Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav Základního zpracování dřeva

Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracoval:

prof. Ing. Josef Polášek, Ph.D.

Bc. Martin Bartek

Brno 2009

Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění

zpracoval/a sám/sama

a uvedl/a jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.

Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne:........................................ podpis studenta

2

Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucímu své diplomové práce prof. Ing. Josefu Poláškovi, Ph.D., za odbornou pomoc, cenné připomínky a studijní materiály, které mi poskytl při vypracování této diplomové práce. Dále děkuji mé rodině za podporu při studiu a realizaci diplomové práce. Bc. Martin Bartek

3

Abstrakt: Tato diplomová práce se zabývá analýzou podmínek pro přirozené denní prosvětlení a možnostmi stínění ideového navrženého podkroví. Součástí práce je počítačová simulace přirozeného prosvětlení ideového návrhu podkrovního bytu, která byla stanovená při rovnoměrně zatažené a jasné obloze definované podle mezinárodní komise pro osvětlování (CIE). Výsledky simulace byly vyhodnoceny pomocí ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov - část 1: základní požadavky a ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov - část 2: denní osvětlení obytných budov. Cílem práce bylo navrhnout prosvětlení podkrovního bytu a stanovit možnosti jeho stínění. Klíčová slova: denní osvětlení, světlo, činitel denní osvětlenosti, návrh podkrovního bytu, požadavky na osvětlení, simulace denního osvětlení. Abstract: This diploma thesis is concerned with analysis of conditions for natural day lighting and with possibilities of screening of the ideologically designed attic. The part of this work is computer simulation of the natural transillumination of the ideologically designed attic. The simulation was defined for equally overcast and clear sky that was defined by international commission for lighting (CIE). The results of the simulation was evaluated by ČSN 73 0580 - 1: Day lighting of buildings. Part 1: Basic requirements and ČSN 73 0580 - 2: Day lighting of domestic buildings. The objective of this work was to design the transillumination of attic and define the possibilities of its screening. Key words: day lighting, light, daylight factor, design of attic, requirements for lighting, simulation of day lighting.

4

OBSAH 1 2 3

ÚVOD....................................................................................................................... 7 CÍL PRÁCE............................................................................................................. 8 LITERÁRNÍ PŘEHLED ....................................................................................... 9 3.1 Základní termíny ............................................................................................ 9 3.1.1 Osvětlení ................................................................................................... 9 3.1.2 Denní světlo .............................................................................................. 9 3.1.3 Slunce jako zdroj světla .......................................................................... 11 3.1.4 Obloha jako zdroj denního světla ........................................................... 11 3.1.5 Proměnlivost denního světla................................................................... 12 3.1.6 Vybrané definice a fotometrické veličiny............................................... 12 3.2 Denní osvětlení jako součást oboru Stavební fyzika.................................. 14 3.3 Význam denního osvětlení............................................................................ 15 3.3.1 Zdravotní přednosti denního osvětlení ................................................... 15 3.3.2 Ekologické přednosti denního osvětlení ................................................. 16 3.3.3 Ekonomické přednosti denního osvětlení ............................................... 16 3.4 Psychofyziologické vlivy světla .................................................................... 16 3.5 Základní požadavky na denní osvětlení...................................................... 17 3.6 Právo na denní světlo.................................................................................... 18 3.7 Kritéria pro stanovení požadavků na osvětlení ......................................... 19 3.7.1 Kvantitativní kritérium ........................................................................... 19 3.7.2 Kvalitativní kritéria................................................................................. 19 3.7.2.1 Rozložení světelného toku ................................................................... 20 3.7.2.2 Rovnoměrnost denního osvětlení ........................................................ 20 3.7.2.3 Rozložení jasů ploch v zorném poli..................................................... 20 3.7.2.4 Oslnění ................................................................................................ 20 3.7.2.5 Barevné řešení .................................................................................... 23 3.7.2.6 Regulace přímého slunečního světla................................................... 23 3.8 Normativní předpisy pro osvětlení vnitřních prostor ............................... 24 3.8.1 Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti .................................... 24 3.8.2 Obecné požadavky denního osvětlení ve vnitřním prostoru................... 24 3.8.3 Požadavky denního osvětlení v obytných místnostech........................... 26 3.8.4 Požadavky na proslunění podstřešních obytných prostorů..................... 29 3.9 Stanovení činitele denní osvětlenosti ........................................................... 30 3.9.1 Činitel denní osvětlenosti D.................................................................... 32 3.9.2 Oblohová složka činitele denní osvětlenosti Ds ...................................... 32 3.9.3 Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti De........................... 32 3.9.4 Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti Di ........................... 33 3.10 Metody výpočtu osvětlení............................................................................. 34 3.11 Měření denního osvětlení v bytech .............................................................. 34 3.12 Světlo a dispozice domu................................................................................ 37 3.12.1 Množství světla v místnostech ................................................................ 37 3.12.2 Ideální orientace jednotlivých místností a umístění oken....................... 37 3.12.2.1 Obývací pokoj ................................................................................. 37 3.12.2.2 Kuchyně .......................................................................................... 38 3.12.2.3 Jídelna............................................................................................. 39 3.12.2.4 Ložnice ............................................................................................ 39 3.12.2.5 Dětský pokoj.................................................................................... 40 3.12.2.6 Koupelna a WC ............................................................................... 40 5

3.12.2.7 Předsíň, vstupní prostor, schodiště................................................. 41 3.12.3 Orientace ke světovým stranám a barva místností.................................. 41 3.13 Osvětlovací systémy ...................................................................................... 41 3.13.1 Boční osvětlení ....................................................................................... 42 3.13.2 Horní osvětlení........................................................................................ 42 3.13.3 Kombinované osvětlení .......................................................................... 43 3.14 Možnosti osvětlení podkroví ........................................................................ 43 3.14.1 Vliv tří odlišných okenních výplní na podmínky denního osvětlení ...... 44 3.15 Vlastnosti oken a skel a nové technologie ................................................... 45 3.15.1 Funkce okna............................................................................................ 45 3.15.2 Střešní okna můžeme rozdělit podle následujících hledisek: ................. 46 3.15.2.1 Materiál pro výrobu střešních oken................................................ 47 3.15.2.2 Vlastnosti zasklení........................................................................... 48 3.15.2.3 Způsoby otevírání střešních oken ................................................... 48 3.15.3 Nové technologie .................................................................................... 49 3.15.3.1 Přechod na fasádní okno ................................................................ 49 3.15.3.2 Tubusové světlovody ....................................................................... 49 4 METODIKA.......................................................................................................... 53 4.1 Bydlení v podkroví........................................................................................ 53 4.2 Požadavky na obytné místnosti podle ČSN 73 4301 – Obytné budovy.... 53 4.3 Návrh budov z hlediska denního osvětlení ................................................. 55 4.3.1 Návrh zábrany proti oslnění.................................................................... 55 4.3.2 Návrh osvětlovacích otvorů .................................................................... 56 4.3.3 Návrh regulace denního osvětlení........................................................... 57 4.4 Ideový návrh podkrovního bytu a simulace osvětlení ............................... 57 4.5 Stanovení podmínek pro simulaci denního osvětlení................................. 60 4.5.1 Podmínky a parametry simulace............................................................. 60 5 VÝSLEDKY SIMULACE.................................................................................... 62 5.1 Simulace osvětlení dětského pokoje ............................................................ 63 5.2 Simulace osvětlení ložnice ............................................................................ 66 5.3 Simulace osvětlení koupelny ........................................................................ 69 5.4 Simulace osvětlení kuchyně, obývacího pokoje a chodby ......................... 71 5.4.1 Kuchyň a jídelna ..................................................................................... 71 5.4.2 Obývací pokoj......................................................................................... 72 5.4.3 Chodba a prostor schodiště ..................................................................... 72 5.5 Možnosti stínění navrženého podkrovního bytu........................................ 76 6 ZÁVĚR .................................................................................................................. 77 7 RESUME ............................................................................................................... 79 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY................................................................. 80 SEZNAM OBRÁZKŮ .................................................................................................. 84 SEZNAM TABULEK................................................................................................... 86

6

1

ÚVOD

Denní osvětlení a přímé sluneční záření ovlivňují naše životy a jsou nezbytnými složkami životního prostředí. Z historie vyplívá, že tyto poznatky velkou mírou využívaly už dávno zaniklé civilizace. Správně navržené stavby využívaly denní světlo, které je pro nás přirozené. V současnosti se denní osvětlení stává významným prvkem při navrhování kvalitních staveb, protože lidé žijící ve městech tráví téměř 90 procent svého času ve svých bytech nebo v práci. Jejich pobyt se na přirozeném denním světle tímto snižuje a v důsledku toho se vyžaduje zajištění kvalitních podmínek pro dosažení světelného komfortu v interiérech staveb. Tyto podmínky závisí především na typu a velikosti okna, jeho umístění ve fasádě nebo ve střeše spolu s doplňky okenních výplní a mají významný vliv na množství světla, objem přímého slunečního záření, rozložení světla, a tím na kvalitu vnitřního prostředí budov. Denní světlo spolu s možností výhledu z místnosti do okolí zásadním způsobem ovlivňují motivaci a schopnost soustředění, což dokázaly studie provedené ve Spojených státech. Tyto poznatky byly zjištěny pozorováním studentů a pracovníků v kancelářích, u nichž bylo dosaženo lepších studijních a výkonnostních výsledků. Návrh optimálního denního osvětlení vnitřních prostorů závisí především na povaze činností, které jsou v nich prováděny. S rostoucími požadavky na soustředění a přesnost při dané činnosti se zvyšuje přiměřeně potřeba denního světla. Denní světlo v architektuře představuje především energetické úspory a má také velký význam pro lidské zdraví, učení a produktivitu.1

1

Lízalová, M.: Denní světlo podporuje schopnost učení [online]. VELUX Daylight Symposium, 2007 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavebnictvi3000.cz.

7

2

CÍL PRÁCE

Člověk se v podmínkách denního světla vyvíjel miliony let a dokonale se mu přizpůsobil. Zvykl si na střídání dne a noci a různou intenzitu osvětlení v průběhu dne. Působení denního světla má na člověka pozitivní stimulační účinky a ovlivňuje funkci některých orgánů v jeho těle. Bylo také dokázáno, že přirozené osvětlení spolu s možností výhledu do okolního prostředí zlepšuje motivaci a pracovní výkony. Naproti tomu umělé světlo může svou monotónností navozovat pocity ospalosti, únavy a kolísání výkonu. Tato diplomová práce klade důraz na význam denního osvětlení, neboť ani v dnešní době bohaté na moderní a technické možnosti v osvětlování umělými zdroji světla, nesmí člověk na denní světlo zapomínat, protože je pro něho přirozené. Cílem této diplomové práce je ideový návrh podkrovního bytu, jeho prosvětlení a možnosti stínění. V práci bude provedena ukázková simulace denního osvětlení navrženého podkrovního bytu, která umožní posouzení a následné navržení optimálního přirozeného osvětlení ještě v návrhové fázi, před samotnou realizací projektu.

8

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED

3.1 Základní termíny 3.1.1

Osvětlení

Osvětlenost, též intenzita osvětlení, je fotometrická veličina vyjadřující světelný tok dopadající na určitou plochu. Je tedy podílem světelného toku (v lumenech) a plochy (v metrech čtverečních). Osvětlení se dělí (viz. obrázek 1) na: •

Denní osvětlení - osvětlení přímým slunečním světlem a rozptýleným oblohovým světlem.

•

Umělé osvětlení - osvětlení pomocí umělých zdrojů (převážně elektrických).

•

Sdružené osvětlení – kombinace denního a umělého osvětlení. Osvětlení

Denní osvětlení

Přímé sluneční světlo

Oblohová složka denního světla

Umělé osvětlení

Odrazná složka denního světla

Exteriérová

Přímé

Polopřímé

Sdružené osvětlení

Smíšené

Nepřímé

Interiérová

Obr. 1 Rozdělení osvětlení. 3.1.2

Denní světlo

Denní světlo řídí biologický rytmus našeho těla. Ten udává dobu spánku, kdy nabíráme síly, aby jsme se ráno cítili svěží a odpočatí. Denní světlo ovlivňuje naši náladu a pocit

9

pohody během dne a má vliv i na lidskou výkonnost. V interiéru je kombinací slunečního světla, oblohového světla a světla, které se odráží od fasád protějších domů, terénu a okolních překážek (viz. obr. 1). Sluneční světlo •

Představuje součást denního světla vyzařovanou přímo sluncem.

•

Díky vysoké intenzitě osvětlení a hře světla a stínů dává místnosti osobitý charakter.

•

Proniká hlouběji do nitra domova, především na jaře a na podzim, kdy se slunce nachází nízko nad obzorem.

•

Zároveň se jedná o světlo natolik intenzivní, že může vyžadovat stínění.

Oblohová složka denního světla •

Představuje součást denního světla, které je rozptýleno. Může se vyskytovat společně se slunečním světlem, nebo samostatně (například je-li obloha zamračená nebo zatažená).

•

Součástí oblohového světla je i světlo, které se odráží mezi oblaky a povrchem Země.

•

Místnost naplňuje měkkým a jednolitým světlem, jeho intenzita však se vzdáleností od okna klesá. Empirické pravidlo říká, že z míst, v nichž potřebujete velké množství denního světla, byste měli mít výhled na oblohu.

Odrazná složka denního světla •

Neboli pozemní složka představující denní světlo, které se odráží od vnějších ploch sousedních budov, stromů, trávníku, teras apod., avšak na své trase ztrácí na intenzitě.

•

Světlo se od různých ploch – podlah, stropů – odráží i v interiéru. Naopak tmavé okenní rámy, podlahy, stropy a zdi absorbují, „kradou“, velké množství dopadajícího denního světla na úkor jeho odrazu.2

2

Denní světlo ve Vašem domě [online]. Velux, Rubrika: Inspirace [citováno březen 2008]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz.

10

3.1.3

Slunce jako zdroj světla

Centrální těleso sluneční soustavy je jednou z mnoha hvězd naší galaktické soustavy. Slunce je středně stará hvězda v energeticky rovnovážném stavu. Spolu se svými satelity obíhá jádro galaxie. Má diferenciální rotaci tj. otáčí se různou rychlostí v závislosti na vzdálenosti od svého rovníku. Tvar slunce je prakticky kulový. Plochu, kterou vidíme jako povrch Slunce, nazýváme fotosféra. Tvoří ji tenká neprůhledná vrstva plynu v plazmatickém stavu, nad kterou je ještě rozprostřena řidší, avšak rozměrnější vrstva chromosféry a koróny.3 Slunce je nejbližší hvězda a střed naší planetární soustavy. Ve srovnání se všemi světelnými zdroji, které člověk za dlouhou dobu své existence vyvinul a vyrobil a které v současnosti používá je nejmohutnějším zdrojem světla, tepla a ve své podstatě zdrojem naší existence vůbec.4 Světlo je obvykle definováno jako záření, které zaznamenává lidské oko. Viditelná oblast elektromagnetického spektra představuje pouze úzký výsek vlnových délek kolem 550 nm. Hranice viditelného spektra nejsou přesně určeny, protože oko ztrácí svoji citlivost a vnímavost u kratších i delších vlnových délek. Obvyklé vidění zahrnuje záření v oblasti 400-700 nm. V rámci tohoto intervalu interpretuje lidské oko záření různých vlnových délek jako různé barvy. Světlo ze zdroje, který emituje kontinuální spektrum s přibližně stejnou energií pro každou vlnovou délku, je interpretováno jako bílá barva. Světlo jedné vlnové délky se nazývá monochromatickým světlem.5 3.1.4

Obloha jako zdroj denního světla

Obloha s rozptýleným slunečním světlem je plošným zdrojem světla pro interiér. Stav tohoto zdroje se během dne i roku dynamicky mění v závislosti na poloze slunce na obloze a na stavu oblačnosti. Stejně tak se mění i osvětlenost E [lx] v interiéru. Při běžném světelně technickém hodnocení se nejčastěji vychází z nejméně příznivého stavu oblohy: zcela zatažená obloha v zimě, kdy úroveň jasu oblohy ovlivňují jen

3

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. RNDr. Fárník, F., CSc.: Nejmohutnější zdroj světla- Slunce [online]. Astronomický ústav, Akademie věd ČR, 2003 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.odbornecasopisy.cz. 5 Horáček, P. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1998. 4

11

odrazivé vlastnosti terénu v důsledku mnohonásobného odrazu oblohového světla mezi zemským povrchem a spodní vrstvou oblaků.6 3.1.5

Proměnlivost denního světla

Denní světlo je na rozdíl od umělého v mnoha ohledech velmi proměnlivé a ne vždy nám vyhovuje. Intenzita a zabarvení denního světla se mění během dne, během roku a se změnou atmosférických podmínek. Osvětlenost v létě venku kolem poledne dosahuje hodnot až 100 000 lx, v zimě klesá až pod 5 000 lx. Spektrální složení denního světla se mění podle výšky slunce nad obzorem a stavu oblačnosti. Zdrojem denního světla v interiéru bývá hlavně okno. Pomocí něho můžeme ovlivnit množství, směr i intenzitu světla, nicméně neovlivníme jeho zdroj, tedy slunce. Denní světlo lze rozložit na světelné spektrum, které tvoří barvy teplé i studené. S postavením slunce na obloze a s různými povětrnostními podmínkami se přirozeně mění intenzita těchto barev a tím i teplota světla. Slunce je bodový zdroj světla a může poskytovat – za jasného počasí a nebe bez mráčku - přímé a ostré osvětlení, které mění v závislosti na denní době svůj směr a posléze i intenzitu. Když slunce zajde za mraky, neznamená to samozřejmě, že nastane tma. Změní se pouze, ale za to velmi významně, charakter světla. Je rozptýlené do větší plochy, a proto i měkčí.7 3.1.6

Vybrané definice a fotometrické veličiny

Proslunění Pronikání přímého slunečního záření do obytné místnosti, které by mělo vyhovovat hygienickým požadavkům. Oslnění Je stav zraku, který ruší nebo zhoršuje, až znemožňuje vidění. Podle své závažnosti se označuje jako rušivé, omezující a oslepující.

