Denní osvětlení budov

Anotace:

Stanovení polohy Slunce na obloze pomocí početních metod. Zakreslení polohy slunce do různých slunečních diagramů. Proslunění v obytných a jiných specifických prostorech. Specifika hodnocení a okrajových podmínek podle české vs. evropské normy. Definice kosinového zářiče a činitele denní osvětlenosti, využití při stanovení množství denního světla v jednoduchých situacích. Požadavky na denní osvětlení v závislosti na účelu prostoru. Potřebné vlastnosti oblohy, osvětlovacího otvoru a stínící překážky. Možnosti stanovení jednotlivých složek činitele denní osvětlenosti. Přístup denního světla k průčelí objektu. Hodnocení a výpočet horního osvětlení. 

Cíle:

Schopnost aplikovat inženýrský přístup při řešení komplexních úloh v oblasti proslunění a denního osvětlení. Absolvent předmětu je schopen posuzovat denní osvětlení, ale také navrhovat efektivní řešení pro jeho optimalizaci. Má vhled do teoretické podstaty jednotlivých výpočtových metod a praktické zkušenosti k jejich aplikaci. Je se seznámen s postupy pro posuzování dostupnosti denního světla a slunečního záření ve všech potřebných projektových fázích, tj. umisťování budovy do území, dispozičního řešení objektu i detailních analýz při návrhu fasádních systémů. Má přehled o postupech hodnocení dalších kvalitativních parametrů denního osvětlení, tj. výhledu a rizika oslnění.

Požadavky:

Absolvovaný bakalářský předmět Stavební fyzika.

Přednášky:

1. Úvod do předmětu, opakování znalostí o proslunění z bakalářského studia. Metody pro ověřování doby proslunění. Vlastnosti vybraných slunečních diagramů a způsob projekce slunečních drah v nich.
2. Stanovení polohy Slunce na obloze pomocí početních metod. Porovnání metod uvedených v původní české a nové evropské normě. Proslunění v obytných místnostech a v nebytových prostor (školy a školky, zdravotnické stavby a podobně). Požadavky v minulosti a nyní. Poloha kontrolního bodu. Hodnocení oslunění pozemku pro rekreaci osob. Konstrukce stínů vržených na terén.
3. Přístup denního světla k průčelí objektu, kritéria a možnosti jeho stanovení.
4. Denní osvětlení – opakování znalostí z Bc. studia. Vliv osvětlení na člověka, vlastnosti lidského zraku a souvislost s požadavky na úroveň a kvalitu denního osvětlení.  Graficko-početní metody (Daniljukovy úhlové sítě, upravený Waldramův diagram, Arndtův vztah, BRS nomogramy a podobně) pro stanovení dílčích složek činitele denní osvětlenosti. Teoretické principy, okrajové podmínky, možnosti použití a výhody či nevýhody daných metod. Umístění sítě kontrolních bodů v prostoru.
5. Obloha jako plošný zdroj světla. Lambertův (kosinový) zářič. Využití základní definice činitele denní osvětlenosti a jejích modifikací při řešení jednoduchých úloh. 
6. Kvantitativní a kvalitativní požadavky na denní osvětlení v závislosti na účelu prostoru. Legislativa, kritéria, okrajové podmínky. Objektivní a subjektivní hodnocení denního osvětlení ve specifických prostorech (obytné místnosti, administrativa, školy, výstaviště, obchody pracoviště s monitory a obrazovkami, průmyslové a sportovní stavby apod.).
7. Využití odborného softwaru pro hodnocení denního osvětlení. Základní (statické) a pokročilé (s využitím klimatických dat) metody modelování dostupnosti denního světla – autonomie denního světla, užitečné denní světlo, jasové poměry apod. Faktory ovlivňující dostupnost denního osvětlení v budovách – okolní budovy, dispoziční řešení, velikost a umístění oken, výplň okenních otvorů, povrchy atd. Možnost zónování interiéru.
8. Faktory ovlivňující dostupnost denního osvětlení v budovách – předsazené fasádní konstrukce (lodžie, balkóny), komplexní fasádní systémy, anidolické prvky, inteligentní zasklení
9. Regulace prostupu denního světla do místnosti, stínící systémy – pevné fasádní prvky, mobilní a automatické stínící systémy. Vliv na dostupnost slunečního záření a denního osvětlení.
10. Specifika horního osvětlení, vliv jiného než čirého materiálu výplně oken (polykarbonáty apod.), světlovody. Způsob výpočtu činitele denní osvětlenosti a jeho složek v takto osvětleném prostoru.
11. Hodnocení kvality výhledu z místnosti. Parametry ovlivňující výhled. Vlastnosti stínících překážek v zorném poli.
12. Způsoby hodnocení rizika pravděpodobnosti oslnění (DGP) v místnosti.  
13. Případová světelně technická studie budovy. Příklady optimalizace budovy. Požadavky na dostupnost denního osvětlení vč. dalších požadavků na ostatní parametry kvality vnitřního prostředí.

