Практична робота № 8

«Визначення сонячного часу»

Мета роботи: навчитисярозрахувати місячний сонячний час годинного поясу.

ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ І МЕТА РОБОТИ

Для визначення сонячного часу, по-перше, треба знати координати Сонця. Положення Сонця на небосхилі відносно будь-якої точки, що знаходиться на поверхні Землі, з архітектурно-будівельною метою прийнято визначати в горизонтальній системі координат (рис. 1). Головні площини системи: площина горизонту в заданої точки земної поверхні і вертикальна площина головного меридіану, що проходить в напрямку північ – південь. У цій системі координатами Сонця є висота стояння Сонця hо, і азимут Ао, що залежать від географічної широти місцевості, сезону й часу дня.

6 x8s+tIJLyJdaQRfCWErpmw6t9hs3InH27SarA59TK82kFy63g0yiKJdW98QfOj3ic4fNeT9bBXO6 FPGJzNenW97a9Pq6O7wksVL3d+vTI4iAa/iD4Vef1aFmp6ObyXgxKEjSJGOUgygGwUBe5DzuyEmW JSDrSv6fUP8AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAA AAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAnRJnMQQEAABjCwAADgAAAAAA AAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEARi7bud0AAAAKAQAADwAA AAAAAAAAAAAAAABeBgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAGgHAAAAAA== " path="m43188,nfc43196,232,43200,465,43200,698v,11929,-9671,21600,-21600,21600c9670,22298,,12627,,698,-1,594,,491,2,389em43188,nsc43196,232,43200,465,43200,698v,11929,-9671,21600,-21600,21600c9670,22298,,12627,,698,-1,594,,491,2,389l21600,698,43188,xe" filled="f" strokeweight="1pt">

З Пн

hо

Ао

Пд. Сх.

Рис. 1

Висота стояння Сонця – кут у вертикальній площині, що утворюється променем Сонця і горизонтом. Азимут – кут у горизонтальній площині, що утворюється горизонтальною проекцією сонячного променю та напрямом меридіану, котрий обчислюється від точки “південь” і позначається стосовно положення Сонця у першій половині дня Асх –“східним”, або для другої половини дня Аз –“західним”.

Координати Сонця залежать від географічної широти місцевості φ, часу сезону і часу дня. Особливо характерними датами року є: дні рівнодення (22 березня – весняне і 22 вересня - осіннє), в які довго тривалість дня та ночі однакова, та дні сонцестояння –літнє 22 червня (найдовший день у році) і зимовий 22 грудня (найменший день у році).

Координати Сонця визначаються аналітично, за допомогою формул сферичної тригонометрії або за спеціальними таблицями. Але для архітектурних завдань слід уживати графічні засоби, які дозволяють з допустимою для практики похибкою отримувати необхідні результати.

Координати Сонця, що визначаються за допомогою таблиць або графіків, дійсні для місцевого сонячного часу, який відрізняється від декретного поясного часу, за яким становлять години. Щоб визначити місцевий сонячний час, коли відомий декретний поясний час, необхідно виконати такі дії:

1. Відняти з декретного поясного часу величину поправки в годинах, яку введено з метою кращого застосування природного освітлення. У літній період між 2 годинами останнього вихідного (неділі) березня і 3 годинами останнього вихідного (неділі) вересня поправка складає – 2 години. У зимовий період відповідно між 3 годинами останнього вихідного (неділі) вересня і 2 годинами останнього вихідного (неділі) березня поправка дорівнює 1 годині.

2. Визначити різницю у градусах між довготою пункту й середнім меридіаном годинного поясу, в якому цей пункт розташовано (див. додаток 1, що на с. 11, та табл. 1).

3. Визначити різницю поміж поясним і місцевим сонячним часом у хвилинах, для чого помножити різницю між довготою заданого пункту й довготою середнього меридіана годинного поясу на 4 хвилини, бо зміщення на 1 градус довготи відповідає зміщенню сонячного часу на 4 хвилини.

4. Визначити місцевий сонячний час заданого пункту, для чого різницю в часі додати до поясного сонячного часу, якщо довгота цього пункту більше ніж довгота середнього меридіана (таким чином пункт розташовано східніше середнього меридіана годинного поясу)

Таблиця 1

У випадку, коли місцевий сонячний час пункту відомий, але треба визначити відповідний йому декретний поясний час, послідовність розрахунків, є такою:

1) визначити різницю між довготою заданого пункту і середнім меридіаном годинного поясу;

2) підрахувати різницю між місцевим сонячним часом і поясним часом;

3) визначити поясний сонячний час шляхом додання до місцевого сонячного часу різниці, яку здобуто в п. 2, у тому разі, якщо довгота пункту менше довготи середнього меридіана, або відняти її, якщо довгота пункту більше довготи середнього меридіана;

4) далі треба додати поправку в 1 годину в зимовий період або 2 години влітку.

