Прибор для определения характеристик инсоляции и соллдезащитных устройств

 

ОПИСАНИЕ 236875

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

Ийто нт-, -, Зависимое от авт. свидетельства Хе

1хл, 42п, 7/02

Заявлено 11.IV.1967 (№ 1149160/18-10) с присоединением заявки ¹.ЧП1х Ст 09 о

x Д1х 522.45(088.8) Приоритет

Опубликовано 03.1!.1969. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 23ХI.1969 Комитет по делам изобретений и открытий при Спеете Министрае

СССР

Лвтор изобретения

Г. T. Мелия

Заявитель Зональный научно-исследовательский и проектный институт типового .и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий.ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И НСОЛЯ ЦИ Й

И СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ.Данное изобретение относится к геофизике, астрономии и может быть использовано при проектировании строительных зданий, а также в других областях, где необходимо определять характеристики солнечной радиации, Известны приборы для определения характеристик инсоляций и солнцезащитных устройств, состоящие.из неподвижного основания, на которое нанесены проекции графических функций, определяющих искомые величины только для определенного пункта на Земле и в определенный период времени.

Предлагаемый прибор позволяет определять характеристики инсоляции для любого часа, .даты и пункта на земной поверхности. Выполненный в совокупности с астрономическим преобразователем координат, он состоит из одного неподвижного основания с нанесенными на ч.го поверхность прямоугольной, концентричнокрутовой и радиально-эллиптической координагными сетками, двух вращающихся прозрачных дисков, несущих изображения определенных проекций, двух дисков с индексами и двух линеек, установ ILHHbIx с возможностью перемещения перпендикудярно друг другу, на одной .нз которых натянута струна с двумя оегункамп.

Прибор оформлен в виде папки, на одной стороне которой установлены его узлы. Принципиальная схема прибора представлена на фиг. 1.

11а неподвижное основание нанесены три координатные сетки: прямоугольная, концентрично-круговая и радиально-эллиптическая.

Относительно основания и друг друга вращаются четыре соосно установленных прозрачных диска приблизительно одинаковых размеров.

Иа поверхнссть первого диска нанесена проекция видимого движения Солнца на меридиаH3льнх1о плоскость в Виде пх чка параллельны\ прямых, псресекаемых почасовыми реперными линиями, на повсрхность второго диска-проекции строитель ltlx элементов здания в виде линий фасада, дополненных прямоугольной и концентрично-круговой координатными сетками, на поверхность следующи. дисков (один из них может быть в виде сектора) — радиальные индексы в виде штриховых шкал. Прибор снабжен также двумя прозрачными линейками, установленными перпендикулярно друг другу с возможностью перемещения. Все диски имеют выступы, благодаря которым они могут вращаться вокруг общей оси.

2> Более подробное объяснение нанесенных на соответствующих дисках проекций представлено на фиг. 2 — 6.

Основанием прибора служит металлический или пластмассовый лист, на который нанесены

30 линии н шкалик Окружность 1 представляет

23!7875

20 сооой проекцию неоосводя на горизонт1!льную плоскость. Лин;1я 2 является линиci пересечсни5! Вертикальной и ГО1)изонтя;!ы!ой п. !ос костей проекции и одновременно направлением юг— север (S, Л ) для северного полушария, II север — юг (Л, S) для южного полушария. Линии 15 и 16 со шкалой % в сочетании с прозрачным диском фиг. 5 определяют процент пропускания солнечной радиац!ш стеклом.

Все остальные линии и шкалы фиг. 3 определяют в сочетании с прозрачными дисками фиг. 4 и 5 актинометрические и геометрические характеристики облучения, подробности которых даны ниже в описании взаимодействия частей прибора.

Г1а первый прозрачный диск (фиг. 3) нанесены вертикальные следы плоскостей суточного движения Солнца. Это параллельные линии 8 (линии дат) .п дуги эллипсов 4 (линии часов) из элементарной астрономии.

