014.

5. MASCARAS INTERACTIVAS DE SOMBREADO EN TIEMPO REAL

https://drajmarsh.bitbucket.io/fourth-ave.html




Descripción general

El objetivo de esta aplicación era investigar la posibilidad de generar máscaras de sombreado interactivas en tiempo real. Una máscara de sombreado es simplemente un mapa de qué partes de la cúpula del cielo son visibles desde un punto particular y cuáles están obstruidas por objetos opacos dentro y alrededor de un sitio.

El otro objetivo clave era ver si podía implementar un mapeo dinámico de luminancia del cielo para usar con el sombreado. El grado de sombreado en cualquier punto suele cuantificarse por el porcentaje de cielo que está ocluido. Sin embargo, la distribución luminosa sobre el domo del cielo suele ser bastante desigual y varía significativamente en períodos cortos de tiempo. Con esta aplicación, puede experimentar con una gama de diferentes condiciones del cielo y cuantificar el sombreado en función del porcentaje de luminancia real del cielo que está ocluido.

¿Por qué un modelo de bloque simple?

En realidad, puede importar cualquier tipo de modelo 3D como un archivo OBJ, STL o PLY. La aplicación solo comienza con bloques rectilíneos simples como una forma de ilustrar el proceso y proporcionar un sitio interactivo con el que puedes jugar. Para cargar un modelo 3D, use el botón que parece un edificio () o arrastre y suelte el archivo del modelo en cualquier lugar de la ventana de la aplicación.

Actualización dinámica

La aplicación detecta automáticamente cuando un cálculo tarda demasiado en ser interactivo e intentará degradar adecuadamente. Por ejemplo, si el sombreado detallado tarda más de 200 ms en completarse, intentará usar un método más simple para mantener la retroalimentación dinámica. Si el método más simple tarda más de 200 ms, dejará de intentar actualizarse dinámicamente hasta que termine de arrastrar y suelte el puntero. A veces, el navegador o el sistema pueden estar ocupados con otra cosa cuando arrastra, lo que hace que detenga temporalmente las actualizaciones dinámicas incluso en un modelo relativamente simple. Sin embargo, tan pronto como los cálculos vuelvan a la velocidad, la actualización dinámica se reanudará automáticamente.

Características interesantes

Las siguientes son algunas de las características interesantes de esta aplicación:

Usando bloques simples alineados axialmente para optimizar el trazado de rayos para cálculos de sombreado casi en tiempo real,

Actualización dinámica de una máscara de sombreado WebGL dentro del contexto 3D del modelo y una máscara de sombreado SVG 2D para mostrar efectos de sombreado en tiempo real.

Superposición de distribuciones de luminancia del cielo de los tipos de cielo general estándar de CIE que se actualizan dinámicamente cada vez que cambia la fecha, la hora o la ubicación,

Ser capaz de seleccionar diferentes métodos de subdivisión del cielo y ángulos de subdivisión para comparar directamente qué tan precisa debe ser realmente la segmentación del cielo, y la capacidad de mostrar sombreado en un color que refleja el objeto que obstruye.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2017.


6. MODELO PARA REALIZAR EL BALANCE TERMICO EN  UNA EDIFICIACION

https://drajmarsh.bitbucket.io/heat-balance.html




En este modelo es posible realizar los cálculos de pérdidas y ganancias térmicas del edificio con relación al clima y ubicación del mismo.

Es necesario cargar los datos climáticos de la estación meteorológica mas cerca al lugar donde se desea evaluar el proyecto.

Es posible también ajustar las condiciones de diseño  a aplicar al modelo tridimensional del edificio a evaluar.

La aplicación permite hacer el cálculo de las ganancias de calor espacial y los valores U.

Finalmente también se toma en cuenta el movimiento aparente del sol  y la incidencia del calor producido por el sol a diferentes horas y fechas en muros, techos, etc.

