Linijka słońca
Zegar słoneczny na wieży ratuszowej w Sandomierzu
Diagram Linijki Słońca MT opracowany przez Mieczysława Twarowskiego
Syntetyczna postać diagramu wyskalowanego zgodnie
Maksymalny kąt wychylenia budynku dwutraktowego
Minimalna odległość pomiędzy projektowanymi budynkami
Linijka Słońca jest tradycyjną metodą pomiaru czasu nasłonecznienia.
Pojęcie to bardzo często utożsamiane jest z samą analizą nasłonecznienia.
Diagram Linijki Słońca to nic innego jak zmodyfikowany zegar słoneczny, za pomocą którego odczytujemy kąt padania promieni słonecznych w płaszczyźnie poziomej, a także długość cienia rzucanego od badanej przeszkody o konkretnej godzinie. Diagram po raz pierwszy ukazał się w książce "Słońce w Architekturze" autorstwa Mieczysława Twarowskiego wydanej w 1961 roku. Od tej pory diagram Linijki Słońca stał się ważnym elementem warsztatu pracy architektów.
Warto zauważyć, że książka profesora Twarowskiego poruszała całe spektrum problemów związanych ze światłem słonecznym w architekturze, a w chwili jej powstawania nie istniał wymóg zapewniania minimalnego czasu nasłonecznienia w projektowanych budynkach.
Po raz pierwszy w polskim ustawodawstwie przepisy dotyczące minimalnego czasu nasłonecznienia mieszkań, placówek oświaty a także placów zabaw dla dzieci, pojawiły się w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 4 grudnia 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 1995 r. nr 10 poz. 46).
W momencie wejścia w życie wspomnianego przepisu Linijka Słońca była jedynym narzędziem, za pomocą którego można było zmierzyć czas nasłonecznienia. Należy pamiętać, że w swojej pierwotnej postaci diagram sporządzony był dla równonocy wiosennej i jesiennej czasu słonecznego zwanego inaczej czasem lokalnym, który wyznacza się w miejscu pomiaru na podstawie momentu górowania Słońca.
Odpowiednio wykreślona Linijka Słońca dla czasu słonecznego jest narzędziem bardzo precyzyjnie mierzącym długość nasłonecznienia dla zadanej szerokości geograficznej.
Należy jednakże pamiętać, iż przepisy zawarte w §60 Warunków Technicznych nakładają obowiązek zapewnienia odpowiedniego czasu nasłonecznienia pomieszczeń mieszkalnych w określonym przedziale czasu - tj. od godziny 7:00 do godziny 17:00.
Wprowadza to zasadniczy problem techniczny polegający na ustaleniu rzeczywistej pozycji Słońca na niebie dla wspomnianych dwóch krytycznych chwil pomiaru.
Problem ten można rozwiązać w bardzo prosty sposób. Za pomocą dowolnego algorytmu solarnego należy skorygować wartości kątowe azymutów wykreślonych dla poszczególnych godzin, lub skorzystać z gotowego rozwiązania jakim jest program Linijka Słońca - link do strony programu.
Niewątpliwą zaletą korzystania z Linijki Słońca jest jej wektorowy charakter.
Oczywiście analizę nasłonecznienia można wykonać w dowolny sposób - np. za pomocą programów 3D. Programy te mają zaimplementowane narzędzia, za pomocą których można odczytać pozycję Słońca na niebie dla poszczególnych godzin.
Analiza taka polega na śledzeniu cienia (własnego lub rzucanego przez inne budynki) na badanym oknie w określonych interwałach czasowych. W sytuacji gdy obserwowane okno będzie nasłonecznione odpowiednią ilość czasu - czyli najczęściej powyżej 3 godzin, można uznać, że warunek nasłonecznienia jest spełniony a analiza jest zakończona. Jeżeli jednak pomiar nie wychodzi, żaden program 3D nie da odpowiedzi co zrobić, żeby zapewnić minimalny czas nasłonecznienia. Na przykład o jaką wartość powiększyć odległość pomiędzy budynkami lub o ile zmniejszyć wysokość budynku zacieniającego.
Zaletą diagramu Linijki Słońca jest to, że ma ona charakter linearny. Posługując się programem "Linijka Słońca" od razu wiadomo gdzie znajduje się Słońce w początkowym i końcowym momencie 3 godzinnego czasu nasłonecznienia. Płaszczyzna zawarta pomiędzy początkową i końcową pozycją Słońca na niebie nie może zostać przecięta przez żadną przeszkodę kubaturową. Dzięki sporządzonym w ten sposób wykresom zwanymi "trójkątami nasłonecznienia" projektant od razu widzi, nieprzekraczalne linie zabudowy projektowanego budynku.
Za pomocą diagramu Linijki Słońca otrzymujemy od razu podstawowe informacje dotyczące usytuowania budynku względem stron świata oraz innych sąsiednich budynków. Na ilustracjach obok przedstawiono sposób rozwiązania podstawowego problemu projektowego. Odpowiednio wyskalowany diagram Linijki Słońca wskazuje kąt padania promieni słonecznych o godzinie 7:00. Ponieważ minimalny czas nasłonecznienia wynosi (poza zabudową śródmiejską) 3 godziny, to wiadomo, że na wschodniej ścianie budynku dwutraktowego słońce musi świecić przynajmniej do godziny 10:00. Znając azymut (kąt padania promieni słonecznych) o godzinie 10:00 od razu wiadomo jaki jest maksymalny kąty wychylenia budynku dwutraktowego w kierunku północno wschodnim.
Innym przykładem problemu projektowego jest znalezienie minimalnej odległości pomiędzy budynkami, zapewniającej odpowiedni czas nasłonecznienia dla projektowanych mieszkań. Wstawiając linijkę słońca do badanego okna należy odczytać wartość godzinową azymutu równoległego do przekątnej okna w rzucie. Po odczytaniu początkowej godziny nasłonecznienia od razu wiadomo, do której godziny słońce musi świecić w badanym oknie. Linia wyznaczająca azymut dla położenia Słońca 3 godziny później stanowi nieprzekraczalną granicę zabudowy, dla budynku sąsiedniego.
Tak więc za pomocą diagramu Linijki Słońca, można w bardzo krótkim czasie dokonać szeregu obliczeń warunkujących odpowiednie usytuowanie budynków względem stron świata i względem innych istniejących lub projektowanych budynków.
Więcej szczegółowych informacji na temat sposobu posługiwania się Linijką Słońca można znaleźć w sekcji tutoriale. Natomiast w zakładce szkolenia można zapisać się na szkolenie online z Linijki Słońca oraz Obszaru Oddziaływania Obiektu.
