Sluneční hodiny představují velmi příjemný doplněk fasády či zahrady, který tento prostor nejen zpříjemní, ozvláštní, ale dokonce poskytne i rámcově přesnou orientaci v čase. Vždyť v dobách, kdy sluneční hodiny dominovaly, naši předci obvykle jiný způsob měření času kromě polohy slunce, měsíce a hvězd na obloze, neměli. A fungovalo to. A docela přesně.
Sluneční hodiny mohou samozřejmě být i pouze jen nefunkční dekorací, ale proč, když oproti funkčnímu „zařízení“ je jen třeba více přemýšlet a důsledně dodržet všechny podmínky, počínaje výběrem místa, kde budou hodiny fungovat ideálně.
Mějte na paměti, že sluneční hodiny jsou zařízení určené pro určování času podle zdánlivého pohybu Slunce. V praxi pak Sluncem ozařovaný předmět vrhá stín a právě podle jeho aktuální pozice lze určit čas. Určování tohoto času je však matematicky odvozeno z kombinace dvou základních pohybů - pohybu Země a Slunce, tedy z pravidelné rotace Země kolem své osy (čas v rozmezí dne) a rotace Země kolem Slunce (čas v rozmezí roku). Jde o pravděpodobně nejstarší a zároveň i nejvíce rozšířené hodiny. Dále známe z historie hodiny přesýpací, vodní, olejové a další. Většina slunečních hodin má číselník v rozmezí od 6:00 až 18:00 a číslice jsou většinou římské. Zajímavostí však je, že první sluneční hodiny byly zřejmě sestavené již před cca sedmi tisíci lety. Tedy ty, pro které máme k dispozici archeologický důkaz. Pravděpodobně se však slunečního svitu pro přesnější určení času používalo ještě déle.
Nejstarší nám známé sluneční hodiny jsou známé z archeologických vykopávek v Knowthu (středo-východ Irska), které pocházejí přibližně z roku 5000 př. n. l. Kolem roku 3500 př. n. l. se pak sluneční hodiny již používaly v Egyptě, Babylonii, Indii a Číně. Šlo o obelisky, které sloužily jako gnómon.
Základní podmínky pro vytvoření slunečních hodin
1. Jelikož jde o hodiny sluneční, nesmí být po celý den nikde a ničím stíněny, to je podmínka číslo 1. Pozorujte zvolené místo klidně i rok, než si budete jisti, že na celé ploše budoucích slunečních hodin nebude nikdy nic stínit. A to ani v příštích letech. Ještě než se však pustíme do takového pozorování, je si třeba ujasnit, zda chceme sluneční hodiny na stěně a nebo vodorovné. V prvním případě jde o doplněk domu, ve druhém zahrady.
2. Nyní je třeba se dozvědět, jak funguje čas v přírodě. Čas na hodinkách a jiných technických zařízeních měřících čas, je nazýván „rytmický“. A právě rozdíl mezi časem rytmickým a na slunečních hodinách stanovuje takzvaná časová rovnice, jejíž hodnoty se během roku mění. Na některých starých slunečních hodinách najdeme tuto rovnici dokonce zakreslenu v podobě grafu, vyjádřit ji též lze tabulkou.
3. Základními údaji, které nyní musíme znát, je zeměpisná šířka místa a čas pravého místního poledne, který je každý den jiný. První údaj si zjistíme na internetu či pomocí GPS, druhý údaj nám sdělí například na nejbližší hvězdárně. Podle zjištěných údajů pak již můžeme začít sluneční hodiny konstruovat.
Vodorovné sluneční hodiny
Tyto hodiny lze umístit na zem či na nějaký pěkný sloupek, třeba kamenný, musí však být stabilně zabetonovaný a plocha hodin (tedy jejich číselník) musí být zcela vodorovná (ověříme vodováhou). Dále musíme určit přesně sever a jih, jelikož polední přímka musí být ve směru severo-jižním. Právě na této přímce též najdeme vystupující ukazatel času. Proti místu, ze kterého vystupuje ukazatel času, bude znak pro poledne, tedy číslo 12 (česky či latinsky) a „čárka či jiný znak, bod“. Dvanáctka tedy směřuje na sever. Pata ukazatele času bude naopak na jihu. K přesnému zjištění severu a jihu můžeme použít kompas, GPS a nebo takzvanou metodu indického kruhu, která vychází z měření shodných výšek slunce. Při provádění této metody zabodneme do země svisle tyčku za pravého poledne podle rytmického času. Poté označíme místo konce vrženého stínu a sestrojíme kružnici. Ta bude mít střed v místě zabodnutí tyčky a místem konce vrženého stínu bude procházet. Délku tyčky volíme například podle požadované velikosti budoucích vodorovných slunečních hodin, ale není to nutné, graficky můžeme později rozměry zvětšit. Stín tedy vlastně bude poloměrem kružnice. Po uplynutí pravého místního poledne pak sledujeme, jak se stín prodlužuje a přemisťuje. Jakmile se opět dotkne vzniklé kružnice (stín bude opět poloměrem), opět si vyznačíme jeho směr. Vznikne nám tak úhel, který rozdělíme přesně na polovinu. A právě přímka tvořící polovinu tohoto úhlu je námi hledaným poledníkem, tedy spojnicí skutečného severu a jihu. Sever pak leží ve výseči úhlu, jih je na druhé straně, tedy ve směru, odkud svítilo slunce.
Jakmile máme budoucí číselník zorientovaný severo-jižně, umístíme na polední přímku (raději o něco jižněji od středu) ukazatel času, který bude svírat s plochou číselníku úhel rovný zeměpisné šířce místa.
