Daylight Factor

Czym jest Daylight Factor?

DF to współczynnik oświetlenia światłem dziennym – iloczyn natężenia światła naturalnego wewnątrz Ei (lux) do natężenia światła naturalnego na zewnątrz Ee (lux) analizowanego pomieszczenia.

DF = Ei /Ee ·100 %

Współczynnik Daylight Factor, aby był porównywalny oblicza się dla całkowicie zachmurzonego nieba, w dniu równonocy (22 marca lub 22 września) na wysokości 85 cm od powierzchni podłogi. Orientacja nie ma znaczenia dla DF. Światło rozproszone jest równomierne z każdej orientacji. Współczynnik ilustruje najmniejszą możliwą relację Ei/Ee światła dziennego o godzinie 12:00 w dniu równonocy. W rzeczywistości w oświetleniu będzie brało udział także światło bezpośrednie, jednak nie uwzględnia się go, aby wyniki były porównywalne. Skoro obliczenia wykonuje się dla równonocy, można założyć, że przez pół roku jakość światła będzie niższa niż wynikowa, a przez pół roku wyższa niż wynikowa.

Aby obliczyć DF należy wykonać model 3d, należy nadać powierzchniom określone właściwości – kolor, stopień odbicia oraz pochłaniania światła. Powłokom transparentnym należy nadać stopień przenikania światła. Poza zbudowaniem modelu analizowanego pomieszczenia należy zbudować także jego otoczenie. Jeśli przed oknem pomieszczenia parteru znajduje się powierzchnia refleksyjna, np. basen lub jasny taras, może się okazać, że ta powierzchnia znacząco poprawia relację Ei/Ee.

Współczynnik DT określa powierzchnię o komfortowym natężeniu nasłonecznienia DF, czyli DT jest minimalną komfortową wartością DF określoną w zależności od warunków klimatycznych. Zakłada się, że 300 lux jest wartością komfortową, a więc przy zewnętrznym natężniu Ee dla Warszawy równym 14 700 lux, DT=(300 lux/14700 lux)*100%=2%. W większości wymagań dot. DF określa się, że w analizowanym pomieszczeniu co najmniej połowa powierzchni powinna mieć DF>DT, czyli co najmniej połowa powierzchni powinna być komfortowo nasłoneczniona. Z analizowanej powierzchni można wykluczyć pas 0,5 m od ścian pomieszczenia, jeśli w tym pasie nie będą znajdować się stanowiska pracy.

W wytycznych do spełnienia w certyfikatach zielonego budownictwa spotyka się wymóg o minimalnym DF w pomieszczeniu – DTM

Prawo

DF jest ważnym czynnikiem jeśli staramy sie o certyfikat zielonego budownictwa. Może być wymagane wykonanie analizy, jednak niekoniecznie wymaga się spełnienia wartości minimalnych. Sama analiza jest punktowana np. w polskim certyfikacie o roboczej nazwie Green. DF jest jednym z flagowych wymagań w celu osiągnięcia standardu Velux Model House 2020. W większości Państw Unii Europejskiej nie jest to współczynnik wymagany do uzyskania pozwolenia na budowę, ale często jest to współczynnik zalecany do zbadania.

2

Przykładowo wg duńskiego prawa:
powierzchnia przeszklenia w pomieszczeniu przeznaczonym na pobyt ludzi powinna wynosić min 10 % pow pomieszczenia, lub w przypadku zastosowania okien dachowych nie mniej niż 7 % pow pomieszczenia przy założeniu, że Tv>0,75. Można przyjąć, że pow przeszklona wynosi 0,7 pow okna. Powierzchnię przeszkloną należy pomniejszyć o stałe elementy zacieniające tj. zasłony lub sąsiadujące budynki.
Oświetlenie można uznać za spełnione jeśli obliczenia wykazują, że:
w kuchni oraz miejscu przeznaczonym na pobyt ludzi DF wynosi co najmniej 2 % w co najmniej połowie powierzchni pomieszczenia,
w miejscu pracy (strefie) DF wynosi co najmniej 2 %

Forma a DF

Dla projektanta DF jest sprawdzeniem, jaki procent zewnętrznego światła naturalnego jest wykorzystywany w oświetleniu pomieszczenia. Analiza opisuje jakość, komfort przestrzeni i sposób w jaki światło się w niej rozprowadza. DF nie zależy jedynie od wielkości okna.

