Denní osvětlení v obytné místnosti osvětlované oknem o ploše 10 % podlahové plochy místnosti

1. Úvod

Splnění požadavků na denní osvětlení obytných místností bylo dle právní a normativní úpravy platné do 30. 6. 2024 nutné v celé České republice doložit světelně technickým výpočtem zpracovaným v souladu s příslušnými norami. Podle nově přijatých pražských stavebních předpisů (nařízení hlavního města Prahy č. 12/2024 [1]) a brněnských stavebních předpisů (nařízení statutárního města Brna č. 14/2024 [2]) se však na území těchto měst od 1. 7. 2024 už na obytné místnosti ve stavbách s uzavřenou a polouzavřenou stavební čarou požadavky na denní osvětlení nepoužijí. Má přitom stačit, aby obytná místnost ve stavbě s uzavřenou nebo polouzavřenou stavební čarou měla okenní otvory o ploše minimálně jedné desetiny podlahové plochy místnosti. Konkrétně se v pražských i brněnských stavebních předpisech v § 37 odst. 1 písm. a) shodně uvádí: „požadavky na denní osvětlení obytných místností, případně prostor, a pobytových místností, případně prostor, ve stavbách ubytovacího zařízení se nepoužijí na stavby v zástavbě s polouzavřenou stavební čarou stanovenou v územně plánovací dokumentaci nebo územní studii a v zástavbě s uzavřenou stavební čarou; v takovém případě musí být součet ploch okenních otvorů, kterými se osvětlují obytné a pobytové místnosti, nejméně jedna desetina podlahové plochy místnosti (plocha okenních otvorů se stanovuje ze skladebných rozměrů oken)“ [1], [2].

Citovaná úprava požadavků na denní osvětlení ve stavbách s uzavřenou a polouzavřenou stavební čarou nyní (září 2024) platí pouze v Praze a Brně. Důvodem je, že s výjimkou Prahy, Brna a Ostravy požadavky na výstavbu upravuje vyhláška č. 146/2024 Sb. [3], dle které denní osvětlení obytných místností ve všech budovách musí odpovídat požadavkům platných norem. Města Praha, Brno a Ostrava však dle § 333 odst. 3 zákona č. 283/2021 Sb. [4] mohou upravit požadavky na výstavbu vlastními nařízeními. V době přípravy tohoto článku (září 2024) ještě nebyly schváleny ostravské stavební předpisy a nebylo tedy známo, zda také v Ostravě bude platit výše citované ustanovení.

Požadavky na denní osvětlení obytných místností nyní upravuje norma ČSN 73 0580-2 [5]. Tyto požadavky byly podrobněji popsány například v článcích [6], [7], [8]. V současné době (září 2024) však probíhá revize norem na denní osvětlení budov, přičemž je připravována nová norma ČSN 73 0580 – Denní osvětlení – Doplňující požadavky [9]. Lze očekávat, že požadavky na denní osvětlení obytných místností v připravované normě budou méně přísné, než jsou současné požadavky normy ČSN 73 0580-2 [7].

2. Cíl článku

Stavbou s uzavřenou nebo polouzavřenou stavební čarou se obvykle rozumí vnitrobloky a polovnitrobloky. Obytné místnosti v (polo)vnitroblocích jsou stíněny jednak stěnami vnitrobloků a obvykle také balkony nebo lodžiemi. Místnosti v přízemí (polo)vnitrobloku budou konstrukcemi budovy obvykle stíněny více než místnosti v posledním nadzemním podlaží. Výše citované ustanovení § 37 odst. 1 písm. a) v pražských i brněnských stavebních předpisech [1], [2] ale bez ohledu na skutečné zastínění místnosti požaduje pro všechny obytné místnosti ve stavbách s (polo)uzavřenou stavební čarou pouze to, aby tyto místnosti měly osvětlovací otvory o ploše minimálně 1/10 podlahové plochy místnosti. Návrhem okna s plochou 1/10 podlahové plochy místnosti však nemusí být zaručeno, že budou splněny požadavky na denní osvětlení, jak bylo již dříve upozorněno například v článcích [10], [11].