6

Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 7 Danková, D.: Denní světlo v architektuře [online]. Rubrika: Světlo, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.e-architekt.cz.

12

Zraková pohoda Je definována jako příjemný psychofyziologický stav potřebný pro účinnou práci a odpočinek. Není to pocit, ale stav organizmu vytvořený vnějšími fyzikálními faktory. Prioritní pro zrakovou pohodu je světlo, ale ovlivňují ji i další vlivy jako hluk, teplota, proudění vzduchu, architektonické vlastnosti prostoru a barvy. Úzce souvisí s věkem uživatele, únavou, onemocněním a zrakovými vadami. Stínící venkovní překážka Překážka ve venkovním prostoru před oknem (blízká nebo vzdálená), která brání prostupu oblohového světla do osvětlovaného prostoru.8 Podkrovní byt Obytná místnost nebo soubor obytných místností s příslušenstvím určený pro bydlení s uzavíratelným vstupem, umístěný v podkroví obytného prostoru. Mezinárodní komise pro osvětlování CIE (Commission internationale de l'éclairage) je mezinárodní organizace věnující se světlu, osvětlování, barvě a kolorimetrickým soustavám. Činitel denní osvětlenosti D Definuje se jako poměr osvětlenosti E [lx] pracovní roviny v interiéru (v posuzovaném místě) k současné horizontální exteriérové osvětlenosti E

eb

[lx]. Tento poměr

se vyjadřuje v procentech. Obvykle postačí stanovit jeho hodnotu při nejméně příznivém stavu venkovního osvětlení – při zatažené obloze v zimě.9 Svítivost I Jednotka kandela, značka [cd]. Svítivost je světelný tok, který vyzařuje bodový zdroj do prostorového úhlu 1 steradián. Jde o skalární veličinu. Jednotka svítivosti kandela je v soustavě SI základní fotometrickou jednotkou.

8

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 9

13

Světelný tok Φ Jednotka lumen, značka [lm]. Jeden lumen je světelný tok vysílaný bodovým zdrojem do prostorového úhlu 1 steradián při svítivosti zdroje 1 cd. Světelný tok se vypočítá jako součin svítivosti a prostorového úhlu ω, ve kterém světelný tok měříme, Φ = I·ω. Rozměr světelného toku je [Φ] = lm = cd·sr. Jas L Jednotka 1 cd/m2 (v technické literatuře se někdy uvádí nit, značka [nt], pro který platí 1nt =1 cd/m2). Je to podíl svítivosti rovinného izotropního zdroje a jeho zdánlivé plochy (tedy pravoúhlého průmětu plochy zdroje do roviny kolmé k vyšetřovanému směru záření).10

3.2 Denní osvětlení jako součást oboru Stavební fyzika Problematika denního osvětlení interiérů budov spolu s prosluněním budov tvoří součásti technického oboru stavební světelná technika. Proslunění sleduje přímý přístup slunečního záření do budovy, zatímco denní osvětlení se zabývá osvětlením světlem, které je rozptýleno v atmosféře. Stavební světelná technika spolu se stavební akustikou a stavební tepelnou technikou tvoří širší obor s názvem stavební fyzika. Jedná se o název vžitý, ale ne zcela přesný, protože kromě fyzikálního pohledu na působení světla, zvuku a tepla v budovách tento obor pracuje i s dalšími okolnostmi. Je to technická disciplína, která se zabývá životním prostředím v budovách, sleduje vliv fyzikálních faktorů na zdraví lidí, takže je i oborem hygienickým. Zvuk, světlo a teplota patří mezi fyzikální faktory životního prostředí. V budovách působí dlouhodobě a opakovaně, a proto způsobem, který významně ovlivňuje práci i odpočinek a v konečném důsledku i zdraví lidí užívajících budovu. V dnešní době lidé tráví většinu svého času v budovách. Podle údajů WHO (Světové zdravotnické organizace) se u městské populace jedná až o 90 % času. Snaha o zajištění příznivého stavu prostředí pro život člověka byla jistě jedním z hlavních důvodů, ne-li tím důvodem nejdůležitějším, proč člověk vůbec kdy začal stavět budovy. Cílem navrhování a výstavby budov je tvorba takového prostředí, jehož parametry (i fyzikální) 10

Mohelníková, J.: Střešní okno z pohledu požadavků na denní osvětlení budov [online]. VUT v Brně, Fakulta stavební, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavebnictvi3000.cz.

14

by měly být pro život člověka příznivější než stav přirozeného prostředí ve venkovním prostoru. Fyzikální faktory prostředí nepůsobí jen na uživatele budovy, ale i na budovu samotnou, na její konstrukce a na zařízení a věci v interiéru budovy uložené. Poznání významu fyzikálních faktorů vedlo postupně k vytvoření legislativy pro potřebu kontroly stavu prostředí v budovách. Hovoří se o právu uživatelů budov na přístup denního světla a přímého slunečního záření do interiéru. Úkolem stavební světelné techniky je toto právo jednoznačně vymezit a v konkrétních případech toto právo spravedlivě nalézt. K tomu právě slouží příslušná legislativa. Vybrané fyzikální veličiny jsou hygienickými předpisy a technickými normami stanoveny jako kritéria pro posuzování budov a jejich vnitřního prostředí. Jsou stanoveny limitní hodnoty těchto kritérií pro různá prostředí resp. různé typy konstrukcí. Stavební světelná technika souvisí i s urbanismem, protože požadavky na denní osvětlení a proslunění spolurozhodují o stanovení odstupů mezi budovami a o návrhu výškové úrovně zástavby. Působení fyzikálních faktorů v budovách lze významně usměrnit vhodným návrhem konstrukcí budov. Některé z fyzikálních faktorů také ovlivňují funkci a životnost konstrukcí budovy.11

3.3 Význam denního osvětlení Naprostá většina aktivit člověka je spojena s vykonáváním zrakové práce nebo alespoň s potřebou získávat zrakové informace. Světlo je nositelem všech zrakových podnětů. Množství světla v interiéru budov, jeho prostorové rozdělení, spektrální složení a světelné poměry v zorném poli rozhodují o zrakové pohodě člověka. Jsou tři důvody, proč dáváme přednost osvětlení denním světlem před osvětlením umělým: zdravotní, ekonomický a ekologický. 3.3.1

Zdravotní přednosti denního osvětlení

Denní světlo je důležitou fyziologickou a psychologickou potřebou lidského organismu a je v tomto smyslu pro člověka nenahraditelné. Člověk jako živočišný druh se vyvíjel v podmínkách denního světla a střídání dne a noci miliony let a je proto dennímu světlu 11

Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007.

15

dokonale přizpůsoben. Přes značný technický pokrok umělého osvětlení je při dlouhodobém působení denní osvětlení pro člověka příznivější a rozdíly v účincích jsou mnohostranné (stimulační účinek dynamiky denního světla, barevné podání, regulace denních rytmů funkcí některých orgánů v lidském těle, psychologický význam vizuálního kontaktu člověka v interiéru s vnějším prostředím). 3.3.2

Ekologické přednosti denního osvětlení

Denní osvětlení představuje přímé využití sluneční energie bez potřeby její transformace nebo akumulace a tudíž s minimálními ztrátami bez velkých nákladů a zatížení životního prostředí odpady. 3.3.3

Ekonomické přednosti denního osvětlení

Optimálním využitím denního světla se omezuje potřeba a doba používání umělého osvětlení. Úspora provozních nákladů plyne z ušetřené elektrické energie.12

3.4 Psychofyziologické vlivy světla Vizuální pocity si uvědomujeme s vjemy světlosti a tmavosti, šedosti a barevnosti, stability či pohybu pozorovaných objektů. Působí na člověka pocity pohody a klidu, nebo nepohody a napětí. Vjem je ovlivňován řadou subjektivních, zdravotních a psychologických vlivů. V časovém horizontu se adaptací velikost výsledného vjemu a pocitu může měnit. Mezi lidmi existuje velká individuální různorodost a citlivost subjektivního hodnocení osvětlení. Zásadní nedostatek světla byl vždy považován za degradaci životních podmínek. Lidé žijící v zeměpisných oblastech, v nichž se střídá polární noc a den, cítí světlo jako jednu ze svých nejvyšších hodnot. Člověk zbavený světla je vystaven jednomu z nejtěžších tělesných i duševních trestů. Psychiku člověka významně ovlivňují typické vlastnosti denního osvětlení. Jeho dynamičnost, trvalé nepravidelné změny během dne co do množství i kvality jsou simulátorem mechanizmů pozornosti. Přímé sluneční záření má psychicky jednoznačně aktivační vliv. Umělé světlo svou monotonií vede ke snížení bdělosti, pocitům ospalosti, únavy, kolísaní a poklesu výkonu, snížení reakční pohotovosti. Nižší hladiny světla často s citově zabarvenou atmosférou jsou spojovány 12


16

s tvorbou imunitního prostředí pro odpočinek, relaxaci, důvěrný styk i soustředění k tvůrčí práci.13

3.5 Základní požadavky na denní osvětlení Uplatnění požadavků na denní osvětlení budov se provádí na různých úrovních a z různých hledisek (blíže obr. 2), kam se zejména řadí: •

hlediska právní,

•

hlediska hygienická (zachování zdravých životních podmínek),

•

hlediska urbanisticko-architektonická (vytvoření systémových vazeb typu „člověk – světlo- prostředí“),

•

hlediska funkční (vytvoření vhodných podmínek pro daný účel využití prostorů budov),

•

hlediska energetická (využití přírodní formy sluneční energie k osvětlování při současném omezení nežádoucích vlivů na vnitřní prostředí aj.).

Všechna tyto hlediska se uplatňují společně a jejich řešením je vyhovující denní osvětlení budov. Podle záměru využití budov se váha jednotlivých hledisek mění, nesmí však být na úkor hledisek hygienických a právních.

Právní

Energetická

Hygienická

Základní požadavky na denní osvětlení

Urbanistickoarchitektonická

Funkční

Obr. 2 Základní požadavky na denní osvětlení.

13

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002.

17

3.6 Právo na denní světlo Denní světlo je nezbytnou podmínkou života lidí a z toho lze odvodit přirozené právo na něj. Ve volné přírodě působí vlivy lidské činnosti jen částečně a přístup k dennímu světlu je prakticky neomezen. Všude jinde, kde člověk zasahuje do přírodního prostředí či vytváří prostředí umělé, se vedle příznivých účinků pociťují i četné nepříznivé vlivy jeho činnosti. Systém právních předpisů týkající se denního světla a osvětlování slouží právě k tomu, aby jeho činnostem byl vytvořen právní rámec. Právo na světlo není neomezené, ale limitované. Je to v zájmu jak ostatních lidí, tak celého přírodního společenství obývajícího tuto zemi. Určením limitních hodnot denního osvětlení se zabývá normování osvětlení. Právní ochrana nároku na denní osvětlení zahrnuje zejména: •

zajištění vyhovujícího denního osvětlení všude tam, kde je to v zájmu zdraví lidí nezbytné,

•

zábrana či omezení výstavby budov nebo jiných zařízení tam, kde by mohlo být omezeno denní osvětlení v realizovaných a užívaných budovách pod žádané limitní hodnoty. Stejně tak by se mělo postupovat i při ochraně pozemků a území určených pro budoucí výstavbu.

Právní ochranu na úrovni zákona zajišťuje stavební zákon a předpisy s ním související, dále systém hygienických předpisů a technických norem. Právní povahu nároků na denní osvětlení má též ustanovení ČSN 73 0580-1, ve kterém se jmenovitě označují prostory, jež musí mít v nově navrhovaných budovách vždy vyhovující denní osvětlení: •

obytné místnosti bytů,

•

ložnice a pokoje pro dlouhé ubytování a rekreaci,

•

denní místnosti v zařízeních pro předškolní výchovu,

•

učebny škol kromě speciálních poslucháren,

•

vyšetřovny a lůžkové místnosti zdravotnických zařízení,

•

odpočinkové místnosti a jídelny určené pro zaměstnance pracující v prostorách bez světla.

18

To však neznamená, že v ostatních prostorách s trvalým pobytem lidí není vyžadováno vyhovující denní osvětlení. Pouze se jmenovitě zdůrazňuje, kde dennímu světlu musí být věnována zvýšená péče. Jde především o prostory užívané mladými lidmi, kde se má zabránit nadměrnému zatěžování jejich zraku, které by se mohlo nepříznivě promítnout do jejich dalšího života. Dále se jedná o prostory určené pro léčbu, rekonvalescenci, regeneraci a odpočinek lidí. Na dodržování zákonných předpisů dozírají orgány státní správy (stavební úřady a pověřené hygienické služby).14

3.7 Kritéria pro stanovení požadavků na osvětlení 3.7.1

Kvantitativní kritérium

Kvantitativním kriteriem vnitřního prostředí je úroveň denního osvětlení, která je definována činitelem denní osvětlenosti, což je poměr osvětlenosti denním světlem v daném bodě určité roviny k současné srovnávací venkovní osvětlenosti a udává se v procentech (%). Hodnota činitele denní osvětlenosti se určuje podle třídy zrakové činnosti (podle zrakové obtížnosti se zraková činnost dělí do sedmi tříd, viz. tab. 1).15 3.7.2

Kvalitativní kritéria

O světelném stavu interiéru a o působení světla na člověka a jeho zrakový orgán nerozhoduje jen množství světla, ale i další okolnosti (rozložení světla v prostoru, regulace přímého slunečního světla apod.). Proto při správném návrhu denního osvětlení si nevystačíme jen s kvantitativními kritérii, ale vždy je třeba při hodnocení vzít v úvahu i kritéria kvalitativní. K nejobtížnějším problémům návrhu denního osvětlení patří skutečnost, že se musí docílit zrakové pohody ve vnitřním prostoru budovy za velmi různých podmínek venkovního osvětlení. Návrh musí zachovat zrakovou pohodu při zatažené, jasné i polojasné obloze a při přímém slunečním světle. K zajištění zrakové pohody nestačí jen umožnit přístup světla v dostatečném množství, tj. dosáhnout v místě zrakové práce požadované hodnoty osvětlenosti. Světelný stav vnitřního prostředí musí splňovat i určitou kvalitu.16

14

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. Denní osvětlení [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz. 16 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 15

19

Kvalita denního osvětlení zejména závisí na: •

rozložení světelného toku,

•

rovnoměrnosti denního osvětlení,

•

rozložení jasu ploch v zorném poli,

•

zábraně oslnění,

•

barevném řešení interiéru,

•

regulaci přímého slunečního světla.

3.7.2.1 Rozložení světelného toku Rozložení světelného toku a převažující směr osvětlení mají být v souladu s charakterem zrakových činností a jejich podmínkami. Pro převážnou činnost vyhovuje osvětlení převážně zleva shora. 3.7.2.2 Rovnoměrnost denního osvětlení Charakterizuje rozložení světelného toku a je určena poměrem minimální a maximální hodnoty činitele denní osvětlenosti. Dosažitelná rovnoměrnost denního osvětlení je úzce závislá na druhu denního osvětlení, rozložení a vlastnostech osvětlovacích konstrukcí i na odrazných vlastnostech osvětlovaného prostoru, které pomáhají vyrovnávat rozdíly v osvětlení jednotlivých částí prostorů.17 3.7.2.3 Rozložení jasů ploch v zorném poli Pro zrakovou pohodu má základní význam. Jsou-li v zorném poli velké jasové rozdíly, které vedou ke zvýšené adaptační činnosti, vzniká zraková únava a pocit světelného diskomfortu.18 3.7.2.4 Oslnění Oslnění je definováno jako nepříznivý stav, jenž ruší zrakovou pohodu, popřípadě zhoršuje nebo znemožňuje vidění. Překročí-li poměr jasů v zorném poli současně nebo vzápětí přijatelnou mez, zhorší se zraková pohoda vidění a dochází k oslnění. Sítnice, která je adaptována na určitý jas, je vystavena jasové nerovnoměrnosti. Oslňování 17

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. Denní osvětlení [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz.

18

20

je považováno za překročení meze adaptability zraku. Při nízkých osvětlenostech je zdrojem omezujícího oslnění rozptyl světla oslňujícího zdroje v očních médiích. Sítnice však řadou kompenzačních mechanizmů vyrovnává ztráty způsobené nedokonalostí oka. Až když kompenzační mechanizmy selžou, ať již v důsledku překročení jejich možností nebo v důsledku únavy, vzniknou zjistitelné nepříznivé změny zrakových funkcí. Oslnění je tím silnější, čím je: •

vyšší jas oslňujícího zdroje,

•

zdroj blíže směru pohledu,

•

větší plocha oslňujícího zdroje,

•

nižší celkový tzv. adaptační jas zorného pole.

