Denní osvětlení místnosti s okny ve fasádě a ve střeše
1. Úvod
Snaha o maximální využití prostoru vede k návrhu budov s obytným podkrovím i k realizaci půdních vestaveb a nástaveb existujících objektů. Ve všech těchto případech vyvstává požadavek na dostatečné prosvětlení podstřešních částí budovy [1], [2]. V podkroví, kde je v mnoha případech boční osvětlení nedostatečné nebo z různých důvodů vůbec není možné, nacházejí uplatnění střešní okna.
Střešní okno jako stavební prvek si získalo oblibu především v obytných budovách, ale často se zabudovává i ve stavbách občanského vybavení. Výhody střešního okna jsou zřejmé. Střešní okno nevyžaduje náročné zásahy do nosné konstrukce střechy a příliš nemění architektonický vzhled budovy, což je využíváno zvláště při rekonstrukci starších budov i památkově chráněných objektů.
2. Posouzení denního osvětlení místnosti
Denní osvětlení střešním oknem v porovnání s bočním osvětlovacím otvorem stejné prosklené plochy i výšky parapetu bylo posouzeno pro vybranou obytnou podkrovní místnost o půdorysných rozměrech 3,2 × 4,0 m a světlé výšce 2,5 m.
Místnost je osvětlována střešním oknem o rozměrech 1,14 × 1,4 m, výška parapetu je 0,9 m. Okno je umístěno ve střešní rovině o sklonu 45°. Výsledky posouzení denního osvětlení byly porovnány s výpočty pro danou místnost osvětlovanou svislým oknem stejných rozměrů. Dále byla posouzena uvedená místnost osvětlovaná dvěma střešními okny v porovnání s okny svislými, obojí o rozměrech 2 × 0,94 × 1,4 m, výška okenních parapetů 0,9 m.
Osvětlenost místnosti charakterizovaná činitelem denní osvětlenosti D (%) byla ve všech posouzeních stanovena pro síť kontrolních bodů na pracovní rovině ve výšce 850 mm nad podlahou za předpokladu rovnoměrně zatažené CIE oblohy a tmavého terénu [2], [3]. Porovnání bylo vyhodnocováno v počítačovém programu DEN-DQL [4].
Výpočty činitele denní osvětlenosti byly provedeny pro tyto vstupní údaje:
- činitele odrazu stropu 0,70, stěn 0,55, podlahy 0,30, okenního ostění 0,70, okolního terénu 0,10,
- činitel prostupu zasklení okna (izolační dvojsklo 0,80),
- činitel znečištění okna z vnitřní strany 0,90, z vnější strany 0,80.
Grafické znázornění rozložení izočar o stejném činiteli denní osvětlenosti D (%) na pracovní rovině a porovnání minimálních (Dmin), maximálních (Dmax) i průměrných (Dprům) hodnot včetně jeho oblohové složky Ds i vnitřní odražené složky Di a rovnoměrnosti osvětlení r = Dmin/Dmax je uvedeno na obr. 1 a obr. 2. Ve výpočtech nebyly zadány žádné vnější stínící překážky, z toho důvodu je vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti De nulová.
3. Závěr
V příspěvku bylo uvedeno posouzení podkrovní místnosti osvětlované okny v porovnání s variantou osvětlení střešními okny osazenými do šikmé střechy. Z uvedených výsledků posouzení je zřejmé, že střešní okna poskytují vyšší osvětlenost interiéru v porovnání s okny svislými. Střešní okno umožňuje, aby denní světlo dopadalo do místnosti shora, což může být výhodou hlavně v městské zá-stavbě a tam, kde jsou svislá okna stíněna venkovními překážkami. V takovém případě jsou místnosti se svislými okny osvětlovány z velké části světlem, které nepřichází přímo z oblohy, ale odráží se od fasád protějších domů, terénu a okolních překážek.
U střešního okna je možnost využít oblohové světlo v celé jeho ploše. Optimální je navrhovat střešní okna s nižším parapetem, která umožní zrakové spojení s venkovním prostředím. U obytných místností by střešní okno mělo být osazeno tak, aby jeho spodní hrana byla max. 1 100 mm nad podlahou [5]. Menší rovnoměrnost denního osvětlení lze omezit vhodným umístěním jednotlivých střešních oken v souladu s rozlohou místnosti a s požadavky na předpokládanou zrakovou činnost. Je také možné kombinovat střešní okna s doplňkovými bočními osvětlovacími otvory.
Na závěr uvedených posouzení lze uvést následující shrnutí:
- jas výpočtového modelu denního osvětlení místnosti je stanoven pro zataženou oblohu v zimě, kdy je jas v zenitu třikrát větší než jas u horizontu, což zvýhodňuje okna ve skloněných střešních rovinách oproti oknům zaskleným svisle, – světelný tok přicházející na vodorovnou pracovní rovinu shora střešním oknem je pro osvětlenost této roviny účinnější v porovnání se světelným tokem od bočního okna, který na pracovní rovinu dopadá tečně,
- větší rovnoměrnost osvětlení při svislém zasklení, která se projevila v uvedeném posouzení, je neopomenutelnou výhodou svislého zasklení oproti zasklení oknem ve skloněné střešní rovině.
- střešní okna tedy umožňují vyšší osvětlenost, nelze je však zcela upřednostňovat oproti svislým oknům; z praxe je známo, že v podkrovních prostorách může působit denní světlo ze střešních oken nepříjemně z důvodu malé rovnoměrnosti osvětlení v hloubce místností.
doc. Ing. Jiří Plch, CSc., Česká společnost pro osvětlování
doc. Ing. Jitka Mohelníková, Ph.D., Fakulta stavební VUT v Brně
Recenze: doc. Ing. Jan Kaňka, Ph.D., Stavební fakulta ČVUT v Praze
Literatura:
[1] ČSN 73 4301:2004 + Z1:2005 Obytné budovy.
[2] RYBÁR, P. a kol.: Denní osvětlení a oslunění budov. Era, Brno, 2002.
[3] ČSN 730580-1:2007 Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky.
[4] MAIXNER, T.: Počítačový program DEN- DQL.
[5] ČSN 730580-2:2007 Denní osvětlení budov. Část 2: Denní osvětlení obytných budov.
Obr. 1. Porovnání denního osvětlení místnosti se střešním oknem a se svislým oknem
Obr. 2. Porovnání denního osvětlení místnosti se dvěma střešními okny a se dvěma svislými okny