A napos ház

Az árnyék meghatározása, a napsugárzás intenzitása

Az árnyék meghatározása

Az előzőekben leírt eljárással meg­határozható a pontos napállás, azaz a napszögek, vagyis a napmagasság-és nap azimut értékek fokokban. Az építészeti gyakorlatban azonban a napszögek csak kivételes körülmé­nyek esetén használhatók fel a raj­zokon közvetlenül, transzformálás nélkül. A nappályadiagram által meghatározott napszögeket árnyék­szögekké, más néven beesési szö­gekké kell átalakítani.

A vízszintes árnyékszög könnyen meghatározható, ha ismert a hom­lokzati tájolás. A vízszintes árnyék­szöget megkapjuk, ha a nap azimutból levonjuk a homlokzat azimutját (a homlokzat síkjának vízszintesre vetített irányszögét északtól mérve). A függőleges árnyékszöget az épí­tészeti rajzokon alkalmazzuk, melye­ken az épületeket ortogonális para­lel projekcióban, vagyis merőleges párhuzamos vetületben ábrázoljuk. A napsugár azonban csak kivétele­sen esik egybe a vetítősíkkal, ezért a napsugárnak, esetünkben a Nap magassági szögének a homlokzat síkjára merőleges síkba eső kompo­nensét, azaz a beesési vagy máskép­pen függőleges árnyékszögét kell le­képeznünk.

A kapcsolódó ábra egy erkélyle­mezt és árnyékát mutatja be axonometrikus ábrázolásban. Az erkélyle­mez (1) homlokzattal párhuzamos pereme és az S napsugár meghatá­rozza az (2) árnyéksíkot. A homlok­zatra merőleges, függőlegesen vo­nalkázott vetítősík és az árnyéksík szaggatottan jelölt metszésvonala (3) az adott S napsugár vetítősíkba eső komponense, vagyis függőleges ár­nyékszöge. A beesési szög és a füg­gőleges árnyékszög a metszeteken közvetlenül felhasználható árnyékszerkesztésre.

Az árnyékkép házon

(Kép fent) Az árnyék, az árnyékkép nemcsak az épületbelső szempontjából lé­nyeges, de a hangsúlyozni kívánt épület külső tekintetében is, úgy a tömeg, mint a felületi struktúrák vo­natkozásában a) nyeregtetős épületnél; b) sátor­tetős háznál.

Az árnyék meghatározása szerkesz­téssel

(Kép fent) Az árnyék meghatározása szerkesz­téssel egy épületsík elé ugratott épületrésznél 1 az épület függőleges homlokzati síkja; 2 árnyéksík; 3 a napsugárzás vetítősíkjának komponense; 4 az árnyékvető tömeg mértani formája; 5 az árnyék; 6 a napsugár vetülete; S napsugár; P vízszintes terep (szerkesztői sík).

Az ábrából jól látható, hogy a napszögek csak további művelettel, például szerkesztéssel vagy számítással kaphatók meg. Mindkét eljá­rás időigényes. A fenti műveletek elkerülésére a függőleges árnyék­szög gyors meghatározásához az ár­nyékszögmérő nyújt segítséget.

A napsugárzás intenzitása

A földfelszínre jutó sugárzásmennyi­ség a napállandótól, a napsugarak beesési szögétől és a napsütéses órák számától függ.

A Föld a Nap körül viszonylag kis excentricitású ellipszispályán ke­ring, ezért változik az év folyamán a Föld- Nap távolság. A változás a tá­volságok négyzetének különbségé­ből számítható, értéke mintegy 7%, a légkör határán mért napállandó konstansnak tekinthető. A napsu­garak beesési szöge is befolyásolja egy bizonyos felületre jutó energia mennyiségét. A napsugarakra me­rőleges felület fogja fel az energia legnagyobb hányadát; amint a nap­sugarak a merőlegestől valamilyen irányba eltérnek, a felfogott ener­gia csökken.

Ha a napsugárzás valamilyen anyagi felületre érkezik, háromféle dolog történhet vele. A sugarak visszaverődhetnek a felületről, átha­ladhatnak azon, vagy elnyelődhet­nek az anyagban. Az anyag felületé­nek megmunkálásától függően a sugarak szóródva (diffúz módon) ve­rődnek vissza. A ráeső sugarakat a durván megmunkált felület erősen szórja, míg a tükörsima felület (pl. magas fényű alumíniumlemez) majd­nem párhuzamosan veri vissza. Az egyenetlen felületű kőfal nem képes a napsugarakat azonos irányba visszaverni, hanem szétszórja őket.

Visszavert sugarak

Bizonyos hullámhosszúságú visszaverődött látható sugarakat szí­nekként észlelünk, míg a más hullámhosszokon érkező sugarak vagy áthaladnak a felületen, vagy elnye­lődnek. Más szóval a Napból érkező sugarak többsége a látható fény tar­tományába, illetve annak közvetlen környezetébe tartozik, visszaverő­désük tehát gyakorlatilag azonos a színek létezésével. A fekete színű tárgyak elnyelik a sugarakat; a fehér szín pedig a látható sugarak tarto­mányába tartozó valamennyi szín keveréke. Egy pirosra festett fal csak a piros színtartományban fogja visszaverni a ráeső látható fényt, a töb­bi színt elnyeli.

Az épületbelső benapozásának in­tenzitása

(Kép fent) Az épületbelső benapozásának in­tenzitását az évszak, a beesési szög és a napszak határozza meg.

Az épületbe jutó napsugárzás in­tenzitása

(Kép fent) Az épületbe jutó napsugárzás in­tenzitása a nyílás szabad vagy ár­nyékolt voltától függ a) normál eset; b) normál eset ár­nyék nélküli, elé ugratott eresszel; c) parapet nélküli ablakozással (er­kély), árnyékvetővel; d) elé ugratott kiülő eresszel.

Beeső nap

(Kép fent) A beeső napsugárzás intenzitását a nap állásszöge (a) és a sugárzás­sal érintett, adott dőlésszögű síkra vetődött fénymennyiség hányadosa határozza meg a) vizsgált sugárzás sávszélessége; b) a sugárzás vetületi mérete.

Azok a napsugarak, amelyek be­hatolnak az anyagba, vagy azonnal elnyelődnek, vagy áthaladnak rajta. A látható sugarak többségét egyenes irányban átengedő anyagok az átlát­szó, transzparens anyagok. Azok az anyagok, amelyek az átengedett su­garakat szórtan továbbítják a belső tér felé, az áttetsző anyagok.

Az üveg a napsugarak egy részét visszaveri, más részét elnyeli. A visszaverődésből adódó veszteség leg­inkább az üveget érő sugarak beesé­si szögétől függ; minél nagyobb ez a szög, annál nagyobb mértékű a visszaverődés. Az elnyelődés mértéke viszont főleg az üveg fémtartalmán múlik; a nagy fémtartalmú üvegek áteresztőképessége kicsi. Jól megfi­gyelhető ez egy üvegtábla élén: ha zöldes színűnek tűnik, akkor az üvegnek nagy a fémtartalma.

Az elnyelődött napsugarak hő­energiává alakulnak, az elnyelő felü­let molekuláiban az atomok mozgása felgyorsul. Ahogyan a molekulák rezgő mozgása az anyagban fokozó­dik, úgy nő az anyag hőmérséklete is. Ha tömör anyagot hőhatás ér, ak­kor hőmérséklete is emelkedni fog. A hőmérsékletet, mint a meleg intenzitás mértékét, a molekulák moz­gása határozza meg; minél gyorsabb ez a mozgás, annál magasabb a hő­mérséklet.