Opleiding 2013 Duurzaam Gebouw Gezondheid en comfort Leefmilieu Brussel ZORGEN VOOR VISUEEL COMFORT Magali BODART UCL – Architecture & Climat 7 maart 2013 Opleiding tot stand gebracht door de Stadswinkel
Doelstelling van de voordracht ● Pistes
om het visueel comfort te verbeteren in het gebouw, door vanaf de premissen van het project het natuurlijke licht te integereren
à Het
energieverbruik verminderen
æ behoeften aan kunstmatige verlichting æ Behoeften aan koude veroorzaakt door kunstmatige verlichting. à Door
de oververhitting te minimaliseren < ruiten
Verwante fiches : Optimalisatie van het natuurlijklicht – CSS06 Zorgen voor een goede zonwering – ENE13 Optimaal ontwerpen van vensters – ENE06 p. 2
Waarom natuurlijk licht ? ● Positieve
Gratis bron
66 000 000 W/m²
Architecture & Climat
►
impact op het energieverbruik
p. 3
Waarom natuurlijk licht ? Positieve impact op : ►
het energieverbruik
►
de bewoner (het zien en circadiaans systeem)
►
de economische waarde van het gebouw
MAAR … ►
niet altijd beschikbaar
►
beranderlijk qua intensiteit
►
risico op oververhitting
à zorgen voor zonwering à Aanvullen met een verstandig beheer van kunstverlichting p. 4
Plan
● Basisbegrippen ● Parameters
van verlichting (herinnering)
van het visueel comfort
● Ontwerpstrategieën ● Voorbeeld
van dimensionering
p. 5
Licht = zichtbare golven Zichtbaar gedeelte van een elektromagnetische straling = golven tussen 380 en 780 nm
p. 6
Verspreiding van het licht
α
α+ρ+τ=1
p. 7
Coëfficiënten ρ en TL
voir fiche CSS06
Reflectiecoëff. (ρ) Witte verf
80%
Rode verf
30%
Zwarte verf
4%
Tafel in bleek hout
76%
Transmissiecoëff. (τ/TL) Heldere enkele beglazing
90%
Heldere dubbele beglazing
81%
Heldere driedubbele beglazing
74%
Matte beglazing
40% p. 8
Fotometrische grootheden
● Lichtstroom (lumen – lm) < uitgezonden door een bron
= de hoeveelheid licht uitgezonden door een bron in heel de ruimte
● Lichtsterkte (candela – cd = lm/sr) < uitgezonden door een bron
= de lichtstroom in een bepaalde richting uitgezonden per eenheid van ruimtehoek
p. 9
Fotometrische grootheden
● Verlichtingssterkte (lux – lx = lm/m²) < ontvangen door een oppervlak
= het gedeelte van de lichtstroom ontvangen door een oppervlak
A&C
A&C
A&C
p. 10
Fotometrische grootheden
● Luminantie (cd/m²) < uitgezonden door een oppervlak
= de verhouding tussen de lichtsterkte van de bron en zijn oppervlak
A&C
A&C
A&C
p. 11
Fotometrische grootheden
Verlichtingssterkte
Luminantie
p. 12
Evaluatie van de natuurlijke verlichting ●
●
●
Analyse van de baan van de zon ►
Breedtegraad
►
Oriëntatie van de opening
Fysische maatrgelen ►
Verlichtingssterkte
►
Luminantie
Courant gereferenceerde metriek < verlichtingssterkte ►
Daglichtfactor DLF
p. 13
Daglichtfactor - DLF
p. 14
DLF – orde van grootheid DLF < 1 % donker
Visuele indruk
Zone
2% Aanvaardbaar minimum
5 – 10 %
> 10%
Lijkt natuurlijk verlicht
!!! oververhitting en !!!
