coraz większe znaczenie mają różnego rodzaju sieci szerokopasmowe, dostęp do internetu, serwerów, sieci i instalacji przesyłowych.
Można by wymieniać jeszcze długo, z całą pewnością nie są to wszystkie czynniki, które mają istotne znaczenie dla ostatecznej formy miast. Każdy z powyższych czynników jest niezbędny by mogły one funkcjonować, trwać i rozwijać się. Każda z opisanych warstw, przenika się z pozostałymi tworząc w ca-łości strukturę, którą nazywamy osiedlem, dzielnicą, miastem.
W prezentowanych badaniach celowo i z premedytacją zdecydowano się analizować tylko jeden czynnik. Zapewnienie jak największego dostępu do promieniowania energii słonecznej w tkance urbanistycznej.
Zwykle w projektowaniu urbanistycznym nie bierze się pod uwagę zapewnienia optymalnych warunków do pozyskiwania energii słonecznej w strukturze zabudowanej miasta. To właśnie ten niewielki, rzadko badany ale znaczący zdaniem autora, fragment czynników kształtujących morfologię miasta wzięto pod uwagę w pracy. Autor zdaje sobie sprawę z ułomności i niepełności tak pojętego sposobu kształtowania miasta. Jednakże uznano, iż niemożliwym jest jednoczesne symulowanie i badanie choćby części wy-mienionych wcześniej czynników. Każde zwiększanie ilości czynników badania uniemożliwiałoby dotar-cie do sedna zagadnienia.
Badano jedynie kwestę biernego i aktywnego korzystania z energii promieni słonecznych. Nie badano wpływu kształtu zabudowy na całkowite zapotrzebowanie energetyczne budynku. Analizowano war-tość liczbową energii docierającej do powierzchni obiektów a nie warwar-tość energii możliwą do wypro-dukowania, gdyż wydajność poszczególnych technologii konwersji energii słonecznej jest różnorodna.
Podane w badaniach wyniki są jedynie określeniem istniejącego potencjału energetycznego - wartości energii promieniowania słonecznego docierającego do płaszczyzn badanych próbek. Współcześnie mak-symalną wydajnością z jaką można przetwarzać energię słoneczną wynosi ok. 20% Wraz z postępem technologii konwersji energii słonecznej jej wykorzystanie będzie rosło przy zmniejszaniu ceny systemu.
Być może w przyszłości wszystkie?, większość? powierzchni budynków będzie „wrażliwa” na słońce umożliwiając przetwarzanie jego energii. Takie właśnie założenie przyjęto. Starano się maksymalizować powierzchnię „aktywną” a zatem taką, która mogłaby być odpowiedni do aplikacji różnego rodzaju tech-nologii umożliwiając produkcję energii.
III_4 Zakres czasowy badania
By przeprowadzić cały proces badań, koniecznym było precyzyjne określenie jego zakresu czasowego.
Wykorzystano do tego dane dostępne poprzez interfejs programu Autodesk Ecotect. W celu sprecyzo-wania położenia słońca, wszystkie modele przestrzenne badane były w okresie jednego roku kalenda-rzowego od Stycznia do Grudnia 2014 roku. Zakres godzinowy ograniczono ze względu na charakter po-zornej ścieżki słońca w badanej lokalizacji geograficznej. Dążono do kompromisu pomiędzy najdłuższym możliwym czasem naświetlania a dostępnością światła słonecznego, szczególnie w okresie zimowym.
Wybrany zakres godzin 08.00 - 16.00 wynika z minimalnych wartości kąta azymutalnego. W okresie zimowym. 21 Grudnia Słońce wschodzi o godzinie 08.07 zachodzi zaś o godzinie 15.32. W okresie wio-sennym dnia 21 Marca wschód jest o godzinie 06.00 zachód zaś o 17.57.
III
Wyznaczony czas badania to 8 godzin operowania Słońca, równo cztery godziny przed południem i cztery godziny po południu. Ograniczenie czasu badania ma kluczowe znaczenie dla uzyskanych kształtów, kubatury i powierzchni zabudowy. Z okresu tego bowiem wynika maksymalne badane za-cienianie. Wydłużanie czasu badania niekorzystnie wpłynęłoby na zwiększenie długości cieni szczegól-nie w okresach wiosennym i zimowym. By uzyskać żądany efekt minimalizacji wzajemnego zacieniania budynków, koniecznym byłoby znaczne zwiększenie odległości między nimi. Prowadzi to do zmini-malizowania powierzchni zabudowy i kubatury co ma bezpośredni, negatywny wpływ na uzyskiwany wynik sumaryczny. Ograniczenie okresu badania do wybranych godzin, najlepszych z punktu widzenia pozyskiwania energii słonecznej dodatkowo uzasadniają wyznaczniki teorii o tzw. kopertach słonecz-nych (Solar Envelope) Ralpha Knowelsa. Bardzo pomocne w badaniu okazało się definiowanie zakresu cieni rzucanych przez obiekt. Obszar cieni podawano dla charakterystycznych okresów roku: Wiosna - 21 Marca, Lato - 21 Czerwca, Jesień - 21 Września, Zima - 21 Grudnia w godzinach między 8.00 a 16.00 co 60 minut. Zakres zacieniania generowano w programie EcoTect, w odniesieniu do konkret-nych wirtualkonkret-nych, trójwymiarowych obiektów, korzystając z dakonkret-nych klimatyczkonkret-nych i pogodowych przy uwzględnieniu konkretnej lokalizacji geograficznej.
Ilustracja III_1_2
Kąty, godziny, pory roku- ekliptyka słońca dla Poznania
III
Wysokości i kąt azymutalny położenia Słońca, określone zostały na podstawie danych zawartych w ba-zie programu Autodesk Ecotect. Do wygenerowania tabel wysokości i azymutu położenia gwiazdy, po-służyło specjalnie dedykowane dla tego programu narzędzie programu Ecotect - Solar Tool. W celu unik-nięcia błędu w obliczeniach i przyjętych założeniach, dane zweryfikowano w internetowym kalkulatorze położenia słońca dostępnym pod adresem strony internetowej Solar Position Calculator57Informacje dotyczące położenia słońca dla różnych badanych okresów zawierają poniższe tabele.
57.
http://darekk.com/
solar-position-calculator
21 grudnia
czas kąt azymutalny kąt padania promieniszerokość geograficzna: obiekt w określonym zakre-sie czasowym na przestrzeni roku.
[opracowanie własne wyko-nane wprogramie Autodesk Ecotect]
Tabela III_1_1
Analiza danych dotyczących ekliptyki słońca dla położe-nia geograficznego Poznapołoże-nia.
[opracowanie własne na pod-stawie danych z programu Ecotect - Solar Tool]
III
21 marca
czas kąt azymutalny kąt padania promieniszerokość geograficzna: 52,40
21 czerwca
czas kąt azymutalny kąt padania promieniszerokość geograficzna: 52,40
III
W celu lepszego zrozumienia zakresów operowania słońca w różnych porach roku w ramach wyznaczo-nych godzin badania przygotowano rysunek.
21 września
czas kąt azymutalny kąt padania promieniszerokość geograficzna: 52,40
21 czerwca
czas kąt azymutalny kąt padania promieniszerokość geograficzna: 52,40
III
Ilustracja III_1_4
Położenie słońca w określo-nych porach roku igodzinach wybranych dni.
[opracowanie własne na pod-stawie danych z programu Ecotect - Solar Tool]