PRACOVNÍ VERZE, ČLÁNEK JE ROZPRACOVÁN A DOKONČUJE SE

Úvod do denního osvětlení

Aby bylo možné vysvětlit principy pro návrh prostorů z hlediska denního osvětlení, je potřeba nejprve vysvětlit základní pojmy, které jsou definovány normami ČSN EN 17037 a ČSN 73 0580 (části 1-4).

Požadované hodnoty pro hodnocení úrovně denního osvětlení v interiérech jsou vyjádřeny činiteli denní osvětlenosti. Činitel denní osvětlenosti D (%) je procentuálně vyjádřený podíl mezi vodorovnou osvětleností kontrolního bodu v interiéru místnosti ku venkovní vodorovné osvětlenosti nestíněné roviny. Jedná se tedy o poměrovou veličinu, což je praktické z toho pohledu, že denní osvětlení je narozdíl od např. umělého osvětlení dynamická veličina a mění se doslova každou sekundu. To je dáno neustálým pohybem slunce, změnami oblačnosti a dalšími atmosférickými vlivy. Je tak možné stanovit činitel denní osvětlenosti měřením při různých hodnotách venkovní osvětlenosti. Nicméně měření se pro stanovení denního osvětlení používá pouze výjimečně, neboť další okrajovou podmínku pro hodnocení je rovnoměrně zatažená obloha (viz níže). Hodnota činitele denní osvětlenosti se pro účely hodnocení denního osvětlení v interiéru zaokrohluje na jedno desetinné místo. Dále je v článku je pro činitel denní osvětlenosti používána zkratka č.d.o.

Kontrolní bod, v němž je činitel denní osvětlenosti hodnocen, je umístěn v úrovni srovnávací roviny, jejíž typická výška je 850 mm nad podlahou. Výška srovnávací roviny se ale může lišit v závislosti na činnosti provozované v posuzované místnosti, např. mateřské školy nebo tělocvičny. Kontrolní bod může vyjadřovat průměrnou hodnotu části plochy místnosti (seskupení těchto bodů pak tvoří síť kontrolních bodů) nebo je pro hodnocení speciálně stanoveno jejich umístění v interiéru jako je to např. u obytných místností.

Denní osvětlení se nejčastěji hodnotí v případě tmavého nazasněženého terénu. V tomto případě je pro posouzení denního osvětlení zdrojem světla rovnoměrně zatažená obloha s gradací jasů od horizontu k zenitu v poměru 1:3. Přímé sluneční záření tedy nemá na posouzení denního osvětlení v mísnosti vliv a úroveň denního osvětlení nezávisí na její orientaci ke světovým stranám. Požadavek na rovnoměrně zataženou oblohu s daným poměrem jasů při hodnocení denního osvětlení je důvodem, proč je měření denního osvětlení možné pouze v některých dnech v roce s vhodnými podmínkami. Proto je denní osvětlení nejčastěji posuzováno výpočtově.

Boční denní osvětlení je denní osvětlení osvětlovacími otvory v obvodové konstrukci budovy. Horní denní osvětlení je denní osvětlení osvětlovacími otvory ve střešní konstrukci budovy. Kombinované osvětlení je kombinace bočního a horního denního osvětlení v jednom prostoru.

Sdružené osvětlení je současné použití denního a umělého osvětlení v případě, že úroveň denního osvětlení nesplňuje požadované hodnoty. Sdružené osvětlení je možné použít jen v určitých typech místností (např. v kancelářích nebo halách) a podléha povolení příslušné hygienické stanice. Na denní a umělou složku sdruženého osvětlení jsou stanoveny speciální požadavky. Sdruženým osvětlením se zabývá norma ČSN 36 0020.

Základní požadavky na denní osvětlení obytných místností

Požadavky na denní osvětlení obytných místností jsou uvedeny v normě ČSN 73 0580-2. Tato norma požaduje, aby ve dvou kontrolních bodech, umístěných v polovině hloubce místnosti od oken, 1,0 m od bočních stěn, byla splněna minimální hodnota č.d.o. 0,7 % a minimální průměrná hodnota č.d.o. 0,9 % (aritmetický průměr č.d.o. z obou bodů). Tyto požadavky platí i v obytných místnostech se šikmými okny, které se považují za boční osvětlovací otvory v případě, že místnost má vodorovný strop. V případě, že místnost je osvětlena horním osvětlením a nesplňuje předchozí podmínku na okna v šikmých stěnách a vodorovný strop, je požadováno splnění minimální průměrné hodnoty č.d.o. 2,0%. V případě místností hlubších než 6,0 m je umístění bodů od oken 3,0 m. Pokud má místnost okna umístěna ve dvou stýkajících se stěnách, hodnotí se denní osvětlení v každé dvojici zvlášť a požadavky musí být splněny alespoň v jedné z těchto dvojic. Výška srovnávací roviny je 0,85 m. Prostor pro vaření je považován za prostor bez trvalého pobytu lidí a proto nemusí mít vyhovující denní osvětlení a je možné jej z posuzované plochy místnosti vyloučit.

Obr. 1 - Umístění kontrolních bodů v obytné místnosti

Principy návrhu obytných místností z hlediska denního osvětlení

Vliv jednotlivých složek činitele denního osvětlení

Hodnotu č.d.o. v kontrolním bodě určují 3 složky - oblohová složka (na obr. 2 modře), vnější odražená složka (na obr. 2 oranžově) a vnitřní odražená složka (na obr. 2 fialově).

