Linijka słońca – tradycyjne narzędzie pomiaru nasłonecznienia

Czym jest linijka słońca

W projektowaniu bardzo ważnym jest uwzględnianie światła słonecznego. Odpowiednie doświetlanie przestrzeni, przy systematycznie dogęszczającej się miejskiej zabudowie, staje się jednak coraz trudniejsze. Narzędzie, które umożliwia analizę nasłonecznienia obiektu z uwzględnieniem orientacji względem stron świata, pór dnia i roku, a także wielkości budynku przesłaniającego oraz kształtu okna to tzw. linijka słońca. Diagram został opisany przez profesora Mieczysława Twarowskiego w jego książce „Słońce w architekturze” i służy architektom od lat sześćdziesiątych XX wieku. Tak naprawdę nie istnieje jedna linijka. Różne odpowiadają różnym szerokościom geograficznym, a także zmieniającym się porom roku. Pozwalają one wyznaczać kształt cienia rzucanego przez analizowaną bryłę na inną, znajdującą się w jej pobliżu. Przy ich pomocy wykreśla się długość i położenie cienia rzucanego przez obiekt w różnych godzinach i porach roku.Budynki o bardziej skomplikowanych kształtach również można poddawać tego typu analizie. Jest ona znacznie bardziej czasochłonna i wymaga dużej wyobraźni przestrzennej oraz doświadczenia. Coraz częściej stosuje się do takich celów specjalistyczne oprogramowania. One jednak w warunkach polskich mają także swoje ograniczenia, o których opowiemy w kolejnych akapitach.

Newsletter „Architektury-murator”co tydzień nowa porcja najświeższych architektonicznych newsów z Polski i ze świata!

ZAPISZ SIĘ

Jak zbudować diagram linijki Twarowskiego

Prezentowany filmik w przystępny sposób pokazuje, w jaki sposób można skonstruować diagram linijki słońca.

Sposób użycia linijki słońca w praktyce

Analiza zacienia sąsiadującego budynku. W filmiku przedstawionych zostało kilka przypadków zabudowy dla lepszego zrozumienia problemu.

Warunki techniczne a linijka słońca

W polskich przepisach techniczno-budowalnych tylko jeden paragraf odnosi się do kwestii nasłonecznienia pomieszczeń mieszkalnych oraz tych przeznaczonych do zbiorowego przebywania dzieci. Jest to zapis pełen nieścisłości i niedopowiedzeń. Od 1 stycznia 2018 r. (Dz.U. 2017 r. poz. 2285) § 60 mówi, że:

1. Pomieszczenia przeznaczone do zbiorowego przebywania dzieci w żłobku, przedszkolu i szkole, z wyjątkiem pracowni chemicznej, fizycznej i plastycznej, powinny mieć zapewniony czas nasłonecznienia co najmniej 3 godziny w dniach równonocy w godzinach 8 – 16, natomiast pokoje mieszkalne – w godzinach 7 – 17.

2. W mieszkaniu wielopokojowym dopuszcza się̨ ograniczenie wymagania określonego w ust. 1 co najmniej do jednego pokoju, przy czym w śródmiejskiej zabudowie uzupełniającej dopuszcza się ograniczenie wymaganego czasu nasłonecznienia do 1,5 godziny, a w odniesieniu do mieszkania jednopokojowego w takiej zabudowie nie określa się wymaganego czasu nasłonecznienia.

Tymczasem postęp technologiczny spowodował pojawianie się rozbieżności między wynikami nasłonecznienia otrzymywanymi dzięki linijce słońca a tymi generowanymi przez oprogramowanie. Spowodowane to jest kontrastem dokładności modeli komputerowych i uproszczeń w diagramie linijki słońca. Można by przypuszczać, że skoro dostępne są dokładniejsze narzędzia, to warto z nich korzystać. Niestety nie jest to takie jednoznaczne w świetle prawa. Warunki techniczne wydają się być stworzone z myślą o linijce Twarowskiego.Przepisy nie regulują, czy analizę należy zrobić dla dni równonocy, czy dla 21 marca i 21 września. Czy może dla równonocy i 21 marca oraz września jednocześnie? Możliwe że zapis ten można interpretować tak, iż po prostu został pomyślany w kontekście koncepcji Twarowskiego. Jego narzędzie bowiem umożliwia wyznaczanie zasięgu cienia budynku, a zgodnie z założeniami jego twórcy ta sama linijka odpowiada dniom 21 marca i 21 września (które dniami równonocy są tylko okresowo lub w ogóle nie bywają).

Wady linijki słońca

Linijka Twarowskiego umożliwia wyliczanie cienia zgodnego z czasem lokalnym. Zostało tu wykorzystane założenie, że południe i moment górowania Słońca to ta sama chwila. Dlatego godzina dwunasta na diagramie linijki słońca jest skierowaną na południe, prostą kreską. Modele komputerowe uwzględniają zaś strefy czasowe. Gdy wprowadzimy właściwe dane dotyczące szerokości i długości geograficznej, uzyskujemy czas strefowy, który zakłada, że na obszarze o szerokości 15° mamy tę samą godzinę.Problematyczna jest także wspomniana już kwestia równonocy, które przeważnie mają miejsce 20 marca i 23 września. Zdarza się jednak tak, że czas zimowy na letni zmieniamy po dacie równonocy wiosennej (a zatem w trakcie równonocy mamy jeszcze czas zimowy). Przejście w odwrotnym kierunku również odbywa się po równonocy. Może pojawić się tu zatem pytanie czy zapisy o czasie nasłonecznienia należy spełnić w czasie letnim czy zimowym, czy w obu? Przykładowo w czasie równonocy jesiennej o 7 rano, w miastach leżących na zachód od południka 15, słońce jest jeszcze poniżej horyzontu. A w kolejnych godzinach, początkowo, rzuca bardzo długi cień. Teoretycznie mogłoby to wygenerować sytuację, w której projektanci musieliby uwzględniać w swojej analizie okna mieszkań takich budynków, które znajdują się nawet kilometry od projektowanego obiektu. Kolejne uproszczenie, które zostało zawarte w linijce słońca, dotyczy czasu trwania doby. Ta, którą się posługujemy na co dzień, jest dobą średnią, a nie dobą słoneczną (która uwzględniona została w diagramie Twarowskiego). Odchylenie między jedną a drugą sięga 16 minut, a w czasie równonocy wynosi 7,5 minuty. Oznacza to, że w dniach równonocy słońce wstaje tak naprawdę 7,5 minut wcześniej. Ma to o tyle znaczenie, że owe przesunięcia mamy o 7 i 17 oraz o 8 i 16, o których jest mowa w przepisach.

Linijka słońca i nowe metody pomiaru a normy prawne

Nie ma jednej łatwej i prostej metody, która umożliwiałaby obliczanie zgodnego z normami prawnymi okresu nasłonecznienia mieszkań. Z jednej strony sprawę komplikują przypadki budynków o bardziej urozmaiconych bryłach. Innym razem uproszczone obliczenia, którym trudno spotkać się z rzeczywistością. Ponadto nieprecyzyjne przepisy – które interpretować można na różne sposoby i które raczej stworzone zostały z myślą o linijce słońca – generują szereg niejednoznacznych sytuacji. Powodują, że używanie programów komputerowych może nie poskutkować otrzymaniem pożądanego z prawnego punktu widzenia czasu nasłonecznienia. Również sprzyjają konfliktom pomiędzy projektantami przygotowującymi nowe inwestycje a mieszkańcami istniejących już wokół budynków.

Czytaj też: Warunki zabudowy - usytuowanie budynków bez linijki słońca