SHADOWS ANALYSIS

Part 1: Basic paper settings and geolocation of the chosen site

A. Opening a new paper

Run the Vasari homepage and click on “New Metric” (in the Project list)

B. Setting the view

On the left you’ll find the Project Browser window. Choose “3d view: {3D}” in the “Views (Projects)” list

C. Setting the geolocation

The location of your project is compulsory on Vasari. It is used to calculate the sunpath and the environment properties.

Set the “Analyze” menu from the main toolbar and then click on “Location”.

If you haven’t signed in yet, Vasari will ask you to do that now.

This will open up the “Location Weather and Site” window. The default location is set in Boston. You can look for the address of your project from the “Search” bar.

Check on the map if the location is right: the red house icon should be on the address given.

When the location of the project is set, you should choose the weather station. It is very important to do that carefully, otherwise the environmental analysis will be wrong. Your choice doesn’t depend from the distance between the station and the project site, but from the elevation of them, which should be similar. You can check the elevation of the site on zonums.com

Weather stations are represented with a sun and cloud icon. The orange one is the one chosen.

D. Importing a site image

Stay on the “Location Weather and Site” window. Zoom in on the project site and click on “Import Site Image”. If you need to consider the daylight savings time you should choose the option before importing the image.

This will open up the “Import Site Image” window. Place the image at level 1 and then click on “Import”.

E. Setting the paper unit

Set the “Manage” menu from the main toolbar and then click on “Project Units”.

This will open up the “Project Units” window. You can change the project units in use by clicking on the current units on the format column. When you’re done setting the units, click on “Ok”.

Part 2: 3d modelling

A. Basic drawing settings

Set the “Model” menu from the main toolbar and then click on “Create Mass”. Make sure that the Work Plane is set on “Show”. When the “Create Mass” mode is on you can shape your buildings. Vasari is a software designed for concept modelling, this means that the drawing procedure will start by shaping volumes which will be detailed afterwards.

B. 3d shaping

First, you should draw the plan of the buildings you want to model.

Many drawing tools can be used, in our case we mainly used the line. You can find these tools in the “Draw” part of the “Model” menu.

We drew the plan of the ground floor following the satellite site image. In order to avoid distortions in the view output you should follow the following tips: click “Model” on the “Model” menu and set “Draw on Workplane”. You should place the plane on the Level 1 of the model.

Then you should set the “top” view from the view cube that you can find up on the right part of your screen.

Now you should be able to draw a quite accurate plan. Pay attention to draw close shapes in order to let Vasari read them as faces.

Once you finished drawing, go back to the “Modify” viewport and select an object that you want to extrude.

Then click on “Create Form” and choose “Solid Form” in order to create a volume. Otherwise, click “Void form” if you want to create a hole.

If you need to change the height of the volume, you should set a perspective view from the view cube, select the upper face of the building and edit the dimension length.

You can also select one of the upper vertexes of the building and click on the height measure in order to modify it. In our case, we had to change it from 20 m (default setup) to 16m.

Repeat the process as many times as you need to complete your model. Once the model is done, click on “Finish mass”. In this way, you won’t be able to shape the model anymore.

If you need to modify it again, select the volumes and click on “Edit in place”.

Part 3: Shadows analysis

A. Basic shadows setting

Once you’re done with the modelling part, you can access the sun and shadows settings from the lower panel of Vasari.

Click on the 3rd icon in order to visualise the sun path, and on the 4th to activate the shadows.

Define date and time of your analysis. There are 2 ways to do that. You can change the date by moving the sun represented in the sun path from North to South, and the time by moving it from East to West. Otherwise you can click on the date or time and write it by hand.

B. Shadows analysis and considerations

Once date and time are defined, you are free to do your analysis and personal considerations.

First, we decided to analyse the public space of the square Filippo Carli. In order to understand the solar exposition of the playground, where children play during the whole day, we considered several situations during the year 2014. We picked up the dates of the equinoxes and solstices and 3 different moments of each day (9:00, 12:00, 18:00). We activated the top view from the view cube and screenshot the different situations to make a comparison.

Then we made a comparison between the render prospective view and the real photo of the building. We picked up the date of the 23rd of March at 9.00 am.

23rd of March, 09:00

We can make now some considerations. The worst exposition of the playground is clearly during the winter. It is shadowed almost all day long, so it must be quite cold and unappealing for children to play. We can also notice that it is too hot in summer from 11:00 am, while it is too cold in spring and fall during the morning. To sum up, the best condition for children to play is during the morning in summer, and from 11:00 am in spring and fall.

Then, we focused our attention on the facades of the L-shape building on the square. In order to obtain some render perspective views, we set the “Manage” menu and we chose the view settings by clicking on “Camera”.

Then we set the “Ray Trace” mode from the “Visual Style” icon that you can find on the lower panel of the software.

This time we made a comparison between those views and some real pictures of the building. We picked up the date of the 23rd of March and 2 different moments of that day (12:00, 18:00).

