SBi-anvisning 219 Dagslys i rum og bygninger

Transkript

1 SBi-anvisning 219 Dagslys i rum og bygninger 1. udgave,

2 39

3 Dagslys i rum og bygninger Kjeld Johnsen Jens Christoffersen SBi-anvisning 219 Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet 2008

4 Titel Dagslys i rum og bygninger Serietitel SBi-anvisning 219 Udgave 1. udgave Udgivelsesår 2008 Forfattere K. Johnsen, J. Christoffersen Sprog Dansk Sidetal 144 Litteraturhenvisninger Side 115 Emneord Dagslys, dagslysfaktor, vinduer, myndighedskrav, dagslysudnyttelse ISBN Fotos Omslagsillustration Layout Tryk Udgiver Se ved de enkelte fotos Mai-Britt Amsler Bo Amstrup Vestergaard Kolofon Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet Dr. Neergaards Vej 15, DK-2970 Hørsholm E-post sbi@sbi.dk Eftertryk i uddrag tilladt, men kun med kildeangivelsen: SBi-anvisning 219: Dagslys i rum og bygninger. (2008) E-bog ISBN

5 Indhold Forord Introduktion Krav og anbefalinger...10 Bygningsreglement Arbejdstilsynet Dansk Standard Dags lyset i det fri...16 Solstråling ved jorden...16 Solstråling og dagslys på en bygningsflade i det fri...18 Dags lysets variation over dagen og året...20 Standardhimmeltyper til beregning af dagslysfaktorer Dagslyset på facaden...29 Placering, orientering og form Dagslyset gennem vinduerne...35 Facadens funktioner...35 Vinduet som lyskilde...35 Tjekliste for dagslysprojektering Bestemmelse af dagslysfaktoren...50 Dagslysfaktoren...50 Dagslyskrav i Bygningsreglement Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra rudeareal...56 Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra dagslysfaktor...57 Forudberegnede dagslysfaktorer Korrektion af dagslysfaktoren...63 Korrektion for vinduesstørrelse, glasandel og glasprocent...63 Korrektion for rudens lystransmittans...65 Korrektion for vægtykkelse...69 Korrektion for skyggende omgivelser...70 Korrektion for fremspring omkring vinduet Korrektion for rummets middelreflektans...77 Korrektion for flere vinduesfag...81 Korrektion for inventar og indretning...82 Korrektion for solafskærmning...84 Reduktion for snavs på ruder Dagslys i rum med ovenlys og i atrier...88 Bestemmelse af dagslysfaktoren for rum med ovenlys...89 BSim til beregning af dagslysfaktorer i rum med ovenlyskupler.94 Artrier og glasoverdækninger

6 9. Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation Sollysfaktoren Lys i rummet i forhold til lys på facaden Litteratur BILAG A. Lystekniske grundbegreber, symboler og enheder B. Varighedskurver for belysningsstyrke på flader Dagslysets dækningsgrad C. Dagslysfaktorer for eksempelrum Bestemmelse af dagslysfaktorer D. Måling og vurdering af belysningsforhold Måling og vurdering af belysningsforhold Belysningsstyrke Luminans Reflektans Transmittans Måling af dagslysfaktor