Mimo budovy s (polo)uzavřenou stavební čarou však i v Praze a Brně budou obytné místnosti muset stále plnit požadavky na denní osvětlení budov dle platných norem. V takové situaci zřejmě bude možné v (polo)vnitroblocích v Praze nebo v Brně navrhnout obytnou místnost s okny o ploše 1/10 podlahové plochy místnosti, zatímco pro obytné místnosti v jiných budovách může být pro splnění požadavků na denní osvětlení dle norem nutné navrhnout okna o ploše větší než 10 % podlahové plochy místnosti.

Cílem případové studie prezentované v článku bude zjistit, jaké množství denního osvětlení v místnosti bez stínění a v místnosti s oknem do vnitrobloku zajistí okno o ploše jedné desetiny podlahové plochy místnosti.

3. Případová studie

Množství denního osvětlení bude vyhodnoceno v místnostech M1 a M2 dle zakreslení na obr. 1. Obě místnosti mají šířku 6 m, hloubku 4 m a světlou výšku 2,65 m. Podlahová plocha obou místností tedy činí 24 m². Ve středu šířky čelní stěny místnosti je umístěno okno, jehož rozměry jsou uvažovány: 1 m × 2,4 m pro místnost M1 a 1,6 m × 1,5 m pro místnost M2. Okna v místnostech M1 a M2 tak mají plochu 2,4 m², což je 1/10 podlahové plochy místnosti.

Zastínění místnosti je uvažováno ve 3 variantách: 1) místnosti nejsou stíněny, 2) místnosti jsou stíněny jen stěnami vnitrobloku, 3) místnosti jsou stíněny stěnami vnitrobloku a průběžným balkonem s délkou vyložení 2 m (viz obr. 1). Ve variantách 2 a 3 se obě místnosti nacházejí v přízemí čtvercového vnitrobloku s délkou strany 50 m ze strany nádvoří a s výškou 25 m vůči terénu. Hodnocené místnosti jsou v rámci vnitrobloku ve varianátách 2 a 3 umístěny ve dvou polohách. V první poloze se střed šířky okna místností M1 a M2 nachází 5 m od rohu vnitrobloku. Ve druhé poloze jsou místnosti M1 a M2 situovány tak, aby střed šířky okna místnosti byl ve středu šířky vnitrobloku.

Obr. 1: Nákres půdorysu vnitrobloku, půdorysu místností a řezů místnostmi

Množství denního osvětlení v místnostech M1 a M2 bude stanoveno pomocí činitele denní osvětlenosti při rovnoměrně zatažené obloze a tmavém terénu dle požadavků ČSN 73 0580-1 [12] a ČSN EN 17037 [13]. Výpočet hodnot činitele denní osvětlenosti byl proveden v programu BuildingDesign [14], přičemž se uvažuje průměrný činitel odrazu světla pro stěny místnosti ρ = 0,5, podlahu místnosti: ρ = 0,3, strop místnosti: ρ = 0,7, fasádu vnitrobloku: ρ = 0,3, terén: ρ = 0,2; světelná propustnost zasklení okna hodnocené místnosti: 0,70 (tepelně izolační trojsklo), podíl zasklení vůči celkové ploše okna: 0,70, celkový činitel znečištění: 0,855.