23rd of March, 12:00

23rd of March, 18:00 

(Coming soon the real photo that we couldn't make because of the weather conditions)

The facades of the building on the square are the North and the West ones. The North facing rooms are mostly living or dining rooms. The architects probably made this choice because they wanted to design living rooms with nice balconies facing the square. As far as the solar exposition is concerned, this façade is always shadowed and quite cold to host living spaces. On the other hand, the West facing living rooms are enlightened until 6 pm and this can be nice, at least in this period of the year, when the sun is not too hot.

C. Comparison with Masdar City

Masdar City is a sustainable mixed-use development designed by Foster and Partners in Abu Dhabi. The city is designed to encourage walking, while its shaded streets and courtyards, created by clustered close buildings, are sheltered from climatic extremes. The architect’s team focused its attention on climate conditions and solar exposition. The city’s streets have been built to be optimally oriented on a southeast-northwest axis, thereby providing shading at street level throughout the day. The materials used for the building façades are also chosen for cooling purposes. Communal areas have been intelligently landscaped and designed to provide cooler air temperatures and to offer an attractive pedestrian environment.

It can be clearly noticed that this doesn’t happen in the project of Filippo Carli Square. The square isn’t designed to be an attractive place, because climate conditions clearly weren’t taken into account when the surrounding buildings were built. As we said before, there are only few moments of the year where the square offers an effective friendly environment.

Scopo dell'esercitazione è lo studio dell'ombreggiamento su due edifici da noi scelti, situati in Via Vitaliano Brancati e Via Palau  e  fotogrfati in diverse ore del giorno, per confrontare i risultati con i dati elaborati dal programma Autodesk Vasari e le foto. Per raggiungere tale scopo andremo prima a spiegare passo passo come impostare l'area di lavoro e infine effettueremo lo studio sugli edifici scelti.

• Avvio Autodesk Vasari
• Da “ Projects” seleziono “New Metric”

• Dalla schermata di lavoro che appare subito dopo, selezionare la voce “Manage”

• Selezionare “Project Units” 

Lo scopo è quello di cambiare l’unità di misura della lunghezza  “lenght” da millimetri a metri quindi :

•    Selezionare “1235 [mm]” 
•    Aprire il menù a tendina della voce “Units” e selezionare “Meters”
Cliccare “OK”  sulla finestra “Format” e “OK” sulla finestra “Project Units”

•    Selezionare “User Interface”

Si noterà che il programma è impostato già con quasi tutte le interfacce attive, questo perché sono di grosso aiuto per un risultato ottimale del lavoro e in particolare:

Ora passiamo all’inserimento dell’area geografica di nostro interesse all’interno della schermata di lavoro. Possiamo utilizzare due procedimenti per raggiungere lo stesso scopo:

1 :
•    Selezionare  “Analyze”
•    Selezionare l’opzione “Location”

2:
•    Selezionare sotto al ViewCube “Boston, MA” 
•    Selezionare “Set Location” 

Utilizzando uno dei due metodi si aprirà la finestra “Location Weather and Site”:

•    Digitare l’indirizzo dell’area di interesse nella barra “Project Address”
•    Spuntare l’opzione “Use Daylight Savings time” per l’ora solare

Una volta scelta l’area geografica di interesse, in sequenza :

•    Selezionare “Import Site Image” 
•    Nel menù a tendina “Place at:”, selezionare  la voce “Level: Level 1”
•    Selezionare “Import”

Nella finestra “Location Weather and Site” si notano queste icone:

  Indica dove si trova l’area geografica da noi selezionata

    Indica la Weather Station presente nei dintorni dell’area 

   Indica la Weather Station selezionata

La Weather Station trasmette i dati climatici al programma necessari per un’ elaborazione più precisa possibile. Bisogna fare attenzione anche a dove sono posizionate a livello topografico visto che una stazione climatica posta in montagna trasmette dati diversi a una che è posta vicino al mare.

Ad operazioni concluse si dovrà avere una schermata simile:

A questo punto possiamo procedere alla creazione delle forme solide che rappresentano il volume degli edifici presi in esame.

Per prima cosa facilitiamoci il compito di tracciare il perimetro degli edifici cambiando la visuale della schermata di lavoro:
•    Cliccare “TOP”  su una delle facce del “ViewCube”

A questo punto la schermata di lavoro sarà simile a questa:

•    Selezionare “Model”
•    Selezionare “Create Mass”

In “Modify-PlaceLines” :
•    Selezionare “Model”
•    Selezionare “Draw on Work Plane” per poter disegnare sull’attuale piano di lavoro

Una volta definito il perimetro dell’edificio possiamo tornare a una visuale prospettica del piano di lavoro sempre attraverso il comando “Home” del “ViewCube” :

•    Selezionare “Create Form”
•    Selezionare “Solid Form”

A questo punto otteniamo una schermata di lavoro simile a questa:

•    Selezionare “Finish Mass” al termine della modellazione del solido

Possiamo passare allo studio delle ombre attivando i comandi “Sun Path” e “Shadows”

Cliccando sul comando “Sun Path” oltre ad attivarlo possiamo impostare giorno, ora e altri dati attraverso la finestra “Sun Settings”:

La schermata di lavoro si presenterà simile a questa:

ESERCITAZIONE

A questo punto possimo passare allo studio dell'ombreggiamento mirato agli edifici presi in considerazione:

EDIFICIO 1

L'edificio si trova in Via Vitaliano Brancati, zona E.U.R. Ferratella, quartiere prettamente residenziale che ancora può vantare un buon equilibrio tra spazi abitati e spazi verdi. Come tipologia edilizia prevalgono generalmente edifici a stecca come nel caso dell' edificio preso in esame. Le altezze si aggirano intorno ai 25 m per una media di 7 piani.