Se puede ajustar de forma interactiva la vista 3D del modelo con un mouse , un bolígrafo o un lápiz óptico , o al tocar en una tableta o teléfono. También puede utilizar los elementos de la ventana emergente Configuración de vista 3D .


7. PLANEADOR DE REUNIONES VIRTUALES A NIVEL MUNDIAL

https://drajmarsh.bitbucket.io/meeting-planner.html



Descripción general

El objetivo de esta aplicación es mostrar la ubicación del día y la noche en el mapa mundial para cualquier fecha y hora. Como regularmente tengo reuniones en línea con personas de muchos países diferentes, tener la capacidad de seleccionar la fecha/hora de la reunión y, con un solo vistazo, tener una idea completa de dónde es la mañana y la noche en la ubicación de cada participante es realmente útil para mí. . También significa que puedo buscar rápidamente horarios que maximicen la comodidad.

Si bien la aplicación muestra algunas ubicaciones predeterminadas cuando la inicia por primera vez, puede personalizarlas y guardarlas de la forma que desee. También puede copiar/pegar o arrastrar/soltar su configuración como datos JSON simples si tiene diferentes reuniones con diferentes participantes en diferentes ubicaciones.

Fondo

Para mí, crear esta aplicación se trataba de dominar el Dateobjeto Javascript estándar. Como muchos otros lo atestiguan, trabajar con múltiples zonas horarias en Javascript es un desastre, y así lo demostró. Sin embargo, es algo con lo que necesitaba lidiar, así que tuve que solucionarlo pronto para que no se convirtiera en un problema.

Esta aplicación también fue mi primer experimento con transiciones de proyección de mapas en D3. Pensé que iba a ser bastante simple, ya que hay muchos otros ejemplos de transición entre proyecciones de mapas equirrectangulares y ortográficas. Sin embargo, todos los demás ejemplos solo se ocupan de un tamaño de lienzo estático con una relación de aspecto establecida de 2:1. Tener el lienzo redimensionable a cualquier relación de aspecto, incluido el retrato, agrega una nueva dimensión de dolor.

Además, permitir la rotación del mapa esférico hizo que el origen de la transición saltara por todos lados y, a pesar de muchas horas de experimentación, la lógica requerida para compensarlo sigue siendo esquiva.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2014.


 

8. APLICACION GENERADORA DE POLIEDROS TRIDIMENSIONALES Y MODIFICACIONES EN BASE A OPERACIONES MATEMATICAS.

 https://drajmarsh.bitbucket.io/poly3d.html




Descripción general

Esta aplicación genera una variedad de poliedros comunes y te permite aplicarles operaciones matemáticas para crear formas escultóricas interesantes y artísticas. He tratado de incluir la mayoría de las operaciones estándar de la notación de poliedros de Conway , tomando mucho de algunas de las técnicas utilizadas en el poliedronismo de Anselm Levskaya y el generador de poliedros de George Hart, así como un par de operaciones propias para la inflación esférica y un poco de aleatoriedad.

Una vez que haya seleccionado un poliedro base, puede ingresar una cadena de comando de notación directamente, menos el identificador del poliedro al final, o crear uno agregando y editando componentes en la pila de operadores inmediatamente debajo.

Notación de poliedros de Conway

Es importante destacar que no necesita saber nada sobre la notación de poliedros de Conway para divertirse con esta aplicación. Simplemente puede experimentar probando diferentes operadores uno por uno para ver qué hacen. Además, puede elegir uno de los ejemplos y luego comenzar a habilitar/deshabilitar o editar los parámetros para experimentar.

Si desea saber más, el mejor lugar es la página de Wikipedia vinculada anteriormente. Con suerte, en algún momento tendré suficiente tiempo para regresar y escribir una explicación detallada de cada una de las operaciones y lo que hacen, pero hasta entonces depende de Wikipedia y las explicaciones originales de George Hart .

