Nasłonecznienie: jak czytać cienie 21 marca, czerwca i grudnia

Analiza nasłonecznienia łączy dwie rzeczy: obliczenie astronomiczne, które jest dokładne, i cienie budynków, które zależą od danych o wysokości zabudowy. Ten tekst mówi, jak czytać oba elementy i gdzie kończy się ich wiarygodność.

Co jest na arkuszu#

• Słońce w ciągu roku dla współrzędnych działki: wschód, zachód, długość dnia i wysokość słońca w południe 21 marca, 21 czerwca i 21 grudnia, w czasie urzędowym.
• Zasięgi cieni rzucanych przez zabudowę w tych trzech datach w południe słoneczne, czyli przy najkrótszym cieniu doby, oraz cień koron drzew iglastych i lasu 21 marca. Las i zadrzewienia są na mapie jasną zielenią, żeby było widać, skąd ten cień.
• Dwie miniatury z cieniem 21 marca o 9:00 i o 15:00, w kadrze 250 m wokół działki.
• Mapa doświetlenia terenu 21 marca: dla punktów siatki na działce (bez obrysu działki: w środkowej części koła) liczba godzin między 7:00 a 17:00, przez które nie zasłania ich budynek, drzewo iglaste, las ani rzeźba terenu, w klasach od „poniżej 1,5 h” do „7 h i więcej”.
• Podsumowanie doświetlenia działki: najgorszy punkt, średnia i najlepszy punkt, osobno w oknie 7:00–17:00 i dla całego dnia.

Dlaczego 21 marca jest najważniejszy#

Warunki techniczne dla budynków mieszkalnych odnoszą wymóg nasłonecznienia pomieszczeń do równonocy: co najmniej 3 godziny między 7:00 a 17:00, a w zabudowie śródmiejskiej 1,5 godziny. Analiza liczy mapę doświetlenia w tym samym oknie 7:00–17:00 i zaczyna klasy od tych samych progów: poniżej 1,5 h, 1,5–3 h, dalej 3–5 h, 5–7 h i 7 h i więcej. Dzięki temu widać od razu, które fragmenty działki w marcu są w cieniu sąsiadów przez większość dnia.

Czerwiec pokazuje, jak krótkie są cienie latem (słońce w południe stoi w Polsce na wysokości około 60°), grudzień, jak długie zimą (około 15°). Grudniowy cień pięciokondygnacyjnego budynku (15 m) w południe sięga około 60 m, marcowy około 20 m.

Skąd wysokości budynków#

Cień zależy od wysokości, a wysokość budynku w danych publicznych rzadko jest zmierzona. ArchPlot bierze ją w tej kolejności:

1. tag wysokości w OpenStreetMap, jeśli jest (w Polsce ma go znikomy odsetek budynków),
2. liczba kondygnacji z BDOT10k (baza urzędowa), a w jej braku z OpenStreetMap, pomnożona przez wysokość kondygnacji zależną od funkcji budynku: 3 m dla budynków mieszkalnych, 3,5 m dla usług i budynków publicznych, 6 m dla hal i przemysłu; kościoły i kaplice dostają wysokość typową 12 m,
3. gdy nie ma niczego, wartość domyślna: 5 m, dla hal i budynków przemysłowych 8 m. Analiza podaje w zastrzeżeniach, ilu budynków to dotyczy.

Z BDOT10k (w bazie dla wszystkich 380 powiatów) kompletność danych o kondygnacjach sięga ponad 90 procent, w samym OpenStreetMap około 60. Analiza wysokości zabudowy pokazuje, które budynki mają dane, więc warto ją zlecić razem z nasłonecznieniem. Przelicznik na kondygnację jest przybliżeniem: kamienica ma kondygnacje wyższe, blok z wielkiej płyty niższe, a dach spadzisty nad ostatnią kondygnacją nie wchodzi do bryły, więc cień domu jednorodzinnego wychodzi raczej krótszy niż w rzeczywistości.

Jak z tego korzystać w projekcie#

• Sprawdź mapę doświetlenia 21 marca na działce: fragment poniżej 1,5 h to miejsce, gdzie okna mieszkań nie spełnią wymogu bez podniesienia kondygnacji albo odsunięcia bryły.
• Nałóż grudniowe cienie sąsiadów na rzut: pokażą, skąd światło nie przyjdzie zimą niezależnie od projektu.
• Do przesłaniania działki wystarczy promień 300–500 m; większy tylko wydłuża obliczenia, bo budynek 800 m od działki cienia na nią nie rzuci. Nie schodź za to z promieniem tuż do granic działki: budynki spoza koła analizy nie rzucają na arkuszu cienia, a rano i wieczorem cień sąsiada sięga ponad 100 m.
• Zabudowa, którą sam projektujesz, nie jest na arkuszu. Jej cień policzysz w programie do modelowania: w południe cień ma długość wysokości budynku podzielonej przez tangens wysokości słońca z kolumny arkusza.

Częste pytania#

Czy analiza uwzględnia ukształtowanie terenu?#

Tak, w mapie doświetlenia. Dla każdego punktu na działce i każdej chwili dnia sprawdzamy, czy słońce nie chowa się za terenem w promieniu 5 km: za stokiem, na którym leży działka, za grzbietem po drugiej stronie doliny albo za skarpą. Rzędne pochodzą z numerycznego modelu terenu GUGiK w pikselu ok. 22 m. Arkusz podaje w ustaleniach, ile godzin słońca między 7:00 a 17:00 zabiera rzeźba terenu, gdy to więcej niż kwadrans średnio albo godzina w najgorszym punkcie. Grzbiet na zachodzie zasłania słońce często dopiero po 17:00, więc strata w tym oknie bywa mniejsza niż w ciągu całego dnia.

Cienie budynków i lasu na mapie cieni są rzutowane na płaską powierzchnię, więc na stromym stoku ich zasięg różni się od pokazanego. Gdy usługa NMT nie odpowie, arkusz mówi w zastrzeżeniach, że rzeźby terenu nie uwzględniono. Za granicą państwa NMT GUGiK nie ma danych i arkusz też to nazywa.

Czy mogę policzyć inne godziny albo daty?#

Nie w tej wersji. Główna mapa pokazuje trzy daty w południe słoneczne, miniatury 21 marca o 9:00 i 15:00. Inną godzinę dorysujesz sam: kierunek i wysokość słońca dla dowolnej chwili podaje każdy kalkulator pozycji słońca dla współrzędnych działki.

Jak analiza traktuje drzewa?#

Wysokości drzew są przyjęte jako typowe (iglaste 15 m, pozostałe 12 m), bo OpenStreetMap ich nie podaje. Na mapie doświetlenia 21 marca cień dają tylko drzewa iglaste: liściaste są wtedy bezlistne. Koronę liczymy jak walec od gruntu do wierzchołka, nieprzezroczysty, więc zasięg cienia od zieleni traktuj jako górne oszacowanie, nie pomiar. Przy działce otoczonej iglastymi potrafi to zmienić wynik o godzinę.

Las i zadrzewienia (z OpenStreetMap, a gdzie ich tam brak, z BDOT10k) liczymy jako bryłę wysokości 20 m, liściaste i mieszane 18 m. Las liściasty daje cień także 21 marca: pojedyncze drzewo bez liści przepuszcza słońce, ale przez kilkadziesiąt metrów drzewostanu niskie słońce prawie nie przechodzi. Drzew na samej działce model nie liczy jako przeszkody, bo o nich decyduje właściciel; gdy las zajmuje część działki, arkusz mówi w zastrzeżeniach, że wynik dla tej części to stan po wycince.