Stavební světelná technika Obory: Oslunění Proslunění Denní osvětlení

Oslunění Přímý dopad slunečních paprsků na venkovní plochy (terén)

Proslunění Přítomnost přímého slunečního záření v interiéru budovy

Denní osvětlení Osvětlení interiérů denním světlem, které sestává z: Přímého slunečního záření a Slunečního světla rozptýleného v atmosféře

Denní světlo Důležitá fyziologická a psychologická potřeba lidského organismu Střídání dne a noci Změny intenzity během dne Regulace denního rytmu funkcí orgánů lidského těla 1933 - Athénská charta Hygienické požadavky –minimální doba oslunění pro každý byt Kam nechodí slunce, tam chodí lékař

Sluneční záření Spojité elektromagnetické záření s vlnovou délkou: ≤ 10-13 m ….. kosmické záření ≥ 10 000 m ….. rádiové vlny Sluneční záření, které pronikne na zemský povrch: 100 – 3 000 nm V důsledku rozdílů v dostupnosti slunečního záření byla vytvořena klimatická pásma – různé podnebí – vývoj člověka (kulturní, společenský, hospodářský) – architektura a urbanismus

Druhy světla dle vlnové délky Ultrafialové záření (UV-A, UV-B) 100 – 380 nm Viditelné světlo 380 – 780 nm Infračervené záření (IR-A, IR-B) 780 – 3 000 nm

Ultrafialové záření Klady: Tvorba vitamínu D v lidském těle Likvidace choroboplodných zárodků Zápory: Fyzikální a chemické změny materiálů Neprochází sklem

Infračervené záření Klady: Zdroj energetických zisků v zimním období Zápory: Přehřívání interiéru v letním období Prochází sklem

Viditelné záření Klady: Příznivý vliv na psychiku člověka Zápory: Kontrast jasů Odraz od lesklých povrchů Přístup světla je nutné regulovat: žaluzie, rolety, závěsy, sluneční clony

Požadavky na proslunění dle ČSN 73 43 01 Obytné budovy 4.3.1 Všechny byty musí být navrhovány tak, aby byly prosluněny. Byt je prosluněn, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. U samostatně stojících rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být součet podlahových ploch prosluněných obytných místností roven nejméně jedné polovině součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu. 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 místnosti rovné 2,3 násobku její světlé výšky. ( např.2,3 x 2,8= 6,44m)

proslunění I/2 4.3.2 Obytná místnost se považuje za prosluněnou, jsou-li splněny následující podmínky (viz obrázek 2) a) půdorysný úhel slunečních paprsků hlavní přímkou roviny okenního otvoru musí být nejméně 25°, hlavní přímka roviny je přímka, která je průsečnicí této roviny s vodorovnou rovinou; b) přímé sluneční záření musí po stanovenou dobu vnikat do místnosti okenním otvorem nebo otvory, krytými průhledným a barvy nezkreslujícím materiálem, jejichž celková plocha vypočtená ze skladebných rozměrů je rovna nejméně jedné desetině podlahové plochy místnosti; nejmenší skladebný rozměr osvětlovacího otvoru musí být alespoň 900 mm; šířka oken umístěných ve skloněné střešní rovině může být menší, nejméně však 700 mm; c) 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 1 200 mm nad úrovní podlahy posuzované místnosti; d) výška slunce nad horizontem musí být nejméně 5°; e) při zanedbání oblačnosti musí být dne 1. března a 21. června doba proslunění nejméně 90 minut. Požadovanou dobu proslunění pro den 1. března lze nahradit bilancí, při které je mimo přestupné roky celková doba proslunění ve dnech od 10. února do 21. března včetně 3 600 minut (jedná se o 40 dní s průměrnou dobou proslunění 90 minut).

proslunění I/3 4.3.3 Při navrhování obytných budov se bere v úvahu stínění nejen dle současného stavu okolí, ale také možnost pozdějších změn v případě realizace výstavby podle podmínek územního rozhodnutí nebo podle regulačního plánu, popř. územního plánu, jsou-li pro dané území schváleny. 4.3.4 Při umísťování obytné budovy do území je nutno prověřit dodržení uvedených podmínek podle 4.3.1 a 4.3.2 také u obytných místností stávajících budov. V obytných místnostech stávajících budov není nutno tyto podmínky dodržet, jedná-li se o doplnění stávající souvislé zástavby výstavbou v prolukách, popř. formou nástaveb a přístaveb, jestliže doplněná budova zachovává půdorysný rozsah a výškovou úroveň zástavby sousedních budov, popř. jestliže je v souladu s podmínkami podle 4.3.3. POZNÁMKA Prolukou se rozumí dočasně nezastavěný prostor ve stávající souvislé zástavbě, který je určen k zastavění. Pro nezastavěné nároží (např. při blokové zástavbě) lze použít termín rohová proluka. 4.3.5 Venkovní zařízení a pozemky v okolí obytných budov sloužící k rekreaci jejich obyvatel, mají mít alespoň polovinu plochy osluněnou nejméně 3 hodiny dne 1. března.