Como las cadenas de notación a veces pueden volverse bastante complejas, especialmente cuando se usan argumentos entre paréntesis, he tratado de hacer que la pila de operadores sea un poco más accesible al incluir todos los parámetros disponibles como controles deslizantes interactivos.

Para ingresar un número directamente, haga clic en el control deslizante en lugar de arrastrarlo, o edite manualmente el argumento apropiado en el texto de la notación. De forma predeterminada, la pila de operadores se actualizará cada vez que cambie manualmente la notación en el editor de texto.

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Siempre quise hacer una versión WebGL del visor de poliedros que escribí en Processing hace algunos años, pero era una locura y siempre había prioridades más altas. Sin embargo, recientemente necesité incluir algunos poliedros básicos en mi aplicación Tree Generator , así que tuve que convertir parte del código antiguo de todos modos. 

Al mismo tiempo, estaba tratando de desarrollar una clase de geometría de capa cerrada a prueba de balas para mis herramientas BIM y, después de haber visto e inspirado por completo en polyHédronisme , pensé que podría ser un excelente conjunto de pruebas visuales y proporcionar solo la excusa. Lo necesitaba.

Características interesantes

Las siguientes son algunas de las características e idiosincrasias de esta aplicación:

No te vuelvas loco, pero esta aplicación manejará poliedros de orden superior con varios cientos de miles de vértices y una cantidad similar de caras. Sin embargo, cualquier cosa por encima de 200k comenzará a poner a prueba su paciencia al editarlo, por lo que es mejor editar una base simplificada y luego agregar expansiones de suavizado solo cuando desee exportar o visualizar.

El poliedro generado final siempre tiene un radio máximo de 1 metro. Esto puede significar que algunas extrusiones hacen que el poliedro base aparente se reduzca en tamaño en relación con las proyecciones externas, pero este es el comportamiento previsto.

He intentado proporcionar una gama de diferentes opciones de color de facetas, según el área relativa, el número de bordes, la orientación o una combinación de los tres para crear una firma para caras similares. Los diferentes tipos de poliedros se verán bien con algunos y con otros no, por lo que deberá experimentar para obtener los mejores resultados.

Me he tomado algunas libertades atroces al agregar un par de operaciones no estándar como Jitter (J), Wrinkle (W) e Inflate (I)

© Dr. Andrew J. Marsh, 2019.


9. MODELO GENERADOR DE GRAFICO PSICOMETRICO  EN BASE A INFORMACION DEL CLIMA

https://drajmarsh.bitbucket.io/psychro-chart2d.html


Descripción general

El objetivo de esta aplicación web es crear un gráfico psicrométrico interactivo en el que pueda proyectar una variedad de métricas de confort, así como mapear datos meteorológicos o las condiciones del aire de la habitación calculadas con EnergyPlus. Puede agregar o eliminar líneas para una variedad de métricas diferentes o resaltarlas individualmente para ayudar con explicaciones o presentaciones dinámicas.

La Carta Psicrométrica

Los términos psicrometría y psicrometría se refieren al estudio del aire húmedo y sus propiedades termodinámicas. Si bien son obviamente importantes en el diseño de sistemas de aire acondicionado, estos conceptos también son fundamentales para la comprensión de muchos aspectos del confort térmico en los edificios y los principios del diseño sensible al clima.

La tabla de humedad relativa

Al desarrollar esta herramienta, realmente quería poder transformarme sin problemas entre el gráfico psicromático estándar y el gráfico de humedad relativa mucho más simple. Habiendo enseñado psicrometría a arquitectos en el pasado, descubrí que un gran obstáculo era tratar de explicar de manera convincente por qué el gráfico psicrométrico usa humedad absoluta en el eje vertical en lugar de la métrica más familiar de humedad relativa, y por qué su diseño curvo característico es tan importante. . Ahora, simplemente animando de un lado a otro entre los dos tipos de gráficos,

Características interesantes

Las siguientes son algunas de las características de esta aplicación:

Puede colocar el indicador actual presionando y arrastrando en cualquier lugar dentro del gráfico para ver los valores psicrométricos relevantes en esa posición, todos enumerados en la esquina superior izquierda del gráfico psicrométrico. Para mostrar el índice de calor , el voto medio previsto (PMV) , la clase de confort ASHRAE Standard 55 o la categoría de confort EU Standard 15251 , simplemente seleccione el indicador de confort adecuado en el panel COMFORT OVERLAY .