Při denním osvětlení jsou velkým nebezpečím pro oslnění osvětlovací otvory s průhledem na oblohu, jejíž jas je obvykle mnohonásobně větší než jas pozorovaného předmětu. Velmi nepříjemné může být oslnění vznikající odrazem světla od lesklých povrchů v zorném poli. Proto se nedoporučuje používání lesklých povrchů tam, kde mohou způsobit oslnění (např. pracovní plochy stolů, lesklé povrchy podlah atd.) Oslnění se člení dle různých hledisek (blíže obr. 3): Oslnění podle stupně působení •

rušivé oslnění, budí nepříjemný pocit, rozptyluje pozornost, avšak nemusí zhoršovat činnost zraku, oslnění je psychologické,

•

omezující oslnění, zhoršuje zrakovou činnost, zvyšuje nervovou únavu,

•

oslepující oslnění, znemožňuje vidění ještě nějakou dobu po zániku oslnění, oslnění je fyziologické.

Oslnění podle příčiny •

absolutní oslnění, je způsobeno vysokými jasy v zorném poli, na které se zrak nemůže adaptovat,

•

přechodové oslnění, nastává při náhlé změně jasu v čase,

•

oslnění kontrastem, může nastat je-li jas oslňujícího zdroje větší než jas adaptační,

21

•

oslnění závojové, způsobené vyšším jasem rozptýleného prostředí mezi pozorovaným předmětem a zrakem pozorovatele. Jistá forma závojového oslnění vzniká ve vnitřním prostoru oka.19 Rozdělení Oslnění

Podle stupně působení

Podle příčiny

Podle umístění oslňujícího zdroje v zorném poli

Podle cesty světla od oslňujícího zdroje k oku pozorovatele

Oslnění rušivé

Oslnění absolutní

Oslnění osové, centrální

Oslnění přímé

Oslnění omezující

Oslnění přechodové

Oslnění okrajové, periferní

Oslnění odrazem

Oslnění oslepující

Oslnění kontrastem

Oslnění závojové

Obr. 3 Rozdělení oslnění. V praxi se na pracovištích setkáváme nejčastěji s oslněním kontrastem. Dochází k němu tehdy, jsou-li v zorném poli člověka současně plochy o velmi různém jasu. Může

19


22

být způsobeno např. nedostatky v provedení osvětlovací soustavy, jejichž důsledkem jsou oslňující lesky na strojích, papíru apod. 3.7.2.5 Barevné řešení Vliv barevnosti na člověka je různý a vyvolává řadu pocitů, jelikož každá barva má psychologickou a vizuální charakteristiku, působivost a účinnost, které se uplatňují v souvislosti s ostatními podmínkami prostředí např.: •

teplé barvy (červená, žlutá, oranžová a jejich odstíny) vyvolávají dojem tepla, působí povzbudivě a podněcují k činnosti,

•

studené barvy (zelená, modrá a jejich odstíny) vyvolávají dojem chladu, uklidňují, poskytují úlevu zraku a podporují duševní soustředění,

•

světlé barevné odstíny vzbuzují dojem lehkosti, zjasňují vnitřní prostor a zlepšují světelné poměry,

•

temné barevné odstíny působí těžším až tísnivým dojmem, tlumí odrazivost světla.

Barevnou úpravu místnosti volíme z hlediska tvaru, velikosti a polohy tak, abychom použitím vhodně volených barevných tónů, co nejvýhodněji upravili světelné vlastnosti prostoru požadavkům člověka a jeho činnosti např.: •

sytější barevné odstíny mohou zdánlivě zmenšit poměrně velké, vysoké a rozlehlé prostory,

•

světlé barevné odstíny mohou zdánlivě zvětšit a rozšířit poměrně malé a úzké místnosti.20

3.7.2.6 Regulace přímého slunečního světla Pomocí regulace přímého slunečního světla ve vnitřních prostorech, se může světlo podle potřeby omezit nebo úplně vyloučit. Způsobů regulace je mnoho a mají se vždy volit ty, které nejlépe vyhovují daným požadavkům a přitom jsou hospodárné. Pro tento účel se používají různé druhy clon, které částečně nebo úplně chrání osvětlovací otvor a tím i vnitřní prostor před přímým slunečním zářením.

20

Barevná úprava vnitřního prostředí, literatura [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz.

23

3.8 Normativní předpisy pro osvětlení vnitřních prostor 3.8.1

Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti

Vnitřní prostory budov slouží rozmanitým činnostem a podle toho mají také rozdílné nároky na denní osvětlení. Podle zrakové obtížnosti se činnosti dělí do sedmi tříd (blíže tab. 1). Kritériem zrakové obtížnosti je poměrná pozorovací vzdálenost. Stanoví se jako podíl pozorovací vzdálenosti D [m] dělený velikostí kritického detailu d [m]. Kritický detail je nejmenší podrobnost, kterou je třeba rozlišit při dané zrakové činnosti. Například při čtení textu může být kritickým detailem rozměr mezery v písmeni „c“, kterou se toto písmeno liší od „o“, viz obr. 4.

Obr. 4 Stanovení zrakové obtížnosti pomocí poměrné pozorovací vzdálenosti. Požadavky na hodnotu činitele denní osvětlenosti udává tab. 1 převzatá z ČSN 73 0580-1: Denní osvětlení budov. Část 1: základní požadavky. Minimální hodnoty činitele denní osvětlenosti Dmin [%] musí být splněny ve všech kontrolních bodech interiéru nebo jeho funkčně vymezené části. Mimoto u vnitřních prostorů s horním a kombinovaným osvětlením, kde převažuje podíl horního osvětlení, musí být splněna i průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm [%].21 Průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm [%] se stanovuje jako aritmetický průměr hodnot v kontrolních bodech zvolené pravidelné sítě na vodorovné srovnávací rovině buď v celém rozsahu vnitřního prostoru nebo v jeho funkčně vymezené části.22 3.8.2

Obecné požadavky denního osvětlení ve vnitřním prostoru

Úroveň denního osvětlení, potřebná jako minimální, pro určitou činnost v daném místě vnitřního prostoru, se zjišťuje a hodnotí, není-li výslovně uvedeno jinak za venkovní situace charakteristické pro zimní období s malým množstvím denního světla, za

21

Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 22 ČSN 730580 - 1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999.

24

předpokladu tmavého terénu s činitelem odrazu světla v mezích 0,05 až 0,2 a rovnoměrně zatažené oblohy. V místech s předpokládanou dlouhotrvající sněhovou pokrývkou, zejména při nadmořské výšce budovy nad 600 m, se doporučuje zjišťovat úroveň denního osvětlení také při zasněženém terénu s činitelem odrazu světla v mezích od 0,5 do 0,85 a rovnoměrně zatažené obloze. Rozložení denního světla ve vnitřním prostoru se zjišťuje pomocí hodnot činitele denní osvětlenosti v kontrolních bodech, rozmístněných v pravidelné síti na vodorovné srovnávací rovině. Výška srovnávací roviny má být 0,85 m nad podlahou, není-li podle konkrétní funkce vnitřního prostoru požadována výška jiná (např. na komunikacích v úrovni podlahy). Krajní řady kontrolních bodů se umisťují 1 m od vnitřních povrchů stěn.

Obr. 5 Příklad rozmístění kontrolních bodů na srovnávací rovině. Počet mezilehlých kontrolních bodů se volí tak, aby dával dostatečnou představu o průběhu denního osvětlení ve vnitřním prostoru nebo jeho funkčně vymezených částech. Podle druhu a velikosti vnitřního prostoru se volí vzájemná vzdálenost pozorovacích bodů zpravidla od 1 m do 6 m (viz. obr. 5). U vnitřních prostorů se šířkou menší jak 2,4 m stačí jen jedna řada kontrolních bodů umístěná v ose prostoru. Poloha řad kontrolních bodů se volí tak, aby postihovala místa nejméně a nejvíce osvětlená (např. v ose osvětlovacího otvoru a v polovině vzdálenosti mezi osami sousedních osvětlovacích otvorů) a místa důležitá pro zrakovou činnost. V případech odůvodněných charakterem důležité zrakové činnosti se zjišťují

25

hodnoty činitele denní osvětlenosti ještě v dalších významných kontrolních bodech na vodorovné srovnávací rovině nebo v kontrolních bodech na srovnávací rovině v poloze jiné než vodorovné (na pracovní ploše, na šikmém panelu, na svislé tabuli atd.) Jde-li o trvalý pobyt lidí ve vnitřním prostoru nebo jeho funkčně vymezené části, musí být minimální hodnota činitele denní osvětlenosti Dmin rovna nejméně 1,5 % a průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm, pokud se vyžaduje, rovna nejméně 3 %, i když pro danou zrakovou činnost stačí nižší hodnoty.23 Hodnota rovnoměrnosti denního osvětlení ve vnitřních prostorech, ve kterých se požaduje splnění jen minimální hodnoty činitele denní osvětlenosti, nemá být při třídách zrakových činností I až IV menší než 0,2, při třídě V menší než 0,15. Při třídách I až III se doporučuje rovnoměrnost osvětlení nejméně 0,3. Rovnoměrnost denního osvětlení se přitom určuje jako podíl nejmenší a největší hodnoty činitele denní osvětlenosti, zjištěné v kontrolních bodech sítě na vodorovné srovnávací rovině buď v celém rozsahu vnitřního prostoru, nebo v jeho funkčně vymezené části podle toho, jaká část prostoru ovlivňuje zrakovou pohodu jeho uživatelů.24 3.8.3

Požadavky denního osvětlení v obytných místnostech

V obytných místnostech se určuje hodnota činitele denní osvětlenosti v polovině hloubky místnosti ve dvou kontrolních bodech (P1, P2, viz obr. 6) vzdálených 1 metr od stěn. V takto určených bodech musí být hodnota činitele denní osvětlenosti nejméně 0,75 % a průměr z těchto dvou bodů alespoň 0,9 %.

23 24

ČSN 730580 - 1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999. ČSN 730580 - 1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999.

26

Obr.6 Půdorysné rozmístnění kontrolních bodů v obytné místnosti. V obytných místnostech se také požaduje zajištění činitele denní osvětlenosti 0,5 % v celém půdorysu obytné místnosti (mimo plochu 1 m od stěn). Pro vytvoření vhodných podmínek pro vidění, nemá být poměr jasů rozhodujících ploch větší než 1:10. Při pozorování podrobností má být poměr jasu bezprostředního okolí k místu pozorování do 3:1, resp. 1:3. 25

25


27

Tab. 1 Třídění zrakových činností a hodnoty činitele denní osvětlenosti, podle ČSN 73 0580-1 Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky. Třída Charakteristika Poměrná pozorovací zrakové zrakové činnosti činnosti vzdálenost∗

I.

Mimořádně Přesná

3330 a větší

II.

Velmi přesná

1670 až 3330

III.

Přesná

1000-1670

IV.

Středněpřesná

500-1000

V.

Hrubší

100-500

VI.

Velmi Hrubá

Menší než 100

VII.

Celková orientace

∗

-

Příklady zrakových činností Nejpřesnější zraková činnost s omezenou možností použití zvětšení, s požadavkem na vyloučení chyb v rozlišení, nejobtížnější kontrola. Velmi přesné činnosti při výrobě a kontrole, velmi přesné rýsování, ruční rytí s velmi malými detaily, velmi jemné umělecké práce. Přesná výroba a kontrola, rýsování, technické kreslení, obtížné laboratorní práce. Středněpřesná výroba a kontrola, čtení psaní (rukou i strojem), obsluha strojů, běžné laboratorní práce, vyšetření, ošetření, hrubší šití, pletení, žehlení, příprava jídel, závodní sport. Hrubší práce, konzumace jídla a obsluha, manipulace s předměty, materiálem, oddechové činnosti, základní a rekreační tělovýchova, čekání. Udržování čistoty, sprchování mytí, převlékání, chůze po komunikacích přístupných veřejnosti. Chůze, doprava materiálu, skladování hrubého materiálu, celkový dohled.

Poměrná pozorovací vzdálenost viz. kap. 3.8.1.

28

Požadovaná Požadovaná hodnota hodnota minimální průměrná Dmin[%] Dm[%]

3,5

10

2,5

7

2,0

6

1,5

5

1,0

3

0,5

2

0,25

1

3.8.4

Požadavky na proslunění podstřešních obytných prostorů

Jedním z důležitých kritérií při návrhu osvětlovacích otvorů v budovách je požadavek na proslunění obytných místností. Obytná místnost se považuje za prosluněnou, jsou–li splněny tyto podmínky: •

sluneční záření musí po stanovenou dobu dopadat na kritický bod v rovině vnitřního zasklení ve výšce 300 mm nad středem spodní hrany osvětlovacího otvoru, ale nejméně 1200 mm nad úrovní podlahy v posuzované místnosti viz. obr. 7,

•

výška slunce nad horizontem musí být nejméně 5 °,

•

půdorysný úhel slunečních paprsků s hlavní přímkou roviny okenního otvoru menší jak 25 ° se považuje za tzv. neefektivní úhel dopadu, pod kterým se místnost nepovažuje za dostatečně prosluněnou (sluneční paprsky dopadající pod úhlem menším jak 25 ° se odrážejí a jen malá část přímého slunečního záření prostupuje do místnosti), blíže obr. 7,

•

celková plocha okna vypočtená ze skladebných rozměrů musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti,

•

minimální doba proslunění je 90 minut (při zanedbání oblačnosti) pro období od 1. března do 13. října.

Obr. 7 Kontrolní bod a úhel neefektivního dopadu slunečního záření u střešního okna. Podle požadavků ČSN 73 4301 Obytné budovy je proslunění vyhovující: •

u bytů pokud je součet prosluněných podlahových ploch obytných místností roven nejméně 1/3 součtu podlahových ploch všech obytných místností,

•

u samostatně stojících rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být součet prosluněných podlahových ploch obytných místností roven nejméně 1/2 podlahových ploch všech obytných místností bytu.

29

Do součtu podlahových ploch z jedné strany prosluněných obytných místností ani do součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu se nezapočítávají ty části podlahových ploch, které leží za hranicí hloubky místnosti rovné 2,3 násobku její světlé výšky – viz obr. 8.26

Obr. 8 Využití slunečního záření v místnostech s větší hloubkou.

3.9 Stanovení činitele denní osvětlenosti Hodnotu činitele denní osvětlenosti lze určit měřením na hotové stavbě, měřením na modelu nebo výpočtem. Zejména ve fázi projektové přípravy se požaduje předpověď hodnot činitele denní osvětlenosti výpočtem. Výpočet se ale uplatní i při posouzení světelného stavu vnitřních prostor již existujících budov, protože měření se mohou provádět jen při určitých podmínkách venkovní osvětlenosti a jsou proto vázána převážně jen na některé dny v roce. Tuto nevýhodu nemá měření pod umělou oblohou. Umělá obloha (obr. 9) je zařízení, které je v provozu v Ústavu stavebníctva Slovenskej akademie ved. Jedná se o kopuli průměru 8 m, která je odspodu osvětlena umělými zdroji tak, aby bylo dosaženo gradace jasu oblohy CIE.

26

Ing. Mohelníková, J., Ph.D.: Proslunění podkrovních místností se střešními okny [online]. Velux, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.archiweb.cz.

30

Obr. 9 Schématický řez umělou oblohou. K výpočtu činitele denní osvětlenosti je možno použít více metod, které se od sebe liší přesností, pracností a vhodností použití při různých okolnostech např. pro posouzení nebo návrh různých osvětlovacích systémů, při různých podmínkách venkovního stínění, různých rozměrových a tvarových parametrech posuzované místnosti, osvětlovacích otvorů apod. Všem metodám je však společné stanovení výsledné hodnoty činitele denní osvětlenosti jako součtu tří dílčích složek: oblohové (Ds), vnější odražené (De) a vnitřní odražené (Di).27 D = Ds + D + D e

i

Obr. 10 Činitel denní osvětlenosti a jeho složky. 27


31

3.9.1

Činitel denní osvětlenosti D

Definuje se jako podíl osvětlenosti dané roviny přímím i odraženým oblohovým světlem v dané době a současné srovnávací osvětlenosti venkovní nezastíněné vodorovné roviny za předpokládaného nebo známého rozložení jasu oblohy. Příspěvky slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Činitel denní osvětlenosti D se udává v procentech a stanoví se takto: E D= ⋅ 100% E eb kde E

je osvětlenost bodu dané roviny v [lx].

Eeb

je srovnávací osvětlenost v bodě venkovní nezastíněné roviny v [lx].

3.9.2

Oblohová složka činitele denní osvětlenosti Ds

Oblohová složka činitele denní osvětlenosti je podíl osvětlenosti dané roviny v daném bodě vyvolané přímo oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti horizontální roviny poloprostorem oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Oblohová složka činitele denní osvětlenosti se udává v procentech a stanoví se podle vztahu:

Ds =

Es ⋅ 100% E eb

kde Ds

je oblohová složka činitele denní osvětlenosti v [%].

Es

je osvětlenost bodu dané roviny oblohovým světlem v [lx].

