Heliodón

Los heliodones de mesa manuales se utilizan para el análisis de la sombra solar en cualquier latitud y a cualquier hora. La plataforma de soporte del modelo se monta sobre una mesa o escritorio convencional. Puede girar e inclinar un modelo arquitectónico a escala . ^{[ 9 ]} Estos heliodones se operan manualmente sin el uso de computadoras y proporcionan una buena precisión. El soporte del modelo, montado sobre la mesa, se inclina para la latitud y se gira para obtener la hora del día. ^{[ 9 ]} Para replicar la época del año, la única fuente de luz utiliza una cinta marcada con los meses del año y fijada al borde de la puerta. ^{[ 9 ]} El dispositivo se puede utilizar en espacios interiores con lámparas y en espacios exteriores con luz solar directa para una mayor precisión. Cuando se utiliza en exteriores, un reloj de sol controla la inclinación y la rotación del soporte del modelo. La principal ventaja es su asequibilidad y pequeño tamaño. ^{[ 9 ]} El heliodón es preciso cuando lo utilizan personas que ya conocen la geometría solar. Pero no es adecuado para aprender geometría solar y los principios básicos del diseño sensible a la energía solar. ^{[ 9 ]}

• El Departamento de Arquitectura de la Universidad de Hong Kong utiliza un heliodón de mesa para el diseño solar de maquetas arquitectónicas . El heliodón se utiliza principalmente con fines docentes y de diseño. ^{[ 8 ]}

El heliodón manual consiste en una mesa plana con un modelo a escala encima, mientras que la mesa permanece estacionaria con solo las lámparas solares en movimiento. El heliodón consta de una plataforma horizontal y siete anillos que representan la trayectoria del sol para el día 21 de cada mes, los cuales pueden rotarse para replicar la hora del día. Actúa como herramienta de enseñanza para arquitectos, planificadores y desarrolladores. ^{[ 5 ]} El heliodón puede utilizarse para enseñar geometría solar y principios de diseño con respuesta solar en museos de ciencias. ^{[ 5 ]} Sin depender de las condiciones externas del cielo, es sencillo evaluar el análisis de sombreado solar en cualquier latitud. Este tipo de heliodón es muy intuitivo para ajustar y operar. ^{[ 10 ]} Este heliodón requiere solo una capacitación limitada ya que es fácil de entender y operar.

Teniendo en cuenta sus características, el simulador solar manual también es excelente para explicar la dinámica solar y los puntos cardinales a los niños de una manera funcional, científica y divertida.

El emulador solar manual Heliodon se utiliza en varias universidades, tales como:

• Universidad de Auburn , Alabama - La universidad utiliza un heliodon emulador solar cubierto de Formica de 48” (1,2 m) de diámetro conocido como HPD Modelo 126 Heliodon. ^{[ 10 ]}
• Universidad Cristiana de Texas , Texas – Los estudiantes de la universidad utilizan el emulador solar Heliodon para estudios de luz natural en proyectos de diseño de iluminación. ^{[ 11 ]}
• Universidad del Sureste de Luisiana , Luisiana – La universidad utiliza Heliodon como herramienta interactiva con fines didácticos para el diseño de arquitectura solarmente consciente . ^{[ 12 ]}
• Escuela de Ingeniería y Construcción de Durham, Nebraska – El profesor Norbert Lechner utiliza el emulador solar Heliodon para explicar el análisis de sombreado solar de un modelo a escala. ^{[ 13 ]}
• Centro CERES en la Universidad Estatal de Ball , Indiana ^{[ 10 ]}
• Judson College , Alabama ^{[ 10 ]}

Este tipo de heliodón robótico es el simulador solar más preciso. Se utiliza para evaluar maquetas en un espacio reducido con una fuente de luz fija, gracias a una plataforma robótica. Se trata de un heliodón de funcionamiento automático en el que un modelo físico se posiciona con precisión mediante ordenadores alrededor de dos ejes. El heliodón robótico puede realizar pruebas y evaluaciones frecuentes en modelos más grandes y pesados ​​que los manuales, lo que permite obtener resultados precisos para los experimentos. Se utilizan para estudios de iluminación natural en universidades, centros de investigación y laboratorios de desarrollo para el diseño de edificios sostenibles.

