Дневное освещение — это практика размещения окон , мансардных окон , других проемов и отражающих поверхностей так, чтобы прямой или непрямой солнечный свет мог обеспечить эффективное внутреннее освещение. Особое внимание дневному освещению уделяется при проектировании здания, когда целью является максимизация визуального комфорта или снижение энергопотребления. Экономия энергии может быть достигнута за счет сокращения использования искусственного (электрического) освещения или за счет пассивного солнечного отопления. Потребление энергии искусственного освещения можно сократить, просто устанавливая меньшее количество электрического освещения там, где присутствует дневной свет, или автоматически уменьшая или выключая электрическое освещение в ответ на наличие дневного света – процесс, известный как сбор дневного света .
Количество дневного света, поступающего во внутреннее пространство, можно проанализировать путем измерения освещенности по сетке или расчета коэффициента дневного света . Компьютерные программы, такие как Radiance, позволяют архитектору или инженеру быстро рассчитать преимущества конкретного проекта. Реакция человеческого глаза на свет нелинейна , поэтому более равномерное распределение того же количества света делает комнату ярче.
Источником всего дневного света является Солнце. Соотношение прямого и рассеянного света влияет на количество и качество дневного света. [1] «Прямой солнечный свет» достигает объекта, не рассеиваясь в атмосфере Земли . Солнечный свет, рассеянный в атмосфере, называется « рассеянным дневным светом ». Солнечный свет, отраженный от стен и земли, также способствует дневному освещению. В каждом климате различный состав дневного света и разный облачный покров , поэтому стратегии дневного освещения различаются в зависимости от местоположения и климата. На широтах к северу от тропика Рака и к югу от тропика Козерога на полярную стену здания в период между осенним и весенним равноденствием (то есть от сентябрьского равноденствия до мартовского равноденствия) нет прямых солнечных лучей. в северном полушарии и от мартовского равноденствия до сентябрьского равноденствия в южном полушарии .) В северном полушарии стена, обращенная на север, является «полярной стороной», а в южном полушарии - стеной, обращенной на юг. . [2]
Традиционно дома проектировались с минимальным количеством окон на полярной стороне и большим количеством окон большего размера на экваториальной стороне (стена, выходящая на юг в северном полушарии и стена, выходящая на север, в южном полушарии). [3] Окна на экваториальной стороне получают хотя бы некоторое количество прямого солнечного света в любой солнечный день года (кроме тропиков летом ) , поэтому они эффективны для дневного освещения участков дома, прилегающих к окнам. В более высоких широтах в середине зимы свет падает очень направленно и отбрасывает длинные тени. Это можно частично улучшить за счет рассеивания света , световых трубок или трубок , а также за счет отражающих внутренних поверхностей. В довольно низких широтах летом окна, выходящие на восток и запад, а иногда и на ближайший полюс, получают больше солнечного света, чем окна, выходящие на экватор. [2]
Пассивное дневное освещение — это система как сбора солнечного света с использованием статических, неподвижных и неотслеживающих систем (таких как окна, раздвижные стеклянные двери , большинство мансардных окон , световые трубы ), так и отражения собранного дневного света глубже внутрь с помощью таких элементов, как световые полки . Пассивные системы дневного освещения отличаются от систем активного дневного освещения тем, что активные системы отслеживают и/или следуют за солнцем и полагаются на механические механизмы для этого.
Окна — наиболее распространенный способ пропустить дневной свет в пространство. Их вертикальная ориентация означает, что они выборочно пропускают и рассеивают дневной свет в разное время дня и года. Поэтому окна в разных направлениях обычно необходимо комбинировать, чтобы обеспечить правильное сочетание света для здания, в зависимости от климата и широты. Есть три способа увеличить количество света, поступающего из окна: [4] (а) размещение окна рядом со светлой стеной, (б) наклонные стороны оконных проемов так, чтобы внутреннее отверстие было больше внешнего. или (c) использование большого светлого подоконника для проецирования света в комнату. Помимо пропускания дневного света в здание, окна выполняют еще одну функцию в практике дневного освещения, обеспечивая вид наружу. [5] Чтобы улучшить качество вида, видимого из окна, необходимо обеспечить три основные переменные: просмотр содержимого (что можно увидеть в представлении), доступ к просмотру (как можно увидеть вид из окна) и просмотр. ясность (насколько ясно видно изображение). [6] На четкость обзора часто влияет степень затенения, обеспечиваемая жалюзи или устройствами, используемыми для защиты пассажиров от резкого дневного света (например, яркого света ) или по причинам визуальной конфиденциальности. Критерии окружающей среды служат важными критериями для оценки качества содержимого окон. [7] Эти критерии можно разделить на пять важных факторов, а именно: местоположение, время, погода, люди и природа. Примечательно, что взгляды, которые способны обеспечить жителей зданий природным содержанием, намного перевешивают другие четыре критерия экологической информации.
