Eksempel Bestemmelse af dagslysfaktoren i et sidebelyst rum

I anvisningen er der vist eksempler på, hvordan man kan anvende skabelonmetoden til at beregne dagslysfaktoren i et punkt i et sidebelyst rum, et rum med ovenlys samt i atrier og tilstødende rum.

Her gives en kort introduktion til, hvordan dagslysfaktoren kan bestemmes i et punkt i et sidebelyst rum. Eksemplet er uddybet nærmere i anvisningen.
  • Introduktion
  • Bestemmelse af himmelkomponenten, SC
  • Bestemmelse af den udvendigt reflekterede komponent, ERC
  • Bestemmelse af den indvendigt reflekterede komponent, IRC
  • Korrektionsfaktorer

Introduktion

Et rum er sidebelyst, hvis dagslyset kommer ind gennem vinduer i facaden. I sidebelyste rum aftager dagslysniveauet hurtigt, når man bevæger sig bort fra vinduet. Denne variation er karakteristisk for dagslyset og ofte acceptabel, hvis rumdybden ikke er for stor.

Dagslysfaktoren, DF, beregnes ved at bestemme bidraget af lys, der kommer direkte fra den synlige del af himlen (himmelkomponenten SC), lys der bliver reflekteret direkte mod punktet fra omgivelserne uden for vinduet (den udvendigt reflekterede komponent ERC) og lys, der reflekteres fra rummets egne flader (den indvendigt reflekterede komponent IRC). Dagslysfaktoren DF er således summen af de tre komponenter:

Formel: DF= SC + ERC + IRC

Bestemmelse af himmelkomponenten, SC

Til at bestemme himmelkomponenten SC for et rum, benytter man en snit- og plantegning af rummet. På tegningerne skal det tydeligt fremgå, hvordan vinduet er udformet og placeret i facaden, mens selve skalaforholdet er uden betydning.

Først benyttes den øvre halvcirkel af skabelonen til at bestemme himmelkomponenten for et uendeligt bredt vindue (SC8).
  1. Skabelonen placeres på en snit- og plantegning med grundliniens centrum i det punkt P, hvor dagslysfaktoren skal bestemmes, typisk på et vandret arbejdsplan. Grundlinien skal være i plan med det vandrette arbejdsplan.


    Figur: Skabelonens placering på en snittegning af rum med sidelys (Løfberg, 1987).

  2. Nu kan himmelkomponenten SC8 fra den synlige del af himlen for et uendelig bredt vindue aflses på den ydre skala, hvor sigtelinjerne fra punktet P til overkanten A (SC = 2,7%) og underkant B af vinduet (SC = 0,05 %) skærer skalaen. 

    Hvis vinduet er placeret i fx en dyb vinduesniche, eller hvis vinduet har et udhæng, der dækker den øvre del af himlen, trækkes sigtelinien til henholdsvis forkant af facade eller forkant af udhæng.

    For vinduer, hvor en del af rudearealet er placeret lavere end det vandrette arbejdsplan, hvor dagslysfaktoren bestemmes, vil denne del af ruden ikke bidrage til himmelkomponenten. Lyset gennem denne del af ruden indgår kun i bestemmelsen af det indvendigt reflekterede bidrag (IRC).

  3. Dernst aflses hjdevinklen på den indvendige skala. Højdevinklen angiver, hvor højt vinduet er placeret i facaden. Middelhøjdevinklen bestemmes som vist i nedenstående formel og skal bruges til at korrigere for vinduets bredde:
3


Korrektion for vinduets bredde

Korrektionsfaktoren for vinduets bredde bestemmes ved hjælp af den anden halvdel af skabelonen:

4

Figur: Korrektion for vinduets bredde (Løfberg, 1987).

  1. Skabelonen placeres på en plantegning med centrum i punktet P og med grundlinien parallelt med vinduet, som vist på figuren.
  2. Korrektionsfaktoren for vinduets bredde bestemmes som summen af de værdier (0,32 + 0,18), der aflæses på skabelonen i skringspunktet mellem sigtelinierne til sidekanterne C og D af vinduet og den punkterede halvcirkel svarende til middelhøjdevinklen på 15.
  3. Den resulterende himmelkomponent SC er produktet af den fundne SC8 og korrektionsfaktoren, hvilket giver SC = (2,7 - 0,05) · (0,32 + 0,18) ˜ 1,3 %.

Ligger punktet P ved siden af vinduet, dvs. hvis linien PN ligger over punktet C eller under punktet D, fås korrektionsfaktoren for vinduets bredde som differensen (altid positiv) mellem de aflæste værdier.

Bidrag til himmelkomponenten fra flere vinduer
Hvis der er flere vinduer i rummet, beregnes den resulterende værdi af himmelbidraget som summen af bidragene fra alle vinduer, SC1 ... SCn.

Er vinduet opdelt i mindre ruder, er det ikke nødvendigt at beregne SC for hver enkelt rude, men i stedet kan SC bestemmes for hele vinduet og derpå korrigeres for det areal af vinduet, som udgøres af karm, sprosser etc.

Bestemmelse af den udvendigt reflekterede komponent, ERC

Ved den ovenfor beskrevne beregning af himlens bidrag til dagslyset i et punkt er der ikke taget hensyn til, at der kan øvre bygninger eller beplantninger, som delvist dækker for udsynet fra punktet til himlen.

Hvis der findes sådanne skyggende genstande (fx bygninger eller træer), bliver vinklerne fra punktet til den synlige del af himlen reduceret og himmelbidraget mindre Se figur. Det samlede dagslysbidrag i rummet bliver reduceret, men himmellyset, som reflekteres fra skyggende genstande udenfor, vil give et mindre bidrag til dagslysfaktoren i punktet P.