  • Przy tej samej powierzchni, ale różnych proporcjach okna DF osiąga różne wartości.
  • Okno narożne w porównaniu z oknem o tej samej powierzchni ulokowanym w centrum ściany oświetla mniejszą powierzchnię.
  • Okno w kształcie prostokąta stojącego oświetla pomieszczenie głębiej niż takie samo o proporcji prostokąta leżącego.
  • Kształt ościeży okiennych oraz kształt samego pomieszczenia także wpływają na jakość jego oświetlenia.
  • Z analiz wynika, że aby uzyskać równomierny rozkład światła we wnętrzu, okna powinno się rozmieszczać równomiernie na ścianie zewnętrznej (rytmicznie).
  • Pomieszczenie powinno mieć regularny kształt, bez „ciemnych” zakamarków.
  • Świetliki dachowe i okna połaciowe są bardziej efektywne od okien w elewacji. Tą samą powierzchnią okna umieszczonego w stropodachu można doświetlić większą powierzchnię pomieszczenia niż w przypadku tego samego okna umieszczonego w elewacji.
  • Zadaszenia i balkony umieszczone bezpośrednio nad oknem bardzo ograniczają przepływ światła do pomieszczenia.
  • Przesunięcie zadaszenia wyżej nad okno poprawia DF.
  • Zastosowanie płytkiego balkonu jest bardziej korzystne dla nasłonecznienia pomieszczenia znajdującego się poniżej.
  • Dla dużych pomieszczeń w użyteczności publicznej, ale także dla nowoczesnych rezydencji korzystne okazują się atria i patia.
  • Wspomagająco działają powierzchnie refleksyjne projektowanego otoczenia budynku oraz urządzenia prowadzące światło, tj. żyletki, półki słoneczne czy też sterowane żaluzje.

Projektowanie pod kątem światła naturalnego zostało porzucone razem z trendem dążenia do jak najmniejszych strat energii w budynku.

  • W budynkach mieszkalnych coraz częściej stosuje się okna trójszybowe o zwiększonym współczynniku izolacyjności cieplnej U oraz zmniejszonym współczynniku zysków energii słonecznej g, a co za tym idzie także zmniejszonym współczynniku transmisji światła widzialnego TL. Okna te powodują, że komfortowo nasłoneczniona powierzchnia pomieszczenia o DF>DT jest często dwukrotnie mniejsza niż w przypadku zastosowania okien dwuszybowych.
  • W całkowicie przeszklonych budynkach stosuje się szyby mocno ograniczające przegrzewanie (niski wsp. g), a tym samym blokujące transmisję światła widzialnego (niski wsp. TL). Znane są przykłady szyb, które jednocześnie chronią przed przegrzewaniem i mają stosunkowo wysoki współczynnik transmisji światła widzialnego, ale trzeba mieć świadomość, że są to parametry przeciwstawne.
  • Rozwiązaniem tego dylematu mogą być przegrody transparentne zmienne. Aktywne systemy zacieniające mogą być uruchamiane tylko w przypadku zwiększonego nasłonecznienia, czyli zwiększenia ryzyka przegrzewania budynku. Aktywne systemy słoneczne wymagają inteligentnego sterowania, zależnego od warunków zewnętrznych (czujki), albo sterowane dzięki danym pogodowym dostępnym w internecie.

Współczesna architektura jest często sprzeczna z zasadami projektowania pod kątem światła. Elewacje często projektuje się na zasadzie kontrastów – duże okno – małe okno, okno – płaszczyzna. Przyciemniane szyby stały się synonimem nowoczesności, mimo, że tak na prawdę nie pełnią one wystarczająco dobrze ani roli okna, ani roli ściany (słabo izolują akustycznie oraz termicznie oraz słabo oświetlają wnętrze). Skutkiem tego paradoksu są biurowce, w których sztuczne oświetlenie w chłodnym półroczu jest uruchomione niemal cały dzień.
Rytm podobnie jak symetria są uważane za historyzujące, a to z kolei jest źle odbierane przez współczesnych projektantów. Trzeba jasno powiedzieć, że architektura wernakularna, swojska, była kształtowana przez pokolenia na podstawie doświadczeń. Nie było w niej przypadku. Dowodzi tego analiza DF. Dziś naśladowanie architektury wernakularnej jest źle odbierane, ale może się to zmienić jeśli tylko zrozumiemy mechanizmy, które kierowały dawnymi projektantami oraz uznamy ich priorytet.

w_akson

w_jasne-mat-042m

w_jasne-mat-083m

df9poddaszetv0-69m

df9poddaszetv0-79m

1c