7 Forord I de seneste år er der blevet stigende opmærksomhed på fordelene ved at udnytte dagslyset i bygninger. Ud over de æstetiske og oplevelsesmæssige kvaliteter, som dagslyset kan give os, er det også blevet en vigtig faktor i bestræbelserne på at reducere elforbruget til belysning. Elforbruget til belysning udgør op imod 30 % af det samlede energiforbrug både i den offentlige sektor og i privat kontor- og erhvervsbyggeri. Da elforbrug ganges med en faktor 2,5 i forhold til varmeforbrug i forbindelse med energirammeberegninger, vil en bevidst udnyttelse af dagslyset, kombineret med en effektiv lysstyring, ofte være et vigtigt led i overholdelsen af rammen. I energiberegninger bruger man ofte dagslys fak toren som et simpelt mål for, hvor meget dagslyset kan bidrage til at dække lysbehovet i et rum. Anvisningen indeholder en serie forudberegnede dagslysfaktorer for en række rum under givne standardforudsætninger og forskellige vinduesstørrelser. Desuden gives der en detaljeret beskrivelse af, hvordan der kan korrigeres for forhold, som afviger fra disse forudsætninger. Anvisningen kan således både bruges til at fastlægge dagslysfaktoren i et rum eller en zone, til brug for energirammeberegninger og til at eftervise overholdelsen af Bygningsreglementets vejledning vedrørende kriterier for tilstrækkeligt lys på arbejdspladser. Anvisningen henvender sig til projekterende ingeniører og arkitekter, der kan bruge den som et enkelt redskab til analyse og dokumentation af dagslysforholdene i større byg ninger eller ved større bygningsrenoveringer. Anvisningen er udarbejdet med støtte fra Erhvervs- og Byggestyrelsen samt Energistyrelsen. SBi vil gerne takke Civilingeniør Erwin Petersen for bidrag til anvisningen, ikke mindst til kapitel 8 Dagslys i rum med ovenlys og i atrier. Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet Afdelingen for Energi og Miljø Maj 2008 Søren Aggerholm Forskningschef 7

8 1 Introduktion Denne anvisning er tænkt som et værktøj til projekterende, der skal eftervise, at myndighedskrav vedrørende vinduer og dagslysforhold er overholdt. For almindelige rumtyper kan anvisningen direkte benyttes til at beregne dagslyset under dimensionerende forhold, ligesom man kan beregne i hvilken grad dagslyset kan bidrage til at opnå et givet belysningsniveau, fx i arbejdstiden gennem hele året. For mere komplekse rum vil det ofte være nødvendigt at anvende edb-værktøjer til at bestemme dagslysforholdene, men også her vil anvisningen kunne anvendes til at korrigere for forhold, som disse værktøjer eventuelt ikke kan tage højde for. Anvisningens opbygning Anvisningen redegør i kapitel 2 Krav og anbefalinger for de myndighedskrav og -vejledninger, som er gældende i Bygningsreglement 2008 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008) samt fra Arbejdstilsynet (Arbejdstilsynet, 2007 og 2008) og Dansk Standard (Dansk Standard, 2005). I kapitel 3 Dags lyset i det fri beskrives grundlaget for beregning af dagslyset i rum og bygninger, dvs. de meteorologiske forhold, sammenhængen mellem solstråling og dagslys, dagslysets variation over dagen og året og betydninger af forskelle i orientering. Endelig beskrives de internationalt fastlagte himmeltyper, der benyttes i dimensioneringssituationer. Kapitel 4 Dagslyset på facaden beskriver, hvorledes bygningens placering og orientering kan have betydning for den faktiske dagslysadgang til facaden. Skyggende omgivelser kan reducere dagslyset betydeligt, og planlægningen af bygningens form og rummenes dybde er afgørende for, hvor stor en del af lysbehovet, der kan dækkes af dagslyset. Lyset skaber rummet, og i de tidligste faser af bygningsplanlægningen træffes de beslutninger, som er bestemmende for, hvordan det resulterende dagslys vil være i bygningen og de enkelte rum. Derfor giver kapitel 5 Dagslyset gennem vinduerne en overordnet beskrivelse af forhold, der bør tages stilling til i planlægningsfasen for at sikre, at dagslyset løfter rummets kvalitet, påvirker brugerne positivt og understøtter de planlagte aktiviteter. Kapitlet afrundes med en tjekliste for dagslysprojektering. I kapitel 6 Bestemmelse af dagslysfaktoren og kapitel 7 Korrektion af dagslysfaktoren redegøres for, hvordan dagslysfaktoren kan 8