Центральная линия дат 5 со сгрелкой соответствует склоненшо б = О. Траектории дат 3 приведены для первого, десятого и двадцатого чисел каждого месяца, 1-1али ше шкалы склонений позволяет дополнить эти траектории лпобой промежуто IIIQII, отвечающей в точности нужной да те.

11ад часов!.!м.l линиями 4 проставлены часы до H послc полудня для северного полушария, а под ними — 1асы для южного полушария.

Стрелка проп!в пулевого деления слу)к IT для установки диска по широте местности, Диск зякре5!ляют В н, жном поло)кении п1)ижимом к основе шляпкой винта Т.

Иа другом прозрачном диске (фиг. 4) материал)изуется план местности, окаймленный линией горизонта 1, на который иапссспы планы вертикальных плоскостей ЛВ по диаметру

2, и Л1, В, по диаметру 4, об 7y lae)!Oil Солнцем со стороны квадратной сетки 6. EIaK7oklпые лини!1, 7 представляют собой следы фиктивных вертикальных плоскостей, расположениых по диагоналям проемов, необходимые для определения продолжительности инсоляции через проемы различных габаритов. Шкалы 4 определяют косинус угла падения луча (cosi) на вертикальную плоскость, исходя из горизонтальной проекции Солнца С. Кривые 8 и 9 служат для быстрого определения процента пропускания радиации E(% при cosi (06 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 определить коэффициент пропускания К% при любых значениях, но путем дополнительной сноски по циркулярной сетке 7. Шкалы 2 наносят для стекол разной прозрачности. Периферийные шкалы 5 фиксируют азимуты по отношенно к фасадной линии.

Шкалы 2 служат также масштабом в решении некоторых задач по длинам теней, по затенению различных объектов солнцезащитными устройствами и Ilo расчету гелиоустановок. 113 двух последних прозрачных дисках (фиг. 5, 6) 25

65 нанесены радиальные штриховые гп!дсксы, причем на ос1пом материализуется гор !зоп r3льпая п1)оск1, и51 луча, па др гo)i, KoTo;)I III !О)кс! быть выполнен в виде прозра !ного сок!о,)3 (фиг. 6), — ве ) THK3ëüí ая проскшпи Радиус сектора несколько больше радиуса его диска, благодаря чему возникает возможность поворота вручную сектора под .!иском. Две по7вижные взаимноперпендикулярные Il,)озрачпыс линейки (фиг. 7) скользят по поверхпос771 прибора и служат для облегчения сНосоК 11сй7!7новые нити, прикрепленные K 3!штам и пс;)ск;!нутыс через ообышки, сохраня от псрпс !д:iК1ЛЯ РПОСТЬ;!ИП СОК.

Первой операцией является установка стрелки диска В против угла 11; заданной широты местности на основе 71. Для этого отпускают стопор Т (фиг. 9 и 1) и поворачива!от диск В до тех пор, пока стрелка нулевого склоне:Iè5! (фиг, 8) не остановится протиз .!1ужного значспия угла ср иа шкале 8 основы Л (ф. !г. 2), после чего стопорят диск В. Для южной широты угол читается по шкале 9 (фиг. 2), В таком положении (ф!!г. 8) точка пересечения линий даты 4 и часа 6 на диске В является вертикальной проекцией Солнца С.

Высоту Солнца /г читаем И3 ociIO3o . в тoчкс Л (фиг. 8), здесь жс по шкале с1 /! находим длину тени «а 1 ги высоты. Точк, у, и !1 определяют соответственно плотность прямой солнечной радиации на плоскость, перпендикулярную лучу, и иа горизонтал1и!ую плоскость в кка.!1 1! - Час. Точка !! определяет косин) с угла падения Z kна горизонтальную поверхность.

Точку С горизонтальной проекшш Солнца находим, следуя из С по 6 и 7 до С, пользуясь линейками сносок. Горизонтальной проекцией луча Солнца будет отрезок СО, вертикальиои — С 0. Л35!71 т Солнца х читаем по шкале

1!7 основы (фш. 2) .

