2 učebny v 1.NP ZŠ Odolena Voda Školní Odolena Voda SE. Studie denního a umělého osvětlení. Zpracováno v období: Květen 2016

Transkript

1 Zakázka číslo: SE Kontroloval: Ing. Viktor Zwiener, Ph.D. autorizovaný inženýr v oboru pozemní stavby pod číslem Studie denního a umělého osvětlení číslo v deníku autorizované osoby: učebny v 1.NP ZŠ Odolena Voda Školní Odolena Voda Zpracováno v období: Květen 2016 ATELIER DEK TISKAŘSKÁ 10 PRAHA 10 TEL INFO@ATELIER-DEK.CZ

2 1. Všeobecně 1.1. Předmět 1.2. Úkol 1.3. Objednatel 2 učebny v 1.NP ZŠ Odolena Voda Školní Odolena Voda Studie denního a umělého osvětlení Město Odolena Voda Dolní náměstí Odolena Voda IČO: kontaktní osoba: Ing. arch. David Grulich - Archicol tel: grulich@archicol.cz 1.4. Zpracovatel 1.5. Vypracovala DEKPROJEKT s.r.o. Tiskařská 10/257 budova TTC Praha 10 tel.: Ing. Eva Sýkorová IČ: DIČ: CZ Bankovní spojení: Komerční banka Praha / Kontroloval 1.7. Zpracováno v období Ing. Viktor Zwiener, Ph.D. autorizovaný inženýr v oboru pozemní stavby znalec pro oslunění, denní a umělé osvětlení Květen Podklady [1] Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci [2] Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby [3] Objednávka ze dne [4] ČSN EN Světlo a osvětlení Osvětlení pracovních prostorů Část 1: Vnitřní pracovní prostory [5] ČSN Denní osvětlení budov Část 1: Základní požadavky [6] ČSN Denní osvětlení budov Část 3: Denní osvětlení škol [7] ČSN Sdružené osvětlení Základní požadavky [8] Výkresová dokumentace dodaná objednatelem (v elektronické podobě) do data vydání studie [9] Vyhláška č. 410/2005 Sb. o hygienických požadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých [10] Studie denního a umělého osvětlení učebny 3.04 v ZŠ Odolena Voda, zakázka č SE Pozn. Pokud není uvedeno jinak, rozumí se předpisy a normy v platném znění

3 3. Situace Předmětem studie je ZŠ Odolena Voda ve Školní ulici. Ve škole jsou plánované stavební úpravy, při kterých mj. vzniknou dvě učebny v 1.NP. Cílem studie je posouzení denního osvětlení v učebnách a návrh umělého osvětlení. Na objekt již byla v lednu 2014 vydána studie denního a umělého osvětlení pro učebnu 3.04, zakázka č SE [10] (dále jen Studie [10]). Situace je na následujícím obrázku. Modře je vyznačen objekt s posuzovanými učebnami, červeně okolní zástavba. Její výška je dle podkladů objednatele a Studie [10]. Půdorys 1.NP je zobrazen na obr. 2, jihovýchodní pohled na obr. 3. Posuzované učebny jsou dle ČSN EN [4] zařazeny do referenčního čísla (Vzdělávací zařízení Školské budovy učebny, konzultační místnosti). H=20,0m S H=7,6m Hřeben=14,7m Římsa=10,0m H=21,0m H=3,8m Hřeben=10,2m Římsa=8,0m H=7,4m Hřeben=12,7m Římsa=8,0m Hřeben=17,3m Římsa=12,2m Obr. 1 Situace (výšky vztaženy ke srovnávací rovině ±0,00 m = + 278,5 m n. m. = úroveň 1.NP), zeleně je vyznačena poloha posuzovaných místností S Učebna 1 62 m2 Učebna 2 50 m2 Obr. 2 Půdorys 1.NP, zeleně jsou vyznačeny posuzované místnosti, fialově tabule - 3 -