Al superponer el gráfico bioclimático de Givoni , puede ajustar la temperatura media del aire exterior promedio utilizada para derivar la zona de confort con el fin de investigar los efectos de la adaptación. También puede optar por realizar un seguimiento automático de la temperatura media del aire exterior en función de los datos meteorológicos por hora cargados y el intervalo de fechas actual. Esto se calcula como una media móvil de 30 días usando la metodología descrita en ASHRAE Standard 55.

Además de los datos meteorológicos anuales por hora, también puede cargar y mostrar los resultados de los cálculos de EnergyPlus. Seleccione el botón Cargar CSV... o simplemente arrastre y suelte el archivo .CSV generado por EnergyPlus en la ventana del navegador que contiene esta aplicación. Si incluye la temperatura externa externa de bulbo seco y la humedad relativa como variables de salida, se seleccionarán automáticamente como el eje de mapeo, aunque puede seleccionar cualquier otra salida basada en temperatura o humedad usando la pestaña Eje de datos en Seleccionar métrica de visualización caja de diálogo.

La superposición de datos predeterminada muestra la frecuencia con la que se producen diferentes valores de bulbo seco y humedad dentro del gráfico. Sin embargo, puede seleccionar cualquier otra métrica cargada para mapear sobre el gráfico. Para los datos de cuadrícula, puede optar por mostrar el valor promedio, mínimo o máximo, o incluso el número de horas por encima, por debajo o entre un rango de umbral determinado. Para los puntos de datos por hora, se mapea el valor real registrado.

Si marca el elemento Mostrar selector de rango de fechas dentro del panel MAPEO DE DATOS , aparecerá una pequeña barra deslizante debajo del gráfico principal. Este control deslizante le permite cambiar de forma interactiva el intervalo de fechas en el que se generará la superposición de datos que se muestra actualmente. Este selector cambia los mismos valores de intervalo de fechas que en Seleccionar métrica de visualización caja de diálogo. Cuando se muestran, los tres botones que también aparecen debajo de la casilla de verificación se pueden usar para (re)seleccionar rápidamente todo el año, un solo mes o el día actual. Presionar varias veces los botones de mes o día incrementará el rango de fechas cada vez. Mantener presionada la tecla SHIFT  mientras presiona disminuirá el rango de fechas.

Puede agregar sus propias líneas al gráfico mediante el panel LÍNEAS DE PROCESO . Para hacer esto, primero coloque el indicador arrastrándolo o usando los controles deslizantes de Temperatura de bulbo seco y Humedad relativa . Luego haga clic en el botón Agregar punto . Una vez que haya agregado puntos, puede usar la ventana emergente EDITAR PUNTOS DE PROCESO para agregar títulos, reordenarlos o realizar cambios en su posición.

Con el cuadro de diálogo Exportar datos psicrométricos , puede ver y guardar datos psicrométricos como archivos JSON o CSV. Si bien los datos del indicador actual son bastante obvios, la naturaleza y el tipo de Superposición de datos actuales depende de qué métrica se mapea y el tipo de visualización seleccionada.

© Dr. Andrew J. Marsh, 2018.