Eeb


3.9.3

Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti De

Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti je podíl složky osvětlenosti dané roviny v daném bodě vyvolané přímo vnějšími odraznými povrchy přímo nebo nepřímo osvětlenými oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti poloprostorem téže oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny.

32

Vnější odražená složka je ovlivněna mnohonásobným odrazem světla mezi různými vnějšími odraznými povrchy navzájem, včetně odrazu od okolního terénu. Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti se udává v procentech a stanoví se podle vztahu:

De =

Ee ⋅ 100% E eb

kde De

je vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti v [%].

Ee

je osvětlenost bodu dané roviny vnějším odraženým světlem v [lx].

Eeb


3.9.4

Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti Di

Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti je podíl složky osvětlenosti dané roviny v daném bodě vnitřního prostoru vyvolané vnitřními odraznými povrchy přímo nebo nepřímo osvětlenými oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti horizontální roviny vyvolané poloprostorem oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Vnitřní odražená složka vzniká působením všech přímých toků od oblohy, překážek, okolního terénu aj. na všechny povrchy v místnosti po jejich vícenásobném odrazu k místu hodnocení. Světelné toky dopadající do místa hodnocení přímo od oblohy a vnějších překážek se započítávají samostatně jako oblohová nebo vnější odražená složka osvětlenosti. Po odrazu se účastní vzniku vnitřní odražené složky. Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti se stanoví se podle vztahu28:

Di =

Ei ⋅ 100% E eb

kde Di

je vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti v [%].

Ei

je osvětlenost bodu dané roviny vnitřním odraženým světlem v [lx].

Eeb


28


33

3.10 Metody výpočtu osvětlení Metody pro stanovení jednotlivých složek činitele denní osvětlenosti nejsou stejné. Pro výpočet D a D se u nás nejvíce používají tyto metody: s

e

•

Daniljukovy úhlové sítě,

•

protraktory,

•

Waldramův diagram,

•

metody analytické (integrací),

•

bodová metoda (s využitím PC).

Pro výpočet vnitřní odražené složky D činitele denní osvětlenosti se nejvíce používají: i

• Arndtův vztah, •

BRS nomogramy,

•

metody mnohonásobných odrazů (s využitím PC).

Každý výpočet musí respektovat tyto skutečnosti: •

vlastnosti zdroje světla tj. způsob rozložení jasu po obloze, který je dán výpočtovým modelem oblohy,

•

vnější podmínky tj. zejména existenci, tvar, velikost a jas stínících překážek,

•

vlastnosti

osvětlovacích

otvorů

tj.

zejména

jejich

velikost,

umístění

a propustnost světla, •

vnitřní podmínky tj. zejména rozměrové parametry osvětlovaného vnitřního prostoru a odrazivost světla jeho povrchů.29

3.11 Měření denního osvětlení v bytech Měření osvětlení slouží k získávání maximálně objektivních podkladů pro hodnocení denního osvětlení. Denní osvětlení se hodnotí pomocí naměřených intenzit osvětlení a jasů, ze změřených veličin se potom počítají další parametry, potřebné pro posouzení kvality denního osvětlení.

29


34

Měření denního osvětlení v obytných místnostech není snadnou záležitostí, protože vyžaduje přesně definovaný stav zatažené oblohy, který se vyskytuje pouze několikrát ročně, a tak se termín měření nedá pevně určit. Technik před zahájením měření ověří stav oblohy a když je stav oblohy nevyhovující, měření odloží. Jedinou cestou je potom pečlivé výpočtové posouzení, které může měření na místě nahradit.30

Obr. 11 Ukázka luxmetru. Osvětlení ve vnitřních prostorech se měří pro ověření, zda byly splněny podmínky a hodnoty osvětlení podle projektu, zda jsou hodnoty osvětlení v souladu s platnými normami a pro porovnání různých řešení z hlediska hospodárnosti při dosažení podmínek zrakové pohody. Jsou tři základní druhy měření osvětlení: •

přesné - laboratorní (výzkumné účely, náročné vnitřní prostory),

•

provozní

(ověřování

navržených

a realizovaných

podmínek

a

jejich

dodržování), •

orientační (ověřování základních podmínek zrakové pohody).

Pro každý druh měření jsou dány jiné požadavky na přesnost měřicích přístrojů. Pro měření osvětlení se používají fotoelektrické luxmetry (obr. 11) a jasoměry. Přípustné celkové chyby luxmetrů a jasoměrů jsou uvedeny v tab. 2. Přístroje musí být kalibrovány pověřeným pracovištěm ve lhůtách odpovídajících údajům výrobce a neměly by překročit doby uvedené v tab. 2.

30

Ing. Rubáš, P., Ph.D.: Denní osvětlení a proslunění bytových domů [online]. Technický a zkušební ústav Praha s.p. - Laboratoř fyzikálních faktorů, 2007 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.tzb-info.cz.

35

Při měření osvětlení ve vnitřních prostorech se jako základní veličina charakterizující podmínky vidění a zrakové pohody měří úroveň osvětlení ve vybraných měřicích bodech vyjádřená u denního osvětlení a denní složky sdruženého osvětlení činitelem denní osvětlenosti D (%) a u umělého osvětlení hodnotami osvětlenosti E (lx) a dále jasy ploch v zorném poli uživatelů. Hodnoty jasů se udávají v cd/m2. Tab. 2 Přípustné celkové chyby a lhůty kalibrace luxmetrů a časoměrů Přípustná celková chyba (%) Dop. lhůty pro Druh měření kalibraci (rok) Luxmetry Časoměry přesné ±5 ±7,5 2 provozní ±10 ±10 3 orientační ±20 ±20 5 Průměr čidla luxmetru přijímající světlo nesmí být větší než 60 mm, doporučuje se průměr nepřesahující 30 mm. Osvětlenost se měří v měřicích bodech rozmístěných v pravidelné síti (obr. 5) v celém prostoru nebo v jeho funkčně vymezených částech na vodorovné srovnávací rovině o výšce 0,85 m nad podlahou. K měření denního osvětlení jsou potřeba dva luxmetry s fotonkou monokrystalické struktury na bázi křemíku (pro měření současné osvětlenosti v měřicích bodech a osvětlenosti venkovní nezacloněné vodorovné roviny). Rozsah luxmetru pro měření venkovní osvětlenosti musí být nejméně do 100 000 lx. Tato osvětlenost by měla být měřena zhruba každých 30 s. Proto je vhodné použít programovatelný přístroj s vnitřní pamětí. K vyhodnocení naměřených hodnot se používá činitel denní osvětlenosti, tedy poměr vnitřní osvětlenosti k venkovní v procentech. Na českém trhu je v dnešní době velký výběr vhodných luxmetrů, umožňujících zaznamenávat a popisovat jednotlivé body měřící sítě, jakož i programovatelné odečítání a zaznamenávání hodnot za časový úsek např. při měření osvětlenosti venkovní vodorovné roviny. Přesnost a rozsah přístrojů jsou dostačující pro provozní i orientační měření. Výsledky je možné vyhodnocovat s využitím firemních

softwarů, včetně možnosti přehledného grafického znázornění. Ovládání těchto přístrojů je pro uživatele přehledné a intuitivní.31 Norma popisující metodiku měření a požadavky na měřicí přístroje včetně jejich přesnosti je ČSN 36 0011 Měření osvětlení vnitřních prostorů. 31

Měření osvětlení [online]. Rubrika: Světlo [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.odbornecasopisy.cz.

36

Norma se skládá ze tří částí: •

základního ustanovení,

•

měření denního osvětlení,

•

měření umělého osvětlení.

3.12 Světlo a dispozice domu Při realizaci i rekonstrukci domu je nutné si ujasnit, jaké činnosti budou v domě vykonávány, k jakému účelu bude byt převážně sloužit, jaká bude intenzita používání místností a jakou úroveň přirozeného osvětlení v nich budeme vyžadovat. Dobrá světelná pohoda v domě je dána z velké části správnou orientací objektu ke světovým stranám a tedy ke slunci. Potřebujeme kvalitní proslunění místností v době, kdy je užíváme nejvíce.

3.12.1 Množství světla v místnostech Co se dispozičního řešení objektů týče, je dobré vědět, že příliš hluboké místnosti neumožní dostatečné denní proslunění a osvětlení celého navrhovaného prostoru. Tyto hluboké místnosti je pak těžké nějakým způsobem v jejich stinné části využívat. Při jednostranném osvětlení je dostatečně prosvětlených přibližně 6m hloubky místnosti vysoké 2,6m. Stůl bude dostatečně osvícen přibližně do 4m od okna.32

3.12.2 Ideální orientace jednotlivých místností a umístění oken 3.12.2.1 Obývací pokoj Obývací pokoj je dnes vedle kuchyně a jídelny středem domu. Je to ideální prostor pro umístění krbu (kamen), místo pro setkání celé rodiny a místnost pro přijímání návštěv.

Ideální orientace - jihozápad (event. jih, jihovýchod). Společenské pokoje potřebují teplé světlo, které máme zajištěno, svítí-li slunce z jihu a západu. V obývacím pokoji trávíme obvykle druhou polovinu dne a večer. Při jihozápadní orientaci tak máme zajištěnu vysokou hodnotu slunečního svitu až do pozdních odpoledních hodin a jeho vhodnou "společenskou" - teplou část spektra. Snažíme se dosáhnout také smysluplného 32

Kubík, O.: Kam chodí slunce [online] Rubrika: Stavíme domov [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.e-architekt.cz.

37

výhledu z okna jižním směrem, což se úzce dotýká výšky parapetu a další překážkou může být zábradlí terasy či balkonu.

Odpolední slunce je těžší, prozařuje celý pokoj, v létě oslňuje a v zimě dokonce uspává. Západní horizontální slunce oslňuje, proto je dobré umístit hlavní sezení po směru jeho paprsků. Sezení má umožnit (mimo jiné) čtení knih, novin a časopisů na sofě, to znamená, že vyžaduje kvalitní osvětlení alespoň z jedné strany (zprava nebo zleva). Sedět zády k velkému oknu není vhodné, vždy se snažíme o to, abychom k vyhlídkovému oknu seděli alespoň bokem. Při tom všem nemá světlo od oken omezit sledování televize. Dále v obývacím pokoji uvažujeme i o vhodně osvětleném umístění pracovního stolu.

3.12.2.2 Kuchyně Ideální orientace - východ, severovýchod, sever (event. severozápad, západ). Alespoň jedno okno v kuchyni je životní nutností. Okno má kuchyňskou pracovní plochu osvětlovat zleva (pro praváky) nebo zpříma. U varného panelu okno neumísťujeme kvůli přílišné nečistotě způsobené vařením. Okno nad pracovní plochou v případě větrání neotevíráme dovnitř (smete nádobí ze stolu). Lépe je volit okno s vyklápěcím horním dílem. Pozor si musíme dát při umístění okna těsně nad linkou a u možnosti instalace elektrických zásuvek potřebných u pracovní plochy či na kolizi otvíravého křídla okna s baterií dřezu. V kuchyni se pracuje obvykle od rána, což znamená, potřebu světla co nejdříve. Východní slunce místnost naplňuje a ještě nemá takovou sílu, aby pobyt v kuchyni znepříjemnilo přehříváním interiéru. Jeho paprsky jsou ráno naopak příjemné. Je-li v kuchyni okno na západ, nebo nedej bože na jih, nastává nadměrné přehřívání již tak dost horkého procesu vaření (nepříjemné horizontální západní nebo prudké jižní slunce). Když je okno do kuchyně pouze na sever, je zde malá intenzita přirozeného světla, a k práci v kuchyni je nutné mít stále zapnuté umělé osvětlení, které musí přirozené světlo doplňovat.33

33

Tipy pro jednotlivé místnosti: Kuchyň [online]. Velux [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz.

38

3.12.2.3 Jídelna Ideální orientace - východ, jih. Teprve v jídelně, nebo v jídelním koutě, začínáme fakticky den a část rodiny zde obvykle tráví dopoledne v přímé návaznosti na činnost v kuchyni. Při snídani zde bývá příjemné ranní sluneční světlo. Světlo by mělo

osvětlovat plochu jídelního stolu přímo tak, že nikdo ze stolujících si nebude zády stínit, to jest sedět zády k oknu.

3.12.2.4 Ložnice Orientace oken ložnice je závislá na osobních preferencích a životním způsobu uživatele. Pro toho, kdo ráno brzy vstává, je vhodnější orientaci na východ, kdy ranní vycházející slunce navozuje při vstávání příjemnější živější náladu. Kdo ráno brzy vstávat nemusí, nemocný nebo starší člověk, může být ranním sluncem nepříjemně rušen a buzen.

Ideální orientace ložnice je na východ, kde máme zaručené dobré proslunění a větratelnost (výměna vydýchaného vzduchu, větrání peřin). Na východní straně je ráno nejdříve světlo, večer nejdříve šero a tma. Máme tak zde zajištěno dobré proslunění místností od časných ranních hodin a večer příhodnou atmosféru pro nerušený spánek. Z východu nás probouzí sluneční svit - podmínka života (slunce probouzí život), v letních měsících se pak v průběhu dne ložnice příliš neohřívá a v noci, v době kdy uléháme ke spánku, je v ní příjemné chladno - chladněji než v ostatních obytných místnostech. Orientace na jih je vhodná pouze v případě denního využívání místnosti (denní pracovna v ložnici, dětský pokoj). Při západní orientaci se ložnice (nejstudenější obytná místnost) před nocí nadměrně

přehřívá (je vyhřátá) horizontálními slunečními paprsky (zejména letním zapadajícím sluncem). Zde se pak špatně usíná. Při západní orientaci jsou zde větší nároky na

zastínění proti ostatním pokojům, okna jsou pak spíše na obtíž. Postele by měly být situovány tak, aby světelné paprsky okenním otvorem přímo neosvětlovaly samotnou postel a neoslepovaly spáče, aby světlo nerušilo spánek, a to jak světlo sluneční, tak v noci zář měsíce, která spánek narušuje značně. Ke zdravému spánku máme mít ještě možnost otevřít v noci okno na klidnou stranu domu (ideálně do zahrady) pro výměnu vydýchaného vzduchu, to znamená, že okno

nesmí být situováno těsně u postele. Z okna můžeme ráno větrat peřiny, také zde ráno 39

získáváme první informaci, jaké je venku počasí a jaký bude dnešní den (a to třeba již přímým pohledem z postele). Měli bychom mít možnost umístit postel v ložnici, co nejdále od okna a ode dveří kvůli pocitu bezpečí (ne proti ani u okna a dveří).

3.12.2.5 Dětský pokoj Dětská ložnice pojímá řadu dalších důležitých funkcí proto je lepší název – dětský (studentský) pokoj. Dětský pokoj je tak vlastně "bytem v bytě", slouží ke všem

činnostem a v podstatě má obsahovat funkce obývacího pokoje, pracovny a ložnice. Dětský pokoj má být dostatečně veliký, aby v něm bylo dost místa pro všechny funkce zmíněných místností. Když bude pokoj tyto funkce umožňovat, dítě se v něm bude cítit dobře, a bude ho využívat delší časový úsek.

Ideální orientace - jih, jihovýchod, východ, (event. jihozápad). Aby zde mohlo dítě trávit více času je nutné odpovídající proslunění pro denní činnosti. Musí se zde počítat minimálně s dobrým nasvětlením pracovního stolu a to s ohledem jak na praváky, tak na leváky. Postel je vhodné umístit v chráněném teplém rohu bez oken proti dveřím, což umožňuje dobrou vizuální kontrolu a zároveň možnost pustit do pokoje pruh světla pootevřenými dveřmi. Světlo dává usínajícímu dítěti pocit bezpečí, jak si všichni pamatujeme z dětství. 34

3.12.2.6 Koupelna a WC Ideální orientace - západ, sever. V koupelně trávíme (až na výjimky) velmi málo času, z toho větší část večer. Vanu pokud možno neumisťujeme na studenou (vnější) zeď a pod okno, které by se tak hůře ovládalo. Naprostá intimita místnosti kontrastuje s výhledem do okolního prostoru - ven, z čehož vyplývá významná funkce zastiňování nebo průhlednosti skel. Chceme vidět, ale nepřejeme si být viděni. Jelikož je v koupelně nejvíce frekventovaným zařízením umyvadlo, dbá se na to, aby okno umožňovalo dobré nasvětlení osoby před tímto zařizovacím předmětem. Ta se pak dobře vidí v zrcadle nad umyvadlem a nepotřebuje si na sebe vždy posvítit umělým osvětlením. Nejvhodnější

nasvětlení je rovnoměrné horizontální z obou stran, což se ale v praxi dost obtížně praktikuje. Toaletu je nevhodné umísťovat zády k oknu.

34


40

3.12.2.7 Předsíň, vstupní prostor, schodiště Ideální orientace - sever. Zde je potřeba světla obvykle nejmenší (nejedná-li se o vysoce reprezentativní vstup či schodiště), takže postačí pouze orientační hodnota osvětlení. Jelikož se na severní straně vyskytují pomocné prostory, uvažujeme pouze s menšími okny. Na schodišti je vhodné mít dobrou kvalitu denního světla pro jasnou orientaci a bezpečnou chůzi po schodech. Schodiště je cesta vzhůru za světlem, jsme světlem přitahováni a vedeni.