9 bestemmes i praksis, både gennem beregninger og ved målinger. Erfaringsmæssigt kan der være store forskelle mellem beregnede og målte dagslysforhold, især fordi de teoretiske forudsætninger ikke svarer til de faktiske forhold. Derfor præciserer kapitel 6 de forudsætninger, som skal være gældende ved eftervisning af, at en given dagslysfaktor kan overholdes, mens kapitel 7 beskriver, hvordan teoretisk beregnede dagslysfaktorer korrigeres efter de faktiske forhold. Mens kapitlerne 6 og 7 beskriver, hvordan man bestemmer dagslysfaktoren i rum med sidelys (lodrette vinduer), redegør kapitel 8 Dagslys i rum med ovenlys og i atrier for, hvordan man kan bestemme dagslysfaktoren i rum belyst gennem ovenlys eller via atrier. For at beregne i hvilken udstrækning dagslyset kan erstatte brugen af kunstlys i en bygning, må man have kendskab til dagslysadgangen til de enkelte rum, ligesom man må have data for dagslysets variation over året. Kapitel 9 Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation giver en beskrivelse af dagslysets variation og forskelle i lysindfaldet for forskellige orienteringer. Kapitlet viser, hvordan man for et rum med en given vinduesstørrelse og orientering kan bestemme, i hvor stor en del af fx arbejdstiden belysningsstyrken fra dagslyset vil overstige en ønsket værdi. 9

10 2 Krav og anbefalinger Dette kapitel giver en oversigt over de myndighedskrav, der findes vedrørende vinduer og dagslysforhold. Der er tale om krav og vejledninger fra Erhvervs- og Byggestyrelsen (Bygningsreglement 2008), Arbejdstilsynet og Dansk Standard. Myndighedskrav ændres fra tid til anden. Det er derfor den projekterendes ansvar at holde sig orienteret om, hvorvidt der er ændringer i forhold til de krav, der er angivet i dette kapitel. Bygningsreglement 2008 De vigtigste krav i Bygningsreglement 2008 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008) vedrørende vinduer og dagslys er gengivet i tabel 1. Tabellen gengiver også den vejledningstekst, der er knyttet til kravene, samt giver kommentarer og henvisninger til de relevante afsnit og sider i nærværende anvisning. Tabel 1. Krav og vejledning i Bygningsreglement 2008 med henvisninger til anvisningen. BR Kravtekst BR vejledning BR Kapitel 3: Bygningers indretning Afsnit 3.4 Andre bygninger end beboelsesbygninger Afsnit Generelt Stk. 2. I bygninger, hvori der indrettes arbejdssteder, som er omfattet af lov om arbejdsmiljø, skal arbejdsrum indrettes i overensstemmelse med kravene i kap , og der skal indrettes wc-rum og baderum samt udenomsrum i overensstemmelse med bestemmelserne i kap og Arbejdsstedet skal endvidere overholde kravene i Arbejds ministe riets bekendtgørelse om faste arbejdssteders indretning vedrørende færdselsveje og -arealer, arbejdsrum, temperaturforhold m.v., ventilation, belysning, vedligeholdelse og rengøring samt velfærdsforanstaltninger, herunder spiseplads, håndvaske, garderobe og omklædningsrum, baderum, hvileplads og soveplads. Af 61 i Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 96 af 13. februar 2001 om faste arbejdssteders indretning fremgår, hvilke arter af erhvervsbyggerier, der skal byggesagsbehandles af kommunalbestyrelsen uden Arbejdstilsynets medvirken. Bekendtgørelsen er gengivet i bilag 2. I tilknytning til bekendtgørelsen har Arbejdstilsynet udsendt en række vejledninger og anvisninger, hvortil der henvises. Opmærksomheden henledes på, at dispensation i medfør af byggelovens 22 alene kan meddeles inden for kommunalbestyrelsens kompetenceområde i henhold til byggeloven. Kommentarer og henvisning til denne anvisning Tjekliste for dagslysprojektering i tabel 7 side

