Sluneční záření a denní osvětlení ovlivňuje základní biologické pochody v lidském organismu, stav imunitního systému i nervové soustavy.
Proslunění vnitřního prostoru má kladný vliv na psychiku člověka a zároveň dochází působením UV záření k dezinfekci vnitřního prostředí.
Při návrhu budov i urbanistického řešení územních celků by mělo být dbáno na vytvoření zdravého a příjemného vnitřního prostředí pro jeho uživatele.
1 Proslunění
Proslunění je v současné legislativě řešeno v ČSN 73 4301 Obytné budovy a je požadováno pro všechny byty. Byt se považuje za prosluněný tehdy, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven minimálně 1/3 součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností.
U rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být prosluněna minimálně ½ ze součtu ploch všech jeho obytných místností.
Pozn. Mezi obytné místnosti se nepočítají místnosti s plochou menší než 8 m2 a kuchyně do 12m2
Je vhodné zajistit proslunění i pro kmenové učebny škol, denní místnosti mateřských škol a jeslí nebo pro lůžkové pokoje zdravotnických zařízení. Vždy je však třeba dbát i na to, aby se sluneční záření nestalo obtěžujícím a je proto nutné myslet i na ochranu před nadměrnými tepelnými zisky například speciálními typy skel nebo mobilními stínícími prvky.
Aby mohla být místnost považována za prosluněnou je nutné splnit následující podmínky:
– doba proslunění se zjišťuje v tzv. kritickém bodě, který se nachází v rovině vnitřního zasklení, 300 mm nad středem spodní hrany osvětlovacího otvoru, ale nejméně 1200 mm nad úrovní podlahy posuzované místnosti
– okenní otvor pro umístění kritického bodu musí mít nejmenší skladebný rozměr alespoň 900 mm, šířka oken ve skloněné střešní rovině může být menší, nejméně však 700 mm a zároveň přímé sluneční záření musí vnikat do místnosti okenním otvorem nebo otvory, jejichž celková plocha vypočtená ze skladebných rozměrů je rovna nejméně jedné desetině plochy místnosti
– sluneční paprsky musí dopadat do kritického bodu minimálně 90 minut denně dne 1. března
– 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 minimálně 3600 minut (jedná se o 40 dní s průměrnou dobou proslunění 90 minut)
– půdorysný úhel dopadajících slunečních paprsků s rovinou okenního otvoru musí být nejméně 25°
– výška slunce nad horizontem musí být nejméně 5°
Ještě než přistoupíme k výpočtu doby proslunění pro jednotlivé místnosti, je nutné upřesnit si správnou orientaci objektů ke světovým stranám. Geografická a kartografická síť se totiž liší o odchylku, která se nazývá meridiánová konvergence [°].V praxi to znamená, že svislý směr na mapě neodpovídá skutečnému severnímu směru a před výpočtem doby proslunění je nutné pootočit kartografický sever ve směru hodinových ručiček právě o úhel meridiánové konvergence. V České republice se hodnoty meridiánové konvergence pohybují od 4,5°- 9,5° od východu na západ a pro konkrétní lokalitu je lze vypočítat z její zeměpisné délky.
Pro prvotní představu, zda má daná místnost vůbec šanci být prosluněna, může sloužit jednoduchá kontrola jejího natočení vzhledem ke světovým stranám. Fasáda objektu bude osluněna dne 1.3. po dobu minimálně 90 minut pokud její normála a severní směr svírají úhel větší než 62° (obr. č.1). Toto pravidlo však platí pouze pro situaci bez dalších vnějších stínících překážek!
Obr. č. 1 – možné polohy severu vzhledem k fasádě objektu pro proslunění místnosti
Pouhý správný náklon fasády však mnohdy nestačí. Slunečním paprskům se do cesty často staví další překážky v podobě okolních budov, terénu nebo konstrukcí vlastní budovy. Takovými stínícími konstrukcemi jsou nejčastěji předsazené konstrukce balkónů a lodžií nebo různé svislé překážky po stranách oken. V současné době je velmi oblíbené orientovat bytové domy podélně ve směru osy sever – jih a využít tak východní i západní fasády k proslunění jednostranně orientovaných bytů.
Tyto byty jsou však prosluňovány ranním vycházejícím sluncem nebo naopak až večerním zapadajícím. V obou těchto případech je slunce poměrně nízko nad horizontem a proto je snadno zastiňováno okolostojícími objekty. Velmi často se v těchto případech orientace ke světovým stranám také setkáváme se stíněním balkóny nad sousedními jižněji položenými okny. Při východní nebo západní orientaci okenního otvoru totiž proslunění místnosti nebrání balkónová deska nad jejím vlastním oknem, ale spíše desky umístěné nad okny sousedními. Je proto velmi nevhodné navrhovat v takovýchto případech průběžné balkóny, ale snažit se spíše o jejich zkracování a prostřídání.
