Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav Základního zpracování dřeva Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění Diplomová práce Vedoucí práce: prof. Ing. Josef Polášek, Ph.D. Vypracoval: Bc. Martin Bartek Brno 2009

Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Ideový návrh podkrovního bytu a analýza podmínek pro přirozené prosvětlení a stínění zpracoval/a sám/sama a uvedl/a jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:... podpis studenta 2

Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucímu své diplomové práce prof. Ing. Josefu Poláškovi, Ph.D., za odbornou pomoc, cenné připomínky a studijní materiály, které mi poskytl při vypracování této diplomové práce. Dále děkuji mé rodině za podporu při studiu a realizaci diplomové práce. Bc. Martin Bartek 3

Abstrakt: Tato diplomová práce se zabývá analýzou podmínek pro přirozené denní prosvětlení a možnostmi stínění ideového navrženého podkroví. Součástí práce je počítačová simulace přirozeného prosvětlení ideového návrhu podkrovního bytu, která byla stanovená při rovnoměrně zatažené a jasné obloze definované podle mezinárodní komise pro osvětlování (CIE). Výsledky simulace byly vyhodnoceny pomocí ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov - část 1: základní požadavky a ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov - část 2: denní osvětlení obytných budov. Cílem práce bylo navrhnout prosvětlení podkrovního bytu a stanovit možnosti jeho stínění. Klíčová slova: denní osvětlení, světlo, činitel denní osvětlenosti, návrh podkrovního bytu, požadavky na osvětlení, simulace denního osvětlení. Abstract: This diploma thesis is concerned with analysis of conditions for natural day lighting and with possibilities of screening of the ideologically designed attic. The part of this work is computer simulation of the natural transillumination of the ideologically designed attic. The simulation was defined for equally overcast and clear sky that was defined by international commission for lighting (CIE). The results of the simulation was evaluated by ČSN 73 0580-1: Day lighting of buildings. Part 1: Basic requirements and ČSN 73 0580-2: Day lighting of domestic buildings. The objective of this work was to design the transillumination of attic and define the possibilities of its screening. Key words: day lighting, light, daylight factor, design of attic, requirements for lighting, simulation of day lighting. 4

OBSAH 1 ÚVOD... 7 2 CÍL PRÁCE... 8 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 9 3.1 Základní termíny... 9 3.1.1 Osvětlení... 9 3.1.2 Denní světlo... 9 3.1.3 Slunce jako zdroj světla... 11 3.1.4 Obloha jako zdroj denního světla... 11 3.1.5 Proměnlivost denního světla... 12 3.1.6 Vybrané definice a fotometrické veličiny... 12 3.2 Denní osvětlení jako součást oboru Stavební fyzika... 14 3.3 Význam denního osvětlení... 15 3.3.1 Zdravotní přednosti denního osvětlení... 15 3.3.2 Ekologické přednosti denního osvětlení... 16 3.3.3 Ekonomické přednosti denního osvětlení... 16 3.4 Psychofyziologické vlivy světla... 16 3.5 Základní požadavky na denní osvětlení... 17 3.6 Právo na denní světlo... 18 3.7 Kritéria pro stanovení požadavků na osvětlení... 19 3.7.1 Kvantitativní kritérium... 19 3.7.2 Kvalitativní kritéria... 19 3.7.2.1 Rozložení světelného toku... 20 3.7.2.2 Rovnoměrnost denního osvětlení... 20 3.7.2.3 Rozložení jasů ploch v zorném poli... 20 3.7.2.4 Oslnění... 20 3.7.2.5 Barevné řešení... 23 3.7.2.6 Regulace přímého slunečního světla... 23 3.8 Normativní předpisy pro osvětlení vnitřních prostor... 24 3.8.1 Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti... 24 3.8.2 Obecné požadavky denního osvětlení ve vnitřním prostoru... 24 3.8.3 Požadavky denního osvětlení v obytných místnostech... 26 3.8.4 Požadavky na proslunění podstřešních obytných prostorů... 29 3.9 Stanovení činitele denní osvětlenosti... 30 3.9.1 Činitel denní osvětlenosti D... 32 3.9.2 Oblohová složka činitele denní osvětlenosti D s... 32 3.9.3 Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti De... 32 3.9.4 Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti D i... 33 3.10 Metody výpočtu osvětlení... 34 3.11 Měření denního osvětlení v bytech... 34 3.12 Světlo a dispozice domu... 37 3.12.1 Množství světla v místnostech... 37 3.12.2 Ideální orientace jednotlivých místností a umístění oken... 37 3.12.2.1 Obývací pokoj... 37 3.12.2.2 Kuchyně... 38 3.12.2.3 Jídelna... 39 3.12.2.4 Ložnice... 39 3.12.2.5 Dětský pokoj... 40 3.12.2.6 Koupelna a WC... 40 5

3.12.2.7 Předsíň, vstupní prostor, schodiště... 41 3.12.3 Orientace ke světovým stranám a barva místností... 41 3.13 Osvětlovací systémy... 41 3.13.1 Boční osvětlení... 42 3.13.2 Horní osvětlení... 42 3.13.3 Kombinované osvětlení... 43 3.14 Možnosti osvětlení podkroví... 43 3.14.1 Vliv tří odlišných okenních výplní na podmínky denního osvětlení... 44 3.15 Vlastnosti oken a skel a nové technologie... 45 3.15.1 Funkce okna... 45 3.15.2 Střešní okna můžeme rozdělit podle následujících hledisek:... 46 3.15.2.1 Materiál pro výrobu střešních oken... 47 3.15.2.2 Vlastnosti zasklení... 48 3.15.2.3 Způsoby otevírání střešních oken... 48 3.15.3 Nové technologie... 49 3.15.3.1 Přechod na fasádní okno... 49 3.15.3.2 Tubusové světlovody... 49 4 METODIKA... 53 4.1 Bydlení v podkroví... 53 4.2 Požadavky na obytné místnosti podle ČSN 73 4301 Obytné budovy... 53 4.3 Návrh budov z hlediska denního osvětlení... 55 4.3.1 Návrh zábrany proti oslnění... 55 4.3.2 Návrh osvětlovacích otvorů... 56 4.3.3 Návrh regulace denního osvětlení... 57 4.4 Ideový návrh podkrovního bytu a simulace osvětlení... 57 4.5 Stanovení podmínek pro simulaci denního osvětlení... 60 4.5.1 Podmínky a parametry simulace... 60 5 VÝSLEDKY SIMULACE... 62 5.1 Simulace osvětlení dětského pokoje... 63 5.2 Simulace osvětlení ložnice... 66 5.3 Simulace osvětlení koupelny... 69 5.4 Simulace osvětlení kuchyně, obývacího pokoje a chodby... 71 5.4.1 Kuchyň a jídelna... 71 5.4.2 Obývací pokoj... 72 5.4.3 Chodba a prostor schodiště... 72 5.5 Možnosti stínění navrženého podkrovního bytu... 76 6 ZÁVĚR... 77 7 RESUME... 79 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 80 SEZNAM OBRÁZKŮ... 84 SEZNAM TABULEK... 86 6