3.12.3 Orientace ke světovým stranám a barva místností Orientace ke světovým stranám působí i na barevnost jednotlivých místností v bytě, neboť kvalita denního osvětlení je různá v závislosti na světové straně. Místnosti tím získávají určitou základní stálou barevnost, která by měla předznamenávat jejich funkci. Na sever to budou stabilně slabě namodralé tóny (neboť nemají přímé sluneční světlo), na jih teplé, nažloutlé, a na západ převážně lehce oranžovo-červené tóny. Ke světelné barevnosti musíme ještě připočítat barevné reflexy z okolí (les, protější budova), které mohou barevnost místností též ovlivnit a zároveň měnit kvalitu a množství světla. Při rozhodování o budoucí výmalbě místností by se měly zvážit tyto aspekty a spíše je podpořit při výběru finální barvy (při slabě modrém nádechu bychom měli zvolit raději malbu modrou než např. žlutou, které se bude s namodralou navzájem částečně neutralizovat a oslabovat). Takto budou barvy působit intenzivněji.35

3.13 Osvětlovací systémy Do osvětlovacího systému daného prostoru v užším slova smyslu patří osvětlovací otvory a prvky, které regulují, přesměrovávají nebo upravují světlo procházející osvětlovacími otvory. V širším slova smyslu sem patří i součásti prostoru, které se podílejí na odrazu a redistribuci světla (stěny, strop, podlahy, větší část zařízení).

35


41

Systém denního osvětlení má zajistit následující požadavky: •

dostatek denního světla pro předpokládané zrakové činnosti,

•

dostatek jasných ploch pro vytvoření takové jasové situace hlavních ploch v prostoru, která bude mít dostatečný fyziologický účinný vliv na endokrinní systém a regulaci cirkadiánních rytmů uživatelů,

•

přiměřená doba oslunění v těch prostorech, kde je to vhodné nebo předepsané,

•

dostatečný vizuální kontakt s exteriérem (výhled),

•

možnost regulovat záření procházející osvětlovacími otvory v případě, že by toto záření mohlo nepřiměřeně narušovat mikroklimatické podmínky a způsobit oslnění,

•

ekonomické využití denního světla v provozním systému budovy.

3.13.1 Boční osvětlení Boční osvětlení se vyznačuje tím, že osvětlovací otvory jsou osazeny v obvodové stěně osvětlovaného prostoru a světlo, které jimi prochází dopadá na většinu vodorovné srovnávací roviny převážně z boku pod úhlem menším než 45°. Osvětlenost této roviny klesá se vzdáleností od osvětlovacích otvorů. Osvětlovací otvory umožňují výhled do exteriéru při přibližně vodorovném směru pohledu. Boční osvětlení může být: •

jednostranné,

•

vícestranné (dvojstranné, mnohostranné),

•

sekundární (světlo prostupující vnitřními osvětlovacími otvory ze sousedních místností).

3.13.2 Horní osvětlení Horní osvětlení se obvykle vyznačuje následujícími vlastnostmi. Osvětlovací otvory jsou umístěny ve stropu osvětlovaného prostoru a světlo dopadá na většinu vodorovné srovnávací roviny převážně shora. Rovnoměrnost osvětlení srovnávací roviny je závislá na velikosti a vzájemné vzdálenosti světlíků a může značně kolísat. Výhled do exteriéru je značně omezený.

42

3.13.3 Kombinované osvětlení Za kombinovaný systém osvětlení se považuje systém osvětlení, který má současně některé vlastnosti bočního i horního osvětlení. Je možné sem zařadit i takové způsoby osvětlení, které se nedají jednoznačně označit jako boční nebo horní osvětlení, např.: •

osvětlení prostoru nebo jeho části současně okny i světlíky,

•

prostor s velkou světlou výškou osvětlený bočními osvětlovacími otvory (okny), s vysokým parapetem, takže světlo dopadá na srovnávací rovinu převážně shora,

•

osvětlení podkrovních místností oknem v šikmí části střechy atd.36

3.14 Možnosti osvětlení podkroví Osvětlení podkrovních prostorů je možné řešit několika způsoby: •

fasádními okny,

•

střešními okny,

•

vikýři,

•

vloženými prosvětlovacími hmotami,

•

nebo světlovody.

Střešní okna jsou nejuniverzálnějším a nejčastěji používaným prvkem v obytných budovách, ale využití mají i u staveb administrativních. V umístění střešních oken je více možností než u oken ve svislých stěnách, protože zachovávají beze změny tvar střechy. Navíc nevyžadují náročné nosné konstrukce a ani jejich instalace není tak technicky a finančně náročná jako stavba vikýřů.37 Střešní okna umožňují dopad denního světla do místnosti shora, což může být výhodou hlavně v městské zástavbě a tam, kde jsou svislá okna stíněna venkovními překážkami. Využití oblohového světla u střešních oken závisí také na sklonu zasklené plochy, což je patrné z obr. 12.

36

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. Drda, J.: Hra se světlem [online] Rubrika: Bydlení, 2008 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.lidovky.cz.

37

43

Obr. 12 Ukázka účinnosti využití oblohového světla u oken zabudovaných v různých sklonech.

Střešní okna zajišťují lepší osvětlenost místnosti a širší spektrum hodnot činitele denní osvětlenosti v porovnání se svislým fasádním oknem a vikýřem, což dokazuje výtah ze studie: “Impact of three window configurations on daylight conditions (Vliv tří odlišných okenních výplní na podmínky denního osvětlení)”.

3.14.1 Vliv tří odlišných okenních výplní na podmínky denního osvětlení Tato studie byla zpracována v roce 2003 dánskou nezávislou společností Danish Building and Urban Research, která poskytuje informace o podmínkách denního osvětlení. Simulace podmínek denního osvětlení byla ve studii vytvořena pomocí tzv. Radiance Lighting Simulation Systém (dále jen radiační metoda). Radiační metoda je využívána pro studie světelných podmínek, hojně ji využívají stavební inženýři a architekti k namodelování osvětlení, určení zrakové pohody a vzhledu nově navrhovaných budov. Studie předkládá výsledky simulací podmínek denního osvětlení ve třech

místnostech se třemi různými typy okenních otvorů: •

běžné fasádní okno,

•

vikýřové okno,

•

střešní okno.

Cílem studie bylo porovnat podmínky denního osvětlení ve třech stejných modelových místnostech při rovnoměrně zatažené obloze a při jasné obloze (dle CIE) ve dvou denních časech (12:00 a 15:00).

44

Z měření vyplynulo, že střešní okno zajistilo vyšší osvětlenost (viz. obr. 13) a širší spektrum hodnot činitele denní osvětlenosti v porovnání se svislým fasádním oknem a

vikýřem,

která

je

žádoucí

pro

zajištění

zrakové

pohody.

Poměr

jasu

“okno:ostění:přilehlé stěny” byl také nejpříznivější v případě použití střešního okna, přičemž plocha ostění byla výrazně nižší než v případě vikýře.

Obr. 13 Izoluxy znázorňující osvětlenost: Z leva fasádní, vikýřové a střešní okno. V případě střešního okna téměř 100 % všech naměřených hodnot činitele denní osvětlenosti (dále jen ČDO) bylo nad hodnotou 1 %, 50 % těchto hodnot přesahovalo 2 % ČDO a přibližně 15 % naměřených hodnot přesahovalo hodnotu 5 % ČDO. Pro srovnání: vikýřové okno nemělo žádnou z naměřených hodnot nad 2 % ČDO a pouze 30 % naměřených hodnot bylo nad hodnotou 1 % ČDO. Svislé fasádní okno poskytlo mírně vyšší hodnoty než okno vikýřové, resp. 20 % naměřených hodnot bylo nad 2 %

ČDO a přibližně 80 % naměřených hodnot nad 1 % ČDO. Studie dokazuje, že průměrný ČDO činil pro svislé fasádní okno 1,37 %, pro okno ve vikýři 0,83 % a pro střešní okno 2,85 %. ČDO v případě střešního okna měl tedy výsledně více než dvojnásobnou hodnotu oproti hodnotě při použití svislého fasádního okna. V případě porovnání s oknem ve vikýři byla hodnota ČDO pro situaci s využitím střešního okna více než trojnásobná.38

3.15 Vlastnosti oken a skel a nové technologie 3.15.1 Funkce okna Okno je prvek výplně osvětlovacích otvorů. Okno jako funkční prvek architektonického stavebního řešení budovy plní řadu základních i vedlejších funkcí. Základní funkce 38

Andersen, P. A.: Význam střešních oken ve vztahu ke světelným podmínkám v podkroví [online] Velux, Rubrika: Odborná sekce [citováno březen 2009]. Dostupné na www.velux.cz.

45

jsou ty, které jinými stavebními prvky nemohou být nahrazeny, další funkce jsou pak ty, které mohou být zastoupené jinými konstrukcemi nebo technickým zařízením budov. Některé další funkce omezují nežádoucí vlivy prostředí spojené s jejich základní funkcí, zajišťují konstrukční stabilitu při statickém i dynamickém namáhání vnějšími fyzikálními faktory a obstarávají dlouhodobou konstrukční vazbu s nosnou konstrukcí stavby včetně dalších provozních vlastností. Na členění vlastností oken mohou být různé názory podle přístupů k problémům oken a prioritám při jejích řešení

či využívání. Popisované vlastnosti oken mohou být s určitými obměnami a omezeními uplatněny i vůči osvětlovacím konstrukcím osazovaných do střešního pláště budov. U oken jako prvků obvodových plášťů se světelně propustnou výplní lze z profesně odborného hlediska definovat tyto funkce:

Základní funkce: •

vstup denního světla do vnitřních prostorů budov,

•

vstup informací o vnějším okolí při dostatečném denním osvětlení v exteriéru,

•

výstup informací o budově v době snížené úrovně denního osvětlení,

•

vstup slunečního záření do vnitřního prostoru budov jako hygienického činitele vnitřního prostředí.

Další funkce: •

přirozené větrání,

•

oddělení venkovního a vnitřního prostředí,

•

zajištění bezpečnosti vzhledem k uživatelům budovy,

•

tepelné zisky ze slunečního záření v zimním období,

•

estetický vzhled atd.39

3.15.2 Střešní okna můžeme rozdělit podle následujících hledisek: •

podle použitého materiálu:

o dřevěné, o plastové, o a materiálové kombinace,

39


46

•

podle typu zasklení:

o izolační dvojsklo, o izolační trojsklo, •

podle způsobu otevírání:

o kyvný typ, o výsuvně kyvný typ, o výklopný/kyvný typ, o zvláštní typy, •

podle způsobu umístění ovládacích prvků:

o umístění v horní části okna, o umístění v dolní části okna, o speciální ovládací prvky. 3.15.2.1 Materiál pro výrobu střešních oken Střešní okna jsou v dnešní době vyráběna především z dřeva, plastu a nebo jako materiálové kombinace (např. dřevěná okna s vnějším hliníkovým, titanzinkovým nebo plastovým opláštěním).

Dřevo působí v interiéru jako příjemným materiál, který lépe zapadne do stávající nebo nové konstrukce krovu, což se například o plastu říct nedá. Dřevo se může ponechat v přirozené barevné podobě nebo se může podle celkového řešení interiéru příhodně barevně upravovat. Povrchová úprava je často řešena ekologickými vodouředitelnými laky. Exteriérová část okna a rámu bývá upravena hliníkovým nebo titanzinkovým opláštěním, které zvýší odolnost proti nežádoucím vlivům z vnějšího prostředí a tím i životnost oken. Alternativním materiálem pro výrobu střešních oken je plast, používají se tří nebo vícekomorové PVC profily s vysokou odolností proti průrazu a UV záření. Plastové okna se nemusejí povrchově upravovat, mají snadnou údržbu a jsou vhodná do místností, kde hrozí působení vlhka a zaplísnění (koupelny, kuchyně). Materiálovým kompromisem jsou okna s dřevěným jádrem, jejichž vrchní vrstva je tvořena polyuretanem. Povrch okna je opatřen vysoce odolným polyuretanovým lakem s UV filtrem, který dokonale chrání proti vlivům vlhkosti a nečistot.

47

3.15.2.2 Vlastnosti zasklení Pro zasklení střešních oken se používají izolační dvojskla a trojskla, která se od sebe liší hodnotami součinitele prostupu tepla U [W/(m2.K)], který by podle normy

ČSN 73 0540-2: Tepelná ochrana budov. Část 2: Požadavky neměl být větší než hodnoty uvedené v tab. 3. Tab. 3 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla U pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou 20°C. Součinitel prostupu tepla U [W/(m2.K)] Popis konstrukce Požadované Doporučené hodnoty hodnoty Šikmé střešní okno, světlík a jiná šikmá výplň otvoru se sklonem do 45°, z vytápěného prostoru do 1,5 1,1 venkovního prostředí. Pro jejich rámy včetně tepelně izolačního obkladu přitom platí Uf ≤ 2,0 W/m2.K Izolační dvojsklo i trojsklo může být plněno inertním plynem (např. argon, krypton), použitá skla bývají plavená nebo bezpečnostní. Vlastnosti zasklení lze flexibilně měnit pomocí okenních fólií (např. bezpečnostní, tepelně izolační, reflexní, privátní, atd.) Zasklení má mít vysokou světelnou propustnost a nemá zkreslovat výhled a měnit spektrální složení světla, pokud není požadováno jinak. Tab. 4 Činitel prostupu světla vybraných materiálů transparentních výplní pro osvětlovací otvory. Materiál transparentní výplně Činitel prostupu světla τ [-]

Čiré tabulové sklo (tl. 3 – 4 mm)

0,92

Reflexní sklo

0,55 – 0,65

Akrylát čirý

0,60 – 0,80

3.15.2.3 Způsoby otevírání střešních oken Možnosti otevírání střešních oken jsou dány především použitým kováním a sklonem střechy. Princip otevírání střešních oken ilustruje obr. 14.

Obr. 14 Princip otvírání kyvných, výsuvně kyvných a výklopných/kyvných střešních oken. 48

3.15.3 Nové technologie 3.15.3.1 Přechod na fasádní okno Mezi moderní prvky v osvětlování patří doplňková svislá okna, které umožňují lepší vizuální kontakt s vnějším prostředím. Doplňkové svislé okno (obr. 15) je určené pro instalaci pod střešní okno ve střeše ve sklonu od 15° do 55°. Okno je instalováno přímo pod rám okna umístěného nad ním bez přídavného profilu. Sestava může být řešena jako pevně zabudované nebo otevíravé okno a může sloužit i jako řešení pro balkónové dveře. Okno je většinou sklápěcí, ovládané pomocí madla v horní části křídla.

Obr. 15 Doplňkové svislé okno.

3.15.3.2 Tubusové světlovody Jedná se o zdokonalené střešní světlíky, které pomocí vloženého superreflexního potrubí (tubusu) mezi otvorem ve střeše a ve stropě interiéru dokáže přenést sluneční paprsky do hloubky stavby až neuvěřitelných 20 metrů. Díky tubusovým světlovodům se nyní objevují nové možnosti prosvětlení domu přirozeným denním osvětlením v místech, kde to doposud nebylo jinak možné. Navíc se jedná o ekonomickou variantu, jelikož se ušetří mnoho el. energie.40

Jak světlovod funguje Světlovod je vlastně velmi jednoduchý výrobek, který se skládá z kopule, tubusu, difuzéru a doplňkových součástí. Na vstupu světlovodu je umístněna průhledná kopule se speciálním vroubkováním. Kopule u větších průměrů mají tvar diamantu (resp.krystalu), aby maximalizovaly počet vstupujících slunečních paprsků do systému (kopuli zobrazuje obr. 16). Cíleně vytvořené drážkování zajistí zvýšení účinnosti celého systému o 30 % a to především ve chvílích, kdy je slunce nízko nad obzorem, tj. při východu a západu slunce.

40

Ing. Otýpka, R.: Světlovody – příchod moderních technologií [online] Rubrika: Střecha, podkroví [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavime-bydlime.cz.

49

Střední nosnou částí je vlastní světlovodné potrubí, což je hliníkový tubus opatřený speciální směsí stříbra a dalších kovů, které umožní odrazivost paprsků s účinností 98 %. Povrch je opatřen ochranným lakem, aby vydržel lesklý minimálně po dobu záruky. Pro zajištění dostatečné délky tubusu se používají prodlužovací díly potrubí. Přes den, kdy je slunce vysoko nad námi, vstupují světelné paprsky přímo do pevného hladkého potrubí a několikanásobným odrazem od stříbrného povrchu (zrcadlo) se dostávají až do místnosti. Ve spodní části světlovodu na stropě místnosti je umístěn speciální spodní kryt nazývaný "difuzér". Jedná se o průsvitný vybroušený díl, který usměrňuje a propouští světelné paprsky rovnoměrně do místnosti. Kdyby tam bylo obyčejné sklo, tvořily by se v místnosti nepříjemné svazky paprsků a stíny, které by rušily příjemný dojem.

Obr. 16 Zasklený střešní rám světlovodu a střešní kopule.

Doplňkové součásti světlovodu Nosič úsporné žárovky – zajišťuje dodatečné umělé osvětlení interiéru např. v noční době a lze jím nahradit standardní umělé osvětlení bez nutnosti instalace dalších stropních svítidel. Nosič je umístěn přímo v tubusu světlovodu.

Elektrický stmívač - umožňuje plynule regulovat množství světla pronikajícího do interiéru. Vhodný zejména do dětského pokoje, ložnice.

