A napfény és hatásai
A napfényhatás — mint ahogy az előző fejezetben leírtakból is kitűnik – komolyan befolyásolja a növényházak, télikertek és napházak helyes kialakítását, működtetését. Célszerű ezért – a teljesség igénye nélkül — a napsugárzásra vonatkozó főbb ismereteket, adatokat és a tulajdonságaikat néhány mondatban összefoglalni.
A napfény mint sugárzás
Amit a köznyelvben napfénynek nevezünk, az lényegében a Nap kibocsátotta elektromágneses sugárzás emberi szem által látható része, durva közelítésben a sugárzás mintegy 42%-a. A sugárzás többi 58%-a hősugárzás formájában jut el a Földre.
A hősugárzás természetesen először a légkör felszínéhez ér, amely részben visszaveri, részben pedig elnyeli. Ebből következik, hogy mindössze 40-45%-a éri el a Föld felszínét. A légkör nagy tömege és rossz hőelnyelő képessége miatt nem az elnyelt sugárzástól melegszik fel, hanem az áteresztett és a Föld felszíne által visszavert sugárzástól. Hogy a Föld felszíne a beérkező sugárzásból mennyit nyel el és mennyit ver vissza, az felületi tulajdonságaitól függ. Cikkünk szempontjából lényeges, hogy az emberi környezetben leggyakrabban előforduló felületek milyen arányban verik vissza a beeső sugárzást.
| Felület | A visszavert sugárzás aránya % |
|---|---|
| Füves, zöld felület | 15-25 |
| Beton- vagy kopár kőfelület | 25-45 |
| A víz felülete | 5-15 |
| A friss hó felszíne | 70-90 |
A napsugárzás energiamennyiségére jellemző, hogy a Nap 15 perc alatt annyi energiát sugároz a Földre, amennyit az emberiség – az általa ismert valamennyi energiaformát figyelembe véve – évenként felhasznál. Vagy más megközelítésben: ha a Föld teljes tüzelőanyag készletét összegyűjtenénk és olyan sebességgel égetnénk el, amely megfelelne a Nap energia kibocsátásának, úgy 4 nap alatt minden készletünket felhasználnánk.
Ez az energia a légkör külső határán percenként 1350 W/m2 teljesítménynek felel meg (ez az ún. napállandó). Ebből az értékből könnyű kiszámítani, hogy az emberiség számára a napsugárzás – túl azon, hogy az élet egyik alapvető feltétele – milyen nagy kincs. Minél hatékonyabb hasznosítását ezért az emberiség egyik legfőbb céljának kell tekinteni. A hasznosítási módok közé tartoznak és a hasznosítás hatékonyságát növelik a növényházak, télikertek és napházak is.
A napsugárzás időtartama
A Föld különböző területein – vagy úgy is mondhatnánk, a különböző országokban – a napsugárzás időtartama különböző. Az időtartam függ az adott terület Egyenlítőtől való távolságától (földrajzi szélesség), a greenwichi délkörtől való távolságától (földrajzi hosszúság), továbbá az adott terület időjárását meghatározó domborzati viszonyoktól, tengerszint feletti magasságától stb. Magyarország nagyrészt a 46-48° földrajzi szélesség és a 16-22° földrajzi hosszúság között, hegyekkel határolt medencében fekszik.
Mindezekből adódóan hazánk átlagos nap fény tartama, vagyis az egy éven belüli napsütéses órák száma 1800-2200. Ez az átlagos érték természetesen az egyes évszakok között nem egyenletesen oszlik meg, és a Napnak az égbolton való látszólagos mozgása folytán a napsugárzás szöge egy-egy napon belül és évszakonként is jelentős mértékben változik (2-1. és 2-2. ábra).
2-1. ábra. Látszólagos nappályák az égbolton, az évszakoknak megfelelően.
2-2. ábra. A napsugárzás beesési szögei 12 órakor az évszakforduló napokon (északi szélesség 47°).
A beesési szögnek és a sugárzás irányának (égtájnak) elsősorban a sugárzás intenzitása, tehát a növényházak, télikertek, napházak tájolásának, kialakításának tekintetében van nagy jelentősége. Ismernünk kell azonban egy-egy növényház vagy télikert építésekor a várható napsugárzási időtartamok kiszámításához. Hiszen a 10°-nál kisebb szögben beeső sugárzás energiájával nem számolhatunk, mert azt a környező növényzet és építmények felfogják, eltakarják. Ezt támasztja alá az a sajnálatos körülmény is, hogy az ilyen kis szögben érkező napsugárzásnak igen vastag légköri por- és párarétegen kell áthaladnia, ez nagymértékben csökkenti az intenzitását.
A napsütés időtartamának számításához nagy segítségünkre vannak az ún. nappálya-diagramok, amelyek megtalálhatók a szakirodalomban; legtöbbször átlátszó papíron, hogy a tervezett épület rajzára illesztve a kívánt adatok közvetlenül leolvashatók legyenek. Egy ilyen nappálya-diagramot mutat be példaként a 2-3. ábra.
2-3. ábra. Nappályadiagram (északi szélesség 47°, keleti hosszúság 19°, zárójelben a nyári időszámítás értékei).
A különböző növényházak, télikertek és napházak napsugárzási időtartamának meghatározása minden esetben a tervező feladata. A pontos meghatározásra különösen akkor van szükség, ha az épület vagy építmény tájolása nem választható meg szabadon, vagy a környezetében olyan méretű objektumok, épületek, domborzati viszonyok vannak, amelyek időszakonként jelentős árnyékot vetnek a tervezett építményre.
Különösen a növényházak és napházak esetében rendkívül fontos a napsugárzás időtartamának ismerete, hiszen a növények fejlődési üteme és a hasznosítható energia mennyisége elsősorban ettől függ. Ezért a szakemberek sok éve rendszeresen figyelemmel kísérik, hogy egy éven át az egyes hónapokban, a különböző napszakokban átlagosan hány órán át süt a Nap. Ilyen megfigyelés sorozat eredményeit foglalja össze a 2-1. táblázat.
2-1. táblázat. A napsütés havi átlagos tartama egyes óraközökben (Budapesten).
Amennyiben indokolt esetben ennél pontosabb adatokra van szükségünk, úgy azok is beszerezhetők, de általában elegendő az átlagértékeket figyelembe vennünk a napsugárzási időtartamok meghatározásakor. Eddig is említettük már és a 2-3. ábrán látható diagram alapján is egyértelmű: igen lényeges, hogy a növényház és télikert üvegezett felületei milyen irányba néznek. Ettől függ nemcsak a napsugárzás időtartama, hanem az intenzitása is. A tájolásból adódó összefüggéseket jól szemlélteti a 2-4. ábra.
2-4. ábra. Az épület mellé épített télikert vagy növényház benapozása tájolástól függően a) északi oldalra, b) keleti oldalra, c) déli oldalra, d) nyugati oldalra telepítve; 1 a Nap látszólagos mozgása folytán besugárzott mező; 2 télikert vagy növényház; 3 lakóépület vagy egyéb, gazdasági épület.