ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИНСОЛЯЦИИ И СОЛЛДЕЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ Советский патент 1969 года по МПК G01W1/12 G09B27/08 

4. .Данное изобретение относится к геофизике,, астрономии и может быть использовано при проектировании строительных зданий, а также в других областях, где необходимо определять характе.ристики солнечной радиации. Известны приборы для о-пределения характе;ристик инсоляции -И солнцезащитных уст.ройств, состоящие-ИЗ .неподвижного основания, на которое Еннесены проекции графических фун1кций, определяющих искомые величины только для определенного пункта на Земле и в определенный период времени. Предлагаемый прибор позБоля.ет определять характеристики инсоляции для любого часа, .даты и пункта на земной поверхности. Выполненный в совокупности с а-строномически.м преОбразователем координат, он состоит из одного неподвижного основания с нанесенным на lero поверхность прямоугольной, концевтрпчнокруговой и радиально-эллиптической координатными сетками, двух вращающихся прозрачных дисков, несущих изображения определенных проекций, двух дисков с индексами и двух линеек, установленных с возможностью перемещения перпендикулярно друг другу, на одной .из которых натянута струна с двумя бегунками. ципиальная схема прибора представлена на фиг. 1. Па неподвижное основание нанесены три координатные сетки: прямоугольная, концентрпчно-круговая и радиально-эллиптическая. Относительно основания и друг друга вращаются четыре соосно установленных прозрачных диска приблизительно одинаковых размеров. Па поверхнссть первого диска нанесена проекция видимого движения Солнца на .меридианальную плоскость в виде пучка параллельных прямых, пересекаемых почасовыми реперными линиями, на поверхность второго диска-проекции строительных элементов здания в виде линий фасада, дополненных прямоугольной и концентрично-кругоБОЙ координатны.ми сетками, на поверхность следующих дисков (один из них может быть в виде сектора) -радиальные индексы в виде штриховых шкал. Прибор снабжен т.акже двумя прозрачными линейками, установленными перпендикулярно друг другу с возможностью пере.ыещения. Все диски имеют выступы, благодаря которым они могут вращаться вокруг общей оси. Более подробное объяснение нанесенных на соответствующих дисках проекций представлено на фиг. 2-6.

собой jipoeKiu-iio небосвода на горизонтальную плоскость. Лии.ия 2 является лщшей пересечення вертикальной и горизонтальной плоскостей проекции и одновременно направлением юг- север (5, Л-) для северного полушария, и север - юг (N, S для южного полушария. Линии 15 и 16 со шка.той % в сочетании с прозрачным диском фиг. 5 определяют нроиснт пропускания солнечной радиации стеклом.

Все остальиые линии и шкалы фиг. 3 онределяют в сочетании с нрозрачными дисками фиг. 4 и 5 актпнометрическне и геометрические характеристики облучения, подробности которых даны ниже в описании Бзапмоде1 1ствия частей прибора.

На первый прозрачный диск (фиг. 3) нанесены вертикальные следы плоскостей суточного движения Солнца. Это параллельные линии 3 (линии дат) п дуги эллипсов 4 (линии часов) из элементарной астрономии.

Ценгральная линия дат 5 со стрелкой соответствует склонению 6 0. Траектории дат 3 приведены для первого, десятого и двадцатого чисел каждого месяца. Наличие шкалы склонений позволяет дополнить эти траектории любой промежуточной, отвечающей в точности нужной дате.

Над часовыми ллниями 4 проставлены часы до и после полудня для северного полушария, а под ними - часы для южного полушария. Стрелка против нулевого деления служит для установки диска по широте местности. Диск закрепляют в нужном положенпи прижимом к основе шляпкой в,инта Т.

На другом прозрачном диске (фиг. 4) материал.изуется план местности, окаймленный линией горизонта /, на Который нанесены планы вертикальных плоскостей АВ по диаметру 2, и А, Bi по диаметру 4, облучаемой Солнцем со стороны квадратной сетки 6. Наклонные линии 3 представляют собой следы ф1гктивных вертикальных плоскостей, расположенных по диагоналям проемов, необходимые для определения продолжительности инсоляции через проемы различных габаритов. Шкалы 4 определяют «осннус угла падения луча (cos i) на вертикальную плоскость, исходя из горизонтальной проекции Солнца С. Кривые 8 и 9 слулот для быстрого определения процента пропускания радна ции К% при по шкалам 2 через одно или два вертикальных стекла или наклонные стекла гелиоустановок. Эти кривые дублируют линии 15 и 16 фиг. 3, по которой можно также определпть коэффициент пропускания /С% при любых значениях, но путем дополнительной сноски по циркулярной сетке 7. Шкалы 2 наносят для стекол разной прозрачности. Нериферийные шкалы 5 фиксируют азимуты по отношению к фасадной линии.

Шкалы 2 Служат также масштабо м в решении некоторых задач по длинам теней, по затенению различных объектов солпцезащитными устройствами и по расчету гелиоустановок. На двух последних прозрачных дисках (фиг. 5, 6)

нанесены радиальные штриховые индексы, причем на одиОМ материализуется гор 13оитальная проеК1и1Я луча, на другом, который может быть выполнен в виде прозрачного сектора (фиг. 6), - вертикальная проекция. Радиус сектора .несколько больше его диска, благодаря чему возникает возможность поворота вручную сектора под диско.л. Две подвижиые взаимноперпендикулярные нрозрач)1ые линейки (фиг. 7) скользят по поверхност прибора и служат для облегчения сносок. Нейлоновые нити, прикрепленные к винтам и перекинутые через бобышки, сохраняют нериендикулярность линеек.