Различные типы и сорта стекла , а также различная обработка окон также могут влиять на количество света, пропускаемого через окна. Тип остекления является важным вопросом, выражаемым его коэффициентом VT (визуального пропускания), [8] также известным как коэффициент пропускания визуального света (VLT). Как следует из названия, этот коэффициент измеряет, сколько видимого света пропускает окно. Низкое значение VT (ниже 0,4) может уменьшить количество света, попадающего в комнату, вдвое или более. Но помните также о стекле с высоким VT: высокие значения VT (скажем, выше 0,60) могут быть причиной бликов. С другой стороны, следует учитывать и нежелательные последствия больших окон.
Окна переходят в полупрозрачные стены (внизу).
Еще одним важным элементом создания дневного света является использование окон фонаря . Это высокие, вертикально расположенные окна. Их можно использовать для увеличения прямого солнечного света, если они ориентированы на экватор. Если смотреть на солнце, фонари и другие окна могут создавать неприемлемый яркий свет . В случае пассивного солнечного дома фонари могут обеспечить прямой путь света в комнаты на полярной стороне (север в северном полушарии; юг в южном полушарии), которые в противном случае не были бы освещены. В качестве альтернативы можно использовать фонарики для обеспечения рассеянного дневного света (с севера в северном полушарии), который равномерно освещает такое пространство, как класс или офис.
Часто окна фонаря также освещают поверхности внутренних стен, окрашенные в белый или другой светлый цвет. Эти стены расположены так, чтобы отражать непрямой свет во внутренние помещения, где он необходим. Преимущество этого метода заключается в уменьшении направленности света, что делает его более мягким и рассеянным, уменьшая тени.
Еще одна альтернатива стеклу с наклонной крышей — пилообразная крыша (можно встретить на старых заводах). Пилообразные крыши имеют вертикальное кровельное стекло, обращенное от стороны экватора здания, для улавливания рассеянного света (а не резкого прямого солнечного света со стороны экватора). [9] Угловая часть опорной стеклянной конструкции непрозрачна и хорошо изолирована благодаря прохладной крыше и лучистому барьеру . Концепция освещения пилообразной крыши частично решает проблему летнего светового люка «солнечной печи», но все же позволяет теплому внутреннему воздуху подниматься и касаться наружного стекла крыши холодной зимой, что приводит к значительной нежелательной теплопередаче. [10]
Мансардные окна представляют собой светопроводящие оконные проемы (изделия, заполняющие проемы в ограждающих конструкциях здания, которые также включают окна, двери и т. д. [ по данным кого? ] ), образующие всю или часть крыши здания. Мансардные окна широко используются при проектировании дневного освещения в жилых и коммерческих зданиях, главным образом потому, что они являются наиболее эффективным источником дневного света на единицу площади.
Альтернативой световому люку является фонарь на крыше . Фонарь на крыше — это купол дневного освещения , расположенный над крышей, в отличие от светового люка, встроенного в конструкцию крыши. Фонари на крыше служат одновременно архитектурным элементом и методом введения естественного света в пространство и обычно представляют собой деревянные или металлические конструкции с множеством застекленных стеклянных панелей.