Hodnoty činitele denní osvětlenosti budou určeny v kontrolních bodech, které jsou umístěny na vodorovné srovnávací rovině ve výšce 850 mm nad podlahou. Poloha kontrolních bodů D1 a D2 odpovídá požadavkům čl. 3.2.2 normy ČSN 73 0580-2 [5]. To znamená, že body D1 a D2 jsou umístěny v polovině hloubky místností M1 a M2 a vzdálenost bodů od bočních stěn je 1 m. S ohledem na předpokládané změny v požadavcích na denní osvětlení obytných místností bude toto tradiční posouzení v bodech D1 a D2 doplněno o analýzu činitele denní osvětlenosti v síti bodů pro celou plochu místnosti, kdy se krajní body nacházejí 0,5 m od stěn místnosti a vzájemná rozteč bodů je také 0,5 m dle obr. 1. Pro zanalyzování kvanta denního osvětlení v celé ploše místnosti budou v článku použita kritéria: počet N_{point, 0,7 %} [–] a procentuální podíl F_{point, 0,7 %} [%] kontrolních bodů, ve kterých je dosaženo činitele denní osvětlenosti alespoň 0,7 %. Hodnota činitele denní osvětlenosti 0,7 % byla zvolena, protože dle ČSN EN 17 037 [13] činitel denní osvětlenosti 0,7 % pro Českou republiku odpovídá osvětlenosti denním světlem 100 lx dosažené po alespoň 50 % doby s denním světlem (tj. 2190 hodin za rok). Podle publikovaného výzkumu [15], [16] by přitom při poklesu osvětlenosti pod 100 lx měla většina uživatelů místnosti zapnout umělé osvětlení.

Výsledky. Výpočtem stanovené hodnoty činitele denní osvětlenosti a izofota 0,7 % pro varianty zastínění 1 až 3 jsou zobrazeny na obr. 2 pro místnost M1 a na obr. 3 pro místnost M2. V tab. 1 jsou stanoveny hodnoty kritérií N_{point, 0,7 %} [–] a F_{point, 0,7 %} [%].

Obr. 2: Hodnoty činitele denní osvětlenosti v místnosti M1 pro varianty zastínění 1–3

Obr. 3: Hodnoty činitele denní osvětlenosti v místnosti M2 pro varianty zastínění 1–3

Vyhodnocení. Na základě požadavků uvedených v čl. 3.2.2 normy ČSN 73 0580-2 [5] minimální hodnota činitele denní osvětlenosti v kontrolních bodech D1, D2 nesmí být menší než 0,7 % a současně průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti určená z hodnot v bodech D1 a D2 musí být alespoň 0,9 %. V místnostech M1 a M2 není pro žádnou z hodnocených variant v kontrolních bodech D1 a D2 dosaženo činitele denní osvětlenosti 0,7 % a tedy nemohou být splněny požadavky dle čl. 3.2.2 normy ČSN 73 0580-2 [2] pro minimální ani průměrnou hodnotu činitele denní osvětlenosti. Nejvyšší dosažená hodnota činitele denní osvětlenosti v bodech D1 a D2 byla pro hodnocené místnosti zjištěna v místnosti M2 bez stínění, kde byl v obou bodech stanoven činitel denní osvětlenosti 0,5 %. Pro všechny další posuzované varianty se hodnota činitele denní osvětlenosti v kontrolních bodech D1 a D2 pohybuje od 0,1 % do 0,3 %. Z těchto výsledků je tedy patrné, že okno o ploše 10 % podlahové plochy místnosti nezajistí splnění požadavků na denní osvětlení dle ČSN 73 0580-2 [5] v místnotech M1 a M2 ani v případě, kdy tyto místnosti nejsou stíněny. Pro úplnost se dodává, že v místnotech M1 a M2 je v článku posouzeno splnění požadavků dle čl. 3.2.2 normy ČSN 73 0580-2 [5] pro celou plochu místnosti a není zde řešeno vymezení prostoru pro vaření [19], ve kterém by požadavky na denní osvětlení nemusely být plněny.