Ventilační prvek - může vyřešit ventilaci v dané místnosti. Toto přídavné zařízení je zejména vhodné do kuchyňských prostor, koupelen a sociálních zařízení. Zabudovaný elektromotor zajišťuje odsávání vzduchu pomocí funkčního manuálního ovládání.

50

Možnosti použití světlovodu Světlovody lze použít prakticky do všech druhů staveb, jak pozemních, tak i zabudovaných v terénu. Pro vlastní instalaci světlovodu dostačuje podmínka, aby se dal napřímo propojit strop se střechou, aby se tam dal tubus zabudovat (obr. 17). Sklon střechy také nehraje roli, protože jsou dodávány jak klasické světlovody do šikmých střech (s klouby) tak i sady specializované pro ploché střechy. Maximální efektivní

délka světlovodu je 6 m. 41

Obr. 17 Ukázka použití světlovou.

Není světlovod jako světlovod Světlovody s pevným a hladkým potrubím dokáží přenášet odrazem až 98 %

slunečního paprsku, proto se řadí svojí účinností na vrchol současných světelných prvků. Navíc, v porovnání s méně efektními systémy využívajícími levné flexibilní potrubí (tzv. husí krky z alobalu), je účinnost hladkého systému až trojnásobná. Světlovod dokáže přinést 3x až 12x více světla než běžná 100W žárovka a využívá přírodní zdroj slunce, který je pro všechny zdarma. Světlovod má nespornou výhodu v tom, že nepřenáší teplo do domu, takže prostor nepřehřívá. Díky vynikajícím tepelněizolačním vlastnostem se velmi často světlovody

používají v nízkoenergetických domech. Návratnost investice z hlediska úspory elektrické energie je něco přes 7 let v závislosti na umístění, a proto se spíše zdůrazňuje přínos zdravého denního světla a zvýšení komfortu bydlení.42 Porovnání světelného toku ze světlovodu a umělého zdroje světla ukazuje obr. 18.

41

Světlovod Velux [online] Velux, Rubrika: Výrobky [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz. 42 Ing. Otýpka, R.: Světlovody – příchod moderních technologií [online] Rubrika: Střecha, podkroví [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavime-bydlime.cz.

51

Obr. 18 Hodnoty světelného toku pro udané zdroje světla (žárovky, zářivky, světlovody při jasné obloze).

52

4

METODIKA

4.1 Bydlení v podkroví Byt, ateliér či pracoviště v podkroví nabízejí jedinečný styl života, pocity krásy, pohodlí, bezpečí a klid. Aby se všechna tato očekávání naplnila, je nutné při návrhu i realizaci takového podkroví aktivní účast budoucího majitele. Výsledkem toho by měl být užitný prostor v souladu s obecnými požadavky a zejména s nízkou spotřebou kupované energie, což také ovlivňuje správný výběr a umístění oken. Světlo dokáže přeměnit nevyužitý střešní prostor v romantické obytné či příjemné pracovní prostředí. Na možnost využití podkrovních prostorů zareagovaly i technické normy. Poslední znění revize ČSN 73 4301 - Obytné budovy obsahuje údaje a požadavky týkající se právě navrhování podkrovních prostor. Tato norma stanovuje zásady pro navrhování obytných budov nebo obytných částí budov, platné pro: •

bytové domy,

•

obytné části v budovách jiného účelu,

•

nástavby a přístavby budov - jimiž vznikají nové byty,

•

rodinné domy,

•

nástavby a přístavby rodinných domů.

4.2 Požadavky na obytné místnosti podle ČSN 73 4301 – Obytné budovy Obytné místnosti musí mít vyhovující přímé denní osvětlení, vizuální spojení s vnějším prostorem osvětlovacími otvory, přímé větrání a musí být dostatečně vytápěny s možností regulace tepla. Obytná místnost musí mít podlahovou plochu alespoň 8 m2, u místností se skosenými stropy se do plochy nezapočítává plocha se světlou výškou menší než 1,2 m.

Místnosti se zkosenými stropy musí mít výšku 2,3 m nejméně nad polovinou podlahové plochy, která je vymezena pomyslnou rovinou kolmou k rovině podlahy protínající rovinu zkoseného stropu ve výšce 1,3 m nad podlahou (viz obr. 19). Pokud je taková místnost určena pro spaní jedné osoby, má mít objem nejméně 20 m3, pro

53

spaní dvou osob má mít objem nejméně 30 m3 (pro více osob je vhodné úměrně zvětšit objem). Obytné místnosti v podkroví musí mít minimální světlou výšku 2,3 m. Okenní parapety v obytných místnostech, pod nimiž je volný venkovní prostor hlubší než 0,5 m (měřeno od úrovně podlahy nadzemního podlaží k upravenému terénu), musí být nejméně 0,85 m vysoké nebo musí být doplněny zábradlím či jiným řešením nahrazujícím funkci zábradlí nejméně do této výšky. Výška parapetu se měří od povrchu podlahy k horní hraně vnitřního obkladu parapetu. Funkci zábradlí může plnit například okenní rám (madlo zábradlí) nebo okno s bezpečnostním zasklením (výplň zábradlí) umístěné v úrovni parapetu. Což umožní instalaci oken pod požadovanou výšku parapetu. Střešní okna by měla být osazena tak, aby jejich spodní hrana byla umístěna nejvíce 1,1 m nad podlahou, zejména v případech vyšší nadezdívky (viz. obr. 19)

Obr. 19 Výškové uspořádání podkroví obytných budov. Všechny byty musí být navrhovány tak, aby byly prosluněny a měly alespoň jednu záchodovou mísu a koupelnu. Tyto prostory musí umožňovat bezpečné používání instalovaných zařizovacích předmětů.43

43

ČSN 73 4301: Obytné budovy, 2004.

54

4.3 Návrh budov z hlediska denního osvětlení Denní osvětlení vnitřních prostorů budov a jejich funkčně vymezené části se navrhují podle zrakových činností, pro které jsou určeny a kterým denní osvětlení slouží. Je-li denní osvětlení vnitřního prostoru nebo jeho funkčně vymezené části určené pro různé zrakové činnosti, musí vyhovovat i pro ty, které mají největší požadavky na osvětlení. Jsou-li určité zrakové činnosti omezeny jen na část vnitřního prostoru, může se odstupňovat denní osvětlení funkčně vymezených částí vnitřního prostoru podle příslušných zrakových činností. Odstupňování denního osvětlení se vyznačí v projektové dokumentaci s uvedením, hranic a účelu využití jednotlivých částí vnitřního prostoru, charakteristiky zrakových

činností a jim odpovídajících požadavků na úroveň denního osvětlení. Při návrhu denního osvětlení a příslušných zařízení (zejména pro regulaci denního osvětlení a pro údržbu konstrukčních osvětlovacích otvorů) se musí vždy posuzovat komplexně vzájemné souvislosti a hospodárnost řešení spolu s ostatními obory, zvláště s umělým osvětlením, vytápěním, chlazením a větráním budovy, ochranou proti hluku a insolaci vnitřních prostorů, s cílem dosáhnout vyhovujících podmínek zrakové pohody prostředí, co nejúsporněji a s co nejmenší celkovou spotřebou energií při realizaci i užívání budov. Budovy musí být navrženy tak, aby umožňovaly bezpečný a pokud možno snadný přístup k ovládání, údržbě a čištění konstrukcí osvětlovacích otvorů. Není-li zabezpečen přístup z podlahy vnitřních prostorů, popř. střechy, navrhují se potřebná zařízení (např. přístupové lávky, čistící vozíky, výsuvné nebo závěsné plošiny).44

4.3.1

Návrh zábrany proti oslnění

Denní osvětlení musí být navrženo tak, aby uživatelé vnitřních prostorů byli chráněni proti oslnění a to jak při zatažené obloze, tak při jasné nebo polojasné obloze.

44

ČSN 730580 - 1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999.

55

Vnitřní prostory se mají chránit před vnikáním přímého slunečního světla v těch případech, kde by mohlo zhoršovat pohodu a oslňovat, zejména u činností třídy I až IV podle tab. 1. Kde se nevyžaduje proslunění, mohou se osvětlovací otvory orientovat na neslunečnou stranu (přibližně k severu) u ostatních prostorů se může použít pevných nebo pohyblivých zařízení pro regulaci přímého slunečního světla (kap. 5.5). Pro povrchy vnitřních prostorů budov a jejich zařízení se používají nelesklé materiály a povrchové úpravy, aby nedocházelo k oslňování odrazem světla. Lesklých povrchů lze používat jen v odůvodněných případech a na takovém místě, kde nemohou způsobit oslnění. Zvláště se musí zabránit oslnění odrazem světla lesklých povrchů v dolní části zorného pole, na které je lidský zrak zvlášť citlivý (např. lesklá pracovní plocha, lesklá podlaha apod.)45 Návrhová doporučení činitele odrazu světla hlavních povrchů vnitřních prostor jsou uvedeny v tab. 5. Tab.5 Návrhové hodnoty činitele odrazu světla hlavních povrchů vnitřních prostorů ρ[-] Strop s běžným povrchem

Strop s akustickým povrchem

Stěny

Plochy sousedící s osvětlovacími otvory (poutce, rámy, parapety)

Podlaha světlá

min. 0,75

min. 0,7

min. 0,4 – 0,5

min. 0,7

min. 0,2 – 0,4

Od těchto hodnot se lze odchýlit: •

jde-li o menší plochy nebo jejich části, které nemají vliv na osvětlení a zrakovou pohodu,

•

vyplývá-li návrh z funkčního nebo výtvarného záměru, nezhoršuje-li zrakovou pohodu a hospodárnost osvětlení a nezvyšuje-li energetickou náročnost budovy.

4.3.2

Návrh osvětlovacích otvorů

Osvětlovací otvory se navrhují tak, aby byly z hlediska denního osvětlení co nejúčinnější, tj. aby byly požadavky na úroveň a kvalitu denního osvětlení splněny s co nejmenší plochou otvorů a zasklení. Při bočním osvětlení má být horní hrana osvětlovacího otvoru vzhledem k osvětlované ploše co nejvýše. Přitom se však musí pamatovat i na možnost umístění případných regulačních zařízení (záclony, závěsy atd.)

45


56

U vnitřních prostorů budov, v nichž by nadměrná velikost osvětlovacích otvorů zvyšovala energetické nároky budovy (zejména v topném období) nebo nepříznivě ovlivňovala pohodu prostředí, se osvětlovací otvory nenavrhují větší, než je potřebné pro splnění požadavků na úroveň denního osvětlení a nezbytné z hlediska unifikace rozměrů konstrukcí osvětlovacích otvorů. Materiál konstrukce osvětlovacího otvoru, který propouští světlo, má vyhovovat těmto požadavkům: •

propouštět co nejvíc světla,

•

neměnit spektrální složení světla, není-li to z funkčních důvodů vyžadováno,

•

nezkreslovat při průhledu, je-li průhled požadován.

4.3.3

Návrh regulace denního osvětlení

Zařízení a prostředky pro regulaci denního osvětlení vnitřních prostorů budov se navrhují tak, aby co nejméně omezovaly denní osvětlení v době, kdy je ho nedostatek (při zatažené obloze v zimním období). Vnitřní povrchy clon, žaluzií, rolet a závěsů mají mít činitel odrazu světla přibližně tak velký, jako okolní stěny.46

4.4 Ideový návrh podkrovního bytu a simulace osvětlení Návrh bytu byl proveden jako nástavba na řadovém rodinném domu obdélníkového půdorysu o rozměrech 9,45 x 13,388 m. Podlahová plocha bytu je 98 m2. Přístup do bytu je realizován pomocí vnitřního polotočitého schodiště. Byt se skládá z ložnice, koupelny, toalety, kuchyně, jídelny, obývacího pokoje, chodby a dětského pokoje. Konstrukce krovu byla navržena jako hambálková o celkovém rozpětí 9 metrů. Sklon střechy byl navržen 35° a přesah střechy 1 m. Rozteče jednotlivých krokví jsou 0,9 m. Střešní okna jsou uložena mezi krokve pomocí příložek a u širších oken jak 0,9 m je použita trámová výměna. Výška nadezdívky je 0,9 m a okna jsou osazeny ve výšce 1,08 m od podlahy, což splňuje požadavky ČSN 73 4301 – Obytné budovy a zároveň umožní dobrý výhled z místnosti sedící osobě. Pro umožnění lepšího výhledu 46


57

do exteriéru byla některá okna s orientací na jižní stranu doplněna svislým doplňkovým oknem. Pro zajištění bezpečnosti bylo zasklení tohoto okna vybaveno bezpečnostním sklem. Při sklonu střechy 35° byla použita střešní okna o celkové délce 1,6 m a 1,8 m. Výška těchto oken je v rozmezí dosahu dospělého člověka a umožňuje snadné ovládání a nerušený výhled stojícím osobám. Ostění nad oknem bylo navrženo horizontálně a pod oknem vertikálně, což umožní lepší prosvětlení místnosti a snadný přístup k ovládání okna. Světlá výška místností byla navržena 2,5 m. Obr. 20 znázorňuje zvolené umístění oken ve střeše ze severního a jižního pohledu. Obr. 21 ukazuje dispoziční uspořádání bytu a rozměry daných místností, na kterých byla provedena simulace denního osvětlení (viz. kap. 5). Jelikož se jedná pouze o ideový návrh podkrovního bytu a analýzy jeho proslunění, není toto podkroví se zbytkem rodinného domu posouzeno z hlediska statiky, akustiky ani tepelných ztrát.

Obr. 20 Pohled na umístění oken ve střeše. 58

Obr. 21 Půdorysné uspořádání podkrovního bytu.

59

4.5 Stanovení podmínek pro simulaci denního osvětlení Pro simulaci denního osvětlení na navrženém podkrovním bytu (viz. obr. 21) byl použit program Velux Daylight Visualizer 2, který umožňuje architektům a projektantům vytvářet vizualizace a fotometrické analýzy, stanovit činitel denní osvětlenosti a zpracovat celoroční bilance a studie oslunění navrhovaného nebo realizovaného prostoru. Základem aplikace jsou modelovací nástroje umožňující vytvořit virtuální

prostorový model místnosti či celého objektu, do něj lze následně umístit osvětlovací otvory. Hotový model lze analyzovat z hlediska hodnot jasu, osvětlenosti nebo činitele denní osvětlenosti. Program obsahuje rozsáhlou knihovnu střešních a fasádních oken a dveří, základní knihovnu povrchových materiálů a zařizovacích předmětů a také nabízí volbu umístění těchto předmětů a orientaci v objektu. V programu lze zobrazit fotorealistické vizualizace odpovídající konkrétní zvolené poloze, času a vnějším světelným podmínkám. Následně je možno zobrazit hodnoty fotometrických veličin s pomocí izočár nebo celou vizualizaci převést na snímek s barevným vyznačením průběhů hodnot. Po kliknutí se zobrazí přesná hodnota v konkrétním místě snímku.47

4.5.1

Podmínky a parametry simulace

Simulace činitele denní osvětlenosti a osvětlenost byla provedena při rovnoměrně zatažené obloze podle CIE. U této oblohy je vliv přímého slunečního světla vyloučen (na obloze nelze rozeznat polohu Slunce). Definice zatažené oblohy podle CIE je v dosavadní praxi jedním ze základních údajů o zdroji denního oblohového světla využívaném při normalizaci požadavků na denní osvětlení, k návrhu a kontrole parametrů denního osvětlení budov aj. Parametry simulace byly nastaveny na lokalitu Prahy, měsíc leden a čas 12:00, z důvodu nejméně příznivého stavu oblohy.

Simulace rozložení jasů v místnosti byla provedena při jasné obloze podle CIE. Při jasné obloze dochází k rozptylu slunečního světla zejména kratších vlnových délek viditelného záření. To je příčinou vjemu oblohy v odstínech modré barvy. S nárůstem aerosolů v atmosféře je barevný odstín méně sytý a přechází do běla. Tato obloha je po 47

Daylight visualizer [online] Velux, Rubrika: Odborná sekce [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz.

60

standardu rovnoměrně zatažené oblohy podle CIE druhým mezinárodně přijatelným doporučením o zdroji denního světla. Parametry byly nastaveny stejně jako u simulace

činitele denní osvětlenosti a osvětlenosti na lokalitu Prahy čas 12:00, ale měsíc simulace byl červenec, kdy dochází k velkým jasům oblohy.48 Pro názornou ukázku byly při simulaci použity různé barvy jednotlivých místností, které byly vybrány na základě doporučení podle kapitoly 3.12.3.

48 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002.

61

5

VÝSLEDKY SIMULACE

Výsledky simulace jsou zpracovány pro jednotlivé místnosti samostatně, pouze pro obývací pokoj, kuchyň, chodbu a schodiště byly výsledky stanoveny společně, protože zde z dispozičního řešení dochází ke spolupůsobení osvětlení osvětlovacími otvory. Pro

každou místnost budou vypracovány grafické ukázky: •

činitele denní osvětlenosti,

•

rozložení jasů,

•

a osvětlení.

Koupelna není obytná místnost a proto jsou výsledky simulace pouze informativní. Neosvětlená toaleta může být osvětlena pomocí umělého osvětlení nebo tubusovým světlovodem (blíže kap. 3.15.3.2).