Как элемент архитектуры , светильник представляет собой застекленную панель, обычно устанавливаемую заподлицо с потолком с целью пропускания естественного или искусственного света. [11] В остеклении лейлайтов обычно используются витражи или линзы, но также могут использоваться и альтернативные материалы. [12] [13] Например, Галерея Лаймской художественной ассоциации использует полупрозрачные белые муслиновые светильники под мансардными окнами. [14] Световой люк отличается от застекленного (или закрытого) светового люка тем, что световой люк функционирует как мансардное окно или проем, а световой люк находится на одном уровне с потолком внутреннего помещения. [15] [16] В сочетании с фонарем на крыше или мансардным окном на наклонной крыше фонарик выполняет функцию внутреннего рассеивателя света. [17] До появления электрического освещения фонари позволяли передавать свет между этажами в больших зданиях и не всегда сочетались с мансардными окнами. [18]
Атриум – это большое открытое пространство, расположенное внутри здания. Его часто используют для освещения центральных помещений или общественных мест дневным светом, поступающим через стеклянную крышу или стену. Атриумы обеспечивают некоторое количество дневного света для прилегающих рабочих зон, но его количество часто невелико и не проникает очень далеко. [19] Основная функция атриума — обеспечить визуальный опыт и степень контакта с внешним миром для людей, находящихся в рабочих зонах. Освещение последовательных этажей помещений, примыкающих к атриуму, взаимозависимо и требует сбалансированного подхода. [20] Свет с неба может легко проникать на верхние этажи, но не на нижние, которые полагаются в основном на свет, отраженный от внутренних поверхностей атриума, например свет, отраженный от пола. [21] Верхним этажам требуется меньшая площадь окон, чем нижним, и если стены атриума светлые, верхние стены будут отражать свет в сторону нижних этажей. [9]
Стены из стеклоблока полупрозрачные. Традиционно они полые и залиты тонким бетонным раствором, но некоторые современные стены из стеклокирпича представляют собой цельное литое стекло [22] , залитое прозрачным клеем. [23] [24] Если клей соответствует показателю преломления стекла, стена может быть достаточно прозрачной.
Увеличивая количество бетона, в стены бутылок встраивают бутылки, которые проходят сквозь стену, пропуская свет. Также были построены бетонные стены с проходящими через них стеклянными призмами. С появлением более дешевых оптических волокон и оптоволоконных бетонных стен дневной свет (и теневые изображения) могут проходить непосредственно через твердую бетонную стену, делая ее полупрозрачной; оптоволокно будет направлять свет на изгибы и на десятки метров. [25] Обычно передается лишь несколько процентов света (процент пропускания составляет около половины процента поверхности, которую занимают волокна, и обычно используется только ~5% волокон). [26] [27]
И стекло, и бетон достаточно хорошо проводят тепло, когда они твердые, поэтому ни одна из этих стен не обеспечивает хорошую изоляцию . Поэтому их часто используют на открытом воздухе в качестве перегородки между двумя отапливаемыми помещениями (см. изображения) или в очень умеренном климате .
Стены теплицы (и крыша) спроектированы таким образом, чтобы передавать как можно больше света и как можно меньше тепла. Они используют различные материалы и могут быть прозрачными или полупрозрачными.
Можно обеспечить немного дневного света в пространствах, в которых маловероятно наличие окон или световых люков, с помощью устройств удаленного распределения, таких как зеркала, призмы или световые трубки . Это называется анидольное освещение , от анидоловой (не формирующей изображение) оптики . Нелинейная реакция человеческого глаза на свет означает, что распространение света на более широкую область комнаты делает комнату ярче и делает ее более освещенной.
Удаленные системы распределения дневного света имеют потери, и чем дальше им приходится передавать дневной свет и чем запутаннее путь, тем больше неэффективность. [28] Эффективность многих систем удаленного распределения также может сильно различаться от ясного до пасмурного неба. Тем не менее, там, где нет другой возможности обеспечить помещение дневным светом, можно использовать системы удаленного распределения. [19]
Светоотражатель с ручной регулировкой, который когда-то широко использовался в офисных зданиях, сегодня используется редко, поскольку его вытесняет комбинация других методов в сочетании с искусственным освещением. Отражатель нашел применение там, где искусственный свет обеспечивал плохое освещение по сравнению с современным электрическим освещением.