proslunění I/4 Obrázek 2 – Stanovení kontrolního bodu a úhlů neefektivního dopadu slunečního záření

proslunění I/5 4.3.6 Pro posuzování doby proslunění nebo oslunění se používají: a) jednotná průměrná severní zeměpisná šířka φ = 50° pro celé územní ČR; b) pravý sluneční čas (PSČ). Pravý sluneční čas vznikne rozdělením časového intervalu mezi dvěma následujícími horními kulminacemi slunce na 24 hodin. K horní kulminaci dochází ve 12 hodin, kdy zároveň v daném dni dosahuje slunce maxima své výšky nad obzorem. V závislosti na pravém slunečním čase se stanoví hodinový úhel τ (°) pomocí vztahu: r=15(PSČ-12) c) průměrná hodnota sluneční deklinace δ (°), která se pro jednotlivé dny v roce vypočítá podle vztahu: δ = 23,45° sin (0,98D + 29,7M – 109)° kde D je číslo dne v měsíci a M číslo měsíce v datu posuzování; d) základní vztahy sférické astronomie. Poloha slunce na obloze je určena jeho azimutem A (°) a výškou h (°). Hodnoty těchto dvou úhlů (viz obrázek 3) lze postupně stanovit pomocí vztahů: sin h = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos τ

proslunění I/6 4.3.7 Orientaci situace a orientaci objektů ke světovým stranám je nutno při posuzování doby proslunění nebo oslunění doložit spolehlivými podklady. Při stanovení směru poledníku v situaci se přihlíží k meridiánové konvergenci C (°). Velikost meridiánové konvergence je možné stanovit jedním z těchto způsobů: – odečtením z mapového podkladu, kde je meridiánová konvergence vyznačena; – je-li situace zpracována v souřadnicovém systému jednotné trigonometrické sítě katastrální (S-JTSK) – výpočtem ze zeměpisné délky λ (°) dané lokality pomocí přibližného vzorce 34 , 1 50 24 λ - °= ' C – dotazem u územně příslušného střediska geodézie a kartografie. Zjištěný nebo vypočítaný úhel C (°) se nanese ve směru hodinových ručiček od svislých souřadnicových čar kartografické sítě mapového podkladu, čímž je určen severní směr. Pro účel posuzování doby proslunění nebo oslunění se za dostatečnou přesnost považuje, jestliže chyba při stanovení hodnoty C (°) nepřekročí ±0,5°.

Obrázek 3 – Azimut, výška slunce, meridiánová konvergence proslunění I/7 Obrázek 3 – Azimut, výška slunce, meridiánová konvergence POZNÁMKA Pro rychlé orientační posouzení doby proslunění je v příloze A uveden diagram zastínění.

Diagram zastínění Diagram zastínění pro 50° severní zeměpisné šířky a pro kritické datum 1.března slouží pro posouzení doby proslunění. Diagram znázorňuje půdorysné průměty slunečních paprsků dopadajících do posuzovaného bodu S. Úhel slunečních paprsků s vodorovnou rovinou je vyjádřen soustavou křivek 1-9. Číslice odpovídají dělení stupnice nad diagramem.

proslunění I/8

Postup práce s diagramem Situace v libovolném měřítku se položí na diagram. Bod S je posuzovaný bod a paprsek 12 hod. se ztotožní s jižním směrem. Stanoví se převýšení překážky nad kontrolním bodem. Tento rozměr se v měřítku situace vynese na stupnici nad diagramem a určí se číslo křivky 1-9. Tato křivka rozhodne o stínění posuzovanou překážkou. Překážka nebo její část stíní, je-li v situaci blíže k bodu S než vybraná křivka. Mezi křivkami je možno interpolovat.

Denní osvětlení Cílem návrhu je zajistit do místnosti přístup světlu, které je rozptýleno v atmosféře a vytvořit tak zrakovou pohodu.

Parametry návrhu denního osvětlení Velikost okenního otvoru Proporce navrhované místnosti Vzájemné odstupy mezi budovami Výšková úroveň zástavby

Posouzení denního osvětlení Používá se mezinárodně normovaný model zatažené oblohy v zimě,který charakterizuje nejméně příznivé podmínky. Model je nezávislý na světových stranách. Obloha působí jako plošný zdroj světla, jehož jas se mění s výškou nad horizontem. Zatažená obloha v zimě je plošný zdroj světla,jehož jas Le[cd/m2] závisí na výškovém úhlu e[°]. Průměrný jas je v místech s úhlem e= 41,8°. V zenitu je jas trojnásobně vyšší oproti horizontu.

