Per iniziare a ragionare sul tema della casa per il Solar Decathlon, sono partito da una pianta molto simile a quella della casa della nostra facoltà, per poi fare uno studio differente in sezione.
L'obbiettivo di questo primo post è quello di creare un modello semplificato della casa, completamente parametrico, che potesse essere facilmente analizzato su Ecotect. (il modello è inserito dentro i vincoli d'ingombro decisi dal Solar Decathlon).
Ho pensato una struttura principale costituita da delle travi in legno facili da montare a secco, queste travi dovrebbero costituire il sostegno di tutto l'involucro dalla copertura, alle pareti e al pavimento.
In questa prima versione di prova le travi sono disposte con un passo di 120cm, in modo di poter avere 4 campate per il soggiorno, 2 per bagno e cucina e 3 per la camera. L'orientamento è chiaramente Nord-Sud, con il nord verso l'alto.
La copertura presenta due falde, quella frontale, dove andrebbero posizionati i pannelli fotovoltaici, è inclinata in funzione dell'orientamento ottimale.
La falda rivolta a nord fa in modo che l'irraggiamento sulla copertura direttamente a contatto con gli ambienti interni sia minore.
Grasshopper genera il profilo della trave sulla base di 5 punti di controllo in Rhino, questi poi successivamente verrano modificati in base all'orientamento ottimale.
Viene quindi generata una polilinea , il componente Fillet raccorda gli angoli con una curva e poi si effettua l'offset in base all'altezza della trave scelta.
Poi è sufficente effettuare l'estrusione dell'area tra le due polilinee, in base alla larghezza della trave e poi con il componente move, creare le altre copie delle travi, in funzione del numero di campate e del passo scelto.
La superfice base che forma l'involucro segue il profilo esterno delle travi, circondando solo la porzione dove sono presenti gli ambienti.
Questa superfice è una semplice estrusione di porzioni delle linee base che formano anche le travi, per fare questo è sufficente impostare un dominio per la polilinea interna e uno per quella esterna.
Come si vede nell'immagine il pavimento è un'estrusione della polilinea interna, al contrario dell'involucro.
Infine per completare il nostro modello semplificato, che ci servirà per l'analisi su Ecotect, bisogna creare le 4 pannellature trasversali, che vanno a tamponare l'interno delle travi e poi successivamente
la superfice sul lato lungo che rappresenta la facciata vetrata verso sud.
Ok, ora che il modello semplificato è completo passiamo alla procedura necessaria per creare il collegamento bidirezionale tra Grasshopper e Ecotect.
Primo punto, è necessario trasformare tutto quello che abbiamo modellato in delle mesh, in modo che Ecotect possa leggerle e darci dei valori cella per cella.
Quindi con il componente BREP JOIN uniamo quelle geometrie che vogliamo siano mesh separate e poi le trasformiamo.
Fondamentale è decidere il numero di suddivisioni U-V che vogliamo avere per ogni mesh, io ho tenuto la suddivisione abbastanza bassa in modo da no appesantire troppo il calcolo,
così da poter in futuro modificare il modello e avere rapidamente la risposta di ecotect.
In aggiunta ho usato anche il componente WBEDGES, che visualizza graficamente le suddivisioni.
Chiaramente i pannelli laterali che hanno un profilo curvo hanno una forma approssimata per rettangoli abbastanza sgradevole, ma basterebbe aumentare le suddivisioni, per avere un risultato più definito e vicino alla forma reale.
GECO è l'add-on per Grasshopper che permette la relazione con Ecotect, i suoi componenti fondamentali sono: il LINK ECOTECT e EXPORT MESH TO ECOTECT.
Entrambi con il toggle vanno impostati su True per far iniziare il dialogo, è infatti sufficente solo aprire ecotect e automaticamente inserendo tutte le informazioni sul mio progetto sulle zone, materiali , località, ore , ecc...
direttamente su grasshopper senza toccare ecotect , il modello viene generato con già tutte le informazioni necessarie a sviluppare il calcolo. in questo post come prova, ho semplicemente iniziato ad impostare l'analisi per l'irraggiamento totale dell'involucro,
così da avere il riscontro delle idee progettuali iniziali sulla copertura.
Nell'immagine si vede anche come la cattiva approssimazione delle pareti laterali a gradoni crei dei piccoli errori di calcolo puntuali sulla copertura, dove invece il colore dovrebbe essere uniforme.
Marco Merletti