Pak již jen stačí se vracet v hodinovém intervalu (přesně od okamžiku pravého místního poledne) až do večera (resp. 18:00) a vyznačovat na číselníku polohu hodinových čar pro 13. až 18. hodinu. Druhý den pak vyznačíme čas pro hodiny dopolední (opravdu nejlépe bezprostředně hned další den). Pro měření si proto vybereme podle meteorologických předpovědí dva slunné dny za sebou. Při delším intervalu již hodiny nebudou přesné.
Svislé sluneční hodiny
Tyto hodiny je ideální vytvořit na jižní stěně, případně stěně mírně natočené na jih a nebo západ. U starých historických budov se s tím dokonce počítalo a (nejen) proto byly orientovány svými stěnami přesně vůči světovým stranám, jižní stěna byla pak často štítem domu. Ovšem v městském prostředí nebývaly sluneční hodiny na každé budově, stačila jedna ideálně zvolená budova na náměstí. Obvykle to bývala radnice.
Poté začneme určením a zakreslením bodu, ze kterého bude vycházet ukazatel času. Z něj pak spustíme olovnici a podle ní nakreslíme čáru. Získáme tak polední přímku, na které bude ležet číslo 12 = poledne (a nebo 13 hodin letního času). Vlastní ukazatel času pak bude svírat s číselníkem hodin úhel, který zjistíme odečtením naší zeměpisné šířky od 90°.
Pokud stěna s hodinami nesměřuje přímo na jih, je třeba směrování ukazatele ještě upravit podle azimutu stěny. Stačí k tomu jednoduchá trojúhelníková šablona. Jeden z úhlů trojúhelníku bude pravý (90°), druhý bude mít stejnou velikost, jako je naše zeměpisná šířka. Zbývající úhel je pak shodný s náklonem ukazatele vůči rovině číselníku (90° mínus zeměpisná šířka). Přesně v okamžiku pravého místního poledne přiložíme trojúhelníkovou šablonu ke zdi tak, aby doplňkový úhel k zeměpisné šířce (našich 90° - z. š.) zasedl do úhlu, jež svírá námi vytvářený ukazatel se zdí.
Ukazatelem za doprovodu šablony otáčíme tak, aby jeho stín kopíroval námi zakreslenou polední přímku (svislici, která vede od paty ukazatele). Dosáhneme tak správného naklonění ukazatele, čili správného úhlu vůči stěně, přičemž ukazatel zároveň dorovnává orientaci stěny vůči jihu. Jednotlivé hodiny dopolední a odpolední pak vyznačujeme stejně jako je tomu v případě vodorovných slunečních hodin (vracíme se tedy v hodinových intervalech a zakreslujeme polohu stínu ukazatele na číselníku). Šikmému ukazateli slunečních hodin (pod úhlem zeměpisné šířky vzhledem k horizontále) se říká polos. Představuje jej tyčka nejlépe z nerezavějícího materiálu o průměru cca 5 až 8 mm. Jde však i o design, čili vlastně volíme takovou velikost, jaká bude odpovídá velikosti hodin, jde o poměr hmot a rozměrů. Ladit by měly i velikosti znaků a bodů na číselníku a jiných grafických prvků, s tím však nemá citlivé oko problém.
Jelikož polos nezapíchneme do stěny jako nůž do másla, postupujeme „zednicky“. Do zdi vytvoříme otvor, který bude hlubší než délka zapuštění ukazatele času (polos). Zazdívanou část ukazatele je ideální rozkovat na plocho, aby se ve stěně neprotáčela. Prostě ji například na kovadlině roztlučeme na plocho kladivem, pro kováře by to však byla řemeslná lahůdka.
Provlhčený otvor (vstříkneme do něj vodu a necháme vytéci, nejlépe opakovaně) vyplníme cementovou maltou (či chemickou kotvou) a tyčku zasuneme do středu tak, aby její zalomení bylo přesně v rovině stěny (ohyb musí být v místě, kde ukazatel vystupuje ze zdi ). Před ztvrdnutím malty ohneme tyčku (polos) tak, aby svírala se stěnou úhel o velikosti 90° mínus zeměpisná šířka. Po zatvrdnutí malty (řádově několik dní, chemická kotva zatvrdne již do hodiny) pak upravíme sklon ukazatele času podle trojúhelníkové šablony.
Následuje grafická úprava, která by měla odpovídat stylu a stáří budovy. Pokud se na to necítíme, požádáme o pomoc výtvarníka. Umístit lze i časovou rovnici (v grafu či tabulce), samozřejmě volíme styl a jazyk číslic a hlavně pak můžeme odlišit hodinové čáry pro letní čas a zbytek roku.
V každém případě však lze postupovat i tak, že si pro dané místo a lokalitu podle odborných zdrojů vše předem vypočítáme a výsledný výrobek pak již jen umístíme na stěnu a nebo vodorovně na pěkný sloupek. Jediným zásahem do stěny pak mohou být pouze dvě hmoždinky. Navíc lze využít i služeb odborníka, který se slunečním hodinám věnuje. Nějaký peníz to však bude stát.
Určitě si pak buďte vědomi, že většina na trhu „prodávaných“ slunečních hodin je jen dekorací. Téměř nikdy totiž není zřejmé vůči čemu a jak jsou orientované a pro jakou zeměpisnou polohu byly vytvořené. A pokud se vám zdá, že po určitou část roku ukazují v určitých částech dne poměrně přesně, je to jen náhoda.