Световые полки — эффективный способ усилить освещение из окон на стороне здания, обращенной к экватору. Этот эффект достигается путем размещения белой или отражающей металлической световой полки за окном. [19] Обычно окно защищается от прямого летнего солнца выступающим карнизом. Световая полка выступает за тень, создаваемую карнизом, и отражает солнечный свет вверх, освещая потолок. Этот отраженный свет может содержать мало тепла, а отражающее освещение от потолка обычно уменьшает глубокие тени, уменьшая потребность в общем освещении. [29]
Холодной зимой, когда на земле лежит снег , создается естественная световая полка, которая делает ее отражающей. Низкое зимнее солнце (см. «Солнечная дорожка ») отражается от снега и увеличивает приток солнечного света через стекло, обращенное к экватору, на одну-две трети, что ярко освещает потолок этих комнат. Может потребоваться защита от бликов (шторы).
Самым старым применением призм для дневного освещения вполне могут быть палубные призмы , впускаемые на палубы кораблей для передачи света внизу. Позже для освещения подвальных помещений под тротуарами стали использовать тротуарные фонари или сводчатые фонари . [30]
Позже стали популярными призмы, в которых использовалось полное внутреннее отражение , чтобы излучать свет вбок и освещать более глубокие части комнаты. Ранние толстые, медленно охлаждающиеся призматические плитки из литого стекла часто назывались «плитами люксфера» в честь крупного производителя. [30] Они использовались и используются в верхних частях окон, и некоторые полагают, что они способствовали тенденции от темных, разделенных на части викторианских интерьеров к светлым интерьерам открытой планировки. [ нужна цитата ]
Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет (DRF), представляет собой тонкую пластиковую версию старой стеклянной призматической плитки. Его можно использовать вместо непрозрачных жалюзи. [31]
Другой тип используемого устройства — это световая трубка, также называемая трубчатым устройством дневного освещения (TDD), которая размещается на крыше и пропускает свет в определенную область интерьера. Они чем-то напоминают встраиваемые потолочные светильники. Они не обеспечивают такую большую теплопередачу, как мансардные окна, поскольку имеют меньшую площадь поверхности.
TDD используют современные технологии для передачи видимого света через непрозрачные стены и крыши. Сама трубка представляет собой пассивный компонент, состоящий либо из простого отражающего внутреннего покрытия, либо из светопроводящего оптоволоконного жгута. Он часто увенчан прозрачным купольным «светосборником» на крыше и заканчивается диффузором, который пропускает дневной свет во внутренние помещения и равномерно распределяет имеющуюся световую энергию (или эффективно, если использование освещенного пространства разумно фиксировано). , и пользователь пожелал иметь одно или несколько «ярких пятен»).
Трубчатое устройство дневного освещения было изобретено компанией Solatube International в 1986 году и впервые выведено на рынок Австралии в 1991 году. [ сомнительно ]
Активное дневное освещение — это система сбора солнечного света с помощью механического устройства для повышения эффективности сбора света для определенной цели освещения. Системы активного дневного освещения отличаются от пассивных систем дневного освещения тем, что пассивные системы являются стационарными и не следят активно за солнцем. [32] Существует два типа систем активного управления дневным светом: системы слежения за солнцем с замкнутым контуром и системы слежения за солнцем с разомкнутым контуром .
Умное стекло — это название класса материалов и устройств, которые можно переключать между прозрачным состоянием и непрозрачным, полупрозрачным, отражающим или светоотражающим состоянием. [34] Переключение осуществляется путем приложения напряжения к материалу или выполнения какой-либо простой механической операции. Окна, мансардные окна и т.п., изготовленные из умного стекла, можно использовать для регулировки внутреннего освещения, компенсируя изменения яркости света на улице и необходимой яркости в помещении. [35]
Использование гелиостатов , зеркал, которые автоматически перемещаются для отражения солнечного света в постоянном направлении по мере движения солнца по небу, набирает популярность как энергоэффективный метод освещения. Гелиостат можно использовать для освещения солнечного света непосредственно через окно или световой люк или в любое расположение оптических элементов, таких как световые трубки, которые распределяют свет там, где он необходим. На изображении показано зеркало, которое вращается на управляемой компьютером альтазимутальной монтировке с электроприводом .