Na obrázku č. 2 je uveden příklad dráhy slunce pozorované z východně orientovaného okna stíněného deskou balkónu a sousedním objektem.
Obr. č 2 – pohled z okna na dráhu slunce stíněnou protějším objektem a balkónovou deskou
Na obrázku č. 3 je pro usnadnění orientace uvedena situace posuzovaného bodu.Z obrázku je patrné, že posuzovaný kritický bod nebude osluněn po dostatečně dlouhou dobu a to díky kombinaci stínění balkónovou deskou a objektem B. Pro dosažení vyhovujícího stavu by bylo zapotřebí odstranit nebo zkrátit desku a snížit objekt B.
Obr. č. 3 – Poloha kritického bodu odpovídající zobrazení na obrázku č. 2
Další variantou vedoucí k proslunění tohoto posuzovaného bodu může být natočení celé východní fasády směrem k jihu (čímž však uškodíme oknům ve fasádě západní) nebo vytvořením arkýřů.
Při orientaci okenních otvorů jižním směrem většinou nejsou pro proslunění balkónové desky nad oknem překážkou. Vzhledem k tomu, že dobu proslunění hodnotíme pro den 1. března, není slunce ještě tak vysoko, aby bylo touto deskou zastíněno. Při „rozumné“ hloubce balkónové desky proto není nutné mít ze zastínění obavy. Naopak v letních měsících, kdy je slunce podstatně výše, může sloužit konstrukce desky jako stínící prvek proti nadměrným tepelným ziskům.
V praxi se občas můžeme setkat i s případy, kdy je díky spolupůsobení okolní zástavby a vlastních konstrukcí objektu posuzovaný bod prosluněn pouze dne 1. března. Tento příklad je uveden na obrázku č. 4. Ve smyslu ČSN 73 4301 však proti tomuto případu nelze nic namítat.
Obr. č. 4 – Maximálně možné zastínění
2 Denní osvětlení
Problematika denního osvětlení je řešena následujícími českými technickými normami:
ČSN 73 0580 – 1 Denní osvětlení budov – Část 1: Základní požadavky
ČSN 73 0580 – 2 Denní osvětlení budov – Část 2: Denní osvětlení obytných budov
ČSN 73 0580 – 3 Denní osvětlení budov – Část 3: Denní osvětlení škol
ČSN 73 0580 – 4 Denní osvětlení budov – Část 4: Denní osvětlení průmyslových budov
Základním kvantitativním kritériem pro hodnocení osvětlenosti denním světlem je činitel denní osvětlenosti D [%]. Je definován jako poměr osvětlenosti E [lx] dané roviny v interiéru k současné horizontální exteriérové osvětlenosti EH [lx]. Pro zjednodušení se tedy dá říci, že hodnota činitele denní osvětlenosti určuje, kolik procent z venkovní osvětlenosti se dostane do interiéru.
Každý bod interiéru je osvětlen kombinací tří složek – přímým oblohovým světlem, světlem odraženým od venkovních překážek a světlem odraženým od vnitřních povrchů místnosti. Hodnota činitele denní osvětlenosti je proto složena z oblohové složky DS [%], vnější odražené složky De [%] a vnitřní odražené složky Di [%]. Při volném nestíněném horizontu může být De rovna nule stejně tak, jako DS v případě husté zástavby.
V obytných místnostech musí být ve dvou kontrolních bodech v polovině hloubky místnosti, ale nejdále 3 m od okna, vzdálených 1 m od bočních stěn, hodnota činitele denní osvětlenosti nejméně 0,7% a průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti z obou těchto bodů nejméně 0,9%.
Jde-li o trvalý pobyt lidí ve vnitřním prostoru nebo jeho funkčně vymezené části, musí být minimální hodnota činitele denní osvětlenosti Dmin rovna nejméně 1,5% a průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti Dm, pokud se požaduje, rovna nejméně 3%, i když pro danou zrakovou činnost stačí hodnoty nižší.
3 Vliv výstavby na okolní objekty
Při výstavbě nových objektů nebo rekonstrukci těch stávajících musíme dbát nejen na to, aby nově navrhované místnosti splnily požadavky na denní osvětlení a proslunění, ale je vždy potřeba zhodnotit jejich vliv na světelně-technický stav okolních budov.