Cvičení:

1. Ověření proslunění pomocí pravoúhlého a stereografického slunečního diagramu. Porovnání výsledků s úlohou z bakalářského studia (diagram zastínění). Stanovení hodnoty neefektivního úhlu pro dané osvětlovací otvory.
2. Využití diagramu zastínění při řešení praktických úloh (např. umístění nové budovy do městské zástavby nebo určení možného převýšení a/nebo odstupu stínící budovy). Následné ověření pravdivosti výsledku výpočtem doby proslunění v odborném softwaru.
3. Stanovení činitele denní osvětlenosti na svislé rovině. Hodnocení přístupu světla k průčelí objektu. Vyhodnocení, zda objekt stíní či nestíní nadměrně.
4. Stanovení oblohové a vnější odražené složky činitele denní osvětlenosti v obytné místnosti pomocí početní metody vycházející z Daniljukových úhlových sítí.
5. Stanovení oblohové a vnější odražené složky činitele denní osvětlenosti v obytné místnosti pomocí upraveného Waldramova diagramu. Porovnání výsledků s předchozí úlohou.
6. Stanovení činitele denní osvětlenosti v odborném softwaru – modelování objektu, základní postup výpočtu. Síť kontrolních bodů. Odlišnosti v hodnocení podle původní i aktuálně platné normy. 
7. Využití odborného software pro posouzení vlivu dispozice místnosti, umístění a velikost okenního otvoru na činitele denního osvětlení. Možnosti zónování posuzovaného interiéru.
8. Využití odborného software pro posouzení vlivu okolní zástavby, stínících fasádních konstrukcí (lodžie, balkóny) na dostupnost denního osvětlení v místnosti.
9. Využití odborného software pro posouzení vlivu konstrukce okna, typu zasklení, barevnosti a struktury povrchů na činitele denního osvětlení.
10. Stanovení množství denního světla v prostoru osvětleném střešními světlíky s difuzním materiálem zasklení.
11. Volba kontrolních bodů v zadaném prostoru pro hodnocení výhledu. Vyjádření jednotlivých parametrů ovlivňujících výhled. Příprava k aplikační úloze v předmětu, který je zaměřen na měření.
12. Stanovení pravděpodobnosti rizika oslnění v závislosti na poloze očí, zadaných parametrech oslňujícího zdroje apod.
13. Návrh rozměrů stínící konstrukce pro eliminaci letního přehřívání.

Ukončení:

Podmínky pro získání zápočtu:
Docházka dle pokynů vyučujícího, odevzdání všech úloh v požadované kvalitě a v daných termínech.

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu (úspěšné složení zkoušky):
K přístupu ke zkoušce je požadován zápočet. Zkouška bude písemná v podobě testu především s otevřenými grafickými či graficko-početními otázkami. Součástí testu mohou být i některé uzavřené otázky s volbou správné odpovědi. Zkouška může být doplněna ústním zkoušením.