Nad rámec požadavků ČSN 73 0580-2 [5] je ve studii provedeno vyhodnocení hodnot činitele denní osvětlenosti také v síti bodů pro celou plochu místnosti, a to pomocí kritérií N_{point, 0,7 %} [–] a F_{point, 0,7 %} [%]. V nezastíněné místnosti M1 s oknem o šířce 1,0 m a výšce 2,4 m je činitele denní osvětlenosti alespoň 0,7 % dosaženo v 27,3 % bodů (varianta 1). Při zastínění vnitroblokem bez balkonu (varianta 2) je činitel denní osvětlenosti alespoň 0,7 % splněn v 11,7 % bodů pro místnost v rohu i středu vnitrobloku. V případě zastínění okna této místnosti vnitroblokem a průběžným balkonem (varianta 3) je ve všech kontrolních bodech v místnosti M1 v rohu vnitrobloku činitel denní osvětlenosti nižší než 0,7 %, přičemž maximální hodnota činitele denní osvětlenosti v této místnosti je 0,6 % (viz obr. 2). V místnosti M1 ve středu vnitrobloku je při stínění vnitroblokem a balkonem (varianta 3) činitel denní osvětlenosti v jednom kontrolním bodě roven 0,8 %, ale ve všech ostatních kontrolních bodech v této místnosti nejsou hodnoty činitele denní osvětlenosti vyšší než 0,5 %.

Místnost M2 je osvětlována oknem širokým 1,6 m a vysokým 1,5 m. Pokud tato místnost není stíněna (varianta 1), je činitel denní osvětlenosti minimálně 0,7 % zjištěn v 51,9 % kontrolních bodů. V místnosti M2 stíněné vnitroblokem bez balkonu (varianta 2) je činitele denní osvětlenosti alespoň 0,7 % dosaženo pro místnost v rohu vnitrobloku v 15,6 % kontrolních bodů a pro místnost ve středu vnitrobloku v 20,8 % kontrolních bodů. Při zastínění vnitroblokem a balkonem (varianta 3) je však činitel denní osvětlenosti minimálně 0,7 % stanoven již pouze v 2,6 % kontrolních bodů pro místnost v rohu vnitrobloku a v 3,9 % kontrolních bodů u místnosti ve středu vnitrobloku.

Z hodnot činitele denní osvětlenosti vypočtených v místnostech M1 a M2 s okny o ploše 10 % podlahové plochy místnosti vyplývá, že pouze v místnosti M2 bez stínění bylo hodnot činitele denní osvětlenosti minimálně 0,7 % dosaženo ve více než 50 % kontrolních bodů. V identické nezastíněné místnosti M1, která se od místnosti M2 liší pouze rozměry okna, je činitel denní osvětlenosti vyšší než 0,7 % ve 27,3 % kontrolních bodů. Při zastínění místností M1 a M2 vnitroblokem (varianta 2) nebo vnitroblokem a balkonem (varianta 3) jsou v 79,2 % až 100 % kontrolních bodů hodnoty činitele denní osvětlenosti nižší než 0,7 %. Podle ČSN EN 17037 [13] činitel denní osvětlenosti 0,7 % v podmínkách České republiky odpovídá osvětlenosti 100 lx, přičemž při poklesu denní osvětlenosti pod 100 lx by dle odborných studií měla většina uživatelů místnosti zapnout umělé osvětlení [15], [16]. Zejména při zastínění vnitroblokem společně s balkonem jsou v nemalé části hodnocených místností M1 a M2 hodnoty činitele denní osvětlenosti dokonce 0,2 % a nižší. Činitel denní osvětlenosti 0,2 % byl přitom dříve požadován pro zajištění celkové orientace v prostoru chodeb [17].