1 ÚVOD Denní osvětlení a přímé sluneční záření ovlivňují naše životy a jsou nezbytnými složkami životního prostředí. Z historie vyplívá, že tyto poznatky velkou mírou využívaly už dávno zaniklé civilizace. Správně navržené stavby využívaly denní světlo, které je pro nás přirozené. V současnosti se denní osvětlení stává významným prvkem při navrhování kvalitních staveb, protože lidé žijící ve městech tráví téměř 90 procent svého času ve svých bytech nebo v práci. Jejich pobyt se na přirozeném denním světle tímto snižuje a v důsledku toho se vyžaduje zajištění kvalitních podmínek pro dosažení světelného komfortu v interiérech staveb. Tyto podmínky závisí především na typu a velikosti okna, jeho umístění ve fasádě nebo ve střeše spolu s doplňky okenních výplní a mají významný vliv na množství světla, objem přímého slunečního záření, rozložení světla, a tím na kvalitu vnitřního prostředí budov. Denní světlo spolu s možností výhledu z místnosti do okolí zásadním způsobem ovlivňují motivaci a schopnost soustředění, což dokázaly studie provedené ve Spojených státech. Tyto poznatky byly zjištěny pozorováním studentů a pracovníků v kancelářích, u nichž bylo dosaženo lepších studijních a výkonnostních výsledků. Návrh optimálního denního osvětlení vnitřních prostorů závisí především na povaze činností, které jsou v nich prováděny. S rostoucími požadavky na soustředění a přesnost při dané činnosti se zvyšuje přiměřeně potřeba denního světla. Denní světlo v architektuře představuje především energetické úspory a má také velký význam pro lidské zdraví, učení a produktivitu. 1 1 Lízalová, M.: Denní světlo podporuje schopnost učení [online]. VELUX Daylight Symposium, 2007 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavebnictvi3000.cz. 7

2 CÍL PRÁCE Člověk se v podmínkách denního světla vyvíjel miliony let a dokonale se mu přizpůsobil. Zvykl si na střídání dne a noci a různou intenzitu osvětlení v průběhu dne. Působení denního světla má na člověka pozitivní stimulační účinky a ovlivňuje funkci některých orgánů v jeho těle. Bylo také dokázáno, že přirozené osvětlení spolu s možností výhledu do okolního prostředí zlepšuje motivaci a pracovní výkony. Naproti tomu umělé světlo může svou monotónností navozovat pocity ospalosti, únavy a kolísání výkonu. Tato diplomová práce klade důraz na význam denního osvětlení, neboť ani v dnešní době bohaté na moderní a technické možnosti v osvětlování umělými zdroji světla, nesmí člověk na denní světlo zapomínat, protože je pro něho přirozené. Cílem této diplomové práce je ideový návrh podkrovního bytu, jeho prosvětlení a možnosti stínění. V práci bude provedena ukázková simulace denního osvětlení navrženého podkrovního bytu, která umožní posouzení a následné navržení optimálního přirozeného osvětlení ještě v návrhové fázi, před samotnou realizací projektu. 8

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Základní termíny 3.1.1 Osvětlení Osvětlenost, též intenzita osvětlení, je fotometrická veličina vyjadřující světelný tok dopadající na určitou plochu. Je tedy podílem světelného toku (v lumenech) a plochy (v metrech čtverečních). Osvětlení se dělí (viz. obrázek 1) na: Denní osvětlení - osvětlení přímým slunečním světlem a rozptýleným oblohovým světlem. Umělé osvětlení - osvětlení pomocí umělých zdrojů (převážně elektrických). Sdružené osvětlení kombinace denního a umělého osvětlení. Osvětlení Denní osvětlení Umělé osvětlení Sdružené osvětlení Přímé sluneční světlo Oblohová složka denního světla Odrazná složka denního světla Přímé Polopřímé Smíšené Nepřímé Exteriérová Interiérová Obr. 1 Rozdělení osvětlení. 3.1.2 Denní světlo Denní světlo řídí biologický rytmus našeho těla. Ten udává dobu spánku, kdy nabíráme síly, aby jsme se ráno cítili svěží a odpočatí. Denní světlo ovlivňuje naši náladu a pocit 9

pohody během dne a má vliv i na lidskou výkonnost. V interiéru je kombinací slunečního světla, oblohového světla a světla, které se odráží od fasád protějších domů, terénu a okolních překážek (viz. obr. 1). Sluneční světlo Představuje součást denního světla vyzařovanou přímo sluncem. Díky vysoké intenzitě osvětlení a hře světla a stínů dává místnosti osobitý charakter. Proniká hlouběji do nitra domova, především na jaře a na podzim, kdy se slunce nachází nízko nad obzorem. Zároveň se jedná o světlo natolik intenzivní, že může vyžadovat stínění. Oblohová složka denního světla Představuje součást denního světla, které je rozptýleno. Může se vyskytovat společně se slunečním světlem, nebo samostatně (například je-li obloha zamračená nebo zatažená). Součástí oblohového světla je i světlo, které se odráží mezi oblaky a povrchem Země. Místnost naplňuje měkkým a jednolitým světlem, jeho intenzita však se vzdáleností od okna klesá. Empirické pravidlo říká, že z míst, v nichž potřebujete velké množství denního světla, byste měli mít výhled na oblohu. Odrazná složka denního světla Neboli pozemní složka představující denní světlo, které se odráží od vnějších ploch sousedních budov, stromů, trávníku, teras apod., avšak na své trase ztrácí na intenzitě. Světlo se od různých ploch podlah, stropů odráží i v interiéru. Naopak tmavé okenní rámy, podlahy, stropy a zdi absorbují, kradou, velké množství dopadajícího denního světla na úkor jeho odrazu. 2 2 Denní světlo ve Vašem domě [online]. Velux, Rubrika: Inspirace [citováno březen 2008]. Dostupné na Internetu: www.velux.cz. 10

