Vliv balkónů a lodžií na denní osvětlení vnitřních prostor

Právě z důvodů rozšíření vnitřního prostoru a jeho propojení s venkovním prostředím jsou balkony či lodžie navrhovány nejčastěji na bytových objektech a to i přesto, že jejich konstrukční řešení není snadnou ani levnou záležitostí. Jako prioritní je samozřejmě nutné řešit u těchto konstrukcí otázky statiky, hydroizolací a tepelné techniky. Při navrhování balkónů a lodžií je však dobré uvědomit si například i jejich vliv na denní osvětlení. Vytvořením horizontální stínící překážky v podobě balkónové desky nad okenním otvorem dojde k jeho zastínění a tím ke snížení úrovně denního osvětlení v místnosti a ke znehodnocení kvality vnitřního prostředí.

Vliv osvětlení na psychický i fyzický stav člověka je dnes již všeobecně znám a uznáván. Při navrhování vnitřních prostor je tedy nezbytné vytvořit jejich uživatelům přiměřené světelné podmínky vyplývající z parametrů zrakových úkolů, tedy tzv. zrakovou pohodu. Zraková pohoda není však závislá jen na intenzitě světla, ale například také na jeho kvalitě nebo barevném řešení interiéru.

Požadavky na denní osvětlení budov se řídí následujícími českými technickými normami:

ČSN 73 0580 - 1 Denní osvětlení budov - Část 1: Základní požadavky
ČSN 73 0580 - 2 Denní osvětlení budov - Část 2: Denní osvětlení obytných budov
ČSN 73 0580 - 3 Denní osvětlení budov - Část 3: Denní osvětlení škol
ČSN 73 0580 - 4 Denní osvětlení budov - Část 4: Denní osvětlení průmyslových budov

Základním kvantitativním kritériem pro hodnocení osvětlenosti denním světlem je činitel denní osvětlenosti D [%]. Je definován jako poměr osvětlenosti E [lx] dané roviny v interiéru k současné horizontální exteriérové osvětlenosti E_H [lx]. Pro zjednodušení se tedy dá říci, že hodnota činitele denní osvětlenosti určuje, kolik procent z venkovní osvětlenosti se dostane do interiéru.

Každý bod interiéru je osvětlen kombinací tří složek - přímým oblohovým světlem, světlem odraženým od venkovních překážek a světlem odraženým od vnitřních povrchů místnosti. Hodnota činitele denní osvětlenosti je proto složena z oblohové složky D_S [%], vnější odražené složky D_e [%] a vnitřní odražené složky D_i [%]. Při volném nestíněném horizontu může být D_e rovna nule stejně tak, jako D_S v případě husté zástavby.

Obr. 1. Požadované hodnoty činitele denní
osvětlenosti pro obytnou místnost

Hodnoty činitele denní osvětlenosti se většinou zjišťují v pravidelné síti bodů na vodorovné srovnávací rovině ve výšce 0,85m nad úrovní podlahy. Pro představu - například v obytné místnosti musí být minimální hodnota činitele denní osvětlenosti 0,5%, dále ve dvou kontrolních bodech v polovině hloubky místnosti, vzdálených 1m od vnitřních povrchů bočních stěn hodnota činitele denní osvětlenosti 0,75% a průměrná hodnota z těchto dvou bodů nejméně 0,9%. Pro názornost jsou tyto požadavky rozkresleny v obrázku č. 1.

Hodnoty činitele denní osvětlenosti potřebné pro určitou zrakovou činnost jsou dle mezinárodních dohod zjišťovány při nejméně příznivém stavu venkovního prostředí, tedy při zimní zatažené obloze a tmavém terénu. Množství denního osvětlení v místnosti ve smyslu hodnocení dle platných ČSN tedy není závislé na orientaci osvětlovacích otvorů ke světovým stranám!

Jas oblohy v zenitu je vždy vyšší než jas na horizontu. V případě zimní zatažené oblohy s tmavým terénem je tento rozdíl trojnásobný. Z těchto skutečností tak vyplývá, že umístěním balkónové konstrukce nad okenní otvor dojde k zastínění nejjasnější části oblohy a tím i k zastínění největšího zdroje denního osvětlení.

Na následujícím modelovém příkladu je ukázáno, jak velký vliv na hodnoty činitele denní osvětlenosti může mít balkónová deska vyložená 1,0m nad okenním otvorem. Pro výpočet byla uvažována místnost o rozměrech 3,5 x 5,0m s okenním otvorem šířky 2,0m a výšky 1,8m. Nejprve byl proveden výpočet činitele denní osvětlenosti místnosti bez vlivu venkovních stínících překážek. Ve druhém případě byla nad okenní otvor zadána vodorovná deska o hloubce 1,0m. Z výsledků výpočtů je patrné, že zastíněním okenního otvoru touto deskou dojde ke snížení hodnot činitele denní osvětlenosti v místnosti o cca 40% na hodnoty, které se již blíží požadovaným minimům.

