Инсоляционный прибор

 

Использование; изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для построения соленчных карт и к ним дополнительных инсоляционных графиков для любой географической широты, предназначенных для решения комплекса геометрических задач инсоляции и солнцезащиты для любого часа и даты, что свидетельствует об универсальности заявленного прибора, Прибор позволяет повысить точность расчетов инсоляции и солнцезащиты. Сущность изобретения состоит в том, что на планшете нанесены прямоугольные , ломаные координатные сетки, что позволяет легко и быстро найти параметры окружностей траектории движения Солнца и часовых линий, и их построения выполняются только с помощью циркуля и линейки. Прибор в комплексе с линейкой и полученными графиками позволит с высокой точностью решать указанные выше задачи , используя известные методы, 9 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Is>>s G 01 W 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4909506/10 (22} 11.02,91 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В,E. Михайленко, M.Р. Сооронбаев, А.Ж. Садыков и А.В. Толок (73) В.,Е, Михайленко (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1525647, кл. G 01 W 1/12, 1988. (54) ИНСОЛЯЦИОННЫЙ ПРИБОР (57) Использование: изобретение относится к измерительным приборам и может. быть использовано для построения соленчных карт и к ним дополнительных инсоляционных графиков для любой географической

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для построения солнечных кэрт, дополнительных к ним инсоляционных графиков для любой широты и для определения показателей инсоляции, параметров солнцезащитных устройств светопроемов nðè проектировании гражданских и промыш, ленных зданий или генеральных планов, Целью изобретения является повышение универсальности и удобства в эксплуатации прибора, а также повышение точности определения всех показателей инсоляции для любого часа, даты и широты земли.

На фиг. 1 показан инсоляционный прибор, общий вид; на фиг. 2 — сектор I планшета, общий вид; на фиг. 3 — секторы II и Ш планшета, общий вид; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 5, 6 — секторы! Ч; V планшета, примеры построения инсоляционных

„„. Ж„„1831702 АЗ широты, предназначенных для решения комплекса геометрических задач инсоляции и солнцезащиты для любого часа и даты, что свидетельствует об универсальности заявленного прибора, Прибор позволяет повысить точность расчетов инсоляции и солнцезащиты, Сущность изобретения состоит в том, что на планшете нанесены прямоугольные, ломаные координатные сетки, что позволяет легко и быстро найти параметры окружностей траектории движения

Солнца и часовых линий, и их построения выполняются только с -помощью циркуля и линейки. Прибор в комплексе с линейкой и полученными графиками позволит с высокой точностью решать указанные выше задачи, используя известные методы. 9 ил, графиков; на фиг. 7 — шкальная линейка со стрелкой — указателем, общий вид; фиг. 8— солнечная карта — ЭПП, общий вид; фиг, 9 — — а инсометрика — ЭПП, общий вид. Сф

Инсоляционный прибор содержит план- (1 шет 1 с координатными сетками и примерами построения, состоящий иэ пяти секторов, ось 2 в виде специального винта с декоративной головкой и острым кончиком (иголкой), линейку 3 со стрелкой — указателем и маленекими отверстиями 6 и 7. аа( жи м 4 (фиг. 1, 4), Инсоляционнми прибор работает еле- (а дующим образом. На планшет 1 накладывается прозрачная бумага — калька (на фиг, 1 показана штриховыми линиями) и крепится при помощи зажима 4. Проводится циркулем окружность радиусом R соответствующей широты p — окружность горизонта (например, р =55 с.ш, г. Москва, R=4,0 см}.

B дальнейших примерах будет рассматри1831702 ваться этот же пример (пр., когда р=55 с.ш,. и запишется в скобках), Для построения видимых траекторий солнца, находящихся в любом заданном месте объектов, пол ьзуемся сектором 1, На нем имеются дае координатные сетки Cs и R6 и две группы ломаных линий. Так как согласно настоящему изобретению, все траектории солнца и часовые линии представляют собой окружности, задача сводится к определению смещения центра Св, С,-х,+С у относительно осей С-Ю,  — 3 и радиуса Иа, Rc„, С этой целью по оси В-З от центра вправо и влево отложены значения географических широт от @=35 с.ш. по75 с.ш., по вертикали С вЂ” Ю размещена шкала мер А в сантиметрах, а каждая ломаная соответствует 22 числу каждого месяца, проставленному на ней римскими числами. Левая часть сектора 1 — для определения геометрического места всех 20 центров окружностей траектории солнца, а правая часть для определения числовых значений по шкале мер А их радиусов для всех месяцев года и широт. Для нахождения укаэанных параметров окружностей, от то- 25 чек пересечения ломаных с вертикальной линией, проведенной через принятую точку (пр, rp =55 с.ш.) на шкале широт р, опускают перпендикуляры на шкалу мер А (пр.