Okna v místnostech M1 a M2 mají shodnou plochu 2,4 m² (tj. 10 % podlahové plochy místnosti) a shodné světelně technické parametry. Ale pro všechna porovnávaná zastínění je v místnosti M2 dosaženo vyšších hodnot činitele denní osvětlenosti než v místnosti M1. Je tomu tak, protože okno v místnosti M2 má šířku 1,6 m a při výšce okna 1,5 m (výška parapetu 0,9 m) toto okno osvětlí větší plochu místnosti než okno s šířkou 1,0 m a výškou 2,4 m. Ze studie je tak patrné, že množství denního světla v místnosti závisí nejen na ploše okna a zastínění okna, ale i na rozměrech a umístění okna. Nad rámec studie lze uvést, že množství denního světla v místnosti ovlivňuje i řada dalších parametrů, jakými jsou dispozice místnosti, světelně technické parametry osvětlovacích otvorů, vnitřních a venkovních povrchů [18], [19], [20]. Požadavkem na minimální plochu okna o velikosti alespoň 1/10 podlahové plochy místnosti v budově s (polo)uzavřenou stavební čarou tedy z hlediska denního osvětlení nejsou reflektovány specifické podmínky konkrétní hodnocené místnosti.

4. Závěr

Na základě ustanovení § 37 odst. 1 písm. a) pražské a brněnské stavební předpisy [1], [2] nově nepožadují splnění požadavků na denní osvětlení v obytných místnostech ve stavbách s uzavřenou a polouzavřenou stavební čarou, přičemž v těchto obytných místnostech má stačit navrhnout okno s plochou minimálně 1/10 podlahové plochy místnosti. V odůvodnění § 37 odst. 1 písm. a) brněnských stavebních předpisů se uvádí: „Cílem je umožnit vznik kompaktního městského obytného prostředí v případech souvislého zastavění v uliční frontě a zároveň stanovit minima na velikost oken obytných a pobytových místností tak, aby nemohlo dojít ke vzniku obytných místností s neúměrně malými okny.“ [21]

Z provedených výpočtů prezentovaných v článku však vyplývá, že § 37 odst. 1 písm. a) pražských a brněnských stavebních předpisů umožňuje ve vnitroblocích a polovnitroblocích vznik tmavých obytných místností s minimem denního světla. Dle názoru autorky článku je tak ke zvážení, zda v obytných místnostech ve stavbách s uzavřenou a polouzavřenou stavební čarou nejsou okna o ploše 10 % podlahové plochy místnosti neúměrně malá vzhledem k míře zastínění typické pro vnitrobloky a polovnitrobloky. Okno o ploše 1/10 podlahové plochy obytné místnosti poskytne uživatelům vizuální kontakt s exteriérem, ale takto velké okno už v závislosti na konkrétních podmínkách nemusí být dostatečné z hlediska vlivu denního světla na zdraví člověka nebo zajištění vizuálního komfortu a kvalitního vnitřního prostředí. Je také otázkou, zda ustanovení § 37 odst. 1 písm. a) pražských [1] a brněnských [2] stavebních předpisů je v souladu s § 13 písm. l) stavebního zákona č. 283/2021 Sb. [4], podle kterého obytná místnost musí splňovat požadavky na bydlení z hlediska denního osvětlení. Návrhem okna o ploše 1/10 podlahové plochy místnosti bez vazby na konkrétní podmínky totiž nelze splnění normových požadavků na denní osvětlení garantovat.