Obr. 2 - Hodnoty č.d.o. - bez vnějšího stínění

Obr. 3 - hodnoty č.d.o. - s vlivem balkónové desky

Při stylu současného stavění, kdy je snaha o co největší využití daného území, nejsou proto výjimkou situace, kdy díky velkému množství venkovních stínicích překážek v kombinaci s balkónovými či lodžiovými deskami není projektant schopen navrhnout plnohodnoutnou obytnou místnost s vyhovujícím denním osvětlením. Tato skutečnost se pak bohužel řeší návrhem rozměrných osvětlovacích otvorů v kombinaci se zkracováním obytné části místnosti pomocí vestavěných skříní, šaten a úložných nebo komunikačních prostorů. Může pak lehko dojít k situaci, kdy například ložnice o ploše 12m² má téměř stejně tak velkou šatnu i přesto, že je osvětlena oknem přes celou stěnu. O praktičnosti a správnosti tohoto řešení nechť si udělá úsudek každý sám.

Velikost vnější odražené složky činitele denní osvětlenosti je mimo jiné závislá také na činiteli jasu stínicí překážky k [-]. Ten je definován jako poměr jasu L_e [cd.m^-2] stínicí překážky a jasu L_s [cd.m^-2] oblohy, kterou překážka zakrývá. Hodnota činitele jasu stínící překážky vychází z její barvy a odstínu a na intenzitě jejího osvětlení denním světlem. Každá barva odráží jiné množství denního světla. Tato skutečnost je popsána pomocí hodnoty činitele odrazu světla Φ [-]. Jedná se o poměr odraženého světelného toku Φ_r [lm] ku světelnému toku dopadajícímu Φ_O [lm]. Činitel odrazu světla tak může nabývat hodnot od 0,05 pro tmavé povrchy až k hodnotě 0,9 pro povrchy bílé.

Není proto lhostejné v jakých barvách bude provedena finální úprava povrchových vrstev objektů. Z hlediska denního osvětlení je samozřejmě nejpříznivější užití bílých a velmi světlých nátěrů. Například v současné době tak oblíbená červená či oranžová barva vykazuje činitel odrazu světla pouze v rozmezí 0,1 - 0,4.

Z dosavadních poznatků lze říci, že rozdíl mezi tmavě a světle vymalovanou lodžií může tvořit až cca 30% hodnoty činitele denní osvětlenosti. Tato hodnota však neplatí obecně a vždy záleží na celkové geometrii místnosti i venkovní stínící překážky.

Velmi oblíbené je v dnešní době zasklívání lodžií prováděné především v panelových objektech. Toto opatření s sebou přináší jistě celou řadů výhod, má však negativní dopad na množství denního světla pronikajícího do interiéru. Mnoho objektů bylo a je navrhováno tak, že jen těsně vyhovují současným požadavkům na denní osvětlení. Tím, že před stávající okenní konstrukci předsadíme ještě další skleněnou stěnu, dojde ke snížení denního osvětlení v místnosti za lodžií o cca 20%. Může se tak stát, že místnost, která do té doby byla z hlediska úrovně denního osvětlení vyhovující, již po montáži zasklení požadavky na hodnoty činitele denní osvětlenosti nesplní. Porovnání hodnot činitele denní osvětlenosti v místnosti se zasklenou lodžií a s lodžií bez zasklení je patrné na následujících obrázcích.

Obr. 4 - Hodnoty č.d.o. v místnosti s lodžií bez zasklení

Obr. 5 - Hodnoty č.d.o. v místnosti se zasklenou lodžií

Výpočty úrovně denního osvětlení v obytných místnostech, ale i na pracovištích s trvalým pobytem osob či v prostorách školních a předškolních zařízeních, jsou v dnešní době velmi často vyžadovány příslušnými orgány státní správy. Netýká se to však pouze prostorů v nově navrhovaných objektech, ale také v objektech stávajících, které mohou být novou výstavbou ovlivněny. Je proto dobré uvědomit si případné limitující faktory z hlediska denního osvětlení již ve fázi projektové přípravy stavby. Není totiž vždy jednoduché domluvit se se všemi zúčastněnými subjekty řízení o stavební povolení a zhoršení denního osvětlení stávajících objektů nově navrhovanou stavbou bývá velmi častým protiargumentem, který může stavební řízení velmi prodloužit a samozřejmě i prodražit.

Literatura

[1] Ing. J. Weiglová,CSc., Ing. J. Kaňka, Stavební fyzika 10 - Denní osvětlení a oslunění budov, Vydavatekství ČVUT, 1999
[2] ČSN 73 0580 - 1 Denní osvětlení budov - Část 1: Základní požadavky
[3] ČSN 73 0580 - 2 Denní osvětlení budov - Část 2: Denní osvětlení obytných budov