Са,m=2,4 см, Во,ч =б,0 см, Со,v,÷è=2,15 см

Ва,v,а =4,9 см и т.д,). Получив геометрическое место всех центров Csi, числовые значения радиусов Rg на шкале А можно провести окружности траектории солнца для каждого месяца до пересечения с ок- 35 ружностью горизонта. При этом траектория солнца в дни весеннего (22ЛИ, 6=0) и осеннего (22.!Х, 6=0) равноденствия проходит через две точки, принадлежащие одновременно окружности горизонта и оси В-З 40 (фиг. 5, сектор IV, верхняя фигура), Для построения часовых окружностей пользуемся симметричными относительно оси С вЂ” Ю секторами II и III, В этих секторах точки пересечения ломаных с горизонталь- 45 ной широтной линиеи принятой широты (пр. р-55 с.ш.) определяют геометрическое место всех центров +Сг у,-Сг часовых окружностей. Все эти часовые окружности проходятчерез точку s, принадлежащую оси 50

С вЂ” Ю, находящейся а t секторе. Точка s принятой широты определяется аналогично Rg посредством ломаной s. Еще предлагается другой вариант определения местонахождения точки з на шкале мер А. Взяв в качестве точки пересечения принятой горизонтальной ширОтной линии с Осью С Ю, проводим ок ружность через точки восхода или захода окружности горизонта, отмеченной 90 . Проведенная через указанные точки окружность пересечет шкалу мер А в искомой точке s (фиг. 5, сектор IV, нижняя фигура). При необходимости с помощью горизонтальных и вертикальных шкал мер можно получить все необходимые числовые значения окружностей — траектории Солнца, часовых линий и горизонта.

Проводится окружность, определяю-. щая расчетное начало и конец инсоияции или отмечающая угол падения солнечного луча на землю в НО=10 за пределами которой прямые солнечные лучи теряют.эффективность.

Получен основной график "солнечная карта — ЭПП" (фиг, 8), который позволяет решать комплекс инсоляционных задач и основан на применении соответствующих сменных графиков, образующих единую серию, Одним из основных таких графиков является "инсометрика-ЭПП" (фиг. Q), предназначенный для расчетоа показателей инсоляции помещений и открытых территорий застройки с учетом затеняющего влияния расчетных точек окружающей средой (здания, стационарные деревья, балконы, лоджии, козырьки и т.п,) и для определения параметров солнцезащитных устройств.

"Инсометрику — ЭПП" выполняют на прозрачной бумаге (кальке) и при расчетах накладывают на солнечную карту — ЭПП, одевая при этом их центры К на иголку винта 3.

"Инсометрика-ЭПП" строится следующим образом. Калька накладывается на планшет 1 и эажимается зажимом 4. Проводится окружность горизонта; радиусом (пр. 55 с,ш., R=4.0 см), НО=10О и взаимно перпендикулярные оси, Вкручивается винт 3 с иголкой в паз 5 снизу планшета 1. На иголку надевается отверстие 7 линейки 3, На линейке 3 шкала Ев представляет геометрическое место всех центров окружностей.

Совмещая край линейки 3 с осью С-Ю, переносим центры С на ось С-Ю и проводим окружности, проходящие через две точки— точки восхода (6 ч) и захода окружности горизонта, Радиальные линии строятся вращением линейки вокруг иголки, отсчитывая при этом азимут от осевой линии С вЂ” Ю впра. во и влево на азимутальной шкале. расположенной на наружной окружности планшета

1 (фиг. Ь; сектор, верхняя фигура).