Солнечные уличные фонари представляют собой поднятые источники света, которые питаются от фотоэлектрических панелей, обычно установленных на осветительной конструкции. Солнечная батарея такой автономной фотоэлектрической системы заряжает перезаряжаемую батарею , которая питает люминесцентную или светодиодную лампу в ночное время. Солнечные уличные фонари представляют собой автономные энергосистемы и имеют преимущество в виде экономии на затратах на прокладку траншей, озеленение и техническое обслуживание, а также на счетах за электроэнергию, несмотря на их более высокую первоначальную стоимость по сравнению с обычным уличным освещением. Они оснащены достаточно большими батареями, чтобы обеспечить работу в течение как минимум недели, и даже в худшей ситуации ожидается, что их яркость будет лишь незначительной.
Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL) разработала новую альтернативу мансардным окнам, называемую гибридным солнечным освещением. В этой конструкции используется установленный на крыше светоприемник, оптическое волокно большого диаметра и модифицированные эффективные люминесцентные осветительные приборы с прозрачными стержнями, подключенными к оптоволоконным кабелям. Для дневного естественного внутреннего освещения практически не требуется электричество.
Проведенные в 2006 и 2007 годах полевые испытания новой технологии HSL были многообещающими, однако мелкосерийное производство оборудования по-прежнему обходится дорого. HSL должен стать более экономически эффективным в ближайшем будущем. Версия, способная противостоять ураганам, может начать заменять традиционные коммерческие системы люминесцентного освещения улучшенными вариантами в 2008 году и позже. Законопроект об энергетике США 2007 года обеспечивает финансирование исследований и разработок HSL, а несколько крупных коммерческих зданий готовы финансировать дальнейшую разработку и внедрение приложений HSL.
Ночью ORNL HSL использует электронные балласты управления люминесцентным освещением переменной интенсивности. Поскольку солнечный свет постепенно уменьшается на закате, флуоресцентный светильник постепенно увеличивается, чтобы обеспечить почти постоянный уровень внутреннего освещения от дневного света до тех пор, пока на улице не стемнеет.
HSL может вскоре стать вариантом для коммерческого внутреннего освещения. Он может пропускать около половины получаемого прямого солнечного света. [36]
В хорошо спроектированном изолированном здании с солнечной энергетикой с солярием, солярием, теплицей и т. д. на стороне экватора обычно имеется значительное количество стекла. Между солнечной комнатой и внутренними жилыми помещениями также можно добавить большую площадь стекла. Недорогое безопасное стекло для дверей террасы, производимое в больших объемах, — недорогой способ достижения этой цели.
Двери, используемые для входа в комнату, должны располагаться напротив внутреннего стекла солнечной комнаты, чтобы пользователь мог сразу видеть улицу при входе в большинство комнат. Залы следует свести к минимуму, используя вместо них открытые пространства. Если прихожая необходима для уединения или изоляции комнаты, недорогое безопасное стекло для двери патио можно разместить с обеих сторон зала. Шторы над внутренним стеклом можно использовать для управления освещением. Шторы можно дополнительно автоматизировать с помощью сенсорного управления электродвигателем, который учитывает занятость комнаты, дневной свет, температуру в помещении и время суток. Пассивные солнечные здания без центральной системы кондиционирования воздуха нуждаются в механизмах контроля почасовых, ежедневных и сезонных изменений температуры и дневного света. Если температура правильная и в комнате никого нет, шторы могут автоматически закрываться, чтобы уменьшить передачу тепла в любом направлении.
Чтобы распределить дневной свет солнечной комнаты по сторонам комнат, наиболее удаленных от экватора, можно использовать недорогие зеркала от потолка до пола.
Строительные нормы требуют наличия второго пути выхода на случай пожара. Большинство дизайнеров используют дверь с одной стороны спальни и наружное окно, но окна на западной стороне обеспечивают очень плохие тепловые характеристики летом. Вместо окна, выходящего на запад, дизайнеры используют прочную энергосберегающую входную дверь с пенопластом Р-13. Он может иметь стеклянную штормовую дверь снаружи, чтобы свет мог проходить через нее, когда внутренняя дверь открыта. Стеклянные двери и окна с востока и запада должны быть полностью затенены сверху донизу, или можно использовать спектрально-селективное покрытие для уменьшения солнечного света.