Le foto sono state scattate  sabato 21 marzo 2015 in due orari differenti della giornata:

ORE 9:30 :

Nella foto vediamo la facciata Sud (lato corto) illuminata rispetto alla facciata Ovest (lato lungo) che segue parallelamente Via Vitaliano Brancati.

Qui è rappresentata la facciata Nord (lato corto) e ancora la facciata Ovest (lato lungo) entrambe in ombra. 

Qui invece si nota prevalentemente la facciata Est completamente illuminata. 

ORE 16:00

Facciata Ovest completamente illuminata mentre la facciata Sud è messa in penombra.

Facciata Nord in ombra,  facciata Ovest soleggiata.

La facciata Est si trova completamente in ombra.

CONSIDERAZIONI FINALI:

L'edificio è suddiviso essenzialmente in tre blocchi: i blocchi laterali provvisti di appartamenti con doppio affaccio (sul lato corto e sul lato lungo) e il blocco centrale che ha gli appartamenti con singolo affaccio (sul lato lungo). Tutte e quattro le facciate sono scandite dai balconi di ogni singolo appartamento rendendo esattemente uguali le facciate del lato lungo (Est e Ovest) e quelle del lato corto (Nord e Sud).Tutto questo fa notare come non ci sia stato uno studio particolare di facciata basato sulle condizioni di irraggiamento solare lungo l'arco della giornata.

Ciò nonostante è curioso notare come, in fasi alterne, tutte e quattro le facciate vengano irradiate dalla luce solare: La mattina sono illuminate la facciata Sud e la facciata Est, mentre nel pomeriggio (anche se non in maniera uguale alle altre) lo sono la facciata Nord e la facciata Ovest. Questo fa riflettere come un buon posizionamento all'interno di un tessuto urbano, possa dare buoni risultati come un più studiato comportamento della facciata in base al suo orientamento geografico. Tutto questo anche grazie al coronamento di parchi e spazi aperti.

In entrambe le fasce orarie prese in considerazione, Autodesk Vasari ha riportato esattamente le condizioni di ombreggiamento riportate in foto. 

EDIFICIO 2:

Questa volta ci troviamo in Via Palau, zona Pontegaleria, area periferica attraversata dalla ferrovia che collega Roma a Fiumicino.

Il palazzo preso in esame, appartiene ad un nucleo residenziale di recente costruzione:  si tratta per lo più di edifici a corte aperta di 4 o 5 piani, le cui caratteristiche sono state condizionate da un piano di zona prestabilito e dagli elementi distintivi dell’area (dislivelli e vicina ferrovia).

Le foto sono state scattate domenica 22 marzo 2015 in due orari differenti della giornata: 

Ore 10

Il Versante Nord (lato lungo) è in ombra, come anche il versante Ovest, da cui si accede alla rampa di accesso al garage

Il versante Nord, nonostante sia sempre in ombra, risulta essere l'affaccio principale del palazzo che si apre sull'area attrezzata, delineando il fronte strada di via Palau.

Ore 10:

La corte interna, risulta chiusa, nonostante l'esposizione Est-Sud-Ovest sia favorevole ad aperture. I fronti Ovest o Est interni alla corte , differenziano molto da quelli posti all'esterno : questo fa pensare ad una disposizione che non prende in considerazione anche i fattori di irraggiamento, ma solo i caratteri dell'area.  

Ore 17:30:  

Il versante Ovest gode degli ultimi raggi solari, mentre ad Est ecco le ombre allungarsi sul palazzo vicino, che ne subisce le conseguenze a causa di un dislivello. Viceversa, il palazzo preso in esame, al mattino non soffre di alcuna ombra portata.

Ore 17:30: Corte interna

Considerazioni finali:

L’edificio si apre verso l’esterno  a NORD, EST e OVEST, con fronti caratterizzati da balconi corrispondenti ai soggiorni delle abitazioni, mentre gli affacci sulla corte interna (ad EST, SUD e OVEST) hanno la peculiarità di avere un prospetto quasi completamente liscio, poiché ospitano i servizi (ingressi ai vani scala, cucine ..)   

Questa scelta piuttosto atipica, per la quale  il segno in pianta prevale sulla distribuzione e quindi sull’esposizione, è giustificata in parte dalla simmetria imposta dall’edificio a C (per quanto riguarda Est e Ovest), la quale a sua volta è il risultato dell’ambito in cui ci troviamo:

• Planovolumetria  del fabbricato fissata da un piano di zona
• Affaccio principale a Nord sul nucleo centrale di servizi e sul fronte strada
• Chiusura a Sud (e quindi anche all’ est e all’ovest della corte interna) dove a pochi metri passa la ferrovia