Существуют солнечные карты, на которых нанесена координатная сетка, основанная на радиально-кольцевой системе и предназначенная для определения координат (азимуты и высоты) Солнца. Для построения таких координатных сеток достаточно снять линейку 3 с иголки и надеть второе

1831702 отверстие 6 на иголку. Шкала на линейке 3 указывает величины радиусов окружностей высоты Солнца от центра К. Зная Кн, можно провести концентрические окружности, служащие для определения высоты Солнца, радиальные линии, построение аналогично радиальным линиям на инсометрике — ЭПП, позволяют отсчитывать азимуты Солнца от южного направления меридиана вправо и влево, Если нет необходимости построения таких сеток, то предлагается другой вариант определения координат Солнца. 8 какойнибудь заданный момент на солнечной карте линейку разворачивают вокруг иголки так, чтобы край линейки совпал с точкой нахождения Солнца. Тогда в виде прямоугольного треугольника стрелка на конце линейки 3 соответствующей широты укажет его азимут, à по шкале RH на линейке 3 определяют высоты Солнца.

Шкальную линейку 3 удобно использовать для определения продо, жительности инсоляции (П,И.) обьектов с учетом их ориентации. Например, для определения п.и. вертикального фасада зданий достаточно, чтобы стрелка-указатель линейки показывала принятую ориентацию, а внутренний край линейки разделял солнечную карту на две части — та часть, где лежит стрелка — указатель покажет п.и. фасада зданий в течение года, а другая часть покажет время нахождения их в тени.

8 совокупности "солнечная картаЭПП", "инсометрика-ЭПП" и шкальная линейка 3 на планшете 1 позволяют решать все геометрические задачи по расчетам инсоляции и солнцеэащиты с высокой точностью и большой скоростью, вызванной тем, : что всегда используются только закономерные линии — окружности и прямые линии, которые легко и просто строятся с помощью циркуля и линейки, Для расчетов показателей инсоляции, солнцезащитных средств, основанных на применении заявляемого инсоляционного прибора (ппаншет, солнечная карта — ЭПП, инсометрика — ЭПП, шкальная линейка) можно использовать существующие методы: комплексный метод расчетов показателей инсоляции и солнце5 защитных средств (Б.А. Дунаев. Инсопяция жилища. М., Стройиздат, 1979, глава V, А.Я.

Штейнберг. Расчет инсоляции зданий, Киев, Буд! вельник, 1975, с. 24, 25. 40. Руководство по проектированию солнцезащитных

10 средств в промышленных зданиях, Москва, Стройиздат, 1980. с. 54 — 56): метод "теневых масок" (Е. Харкнесс, M. Мехта: Регулирование солнечной радиации в зданиях, М„

Стройиздат, 1984, с. 38 — 45, 126 — 137, 171, 15 172 (Приложение 2).

Предлагаемый инсоляционный прибор по сравнению с прототипом позволяет повысить точность построения солнечных карт и графиков и на основе их решать комплекс

20 геометрических задач инсоляции и солнцезащиты для любого часа, даты и широты

Земли, что свидетельствует об универсальности заявляемого прибора. При этом отпадает необходимость накладывания на

25 чертеж большого количества графиков, все расчеты выполняются непосредственно на планшете и прибор не требуетдополнительных операций (например; размещения его налинейках кульмана),чтодоказываетудоб30 ство данного прибора в эксплуатации.

Формула изобретения

Инсопяционный прибор, включающий планшет с инсоляционным графиком, эа35 крепленную на нем перпендикулярно его плоскости ось, установленную на оси с воэможностью вращения стрелку, линейку и транспортир со шкалой, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности

40 измерения, в него введен зажим для крепления бумаг, стрелк жестко связана с линейкой, а шкала транспортира и инсоляционный график в виде прямоугольной и ломанной координатной сетки нанесена на

45 планшете.

1831702

1831702

1831702

1831702

1831702 о"" """ ккРтА - ущ

Ф = 55 <.gi

+ 55 с.а.

И а Ю-У+гЗД -Ц5- 60.

1Q 1Ü

Фиг. У

Составитель . В. Михайленко

Техред М.Моргентал Корректор С;Юско

Заказ 2551 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород; ул.Гагарина, 101