Denní osvětlení a proslunění bytových domů

Historie dokládá, že správně navržené stavby vždy velkou mírou využívaly denní světlo, které je pro nás přirozené. V současnosti lidé tráví téměř 90 procent svého času v interiérech staveb - ve svých bytech či v práci. V důsledku toho redukují svůj pobyt na přirozeném denním světle. Tato skutečnost vyžaduje zajištění kvalitních podmínek pro dosažení světelného komfortu v interiérech staveb.

Optimální denní osvětlení má poskytovat dostatečnou intenzitu, směr osvětlení, nezkreslené vnímání barev a v neposlední řadě má zajistit světelné podmínky a světelnou intenzitu pro různé využití obytné místností v měnícím se čase. Projektanti bytových domů proto musí využívat přímé i nepřímé sluneční záření v interiéru stavby a mají být dobře seznámeni s jeho vlastnostmi, vlivem na člověka a vytvářet takové podmínky, v nichž může člověk příjemně bydlet. Výzkumy dokazují, že je nezbytné uživatelům interiérů poskytnout dostatečně široké světelné spektrum zajišťující stimulující a příjemné prostředí [1]. Lidé též upřednostňují přítomnost přímého slunečního záření uvnitř objektů (proslunění bytu), je prokázáno, že přímé sluneční záření ovlivňuje zdraví jedince s pozitivním dopadem na jeho psychickou pohodu a tělesné zdraví.

V současné době lze stav denního osvětlení a proslunění dostatečně přesně modelovat pomocí software již ve fázi projektové přípravy stavby a porovnat jej s kritérii, které jsou obsaženy v hygienických předpisech a normách.

Výpočty proslunění bytů

Při výpočtu polohy slunce na obloze a pro stanovení doby oslunění je vhodné využívat grafický počítačový model pravoúhlého slunečního diagramu. Tento diagram je zdánlivým zobrazením sluneční dráhy v pravoúhlých souřadnicích, kde abscisou je azimut a pořadnicí výška slunce. Pro naše území se s využívá diagram sestrojený pro 50° severní zeměpisné šířky. Výhodou pravoúhlého diagramu je jeho názornost, přesnost a možnost zjištění délky slunečního svitu pro libovolný den v roce. Nevýhodou je obecně posuzování v místech s nízkou zeměpisnou šířkou, kde dochází ke zkreslení slunečních drah v oblasti zenitu, což však není případem České republiky. Tento model se ukazuje jako nejvhodnější a použitelný i pro velmi složité konfigurace stínících překážek. Výpočty slunečních drah se obvykle provedou pro kritický datum 1. březen a 21. červen v nejnižším obytném podlaží posuzovaného bytového domu.

Všechny byty v České republice musí být navrhovány tak, aby byly prosluněny. Byt považujeme za prosluněný, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. Do součtu podlahových ploch z jedné strany prosluněných obytných místností ani do součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu se pro tento účel nezapočítávají části podlahových ploch obytných místností, které leží za hranicí hloubky rovné 2,3 násobku její světlé výšky.

Obytná místnost se považuje za prosluněnou, jsou-li splněny následující podmínky zároveň:

• půdorysný úhel slunečních paprsků s hlavní přímkou roviny okenního otvoru musí být nejméně 25° a výška slunce nad horizontem nejméně 5 °;
• otvory, kterými sluneční záření vniká do místnosti jsou zaskleny průhledným a barvy nezkreslujícím materiálem, celková plocha otvorů je rovna nejméně 10 % podlahové plochy místnosti, přitom nejmenší rozměr osvětlovacího otvoru je 900 mm;
• při jasné obloze (oblačnost se zanedbává) musí být dne 1.března a 21. června doba proslunění větší než 90 minut.

Od roku 2004 je též možné požadovanou dobu proslunění pro den 1. března nahradit bilancí, při které je mimo přestupné roky celková doba proslunění ve dnech 10.2 až 21.3 včetně 3 600 minut (jde o 40 dní v předjarním období s průměrnou dobou proslunění 90 minut.)

Obrázek 1 - Ukázka pravoúhlého slunečního diagramu se vzdálenou překážkou

Výpočty denního osvětlení bytů

Při výpočtu činitele denního osvětlení, se celková hodnota činitele denní osvětlenosti s výhodou rozdělí na tři základní jiným způsobem počítané části. Těmito částmi jsou oblohová složka, získaná od jasu rovnoměrně zatažené oblohy, dále vnější odražená složka získaná od vnějších překážek (budov) a vnitřní odražená složka generovaná odrazy světla uvnitř místnosti. Na výpočet oblohové složky jsou na rozdíl od odražených složek v ČSN 73 05 80 - denní osvětlení budov uvedeny přesné požadavky. Používá se klasická bodová metoda výpočtu osvětlenosti, kde zdrojem světla je obloha viděná skrz okno. V normě pro denní osvětlení budov je definován průběh poměrného jasu oblohy, který závisí na zadaném druhu terénu. Při výpočtech se používá metoda dělení, okenní otvory jsou podle zadaného dělícího poměru děleny na dílčí části tak, aby tyto jednotlivé části mohly být považovány za bodové zdroje. Přitom je nutné respektovat všechny činitele ztrát světla definované v uvedené normě. Metoda výpočtu má být nezávislá na tom, zda se jedná o boční nebo horní soustavu otvorů. Výpočet vnější odražené složky a vnitřní odražené složky (interrexlexní) se vhodně provádí moderní metodou mnohonásobných odrazů s numerickou integrací.

Obrázek 2 - Světelně technická situace většího rozsahu

Obrázek 3 - Luxmetr

Obytnými místnostmi, které musí mít v nově navrhovaných obytných budovách vyhovující osvětlení jsou obytné místnosti a obytné kuchyně bytů. Minimální hodnota činitele denní osvětlenosti, která musí být splněna ve všech kontrolních bodech obytné místnosti je 0,5 %. Kromě toho musí být ve dvou kontrolních bodech v polovině hloubky místnosti hodnota činitele denní osvětlenosti nejméně 0,75 % a průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti z obou těchto bodů nejméně 0,90 %. V obytných místnostech s více okny má být hodnota činitele denní osvětlenosti v nejméně příznivém z těchto kontrolních bodů alespoň 1 %.

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. Při měření intenzity se používají současně dva luxmetry s fotonkou monokrystalické struktury na bázi křemíku.

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.

Obrázek 4 - Vyhodnocení výsledků měření denního osvětlení

Závěr

Světoznámý architekt Le Corbusier více než před padesáti lety jednoduše formuloval nejkategoričtější příkaz architektury "Dát lidem slunce a světlo" a tento příkaz musíme při návrhu staveb pro bydlení stále respektovat, protože světlo a přímá sluneční radiace ovlivňují naše chování a nálady a jsou fyziologicky nezbytnými složkami životního prostředí, proto je třeba konstatovat, že spolupráce světelného technika na přípravě projektu bytového domu je vždy přínosem pro kvalitu bydlení.

Literatura:

[1] Dubois, M. Grau K. Traberg-Borup, S. Johnsen, K.: Impact of three window configurations on daylight conditions Simulations with Radiance, By og Byg Documentation 047 - Danish Building and Urban Research 2003, H?rsholm, Dánsko 2003, ISBN 87-563-1183-4

Ing. Pavel Rubáš, Ph.D., autorizovaný inženýr v oboru pozemní stavby, laboratoř fyzikálních faktorů - Technický a zkušební ústav stavební Praha s.p., pobočka 0400 Teplice Tolstého 447, 415 03 Teplice, tel.: +420 417 537 414 e-mail: rubas@tzus.cz