10. MODELO DE DIAGRAMAS PRA LA TRAYECTORIA SOLAR BIDIMENSIONAL

https://drajmarsh.bitbucket.io/sunpath2d.html




Descripción general

El objetivo de esta aplicación es permitirle interactuar dinámicamente con varios diagramas de trayectoria solar bidimensionales. Todos estos diagramas mapean la cúpula del cielo sobre un gráfico rectangular (ortográfico) o circular (polar), que difieren solo en la ubicación del punto cenital y la relación trigonométrica de cada eje. Luego, la posición y la trayectoria del Sol se proyectan en el diagrama en diferentes épocas del año y se muestran como líneas indicativas.

Tipos de diagrama

Los diagramas de trayectoria solar se utilizan en muchos campos diferentes, algunos de los cuales están más interesados ​​en lo que sucede cerca del cenit y otros en lo que sucede más cerca del horizonte. Para expandir esas áreas de interés, diferentes tipos de diagramas mapean la altitud de diferentes maneras. La proyección Esférica expande los valores en el cenit y contrae el horizonte mientras que la proyección Estereográfica hace lo contrario. La proyección equidistante muestra todas las altitudes iguales usando una escala lineal.

Superposición de mapa mundial

Una peculiaridad coincidente interesante de los diagramas polares de trayectoria solar es su relación directa con un mapa mundial esférico del mismo radio centrado en la ubicación geográfica del sitio. A medida que mueve el sitio, la trayectoria del Sol en el diagrama coincide exactamente con la trayectoria subsolar en la superficie de la Tierra. El término 'sub-solar' significa ese punto donde una línea trazada desde el centro de la Tierra hasta el centro del Sol se cruza con la superficie de la Tierra. En otras palabras, donde el Sol está directamente encima.

El camino subsolar diario en los dos solsticios se encuentra en los Trópicos de Cáncer y Capricornio, mientras que los equinoccios discurren muy cerca del Ecuador. No se alinearán exactamente, ya que la trayectoria subsolar en realidad forma una espiral continua que serpentea periódicamente hacia arriba y hacia abajo alrededor de la superficie de la Tierra, mientras que el ecuador y los trópicos se muestran convencionalmente como líneas latitudinales paralelas.

La relación Sun-path/sub-solar tiene más sentido dentro de la proyección 'Spherical Sun-Path' ya que es bastante similar a cómo percibiríamos visualmente un mapa esférico del mundo. Todas las demás proyecciones polares dan como resultado una distorsión inusual que es más difícil de percibir de inmediato.

NOTA: Esta relación no se extiende en absoluto al 'Trayecto solar cartesiano' proyectado ortográficamente. La aplicación aún superpondrá el mapa mundial para la comparación visual, pero no tendrá ningún sentido físico directo.


© Dr. Andrew J. Marsh, 2014.


SOBRE EL AUTOR








Mi nombre es Dr. Andrew Marsh y la siguiente es información personal y profesional sobre mí. Originalmente estudié arquitectura, pero mi verdadera pasión es la simulación de edificios y el diseño basado en el rendimiento. También hago mucha programación informática y desarrollo web, pero principalmente como un medio para explorar, analizar y visualizar el rendimiento de los edificios.

Soy arquitecto, consultor de diseño, académico y desarrollador de software. He trabajado en muchos proyectos de construcción impulsados ​​por el rendimiento en todo el mundo y soy autor de una amplia gama de software de diseño técnico y analítico que ahora se usa internacionalmente tanto en la educación como en la práctica.

Estudié arquitectura en la Universidad de Australia Occidental en Perth y obtuve mi doctorado allí. Desde entonces, he trabajado en Sydney y el Reino Unido como analista ambiental, consultor de diseño performativo, profesor universitario, investigador, ingeniero de software y director de empresa. Cofundé una empresa de desarrollo de software que posteriormente fue adquirida por Autodesk , donde trabajé durante varios años en simulación y análisis en BIM. Fui el autor original de Ecotect (que se convirtió en Autodesk Ecotect Analysis ), soy director creativo de Natural Frequency Journal y con frecuencia contribuyo con artículos y trabajos de investigación en conferencias internacionales y en otras revistas.

http://andrewmarsh.com/about/


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