deze zone ,,, lijkt gescheiden te zijn ,,, van deze zone Ver van de vensters (~3-4 keer de hoogte van het venster)
Dichtbij de vensters of onder de lichtkoepels
p. 15
Beperkingen van de DLF De DLF houdt geen rekening met de aanwezigheid van rechtstreeks zonlicht, en dus niet met : ►
De oriëntatie van het gebouw
►
De lokalisering van het gebouw (baan van de zon)
►
Het klimaat (type bewolkingsgraad)
à Eenvormige
gevels
à Over-dimensionering
van de openingen
= oververhittingen + verblinding
p. 16
Bewolkingsgraad
TUSSENFASE
10%
32%
BEWOLKT
HELDER
in België
57%
zomer winter
p. 17
Evaluatie van de natuurlijke verlichting
Berekening van de DLF koppelen + studie van de baan van de zon à Optimalisatie van het natuurlijk licht à Zonweringen dimensioneren = f(oriëntatie_openingen) om verblinding en oververhitting tegen te gaan
p. 18
Plan
● Basisbegrippen ● Parameters
van verlichting (herinnering)
van het visueel comfort
● Ontwerpstrategieën ● Voorbeeld
van dimensionering
p. 19
Visueel comfort Gevoel van voldoening en welzijn met betrekking tot de lichtsfeer (nat. of kunstmatig.) in een lokaal, dat het uitvoeren van de normale opdrachten mogelijk maakt ►
Verlichtingsniveau
►
Verdeling van het licht
►
Richtvermogen van het licht
►
Risico’s op verblinding
►
Kleur van het licht
►
Relatie met buitenwereld
p. 20
§ Verlichtingsniveau ●
●
Een minimumniveau is noodzakelijk voor ►
Een duidelijk zicht
►
Een zicht zonder vermoeidheid
Een te overvloedig niveau kan oncomfortabel worden.
à Verlichtingsniveau = f(activiteit) à Eerder
niveaus van verlichtingssterkte dan luminantie
Normen voor kunstmatige verlichting maar niet voor natuurlijke verlichting. p. 21
§ Verdeling De lichtverdeling in de ruimte moet ervoor zorgen dat de bewoner de voorwerpen en kleuren goed kan waarnemen, in een aangename sfeer. Gelijkmatig
CSTC2011
Gelokaliseerd
Gemengd
CSTC2011
CSTC2011
CSTC2011 Josep Maria Torra, Flickr
Scott Gilchrist, Archivision, Inc.
p. 22
§ Richtvermogen ●
●
Benadrukken ►
Reliëf van de voorwerpen
►
Textuur van de materialen
Probeer storende schaduwen te vermijden = schaduwen ontstaan tussen de visuele taak en de lichtbron die de contrasten op de taak verminderen à Voorkeur geven aan een verlichting die van links komt voor rechtshandigen (en vice versa) à
Vermijd een verlichting die van de
achterkant komt p. 23
§ Verblinding aanbevelingen
►
Zonweringen plaatsen
› Verkies in de kantoren automatische zonweringen anders blijven deze dikwijls naar beneden… ► Het bureau in de juiste stand zetten : › Kijkrichting is evenwijdig met de vensters (geen enkel venster voor of achter het scherm) ►
Verminder de contrasten venster/schrijnwerk/muur
p. 24
§ Kleur De kleur van het licht beïnvloedt de waargenomen kleur van de voorwerpen -à een lichtbron zal een goede kleurweergave hebben als deze stralingen uitzendt die dichtbij het natuurlijke wit licht liggen
Warme kleuren
Koude kleuren p. 25
§ Zicht naar buiten De aanwezigheid van beglaasde openingen biedt verschillende voordelen: ► ►
Doordringen van natuurlijk licht Laat toe om te situeren m.b.t. de buitenwereld, informatie te hebben over de weersomstandigheden, de tijd die voorbijgaat….