5. Literatura

1. Nařízení hlavního města Prahy č. 12/2024, o požadavcích na výstavbu v hlavním městě Praze (pražské stavební předpisy).
2. Nařízení statutárního města Brna č. 14/2024, o požadavcích na výstavbu ve statutárním městě Brně (brněnské stavební předpisy).
3. Vyhláška č. 146/2024 Sb., o požadavcích na výstavbu.
4. Zákon č. 283/2021 Sb., stavební zákon, v platném znění.
5. ČSN 73 0580-2 Denní osvětlení budov – Část 2: Denní osvětlení obytných budov, 2007, ve znění změny Z1 a opravy Opr. 1.
6. KAŇKA, J. Denní osvětlení obytných místností. Světlo. FCC Public. 2010 (1), 30-33. ISSN 1212-0812. Dostupné z:
   http://www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/40807.pdf.
7. KAŇKA, J. Obytné místnosti v EN 17037. Světlo. FCC Public. 2021 (4-5), 64-65. ISSN 1212-0812. Dostupné z:
   http://www.odbornecasopisy.cz/svetlo/casopis/tema/obytne-mistnosti-v-en-17037--18015.
8. GÁBROVÁ, L. Hodnocení denního osvětlení v obytných místnostech podle současných a navrhovaných požadavků. TZB-info. Praha: Topinfo, 2023 (46), ISSN 1801-4399. Dostupné z: https://stavba.tzb-info.cz/denni-osvetleni-a-osluneni/26095-hodnoceni-denniho-osvetleni-v-obytnych-mistnostech-podle-soucasnych-a-navrhovanych-pozadavku.
9. Odůvodnění vyhlášky č. 146/2024 Sb., o požadavcích na výstavbu. Dostupné z: https://mmr.gov.cz/cs/ministerstvo/stavebni-pravo/pravo-a-legislativa/novy-stavebni-zakon/vyhlasky/navrh-vyhlasky-o-pozadavcich-na-vystavbu.
10. KAŇKA, J. Činitel denní osvětlenosti, odstupový úhel a prostor bez denního světla. TZB-info. Praha: Topinfo, 2020 (29). ISSN 1801-4399. Dostupné z: https://stavba.tzb-info.cz/denni-osvetleni-a-osluneni/20923-cinitel-denni-osvetlenosti-odstupovy-uhel-a-prostor-bez-denniho-svetla.
11. VELUX Česká republika, s.r.o. Posouzení denního osvětlení místnosti: Pravidlo 1/10 nestačí. TZB-info. Praha: Topinfo, 2013 (28). ISSN 1801-4399. Dostupné z:
    https://stavba.tzb-info.cz/denni-osvetleni-a-osluneni/10129-posouzeni-denniho-osvetleni-mistnosti.
12. ČSN 73 0580-1. Denní osvětlení budov – Část 1: Základní požadavky, 2007, ve znění změn Z1–Z3.
13. ČSN EN 17037 + A1. Denní osvětlení budov, 2023.
14. ASTRA MS SOFTWARE. BuildingDesign [software]. Zlín, 2023.
15. MARDALJEVIC, J. a J. CHRISTOFFERSEN. ‘Climate connectivity’ in the daylight factor basis of building standards. Building and Environment. 2017, 113, 200-209. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.08.009, ISSN 0360-1323.
16. REINHART, C. F. ‘Lightswitch-2002: a model for manual and automated control of electric lighting and blind. Solar Energy. 2004 (1), 15-28 https://doi.org/10.1016/j.solener.2004.04.003, ISSN 0038-092X.
17. ČSN 73 0580-1. Denní osvětlení budov – Část 1: Základní požadavky, 2007, ve znění změn Z1, Z2.
18. KAŇKA, J. Význam činitelů při výpočtech ve stavební světelné technice. Světlo. FCC Public. 2008 (4-5), 40-42. ISSN 1212-0812. Dostupné z: http://www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/37411.pdf.
19. KAŇKA, J. Denní osvětlení velkých obytných místností. Světlo. FCC Public. 2017, 20(3), 37-38. ISSN 1212-0812. Dostupné z: http://www.odbornecasopisy.cz/svetlo/clanek/denni-osvetleni-velkych-obytnych-mistnosti--2347.
20. KAŇKA, J: Největší chyby v návrhu denního osvětlení. Světlo. FCC Public. 2019 (2), 52–53. ISSN 1212-0812. Dostupné z: http://www.odbornecasopisy.cz//flipviewer/Svetlo/2019/02/Svetlo_02_2019/index.html#p=52.
21. Brněnské stavební přespiy – odůvodnění. Dostupné z:
    https://kambrno.cz/wp-content/uploads/2024/06/02-Oduvodneni.pdf.