3.1.3 Slunce jako zdroj světla Centrální těleso sluneční soustavy je jednou z mnoha hvězd naší galaktické soustavy. Slunce je středně stará hvězda v energeticky rovnovážném stavu. Spolu se svými satelity obíhá jádro galaxie. Má diferenciální rotaci tj. otáčí se různou rychlostí v závislosti na vzdálenosti od svého rovníku. Tvar slunce je prakticky kulový. Plochu, kterou vidíme jako povrch Slunce, nazýváme fotosféra. Tvoří ji tenká neprůhledná vrstva plynu v plazmatickém stavu, nad kterou je ještě rozprostřena řidší, avšak rozměrnější vrstva chromosféry a koróny. 3 Slunce je nejbližší hvězda a střed naší planetární soustavy. Ve srovnání se všemi světelnými zdroji, které člověk za dlouhou dobu své existence vyvinul a vyrobil a které v současnosti používá je nejmohutnějším zdrojem světla, tepla a ve své podstatě zdrojem naší existence vůbec. 4 Světlo je obvykle definováno jako záření, které zaznamenává lidské oko. Viditelná oblast elektromagnetického spektra představuje pouze úzký výsek vlnových délek kolem 550 nm. Hranice viditelného spektra nejsou přesně určeny, protože oko ztrácí svoji citlivost a vnímavost u kratších i delších vlnových délek. Obvyklé vidění zahrnuje záření v oblasti 400-700 nm. V rámci tohoto intervalu interpretuje lidské oko záření různých vlnových délek jako různé barvy. Světlo ze zdroje, který emituje kontinuální spektrum s přibližně stejnou energií pro každou vlnovou délku, je interpretováno jako bílá barva. Světlo jedné vlnové délky se nazývá monochromatickým světlem. 5 3.1.4 Obloha jako zdroj denního světla Obloha s rozptýleným slunečním světlem je plošným zdrojem světla pro interiér. Stav tohoto zdroje se během dne i roku dynamicky mění v závislosti na poloze slunce na obloze a na stavu oblačnosti. Stejně tak se mění i osvětlenost E [lx] v interiéru. Při běžném světelně technickém hodnocení se nejčastěji vychází z nejméně příznivého stavu oblohy: zcela zatažená obloha v zimě, kdy úroveň jasu oblohy ovlivňují jen 3 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 4 RNDr. Fárník, F., CSc.: Nejmohutnější zdroj světla- Slunce [online]. Astronomický ústav, Akademie věd ČR, 2003 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.odbornecasopisy.cz. 5 Horáček, P. Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1998. 11

odrazivé vlastnosti terénu v důsledku mnohonásobného odrazu oblohového světla mezi zemským povrchem a spodní vrstvou oblaků. 6 3.1.5 Proměnlivost denního světla Denní světlo je na rozdíl od umělého v mnoha ohledech velmi proměnlivé a ne vždy nám vyhovuje. Intenzita a zabarvení denního světla se mění během dne, během roku a se změnou atmosférických podmínek. Osvětlenost v létě venku kolem poledne dosahuje hodnot až 100 000 lx, v zimě klesá až pod 5 000 lx. Spektrální složení denního světla se mění podle výšky slunce nad obzorem a stavu oblačnosti. Zdrojem denního světla v interiéru bývá hlavně okno. Pomocí něho můžeme ovlivnit množství, směr i intenzitu světla, nicméně neovlivníme jeho zdroj, tedy slunce. Denní světlo lze rozložit na světelné spektrum, které tvoří barvy teplé i studené. S postavením slunce na obloze a s různými povětrnostními podmínkami se přirozeně mění intenzita těchto barev a tím i teplota světla. Slunce je bodový zdroj světla a může poskytovat za jasného počasí a nebe bez mráčku - přímé a ostré osvětlení, které mění v závislosti na denní době svůj směr a posléze i intenzitu. Když slunce zajde za mraky, neznamená to samozřejmě, že nastane tma. Změní se pouze, ale za to velmi významně, charakter světla. Je rozptýlené do větší plochy, a proto i měkčí. 7 3.1.6 Vybrané definice a fotometrické veličiny Proslunění Pronikání přímého slunečního záření do obytné místnosti, které by mělo vyhovovat hygienickým požadavkům. Oslnění Je stav zraku, který ruší nebo zhoršuje, až znemožňuje vidění. Podle své závažnosti se označuje jako rušivé, omezující a oslepující. 6 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 7 Danková, D.: Denní světlo v architektuře [online]. Rubrika: Světlo, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.e-architekt.cz. 12

Zraková pohoda Je definována jako příjemný psychofyziologický stav potřebný pro účinnou práci a odpočinek. Není to pocit, ale stav organizmu vytvořený vnějšími fyzikálními faktory. Prioritní pro zrakovou pohodu je světlo, ale ovlivňují ji i další vlivy jako hluk, teplota, proudění vzduchu, architektonické vlastnosti prostoru a barvy. Úzce souvisí s věkem uživatele, únavou, onemocněním a zrakovými vadami. Stínící venkovní překážka Překážka ve venkovním prostoru před oknem (blízká nebo vzdálená), která brání prostupu oblohového světla do osvětlovaného prostoru. 8 Podkrovní byt Obytná místnost nebo soubor obytných místností s příslušenstvím určený pro bydlení s uzavíratelným vstupem, umístěný v podkroví obytného prostoru. Mezinárodní komise pro osvětlování CIE (Commission internationale de l'éclairage) je mezinárodní organizace věnující se světlu, osvětlování, barvě a kolorimetrickým soustavám. Činitel denní osvětlenosti D Definuje se jako poměr osvětlenosti E [lx] pracovní roviny v interiéru (v posuzovaném místě) k současné horizontální exteriérové osvětlenosti E [lx]. Tento poměr eb se vyjadřuje v procentech. Obvykle postačí stanovit jeho hodnotu při nejméně příznivém stavu venkovního osvětlení při zatažené obloze v zimě. 9 Svítivost I Jednotka kandela, značka [cd]. Svítivost je světelný tok, který vyzařuje bodový zdroj do prostorového úhlu 1 steradián. Jde o skalární veličinu. Jednotka svítivosti kandela je v soustavě SI základní fotometrickou jednotkou. 8 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 9 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 13

