Trayectoria solar y diagrama de sombras
Cómo se calculan la trayectoria solar y las sombras que la pestaña «Sol y sombras» muestra sobre el modelo 3D de los edificios del entorno, qué se puede ajustar y en qué se diferencia de los estudios exigidos por la normativa.
Resumen
La pestaña «Sol y sombras» levanta en 3D los edificios del entorno del emplazamiento elegido por dirección y muestra encima la trayectoria solar y la sombra a la hora indicada. Para estudiar sombras hace falta un modelo con todos los edificios del entorno; esta pestaña crea ese modelo y sus sombras en el navegador, sin modelar en Rhino o SketchUp ni usar plugins.
Esta lámina sirve, en la fase inicial del proyecto, para decidir la implantación y la orientación. Permite ver la orientación del emplazamiento, hacia dónde cae la sombra en las mañanas de invierno y hasta dónde llega la sombra de los edificios altos del lado sur.
Cómo se usa
- Elige la pestaña «Sol y sombras». Si todavía no hay modelo 3D, levanta antes los edificios con «Generar 3D» en la pestaña «Volumen edificado»
- En «Fecha», elige 21 jun (solsticio de verano), 21 mar (equinoccio de primavera), 23 sep (equinoccio de otoño) o 21 dic (solsticio de invierno)
- Ajusta la hora con el control «Hora». La posición del sol y las sombras cambian con ella
- Si lo necesitas, activa «Solo sombras arrojadas»
- Fija la vista con «Norte arriba» o «Vista en planta» y pulsa «Guardar PNG»
Ajustes
| Elemento | Valor o rango | Descripción |
|---|---|---|
| «Fecha» | 21 jun · 21 mar · 23 sep · 21 dic | Día de referencia de la trayectoria y las sombras |
| «Hora» | Hora estándar del emplazamiento (CET; WET en Canarias) | Sin horario de verano |
| «Solo sombras arrojadas» | Activado · desactivado | Activado: el color de las caras queda fijo y solo se ven las sombras que proyectan los edificios vecinos. Desactivado: también se oscurecen las caras de espaldas al sol |
Salida de la lámina
| Elemento | Descripción |
|---|---|
| «Norte arriba» | Gira la vista para dejar el norte arriba sin cambiar la inclinación ni el zoom. Las láminas de un informe quedan con la misma orientación |
| «Vista en planta» | Vista desde arriba. Es la más precisa para medir la longitud de las sombras |
| «Guardar PNG» | Guarda siempre al mismo tamaño, sea cual sea la pantalla. El fondo es transparente y se coloca tal cual sobre el color del papel del informe |
Método de cálculo
Posición del sol
La altura y el azimut del sol se calculan con la latitud, la longitud, la fecha y la hora, usando tal cual el algoritmo de posición solar de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA). No se llama a ninguna API externa: la trayectoria se dibuja al instante y se muestra aunque se corte la conexión a internet.
El resultado se puede comprobar con el valor teórico. La altura del sol a mediodía es 90° − |latitud − declinación solar|, y la declinación es +23,44° en el solsticio de verano y −23,44° en el de invierno. Valores para Madrid (Paseo del Prado, latitud 40,42° N), en CET:
| Madrid | Salida | Mediodía | Altura a mediodía | Puesta | Valor teórico |
|---|---|---|---|---|---|
| Solsticio de verano 21/6 | 05:45 | 13:17 | 73,0° | 20:48 | 73,0° |
| Equinoccio de primavera 21/3 | 07:16 | 13:22 | 49,9° | 19:27 | 49,6° |
| Solsticio de invierno 21/12 | 08:34 | 13:13 | 26,1° | 17:51 | 26,1° |
Que el mediodía solar no caiga a las 12:00 en punto también confirma que el cálculo es correcto. Hay dos causas. La hora oficial de la España peninsular (CET) se refiere al meridiano 15° E, pero Madrid está a 3,7° O, así que el sol pasa por el sur unos 75 minutos más tarde (en Barcelona, a 2,2° E, unos 51 minutos). A eso se suma la ecuación del tiempo (hasta ±16 minutos), que se debe sobre todo a que la órbita de la Tierra es elíptica. Por eso el mediodía solar cambia con la fecha: en la tabla, entre las 13:13 y las 13:22.
Hora de referencia
La hora del control «Hora» es la hora estándar del emplazamiento. La península, Baleares, Ceuta y Melilla usan la hora central europea (CET, UTC+1); Canarias, la hora de Europa occidental (WET, UTC+0). La pantalla la muestra con la etiqueta «CET» o «WET».
No se aplica el horario de verano. Sus reglas cambian según el país y el año, y aplicarlo bien exigiría una tabla de reglas de cada país. En lugar de suponer reglas, la pantalla indica que es hora estándar sin horario de verano.
En verano, el reloj va una hora por delante de la hora mostrada. En Madrid, el 21 de junio la salida del sol se muestra a las 05:45 CET; ese día los relojes (CEST) marcan las 06:45. Entre el último domingo de marzo y el último domingo de octubre, suma 1 h a la hora mostrada para obtener la hora del reloj.
Fechas de referencia
La trayectoria del sol cambia un poco cada día. Con los dos extremos y el punto medio de ese margen queda cubierto todo el año.
| Fecha | Trayectoria |
|---|---|
| Solsticio de verano (21 jun) | La más alta y larga |
| Equinoccios (21 mar · 23 sep) | Entre la de verano y la de invierno. El sol sale justo por el este y se pone justo por el oeste, casi en línea recta. En la lámina, es la referencia del eje este-oeste |
| Solsticio de invierno (21 dic) | La más baja y corta |
Las trayectorias de los dos equinoccios casi coinciden. Se pueden elegir por separado porque, por la ecuación del tiempo, la posición del sol a cada hora difiere un poco entre primavera y otoño.
Sombreado
La sombra 3D solo determina si una cara está tapada. Una cara se oscurece por dos causas.
| Tipo | Estado | Criterio |
|---|---|---|
| Sombra propia | La cara da la espalda al sol | De espaldas al sol (N·L ≤ 0) |
| Sombra arrojada | La cara mira al sol, pero otro objeto la tapa | Mira al sol + tapada |
Si se muestran las dos, todo el edificio queda gris y cuesta distinguir la sombra de los edificios vecinos. Con «Solo sombras arrojadas» activado, el color de las caras queda fijo sea cual sea la estación o la hora y solo quedan las sombras de los edificios vecinos. Es el ajuste adecuado para láminas. Desactivado, las caras de espaldas al sol también se oscurecen y el volumen se lee mejor.
Limitaciones
Esta lámina no sustituye los estudios exigidos por la normativa. Esos estudios se evalúan con las condiciones y el método que fija cada norma. Esta lámina muestra la sombra que el tejido urbano del entorno proyecta sobre el emplazamiento y tiene otro fin.
El modelo no incluye árboles, toldos ni muros de contención. No se levantan los edificios de los que no se conoce ni la altura ni el número de plantas, porque inventar alturas crearía sobre las calles sombras que no existen. Por eso se muestra menos sombra de la real. Para licencias o trámites administrativos hace falta, aparte, un modelo basado en mediciones reales y la revisión de un arquitecto.
Mapa de horas de sol
La sombra 3D muestra el estado a una sola hora. El resultado sumado de todo el día se ve en el mapa de horas de sol y en la lámina «Horas de sol» del juego de diagramas.
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