Fyziologie vidění Části zrakového systému: Vlastnosti oka: Periferní – lidské oko Spojovací – zrakové nervy Centrální – lidský mozek Vlastnosti oka: Akomodace čočky – dohlédnutí na různé vzdálenosti, konvenční zraková vzdálenost je 0,25m (čtení, psaní, jemná práce) Adaptace zornice oka – přizpůsobení se různým hladinám osvětlenosti: Vidění – 0,25 – 100 000 lx Adaptace na světlo trvá 1 minutu a doznívá 10 minut. Adaptace na tmu trvá 20 minut a doznívá 40 minut.

Fotometrie Zabývá se hodnocením světla z hlediska jeho schopnosti vzbudit zrakový vjem. Základní veličiny: Svítivost I, jednotka kandela [cd] Světelný tok F, jednotka lumen [lm] Jas L, jednotka [cd/m2] Osvětlenost E, jednotka lux [lx]

Kvantitativní kritérium denního osvětlení Činitel denní osvětlenosti D [%] vyjadřuje poměr osvětlenosti E [lx] v posuzovaném místě interiéru k současné horizontální exteriérové osvětlenosti EH [lx] vyjádřený v procentech D = E/EH x 100 [%] Hodnota se stanovuje při zatažené obloze v zimě.

Kvalitativní kritéria denního osvětlení O světelném stavu interiéru dále rozhodují kvalitativní kritéria: Rozložení světelného toku Rozložení jasu ploch v zorném poli Zábrana oslnění Barevné řešení interiéru Rovnoměrnost denního osvětlení

Rovnoměrnost denního osvětlení U = Dmin/Dmax Umin = 0,2 Rovnoměrnost denního osvětlení je ovlivněna umístěním osvětlovacích otvorů, které tvoří osvětlovací systém.

Osvětlovací systémy Boční osvětlení – jednostranné, dvoustranné i vícestranné Horní osvětlení - osvětlovací otvory ve stropě či střeše Kombinované osvětlení – kombinace bočního a horního osvětlení Druhotné osvětlení – zprostředkované osvětlení přes jiný osvětlovaný vnitřní prostor Sdružené osvětlení – kombinace denního (1/3) a umělého osvětlení (2/3).

Požadavky na denní osvětlení V nově navrhovaných budovách se posuzují: Prostory s trvalým pobytem osob (užívané pravidelně min. 4 hodiny denně min. jednou týdně) Obytné místnosti bytů Pokoje pro dlouhodobé ubytování a dlouhodobou rekreaci Učebny škol Denní místnosti zařízení pro předškolní výchovu Vyšetřovny a lůžkové místnosti zdravotnických zařízení

Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti Vnitřní prostory budov mají rozdílné nároky na denní osvětlení. 7 tříd zrakové činnosti dle ČSN 73 05 80-1 Musí být splněna požadovaná hodnota dle tabulky. Činitel denní osvětlenosti se zpravidla stanoví v síti bodů na vodorovné pracovní rovině ve výšce 850 mm nad podlahou. Minimální hodnota Dmin má být splněna vždy ve funkčně vymezeném prostoru, kde jsou trvalá pracovní místa. Průměrná hodnota Dm platí pro horní osvětlení místnosti.

Požadavky na denní osvětlení obytných místností Musí být zajištěna dostatečně široká zóna u okna pro činnosti třídy IV. - Dmin = 1,5%. Dmin = 0,7% ve dvou kontrolních bodech v polovině hloubky místnosti, ale nejdále 3 m od okna a 1 m od bočních stěn. Pro zajištění kontaktu sedících i stojících osob musí být splněno: Výška parapetu okna max 900 mm Výška nadpraží okna min 2 200 mm Okno zasklené průhledným sklem

Stanovení činitele denní osvětlenosti Měřením na hotové stavbě - při zcela zatažené obloze Měřením na modelu Výpočtem D = Ds + De + Di [%] Ds – přímé oblohové světlo (v hloubce místnosti může být nulové) De - světlo odražené od vnějších stínících překážek (okolních budov) Di – světlo odražené od vnitřních povrchů místnosti

Denní osvětlení stávajících budov Posuzuje se stínění stávajících budov novou výstavbou. Stanovuje se činitel denní osvětlenosti Dw [%] v rovině vnějšího zasklení okna, v jeho ose a v polovině výšky okna, ale min 2 metry nad úrovní přilehlého terénu. Při stínění okna např. balkonem se rovina měření posouvá do svislé roviny dané vyložením balkonu. Dw min [%]: 35 – učebny škol, 32 – běžné prostory s trvalým pobytem osob, 29 – souvislá zástavba v centru města, 24 – historické centrum města