Světelný tok Φ Jednotka lumen, značka [lm]. Jeden lumen je světelný tok vysílaný bodovým zdrojem do prostorového úhlu 1 steradián při svítivosti zdroje 1 cd. Světelný tok se vypočítá jako součin svítivosti a prostorového úhlu ω, ve kterém světelný tok měříme, Φ = I ω. Rozměr světelného toku je [Φ] = lm = cd sr. Jas L Jednotka 1 cd/m 2 (v technické literatuře se někdy uvádí nit, značka [nt], pro který platí 1nt =1 cd/m 2 ). Je to podíl svítivosti rovinného izotropního zdroje a jeho zdánlivé plochy (tedy pravoúhlého průmětu plochy zdroje do roviny kolmé k vyšetřovanému směru záření). 10 3.2 Denní osvětlení jako součást oboru Stavební fyzika Problematika denního osvětlení interiérů budov spolu s prosluněním budov tvoří součásti technického oboru stavební světelná technika. Proslunění sleduje přímý přístup slunečního záření do budovy, zatímco denní osvětlení se zabývá osvětlením světlem, které je rozptýleno v atmosféře. Stavební světelná technika spolu se stavební akustikou a stavební tepelnou technikou tvoří širší obor s názvem stavební fyzika. Jedná se o název vžitý, ale ne zcela přesný, protože kromě fyzikálního pohledu na působení světla, zvuku a tepla v budovách tento obor pracuje i s dalšími okolnostmi. Je to technická disciplína, která se zabývá životním prostředím v budovách, sleduje vliv fyzikálních faktorů na zdraví lidí, takže je i oborem hygienickým. Zvuk, světlo a teplota patří mezi fyzikální faktory životního prostředí. V budovách působí dlouhodobě a opakovaně, a proto způsobem, který významně ovlivňuje práci i odpočinek a v konečném důsledku i zdraví lidí užívajících budovu. V dnešní době lidé tráví většinu svého času v budovách. Podle údajů WHO (Světové zdravotnické organizace) se u městské populace jedná až o 90 % času. Snaha o zajištění příznivého stavu prostředí pro život člověka byla jistě jedním z hlavních důvodů, ne-li tím důvodem nejdůležitějším, proč člověk vůbec kdy začal stavět budovy. Cílem navrhování a výstavby budov je tvorba takového prostředí, jehož parametry (i fyzikální) 10 Mohelníková, J.: Střešní okno z pohledu požadavků na denní osvětlení budov [online]. VUT v Brně, Fakulta stavební, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.stavebnictvi3000.cz. 14

by měly být pro život člověka příznivější než stav přirozeného prostředí ve venkovním prostoru. Fyzikální faktory prostředí nepůsobí jen na uživatele budovy, ale i na budovu samotnou, na její konstrukce a na zařízení a věci v interiéru budovy uložené. Poznání významu fyzikálních faktorů vedlo postupně k vytvoření legislativy pro potřebu kontroly stavu prostředí v budovách. Hovoří se o právu uživatelů budov na přístup denního světla a přímého slunečního záření do interiéru. Úkolem stavební světelné techniky je toto právo jednoznačně vymezit a v konkrétních případech toto právo spravedlivě nalézt. K tomu právě slouží příslušná legislativa. Vybrané fyzikální veličiny jsou hygienickými předpisy a technickými normami stanoveny jako kritéria pro posuzování budov a jejich vnitřního prostředí. Jsou stanoveny limitní hodnoty těchto kritérií pro různá prostředí resp. různé typy konstrukcí. Stavební světelná technika souvisí i s urbanismem, protože požadavky na denní osvětlení a proslunění spolurozhodují o stanovení odstupů mezi budovami a o návrhu výškové úrovně zástavby. Působení fyzikálních faktorů v budovách lze významně usměrnit vhodným návrhem konstrukcí budov. Některé z fyzikálních faktorů také ovlivňují funkci a životnost konstrukcí budovy. 11 3.3 Význam denního osvětlení Naprostá většina aktivit člověka je spojena s vykonáváním zrakové práce nebo alespoň s potřebou získávat zrakové informace. Světlo je nositelem všech zrakových podnětů. Množství světla v interiéru budov, jeho prostorové rozdělení, spektrální složení a světelné poměry v zorném poli rozhodují o zrakové pohodě člověka. Jsou tři důvody, proč dáváme přednost osvětlení denním světlem před osvětlením umělým: zdravotní, ekonomický a ekologický. 3.3.1 Zdravotní přednosti denního osvětlení Denní světlo je důležitou fyziologickou a psychologickou potřebou lidského organismu a je v tomto smyslu pro člověka nenahraditelné. Člověk jako živočišný druh se vyvíjel v podmínkách denního světla a střídání dne a noci miliony let a je proto dennímu světlu 11 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 15

dokonale přizpůsoben. Přes značný technický pokrok umělého osvětlení je při dlouhodobém působení denní osvětlení pro člověka příznivější a rozdíly v účincích jsou mnohostranné (stimulační účinek dynamiky denního světla, barevné podání, regulace denních rytmů funkcí některých orgánů v lidském těle, psychologický význam vizuálního kontaktu člověka v interiéru s vnějším prostředím). 3.3.2 Ekologické přednosti denního osvětlení Denní osvětlení představuje přímé využití sluneční energie bez potřeby její transformace nebo akumulace a tudíž s minimálními ztrátami bez velkých nákladů a zatížení životního prostředí odpady. 3.3.3 Ekonomické přednosti denního osvětlení Optimálním využitím denního světla se omezuje potřeba a doba používání umělého osvětlení. Úspora provozních nákladů plyne z ušetřené elektrické energie. 12 3.4 Psychofyziologické vlivy světla Vizuální pocity si uvědomujeme s vjemy světlosti a tmavosti, šedosti a barevnosti, stability či pohybu pozorovaných objektů. Působí na člověka pocity pohody a klidu, nebo nepohody a napětí. Vjem je ovlivňován řadou subjektivních, zdravotních a psychologických vlivů. V časovém horizontu se adaptací velikost výsledného vjemu a pocitu může měnit. Mezi lidmi existuje velká individuální různorodost a citlivost subjektivního hodnocení osvětlení. Zásadní nedostatek světla byl vždy považován za degradaci životních podmínek. Lidé žijící v zeměpisných oblastech, v nichž se střídá polární noc a den, cítí světlo jako jednu ze svých nejvyšších hodnot. Člověk zbavený světla je vystaven jednomu z nejtěžších tělesných i duševních trestů. Psychiku člověka významně ovlivňují typické vlastnosti denního osvětlení. Jeho dynamičnost, trvalé nepravidelné změny během dne co do množství i kvality jsou simulátorem mechanizmů pozornosti. Přímé sluneční záření má psychicky jednoznačně aktivační vliv. Umělé světlo svou monotonií vede ke snížení bdělosti, pocitům ospalosti, únavy, kolísaní a poklesu výkonu, snížení reakční pohotovosti. Nižší hladiny světla často s citově zabarvenou atmosférou jsou spojovány 12 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 16

s tvorbou imunitního prostředí pro odpočinek, relaxaci, důvěrný styk i soustředění k tvůrčí práci. 13 3.5 Základní požadavky na denní osvětlení Uplatnění požadavků na denní osvětlení budov se provádí na různých úrovních a z různých hledisek (blíže obr. 2), kam se zejména řadí: hlediska právní, hlediska hygienická (zachování zdravých životních podmínek), hlediska urbanisticko-architektonická (vytvoření systémových vazeb typu člověk světlo- prostředí ), hlediska funkční (vytvoření vhodných podmínek pro daný účel využití prostorů budov), hlediska energetická (využití přírodní formy sluneční energie k osvětlování při současném omezení nežádoucích vlivů na vnitřní prostředí aj.). Všechna tyto hlediska se uplatňují společně a jejich řešením je vyhovující denní osvětlení budov. Podle záměru využití budov se váha jednotlivých hledisek mění, nesmí však být na úkor hledisek hygienických a právních. Právní Energetická Základní požadavky na denní osvětlení Hygienická Funkční Urbanistickoarchitektonická Obr. 2 Základní požadavky na denní osvětlení. 13 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 17