►
Zien in de verte nodig om de ogen te laten rusten
►
Intensieve ventilatie
Rehab Basel, Herzog & De Meuron, Basel, Switserland, 1998-2001
http://www.rehab.ch/fileadmin/user_upload/Transfer/PDF_allg/RB_Pflegepersonal.pdf (fig 2) http://archrecord.construction.com/projects/bts/archives/healthcare/05_rehab/photos.asp (fig 1 & 3)
p. 26
Plan
● Basisbegrippen ● Parameters
van verlichting (herinnering)
van het visueel comfort
● Ontwerpstrategieën ● Voorbeeld
van dimensionering
p. 27
Parameters
die de lichtverdeling beïnvloeden ►
Waarop de architect geen vat heeft : HEMEL
►
Waarop de architect weinig vat heeft : PLAATS
►
Waarop de architect vat heeft : GEBOUW
Strategieën Beschermen Verdelen Opvangen
p. 28
Beschermen
Verdelen
Opvangen
p. 29
PLAATS – maskers Maskers ►
omringende gebouwen
►
geométrie van het gebouw (vaste zonweringen, …)
p. 30
PLAATS – maskers
p. 31
PLAATS – maskers Analyse van de schaduw op een perceel < Ecotect 09.00
+00m
< schaduw – 21 juni
+06m
NORD
18.00
Baan van de zon - jaar > p. 32
GEBOUW – grootte, vorm en stand van de openingen
à om een werkvlak op ~80cm te verlichten : steunmuur < 80 cm à zicht naar buiten = contact met de natuur p. 33
GEBOUW – grootte, vorm en stand van de openingen
Clerestory + raam
p. 34
Verhoging van de grootte van de openingen
GEBOUW – grootte, vorm en stand van de openingen α
β
Casa Batllo – Gaudi – Barcelona binnenplaats; illustratie M. Bodart
p. 35
GEBOUW – grootte, vorm en stand van de openingen
Zijdelingse opening
Zenitopening
à zenit-en zijdelingse openingen = uiteenlopende gedragingen à zijdelingse opening zuid = overeenstemming met de zonnewinsten p. 36
GEBOUW – grootte, vorm en stand van de openingen
Bewolkte hemel 10 000 lux
p. 37
Voorbeeld – L.Kahn – bibliotheek van Exeter
http://ltha.epfl.ch/enseignement_lth/documents/b_marchand/theorie_archi_V/ screen/6_LOUIS_KAHN.pdf
p. 38
GEBOUW – wanden van het lokaal
ρwanden : 10 %
ρwanden : 30%/50%/70%
ρwanden : 80 %
à Als de reflectiecoëfficiënt van een muur < 50 %zal het licht moeilijker binnendringen à De coëfficiënt van de horizontale oppervlakken (behalve plafond) is zeer belangrijk à De meubels zijn soms echte obstakels bij de lichtverdeling à De donkerder gekleurde wanden : verwijderd van het venster. p. 39
GEBOUW – wanden van het lokaal
ρvloer = 80% - Egem = 2074 lux ρvloer = 66% - Egem
ρvloer = 34% - Egem = 1732 lux
Farnsworth House, Plano, Illinois = 1983 lux 1950 Mies van der Rohe © M. Chlebek
ρvloer = 5% - Egem = 1380 lux
Maquette : Ecole d’Architecture de Strasbourg
p. 40
40
GEBOUW – wanden van het lokaal Dubbel effect van de heldere wanden : n reflectie van het licht n Als de reflectiecoëfficiënt van een n het oog analyseert de luminanties muur < 50 % zal het licht moeilijker binnendringen. n Het plafond speelt enkel een belangrijke rol in geval van systemen voor omleiding van het licht. n De coëfficiënt van de horizontale oppervlakken is zeer belangrijk. n De meubels zijn soms echte obstakels bij de lichtverdeling.
p. 41
41
GEBOUW – indirecte openingen Typische doorsnede van een kantoorgebouw 12m van gevel tot gevel
Volle tussenschotten (DLF)
0%
CSTB
CSTB
Glazen tussenschotten (DLF)
0.8% CSTB
CSTB
à Algemeen lichtniveau verhoogt à Gang natuurlijk verlicht (kantoren, scholen, …) à Heldere beglazing, mat, … p. 42