Všechny stávající obytné místnosti a prostory s trvalým pobytem lidí v ovlivněných objektech by měli i po výstavbě nového objektu splňovat požadavky na hodnoty činitele denní osvětlenosti dle ČSN 73 0580 a požadavky na proslunění dle ČSN 73 4301, jsou-li nějaké.
V případě starších objektů s nevhodnou geometrií místností, silnými zdmi a členitými okny není situace s denním osvětlením již ve stávajícím stavu příliš veselá. Tento fakt by pak mohl významně ovlivnit plánovanou okolní zástavbu nebo ji dokonce zcela znemožnit. V tomto případě se tedy zjišťuje důvod tohoto nevyhovujícího stavu a to pomocí hodnoty činitele denní osvětlenosti roviny zasklení okna z vnější strany Dw [%] dle Přílohy B ČSN 73 0580-1. Hodnocení dle tohoto kriteria se použije v případě, že vnitřní prostory stávajících objektů nevyhoví po výstavbě nových staveb požadavkům ČSN 73 0580-1-4. Stínění stávajících vnitřních prostorů novými stavbami se považuje za vyhovující, jsou-li dodrženy požadované hodnoty Dw. dle tab. č.1.
Hodnoty Dw se zjišťují v kontrolních bodech umístěných v ose okna v polovině jeho výšky v rovině vnějšího průčelí nejméně však 2 m nad terénem. Zároveň se při tomto výpočtu eliminuje stínění bodu konstrukcemi vlastního objektu. To znamená, že pokud je nad zkoumaným oknem balkón nebo lodžie, vysune se kontrolní bod až na úroveň vnějšího líce jejich vyložení.
Požadované hodnoty Dw jsou rozděleny do čtyř kategorií dle charakteru lokality místa stavby. O zařazení stavby do kategorií č. 3 a 4 však musí rozhodnout oprávněné instituce příslušné obce.
|
kategorie
|
typ posuzovaného prostoru
|
min Dw [%]
|
Odpovídá úhlu ε(°) stínění
|
|
1
|
prostory s vysokými nároky na denní osvětlení (denní místnosti zařízení pro předškolní výchovu, učebny škol apod.)
|
35
|
24
|
|
2
|
ostatní prostory s trvalým pobytem lidí
|
32
|
30
|
|
3
|
prostory s trvalým pobytem lidí v souvislé řadové zástavbě v centrech měst
|
29
|
36
|
|
4
|
prostory s trvalým pobytem lidí v mimořádně stísněných podmínkách historických center měst
|
24
|
45
|
Snadnější situace nastane v případě, kdy doplňujeme stávající proluku novou stavbou, popřípadě nástavbou či přístavbou. V takovémto případě se považuje za vyhovující stav stínění okolních objektů, který by byl při úplné souvislé zástavbě. Stav denního osvětlení a proslunění stávajících objektů po výstavbě se pak neporovnává se stavem před výstavbou, ale se stavem při „ideální“ souvislé zástavbě.
Za úplnou souvislou zástavbu se považuje stavba v proluce, která doplňuje stávající zástavbu a zachovává při tom výškovou úroveň okolních staveb, jejich půdorysný rozsah apod. V mnoha situacích je však určení této „ideální zástavby“ problematické hlavně kvůli nestejným výškám sousedních objektů. Nikde bohužel není pro tyto případy uveden nějaký univerzální recept, jak postupovat a tak nezbývá nic jiného než řídit se vlastním citem.
Výstavba takového objektu, který by nepříznivě neovlivnil okolní stávající zástavbu je mnohdy velmi obtížná a může být i nereálná. Vzletné představy architektů a investorů jsou pak díky nutnosti zachovat v okolních objektech přiměřené světelně-technické podmínky značně minimalizovány a ořezány. Je tedy dobré nechat si ještě před konkrétním návrhem zpracovat studii, která vymezí maximální možné rozměry budoucí stavby s ohledem na denní osvětlení a proslunění okolních objektů. Ušetří nás to zbytečných výdajů, práce a možného zklamání.
Obr. č. 5 – Příklad nástavby objektu – původní představy investora versus výsledná maximální možná hmota nástavby
Literatura
[1] ČSN 73 0580 – 1 Denní osvětlení budov – Část 1: Základní požadavky
[2] ČSN 73 0580 – 2 Denní osvětlení budov – Část 2: Denní osvětlení obytných budov
Software
[3] Program DSD 1.1, výpočet doby proslunění , Ing. Marcel Pelech