Нервой операцией является установка стрелки диска В против угла ср заданной широты 1 гестности на основе А. Для этого отиускают стопор Т (фиг. 9 и 1) и поворачивают диск В до тех нор, пока стрелка нулевого склонении (фиг. 8) не остановится иротиз нужного значения угла ф на шкале 8 основы А (фиг. 2), носле чего стопорят диск В. Для южной широты угол читается но шкале 9 (фиг. 2). В таком иоложении (фиг. 8) точка нересечения линий даты 4 и часа 6 на диске В является вертикальной проекцией Солнца С.

Высоту (Солнца h читаем на основе Л в точке // (фиг. 8), здесь же по И1кале ctg/г находим длииу тен;1 на 1 м высоты. Точк; г/i и г/2 определяют соответственно илотность ирямой солнечной радиации на плоскость, перпендикулярную лучу, и на горизонтального плоскость в ккал/лг час. Точка у определяет косинус угла падения Z на горизонтальную поверхность.

Точку С горизонтальной проекции Солнца находим, следуя из С по 6 и 7 до С, пользуясь линейками сносок. Горизонтальной нроекццей луча Солнца будет отрезок СО, вертикальной - СО. Лзнмут Солнца а читаслг по шкале JO основы (фнг. 2).

Нроекцин лучей, т. е. СО н СО, приобретут большую наглядность, если мы наведем на них лннии диска D и сектора С (фиг. 2 и 6) поворотом последних.

Нри.чечания: 1) для географическнх пунктов на экваторе горизонтальные проекцни (фиг. 10) Солица определяют отсчетом временц О6|, равного но числу часов и минут времени WC. 2) для географических нунктов в зоне экватора удобнее пользоваться циркулярно-концецтрнческой сеткой.

Определение характеристик солнечного облучения вертикально плоскости:

Новоротом диска С (фиг. 4 и. 2) устанавливают след в соответствии с его привязкой на карте ио странам света, руководствуясь обозначения.ми SNEW и делениями Б градусах по контуру горизонта на основе А.

Нримечание: поворот диска С яе нарушает прсдыдушей настройки дисков В, D и Б, так как диск В застопорен, а диск D и сектор Е находятся по другую сторону пеподвижного прозрачного листа Я (фиг. 2), которого может н не быть.

Для :расчетов по гелиоустановкам линия gg принимает другое толкование, а именно: она представляет собой продольный разрез гелиоустановок, ориентированных на юг (или на север в южном полушарии) на:клонно к земле под утлом (3, устанавливаемым вращением диска С (линия 4 на фиг. 11).

Солнце, начиная с вос.хода (фиг. 9), т. е. начиная с часа 5, освещает вертикальную плоскость ggi до тех пор, пока траектория Солнца -по небосводу не пересечет эту плоскость. В этот момент Солнце оказывается в е небосвода, определяемой пересечением 4 -я 3. Соответствующий чае дня читаем по часовой линии 52, проходящей через точку е.

При положении солнца СО находят косинус угла падения солнечного луча на вертикальную плоскость, следуя цо cf в виде отрезка о/. Одновременно, следуя по femn, получают цроцент Х% пропускания солнечной радиации вертикальным листом стекла. Коэффициент вхождения солнечной энергии через окна в толстых ограждения.х определяют по азимуту луча и его наклону читаемым на приборе.

Для расчета гелиоустановок типа горячего ящика, ориентированных на юг (см. фиг. 11), достаточно условиться считать линию АВ (фиг. о) (она же линия gg фиг. 8 диска С) разрезом илоскости гелиоустано1вки меридианальной плоскостью. Установив АВ иод углом (3 наклона и опустив перпендикуляр (ио сетке фиг. 5) из точки Свертикальной проекции Солнца на нормаль к плоскости установки, определяют (по диску 2) от (от cos/), откуда, продолжив ст до точек g и с пересечения, получают множитель j cosf-/(%. Плотность солнечной радиации при одинарн ом остеклении будет QA-cosixX /o Qxmg или Qxmc. Когда cost. З 0,7, сносят от на o/nj и получают данные tuigi и по кривым на основе.

Предмет изобретения

1.Прибор для определения характеристик ннсоляций и солниезащ1 тных устройств зданий

и сооружений, содержащий неподвижное основание, четыре прозрачных диска, устаиовленных с возможностью вращения вокруг общей оси относительно друг друга и основання, отличающийся тем, что, с целью проведения геометрических и энергетических расчетов солнечной инсоляццц для любой точки земного шара, любой даты |И часа, на неподвижное основание нанесены прямоугольная, концентрично-круговая и радиально-эллиптпческая координатные сетки в окружности, имитирующей плоскость горизонта, с градусными угловыми делениями, на двух прозрачных дисках - проекции видимого движения Солнца на меридцанальную

плоскость в виде иучка иараллельных прямых, пересекаемых почасовыми реперными линиями, и ироекццц строительных элементов зданий в виде линий фасада, дополнительных прямоугольной и коицентрично-круговой координатными сетками соответственно; на два других нрозрачных диска нанесены штриховые индексы.

2.Прибор ио и. 1. отличающийся тем, что он снабжен установленными с возможностью перемещения двумя иоперечными прозрачными линейками, на одну из которых натянута струна с двумя бегунками.

, ,,,11 11111 J IO/ /MWC

20

% %

,IIIIiII v

. -. Ч i i -I .1-i |n.|,J lu

8

,/, 5

JW

.K