11 (Tabel 1. Krav og vejledning...fortsat) BR Kravtekst BR Kapitel 6: Indeklima Afsnit 6.5 Lysforhold Lysforhold. Generelt Stk. 1. Arbejdsrum, opholdsrum, beboelsesrum og fælles adgangsveje skal have tilfreds stil lende lys, uden at det medfører unødvendig varmebelastning Dagslys Stk. 1. Arbejdsrum, opholdsrum i in stitutioner, undervisningslokaler, spiserum samt beboelsesrum skal have en sådan tilgang af dagslys, at rum mene er vel belyste. Vinduer skal ud føres, placeres og eventuelt afskær mes, så solindfald gennem dem ikke medfører overop hedning i rummene, og så gener ved direkte solstråling kan undgås. Stk. 2. Arbejdsrum, opholdsrum i institutioner, undervisningslokaler, spiserum samt beboelsesrum skal forsynes med vinduer, der er anbragt, så personer i rummene kan se ud på omgivelserne. Stk. 3. Kravet om dagslysadgang kan fraviges, når opfyldelsen vil betyde en afgørende ulempe for virksomhedens drift, fx hvor produktionens art ikke tillader dagslys. BR vejledning (6.5.2, stk.1) I arbejdsrum kan dagslyset i almindelighed anses for at være tilstrækkeligt, når rudearealet ved sidelys svarer til mindst 10 pct. af gulvarealet eller ved ovenlys mindst 7 pct. af gulvarealet, forudsat at ruderne har en lystransmittans på mindst 0,75. De 10 pct. og 7 pct. er vejledende ved normal placering af bygningen samt normal udformning og indretning af lokalerne. Såfremt vinduestypen er ukendt, kan omregning fra karmlysningsareal til rudeareal ske ved at multiplicere karmlysningsarealet med faktoren 0,7. Rudearealet skal forøges forholdsmæssigt ved reduceret lysgennemgang (fx solafskærmende ruder) eller formindsket lysadgang til vinduerne (fx ved tætliggende bygninger). Dagslyset kan ligeledes anses for at være tilstrækkeligt, når det ved beregning eller måling kan eftervises, at der er en dagslysfaktor på 2 pct. ved arbejdspladserne. Ved bestemmelse af dagslysfaktoren tages der hensyn til de faktiske forhold, herunder vinduesudformning, rudens lystransmittans, samt rummets og omgivelsernes karakter. Der henvises til By og Byg Anvisning 203: Beregning af dagslys i bygninger samt SBi-anvisning 219: 'Dagslys i rum og bygninger' (Johnsen & Christoffersen, 2008). Kommentarer og henvisning til denne anvisning Tjekliste for dagslysprojektering i tabel 7 side 48. Afsnit Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra rudeareal side 56. Velbelyste rum er ikke kun et spørgsmål om en høj belysningsstyrke eller høj dagslysfaktor, men drejer sig i lige så høj grad om lysets fordeling, lysets egenskaber (rettet og diffust lys) samt luminansfordelingen i rummet. Bestemmelse af dagslysfaktor side 50 og afsnittet Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra dagslysfaktor side 57. Kriteriet vedr. en dagslysfaktor på 2,0 vil normalt være stærkere end kriteriet vedr. glasareal. Teoretisk beregnede dagslysfaktorer skal normalt korrigeres for en række faktiske forhold i det konkrete tilfælde, se kapitel 7: Korrektion af dagslysfaktoren. Afsnit Udsyn side 41. Arbejdsrum, der primært belyses via ovenlys, bør altid forsynes med sidevinduer, således at der etableres udsyn til omgivelserne, se side

12 (Tabel 1. Krav og vejledning...fortsat) BR Kravtekst BR vejledning BR Kapitel 7: Energiforbrug Afsnit 7.2 Energiramme for bygninger Afsnit Energirammer for kontorer, skoler, institutioner og andre bygninger, der ikke er omfattet af Stk. 1. Bygningens samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og belysning pr. m 2 opvarmet etageareal må højst være 95 kwh/m 2 pr. år tillagt 2200 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal. Bilag 6. Energistyrelsen har besluttet, at der til brug for vurdering af bygningers energirammer anvendes en faktor på 2,5 ved sammenvejning af el med henholdsvis gas, olie og fjernvarme. For kontorer, skoler, institutioner og andre byg ninger kan energirammen udtrykkes således: ( /A) kwh/m 2 pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. Kommentar og henvisning til denne anvisning Kapitel 9: Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation. 12

