Je potrebné denné osvetlenie v budovách?

Otázku z nadpisu článku asi málokto vysloví. Ako samozrejmosť sa prijíma, že vnútorné priestory sú dobre presvetlené denným svetlom a v bytoch sú miestnosti dostatočne preslnené. Vďaka normám, predpisom a kontrole architektonických projektov patrí Slovensko medzi krajiny, v ktorých sa rešpektuje denné svetlo ako významná zložka vnútorného prostredia budov. Možno aj preto sa postavená otázka javí ako zbytočná, keďže ľudská potreba denného svetla sa stále napĺňa aj vďaka náročnej práci architektov, hygienikov a autorizovaných inžinierov.

V bežnom živote sa môžeme stretnúť s názormi, že na osvetľovanie pracovísk a priestorov určených na pobyt ľudí netreba využívať denné svetlo, argumentuje sa použitím umelého osvetlenia ako možnej náhrady.

Ak sa však vezme do úvahy, že viac ako 90 % času strávi väčšina populácie v budovách, je dôležité vytvárať v nich zdravé a bezpečné prostredie. Denné svetlo je zložka životného prostredia, ktorá významne zvyšuje kvalitu vnútorného prostredia a ovplyvňuje zdravie ľudí.

Málokto si uvedomuje, že v Ústave Slovenskej republiky je zakotvené: „Ľudia sú slobodní a rovní v dôstojnosti i v právach.“ Preto je logické, že denné osvetlenie v budovách by malo byť zabezpečené pre každého obyvateľa Slovenska.

Denné svetlo a človek

Človek vníma pomocou oka elektromagnetické žiarenie v rozsahu 380 nm – 780 nm. Zrakový orgán posiela signály do mozgu (obr. 1), ktorý vytvára obrazy vo farbách a v tvaroch v časovom slede, ako oko pracuje. Každá svetelná vlnová dĺžka reprezentuje určitú farbu.

Na rozdiel od umelých zdrojov svetla denné svetlo obsahuje všetky vlnové dĺžky, čo umožňuje vnímať predmety v ich pravých farbách a odtieňoch.

Charakteristickým znakom denného svetla je jeho neustála premenlivosť v čase a intenzite, pričom na túto dynamiku je ľudský organizmus stáročiami prispôsobený a potrebuje ju.

Zmeny dňa a noci, t. j. denný cyklus osvetlenia, sú pre náš organizmus dôležité, ovplyvňujú činnosť vnútorných orgánov, teplotu tela, bdelosť, spánok a aktivitu (obr. 2).

Svetlo slúži ako nástroj biologických hodín a synchronizuje vnútorné hodiny človeka. Ich narušenie sa môže prejaviť poruchami spánku, únavou, znížením psychickej rovnováhy a zhoršením zdravia.

Denné svetlo v interiéroch budov

Denné osvetlenie v budovách sa na Slovensku navrhuje a posudzuje podľa noriem a vyhlášok. Posudky robia autorizované osoby, a to bežne v stupni projektu stavby na územné konanie. Medzi významné parametre, ktoré ovplyvňujú množstvo denného svetla vo vnútorných priestoroch budov, patria najmä:

• geometrické parametre – rozmery a poloha okien v obvodovom plášti, rozmery a tvar miestnosti, rozmery, tvar a poloha vonkajších tieniacich prekážok,
• optické parametre – činiteľ priepustnosti svetla osvetľovacími otvormi, činitele odrazu svetla vnútorných a relevantných vonkajších plôch,
• prevádzkové parametre – stanovenie funkčne vymedzenej zóny, úroveň porovnávacej roviny, znečistenie zasklení, vnútorných a vonkajších povrchov.

Okná a svetlíky miestností sa navrhujú a posudzujú podľa modelu CIE rovnomerne zamračenej oblohy, keď je vylúčený vplyv priameho slnečného svetla.

Tento model zaručuje, že veľkosti osvetľovacích otvorov budú poskytovať užívateľom budov vždy viac denného svetla ako počas normovej zamračenej oblohy, reprezentujúcej najnepriaznivejší stav vonkajších svetelných podmienok.

Tieto situácie sa v prírode vyskytujú najmä v čase „jesenných dušičkových dní“. Treba poznamenať, že pri zamračenej oblohe sú interiéry osvetľované len oblohovým difúznym svetlom a orientácia okien nemá vplyv na vnútornú osvetlenosť.