Hodnocení prosvětlení navrženého podkroví bylo provedeno podle požadavků ČSN 73 0580, ČSN 73 4301 (viz kapitola 3.8) a také podle doporučení britského osvětlovacího průvodce (British Lighting Guide CIBSE 1997). V tomto průvodci je uvedeno, že průměrná hodnota ČDO na úrovni 5 % případně více zajistí, že interiér místnosti s touto hodnotou ČDO poskytne stálé prosvětlení vyjma brzkých ranních a pozdních odpoledních hodin. Místnosti s hodnotou činitele denní osvětlenosti méně než 2 % jsou obecně nedostatečně prosvětleny a vyžadují relativně vysokou četnost použití umělého osvětlení.49 Na hodnocení vizuální pohody má rozhodující úlohu poměr jasu okna (resp. části místnosti v blízkosti okna) k jasu v zadní části místnosti (jasová rovnoměrnost interiéru). Hodnocení poměrů průměrných jasů různých částí místnosti je možno

částečně nahradit hodnocením osvětleností, resp. hodnocením poměrů činitelů denní osvětlenosti. Tím se obejde složitý výpočet jasu jednotlivých ploch. Na hodnocení poměru jasu různých částí místností lze využít doporučení uvedená v kapitole 3.8.3. Doporučené poměry jasů 1:10 resp. 10:1, jsou však příliš náročné a lze je dodržet jen ve světlých a nepříliš hlubokých místnostech, pokud vyloučíme jas osvětlovacího otvoru.

49

Andersen, P. A.: Význam střešních oken ve vztahu ke světelným podmínkám v podkroví [online] Velux, Rubrika: Odborná sekce [citováno březen 2009]. Dostupné na www.velux.cz.

62

Pokud budou jasové poměry v obytné místnosti podle tohoto doporučení dodrženy, pak osvětlení v této místnosti bude příjemné.50

5.1 Simulace osvětlení dětského pokoje Orientace oken dětského pokoje byla zvolena jižní. Celková podlahová plocha dětského pokoje tvoří 14,3 m2, celková plocha oken 3,24 m2. Pro dosažení potřebných hodnot činitele denní osvětlenosti a zrakové pohody byl dětský pokoj prosvětlen

pomocí jednoho standardního střešního okna o rozměrech 0,78 x 1,6 m a střešního okna s doplňkovým svislým oknem o rozměrech 0,78 x 1,6 m + 0,78 x 0,954 m. Doplňkové svislé okno umožní lepší osvětlení podlahové plochy, tím i snadnější orientaci a možnost hraní dospívajícímu dítěti. Významný je také výhled z místnosti. Z důvodu rovnoměrnějšího osvětlení celé místnosti byla použita dvě užší okna místo jednoho širokého. Okna byla umístněna ve vzdálenosti 1 m od západní stěny (standardní střešní okno) a 2,6 m (střešní okno s doplňkovým svislým oknem). Vstupní parametry stěn, stropu, podlahy a oken jsou uvedeny v tab. 6. Tab. 6 Parametry jednotlivých ploch v dětském pokoji. Plocha Barva Drsnost Lesk povrchu povrchu [mm] Podlaha tmavé přírodní 0,3 0,15 dřevo Strop bílý 0,3 0 Stěny světle oranžové 0,3 0 Rám okna přírodní dřevo 0,02 0,05

Činitel odrazu povrchu 0,29 0,9 0,73 0,66

Grafické ukázky a výsledky Obr. 22 vyhodnocuje činitel denní osvětlenosti dětského pokoje. V dětském pokoji se dají předpokládat činnosti druhu čtení, psaní, kreslení, rýsování, práci se sledováním údajů na obrazovce, šití a zrakově náročné činnosti (s lupou, mikroskopem). Při dodržení požadavku na minimální hodnotu činitele denní osvětlenosti 0,9 % ve středu místnosti (viz. kapitola 3.8.3. obr. 6) se předpokládá, že v blízkosti okna bude dostatek světla i pro náročné zrakové činnosti. Tento požadavek byl v dětském pokoji splněn. Průměrný činitel denní osvětlenosti z celé místnosti byl 6,18 %, tudíž dle poznatků britského průvodce osvětlením (viz. kap. 5) poskytne místnost stálé prosvětlení vyjma brzkých ranních a pozdních odpoledních hodin. 50


63

Obr. 22 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti v dětském pokoji. Obrázek 23 ukazuje rozložení jasů v místnosti, na kterém lze pozorovat, že požadovaný poměr jasu osvětlovacích otvorů a okolních ploch neodpovídá doporučení pro hodnocení poměru jasu, což může vést ke zvýšené adaptační činnosti oka a zrakové únavě. Tyto jasové rozdíly musí být regulovány pomocí stínicích prvků (blíže kap. 5.5). S vyloučením jasu osvětlovacího otvoru jsou tyto místnosti osvětleny příjemně.

Obr. 23 Grafické znázornění rozložení jasu v dětském pokoji.

64

Obr. 24 Ukázka osvětlenosti v dětském pokoji. Osvětlenost v dětském pokoji je znázorněna na obr. 24. Výsledné hodnoty s danými požadavky jsou uvedeny v tab. 7. Všechny požadavky kromě požadavku na rovnoměrnost denního osvětlení byly splněny. Nerovnoměrnost denního osvětlení byla způsobena použitím střešních oken, které poskytnou vyšší osvětlenost a širší spektrum hodnot činitele denní osvětlenosti v místnosti, ale tím často i nerovnoměrnost v osvětlení (viz. tab. 7 až 13). Tab. 7 Normativní požadavky a posouzení výsledků v dětském pokoji. Normativní požadavky Požadovaná hodnota ČDO ve vymezeném půdorysu dětského pokoje (viz. obr. 6) Požadovaná hodnota ČDO v kontrolních bodech P1 a P2 (viz obr. 6) Požadovaná hodnota rovnoměrnosti osvětlení ve vymezeném půdorysu dětského pokoje (viz. obr. 6) Požadovaný poměr jasu (s vyloučením jasu osvětlovacího otvoru) Požadavky na proslunění místnosti

min 0,5 %

Posouzení výsledků Splněno

min 0,75 % a společný průměr 0,9 % pro zrakové třídy I až IV min 0,2

Splněno 4,36 % a 5,17 %, společný průměr 4,77 % Nesplněno

pro vhodné podmínky vidění ≤ 10:1

Splněno 647,81 cd/m2:148,78 cd/m2 = 4:1

celková plocha okna musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti

Splněno, celková plocha místnosti 14,3 m2, plocha okna 3,24 m2

65

5.2 Simulace osvětlení ložnice Okna ložnice měla zvolenou orientaci na sever. Celková podlahová plocha ložnice byla 21,1 m2 a plocha oken měla 3,01 m2. Výsledné hodnoty činitele denní osvětlenosti byly dosaženy pomocí dvou standardních střešních oken o rozměrech 0,942 x 1,6 m. Z důvodu rovnoměrnějšího osvětlení poměrně široké místnosti byly použity dvě širší okna. Okna byla umístněna ve vzdálenosti 1 m a 3,2 m od západní stěny. Ložnice slouží především k odpočinku a spánku, ale může mít i vedlejší využití v závislosti na požadavcích uživatele. Vstupní parametry stěn, stropu, podlahy a oken jsou uvedeny v tab. 8. Tab. 8 Parametry jednotlivých ploch ložnice. Plocha Barva Drsnost povrchu [mm] Podlaha světlé přírodní 0,3 dřevo Strop bílý 0,3 Stěny světle zelené 0,3 Rám okna přírodní dřevo 0,02

Lesk povrchu 0,2

Činitel odrazu povrchu 0,65

0 0 0,05

0,9 0,87 0,66

Grafická ukázky a výsledky Obr. 25 vyhodnocuje činitele denní osvětlenosti ložnice. V ložnice se dají předpokládat

činnosti druhu čtení, psaní, práci se sledováním údajů na obrazovce a vyšívání (v závislosti na požadavku uživatele), ale především je místnost určena k pohodlnému spánku. Požadavek na minimální hodnotu činitele denní osvětlenosti 0,9 % ve středu místnosti (viz. kapitola 3.8.3 obr. 6) byl splněn. Průměrný činitel denní osvětlenosti z celé místnosti byl 6,01 %, tedy místnost bude stejně jako dětský pokoj stále prosvětlená vyjma brzkých ranních a pozdních odpoledních hodin.

66

Obr. 25 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro ložnici. Grafickou ukázku rozložení jasů zachycuje obr. 26. Z obrázku lze vidět, že v zorném poli nejsou velké jasové rozdíly (vyjma jasu osvětlovacích otvorů). Osvětlení této místnosti bude příjemné s použitím stínicích exteriérových nebo interiérových prvků.

Obr. 26 Grafické znázornění rozložení jasu v ložnici.

67

Obr. 27 Ukázka osvětlenosti v ložnici. Výslednou

osvětlenost

ložnice

zobrazuje

obr.

27.

Nasimulované

hodnoty

s normativními požadavky pro ložnici předkládá tab. 9. Všechny požadavky kromě požadavku na rovnoměrnost denního osvětlení (stejně jako u dětského pokoje) byly splněny. Nerovnoměrnost osvětlení je způsobena osvětlením střešními okny, u kterých

často nebývá dosažena požadovaná rovnoměrnost osvětlení. Tab. 9 Normativní požadavky a posouzení výsledků pro ložnici. Normativní požadavky Požadovaná hodnota ČDO ve vymezeném půdorysu ložnice (viz. obr. 6) Požadovaná hodnota ČDO v kontrolních bodech P1 a P2 (viz obr. 6) Požadovaná hodnota rovnoměrnosti osvětlení ve vymezeném půdorysu ložnice (viz. obr. 6) Požadovaný poměr jasu (s vyloučením jasu osvětlovacího otvoru) Požadavky na proslunění místnosti

min 0,5 %




pro vhodné podmínky vidění ≤ 10:1 celková plocha okna musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti

Splněno 738,29 cd/m2:135,01 cd/m2 = 5:1

68

Splněno, celková plocha místnosti 21,1 m2, plocha okna 3,01 m2

5.3 Simulace osvětlení koupelny Orientace koupelny i střešního okna byla vybrána na sever. Podlahová plocha koupelny byla 9,6 m2 a plocha okna 1,51 m2. Hodnoty činitele denní osvětlenosti byly nasimulovány střešním oknem o rozměrech 0,942 x 1,6 m. Okno bylo umístněno na střed místnosti ve vzdálenosti 1,279 m od západní stěny. Vstupní parametry stěn, stropu, podlahy, a oken jsou uvedeny v tab. 10. Tab. 10 Parametry jednotlivých ploch koupelny. Plocha Barva Drsnost povrchu [mm] Podlaha světlé přírodní 0,05 dřevo Strop bílý 0,3 Stěny světle zelené 0,3 Rám okna přírodní dřevo 0,02

Lesk povrchu 0,3

Činitel odrazu povrchu 0

0 0 0,05

0,9 0,67 0,66

Grafické ukázky a výsledky Na obr. 28 je vidět vyhodnocení činitele denní osvětlenosti koupelny. Koupelna je určena pro udržování čistoty, mytí, sprchování a převlékání. Pro VI. třídu zrakové

činnosti (viz. tab. 1) je požadavek průměrné hodnoty činitele denní osvětlenosti 2 %. Tato hodnota byla dosažena v celém vymezeném prostoru koupelny.

Obr. 28 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro koupelnu. 69

Rozložení jasů znázorňuje obr. 29. Ze simulace jasu v koupelně je patrné, že v zorném poli nejsou velké jasové rozdíly (vyjma jasu osvětlovacích otvorů). Osvětlení této místnosti je příjemné. Z důvodu vytvoření intimního prostředí a regulace jasu osvětlovacího otvoru se doporučuje použití stínících prvků (viz. kap. 5.5).

Obr. 29 Grafické znázornění rozložení jasu v koupelně.

Obr. 30 Ukázka osvětlenosti v koupelně.

70

Výslednou osvětlenost koupelny lze vidět na obr. 30. Díky oknu v koupelně můžeme odvětrat přebytečnou vlhkost a vytvořit komfortní a svěží prostředí. Koupelna není považována za obytnou místnost a nejsou pro ni stanoveny minimální požadavky na denní osvětlení. Výsledné hodnoty jsou pro informaci uvedeny v tab. 11. Tab. 11 Normativní požadavky a posouzení výsledků pro koupelnu. Normativní požadavky Požadovaná hodnota ČDO ve vymezeném půdorysu koupelny (viz. obr. 6) Požadovaná hodnota ČDO v kontrolních bodech P1 a P2 (viz obr. 6) Požadovaná hodnota rovnoměrnosti osvětlení ve vymezeném půdorysu koupelny (viz. obr. 6) Požadovaný poměr jasu (s vyloučením jasu osvětlovacího otvoru) Požadavky na proslunění místnosti

min 0,5 %




pro vhodné podmínky vidění ≤ 10:1 celková plocha okna musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti

Splněno 621 cd/m2:62,95 cd/m2 = 10:1 Splněno, celková plocha místnosti 9,6 m2, plocha okna 1,51 m2

5.4 Simulace osvětlení kuchyně, obývacího pokoje a chodby Simulace činitele denní osvětlenosti byla pro tyto místnosti vypracována společně, protože na celkovém osvětlení se podílejí všechny okna umístněná v jednotlivých

částech místností (viz. obr. 31). 5.4.1

Kuchyň a jídelna

Kuchyň spolu s jídelnou jsou v dnešní době prostory, ve kterých rodina tráví většinu

času. Proto by měly být tyto místnosti osvětleny s ohledem na funkčnost, bezpečnost a praktičnost. Nejvhodnějším osvětlením je proto kombinace denního a umělého světla. Denní světlo nám dodá svěžest a optimismus, které jsou důležité obzvláště ráno u snídaně. V kuchyni by měl být zajištěn dostatek světla pro pohodlné vaření a možnost místnost větrat.

Orientace okna kuchyně byla na severní stranu. Celková podlahová plocha včetně jídelny byla 13,9 m2. Kuchyň byla osvětlena pomocí dvou střešních oken se středovým sloupkem o rozměru 1, 56 x 1, 6 m a celkové ploše 2,49 m2.

71

5.4.2

Obývací pokoj

V obývacím pokoji se často schází rodina a přátelé, a proto by tato místnost měla být dostatečně veliká. Slouží ke čtení, hrám, sledování televize, k poslechu hudby nebo k odpočinku. Je často největší místností v domácnosti, která zasahuje hluboko dovnitř domu. Bývá zde problém přivést denní světlo co nejdále do místnosti, a proto byla do obývacího pokoje umístněna delší střešní okna, která pokoj maximálně prosvětlí. Byla použita čtyři střešní okna s doplňkovým svislým oknem s orientací na jih o celkových rozměrech 0,78 x 1,8 m + 0,78 x 0,954 m. Tato okna vytvářejí jedinečný design a osobitý charakter obývacího pokoje, a také umožňují maximální výhled do okolního prostředí. Okna byla umístněna od východní stěny 1 m. Podlahová plocha obývacího pokoje byla 26,5 m2 a celková plocha oken 8,59 m2. Vstupní parametry stěn, stropu, podlahy a oken jsou uvedeny v tab. 12.

5.4.3

Chodba a prostor schodiště

Tyto dva komunikační prostory byly osvětleny oknem s orientací na jižní stranu o rozměrech 0,942 x 1,6 m a ploše 1,51 m2. Plocha chodby byla 10,1 m2 a půdorysná plocha schodiště 7,1 m2. Naměřené hodnoty ČDO (viz. obr. 31) v tomto prostoru jsou pouze orientační, protože vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti Di od podlahy musí být ponížena o schodiště, které nebylo v programu nasimulováno. Vstupní parametry stěn, stropu, podlahy a oken jsou pro tyto prostory společné a uvádí je tab. 12. Tab. 12 Parametry jednotlivých ploch v kuchyni, obývacím pokoji a chodbě. Plocha Barva Drsnost Lesk povrchu Činitel odrazu povrchu [mm] povrchu Podlaha tmavé přírodní 0,03 0,15 0,29 dřevo Strop bílý 0,03 0 0,9 Stěny světle béžové 0,03 0 0,71 Rám okna přírodní dřevo 0,02 0,05 0,66

Grafické ukázky a výsledky Grafické vyhodnocení ČDO kuchyně, obývacího pokoje a chodby předkládá obr. 31. Požadavek na minimální hodnotu ČDO 0,5 % ve vymezeném prostoru (viz. kap. 3.8.3 obr. 6) byl dodržen. Požadovaný průměrný činitel denní osvětlenosti ze středu místnosti

72

0,9 % (viz. kap. 3.8.3 obr. 6) byl také splněn. Takřka celý prostor vyhovoval požadavkům tříd zrakové činnosti V a VI (viz. tab. 1), což znamená, že tento prostor poskytuje dostatečné osvětlení pro bezpečný pohyb a orientaci. Pouze prostor chodby tento požadavek nesplňoval, protože je umístněn ve středové části podkrovního bytu, která se nedá dobře osvětlit. Chodba bude muset být při nepříznivém stavu oblohy v zimním období přisvětlena umělým osvětlením nebo pomocí světlovodu. Tento rozsáhlý prostor také vyhovuje požadavkům osvětlenosti dle třídy zrakové činnosti IV (viz. tab. 1) ve vymezené části na předpokládaných užitných místech blíže oknům. Průměrný ČDO celého prostoru byl 5,21 % (tento činitel musí být ponížen viz. kap. 5.4.3).