Архитекторы и дизайнеры интерьеров часто используют дневное освещение как элемент дизайна. Хорошее дневное освещение требует внимания как к качественным, так и к количественным аспектам дизайна. [19]
Использование естественного света является одним из аспектов дизайна в архитектуре; В 1929 году французский архитектор Ле Корбюзье сказал: «История архитектурных материалов… была бесконечной борьбой за свет… другими словами, историей окон». Как он подчеркивал в своей архитектуре (например, в Нотр-Дам-дю-О ), дневное освещение было основным элементом архитектурного дизайна ( примеры см. в Часовне Массачусетского технологического института и Церкви Света ). Качественным дневным светом считается не только эстетический аспект, но и влияние дневного света на здоровье человека и производительность труда. [37] Текущие исследования показывают, что условия освещения на рабочих местах способствуют множеству факторов, связанных с удовлетворенностью работой, производительностью и благополучием, а также значительно более высокими показателями визуального восприятия при дневном освещении, чем при электрическом освещении. [38] Исследования также показали, что свет оказывает прямое влияние на здоровье человека, поскольку он влияет на циркадные ритмы . [39]
Хорошо освещенное пространство требует как достаточного уровня освещения, так и хорошо распределенного света. В современной строительной отрасли дневное освещение считается показателем эффективности здания в программах сертификации экологически чистых зданий, таких как LEED . Общество инженеров освещения (IES) и Общество света и освещения (SLL) предоставляют рекомендации по освещенности для каждого типа помещений. То, насколько дневной свет способствует рекомендуемому уровню освещенности, определяет эффективность дневного освещения здания. Существует два показателя, одобренных IES для оценки эффективности дневного освещения: пространственная автономия дневного света (sDA) и годовое воздействие солнечного света (ASE). sDA — это показатель, описывающий годовую достаточность уровней дневного света во внутренних помещениях. [40] Более подробную информацию см. в разделах документации «Автономность дневного света» и «LEED».
В существующих зданиях можно провести полевые измерения для оценки эффективности дневного освещения. Измерения освещенности по сетке — это базовый уровень для определения средней освещенности помещения. Расстояние между точками измерения варьируется в зависимости от целей проекта. Высота этих точек зависит от того, где выполняется основная задача. В большинстве офисных помещений измеряется уровень стола (0,762 м над полом). На основе измерений будет рассчитана средняя освещенность, соотношение максимальной и минимальной однородности, а также соотношение средней и минимальной однородности, которые будут сравниваться с рекомендуемым уровнем освещения. [41] Для анализа удовлетворенности жильцов здания можно провести диагностическое обследование, касающееся освещения. [41]
Вычислительное моделирование может предсказать состояние дневного освещения в помещении гораздо быстрее и точнее, чем ручные расчеты или тестирование масштабных моделей. Моделирование учитывает влияние климата с помощью почасовых данных о погоде за типичный метеорологический год . Доступны компьютерные модели, которые могут предсказывать изменения внутреннего отраженного света. Радиосити и трассировка лучей — это методы, которые могут работать со сложной геометрией, обеспечивать сложное распределение неба и потенциально создавать фотореалистичные изображения. Методы радиации предполагают, что все поверхности идеально рассеивают свет, чтобы сократить время вычислений. Методы трассировки лучей обладают точностью и способностью рендеринга изображений. [9]
Автономия дневного света — это процент времени, в течение которого уровни дневного света превышают заданную целевую освещенность в физическом пространстве или здании. [42] Расчет основан на годовых данных и заданных уровнях освещенности. Цель расчета — определить, как долго человек может работать в помещении, не нуждаясь в электрическом освещении, обеспечивая при этом оптимальный визуальный и физический комфорт. [42]
Автономность дневного света полезна при определении того, как дневной свет проникает и освещает пространство. Однако недостатком является отсутствие верхнего предела уровней яркости . Таким образом, помещение с высоким внутренним теплопритоком, которое жители считают некомфортным, по-прежнему будет хорошо подходить для анализа. Достижение автономности дневного света требует комплексного подхода к проектированию , который определяет форму здания, его расположение, климатические условия, компоненты здания, средства управления освещением и критерии проектирования освещения.