4 Obr. 3 Jihovýchodní pohled na posuzovaný objekt s vyznačenými okny do učebny 2 4. Funkční požadavky 4.1. Denní osvětlení dle ČSN [5], ČSN [6], Vyhlášky 268/2009 Sb.[2] a Vyhlášky 410/2005 Sb. [9] Vyhovující denní osvětlení se navrhuje ve vnitřních prostorech škol a předškolních zařízení: (1) s trvalým pobytem lidí (2) kde uživatelé pravidelně střídají krátkodobý pobyt v různých vnitřních prostorech (např. odborných nebo speciálních učebnách, laboratořích, dílnách) tak, že celková doba pobytu v nich má trvalý charakter. Denní osvětlení vnitřních prostorů budov a jejich funkčně vymezených částí se navrhuje podle zrakových činností, pro které jsou určeny a kterým denní osvětlení slouží. Pokud je denní osvětlení vnitřního prostoru nebo jeho funkčně vymezené části určeno pro různé zrakové činnosti, musí vyhovovat i pro ty, které mají největší požadavky na osvětlení. Rozložení denního světla ve vnitřním prostoru se zjišťuje hodnotami činitele denní osvětlenosti v kontrolních bodech, rozmístěných v pravidelné síti na vodorovné srovnávací rovině. Výška srovnávací roviny je 0,85 m nad podlahou, pokud není podle konkrétní funkce vnitřního prostoru požadována výška jiná (např. na komunikacích v úrovni podlahy). Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti pro školy jsou uvedeny v tab. 1. Průměrné hodnoty činitele denní osvětlenosti musí být splněny pouze u vnitřních prostorů s horním denním osvětlením nebo s kombinovaným denním osvětlením, kde je podíl horního osvětlení na průměrné hodnotě činitele denní osvětlenosti roven nejméně jedné polovině. Rovnoměrnost bočního denního osvětlení v učebnách má být alespoň 0,2. Pokud jsou určité zrakové činnosti omezeny jen na část vnitřního prostoru, může se odstupňovat denní osvětlení funkčně vymezených částí vnitřního prostoru podle příslušných zrakových činností. Odstupňování denního osvětlení se vyznačí v projektové dokumentaci s uvedením hranice a účelu využití jednotlivých částí denního osvětlení, charakteristiky zrakových činností a jim odpovídajících požadavků na úroveň denního osvětlení (hodnot činitele denní osvětlenosti). Dále se v příslušném měřítku výkresu zakreslí ve skutečné velikosti všechna pracoviště ve vnitřním prostoru. Velikost funkčně vymezeného prostoru musí umožnit rozmístění všech pracovišť příslušné zrakové třídy včetně prostoru až do vzdálenosti 1 m od hranice pracovní plochy (viz obr. 4)

5 Tab. 1 Požadavky na denní osvětlení ve školách dle ČSN [6] Trvalý pobyt 2) Třída zrakové činnosti Činitel denní osvětlenosti v % Učebny víceúčelové a kmenové, pracovny, pracovní kouty, posluchárny, víceúčelové prostory, družiny 1) + IV 1,5 5 Studovny, čítárny + IV 1,5 5 Pracovny výtvarné výchovy, rýsovny - III 2,0 6 Kabinety, pracovny vyučujících, kanceláře + IV 1,5 5 Sborovny - bez trvalého pobytu 3) - V 1,0 3 - s trvalým pobytem + IV 1,5 5 Klubovny, společenské místnosti, jídelny - V 1,0 3 Poznámky 1) V běžných učebnách je rozhodujícím zrakovým úkolem čtení a psaní. Přitom se bere v úvahu jak čtení a psaní na pracovním místě žáka, tak na tabuli nebo jiném zařízení, pozorovaném ze všech pracovních míst. 2) Trvalý pobyt je vyznačen znaménkem +; vnitřní prostory bez trvalého pobytu znaménkem -. 3) V případě, že vyučující nemají k dispozici samostatné pracovny nebo kabinety, považují se sborovny za vnitřní prostory s trvalým pobytem. D min D m Obr. 4 Rozmístění pracovišť ve funkčně vymezeném prostoru podle třídy zrakové činnosti 4.2. Sdružené osvětlení dle ČSN [7] Hodnoty sdruženého osvětlení se stanoví a posuzují v kontrolních bodech na srovnávací rovině podle 4.1 v celém vnitřním prostoru nebo v jeho funkčně vymezených částech. Ve vnitřních prostorech se sdruženým osvětlením mohou být pásma: a) s vyhovujícím denním osvětlením podle ČSN [5], viz 4.1; - 5 -