Algunos heliodones robóticos utilizan un espejo para desviar la trayectoria de la luz y permitir su instalación en una habitación pequeña. Normalmente, la habitación se mantiene a oscuras, sin ventanas, y las paredes, los techos y los suelos suelen ser negros.

El robot Heliodon se utiliza en escuelas de arquitectura, laboratorios de investigación y grandes empresas de ingeniería como:

• El Laboratorio de Energía Solar y Física de la Construcción LESO-PB de la EPFL en Lausana (heliodón de fabricación propia) utiliza un heliodón robótico para la simulación de luz directa. ^{[ 4 ]} Este heliodón se combina con un simulador de escaneo del cielo ( cielo artificial ) para predecir la distribución de la luz en un edificio a lo largo del año. La herramienta puede replicar la luz solar directa en cualquier lugar de la Tierra. ^{[ 4 ]} Este heliodón es una herramienta de fabricación propia que permite realizar simulaciones de iluminación natural dentro de modelos a escala para diversos fines de investigación y diseño. ^{[ 4 ]} El laboratorio de iluminación natural fabricó esta herramienta para limitar el ahorro de energía y aumentar el confort de los usuarios mediante un mejor aprovechamiento de la luz natural en los edificios. ^{[ 4 ]} El instrumento permite a arquitectos, diseñadores y planificadores comprender el efecto de sus conceptos arquitectónicos. Además de limitar el consumo de energía, el laboratorio se centra en aumentar la salud de los ocupantes de los edificios y la productividad mediante un uso eficiente de la luz natural. Además, el heliodón robótico ayudará al objetivo del laboratorio de lograr la eficiencia energética y las energías renovables en edificios y ciudades .

  

• El Laboratorio Nacional de Vivienda y Comunidades Sostenibles en Sonora, México, utiliza el heliodón naranja producido por Betanit. ^{[ 14 ]} El heliodón robótico se utiliza para evaluar las trayectorias solares y su interacción con construcciones preexistentes o nuevas. ^{[ 14 ]} Al utilizar un modelo físico a escala bajo el heliodón robótico, se ayuda al proyecto a medir el confort y la eficiencia energética del edificio. ^{[ 14 ]} El heliodón es eficiente ya que el proyecto considera las condiciones climáticas y la integración de fuentes de energía. ^{[ 14 ]} Dado que el edificio está situado en un clima cálido y seco, el heliodón automático ayudó a proporcionar soluciones de diseño para ofrecer iluminación y ventilación natural indirecta, evitando la luz solar directa en los espacios interiores del edificio. ^{[ 14 ]} Debido a la precisión del heliodón robótico, se utilizaron varios estudios con fotografías para comparar una casa construida con un modelo a escala simulado solarmente. Los resultados revelaron la eficiencia del uso de características de diseño apropiadas en el edificio, que se derivaron del heliodón automático. ^{[ 14 ]}
• Arup (Londres), una empresa de ingeniería, utiliza el heliodón naranja producido por Betanit en su laboratorio de iluminación para simular la luz solar en sus experimentos y edificios. ^{[ 15 ] [ 16 ]} La simulación de iluminación del heliodón ayuda a identificar rápidamente la penetración de la luz natural en los edificios. Arup utiliza el heliodón robótico para diseñar conceptos de iluminación sostenibles, energéticamente eficientes y galardonados. ^{[ 16 ]} Los ingenieros y expertos analizan la iluminación natural de los edificios replicando la luz solar para sus proyectos innovadores. Además, un proyecto de tesis, supervisado por el Dr. Francesco Anselmo, también utilizó el heliodón con fines experimentales. El heliodón también se utiliza para estudios de curvatura y reflectividad anual de "Leaf" en Arup, en coordinación con Betanit. ^{[ 17 ]}