3.6 Právo na denní světlo Denní světlo je nezbytnou podmínkou života lidí a z toho lze odvodit přirozené právo na něj. Ve volné přírodě působí vlivy lidské činnosti jen částečně a přístup k dennímu světlu je prakticky neomezen. Všude jinde, kde člověk zasahuje do přírodního prostředí či vytváří prostředí umělé, se vedle příznivých účinků pociťují i četné nepříznivé vlivy jeho činnosti. Systém právních předpisů týkající se denního světla a osvětlování slouží právě k tomu, aby jeho činnostem byl vytvořen právní rámec. Právo na světlo není neomezené, ale limitované. Je to v zájmu jak ostatních lidí, tak celého přírodního společenství obývajícího tuto zemi. Určením limitních hodnot denního osvětlení se zabývá normování osvětlení. Právní ochrana nároku na denní osvětlení zahrnuje zejména: zajištění vyhovujícího denního osvětlení všude tam, kde je to v zájmu zdraví lidí nezbytné, zábrana či omezení výstavby budov nebo jiných zařízení tam, kde by mohlo být omezeno denní osvětlení v realizovaných a užívaných budovách pod žádané limitní hodnoty. Stejně tak by se mělo postupovat i při ochraně pozemků a území určených pro budoucí výstavbu. Právní ochranu na úrovni zákona zajišťuje stavební zákon a předpisy s ním související, dále systém hygienických předpisů a technických norem. Právní povahu nároků na denní osvětlení má též ustanovení ČSN 73 0580-1, ve kterém se jmenovitě označují prostory, jež musí mít v nově navrhovaných budovách vždy vyhovující denní osvětlení: obytné místnosti bytů, ložnice a pokoje pro dlouhé ubytování a rekreaci, denní místnosti v zařízeních pro předškolní výchovu, učebny škol kromě speciálních poslucháren, vyšetřovny a lůžkové místnosti zdravotnických zařízení, odpočinkové místnosti a jídelny určené pro zaměstnance pracující v prostorách bez světla. 18

To však neznamená, že v ostatních prostorách s trvalým pobytem lidí není vyžadováno vyhovující denní osvětlení. Pouze se jmenovitě zdůrazňuje, kde dennímu světlu musí být věnována zvýšená péče. Jde především o prostory užívané mladými lidmi, kde se má zabránit nadměrnému zatěžování jejich zraku, které by se mohlo nepříznivě promítnout do jejich dalšího života. Dále se jedná o prostory určené pro léčbu, rekonvalescenci, regeneraci a odpočinek lidí. Na dodržování zákonných předpisů dozírají orgány státní správy (stavební úřady a pověřené hygienické služby). 14 3.7 Kritéria pro stanovení požadavků na osvětlení 3.7.1 Kvantitativní kritérium Kvantitativním kriteriem vnitřního prostředí je úroveň denního osvětlení, která je definována činitelem denní osvětlenosti, což je poměr osvětlenosti denním světlem v daném bodě určité roviny k současné srovnávací venkovní osvětlenosti a udává se v procentech (%). Hodnota činitele denní osvětlenosti se určuje podle třídy zrakové činnosti (podle zrakové obtížnosti se zraková činnost dělí do sedmi tříd, viz. tab. 1). 15 3.7.2 Kvalitativní kritéria O světelném stavu interiéru a o působení světla na člověka a jeho zrakový orgán nerozhoduje jen množství světla, ale i další okolnosti (rozložení světla v prostoru, regulace přímého slunečního světla apod.). Proto při správném návrhu denního osvětlení si nevystačíme jen s kvantitativními kritérii, ale vždy je třeba při hodnocení vzít v úvahu i kritéria kvalitativní. K nejobtížnějším problémům návrhu denního osvětlení patří skutečnost, že se musí docílit zrakové pohody ve vnitřním prostoru budovy za velmi různých podmínek venkovního osvětlení. Návrh musí zachovat zrakovou pohodu při zatažené, jasné i polojasné obloze a při přímém slunečním světle. K zajištění zrakové pohody nestačí jen umožnit přístup světla v dostatečném množství, tj. dosáhnout v místě zrakové práce požadované hodnoty osvětlenosti. Světelný stav vnitřního prostředí musí splňovat i určitou kvalitu. 16 14 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 15 Denní osvětlení [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz. 16 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 19

Kvalita denního osvětlení zejména závisí na: rozložení světelného toku, rovnoměrnosti denního osvětlení, rozložení jasu ploch v zorném poli, zábraně oslnění, barevném řešení interiéru, regulaci přímého slunečního světla. 3.7.2.1 Rozložení světelného toku Rozložení světelného toku a převažující směr osvětlení mají být v souladu s charakterem zrakových činností a jejich podmínkami. Pro převážnou činnost vyhovuje osvětlení převážně zleva shora. 3.7.2.2 Rovnoměrnost denního osvětlení Charakterizuje rozložení světelného toku a je určena poměrem minimální a maximální hodnoty činitele denní osvětlenosti. Dosažitelná rovnoměrnost denního osvětlení je úzce závislá na druhu denního osvětlení, rozložení a vlastnostech osvětlovacích konstrukcí i na odrazných vlastnostech osvětlovaného prostoru, které pomáhají vyrovnávat rozdíly v osvětlení jednotlivých částí prostorů. 17 3.7.2.3 Rozložení jasů ploch v zorném poli Pro zrakovou pohodu má základní význam. Jsou-li v zorném poli velké jasové rozdíly, které vedou ke zvýšené adaptační činnosti, vzniká zraková únava a pocit světelného diskomfortu. 18 3.7.2.4 Oslnění Oslnění je definováno jako nepříznivý stav, jenž ruší zrakovou pohodu, popřípadě zhoršuje nebo znemožňuje vidění. Překročí-li poměr jasů v zorném poli současně nebo vzápětí přijatelnou mez, zhorší se zraková pohoda vidění a dochází k oslnění. Sítnice, která je adaptována na určitý jas, je vystavena jasové nerovnoměrnosti. Oslňování 17 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 18 Denní osvětlení [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz. 20

