Гелиодон - Heliodon
А гелиодон (HEE-leo-don) - это устройство для регулировки угла между плоской поверхностью и лучом света в соответствии с угол между горизонтальной плоскостью на определенной широте и солнечным лучом. Гелиодоны используются в основном архитекторы и студенты архитектуры. Поместив модель здания на плоскую поверхность гелиодона и отрегулировав угол между светом и поверхностью, исследователь может увидеть, как здание будет выглядеть в трехмерном солнечном луче в различные даты и время суток.
Научное обоснование
В земной шар мяч в космосе, постоянно перехватывающий цилиндр параллельных лучей энергии от солнца. (Представьте теннисный мяч, который летит на ветру.) Угол любого участка земли относительно солнечного луча определяется
- Широта сайта, которая указывает его положение на кривой Земли между экватором и одним из полюсов.
- Время суток на месте, измеренное по его продвижению на восток вокруг оси Земли от восхода до захода солнца.
- Дата, по которой Земля находится на ее годовой орбите вокруг Солнца.
Сложнее всего представить себе изменение, которое должно произойти. Ось Земли неподвижна, но наклоненный: самолет, который включает в себя экватор, которая перпендикулярна оси, не параллельна плоскости, которая включает в себя центр Солнца и центр Земли, называемую эклиптика. Думайте о Земле как о машине на колесе обозрения. Ось автомобиля всегда направлена «вниз», что меняет ее отношение к центру колеса. Свет в центре колеса будет касаться днища автомобиля в верхней части орбиты и верхней части автомобиля в нижней части орбиты. По мере движения Земли по орбите положение центральной линии солнечного цилиндра меняется, скользя Тропик Рака (в июне) до Тропик Козерога (в декабре) и обратно. Это меняет углы Солнца по всей Земле в зависимости от даты. Смотрите больше на аналемма.
Полезность
Гелиодоны могут имитировать широта, время дня и дату. Они также должны иметь четкое направление с севера на юг на своей поверхности для ориентации моделей. Некоторые гелиодоны очень сложны, в них используются дорожки на высоком потолке, чтобы пронести свет через большую студию. Другие очень просты: солнечные часы служат ориентиром для регулировки, а дневное солнце - источником света. В общем, установка даты вызывает наибольшие трудности у разработчика гелиодонов, в то время как источник света представляет наибольшие проблемы при использовании. Параллельные солнечные лучи нелегко воспроизвести с помощью искусственного света в удобном масштабе, в то время как настоящее солнце не имеет отношения к дедлайнам или часам занятий.
Для всех гелиодонов можно использовать подвижное, наклонное устройство, которое можно настроить так, чтобы оно соответствовало любой поверхности модели и показывало угол падения. Угол падения устройства указывает относительную интенсивность прямого луча на поверхности. Устройство представляет собой схему концентрических колец вокруг указателя, отбрасывающего тень, перпендикулярно схеме. Каждое кольцо представляет собой процент прямого солнечного луча, падающего на поверхность. Процент варьируется от 100% - луч идет прямо вниз по указателю перпендикулярно диаграмме - до нуля - луч идет параллельно диаграмме и не попадает на поверхность. Косинус угла падения дает процентное значение. Например, косинус 0,9, 90% соответствует углу падения 26,84 градуса. Радиус кольца для угла равен его касательной, умноженной на высоту указателя отбрасывания тени. Например, угол падения в 45 градусов приведет к созданию косинуса около 0,770%. Поскольку тангенс угла 45 градусов равен 1, радиус кольца 70% будет равен высоте стержня, отбрасывающего тень.