Ak sa pred oknami miestnosti nachádzajú budovy, znižujú sa v závislosti od ich výšky a vzdialenosti interiérové osvetlenosti, ktoré môžu v extrémnych prípadoch klesnúť až na nevyužiteľné úrovne. Svetlo odrazené od fasád budov a okolitého terénu predstavuje okolo 20 % množstva svetla, ktoré poskytuje obloha.

Preto je dôležité riešiť umiestnenie stavieb tak, aby sa do posudzovaných miestností projektovanej stavby a aj do okolitých budov dostávalo čo najviac oblohového svetla. Všeobecne platí pravidlo, že keď z posudzovaného bodu vidieť značnú časť oblohy, je v tomto mieste dostatok denného svetla.

Na obr. 3 je zobrazený vplyv výšky okna v bočne osvetľovanej miestnosti. Čím je osvetľovací otvor vyšší, tým vyššie budú aj úrovne osvetlenosti. Toto tvrdenie platí čiastočne aj pri šírke okien (obr. 4).

Široké okná poskytujú širší, dobre osvetlený priestor, pričom v miestnostiach s úzkymi alebo excentricky umiestnenými oknami sa môžu vyskytnúť tmavé kúty. Poloha okien má byť vždy nad porovnávacou rovinou, keďže okná pod touto rovinou, osadené na podlahe, osvetlia nanajvýš nohy pod stolom.

Vyššie osadené okná, sklonené okná alebo svetlíky poskytujú viac denného svetla ako vertikálne okná. Na obr. 5 možno vidieť, že takmer polovica miestnosti je pomerne dobre osvetlená. Osvetlenosť v miestnosti so skloneným oknom prudko klesá so zmenšovaním sa výšky okien.

Záver

Nové technológie v oblasti výroby svietidiel sú schopné napodobniť spektrálne charakteristiky denného svetla, meniť farbu chromatickosti, intenzitu osvetlenia a jej denný časový priebeh. Inžinieri dokážu naprogramovať rôzne scény umelého osvetlenia, regulovať ho v závislosti od vonkajších svetelných podmienok.

Sme svedkami značného rozvoja svetelných zdrojov a ich elektroniky. Vie sa, že ľudia prijímajú všetky technológie vo svojom okolí ako umelé prvky, ktoré sa naučili do určitej miery ovládať, ale ktoré si s nami aj tak často robia, čo chcú.

Denné osvetlenie je jedinečné vo svojej originalite, t. j. neopakovateľnosti a vnímaní jeho prirodzenosti. Merania vonkajších osvetleností na CIE IDMP staniciach ukazujú, že sa v daných lokalitách nevyskytujú rovnaké denné priebehy.

Denné osvetlenie si pritom okrem vstupných investičných nákladov na zabudovanie osvetľovacích otvorov a tieniacej techniky nevyžaduje ďalšie náklady pri užívaní budov. Platí tiež, že tam, kde sa využíva denné svetlo, nie je potrebné svietiť umelým svetlom a platiť za odoberanú elektrinu.

Ukazuje sa, že nestačí len vyrábať efektívnejšie a úspornejšie zariadenia. Paradox spoločnosti hovorí, že nová technológia sa začne viac využívať a aj pri menšej spotrebe energie na jednotku celkovo spôsobuje vyššiu spotrebu energie. Denné osvetlenie je však proti tomuto paradoxu imúnne.

V súčasnosti sa kladie vyšší dôraz na ochranu prírody a vytváranie zdravého prostredia pre všetky kategórie obyvateľstva. To znamená, že všetci špecialisti a úradníci majú voči našej generácii a všetkým budúcim veľkú zodpovednosť pri vytváraní podmienok, vďaka ktorým sa bude denné svetlo v budovách využívať čo najlepšie.

Príspevok vznikol s podporou grantu VEGA 02/0042/17 a projektu APVV –0118-12.

Literatúra

1. Darula, S.: Daylighting in the exterior and in the interior. Bratislava: STU, 2011.
2. Dostupné na: https://daylight.academy/wp-content/uploads/2017/11/Daylight-Booklet_3-Nov-2017_med_single-pages.pdf.
3. Dostupné na: https://www.licht.de/fileadmin/Publications/licht-wissen/1409_LW19_E_Impact-of-Light-on-Human-Beings_web.pdf.
4. Krtilová, A. – Matoušek, J. – Monzer, L.: Světlo a osvětlování. Praha: Avicenum, 1981.
5. Robins, C. L.: Daylighting. Design and analysis. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1986.
6. Rybár, P. – Šesták, F. – Juklová, M. – Hraška, J., Vaverka, J.: Denní osvětlení a oslunění budov. Brno: Era group, 2002.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 5/2019.