Microsoft Word - referat final fiyica constructiilor

8/7/2019 Microsoft Word - referat final fiyica constructiilor

1/17

Diagrame Solare

Stud: Ducua Carmen-SoraGrupa: 41B An univ.: 2009-2010


2/17

Diagrame Solare

Cuprins

Poziia soarelui

Ora local i timpul solar Caracteristicile poziiei soarelui

Diagrame solare

Ce arat o Diagram solar

Componentele diagramei solare

Unghiurile Azimut Linii de Altitudine Linii de Date Linii de ore

Tipuri de proiecie a diagramelor solare

Proiecia Polar

Proiecia sferic Proiecia echidistant Proiecia stereografic

Proiecii carteziene Scalare axial Proiecii ortografice Diagrama Waldram

Importana proieciilor


3/17

Poziia soarelui

Poziia soarelui pe cer variaz continuu n timpul zilei i, de asemenea, modificrisezoniere pe tot parcursul anului. Poziia soarelui este, de asemenea, dependent de loc, de aceea

este critic s tii latitudinea i longitudinea sitului nainte de a ncepe orice calcule.

Cale anual de soare. Calea pe or a soarelui.Figura 1, 2 - Imagini indicnd umbra lasata de o construcie n funcie de poziia soarelui, pentru latitudinea -32A .

Poziia soarelui poate fii calculat n funcie de unghiul azimut si altitudine.

Azimut reprezint unghiul msurat n plan orizontal, ntre planul meridian i planulvertical al razei de soare n poziia observatorului. Acest unghi este ntotdeauna pozitiv ndirecia acelor de ceasornic.

Altitudinea reprezinta unghiul vertical soarele face cu planul orizontal la sol. Este dat caun unghi n intervalul, 0


4/17

rsritul soarelui i apus care apar n momente simetrice de fiecare parte a prnzului. Ora localeste determinat de fusul orar local i este luat de la o longitudine de referin. De exemplu,zona local de timp pentru Perth este luat la o longitudine de 120 , iar longitudinea Perth, cutoate acestea, este 116A .

Figura 4 - zone de timp mondiale cu coduri de culoare.

Pentru fiecare grad de diferen n longitudine ntre real i de referin, exist o diferende 4 minute de timp. Astfel, pentru a converti timp solare n timpul local, utilizai urmtoareaformul:

Longitudinea de referin (longitudine ref) se refer la longitudinea la care timp zona estecalculat. n cazul n care aceasta nu este cunoscut, se poate lucra cu uurin de la fusul orar peor. Aceasta este administrat ca or zecimal a fusului orar nmulit cu 15 de grade (TZ * 15).Astfel, un fus orar de 9.5 or ar fi o longitudine de referin de 142.5deg (9.5 * 15). n modsimilar, -5.0 or ar fi 76deg.

Caracteristicile poziiei soarelui

Cea mai important caracteristic a poziiei solare este variaia sa sezonier dat demicarea ciclic a soarelui. Natura ciclic a orbitei Pamantului n jurul Soarelui i de rotaieproprie axial nclinat la 23.45 la acest plan orbital sunt principalele motive n modificri desezon i condiii meteorologice. Dup cum v mutai departe de Ecuator i mai aproape de poli,condiiile n decembrie i iunie variaz n ceea ce privete att altitudine maxim zilnic deenergie solar ct si intensitatea radiaiei solare n acel punct de pe suprafaa Pmntului.


5/17

Figura 5- micarea reala a Pamantului in jurul Soarelui.

Avnd n vedere aceast natur ciclic, exist patru date importante de reinut atunci cndse analizeaz poziia solare:

Tabelul 1 - date relevante pentru poziia soarelui

DENUMIREAEmisferasudic

Emisferanordic

DESCRIEREA

Solstiiul de var 22 decembrie 22 iunieemisfera nordic este mai expus la radiaiide la Soare dect emisfera sudic

Echinociul detoamn

21 martie 21 septembrierazele radiaiei solare se alinie cu Ecuatoruli sunt distribuite uniform ntre emisfera denord i cea de sud

Solstiiul de iarn 21 iunie 21 decembrie

Echinociul deprimvar 21 septembrie 21 martierazele radiaiei solare se alinie cu Ecuatoruli sunt distribuite uniform ntre emisfera denord i cea de sud

Figura 6 - unghiuri de soare amiaz, la echinoctiul de extreme i sezoniere la latitudinea de 47


6/17

Diagrame Solare

Diagramele Solare sunt un mod convenabil de a reprezenta schimbrile anuale alesoarelui n cadrul unei singure diagrame 2D. Utilizarea lor ne ajut, n funcie de azimut ialtitudinea solar, s putem citi poziiile soarelui pentru orice moment al zilei i zi a anului. Ele

ofer, de asemenea un rezumat unic de poziie solare atunci cnd se analizm cerinele deumbrire i lumin natural.