13 Arbejdstilsynet Arbejdstilsynets At-Vejledning A.1.11 (Arbejdstilsynet, 2007), som oplyser om krav til arbejdsrum, hvori der beskæftiges ansatte, angiver i pkt. 7 og 8 kravene vedrørende dagslysforhold og udsyn. At-Vejledning A.1.2 (Arbejdstilsynet, 2008) vejleder om de hyppigste årsager til indeklimagener samt mulige løsninger, herunder generel vejledning om lyset i rummet, blænding samt kunstlys, jf. tabel 2. Tabel 2. Uddrag af Arbejdstilsynets vejledninger vedrørende lys og indeklima med kommentarer og henvisninger til nærværende anvisning. At-vejledning A.1.11, juni Arbejdsrum på faste arbejdssteder. (Arbejdstilsynet, 2007). 7. Dagslys Der skal være en tilstrækkelig tilgang af dagslys til arbejdsrum. Dagslystilgangen vil normalt være tilstrækkelig, når vinduesarealet ved sidelys svarer til mindst 10 pct. af gulvarealet eller ved ovenlys mindst 7 pct. En anden udformning er imidlertid mulig. De 10 pct. og 7 pct. er en vejledning, der ved normal placering af bygningen og normal udformning af lokalerne normalt vil give acceptable forhold. Der kan dog forekomme situationer, hvor en sådan dagslystilgang ikke kan anses for tilstrækkelig. Omvendt kan forholdene efter omstændighederne anses for forsvarlige, når det ved beregning eller måling kan eftervises, at der er en dagslysfaktor på 2 pct. ved arbejdspladserne. Det kan således efter omstændighederne accepteres, at dagslystilgangen er indirekte (flere lag glas med rum imellem, fx i overdækkede gader i storcentre). Vinduesarealet skal forøges forholdsmæssigt ved reduceret lysgennemgang (fx tonede vinduer) eller formindsket lysadgang til vinduerne (fx ved tætliggende bygninger). Arbejdsrum kan indrettes uden dagslystilgang, hvor der foregår arbejde, der ikke tillader dagslys, fx på grund af lysfølsomme produkter, som ved visse former for medicinfremstilling. Det samme gælder helt eller delvis, hvis kravet om dagslystilgang eller udsynsmulighed vil betyde en afgørende ulempe for virksomhedens drift, fx på grund af krav om konstant temperatur/fugtighed i rummet eller på grund af tyverisikring. Vinduer og ovenlys skal være udført, placeret og eventuelt afskærmet således, at de ikke medfører blænding, overophedning eller generende kuldenedfald. Vær også opmærksom på blænding fra reflekser. Det skal sikres, at vinduer, der kan åbnes, ikke udgør en sikkerhedsmæssig risiko. Det er derfor ofte nødvendigt at etablere udvendig solafskærmning ved vinduer med direkte sollysindfald. Det gælder således ved vinduer mod øst, syd og vest, og især hvis glasarealet udgør en væsentlig del af vægarealet. Kommentarer og henvisning til denne anvisning Vejledningen knytter sig til bestemmelser i tidligere bygningsreglementer, hvor der opereredes med karmlysningsareal imod de nugældende, hvor der anvendes rudeareal. Indirekte dagslys via glasoverdækkede arealer bør både vurderes ud fra reduktionen i det tilgængelige dagslys og ud fra forringelsen af udsynet fra de aktuelle rum. Dagslysadgangen reduceres ganske betragteligt, selv gennem lette konstruktioner, jf. afsnit Atrier og glasoverdækninger side 96. Afsnit Rudetype og solafskærmning side 43 samt afsnit Blænding side