6 b) se sdruženým osvětlením s úrovní denního osvětlení nižší, než požaduje ČSN [5], ale vyhovující požadavkům ČSN [7]; c) s osvětlením pouze umělým s úrovní denního osvětlení nižší, než požaduje ČSN [7] (požadavky na osvětlení pouze umělým osvětlením jsou uvedeny v hygienických předpisech). Při rekonstrukcích a modernizacích je možné v odůvodněných případech použít celkového sdruženého osvětlení i ve vnitřních prostorách uvedených v ČSN [5] za předpokladu, že se sdruženým osvětlením zlepší dosud nevyhovující podmínky denního osvětlení. Součástí návrhu sdruženého osvětlení je i odůvodnění jeho použití. Ve vnitřním prostoru se sdruženým osvětlením nebo v jeho funkčně vymezené části musí být zachován dostatečný podíl denní složky; v závislosti na obtížnosti zrakových činností, vyjádřené zařazením do tříd podle ČSN [5], musí být splněny minimální a případně (u horního osvětlení) průměrné hodnoty činitele denní osvětlenosti, uvedené v tab. 2. Průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti 1 % musí být splněna ve všech případech, tedy i při bočním nebo kombinovaném osvětlení. Tab. 2 Hodnoty činitele denní osvětlenosti při použití sdruženého osvětlení Třída zrakové činnosti (viz tab. 1) Hodnota činitele denní osvětlenosti v % minimální D min průměrná D m I, II 1,0 2,5 III 0,7 2,0 IV 0,5 1,5 V až VII 0,5 1, Umělé osvětlení dle ČSN EN [4] Udržovaná osvětlenost (E m ) je hodnota průměrné osvětlenosti na daném povrchu, pod kterou nesmí osvětlenost poklesnout. Požadované hodnoty jsou uvedené v tab. 3. Jedná se o udržované osvětlenosti v místech zrakového úkolu na srovnávací rovině, jež může být vodorovná, svislá nebo nakloněná. Průměrná osvětlenost v každém místě zrakového úkolu se nesmí zmenšit pod hodnotu uvedenou v tab.3, bez ohledu na stáří a stav osvětlovací soustavy (hodnoty platí pro normální zrak). Osvětlenost bezprostředního okolí úkolu musí souviset s osvětlením místa zrakového úkolu a má poskytovat vyvážené rozložení jasů v zorném poli. Osvětlenost bezprostředního okolí úkolu může být menší než osvětlenost úkolu, avšak nesmí být menší než hodnoty uvedené v tab. 5. Ve vnitřních pracovištích, zejména v těch bez denního osvětlení, vyžaduje velká část všech aktivních a obsazených míst zrakového úkolu osvětlení. Plocha známá jako pozadí úkolu má mít šířku alespoň 3 m, má přiléhat k bezprostřednímu okolí úkolu v mezích prostoru a musí být osvětlena na hodnotu udržované osvětlenosti rovnou 1/3 hodnoty osvětlenosti bezprostředního okolí úkolu, viz tab. 5. Osvětlení místa zrakového úkolu musí být co nejrovnoměrnější. Rovnoměrnost osvětlení U o místa úkolu a bezprostředního okolí úkolu nesmí být menší než hodnoty uvedené v tab. 3 a 5. Oslnění je počitek způsobený povrchy s velkým jasem v zorném poli a může být pociťováno buď jako rušivé, nebo jako omezující oslnění. Oslnění způsobené odrazy v zrcadlových površích je běžně chápáno jako závojové oslnění nebo oslnění odrazem. Oslnění se hodnotí indexem oslnění UGR. Požadované maximální hodnoty jsou uvedeny v tab. 3. Pro objektivní charakteristiku vlastností světelných zdrojů z hlediska podání barev byl zaveden index podání barev R a. Maximální hodnota R a je 100. Tato hodnota se zmenšuje se zhoršováním jakosti podání barev. Světelné zdroje s indexem podání barev menším než 80 nesmějí být použity ve vnitřních prostorech, v nichž osoby pracují nebo pobývají dlouhodobě. Minimální hodnoty všeobecného indexu podání barev pro jednotlivé typy prostorů (ploch), zrakových úkolů nebo činností jsou uvedeny v tab

