planmero

11 / 13 · Słońce i lamele

Kalkulator zacienienia lamelami: wysokość słońca i kąt lamel

Wybierz miasto albo wpisz współrzędne, ustaw datę i godzinę i opisz lamele: szerokość, rozstaw i czy są poziome, pionowe czy w dachu pergoli. Dostajesz położenie słońca według algorytmu NOAA, najmniejszy kąt, który zatrzyma bezpośrednie słońce, kąt graniczny przy twoim ustawieniu i wykres całego dnia.

Jak to liczymy

Położenie słońca liczy algorytm kalkulatora słonecznego NOAA (równania z książki Jeana Meeusa Astronomical Algorithms): wysokość nad horyzontem z refrakcją atmosferyczną i azymut od północy zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Czas letni pochodzi ze strefy czasowej miasta; przy własnych współrzędnych wpisz przesunięcie swojego zegara względem UTC.

Dla ściany poziomy kąt cienia to azymut słońca minus kierunek, w który ściana jest zwrócona. Jeśli mieści się w ±90°, a słońce jest nad horyzontem, świeci na ścianę. Kąt profilowy (pionowy kąt cienia) to atan(tg wysokości / cos kąta poziomego) — właśnie ten „widzą” poziome lamele i daszek.

W przekroju w poprzek lamel równoległe promienie są zatrzymane całkowicie, gdy cienie sąsiednich lamel się stykają: szerokość × |sin(kąt lameli − kąt słońca)| ≥ rozstaw × cos(kąt słońca). Kalkulator szuka najmniejszego obrotu od pełnego otwarcia, który to spełnia, i zakresu kątów słońca, które przy twoim ustawieniu jeszcze przechodzą.

Daszek lub pełny dach pergoli zacienia ścianę na głębokość wysięg × tg(kąta profilowego) pod swoją krawędzią; gdy cień sięgnie podłogi, podłoga zostaje w cieniu do odległości wysięg − wysokość ÷ tg(kąta profilowego) od ściany.

Co zakłada kalkulator

  • Tylko bezpośrednie słońce. Rozproszone światło nieba i światło odbite od lamel lub ziemi i tak przejdzie; grubość i wygięcie lamel są pomijane.
  • Przekrój jest dwuwymiarowy: lamele, daszek i pergola są traktowane jako długie w porównaniu z głębokością. Przy ich końcach słońce wpada z boku.
  • Położenie słońca jest dokładne do ułamka stopnia dla lat 1800–2100; okoliczny teren, budynki i drzewa nie są uwzględniane.
  • To narzędzie geometryczne, a nie projekt konstrukcyjny. Mocowanie, obciążenie wiatrem i sam system lamel muszą być zgodne z instrukcją producenta i przepisami.

Pytania

Czym jest kąt profilowy i dlaczego nie wystarczy wysokość słońca?
Poziome lamele i daszki reagują tylko na kąt słońca w pionowym przekroju w poprzek ściany. Gdy słońce jest z boku, ten kąt jest bardziej stromy niż wysokość słońca — tg profilu = tg wysokości ÷ cos kąta poziomego — więc nawet niskie zachodnie słońce może dla ściany południowej wyglądać wysoko.
Jaki kąt ustawić latem?
Spójrz na wykres dnia dla letniej daty: pokazuje kąt potrzebny w każdej godzinie. Poziome lamele na ścianie południowej zwykle zatrzymują południowe słońce nawet otwarte; ściany wschodnie i zachodnie potrzebują rano lub po południu stromego ustawienia.
Dlaczego pisze, że słońca nie da się zatrzymać?
Gdy lamele są węższe niż ich rozstaw, niskie słońce zawsze znajdzie szczelinę, nawet przy zamkniętych lamelach. Użyj szerszych lamel albo mniejszego rozstawu — lamele szersze niż rozstaw zamykają się całkowicie.

Służy do planowania. Nie wymiaruje elementów konstrukcyjnych ani nie sprawdza obciążeń — stosuj się do instrukcji producenta i przepisów budowlanych.