Obr.31 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro kuchyň, obývací pokoj a chodbu. Obrázky 32 a 33 ukazují rozložení jasů v kuchyni a obývacím pokoji. Z obou obrázků lze pozorovat, že poměr jasu osvětlovacích otvorů a okolních ploch neodpovídá doporučením pro hodnocení poměrů jasu, které nemají být větší jak 10:1. Proto je vhodné stejně jako u předchozích místností použít stínící prvky k regulaci jasu

73

osvětlovacích otvorů. Pokud vyloučíme jas osvětlovacího otvoru jsou tyto místnosti osvětleny příjemně.

Obr. 32 Grafické znázornění rozložení jasu v kuchyni.

Obr. 33 Grafické znázornění rozložení jasu v obývacím pokoji.

74

Obr. 34 Ukázka osvětlenosti v kuchyni.

Obr. 35 Ukázka osvětlenosti v obývacím pokoji. Osvětlenosti v kuchyni a obývacím pokoji jsou uvedeny na obr. 34 a 35. Výsledné hodnoty s danými normativními požadavky jsou uvedeny v tab. 13. Kromě požadavku na rovnoměrnost denního osvětlení byly všechny požadavky splněny (s přihlédnutím na umělé přisvětlení chodby). Požadavek na rovnoměrnost denního osvětlení nebyl splněn, protože uvedené místnosti tvoří rozsáhlý a hluboký prostor, který je obtížné pomocí denního světla rovnoměrně osvětlit. Menší rovnoměrnost osvětlení lze ovlivnit řešením interiéru místností, kde světlé a lesklé povrchy světlo odrážejí, matné rozptylují a tmavé pohlcují. Ostatní požadavky v prostoru kuchyně a obývacího pokoje byly splněny. 75

Tab. 13 Normativní požadavky a posouzení výsledků kuchyně, obývacího pokoje a chodby. Normativní požadavky Požadovaná hodnota ČDO ve vymezeném půdorysu kuchyně, obývacího pokoje a chodby (viz. obr. 6) Požadovaná hodnota ČDO v kontrolních bodech P1 a P2 (viz obr. 6) Požadovaná hodnota rovnoměrnosti osvětlení ve vymezeném půdorysu kuchyně, obývacího pokoje a chodby (viz. obr. 6) Požadovaný poměr jasu (s vyloučením jasu osvětlovacího otvoru)

Požadavky na proslunění místnosti

min 0,5 %




pro vhodné podmínky vidění ≤ 10:1

Splněno Kuchyň 209,02 cd/m2: 136,86 cd/m2 = 2:1 Obývací pokoj 637,87 cd/m2: 312,11 cd/m2 = 2:1 Splněno, celková plocha místností 57,56 m2, plocha oken 12,59 m2

celková plocha okna musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti

5.5 Možnosti stínění navrženého podkrovního bytu U všech místností navrženého podkrovního bytu nebyl splněn doporučený poměr jasů osvětlovacích otvorů a okolních ploch, a proto jsou v této kapitole uvedeny možnosti regulace jasů osvětlovacích otvorů. V dnešní době jsou nejčastěji používané stínící prvky žaluzie, rolety a markýzy. Většina výrobců je schopna dodat okna včetně stínicích exteriérových nebo interiérových prvků.

Exteriérové stínící prvky jsou doporučovány u oken s orientací na jich, především proto, že lépe regulují nežádoucí tepelné zisky v letním období. Vnitřní stínící prvky se využívají spíše pro regulaci intenzity světla. Můžou být v různém barevném provedení, tak aby nejlépe vyhovovaly barevnému řešení interiéru. Uvedené prvky můžou také sloužit jako ochrana před pohledy zvenčí, což je ale v případě podkrovních bytů málo častý problém. Jako stínící prvky se využívají pevné clony (ve formě stříšek, lamel atd.), které se umisťují zpravidla na vnější straně okna a pohyblivé clony (rolety, žaluzie, závěsy) umožňující regulaci osvětlení podle potřeby. Pro navržený podkrovní byt by bylo vhodné použít u místností s orientací oken na jižní stranu (dětský pokoj, chodba a obývací pokoj) exteriérové stínící prvky a u místností s okny orientovanými na sever (ložnice, koupelna a kuchyň s jídelnou) interiérové stínící prvky. Samotná volba typu stínících prvků závisí na finančních prostředcích, zvyklostech a přáních majitelů.

76

6

ZÁVĚR

Jelikož se takřka veškerá činnost člověka neobejde bez zrakových podnětů, jejichž nositelem je světlo, je nutné dbát na dostatečné množství světla v interiéru, na jeho rovnoměrnost, prostorové rozložení, spektrální složení a světelné poměry v zorném poli, které rozhodují o celkové zrakové pohodě. Optimální denní osvětlení budov by mělo být navrženo tak, aby svému uživateli mohlo poskytnout veškeré přednosti, které oproti umělému osvětlení má. Umělé osvětlení by mělo takto navržené přirozené osvětlení vhodně doplnit. Tato diplomová práce se zabývala problematikou přirozeného prosvětlení podkrovního bytu a možnostmi jeho stínění. V diplomové práci bylo pro ukázku nasimulováno přirozené osvětlení navrženého podkrovního bytu pomocí střešních oken. Simulace denního osvětlení byla provedena pomocí počítačového programu a její vyhodnocení bylo stanoveno podle požadavků ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov. Část 1:

Základní požadavky a ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov. Část 2: Denní osvětlení obytných budov. Pro všechny místnosti navrženého podkrovního bytu byly vypracovány efektní grafické

ukázky, které využívají izokřivky stejné osvětlenosti a umožní tak názorně zobrazit rozložení světla ve vnitřním prostoru (viz. obr. 21 až 33). Z porovnání uvedených normativních požadavků a výsledných hodnot simulace denního osvětlení vyplývá, že požadavky na činitele denní osvětlenosti a požadavky na proslunění místnosti

byly splněny u všech místností daného podkrovního bytu. Požadavky na poměr jasu v zorném poli byly splněny pouze částečně a to s vyloučením jasu osvětlovacího otvoru. U osvětlovacích otvorů a okolních ploch nebyl požadovaný poměr jasů splněn, mohlo by tedy docházet k narušení zrakové pohody, což lze řešit použitím stínících prvků uvedených v kapitole 5.5. Požadovaná hodnota rovnoměrnosti osvětlení pro zrakové třídy I až IV nebyla splněna v žádné z posuzovaných místností. Toto bylo způsobeno osvětlením pomocí střešních oken, které zajistí vyšší osvětlenost podkrovních místností oproti svislým oknům, ale také širší spektrum hodnot činitele denní osvětlenosti a tím často nerovnoměrnost v osvětlení (viz. tab. 7 až 13).

77

Při optimálním návrhu osvětlení by se nemělo vycházet jen z požadovaných podmínek pro vidění, ale mělo by se posuzovat komplexně jako celkový vliv různých druhů osvětlení na člověka. Pouze takto bude dosaženo požadovaných podmínek pro vidění, zrakové pohody a optimálního životního prostředí po celý průběh lidského života.

78

7

RESUME

Because many activities of a man are connected with visual stimuli carried by the light it is very important to care about sufficient quantity and quality of the light in interior. Other important characteristics are equability of the lighting, spatial distribution, spectral distribution and to light conditions in visual field. All this characteristics of the light are important for the general visual comfort. The optimal day lighting of buildings should be designed so as it could provide benefits to its users, which in comparison with the artificial lighting it has. The artificial lighting should suitable complete this concept of day lighting. This diploma thesis was concerned with analysis of conditions for natural day lighting and with possibilities of screening the ideologically designed attic. For demonstration was in this work created simulation of natural day lighting for designed attic by the help of dormers. Simulation of day lighting was created in computer program and was evaluated by ČSN 73 0580 - 1: Day lighting of buildings. Part 1: Basic requirements and ČSN 73 0580 - 2: Day lighting of domestic buildings. For all rooms of the designed attic was elaborate impressive graphic illustration which are using isolines of same illuminance. The isolines display distribution of the light in inner space. Comparison of the results from simulation of day lighting was made by help of the inducted normative requirements. The optimal concept of lighting can not be judged only by required conditions for vision but it has to be considered completely as the general influence of assorted lighting on human. Only by this way can be achieved required conditions for vision, visual comfort and optimal life environment for whole time of the human being.

79

8

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

Knihy a skripta Barták, K. Vestavba podkroví 2. 1.vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. 120 s. ISBN 80-7169-567-X. Duboisová Petroffová, M. P., Selcová, L. Podkroví. Přel. Z. Braunšteinová. 2. vyd. Bratislava: Jaga Group, 2005. 151 s. ISBN: 80-8076-026-8. Fischer, H. a kol. Půdní vestavby 2. Přel. E. Winklerová. 2. vyd. Praha: Euromedia Group, 2001. 127 s. ISBN: 80-7202-918-5. Hájek, V. Vestavba podkroví. 1. vyd. Praha: GRADA Publishing, 1997. 100 s. ISBN 80-7169-054-6. Horáček, P. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1998. 124 s. ISBN 80-7157-347-7. Kadlecová, A. a kol. Vikýře: výrazný prvrk šimých střech. 1. vyd. Brno: Littera, 2004. 256 s. ISBN: 80-85763-25-7. Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha:

České vysoké učení technické, 2007. 18 s. ISBN 978-80-01-03682-2. Mathieu, C. Úpravy půdních prostor. Přel. A. Malkovská. 1. vyd. Čestlice: Rebo, 2008. 71 s. ISBN: 978-80-255-0027-9. Plch, J. a kol. Osvětlení neosvětlitelných prostor. 1. vyd. Brno: Era group, 2004. 110 s. ISBN 80-86517-82-9. Polášek, J. a Špaček, T.: Stavebně truhlářská výroba: základy konstrukce a technologie. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2007. 147s. ISBN 978-80-7375-050-3. Puškáš, J. Slnko v urbanizme a architektuře. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1992. 134 s. ISBN: 80-05-00827-9.

80

Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. 1.vyd. Brno: Era group, 2002. 266 s. ISBN 80-86517-33-0.

Řezníčková, A. a kol. Půdní byt: snadná cesta k bydlení: rádce, inspirace, financování. 1. vyd. Praha: FKP consulting: Epocha, 2006. 191 s. ISBN: 80-86328-99-6. Weiglová, J. Kaňka, J. Stavební fyzika 10: denní osvětlení a oslunění budov. Praha:

České vysoké učení technické, 2005. 172 s. ISBN: 80-01-03127-6. Normy ČSN 36 0011 - 1: Měření osvětlení vnitřních prostorů. Část 1: Základní ustanovení, 1995.

ČSN 36 0011 - 2: Měření osvětlení vnitřních prostorů. Část 2: Měření denního osvětlení, 1995.

ČSN 73 0540 - 2: Tepelná ochrana budov. Část 2: Požadavky, změna 2005. ČSN 730580 - 1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999. ČSN 730580-2: Denní osvětlení budov. Část 2: Denní osvětlení obytných budov, změna 2/1999.

ČSN 73 4301: Obytné budovy, 2004. ČSN EN 12665 (ČSN 36 0001): Světlo a osvětlení - Základní termíny a kritéria pro stanovení požadavků na osvětlení, 2003.

Elektronické zdroje Lízalová, M.: Denní světlo podporuje schopnost učení [online]. VELUX Daylight Symposium,

2007

[citováno

březen

2009].

Dostupné

na

Internetu:

www.stavebnictvi3000.cz. Denní světlo ve Vašem domě [online]. Velux, Rubrika: Inspirace [citováno březen 2008]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz.

81

RNDr. Fárník, F., CSc.: Nejmohutnější zdroj světla- Slunce [online]. Astronomický ústav, Akademie věd ČR, 2003 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.odbornecasopisy.cz. Danková, D.: Denní světlo v architektuře [online]. Rubrika: Světlo, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.e-architekt.cz. Mohelníková, J.: Střešní okno z pohledu požadavků na denní osvětlení budov [online]. VUT v Brně, Fakulta stavební, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavebnictvi3000.cz. Denní osvětlení [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz. Barevná úprava vnitřního prostředí, literatura [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské

praxi,

2005

[citováno

březen

2009].

Dostupné

na

Internetu:

www.zdravcentra.cz. Ing. Mohelníková, J., Ph.D.: Proslunění podkrovních místností se střešními okny [online].

Velux,

2006

[citováno

březen

2009].

Dostupné

na

Internetu:

www.archiweb.cz. Ing. Rubáš, P., Ph.D.: Denní osvětlení a proslunění bytových domů [online]. Technický a zkušební ústav Praha s.p. - Laboratoř fyzikálních faktorů, 2007 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.tzb-info.cz. Měření osvětlení [online]. Rubrika: Světlo [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.odbornecasopisy.cz. Kubík, O.: Kam chodí slunce [online] Rubrika: Stavíme domov [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.e-architekt.cz. Tipy pro jednotlivé místnosti: Kuchyň [online]. Velux [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz. Drda, J.: Hra se světlem [online] Rubrika: Bydlení, 2008 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.lidovky.cz.

82

Andersen, P. A.: Význam střešních oken ve vztahu ke světelným podmínkám v podkroví [online] Velux, Rubrika: Odborná sekce [citováno březen 2009]. Dostupné na www.velux.cz. Ing. Otýpka, R.: Světlovody – příchod moderních technologií [online] Rubrika: Střecha, podkroví [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavime-bydlime.cz. Světlovod Velux [online] Velux, Rubrika: Výrobky [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz. Daylight visualizer [online] Velux, Rubrika: Odborná sekce [citováno duben 2009]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz.

83

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Rozdělení osvětlení. Obr. 2 Základní požadavky na denní osvětlení. Obr. 3 Rozdělení oslnění. Obr. 4 Stanovení zrakové obtížnosti pomocí poměrné pozorovací vzdálenosti. Obr. 5 Příklad rozmístění kontrolních bodů na srovnávací rovině. Obr.6 Půdorysné rozmístnění kontrolních bodů v obytné místnosti. Obr. 7 Kontrolní bod a úhel neefektivního dopadu slunečního záření u střešního okna. Obr. 8 Využití slunečního záření v místnostech s větší hloubkou. Obr. 9 Schématický řez umělou oblohou. Obr. 10 Činitel denní osvětlenosti a jeho složky. Obr. 11 Ukázka luxmetru. Obr. 12 Ukázka účinnosti využití oblohového světla u oken zabudovaných v různých sklonech. Obr. 13 Izoluxy znázorňující osvětlenost: Z leva fasádní, vikýřové a střešní okno. Obr. 14 Princip otvírání kyvných, výsuvně kyvných a výklopných/kyvných střešních oken. Obr. 15 Doplňkové svislé okno. Obr. 16 Zasklený střešní rám světlovodu a střešní kopule. Obr. 17 Ukázka použití světlovou. Obr. 18 Hodnoty světelného toku pro udané zdroje světla (žárovky, zářivky, světlovody při jasné obloze).

84

Obr. 19 Výškové uspořádání podkroví obytných budov. Obr. 20 Pohled na umístění oken ve střeše. Obr. 21 Půdorysné uspořádání podkrovního bytu. Obr. 22 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti v dětském pokoji. Obr. 23 Grafické znázornění rozložení jasu v dětském pokoji. Obr. 24 Ukázka osvětlenosti v dětském pokoji. Obr. 25 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro ložnici. Obr. 26 Grafické znázornění rozložení jasu v ložnici. Obr. 27 Ukázka osvětlenosti v ložnici. Obr. 28 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro koupelnu. Obr. 29 Grafické znázornění rozložení jasu v koupelně. Obr. 30 Ukázka osvětlenosti v koupelně. Obr. 31 Grafické vyhodnocení činitel denní osvětlenosti pro kuchyň, obývací pokoj a chodbu. Obr. 32 Grafické znázornění rozložení jasu v kuchyni. Obr. 33 Grafické znázornění rozložení jasu v obývacím pokoji. Obr. 34 Ukázka osvětlenosti v kuchyni. Obr. 35 Ukázka osvětlenosti v obývacím pokoji.

85

SEZNAM TABULEK Tab. 1 Třídění zrakových činností a hodnoty činitele denní osvětlenosti, podle ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov - část 1: základní požadavky. Tab. 2 Přípustné celkové chyby a lhůty kalibrace luxmetrů a časoměrů. Tab. 3 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla U pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou 20°C. Tab. 4 Činitel prostupu světla vybraných materiálů transparentních výplní pro osvětlovací otvory. Tab.5 Návrhové hodnoty činitele odrazu světla hlavních povrchů vnitřních prostorů ρ[-] Tab. 6 Parametry jednotlivých ploch v dětském pokoji. Tab. 7 Normativní požadavky a posouzení výsledků v dětském pokoji. Tab. 8 Parametry jednotlivých ploch ložnice. Tab. 9 Normativní požadavky a posouzení výsledků pro ložnici. Tab. 10 Parametry jednotlivých ploch koupelny. Tab. 11 Normativní požadavky a posouzení výsledků pro koupelnu. Tab. 12 Parametry jednotlivých ploch v kuchyni, obývacím pokoji a chodbě. Tab. 13 Normativní požadavky a posouzení výsledků kuchyně, obývacího pokoje a chodby.

86

Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění

Recommend Documents