Figura 7 - Un exemplu de diagram solar

Ce arat o Diagram solar

Cel mai bun mod de a conceptualiza o diagram solar, cum ar fi cea prezentat mai suseste de a compara cu o fotografie spre cer, facut din poziia culcat pe spate privind direct n susspre zenit cu obiectiv ce are un unghi de cuprindere de 180. Diagramele solare la momentediferite ale anului pot fi apoi proiectate pe acest emisfera aplatizate, aa cum se arat n figura 8.

Figura 8 - conceptualizarea modul n care diagrama solar reprezint de fapt cupola ntregului cer.


7/17

Figura 3 Diagrama solara echidistant i evidenierea folosiri acestei diagrame pentru controlul insoriri.

Componentele diagramei solare

nelegerea componentelor fundamentale care alctuiesc o diagram solar esteimportant pentru a putea citi cu precizie poziiile de energie solar i n mod corespunztor a

aprecia umbra, informaii care pot fi suprapuse pe astfel de diagrame.

Unghiurile Azimut

reprezint unghiul msurat n plan orizontal, ntre planul meridian i planul vertical alrazei de soare n poziia observatorului. Acest unghi este ntotdeauna pozitiv n direciaacelor de ceasornic.

Indicatorii unghiului Azimut.


8/17

Linii de Altitudine

Unghiuri de altitudine sunt reprezentate ca liniile concentrice care se execut de la centruldiagramei spre n afar, din 10 n 10. Un punct de altitudine de la poziia de referin estemsurat de la planul orizontal n sus.

Linii de Date

Linii Data reprezint calea soarelui pe cer, la o anumit zi a anului. Ele ncep pe partea deest a graficului i se traseaz spre partea de vest. Exist dousprezece linii de date, pentru ziua 1a fiecrei luni. Primele ase luni sunt prezentate ca linii solide (ianuarie-iunie), n timp ce nultimele ase luni sunt trasate punctat (iulie-decembrie), pentru a permite o distincie clar, chiardac calea de soare este de natur ciclic.

Linii de soare pe zi, care arat 1 zi a fiecrei luni.


9/17

Linii de ore

Linii de ore reprezint poziia soarelui, la o or specificat din zi, pe tot parcursul anului.Ele sunt afiate ca figura-8 linii de stil care intersecteaz liniile data. Punctele de intersecie ntredata si linii de or ofer poziia soarelui. Jumtate din fiecare linie or este afiat ca punctat,

pentru a indica faptul c acest lucru este n timpul din urm ase luni ale anului.

Linii de ore, care arat efectul analemma.

Aceast cifr caracteristic-8 forma rezultate din ceea ce se numete Analemma, un efectcare rezult din orbita eliptica a Pamantului n jurul Soarelui i o uoar nclinare a axei derotaie a Pmntului n raport cu planul orbitei sale. Acest lucru nseamn pur i simplu c existvariaii sezoniere n diferena dintre ora local i timpul solar.

Tipuri de proiecie a diagramelor solare

Urmtoarele imagini arat exemple de metode de proiecie cel mai frecvent utilizate.

Diagrame Sferice de proiecie Diagrame De proiecie echidistant Diagrama Stereografic de proiecie


10/17

Diagram de indicator BRE Diagram Ortografic de proiecie Waldram Diagrama

Tipuri majore de proiecii folosind pentru a crea diagrame solare

Cu toate c exist multe tipuri diferite de soare-diagrama cale, nu exist dect ntr-adevrdou tipuri de sistem de proiecie utilizate: polar i cartezian.

Proiecia Polar

Proieciile Polare produc cerc n form de diagrame, n care fiecare punct de date estereprezentat de un unghi i distana fa de centru. ntr-o diagram polar a soarelui azimutul estereprezentat grafic ca un unghi de la nord (0-360), n timp ce altitudinea este dat ca distanta de lacentru (0-90).

O proiecie simpl liniar a liniilor de altitudine n jurulul cupolei cereti direct n jos pe osuprafa plan ar face unghiuri aproape de orizont foarte apropiate, precum i cele n apropierede zenit destul de departe una de cealalt. Cu toate acestea, n multe situaii de arhitectura cea

mai mare parte de umbr din jurul cldirilor i a vegetaiei se produce atunci cnd Soarele estemult mai aproape de orizont. Astfel, proiecii alternative sunt necesare n scopul de a cretenivelul de acuratee i de detaliu pentru unghiuri mai aproape de orizontal.

Diferenele dintre cele trei proiecii polare:

Proiecia sferic

n aceast metod, distana radial de la centru este pur i simplu cosinusul unghiului altitudine. Aa cum saartat mai sus, modificarea relativ n raz ntre 75 i 90

este foarte mult mai mare dect ntre 75 i 90 . Acest lucruface ca astfel de diagrame foarte bune pentru a afla umbrelecldirilor foarte nalte din jur.


11/17

Proiecia echidistant

Folosind aceastmetod distana radialeste pur i simplu un factor

linear al unghiului dealtitudine. Astfel, distanarelativa ntre toateunghiurile de altitudineeste aceeai.

Proiecia stereografic

Aceasta este oproiecie mai complex, ncare liniile de azimut sunt mai nti proiectate napoi la un punct de referin situat la o distan

de 1 raz de sub centrul de cerc. Punct n care fiecare dintre aceste linii se intersecteaz cu zero,axa ce d distana radial. Avantajul principal al acestei metode este c acesta crete rezoluia dindiagram de la altitudini mici ale soarelui fiind mai potrivit pentru majoritatea situaiilor decalculare a umbrei din jurul cldirii.

Proiecii carteziene

Sistem de coordonate cartezian este folosit pentru a determina orice punct ntr-un planprin dou numere, de obicei, coordonata X i coordonata Z dintr-un punct. Fiecare coordonateste data relativ de la un punct de origine universal, msurat n lungul a dou axeperpendiculare. Acest lucru duce de obicei ntr-o form dreptunghiular, form de diagram cu

azimutul reprezentat grafic pe axa orizontal, n timp ce altitudine este reprezentat grafic pevertical. Data i ora valorile sunt situate exact n acelai mod ca i n diagrama polar.

Scalare axial

Lumina zilei care ajunge la o suprafa sau trece printr-o fereastr difer la fiecare n parte n funcie deunghiul de inciden. Condiii diferite pot duce la variaii ndistribuia de lumin, cu unele zone intunecate sau maintunecate dect altele.

Proiecii ortografice

Astfel de scheme utilizeaz o scar dreapt liniar n fiecare ax. Nu exist nici oncercare de a include inciden de suprafa sau lumin solar


12/17

Diagrama Waldram

Waldram Diagrame sunt destinate utilizrii n calculul de niveluri de lumin a zilei potenial n cldiri. Ca atare, scara trebuie s ia n considerare efecte importante, cum ar fidistribuirea lumini solare, incidena de suprafa i, uneori, chiar i coreciile pentru variaii n

unghiulare de transmitere prin sticl.

Poziia soarelui pe cer, n orice moment al zilei n orice zi a anului poate fi citit direct dela un diagrama solar.


13/17

Umbra

Modele anual al umbr poate fi vizualizat prin trasarea conturul de obstrucionarea alcldiri i a vegetaiei pe o diagram solar. Acest lucru produce ceea ce este cunoscut subnumele de deschiderea solar - zona prin care un anumit punct se poate "vedea" pe cer.

Imaginai-v culcat pe spate n cutarea printr-o lentila ochi de pete 180 orientatedirect n sus spre zenit. Se observ o imagine asemntoare cu cea de mai jos. n cazul n carediagrama solar i imaginea cerului a fost apoi suprapuse, ar fi posibil s se determine undesoarele va lumina direct i cnd ar fi n umbr, sau pur i simplu atunci cnd soarele a fostmpiedicat de obiecte n mediul nconjurtor .

Figura 1 - o fotografie a cupolei cerului ntreaga luate printr-o lentila ochi de pete 180 i suprapunerea pe odiagram solar

Figura 2 - Diagrama-o fereastr simpl solare proiectate pe o emisfera imaginar n jurul unui obiect.

Diagrama de mai jos arat soarele care rezult atunci cnd blocajele de la cldiri de maisus sunt transferate. n cazul n care diagrama solar pentru o anumit locaie este suprapus,


14/17

proiectantul poate determina rapid, dintr-o singur diagram, de cte de ori pe zi i cte zile dinan faptul c punctul de Focus ar fi n insorit sau n umbr.

Figura 3 - aceeai ca n figura 2, proiectate pe diagram solar.

Proieciile umbrei

Toate liniile verticale sunt trasate radial direct de la linia orizontului spre exterior ncentrul Liniile orizontale la partea de sus a fiecrui obiect sunt de fapt uor curbate Curbura tuturor liniilor orizontale atunci cnd reprezentate grafic intr-o diagrama solar.

Aceast curbur de fapt, urmeaz liniile de unghi constant ale umbrei verticale.


15/17

Generarea umbrei unei cldiri

procesul de creare a unui bloc umbr pentru o cldire.

Prin suprapunerea diagramei solare i a mati de umbr se poate face verificareainsoririi pe tot timpul anului. Verificarea insoririi trebuie facut construind masca deumbra att pentru elementele construciei ct i pentru elementele de anturaj.

Prin diagramele solareconcepia unor pari ale geometriei construciei sau a nnoransambluri poate fi verificat i chiar optimizat


16/17

Anexa 1

45 Ecuator Polul nord

Norvegia Wellington

diagrame solare stereografice pentru latitudini diferite


17/17

Bibloigrafie:

1. In detail Solar Architecture, Ed. GmbH, Munchen, 2003

2. Opreanu, M, Fizica construciilor note de curs, 2009

3. Opreanu, M, Fizica construciilor- breviar

4. Smith, F. Peter, Architecture in a Climate of Change, Architectural Press, Oxford, 2005

Webografie:

http://squ1.org/wiki/Sun-Path

Documents

Microsoft Word - referat final fiyica constructiilor