Приклад визначення координат Сонця

Треба визначити координати Сонця в м. Харкові 21 травня о 17 годині декретного поясного часу. Географічні координати м. Харкова 50° північної широти та 36, 5° довготи. м. Харків розташований у ІІ годинному поясі.

Рішення треба починати з встановлення місцевого сонячного часу відповідно до заданого декретного поясного часу.

1. Поясний час у травні менше ніж декретний на 2 години,

тобто:17 – 2 = 15 год.

2. Різниця довгот Харкова і середнього меридіана ІІ годинного поясу -.

36,5 – 30 = 6,5 °.

3. Різниця місцевого поясного часу 6,5 х 4 = 26 хв.

4. Через те, що 36, 5 > 30, то різниця, яку визначено у п. 3, слід додати. Місцевий сонячний час, відповідно 17 годинам декретного часу, дорівнюватиме 15 год. 26 хв.

Виконання практичного завдання

Необхідно знайти й вписати дані в табл. 2, згідно з додатком 1, та табл. 1.

Таблиця 2

1) Поясний час у (місяць), менше ніж декретний на год. (див. п.1 с. 4). Згідно з табл. 2: = (год.) – різниця між довготою заданого пункту і середнім меридіаном годинного поясу;

2) Різниця довгот (місто) (довгота міста, див. додаток 1) та середнього меридіана (див. табл. 1) годинного поясу = °.

3) Згідно з п. 3 (с. 5) визначити різницю між поясним і місцевим сонячним часом у хвилинах х 4 = хв.

(різниця довгот – див. попередній пункт)

4) Визначення поясного сонячного часу згідно з часом року:

а) довгота пункту А= ° менше, довготи середнього меридіану Б= °:

А + Б = = °.

б) довгота пункту А= ° більше, довготи середнього меридіану Б= °:

А - Б = = °.

5. Висновок: Місцевий сонячний час, відповідно годинам декретного часу, дорівнюватиме год. хв.

Контрольні запитання:

1. Що таке інсоляція?

2. Як визначити інсоляцію приміщення?

3.Від чого залежать координати Сонця?

4.Що таке годинний пояс?

5. Як визначити годинний пояс?

Додаток 1

Географічні координати та годинні пояси, в яких розташовано деякі міста України та міста інших країн, а також інші дані щодо виконання практичних завдань з розділу “Інсоляція”

Число і Кількість Широта

п/п Місто місяць годин (φ) Довгота Пояс

1 Алма-Ати 11.07 15.00 43 77, 5 V

2 Ашгабат 5.09 11.00 38 58 ІV

3 Барнаул 22.03 10.30 53 83, VІ

4 Бішкек 8.10 9.00 43 74 V

5 Бухара 15.01 15.30 39,5 65 ІV

6 Дніпропетровськ 16.11 10.30 48,5 35 ІІ

7 Донецьк 19.06 14.00 48 38 ІІ

8 Душанбе 5.12 8.30 38,5 68,5 V

9 Єреван 16.03 17.00 40 45 ІІІ

10 Запоріжжя 7.04 14.30 48 36 ІІ

11 Іркутськ 14.07 11.00 52 104 VІІ

12 Караганда 1.01 10.00 49,5 73 V

13 Київ 19.11 13.30 50,5 30,5 ІІ

14 Кишинів 11.06 13.00 47 29 ІІ

15 Красноярськ 30.05 10.30 56 93 VІ

16 Кустанай 15.02 9.30 53 64 ІV

17 Луганськ 3.08 16.00 48,5 39 ІІ

18 Львів 27.09 15.00 54 24 ІІ

19 Магадан 14.08 10.00 59,5 151 Х

20 Миколаїв 11.09 15.30 47 32 ІІ

21 Новосибірськ 25.06 11.00 55 83 VІ

22 Одеса 22.09 8.00 46,5 31 ІІ

23 Омськ 7.08 8.30 55 73,5 V

24 Оренбург 22.06 10.30 52 55 ІV

25 Ростов-на-Дону 10.03 11.30 47 40 ІІІ

26 Самарканд 27.11 13.00 39,5 67 ІV

27 Семипалатинськ 9.05 13.30 50,5 80,5 V

28 Сімферополь 25.02 11.00 45 34,5 ІІ

29 Ташкент 13.10 11.30 41 69 V

30 Тбілісі 4.07 17.00 42 45 ІІІ

31 Тюмень 29.08 11.00 57 65 V

32 Хабаровськ 31.06 10.00 48,5 135 ІХ

33 Харків 16.07 7.30 50 36,5 ІІ

34 Челябінськ 22.04 10.00 55 61 ІV

35 Якутськ 30.05 15.00 62 129 VІІІ