Este heliodón robótico está completamente automatizado mediante un ordenador y cuenta con luces que rodean el modelo a escala fija colocado horizontalmente sobre la mesa. Este tipo de heliodón robótico se utiliza de forma independiente o integrado con un cielo artificial de cúpula para presentaciones, diseño de iluminación e investigación. Al utilizarse con el cielo artificial, la herramienta combinada puede replicar tanto el Sol como el cielo con gran precisión y obtener resultados de estudios de luz natural . El modelo a escala fija puede ser más grande y pesado que otros tipos, lo que permite que la fuente de luz se desplace alrededor del modelo para obtener resultados de evaluación, realizar presentaciones y observaciones. El heliodón robótico permite a las personas moverse fácilmente a su alrededor y en su interior para estudios de iluminación natural .

El heliodón robótico automatizado con modelo fijo se utiliza en centros de investigación, empresas de iluminación y laboratorios universitarios, tales como:

• El Laboratorio de Investigación de Iluminación de la Universidad de Kansas , en Lawrence, Estados Unidos, utiliza un simulador de luz solar Heliodon para estudios e investigaciones sobre la luz natural. ^{[ 18 ]} El dispositivo fue desarrollado por el Dr. Hongyi Cai y fabricado a medida en China por Quanzhou HuaTian Measurement Equipment LLC. ^{[ 18 ]} La herramienta de simulación permite movimientos angulares tridimensionales de la maqueta de edificios alrededor de un punto fijo con una precisión de 0,1 ^° . El Heliodon está instalado en el cuarto oscuro para fines docentes, de investigación y estudios sobre la luz natural. ^{[ 18 ]}
• HFT , Universidad de Ciencias Aplicadas de Stuttgart, Stuttgart utiliza un heliodón robótico en su Laboratorio de Planificación de Luz Natural. ^{[ 19 ]} El laboratorio utiliza dos elementos en su simulador de luz natural: un cielo artificial y un sol artificial. ^{[ 19 ]} El simulador de sol artificial consiste en una bombilla halógena con un reflector parabólico para replicar la luz solar paralela. El heliodón integró un cielo artificial de 4,20 m de diámetro con 30 lámparas fluorescentes. ^{[ 19 ]} El panel de control permite replicar cualquier órbita solar en cualquier día y cualquier ubicación global. ^{[ 19 ]} Esta integración facilita la reproducción del brillo del cielo y la radiación circumsolar con gran precisión. ^{[ 19 ]} El departamento de arquitectura y diseño utiliza el dispositivo con fines docentes, de estudio de la luz natural, de estudio de sombras e investigación.
• Bartenbach, Tirol: la empresa de iluminación utiliza un heliodón (dentro de un cielo artificial de 6,5 m de diámetro) con muchas lámparas pequeñas para el diseño de iluminación natural con modelos de visualización y cálculos. ^{[ 20 ] [ 21 ]} La empresa de iluminación utiliza el heliodón para la simulación de luz natural en investigación y desarrollo para estructuras de edificios complejos. ^{[ 20 ]} La empresa utiliza la herramienta para el diseño de iluminación arquitectónica utilizada para la certificación de edificios verdes , informes y consultorías.
• La Universidad de los Emiratos Árabes Unidos (UAEU) utiliza un potente heliodón robótico fabricado por betanit.com dentro de un cielo artificial de cúpula completa para evaluar la iluminación natural de maquetas con gran precisión. ^{[ 22 ]} El heliodón se alimenta con una lámpara HMI de 1200 W con una configuración óptica diseñada a medida que puede reproducir un rango de 200 000 lx a 600 000 lx en la mesa que sostiene la maqueta. ^{[ 22 ]} El heliodón robótico con el cielo artificial se utiliza con fines de investigación en diseño y tecnología de edificios sostenibles .