SimLight - beregning af dagslys i bygninger

Dagslysberegninger med skabelonmetoden giver en værdifuld første vurdering af forholdene, men i de fleste tilfælde er det allerede tidligt i bygningsplanlægningen nødvendigt også at foretage mere detaljerede, dynamiske edb-simuleringer, fx med edb-programmet SimLight, som er en del af programpakken BSim.
Det er fx ikke muligt at foretage en realistisk vurdering af den faktiske dagslysudnyttelse uden at inddrage de termiske forhold i bygningen. Ligesom dynamiske beregninger er nødvendige, hvis man vil beregne det faktiske dagslysindfald i rum med skiftende brug af solafskærmning.

Her følger en kort introduktion til mulighederne for at foretage dynamiske dagslysberegninger med SimLight. I anvisning 203: 'Beregning af dagslys i bygninger' (2003) beskrives beregningerne mere uddybende.

Den grafiske brugergrænseflade


BSim-programpakkens grafiske brugergrænseflade, SimView, visualiserer den opstillede beregningsmodel ved stregtegninger af plan, to opstalter og en 3-dimensionel visning. Her ses en præsentation af et kontorrum med fire vinduer (to udsynsvinduer og to dagslysvinduer):

bin (6)

Beregning af dagslysfaktoren i et punkt


SimLight kan beregne de tre bidrag til dagslysfaktoren i et punkt både for en jævnt overskyet himmel og for en CIE-overskyet himmel.

Beregningspunktet markeres direkte på en plan og en opstalt ved at placere eller flytte punktet (markeres som et x) til den ønskede position:

bin (7)

Beregningen er opsplittet i bidrag til belysningen i punktet fra himlen (direkte og interreflekteret) samt eksternt reflekteret lys (direkte og interreflekteret).

I beregningerne antages det, at den udvendige belysningsstyrke på et vandret plan er 10.000 lux, og dagslysfaktoren beregnes derfor som belysningsstyrken i det indvendige referencepunkt divideret med 10.000 og multipliceret med 100 (da dagslysfaktoren udtrykkes i procent).

Beregningerne af dagslysfaktoren i SimLight afviger lidt fra skabelonmetoden, derfor får man lidt forskellige resultater med de to metoder. For eksempel medtager beregningerne i SimLight det udvendigt reflekterede bidrag, som reflekteres fra murhullet uden for glassets plan, mens programmet i sin nuværende version ikke kan beregne udvendigt reflekteret lys fra andre bygninger eller genstande udenfor vinduet.

Beregning af dagslysfaktoren i et netværk af punkter


Med SimLight kan man også beregne dagslysfaktorerne i et netværk af punkter i et plan. Her defineres planet ved referencepunktet (fx i midten af rummet) og planets normalvektor. Ud fra referencepunktet, der er midterpunktet af planet, defineres størrelsen af planet og afstanden mellem netpunkterne:

bin (8)

SimLight kan præsenterer hvert af de tre bidrag til dagslysfaktoren grafisk i form af iso-luxkurver i en farveskala fra gul til sort eller i form af tabeller. Her ses en præsentation af den beregnede totale belysningsstyrke:

bin (9)

Beregning af sollysfaktoren


Dagslysfaktoren i et punkt er principielt defineret for en overskyet himmel og er uafhængig af orienteringen. Ved dynamiske beregninger er der behov for mere detaljerede beregninger af dagslysets variation og den faktiske variation med årstiden og orienteringen. Sollys, direkte gennem vinduet eller reflekteret fra jordoverfladen og andre omgivelser, giver et væsentligt bidrag til den faktiske belysningsstyrke i rummet, og må derfor medtages i beregningerne.

Til at beregne dagslyset ud fra lysindfaldet på facaden benytter man vinduets sollysfaktor.

Ligesom dagslysfaktoren beregnes sollysfaktoren som summen af flere bidrag. For sollysfaktoren skelnes mellem tre "lyskilder":
  • Lyset fra solen (SF1),
  • Lyset fra himlen (SF2)
  • Lyset, der reflekteres udefra, dvs. jorden og omgivelser over horisonten (SF3).
Ved beregning af dagslysfaktoren i et referencepunkt beregner SimLight samtidig de tre sollysfaktorer SF1, SF2 og SF3 for alle vinduer i det aktuelle rum. Brugeren kan da vælge at overføre de beregnede værdier til vinduerne, således at der kan regnes dynamisk på belysningsstyrken i det valgte referencepunkt og eventuel styring af kunstlyset efter dagslyset.

Vinduesdialogen i SimView viser beregningen af dagslysfaktoren i referencepunktet samt muligheden for at overføre sollysfaktorer fra SimLight til alle vinduer i det aktuelle rum:

bin (10)

Korrektionsfaktorer


Ved definitionen af vinduet indlæses værdier for varme- og lystransmission for den aktuelle rudetype. Normalt anvender man standardværdier for transmissionstallene, som ikke tager hensyn til snavs på ruden.

For beregning af solvarmetilskud har dette kun lille betydning, mens det i forbindelse med dagslys kan være vigtigt at tage hensyn til snavs, især for skrå eller vandrette ruder. I anvisningen er der angivet korrektionsfaktorer for dagslysfaktoren, der også kan benyttes for sollysfaktorerne.

Anvisning 203: Beregning af dagslys i bygninger (2003) giver en uddybende beskrivelse af, hvordan man kan beregne dagslys- og sollysfaktorer med SimLight. Læs mere om programpakken BSim og programmet SimLight på www.bsim.dk.

Forskere
Kjeld Johnsen, Erwin Petersen