7 Tab. 3 Požadavky na posuzované pobytové místnosti z hlediska umělého osvětlení Ref. č. 1) Popis E m (lx) UGR R a U o Vzdělávací zařízení Školské budovy učebny, konzultační místnosti Vzdělávací zařízení Školské budovy černé, zelené a bílé tabule 300 2) , ,7 1) Dle ČSN EN ) Při uvažování sdruženého osvětlení je požadováno 500 lx Tab. 4 Udržovací činitel Interval čištění svítidel Interval obnovy povrchů 12 měsíců 24 měsíců Funkční spolehlivost 100 % Čistota prostředí Výměna zdrojů čisté individuální Udržovací činitel 0,77 Tab. 5 Rovnoměrnost osvětlení a poměr osvětleností bezprostředního okolí a úkolu Osvětlenost úkolu (lx) Osvětlenost bezprostředního okolí úkolu (lx) Osvětlenost pozadí úkolu (lx) rovnoměrnost osvětlení U o - viz tab. 3 rovnoměrnost osvětlení U o 0,4 rovnoměrnost osvětlení U o 0,1 5. Posouzení denního osvětlení 5.1. Obytné místnosti Denní osvětlení bylo posouzeno v učebně 1 a 2. Pro exteriér byly při výpočtu použity činitelé uvedené v tab. 6, pro osvětlovací otvory činitelé uvedené v tab. 7 a pro vnitřní plochy činitelé uvedené v tab. 8. Tab. 6 Použité činitele odrazu pro exteriér Povrch Činitel odrazu Nezasněžený terén v zimním období 0,10 Průčelí okolních budov 0,50-7 -

8 Tab. 7 Použité činitele související s osvětlovacími otvory Místnost Okno/bod τ s 1) Učebna 1 Učebna 2 τ ze 2) τ zi 3) DEKPROJEKT 1,2 x 2,1 m 0,81 0,90 0,95 0,73 1,00 1,00 1,5 x 2,1 m 0,81 0,90 0,95 0,75 1,00 1,00 1,5 x 2,1 m 0,81 0,90 0,95 0,75 1,00 1,00 1,2 x 1,8 m 0,81 0,90 0,95 0,70 1,00 1,00 0,8 x 1,8 m 0,81 0,90 0,95 0,63 1,00 1,00 1) Činitel prostupu světla použitých materiálů propouštějících světlo (čiré dvojsklo) 2) Činitel znečištění na vnější straně osvětlovacího otvoru (interval údržby 6 měsíců) 3) Činitel znečištění na vnitřní straně osvětlovacího otvoru (interval údržby 6 měsíců) 4) Činitel ztrát světla částmi okna, které nepropouští světlo (z rozměru okna a plochy zasklení) 5) Činitel ztráty světla vlivem zařízení pro regulaci zařízení (žaluzie apod.) 6) Činitel ztráty světla vlivem stínění konstrukcí budovy (příhradové nosníky, průvlaky apod.) τ k 4) τ r 5) τ b 6) Tab. 8 Činitele odrazu světla vnitřních povrchů místností (dle ČSN [5]) Povrch Činitel odrazu Činitel odrazu světla stěn 0,50 Činitel odrazu světla stropu 0,70 Činitel odrazu světla podlahy 0,30 Činitel odrazu světla tabule 3,8 x 0,9 m ve výšce 1,0 m nad podlahou 0,10 Výpočet činitelů denní osvětlenosti byl proveden programem WDLS , který zohledňuje všechny parametry požadované dle ČSN [5]. Výpočtový model je na obr. 5. Obr. 5 3D výpočtový model jihovýchodní pohled - 8 -