Проекции лучей, т. е. СО и С О, приобретут большую наглядность, если мы наведем на IIII линии диска D и сектора Е (фиг. 2 и 6) поворотом пос,7едних, Примечания: 1) для географических пунктов на экв поре горизонтальные проекцш! (фиг. 10) Со,!Ица определя!от отсчетом времени OCI, равного по числу часов и минут âðåмени )55 С . 2) для географических пунктов в зоне экватора удобнее пользоваться циркулярно-концентрической сеткой.

Определение характеристик солне шого облучения вертикальной плоскости:

Поворотом диска С (фиг. 4 и 2) устанавливают след pig в соо!ветcтвии с его привязкой на карте по странам света, руководствуясь обознячениял!и S. I EW и делениями в IðàäóñàK по ко!ггуру горизонта на основе1.

11римечание: поворот диска С не нарушает !

7рсд! !душей на(тройки дисков В, D и L, T3K

K3K диск В 33cTDHopcH, я IHcK D и срКТор Е находятся по другую сторону неподвижного прозра II!01 o лила Н (фш. 2), которого может !!е быть.

236875

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) наклонно к земле под углом р, устанавливаемым вращением диска С (линия 4 на фиг. 11).

Солнце, начиная с восхода (фпг. 9), т. е. начиная с часа 5,. освещает вертикальную плоскость gg> до тех пор, пока траектория Солнца по неоосводу не пересечет эту плоскость.

В этот момент Солнце оказы вается в точке е небосвода, определяемой пересечением 4 и 8.

Соответствующий час дня читаем по часовой линии 5>, проходящей через точку е.

При положении солнца СО находят косинус угла падения солнечного луча на вертикальную плоскость, следуя по cf в виде отрезка of.

Одновременно, следуя по femn, получают процент K% пропускания солнечной радиации вертикальным листом стекла. Коэффициент вхождения солнечной энергии через окна в толстых ограждениях 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. 5) (она же линия gg фиг. 8 диска С) разрезом плоскости гелиоустановки меридианальной плоскостью. Установив АВ под углом Р наклона и опустив перпендикуляр (no сетке фиг.5) из точки С вертикальной проекции Солнца на нормаль к плоскости установки, определяют (no диску 2) т (om=cos i), откуда, продолжив с m до то- ек g и с пересечения, получают множитель ng=cosi K%. Плотность солнечной радиации при одинарном остек.венин будет Qx cost лКО,", = адово или

Яхтс. Когда cost == 0,7, сносят от на ои, и получают данные mygy и 72(cg по кривым иа основе.

Предмет изобретения

1. Прибор для определения характеристик инсоляций и солнцезащитных устройств зданий и сооружений, содержащий неподвижное основание, четыре прозрачных диска, установленных с возможностью вращения вокруг общей оси относительно друг друга и основания, отличающийся тем, что, с целью проведения геометрических и энергетических расчетов солнечной инсоляции для любой точки земного шара, любой даты,и часа, на неподвижное основание нанесены прямо гольная, концентрично-крх говая и радиально-эл,.шптическая координатные сетки в окружности, имитирующей плоскость горизонта, с градусными угловыми делениями, на двух прозрачных дисках — проекции види AIого движения Солнца на меридианальную плоскость в виде пучка параллельных прямых, пересекаемых почасовыми реперными линиями, и проекции строительныx элементов зданий в виде линий фасада, дополнительных прямоугольной и концентрично-круговой координат30 ными сетками соответственно; на два других прозрачных диска нанесены штриховые индексы.

2. Прибор по п. 1, отлачаю цай сл тем, что он снабжен установленными с возможностью пе35 ремещения двумя поперечными прозрачными линейками, на одну из которых натянута струна с двумя бег, нками, 23687э

Фг а

Сосгавитсль М. И. Илленко

Редактор Б. Б. Федотов Тскред А. А. Камышннкова Корректор С. М. СигаЛ

Заказ 1154 6 Тираж 480 Поди псиос

Ц11ИР1!1И Комитета по делам изобретений и огкрытий при Совсгс Министров СССР

Москва, Центр, ир. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2