planmero

11 / 13 · Slnko a slnolamy

Ako vypočítať tienenie slnolamami: uhol slnka a natočenie lamiel

Vyber mesto alebo zadaj súradnice, nastav dátum a čas a popíš lamely: šírku, rozostup a či sú vodorovné, zvislé alebo v streche pergoly. Dostaneš polohu slnka podľa algoritmu NOAA, najmenšie natočenie, ktoré zastaví priame slnko, hraničný uhol pri tvojom nastavení a graf celého dňa.

Ako to počítame

Poloha slnka sa počíta algoritmom slnečnej kalkulačky NOAA (rovnice z knihy Jeana Meeusa Astronomical Algorithms): výška nad obzorom vrátane atmosférickej refrakcie a azimut od severu v smere hodín. Letný čas sa berie z časového pásma mesta; pri vlastných súradniciach zadaj posun svojich hodín od UTC.

Pri stene je horizontálny uhol tieňa rozdiel azimutu slnka a smeru, kam stena hľadí. Ak je v rozsahu ±90° a slnko je nad obzorom, svieti na stenu. Profilový (vertikálny) uhol tieňa je atan(tg výšky / cos horizontálneho uhla) — práve ten „vidia“ vodorovné lamely a strieška.

V reze naprieč lamelami sa rovnobežné lúče zastavia úplne, keď sa tiene susedných lamiel dotýkajú: šírka × |sin(uhol lamely − uhol slnka)| ≥ rozostup × cos(uhol slnka). Kalkulačka nájde najmenšie natočenie od úplne otvorenej polohy, ktoré to splní, a rozsah uhlov slnka, ktoré pri tvojom natočení ešte prejdú.

Strieška alebo plná strecha pergoly zatieni stenu do hĺbky presah × tg(profilového uhla) pod svojou hranou; keď tieň dosiahne podlahu, podlaha ostane v tieni do vzdialenosti presah − výška ÷ tg(profilového uhla) od steny.

Čo kalkulačka predpokladá

  • Len priame slnko. Rozptýlené svetlo z oblohy a svetlo odrazené od lamiel či zeme prejde aj tak; hrúbka a zakrivenie lamiel sa neuvažujú.
  • Rez je dvojrozmerný: lamely, strieška aj pergola sa berú ako dlhé v porovnaní so svojou hĺbkou. Pri ich koncoch slnko zasvieti zboku.
  • Poloha slnka je pre roky 1800–2100 presná na zlomok stupňa; okolitý terén, budovy a stromy sa neuvažujú.
  • Je to geometrický nástroj, nie statický návrh. Kotvenie, zaťaženie vetrom aj samotný systém lamiel musia zodpovedať návodu výrobcu a predpisom.

Otázky

Čo je profilový uhol a prečo nestačí výška slnka?
Vodorovné lamely a strieška reagujú len na uhol slnka vo zvislom reze naprieč stenou. Keď je slnko bokom, tento uhol je strmší ako výška slnka — tg profilu = tg výšky ÷ cos horizontálneho uhla — takže aj nízke západné slnko môže pre južnú stenu vyzerať vysoko.
Aké natočenie nastaviť v lete?
Pozri graf dňa pre letný dátum: ukazuje natočenie potrebné v každej hodine. Vodorovné lamely na južnej stene zastavia poludňajšie slnko väčšinou aj otvorené; východné a západné steny potrebujú ráno či poobede strmé natočenie.
Prečo píše, že slnko sa zastaviť nedá?
Ak sú lamely užšie ako ich rozostup, nízke slnko si vždy nájde medzeru, aj keď sú lamely zatvorené. Použi širšie lamely alebo menší rozostup — lamely širšie ako rozostup sa dajú zavrieť úplne.

Slúži na plánovanie. Nedimenzuje nosné prvky ani nekontroluje zaťaženie — riaď sa návodom výrobcu a stavebnými predpismi.