Oblohová složka č.d.o. D_s je ovlivněna přímým oblohovým světlem dopadající na kontrolní bod. Velikost oblohové složky nezávísí pouze na rozsahu úhlu, pod jakým dopadá přímé světlo na kontrolní bod, ale vzhledem k výše definované gradaci jasů rovnoměrně zatažené oblohy od horizontu k zenitu v poměru 1:3 i na konkrétním úhlu dopadu. Např. porovnáme-li podkrovní místnost a místnost umístěnou v patře na obr. 2, hodnota č.d.o. oblohové složky v kontrolních bodech podkrovní místnosti bude výrazně vyšší oproti kontrolním bodům místnosti v patře díky tomu, že střešní okno není stíněno protější budovou a umožňuje větší rozsah úhlu dopadajícího oblohového světla a průniku světla z nejjasnější části oblohy kolem zenitu.

Vnější odražená složka č.d.o. D_e je ovlivněna odraženým světlem vnějších objektů (fásády, terén, atd.). Velikost odraženého světla závisí na odraznosti materiálu překážky, jejího tvaru a členitosti (např. fasádáda členěná balkóny či lodžiemi bude odrážet méně světla než "hladká" fasáda bez předsazených konstrukcí).

Vnitřní odražená složka č.d.o. D_i je ovlivněná veškerým světlem (přímým nebo odraženým), které proniklo do interiéru a odrazilo se od vnitřních konstrukcí směrem ke kontrolnímu bodu. Velikost tedy závisí na odraznosti materiálu vnitřních konstrukcí, jejích tvarů a umístění.

Obr. 2 - Schéma složek denního osvětlení

Pro demonstraci přibližných poměrů mezi jednotlivými složkami č.d.o. převedeme situaci zobrazenou na obr. 2 do "reálné" situace a posoudíme č.d.o. v místnostech. Výškové úrovně jednotlivých místností a stínící budovy jsou uvažovány dle obr. 2, vodorovná vzdálenost mezi objekty je 8,5m. Stínící budova je uvažována jako nekonečně dlouhá souvislá překážka. Posuzované místnosti jsou uvažovany jako obytné s doporučenou nejmenší plochou 12 m² pro ložnice s 2 lůžky dle normy ČSN 73 4301. Okna jsou zasklená trojsklem se světelnou propustností LT = 70%, prosklení oken je uvažováno 80%. Místnosti jsou dle popsaného způsobu posouzení v ČSN 730580-2 posuzovány bez vnitřního zařízení a s odraznostmi vnitřních konstrukcí (stěny 0,5, podlaha 0,3, strop 0,7). Okótované půdorysy místností jsou zobrazeny na obr. 3. Fasády budov jsou uvažovány s průměrnou odrazností 0,4 a odraznost terénu 0,2.

Obr. 3 - Půdorysy místností (vlevo obytná místnost v přízemí a patře, vpravo obytná místnost v podkroví)

Na obr. 3 jsou postupně spočítány příspěvky jednotlivých složek k celkové hodnotám č.d.o. D (dále jen D), které jsou na obrázku zobrazeny červeně (hodnota v závorce údává změnu oproti předchozímu stavu).

Jak je z obrázku patrné, tak vliv oblohové složky D_s se uplatnil v podkrovní místnosti a v místnosti v patře. Příspěvek D_s v podkrovní místnosti je natolik velký, že samotná hodnota vyhovuje minimálním požadovaným hodnotám pro obytné místnosti. V přízemní místnosti je vliv D_s nulový, neboť z kontrolního bodu není viditelná obloha.

V dalším stavu dochází k uplatnění vnější odražené složky D_e, která je přičtená k hodnotě D z předchozího stavu. Vzhledem k orientaci oken je tato složka uplatněna v místnosti v přízemí a v patře. Příspěvek v podkrovní místnosti je nulový.

Ve třetím stavu je k D přičtena vnitřní odražená složka D_i. Ta se uplatňuje ve všech 3 místnostech neboť je ovlivněna přímým i odraženým světlem, které proniklo osvětlovacími otvory do interiéru a odrazilo se od vnitřních konstrukcí směrem ke kontrolnímu bodu. Nejmenší příspěvek k D je u místnosti v podkroví. To je způsobeno za prvé menší plochou okna a také úhlem pronikajícího světla, pod kterým na vnitřní konstrukce dopadá. U místností s okny ve svislých stěnách dle obr. 3 je příspěvek D_i větší. Část přímého nebo odraženého světla proniklého z exteriéru ovliňuje bod hned 1. odrazem od bočních stěn nebo stropu. U místnosti v patře je po přičtení D_i k hodnotě D úroveň denního osvětlení dostatečná, splňující požadované hodnoty pro obytné místnosti. Úroveň denního osvětlení nejvíce stíněná místnost v přízemí není ani po započítání D_i vyhovující a muselo by tedy dojít k některým úpravám (které si představíme v dalších kapitolách).

Pro doplnění byl ještě na závěr doplněn stav, kdy nedochází ke stínění protější budovy. V tomto stavu vidíme srovnání hodnot D v místnostech v přízemí a v patře, protože po odstranění protější budovy je vliv D_s v obou místnostech stejný.

Obr. 4 - Vliv jednotlivých složek na celkovou hodnotu činitele denního osvětlení D (%)

Vliv typu a tvaru okna

PRACOVNÍ VERZE, ČLÁNEK JE ROZPRACOVÁN A DOKONČUJE SE