Den del af det reflekterede lys, som reflekteres direkte fra omgivelserne (fx modstende bygninger, der skygger for himlen) uden for vinduet til punktet P, kaldes den udvendigt reflekterede komponent ERC.

ERC i rum med fri horisont
For et rum, der har vinduer mod en fri horisont, vil ERC-bidraget i ethvert punkt på et vandret (arbejds-)plan således være 0, idet jordoverfladen ikke "kan ses" fra et sådant punkt.

Lys, som reflekteres fra udvendige omgivelser (fx jordoverfladen), og som ikke direkte kan ses fra punktet, bidrager til lyset i punktet P via refleksioner fra de indvendige overflader i rummet, og indregnes i det indvendigt reflekterede bidrag IRC.

Beregning af ERC
Generelt beregnes bidraget ERC fra de udvendige flader på samme måde som himmelkomponenten. Mens de udvendige overflader reducerer himmellyset i punktet, giver de tilgengæld et bidrag til lyset via ERC-bidraget.

  1. Bidraget beregnes med skabelonen i punktet P ud fra sigtelinierne fra punktet til omgivelsernes konturer, som om det var himlen, der blev sigtet imod. Himmelkomponenten SC for den uafskærmede del af himlen aflses på skabelonens ydre skala for området A til R, mens bidraget fra den afskærmede del (ERC) aflæses for omrdet R til B.

    5
    Figur: Beregning af himmelkomponenten SC og den udvendigt reflekterede komponent ERC, nr en modstende bygning afskrmer for en del af himlen (Lfberg, 1987) Figur: Beregning af himmelkomponenten SC og den udvendigt reflekterede komponent ERC, når en modstående bygning afskærmer for en del af himlen (Løfberg, 1987).

  2. Da de udvendige fladers luminans er mindre end himmelluminansen, reduceres bidraget med en faktor, der normalt sættes til 0,2 for en CIE-overskyet himmel.

Flere skyggende bygninger med forskellige højde

Hvis der reflekteres lys fra flere bygninger af forskellig højde, er det ofte tilstrækkelig nøjagtigt at bestemme ERC bidraget ud fra en middelskyggevinkel fra punktet til de skyggende genstande:
6
Figur: Bestemmelse af middel skyggevinklen for skyggende genstande udenfor (fx bygninger foran vinduet)

Er forskellen i udsynet stor, fx hvis en modstående bygning kun skærmer dele af vinduet, må de enkelte SC og ERC bidrag bestemmes separat.

Bestemmelse af den indvendigt reflekterede komponent, IRC

Det sidste bidrag til belysningsstyrken i punktet stammer fra det lys, som rammer punktet efter n eller flere refleksioner fra overfladerne inde i rummet. Dette bidrag benvænes den indvendigt reflekterede komponent IRC.

Størrelsen af dette bidrag afhænger af væggenes, loftets og gulvets reflektanser samt af, hvor meget lys der rammer disse flader fra himlen, jordoverfladen og genstande uden for vinduet.

En nøjagtig bestemmelse af det indvendigt reflekterede bidrag i forskellige punkter i rummet kan kun gennemføres ved hjælp af edb-beregninger. Se SimLight – et edb-program til beregning af dagslys i bygninger. Man kan dog med rimelig nøjagtighed beregne middelværdien af IRC-bidraget for en CIE-overskyet himmel. ud fra følgende formel (den skaldte split-flux metode):

7

hvor:

0,85 er transmittansen for diffust lys gennem en et-lags rude, idet der efterfølgende evt. korrigeres for en anden rudetype.

W er vinduets netto glasareal, m2.

A er arealet af rummets overflader inklusive vinduesflader, m2.

R er middelværdien for reflektansen af alle rummets overflader inklusive vinduesfladen vægtet efter areal, se formel (3.3). Reflektansen er et tal mellem 0 og 1.

Rfw, Rcw er middelværdierne for reflektanserne af fladerne i den nedre, henholdsvis øvre del af rummet, som modtager direkte lys fra det fri (undtagen vinduesvæggen), vægtet efter areal.

C1 er en konstant som angiver, hvor stor en del af belysningsstyrken fra himlen, der rammer vinduet. C1 bestemmes for et lodret vindue som funktion af skyggevinklen a til udvendige skyggende genstande.

C2 er en konstant som angiver, hvor stor en del af belysningsstyrken på jorden, der reflekteres mod vinduet. Jorden antages at reflektere lyset diffust, dvs. 50 % af lyset vil ramme et lodret vindue. Konstantens størrelse er bestemt af jordreflektansen og fås som produktet af jordens reflektans rjord 50 (jordreflektansen sættes ofte til 0,1 svarende til C2 er lig med 5).

Formlen giver en middelbelysningsstyrke, der er lige stor p alle flader i rummet og uafhngig af, hvor i rummet beregningspunktet ligger.

I anvisningen kan man lse, hvordan man kan bestemme middelvrdien R, Middelreflektanserne Rfw og Rcw og faktoren C1.

Korrektionsfaktorer

Den beregnede dagslysfaktor skal korrigeres for den anvendte rudetype samt eventuelt for det faktiske sprosse-karm-areal og snavs på vinduesfladen. Den korrigerede dagslysfaktor kan beregnes af:

8

hvor:

K1 er en korrektionsfaktor for glassets transmittans
K2 er en korrektionsfaktor for sprosser og karm
K3 er en korrektionsfaktor for snavs

I anvisningen kan man læse mere om disse korrektionsfaktorer.