Непрерывная автономия при дневном свете аналогична автономности при дневном свете, но частичная оценка приписывается временным шагам, когда дневная освещенность находится ниже минимального уровня освещенности. [43] Например, если целевая освещенность составляет 400 люкс , а расчетное значение составляет 200 люкс, автономия при дневном свете будет равна нулю, а автономия при непрерывном освещении — 0,5 балла (200/400 = 0,5). Преимущество непрерывной автономности дневного света заключается в том, что она не дает жесткого порога приемлемой освещенности. Вместо этого он обращается к переходной зоне, позволяя реализовать реалистичные предпочтения в любом данном пространстве. Например, сотрудники офисов обычно предпочитают работать при дневном освещении ниже порога освещенности, поскольку этот уровень позволяет избежать потенциальных бликов и чрезмерного контраста. [43]
Полезная дневная освещенность фокусируется на прямом солнечном свете, падающем в помещение. Полезный расчет дневной освещенности основан на трех факторах: проценте времени, когда точка находится ниже, между или выше значения освещенности. Диапазон этих факторов обычно составляет 100–2000 люкс. Полезная дневная освещенность аналогична автономности дневного света, но имеет дополнительное преимущество, заключающееся в устранении бликов и теплового дискомфорта. [44] Верхний порог используется для определения возникновения яркого света или теплового дискомфорта, и может потребоваться разрешение.
Помимо определения количества освещенности, получаемой на горизонтальной поверхности, был разработан метод, анализирующий годовое распределение освещенности для дневного света. [45] Каждое годовое распределение освещенности сравнивается друг с другом с использованием анализа главных компонентов . При этом сравниваются отношения между каждым шаблоном. Схемы дневного света, более похожие друг на друга из-за архитектурных особенностей и времени года, в которых создается освещенность, группируются вместе. Группы используются для формирования наиболее репрезентативных моделей для данного здания. Этот метод можно использовать для простой интерпретации того, как дневной свет распределяется по пространству в течение всего года в любом здании.
Стандарты дневного освещения LEED 2009 были предназначены для того, чтобы соединить жителей здания с окружающей средой посредством использования оптимальных методов и технологий дневного освещения. Согласно этим стандартам, максимальное значение в 1 балл может быть достигнуто за счет четырех разных подходов. Первый подход представляет собой компьютерное моделирование для демонстрации в условиях ясного неба уровня дневной освещенности 108–5400 люкс 21 сентября с 9:00 до 15:00. Другой предписывающий подход представляет собой метод, в котором используются два типа бокового освещения. освещение и три типа верхнего освещения, чтобы определить, достигается ли минимум 75% дневного освещения в занятых помещениях. Третий подход использует измерения освещенности в помещении, показывающие, что в помещении достигается от 108 до 5400 люкс. Последний подход представляет собой комбинацию трех других методов расчета, чтобы доказать, что требования к дневному освещению достигнуты. [46]
Документация LEED 2009 основана на расчете коэффициента дневного света . Расчет коэффициента дневного света основан на равномерной пасмурной погоде. Это наиболее применимо в Северной Европе и некоторых частях Северной Америки . [47] Коэффициент дневного света — это «отношение освещенности в точке на плоскости, обычно горизонтальной рабочей плоскости, создаваемой световым потоком, полученным прямо или косвенно в этой точке от неба, распределение яркости которого известно, к освещенности на горизонтальная плоскость, созданная свободным полушарием того же самого неба». [47]
Стандарты дневного освещения LEED v4 являются наиболее актуальными по состоянию на 2014 год. Новые стандарты аналогичны старым стандартам, но также направлены на «укрепление циркадных ритмов и сокращение использования электрического освещения за счет введения дневного света в помещения». [48] Два варианта . существуют для достижения максимального значения этих двух последних точек.Один из вариантов состоит в том, чтобы использовать компьютерное моделирование, чтобы продемонстрировать, что пространственная автономия дневного света 300 люкс в течение как минимум 50% времени и годовое воздействие солнечного света 1000 люкс в течение 250 рабочих часов в год. Другой вариант - показать, что уровни освещенности составляют от 300 до 3000 люкс с 9:00 до 15:00 в ясный день в день равноденствия для 75% или 90% [48] Общая цель показателей дневного освещения LEED v4 — проанализировать количество и качество света, а также сбалансировать использование остекления, чтобы обеспечить больше света и меньшую охлаждающую нагрузку .