9 Výsledky výpočtů jsou uvedeny na obr. 6. Do půdorysu učebny byly vykresleny izofoty, tj. křivky spojující místa se stejnou hodnotou činitele denní osvětlenosti (č.d.o.). Zeleně jsou vyznačeny izofoty > 1,5 % a vymezují zónu s vyhovujícím denním osvětlením. Modře je vyznačena izofota 1,5 %, červeně jsou vyznačeny izofoty 1,5 %. Zóna se sdruženým osvětlením je vymezena izofotami 1,5 % a 0,5 %. Kontrolní body jsou umístěny 1 m od levého dolního koutu místnosti v rozteči uvedené u každé učebny. S Obr. 6 Učebna 1, rozteč bodů 987 x 874 mm, průměrná hodnota č.d.o. 2,4 % Obr. 7 Učebna 2, rozteč bodů 987 x 1092 mm, průměrná hodnota č.d.o. 2,0 % Hodnocení: V učebně 1 je denní osvětlení vyhovující do hloubky cca 4 m od severozápadní fasády, v učebně 2 do hloubky cca 3,2 m od severovýchodní a jihovýchodní fasády. Ve zbývající ploše je uvažována zóna se sdruženým osvětlením. Nutností je doplnění vyhovujícího umělého osvětlení. Průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti v učebnách splňuje požadovanou hodnotu pro sdružené osvětlení 1,0 %. Rovnoměrnost v jednotlivých zónách je alespoň 0,2. 6. Návrh a posouzení umělého osvětlení 6.1. Návrh umělého osvětlení V učebnách bylo navrženo umělé osvětlení na požadavky sdruženého osvětlení. Jsou navržena zářivková přisazená svítidla s mřížkou dl. 1,6 m, výkonem 2 x 58 W (např. MODUS LLX 258 AL) a indexem podání barev 80. Pro osvětlení tabule jsou navržena asymetrická svítidla dl. 1,3 m, zavěšená 2,55 m nad podlahou, s výkonem 1 x 36 W (např. MODUS SLIM 136 AS) a indexem podání barev 80. Specifikace je v tabulce 9 a rozmístění na obr. 8 a 9. Pohled na výpočtový model je na obr. 10. Doporučujeme regulovat zvlášť osvětlení tabule a jednotlivé řady svítidel. Tab. 9 Specifikace a počet svítidel Svítidlo Rozměry Zdroj Ra A) Zářivkové, přisazené s mřížkou, dl.1,6 m např. MODUS LLX 258 AL B) Zářivkové, asymetrické, zavěšené, dl.1,3 m např. MODUS SLIM 136 AS 1560 x 266 x 65 mm 1299 x 255 x 75 mm 2 x L 58 W/840 G13 1 x L 36 W/840 G13 Počet Učebna 1 Učebna

10 Zavěšeno 2,55 m nad podlahou Obr. 8 Rozmístění svítidel učebna 1 Zavěšeno 2,55 m nad podlahou Obr. 9 Rozmístění svítidel učebna 2 Přisazeno u podhledu Zavěšeno 2,55 m nad podlahou Obr. 10 Výpočtový model učebna 2 svítidla u tabule

