Analiza potencjału ekspozycji słonecznej dachów o zróżnicowanej konstrukcji z uwzględnieniem zacienienia na przykładzie wybranych obiektów budowlanych z terenu miasta Nowy Sącz

Przedmiotem przeprowadzonych badań było określenie potencjału ekspozycji słonecznej wybranych dachów w celu sprawdzenia ich przydatności dla montażu instalacji fotowoltaicznej. Teren badań objął wybrane obiekty z dwóch dzielnic miasta Nowy Sącz: Biegonice i Dąbrówka. Analizie poddano zarówno obiekt przemysłowy – halę fabryki CARBON SA., jak i budynki zabudowy mieszkalno-gospodarczej, charakterystycznej dla tego rejonu zabudowy wiejskiej. Do analizy zakwalifikowano łącznie 14 połaci dachowych zabudowy wiejskiej oraz 10 połaci dachowych zabudowy przemysłowej. Przebadano dachy jednospadowe, dwuspadowe, wielopołaciowe i płaskie, które następnie na podstawie chmury punktów będącej produktem lotniczego skaningu laserowego zwektoryzowano do postaci trójwymiarowych poligonów odwzorowujących połacie dachowe. Modele wektorowe dachów wykonano w aplikacji typu CAD, gdzie również dokonano wcześniej filtracji chmury punktów, a następnie zwektoryzowano połacie dachowe w przestrzeni trójwymiarowej. W przypadku obiektu przemysłowego zwektoryzowano również obiekty sąsiadujące, które mogą wpływać na zacienienie dachów hali fabrycznej. Do obliczeń nasłonecznienia wykorzystano narzędzie Kalkulator Słoneczny (Solar Exposure Calculator), który pozwala na oszacowanie ekspozycji słonecznej dla konkretnego dachu, jego usłonecznienia oraz nasłonecznienia. Wykonano obliczenia dobowe dla czterech charakterystycznych dni w roku – najdłuższego, najkrótszego i dwóch dni równonocy. Wyniki zostały zaprezentowane w postaci ilustracji oraz w formie tabelarycznej. Analiza pozwoliła zidentyfikować i zwaloryzować połacie dachowe pod względem obliczonych wartości nasłonecznienia oraz ustalić wpływ zacienienia generowany przez obiekty sąsiadujące. Na zakończenie artykułu przedstawiono szczegółowe wnioski z wykonanej analizy oraz wskazano na korzyści z realizacji tego typu obliczeń.

The subject of the research was to determine the solar exposure potential of selected roofs in order to check their suitability for installation of solar panels. The research area covered selected objects from two districts in Nowy Sącz: Biegonice and Dąbrówka. The analysis was conducted both, for an industrial building - the hall of the CARBON SA Plant and residential and farm buildings typical for the rural region. A total number of 14 roofs of rural buildings and 10 roofs of industrial buildings were considered during the analysis. The research was carried out for different kinds of roofs – pitched, gable, multi-pitched and flat. They were vectorised and converted into three-dimensional polygons on the basis of the point cloud resulting from aerial laser scanning. Vector models of roofs were prepared in a CAD type application, where the point clouds were also prefiltered and then roofs were vectorized in the three-dimensional space. In the case of an industrial facility, neighbouring buildings were also inspected which might overshadow the plant roofs. Solar Calculator [Solar Exposure Calculator] was used to calculate solar radiation, which allows to estimate solar exposure and insolation for a particular roof. Diel calculations were made for four characteristic days of the year - the longest and the shortest day and two equinox days. The results were presented in the form of illustrations and tables. The analysis allowed to identify and calibrate roof slopes in terms of the calculated values of insolation and to determine the overshadowing effect generated by neighbouring objects. At the end of the paper, conclusions from the analysis were presented and the benefits of this type of calculation were pointed out.