Analisi solare
Da TecnoLogica.
Il lemma è un contributo originale dell'autore
Descrizione
Nella raccolta ed organizzazione dei dati ambientali, l'analisi solare è quella procedura che ha lo scopo di conoscere le modalità con le quali, nei diversi periodi dell'anno, la radiazione del sole giunge sul luogo di studio.
In particolar modo, il principale scopo è quello stabilire in che modo l'irradiazione diretta investe i diversi ambienti o colpisce i diversi elementi tecnici dell'organismo edilizio; questo perché il flusso solare può comportare la modifica sostanziale delle grandezze fisiche che definiscono il clima meteorologico e le condizioni luminose.
La modalità di analisi più semplice da seguire, senza dover ricorrere all'impiego di softwares dedicati, resta quella di impiegare dei diagrammi solari, cioè delle rappresentazioni della traiettoria che il sole segue nella volta celeste in funzione di un sistema di coordinate altazimutali dipendenti da latitudine, longitudine ed altitudine del luogo di calcolo.
Piuttosto che estendere lo studio a tutti i mesi dell'anno, spesso si preferisce limitare l'osservazione nelle condizioni estreme, e cioè durente i solstizi invernale (21 dicembre) ed estivo (21 giugno), e in uno o entrambi gli stati intermedi, rappresentati dagli equinozi primaverile (21 marzo) e autunnale (23 settembre).
Ottenuto il diagramma solare, su di esso occorre riportare una serie di informazioni, ed in particolare:
- la linea di orizzonte geometrico;
- la linea di orizzonte fisico;
- le ostruzioni naturali e artificiali prossime al luogo di calcolo.
Utilizzando un diagramma azimutale, l'orizzonte geometrico è una linea retta avente altezza angolare α che può essere determinata attraverso una semplice formula. Sul diagramma è quindi sufficiente tracciare una linea orizzontale che incontra l'asse y proprio nel valore α precedentemente trovato. Questa linea rappresenta approssimativamente il limite di orizzonte che separa la volta celeste dalla superficie del mare.
Per individuare l'orizzonte fisico occorre disporre di una carta geografica, perché bisogna determinare quella linea spezzata che rappresenta il contorno apparente che assume l'insieme dei rilievi geografici visti dalla località di calcolo, e questi possono trovarsi distanti anche centinaia di chilometri. In teoria più punti vengono individuati, migliore è la precisione con la quale la spezzata descrive tale profilo. Visto però che il procedimento è lungo, e non è estremamente importante giungere ad un livello di dettaglio elevato, è possibile limitare la risoluzione a un totale di 24 punti. Per fare ciò, occorre infatti eseguire delle sezioni geografiche del terreno, aventi tutte per centro il luogo di calcolo: la prima sezione viene fatta utilizzando un piano secante in direzione Nord-Sud; le successive si ottengono ruotando il piano (e mantenendo il centro nel nella località di studio )di 15° fino, a coprire l'intero angolo giro (360°). Per ogni sezione, bisogna calcolare l'angolo β utilizzando l'apposita formula. Ottenuti i 24 valori, questi si riportano sul diagramma: per la sezione rivolta verso sud, il relativo valore di β deve essere posizionato in corrispondenza dell'azimut di 0°; procedendo per intervalli di 15° in senso orario si inseriscono le diverse altezze angolari (in particolare alla direzione Ovest corrisponde un azimut di 90°, alla direzione Est corrisponde -90° e alla direzione Nordi quello di ±180°). L'orizzonte fisico cercato è quindi l'unione dei punti riportati sul diagramma.
Le ostruzioni sono invece tutti quegli ostacoli di tipo artificiale (costruzioni) o naturale (alberi) che si frappongono tra il sole e il punto di osservazione. La determinazione degli angoli (azimut e altezza) da riportare sul diagramma viene condotta come descritto nella figura a lato: si posiziona un riferimento geografico nel centro, e si determinano gli angoli azimutali (γ' e γ") e le altezze angolari (α' e α").
Può essere necessario determinare più di due coppie di angoli quando la costruzione è molto estesa, perché il bordo superiore non resta rettilineo nel diagramma, ma si incurva verso l'alto con andamento sinusoidale.
La costruzione geometrica deve naturalmente essere ripetuta per ogni ostacolo: l'insieme di tutte le curve ottenute rappresentano nel diagramma lo sky line visibile dal punto di osservazione scelto.
L'insieme degli orizzonti geometrico e fisico, uniti allo sky line, permettono di individuare la regione di cielo non coperto da alcun ostacolo, e quindi di stabilire le ore durante le quali la radiazione solare diretta investe la località di calcolo.
In alternativa è possibile utilizzare un software di modellazione CAD: inserendo la mesh del terreno e tutte le costruzioni prossime al punto di osservazione, si può far eseguire al programma un soleggiamento, cioè una renderizzazione della zona ad una particolare ora del giorno. Per ottenere una completa analisi solare, occorre ripetere tali renderizzazioni per entrambi i solstizi ed almeno uno degli equinozi.
Stabiliti così i giorni, i momenti per i quali bisogna eseguire la renderizzazione sono le ore 12:00, un'ora dopo il sorgere del sole ed un'ora prima del tramonto.
Voci correlate
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