Изрязване на дупка в навес (за програмисти)

houser-sun-raysТази година на FOSDEM посетих много впечатляваща лекция за FreeCAD и от тогава си търсех някакво оправдание малко да го разцъкам.

Аз живея в малка къща с много приятна веранда на югоизточната стена, със страхотен изглед към целия град. Единственият ѝ кусур е, че навесът над нея почти изцяло засенчва прозорците на тези стена. Реших, че искам да изрежа отвор в навеса и в него да заменя керемидите с нещо прозрачно, така че слънчевите лъчи да могат да проникват през прозорците.

Целта ми е да се възползвам максимално от слънчевата радиация за отопление през периода от 1-ви октомври до 30-ти април, като евентуално засенчването остане за останалата част на годината. Тази сметка по принцип може да се направи лесно (има и много уеб калкулатори) ако стената е ориентирана точно на юг, но при мен ориентацията е по-скоро югозапад.

Трябва да призная, че ми отне известно време докато успея да начертая нещата във FreeCad. Кривата на учене определено е леко стръмна, особено за такъв като мен, който няма опит с никаква друга CAD система (ако изключим разни за електронни схеми и платки). Все още много от концепциите са ми мътни и вероятно ще отнеме доста време докато нещата започнат да се проясняват. В крайна сметка, след няколко итерации на четене, проби и грешки успях да направи прост схематичен 3Д модел на стената, прозорците и навеса.

Използвах Sketcher модула за да начертая стената и прозорците в равнината YZ и им добавих ограничение (constraints), за да ги позиционирам и оразмеря в мащаб с реалността. После в равнината XZ начетах една наклонена линия, която екструдирах по оста Y, за да направя повърхността на навеса. Не знам дали това е най-добрият и „правилен“ начин да се направят нещата, но аз това можах да измисля.

Една от най-яките възможности на FreeCAD e, че всичко може да се скриптира на Питон. Използвах библиотеката PySolar за да изчисля точната позиция на слънцето в небосклона през интервали от 5 минути за датите 1-ви октомври, 30-ти април и 21-ви декември за локацията на моята къща. След това, със съвсем малко свързващ код начертах линии започващи от горния ляв  ъгъл на единия от прозорците в посока слънцето. Жълтите линии са за април, сините за октомври, а червените за 21-ви декември (когато слънцето е най-ниско).

Тази визуализация потвърди по доста по-точен и сигурен метод това, което предполагах (базирано на клонящите ми към нула познания по астрономия и емпирични наблюдения на движението на слънцето, проведени на верандата, с бира в ръка). Ако искам да се възползвам от максималната възможна слънчева радиация за отопление през прозорците ще трябва да направя целия навес прозрачен. Питонския ми код е много кратък и с твърдо зададени стойности на координати и положения на прозорците, та надали би бил полезен на някой друг. Все пак, този малък експеримент ме кара да смятам, че FreeCAD би бил една много добра основа за свободна платформа за енергиен анализ на сгради. Не става въпрос само за засенчването – може примерно директно да се смята добивът в kWh на енергия от даден прозорец, загубите през стени, под, таван, вентилация и т.н.

Ако вече сте грабнали теслите и трионите и сте се насочили към разрушаването на вашия собствен навес – спрете! Преди това трябва да имате много добра изолация на стените, тавана, пода, дограмите и чак тогава евентуално да помислите за добавянето на някой и друг ват час от слънцето през прозорците. По принцип темета за енергийната ефективност ми е много интересна и се надявам скоро да започна да пиша малко по-систематизирано по нея.

Всякакви предложения с какъв прозрачен материал и начин на монтаж може да бъдат заменени керемидите и дървенета ламперия са добре дошли в коментарите – поликарбонат, закалено стъкло, триплекс?

 

11 мнения по „Изрязване на дупка в навес (за програмисти)

  1. Недко

    Здравей, поздравление за интересната идея и интересното решение. Само бих искал да обърна внимание, че фразата „solar radiation“ в английския не е аналог на „слънчева радиация“ на български и терминът така преведен звучи доста зловещо 😉

    1. rado Автор

      Здравей, Недко!

      Какъв смяташ, че е правилният аналог на български? Поне бързо търсене с Гугъл връща доста смислени резултати за „слънчева радиация“, друг е въпросът, че за много хора думата радиация просто звучи страшно :).

      1. Недко

        Здрасти Радо, „radiation“ по принцип е излъчване, така че мисля, че и „слънчева светлина“, и „слънчево излъчване“ ще паснат в случая.

        1. rado Автор

          Проверих пак малко по-подробно и според мен ‘слънчева радиация’ е най-точният термин в този случай и смятам да го оставя така. Светлина не е коректно, защото не става въпрос само за видимия спектър. Излъчване е същото като радиация, но не се е наложило като термин в този контекст. Виж примерно тук:
          http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D1%82#.D0.A1.D0.BB.D1.8A.D0.BD.D1.87.D0.B5.D0.B2.D0.B0_.D1.80.D0.B0.D0.B4.D0.B8.D0.B0.D1.86.D0.B8.D1.8F

    1. rado Автор

      Безобразно са скъпи тези керемиди. За сега най-лесният и евтин вариант е http://viscom.bg/vulnoobrazen-pleksiglas-3-mm-prozrachen-clear-0a001 или http://www1.onduline.com/bg/bg-onduclair-plr и третият е стъкло. Все още проучвам, най-вече трябва крайното решение да има поне около 100 кг/м2 товароносимост за като падне сняг.

  2. Pingback: Енергийна ефективност, част 1 – ЕНЕРГИЯ, РАБОТА, МОЩНОСТ | Специалист по всичко

  3. Пипка

    Привет, Радо! До къде я докара? И у нас седи въпроса с какво да си покрием планувания навес над верандата. И при нас седи опасението, че ще си затъмним прозорците на дневната. Размерите на плочата са 2,60м на 6,3м. Идеята с поликарбоната хич не ми е за изхвърляне, но какъв и как пък ще го засенчваме е друг въпрос. Интересно ми е обаче ( като биолог-еколог), като се нагрее този материал дали излъчва вредни вещества-феноли например. Стъклото не ни е опция. Твърде скъпо ще да е. Ти на какво се спря?
    Успех!

    1. rado Автор

      Здрасти,

      още не съм пристъпил към действия, като има някакъв напредък по проекта ще се похваля. Общо взето ако изключим стъклото остават поликарбонатни или акрилни плоскости. Вторите са малко по-светопропускливи, но пък и по-крехки и може да се окажат на дупки при една градушка :). Поликарбоната съдържа като съставка бифенол-А и може да я отделя при по-висока температура. Аз поне не съм много притеснен от това, защото все пак няма да ям в поликарбонатна чиния. Също смятам да предвидя свободна вентилация под плоскостите, така че температурата им да не се покачва прекалено много.

      Поздрави и успех!

  4. Пипка

    Привет!
    А да имаш повече информация за тези плоскости?
    http://www.aris-bg.com/page.php?n=35100&SiteID=555
    уж този парников ефект се намаля

    а и също за това допълнение:
    http://www.aris-bg.com/page.php?n=36287&SiteID=555

    Нямат цени и характеристики. Мисля да им се обадя на тия хайвани утре и да ги поразпитам.
    Хайде до скоро!

    1. rado Автор

      Нямам иде за какво точно става въпрос, ако имаш повече информация кажи. За мен обаче това не е оптималния вариант, тъй като за през зимата искам точно парников ефект :).

Вашият отговор на Недко Отказ

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *