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Diagramma solare

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Descrizione

Si chiama solare quel diagramma sul quale è tracciata la traiettoria del moto apparente del sole nella volta celeste, e che viene di solito utilizzato per eseguire l'analisi solare di un sito o di un edificio.
I diagrammi in uso sono di diversi tipi, e sono funizone:

  • del modo con cui viene eseguita la proiezione della traiettoria del sole;
  • dell'unità di misura utilizzata;
  • del numero di traiettorie riportate.

Tutti i diagrammi sono funzione del giorno dell'anno e del punto di osservazione, che è assunto anche come centro di proiezione; per questo motivo, i diagrammi solari dipendono dalla posizione di studio, e quindi dalla longitudine, dalla latitudine e dall'altitudine. Quest'ultima occorre per determinare l'orizzonte geometrico e quindi l'ora di alba e tramonto.
Tools.jpg È possibile scaricare questo tool in formato Excel per eseguire automaticamente il calcolo del diagramma solare per un particolare giorno dell'anno. Prima dell'utilizzo leggi le avvertenze.

Tools.jpg È possibile scaricare questo tool in formato Excel per eseguire automaticamente il calcolo del diagramma solare per i dodici mesi dell'anno. Prima dell'utilizzo leggi le avvertenze.

Diagrammi polari e cartesiani

Dia solare pol DN.png
Dia solare azimut.png

I metodi di proiezione dei diagrammi solari sono due: polari e cartesiani.

Il diagramma polare (a volte anche detto goniometro solare) rappresenta la volta celeste proiettata su un piano, avente per centro l'osservatore e coordinate polari costituite dall'azimut e dall'altezza del sole. La traiettoria del movimento apparente del sole si proietta come un arco di ellisse, ed è limitata alla semisfera apparente di cielo contenente il punto zenithale sopra l'osservatore, che corrisponde all'altezza solare di 90°.
Per poter rappresentare anche la traiettoria che teoricamente si osserverebbe nelle ore notturne, occorre infatti realizzare un secondo diagramma, questa volta contenente il nadir.

Nel diagramma cartesiano, l'origine corrisponde:

  • alla direzione Sud rispetto al luogo di osservazione quando il diagramma è azimutale, cioè riporta sull'asse orizzontale il valore dell'azimut solare; in tal modo, il punto cardinale Est si trova nel semiasse negativo (a sinistra dell'origine), e quello Ovest nel semiasse positivo;
  • alle ore 12:00 quando il diagramma è orario, cioè riporta sull'asse orizzontale il valore dell'ora di osservazione; in questo caso le ore della mattina si trovano nel semiasse negativo (a sinistra dell'origine), e quelle del pomeriggio nel semiasse positivo.

L'asse verticale riporta sempre il valore di altezza solare; in tal modo, il percorso apparente del sole si traduce in una curva che, con andamento pseudo sinusoidale, oscilla intorno alla linea di orizzonte.

Diagrammi orari e azimutali

Dia solare orario.png

I diagrammi solari possono differire in funzione di una delle due variabili che vengono utilizzate: fermo restando che una è sempre l'altezza solare, l'altra può essere, a scelta, l'ora di osservazione o l'azimut del sole.
Il diagramma orario è soltanto cartesiano, e riporta sull'asse orizzontale l'ora di osservazione; l'origine conicide con le ore 12:00, le ore della mattina si trovano nel semiasse negativo (a sinistra dell'origine), e quelle del pomeriggio nel semiasse positivo. Questo tipo di rappresentazione risulta particolarmente utile quando occorre conoscere la posizione del sole durante un determinato periodo del giorno: ad esempio, per valutare l'illuminamento naturale in un'aula di una scuola che viene frequentata soltanto alcune ore della mattina.

Il diagramma azimutale differisce da quello orario perché la prima variabile è appunto l'azimut solare. Esso può essere sia cartesiano che polare; per la trattazione di entrambi è possibile fare esplicito riferimento al paragrafo precedente.

Diagrammi giornalieri e annuali

Dia solare cart.png
Dia solare pol.png

Come già accennato, scelto un luogo di osservazione, ogni giorno dell'anno ha un proprio diagramma solare, dipendente da due variabili: l'altezza e l'azimut solare.

Il diagramma giornaliero riporta quindi la traiettoria del sole per un determinato giorno dell'anno, ed è valido solo per questo; tale diagramma è quindi utile quando occorre verificare il soleggiamento per un particolare giorno, di solito nei due solstizi estivo ed invernale quando il sole raggiunge l'altezza massima e minima. Tutti i sistemi di ombreggiamento, come tende, lamelle, brise-soleil, aggetti, dovrebbero essere analizzati in queste condizioni estreme. A volte ai solstizi si affiancano anche le date dei due equinozi, per conoscere l'accesso solare anche in condizioni intermedie.

Il diagramma annuale riporta invece la traiettoria del sole per un giorno rappresentativo di tutti i dodici mesi; questo diagramma è utile quando occorre elaborare considerazioni sul soleggiamento per la durata dell'intero anno.
In tal caso, bisogna stabilire per ogni mese un giorno medio per il quale le variabili di altezza e azimut siano sufficientemente caratteristico dell'irraggiamento solare del periodo considerato. Per il calcolo della declinazione solare ai fini della valutazione dell'irradiazione, la norma[1] prescrive l'impiego della seguente tabella:

Mese Giorno del mese Giorno dell'anno (n)
Gennaio 17 17
Febbraio 16 47
Marzo 16 75
Aprile 15 105
Maggio 15 135
Giugno 11 162
Luglio 17 198
Agosto 16 228
Settembre 15 258
Ottobre 15 288
Novembre 14 318
Dicembre 10 344

I diagrammi annuali vengono tutti redatti, in coordinate cartesiane o polari, in funzione dell'azimut; a volte viene tracciata una seconda famiglia di curve, che uniscono punti di mesi diversi alla stessa ora di osservazione. In tal caso, il diagramma azimutale viene tracciato considerando esclusivamente l'ora solare anche nei mesi in cui vige l'ora legale (da marzo ad ottobre): sarà cura dell'utilizzatore aumentare il valore orario di una unità nella lettura della curva.

Voci correlate

Note

  1. UNI 8477-1:1983. Norma ritirata senza sostituzione.
La consultazione di TecnoLogica è preordinata alla lettura delle avvertenze

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