Heliodon
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- Figura 1 – L’Heliodon
Sun Emulator
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Un
Heliodon è lo strumento ideale per simulare in maniera molto
chiara il soleggiamento/ombreggiamento di un edificio in
rapporto alle variazioni del percorso del sole durante il giorno
e l’anno. La semplicità e la chiarezza della
dimostrazione lo rendono un eccellente strumento didattico per
insegnare agli studenti di architettura la progettazione di
edifici solari, ma anche per dimostrare al committente l’effetto
dell’orientamento e della geometria della sua casa sul
soleggiamento che si ha nel corso dell’anno.
Esistono varie versioni di
heliodon la maggior parte dei quali usa un’unica sorgente di
luce per simulare il percorso del sole. Molti heliodon
utilizzano una sorgente fissa e, per ottenere il preciso
soleggiamento dell’edificio, il plastico architettonico deve
essere ruotato su tre assi corrispondenti a latitudine, giorno
dell’anno e ora del giorno. Questa soluzione ha due svantaggi:
se si inclina il tavolo di supporto, il plastico deve essere ben
fissato per non scivolare via e la dimostrazione non riesce ad
essere molto realistica, perché richiede dall’osservatore l’assunzione
di una posizione scomoda per avere la giusta prospettiva.
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| Figura 2 - Il
Sun Emulator corrisponde alla nostra reale esperienza
perché il plastico rimane in orizzontale, mentre è la
posizione delle luci che può essere regolata per
simulare l’apparente movimento del sole nel cielo. |
Norbert M. Lechner, professore
dell’Auburn University di Alabama (lechnnm@auburn.edu),
ha sviluppato pertanto un tipo di heliodon, il Sun Emulator, in
cui la posizione della luce che rappresenta il sole può essere
variata secondo le tre variabili senza inclinare il tavolo di
supporto (figura 2).
Questa soluzione corrisponde
perfettamente alla nostra reale esperienza e consente di farci
una chiara idea dell’apparente movimento del sole. Il Sun
Emulator è pertanto un ideale strumento didattico e di
controllo nella progettazione. Alcuni heliodon usano un’unica
sorgente di luce per ottenere questo effetto, ma con l’uso di
sette lampade si riesce meglio a simulare il soleggiamento in
differenti ore dell’anno.
Il Sun Emulator utilizza sette
cerchi per simulare il 21simo giorno di tutti i dodici mesi e
rappresenta quindi un valido modello tridimensionale del
percorso solare. Ci fa capire che il sole irradia solo da una
parte del cielo, chiamata spesso finestra solare, e fa anche
vedere da quale parte la luce del sole arriva nel caldo periodo
estivo e in quello freddo invernale, ma anche da quale parte la
luce del sole non arriva mai. E’ anche facilmente dimostrabile
come queste regioni del cielo variano secondo la latitudine. E’
inoltre molto importante capire che l’indicazione dello
specifico angolo d’incidenza non dà una chiara idea e può
persino condurre a conclusioni fuorvianti. Per fare un esempio:
la posizione del sole a mezzogiorno del 21 giugno non
rappresenta la normale condizione estiva, anche se normalmente
utilizzata in metodi grafici della progettazione architettonica.
Più importante è capire che il sole deve essere schermato
quando arriva dalla regione celeste estiva. L’ampiezza di
questa regione deve essere valutata in funzione del clima.
Allo
stesso modo l’angolo d’incidenza a mezzogiorno del 21
dicembre è poco indicativo, perché nella stagione invernale
vogliamo captare il sole da tutta la regione invernale del
cielo.
Ruotando il bilanciere che
regge i cerchi, si impara facilmente come si deve progettare un
edificio solare in ciascuna latitudine, dall’equatore fino ai
poli. Diventa immediatamente palese che, all’equatore, sia le
finestre esposte verso sud che quelle verso nord, ricevono
durante l’anno la stessa quantità di sole, e, considerando
tutto l’anno, la stessa cosa vale ai poli per le finestre
esposte verso nord, est, ovest e sud che ricevono la stessa
quantità di luce solare. Questa nozione si acquisisce già
prima di far girare del luci dell’apparecchio.
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Il Sun Emulator dimostra in
maniera semplice e chiara non solo la simmetria giornaliera del
percorso del sole nel cielo, ma anche quella annuale, cioè che
il percorso al 21 novembre è lo stesso del 21 gennaio e quello
al 21 maggio lo stesso del 21 luglio, ecc. Per questo
motivo occorrono solo sette cerchi per rappresentare i 12 mesi
dell’anno. Il Sun Emulator consente anche di dimostrare, per
sei mesi dell’anno e tutte le latitudini, quando il sole
penetra attraverso le finestre esposte a nord, anche se per
breve tempo e sotto un angolo molto acuto. Molte persone credono
erroneamente che il sole non batte mai sulle finestre esposte a
nord. Il fatto ha però un’elevata importanza in climi molto
caldi dove potrebbe essere utile l’uso di schermature parasole
anche su quel lato.
Tramite il Sun Emulator è
anche facile capire che la durata del giorno non è una funzione
solo della stagione, ma anche della latitudine, con eccezione
dei due giorni equinoziali. Con l’uso del Sun Emulator, tutto
questo può essere spiegato in pochi minuti anche ad una persona
senza particolari nozioni preliminari, ma anche spiegazioni
grafiche, verbali e matematiche diventano più chiare quando
sono dimostrate con un heliodon.
Il Sun Emulator consiste in un
bilanciere circolare retto da due perni fissati su un robusto
telaio. Il bilanciere può essere ruotato fino a 90 gradi per
impostare la latitudine geografica dall’equatore fino ai poli.
La posizione dei sette cerchi del bilanciere corrisponde al
percorso del sole al 21esimo giorno di ogni mese. Per impostare
le ore del giorno occorre solamente girare il cerchio. L’ingombro
dell’apparecchio imballato è di 0,71 (larghezza) x 1,88
(lunghezza) x 1,78 (altezza) metri.
- Per maggiori informazioni:
http://www.hpd-online.com/heliodons.asp.
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