je považováno za překročení meze adaptability zraku. Při nízkých osvětlenostech je zdrojem omezujícího oslnění rozptyl světla oslňujícího zdroje v očních médiích. Sítnice však řadou kompenzačních mechanizmů vyrovnává ztráty způsobené nedokonalostí oka. Až když kompenzační mechanizmy selžou, ať již v důsledku překročení jejich možností nebo v důsledku únavy, vzniknou zjistitelné nepříznivé změny zrakových funkcí. Oslnění je tím silnější, čím je: vyšší jas oslňujícího zdroje, zdroj blíže směru pohledu, větší plocha oslňujícího zdroje, nižší celkový tzv. adaptační jas zorného pole. Při denním osvětlení jsou velkým nebezpečím pro oslnění osvětlovací otvory s průhledem na oblohu, jejíž jas je obvykle mnohonásobně větší než jas pozorovaného předmětu. Velmi nepříjemné může být oslnění vznikající odrazem světla od lesklých povrchů v zorném poli. Proto se nedoporučuje používání lesklých povrchů tam, kde mohou způsobit oslnění (např. pracovní plochy stolů, lesklé povrchy podlah atd.) Oslnění se člení dle různých hledisek (blíže obr. 3): Oslnění podle stupně působení rušivé oslnění, budí nepříjemný pocit, rozptyluje pozornost, avšak nemusí zhoršovat činnost zraku, oslnění je psychologické, omezující oslnění, zhoršuje zrakovou činnost, zvyšuje nervovou únavu, oslepující oslnění, znemožňuje vidění ještě nějakou dobu po zániku oslnění, oslnění je fyziologické. Oslnění podle příčiny absolutní oslnění, je způsobeno vysokými jasy v zorném poli, na které se zrak nemůže adaptovat, přechodové oslnění, nastává při náhlé změně jasu v čase, oslnění kontrastem, může nastat je-li jas oslňujícího zdroje větší než jas adaptační, 21

oslnění závojové, způsobené vyšším jasem rozptýleného prostředí mezi pozorovaným předmětem a zrakem pozorovatele. Jistá forma závojového oslnění vzniká ve vnitřním prostoru oka. 19 Rozdělení Oslnění Podle stupně působení Podle příčiny Podle umístění oslňujícího zdroje v zorném poli Podle cesty světla od oslňujícího zdroje k oku pozorovatele Oslnění rušivé Oslnění absolutní Oslnění osové, centrální Oslnění přímé Oslnění omezující Oslnění přechodové Oslnění okrajové, periferní Oslnění odrazem Oslnění oslepující Oslnění kontrastem Oslnění závojové Obr. 3 Rozdělení oslnění. V praxi se na pracovištích setkáváme nejčastěji s oslněním kontrastem. Dochází k němu tehdy, jsou-li v zorném poli člověka současně plochy o velmi různém jasu. Může 19 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 22

být způsobeno např. nedostatky v provedení osvětlovací soustavy, jejichž důsledkem jsou oslňující lesky na strojích, papíru apod. 3.7.2.5 Barevné řešení Vliv barevnosti na člověka je různý a vyvolává řadu pocitů, jelikož každá barva má psychologickou a vizuální charakteristiku, působivost a účinnost, které se uplatňují v souvislosti s ostatními podmínkami prostředí např.: teplé barvy (červená, žlutá, oranžová a jejich odstíny) vyvolávají dojem tepla, působí povzbudivě a podněcují k činnosti, studené barvy (zelená, modrá a jejich odstíny) vyvolávají dojem chladu, uklidňují, poskytují úlevu zraku a podporují duševní soustředění, světlé barevné odstíny vzbuzují dojem lehkosti, zjasňují vnitřní prostor a zlepšují světelné poměry, temné barevné odstíny působí těžším až tísnivým dojmem, tlumí odrazivost světla. Barevnou úpravu místnosti volíme z hlediska tvaru, velikosti a polohy tak, abychom použitím vhodně volených barevných tónů, co nejvýhodněji upravili světelné vlastnosti prostoru požadavkům člověka a jeho činnosti např.: sytější barevné odstíny mohou zdánlivě zmenšit poměrně velké, vysoké a rozlehlé prostory, světlé barevné odstíny mohou zdánlivě zvětšit a rozšířit poměrně malé a úzké místnosti. 20 3.7.2.6 Regulace přímého slunečního světla Pomocí regulace přímého slunečního světla ve vnitřních prostorech, se může světlo podle potřeby omezit nebo úplně vyloučit. Způsobů regulace je mnoho a mají se vždy volit ty, které nejlépe vyhovují daným požadavkům a přitom jsou hospodárné. Pro tento účel se používají různé druhy clon, které částečně nebo úplně chrání osvětlovací otvor a tím i vnitřní prostor před přímým slunečním zářením. 20 Barevná úprava vnitřního prostředí, literatura [online]. Rubrika: Manuál prevence v lékařské praxi, 2005 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.zdravcentra.cz. 23

3.8 Normativní předpisy pro osvětlení vnitřních prostor 3.8.1 Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti Vnitřní prostory budov slouží rozmanitým činnostem a podle toho mají také rozdílné nároky na denní osvětlení. Podle zrakové obtížnosti se činnosti dělí do sedmi tříd (blíže tab. 1). Kritériem zrakové obtížnosti je poměrná pozorovací vzdálenost. Stanoví se jako podíl pozorovací vzdálenosti D [m] dělený velikostí kritického detailu d [m]. Kritický detail je nejmenší podrobnost, kterou je třeba rozlišit při dané zrakové činnosti. Například při čtení textu může být kritickým detailem rozměr mezery v písmeni c, kterou se toto písmeno liší od o, viz obr. 4. Obr. 4 Stanovení zrakové obtížnosti pomocí poměrné pozorovací vzdálenosti. Požadavky na hodnotu činitele denní osvětlenosti udává tab. 1 převzatá z ČSN 73 0580-1: Denní osvětlení budov. Část 1: základní požadavky. Minimální hodnoty činitele denní osvětlenosti Dmin [%] musí být splněny ve všech kontrolních bodech interiéru nebo jeho funkčně vymezené části. Mimoto u vnitřních prostorů s horním a kombinovaným osvětlením, kde převažuje podíl horního osvětlení, musí být splněna i průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm [%]. 21 Průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm [%] se stanovuje jako aritmetický průměr hodnot v kontrolních bodech zvolené pravidelné sítě na vodorovné srovnávací rovině buď v celém rozsahu vnitřního prostoru nebo v jeho funkčně vymezené části. 22 3.8.2 Obecné požadavky denního osvětlení ve vnitřním prostoru Úroveň denního osvětlení, potřebná jako minimální, pro určitou činnost v daném místě vnitřního prostoru, se zjišťuje a hodnotí, není-li výslovně uvedeno jinak za venkovní situace charakteristické pro zimní období s malým množstvím denního světla, za 21 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 22 ČSN 730580-1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999. 24