11 Svítidla jsou navržena tak, aby vyhovovala celá plocha místnosti. Plochy bezprostředního okolí úkolu a pozadí úkolu jsou tak shodné s plochou úkolu. Požadavky na okolí úkolu jsou vyšší než na bezprostřední okolí úkolu a splněním požadavků úkolu jsou automaticky splněny i požadavky bezprostředního okolí úkolu. Pro účely návrhu byla v místnosti umístěna síť výpočtových bodů v úrovni srovnávací roviny. Výška srovnávací roviny pro výpočet udržované osvětlenosti je v ploše posuzované místnosti 850 mm nad podlahou a pro výpočet činitele oslnění mm. Tabule byla uvažována v rozloženém stavu (3,8 x 0,9 m) ve výšce 1,0 m nad podlahou. Ve výpočtu byly uvažovány činitelé odrazu hlavních ploch dle kapitoly Hodnocení umělého osvětlení Výpočet udržované osvětlenosti a oslnění byl proveden programem WILS Výsledky výpočtů udržované osvětlenosti a oslnění pro učebny 1 a 2 jsou zobrazeny v příloze A. Celkové hodnocení je v tab. 10. Místo Tab. 10 Hodnocení místnosti z hlediska umělého osvětlení Učebna 1 - plocha E m (lx) UGR Rovnoměrnost Vyp. Pož. Vyp. Pož. Vyp. Pož. Hodnocení 19,0 0,77 0,60 vyhovuje Učebna 1 - tabule ,0 0,73 0,70 vyhovuje 19,0 Učebna 1 - bezpr. okolí ,62 0,40 vyhovuje tabule Učebna 2 - plocha ,0 0,69 0,60 vyhovuje Učebna 2 - tabule ,0 0,70 0,70 vyhovuje 18,6 Učebna 2 - bezpr. okolí ,71 0,40 vyhovuje tabule 7. Závěr V ZŠ Odolena Voda ve Školní ulici jsou plánované stavební úpravy, při kterých mj. vzniknou dvě nové učebny v 1.NP. Učebny 1 a 2 byly posouzeny na denní osvětlení a bylo zde navrženo umělé osvětlení. V učebně 1 je denní osvětlení vyhovující do hloubky cca 4 m od severozápadní fasády, v učebně 2 do hloubky cca 3,2 m od severovýchodní a jihovýchodní fasády. Ve zbývající ploše je uvažována zóna se sdruženým osvětlením. Umělé osvětlení bylo navrženo na požadavky sdruženého osvětlení. Rozmístění svítidel je zobrazeno na obr. 8 a 9. V Praze dne DEKPROJEKT s.r.o. Ing. Eva Sýkorová

12 Příloha A Výstupy z programu WILS Obr. A.1 Učebna 1 udržovaná osvětlenost E m [lx], rozteč bodů 890 x 895 mm Obr. A.2 Učebna 1 - činitel oslnění UGR [-], rozteč bodů 890 x 895 mm

13 Obr. A.3 Učebna 1 - udržovaná osvětlenost E m [lx] tabule, rozteč bodů 317 x 300 mm Obr. A.4 Učebna 1 - udržovaná osvětlenost E m [lx] bezprostředního okolí tabule, rozteč bodů 317 x 300 mm

14 Obr. A.5 Učebna 2 udržovaná osvětlenost E m [lx], rozteč bodů 849 x 835 mm Obr. A.6 Učebna 2 - činitel oslnění UGR [-], rozteč bodů 849 x 835 mm

15 Obr. A.7 Učebna 1 - udržovaná osvětlenost E m [lx] tabule, rozteč bodů 317 x 300 mm Obr. A.8 Učebna 1 - udržovaná osvětlenost E m [lx] bezprostředního okolí tabule, rozteč bodů 317 x 300 mm