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Il tetto come orologio solare

Il progetto ha avuto inizio nel 2010, elaborato negli anni successivi, è stato completato nel mese di marzo 2016.

 

 

 

 

Queste le fasi salienti, seguite da una breve spiegazione:
Da dove cominciare? La soluzione più logica sembra quella di utilizzare un elemento sporgente che getta l’ombra sulla falda (ad esempio un comignolo). Le ore potrebbero essere segnate con delle tegole di diverso colore. Il tutto rischierebbe però di risultare poco leggibile e di passare inosservato. Le pareti sottostanti diventano quindi il naturale proseguo dell’idea.

 

Per identificare l’orientamento della parete si sono utilizzati tre metodi

1) Un raro software dell’ing. Gianni Ferrari [info] grazie al quale è possibile ricavare l’azimut rispetto al sud (nell’successivo istante in cui il sole è parallelo alla parete essa sarà completamente in ombra).

dati software ora parete

1 Dati del programma OraParete ing. Gianni Ferrari.

 

2) Con l’utilizzo di un teodolite è possibile, in un orario in cui sono visibili le stelle, rilevare la posizione della parete utilizzando il puntatore laser e misurare la direzione della stella polare. Restituendo il tutto graficamente saremo in grado di calcolare l’azimut.

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2 Rilievo parete e direzione stella polare.

 

La pagina Excel [info] che ho creato permette la lettura strumentale e l’individuazione visiva ed analitica della posizione della stella rispetto al meridiano nord-sud.

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3 Pagina Excel con grafico della posizione Polairs.

 

Altri software [info] validano la pagina che ho realizzato che rende fruibile la lettura dell’angolo zenitale, facilita la ricerca dell’astro e suggerisce la correzione da apportare all’angolo misurato.

free-stellarium

4 Software free Stellarium

 

3) Il metodo “della tavoletta”, descritto chiaramente in questo PDF [info] e applicato al nostro muro, dopo una serie di misurazioni ci ha permesso di ricavare un angolo di 80.720°.

 

In conclusione

La declinazione scelta considerando l’irregolarità della superficie e dando maggiore peso al sistema del puntamento polare è di gradi 80.80 est.

 

Ricerca delle coordinate della parete

Si adottano i due sistemi più comuni, la ricerca tramite GPS ormai installato su quasi tutti gli smartphone e la ricerca attraverso Internet con Google Earth.
Le rilevazioni con GPS sono state effettuate a diversi intervalli, mentre con Google Earth ci si sposta sulla parete.
Le differenze interessano la terza cifra decimale e sono pari a pochi secondi di grado. Un meridiano medio è lungo circa km 40.009,152 [info] pari a 360°*60’*60’’ = 1296000’’. Quindi [info] lungo la direzione nord-sud ogni secondo di grado vale m 30.87. Alla nostra latitudine cos(46.0) = 0.695 ogni secondo di arco corrisponde a m 21.44 cioè il 69.5% della lunghezza dell’arco in latitudine.

Lo scarto di un decimo di mm sulla linea più lontana ha poca rilevanza per il nostro orologio solare.

 

Coordinate adottate: Latitudine N. 46°,0490 - Longitudine E. 10°,8534

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5 Calcolo della media delle coordinate.

 

Rilievo dell’edificio, prospetto e pianta con relativo sporto di gronda

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6 Prospetto e pianta.

 

Orologi Solari programma per la gnomonica

L’utilizzo del software Orologi Solari [Info] permette la rappresentazione, la simulazione e l’esportazione in diversi formati delle linee di diversi tipi d’orologio.

orologi-solari

7 snap Orologi Solari.

 

Verifica dettagliata incidenza raggio solare

Si è ricercato l’azimut e l’altezza solare per ogni inizio mese e con una media di anni 48. A tale scopo ho utilizzato il software Effemeridi [info].
In questo modo si è tenuto conto della variazione dovuta agli anni bisestili e alle variazioni dei movimenti celesti, per un tempo ragionevole, quale la durata di questo manufatto. Con tali valori si è posizionato un ipotetico raggio nel punto di incrocio tra la linea oraria e la linea diurna, controllando che questo sfiorasse la linea di mantovana in falda, cioè il nostro generatore d’ombra.

angolo-azimutale

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8 Sezione e dati angolo azimutale e zenitale del sole ad inizio mese.

 

Formule trigonometriche

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9 Dimostrazione formula trigonometrica.

 

È possibile ricavare attraverso la trigonometria piana la posizione dell’incontro tra raggio solare e il piano della parete.

 

Utilizzo del software Dietrich’s

La Castel Legno si è dotata di un moderno software [info] per la progettazione in legno. Nel corso degli anni ci si è affinati sull’utilizzo del programma Dietrich’s sino ad arrivare risultati di progettazione e di rendering elevati [info]. L’obiettivo è quello di indirizzare i prossimi sviluppi di questo software per meglio analizzare l’irraggiamento solare su di un edificio seguendone il percorso solare.

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10 Posizione degli ipotetici raggi solari ad inizio mese.

 

SketchUp

SketchUp comprende l’illuminazione solare e quindi le ombre, permette di modellare oggetti tridimensionali molto velocemente ed infine esportare animazioni. Il filmato illustrativo postato su YouTube è stato realizzato in questo modo.

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11 Vista con ombra sul primo di giugno ore 12:30. [video]

 

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