předpokladu tmavého terénu s činitelem odrazu světla v mezích 0,05 až 0,2 a rovnoměrně zatažené oblohy. V místech s předpokládanou dlouhotrvající sněhovou pokrývkou, zejména při nadmořské výšce budovy nad 600 m, se doporučuje zjišťovat úroveň denního osvětlení také při zasněženém terénu s činitelem odrazu světla v mezích od 0,5 do 0,85 a rovnoměrně zatažené obloze. Rozložení denního světla ve vnitřním prostoru se zjišťuje pomocí hodnot činitele denní osvětlenosti v kontrolních bodech, rozmístněných v pravidelné síti na vodorovné srovnávací rovině. Výška srovnávací roviny má být 0,85 m nad podlahou, není-li podle konkrétní funkce vnitřního prostoru požadována výška jiná (např. na komunikacích v úrovni podlahy). Krajní řady kontrolních bodů se umisťují 1 m od vnitřních povrchů stěn. Obr. 5 Příklad rozmístění kontrolních bodů na srovnávací rovině. Počet mezilehlých kontrolních bodů se volí tak, aby dával dostatečnou představu o průběhu denního osvětlení ve vnitřním prostoru nebo jeho funkčně vymezených částech. Podle druhu a velikosti vnitřního prostoru se volí vzájemná vzdálenost pozorovacích bodů zpravidla od 1 m do 6 m (viz. obr. 5). U vnitřních prostorů se šířkou menší jak 2,4 m stačí jen jedna řada kontrolních bodů umístěná v ose prostoru. Poloha řad kontrolních bodů se volí tak, aby postihovala místa nejméně a nejvíce osvětlená (např. v ose osvětlovacího otvoru a v polovině vzdálenosti mezi osami sousedních osvětlovacích otvorů) a místa důležitá pro zrakovou činnost. V případech odůvodněných charakterem důležité zrakové činnosti se zjišťují 25

hodnoty činitele denní osvětlenosti ještě v dalších významných kontrolních bodech na vodorovné srovnávací rovině nebo v kontrolních bodech na srovnávací rovině v poloze jiné než vodorovné (na pracovní ploše, na šikmém panelu, na svislé tabuli atd.) Jde-li o trvalý pobyt lidí ve vnitřním prostoru nebo jeho funkčně vymezené části, musí být minimální hodnota činitele denní osvětlenosti D min rovna nejméně 1,5 % a průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti D m, pokud se vyžaduje, rovna nejméně 3 %, i když pro danou zrakovou činnost stačí nižší hodnoty. 23 Hodnota rovnoměrnosti denního osvětlení ve vnitřních prostorech, ve kterých se požaduje splnění jen minimální hodnoty činitele denní osvětlenosti, nemá být při třídách zrakových činností I až IV menší než 0,2, při třídě V menší než 0,15. Při třídách I až III se doporučuje rovnoměrnost osvětlení nejméně 0,3. Rovnoměrnost denního osvětlení se přitom určuje jako podíl nejmenší a největší hodnoty činitele denní osvětlenosti, zjištěné v kontrolních bodech sítě na vodorovné srovnávací rovině buď v celém rozsahu vnitřního prostoru, nebo v jeho funkčně vymezené části podle toho, jaká část prostoru ovlivňuje zrakovou pohodu jeho uživatelů. 24 3.8.3 Požadavky denního osvětlení v obytných místnostech V obytných místnostech se určuje hodnota činitele denní osvětlenosti v polovině hloubky místnosti ve dvou kontrolních bodech (P1, P2, viz obr. 6) vzdálených 1 metr od stěn. V takto určených bodech musí být hodnota činitele denní osvětlenosti nejméně 0,75 % a průměr z těchto dvou bodů alespoň 0,9 %. 23 ČSN 730580-1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999. 24 ČSN 730580-1: Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky, 1999. 26

Obr.6 Půdorysné rozmístnění kontrolních bodů v obytné místnosti. V obytných místnostech se také požaduje zajištění činitele denní osvětlenosti 0,5 % v celém půdorysu obytné místnosti (mimo plochu 1 m od stěn). Pro vytvoření vhodných podmínek pro vidění, nemá být poměr jasů rozhodujících ploch větší než 1:10. Při pozorování podrobností má být poměr jasu bezprostředního okolí k místu pozorování do 3:1, resp. 1:3. 25 25 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 27

Tab. 1 Třídění zrakových činností a hodnoty činitele denní osvětlenosti, podle ČSN 73 0580-1 Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky. Třída zrakové činnosti I. II. Charakteristika zrakové činnosti Mimořádně Přesná Velmi přesná Poměrná pozorovací vzdálenost 3330 a větší 1670 až 3330 III. Přesná 1000-1670 IV. Středněpřesná 500-1000 V. Hrubší 100-500 VI. VII. Velmi Hrubá Celková orientace Menší než 100 - Příklady zrakových činností Nejpřesnější zraková činnost s omezenou možností použití zvětšení, s požadavkem na vyloučení chyb v rozlišení, nejobtížnější kontrola. Velmi přesné činnosti při výrobě a kontrole, velmi přesné rýsování, ruční rytí s velmi malými detaily, velmi jemné umělecké práce. Přesná výroba a kontrola, rýsování, technické kreslení, obtížné laboratorní práce. Středněpřesná výroba a kontrola, čtení psaní (rukou i strojem), obsluha strojů, běžné laboratorní práce, vyšetření, ošetření, hrubší šití, pletení, žehlení, příprava jídel, závodní sport. Hrubší práce, konzumace jídla a obsluha, manipulace s předměty, materiálem, oddechové činnosti, základní a rekreační tělovýchova, čekání. Udržování čistoty, sprchování mytí, převlékání, chůze po komunikacích přístupných veřejnosti. Chůze, doprava materiálu, skladování hrubého materiálu, celkový dohled. Požadovaná hodnota minimální Dmin[%] Požadovaná hodnota průměrná Dm[%] 3,5 10 2,5 7 2,0 6 1,5 5 1,0 3 0,5 2 0,25 1 Poměrná pozorovací vzdálenost viz. kap. 3.8.1. 28

3.8.4 Požadavky na proslunění podstřešních obytných prostorů Jedním z důležitých kritérií při návrhu osvětlovacích otvorů v budovách je požadavek na proslunění obytných místností. Obytná místnost se považuje za prosluněnou, jsou li splněny tyto podmínky: 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 1200 mm nad úrovní podlahy v posuzované místnosti viz. obr. 7, výška slunce nad horizontem musí být nejméně 5, půdorysný úhel slunečních paprsků s hlavní přímkou roviny okenního otvoru menší jak 25 se považuje za tzv. neefektivní úhel dopadu, pod kterým se místnost nepovažuje za dostatečně prosluněnou (sluneční paprsky dopadající pod úhlem menším jak 25 se odrážejí a jen malá část přímého slunečního záření prostupuje do místnosti), blíže obr. 7, celková plocha okna vypočtená ze skladebných rozměrů musí být rovna min. 1/10 podlahové plochy místnosti, minimální doba proslunění je 90 minut (při zanedbání oblačnosti) pro období od 1. března do 13. října. Obr. 7 Kontrolní bod a úhel neefektivního dopadu slunečního záření u střešního okna. Podle požadavků ČSN 73 4301 Obytné budovy je proslunění vyhovující: u bytů pokud je součet prosluněných podlahových ploch obytných místností roven nejméně 1/3 součtu podlahových ploch všech obytných místností, u samostatně stojících rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být součet prosluněných podlahových ploch obytných místností roven nejméně 1/2 podlahových ploch všech obytných místností bytu. 29

Do součtu podlahových ploch z jedné strany prosluněných obytných místností ani do součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu se nezapočítávají ty části podlahových ploch, které leží za hranicí hloubky místnosti rovné 2,3 násobku její světlé výšky viz obr. 8. 26 Obr. 8 Využití slunečního záření v místnostech s větší hloubkou. 3.9 Stanovení činitele denní osvětlenosti Hodnotu činitele denní osvětlenosti lze určit měřením na hotové stavbě, měřením na modelu nebo výpočtem. Zejména ve fázi projektové přípravy se požaduje předpověď hodnot činitele denní osvětlenosti výpočtem. Výpočet se ale uplatní i při posouzení světelného stavu vnitřních prostor již existujících budov, protože měření se mohou provádět jen při určitých podmínkách venkovní osvětlenosti a jsou proto vázána převážně jen na některé dny v roce. Tuto nevýhodu nemá měření pod umělou oblohou. Umělá obloha (obr. 9) je zařízení, které je v provozu v Ústavu stavebníctva Slovenskej akademie ved. Jedná se o kopuli průměru 8 m, která je odspodu osvětlena umělými zdroji tak, aby bylo dosaženo gradace jasu oblohy CIE. 26 Ing. Mohelníková, J., Ph.D.: Proslunění podkrovních místností se střešními okny [online]. Velux, 2006 [citováno březen 2009]. Dostupné na Internetu: www.archiweb.cz. 30

Obr. 9 Schématický řez umělou oblohou. K výpočtu činitele denní osvětlenosti je možno použít více metod, které se od sebe liší přesností, pracností a vhodností použití při různých okolnostech např. pro posouzení nebo návrh různých osvětlovacích systémů, při různých podmínkách venkovního stínění, různých rozměrových a tvarových parametrech posuzované místnosti, osvětlovacích otvorů apod. Všem metodám je však společné stanovení výsledné hodnoty činitele denní osvětlenosti jako součtu tří dílčích složek: oblohové (D s), vnější odražené (D e ) a vnitřní odražené (D i ). 27 D = D s + D e + D i Obr. 10 Činitel denní osvětlenosti a jeho složky. 27 Kaňka, J. Požadavky na denní osvětlení interiérů a způsoby jejich prokazování. Praha: České vysoké učení technické, 2007. 31

3.9.1 Činitel denní osvětlenosti D Definuje se jako podíl osvětlenosti dané roviny přímím i odraženým oblohovým světlem v dané době a současné srovnávací osvětlenosti venkovní nezastíněné vodorovné roviny za předpokládaného nebo známého rozložení jasu oblohy. Příspěvky slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Činitel denní osvětlenosti D se udává v procentech a stanoví se takto: E D = 100% kde E E eb E eb je osvětlenost bodu dané roviny v [lx]. je srovnávací osvětlenost v bodě venkovní nezastíněné roviny v [lx]. 3.9.2 Oblohová složka činitele denní osvětlenosti D s Oblohová složka činitele denní osvětlenosti je podíl osvětlenosti dané roviny v daném bodě vyvolané přímo oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti horizontální roviny poloprostorem oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Oblohová složka činitele denní osvětlenosti se udává v procentech a stanoví se podle vztahu: D s = E E s eb 100% kde D s je oblohová složka činitele denní osvětlenosti v [%]. E s E eb je osvětlenost bodu dané roviny oblohovým světlem v [lx]. je srovnávací osvětlenost v bodě venkovní nezastíněné roviny v [lx]. 3.9.3 Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti De Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti je podíl složky osvětlenosti dané roviny v daném bodě vyvolané přímo vnějšími odraznými povrchy přímo nebo nepřímo osvětlenými oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti poloprostorem téže oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. 32

Vnější odražená složka je ovlivněna mnohonásobným odrazem světla mezi různými vnějšími odraznými povrchy navzájem, včetně odrazu od okolního terénu. Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti se udává v procentech a stanoví se podle vztahu: D e = E E e eb 100% kde D e je vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti v [%]. E e E eb je osvětlenost bodu dané roviny vnějším odraženým světlem v [lx]. je srovnávací osvětlenost v bodě venkovní nezastíněné roviny v [lx]. 3.9.4 Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti D i Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti je podíl složky osvětlenosti dané roviny v daném bodě vnitřního prostoru vyvolané vnitřními odraznými povrchy přímo nebo nepřímo osvětlenými oblohou s předpokládaným nebo známým rozložením jasu a osvětlenosti horizontální roviny vyvolané poloprostorem oblohy bez překážek. Příspěvky přímého slunečního světla jsou z obou osvětleností vyloučeny. Vnitřní odražená složka vzniká působením všech přímých toků od oblohy, překážek, okolního terénu aj. na všechny povrchy v místnosti po jejich vícenásobném odrazu k místu hodnocení. Světelné toky dopadající do místa hodnocení přímo od oblohy a vnějších překážek se započítávají samostatně jako oblohová nebo vnější odražená složka osvětlenosti. Po odrazu se účastní vzniku vnitřní odražené složky. Vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti se stanoví se podle vztahu 28 : D i = E E i eb 100% kde D i je vnitřní odražená složka činitele denní osvětlenosti v [%]. E i E eb je osvětlenost bodu dané roviny vnitřním odraženým světlem v [lx]. je srovnávací osvětlenost v bodě venkovní nezastíněné roviny v [lx]. 28 Rybár, P. a kol. Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002. 33