14 (Tabel 2. Uddrag af Arbejdstilsynets vejledninger...fortsat) At-vejledning A.1.11, juni Arbejdsrum på faste arbejdssteder. (Arbejdstilsynet, 2007). 8. Udsyn Der skal fra arbejdsrummet være mulighed for at se ud på omgivelserne, fx gennem vinduer eller døre med glas. Dette gælder dog ikke for arbejdsrum, der før 1. januar 1993 lovligt var indrettet uden udsyn, samt arbejdsrum, hvor dagslystilgang ikke kræves af hensyn til produktions- og andre særlige forhold. Udsyn til omgivelser skal som udgangspunkt forstås som 'udeomgivelser', det vil sige, at ovenlys ikke kan give mulighed for udsyn til omgivelserne. Der kræves udsyn fra arbejdsrummet. Derimod er der ikke noget krav om, at der skal være udsyn fra den enkelte arbejdsplads. Det kan efter omstændighederne accepteres, at de ansatte fra rummet kan fornemme vejrliget eksempelvis gennem etablerede glaspartier til et andet lokale, hvorfra der er udsyn til det fri. Ligeledes accepteres udsyn til store glasoverdækkede arealer som fx storcentres torve. Der skal dog være tale om udsyn til store områder, der giver tilnærmelsesvis samme effekt som udsyn til udeomgivelser. Kommentarer og henvisning til denne anvisning Afsnit Udsyn side 41. Arbejdslokaler, der primært belyses via ovenlys, bør altid forsynes med sidevinduer, således at der etableres udsyn til omgivelserne, se side 88. Selv om det ikke direkte er et krav, bør de enkelte rum planlægges og indrettes, så der opnås udsyn til det fri direkte fra den enkelte arbejdsplads. At-vejledning A.1.2, januar Indeklima. Vejledning om de hyppigste årsager til indeklimagener samt mulige løsninger. (Arbejdstilsynet, 2008) Lys Belysningen skal - udover at give lys til arbejdet - oplyse rummet på en behagelig måde. Vinduer skal give mulighed for udsyn. Uhensigtsmæssig belysning kan fx være blænding fra dagslys, dårlige belysningsanlæg eller forkert belysning til skærmarbejde. Lyset skal kunne rettes mod det, som den ansatte arbejder med. Størrelser for den nødvendige belysningsstyrke findes i DS (Dansk Standard) 700 om 'Kunstig belysning på arbejdspladser'. Hvis disse retningslinjer bliver fulgt, er der normalt ikke gener. Ændringer af belysningen, slitage og manglende rengøring kan dog medføre uheldige og generende påvirkninger. Slitage kan fx medføre, at lysstofrør begynder at flimre, hvilket kan være årsag til forøget træthed. Og manglende rengøring medfører ofte, at lysudbyttet nedsættes med pct. Det er derfor nødvendigt, at rengøringen også omfatter lyskilder og armaturer. Kommentarer og henvisning til denne anvisning Tjekliste for dagslysprojektering i tabel 7 side 48. Afsnit Rudetype og solafskærmning side 43 samt afsnit Blænding side

15 Dansk Standard Dansk Standard 700 Kunstig belysning i arbejdslokaler (Dansk Standard, 2005) indeholder retningslinjer og krav til den kunstige belysning i arbejdslokaler i industri- og håndværksvirksomheder, kontorer, skoler m.fl. Standardens formål er at give anvisning på en forsvarlig udformning af belysning for en lang række forskellige typer af arbejdsopgaver. Standarden sigter både på at støtte og lette arbejdsprocesserne og at fremme de beskæftigedes sikkerhed, sundhed og trivsel. Den beskriver de generelle krav og de grundlæggende egenskaber, et belysningsanlæg må opfylde. Nogle af disse kan helt eller delvist beskrives med en talstørrelse (fx krav til belysningsstyrke, blændingsgrænse, farvegengivelse m.m.), mens andre beskrives verbalt (fx hvordan der opnås en god belysningskvalitet, god opfattelse af en genstands form med skygger og glans). Der er planlagt en CEN-standard for arbejdsbelysning, som dog ikke vil erstatte en dansk standard inden for en overskuelig årrække. 15

16 3 Dags lyset i det fri Dagslyset adskiller sig fra den kunstige belysning ved dets variationer i intensitet, lysfarve og lysretning. Dagslyset varierer ikke alene over døgnet og årstiden, men også fra det ene øjeblik til det andet, både lokalt på himlen og lokalt i rummet. En forudsætning for at kunne udnytte dagslyset som lyskilde i bygninger er, at tilstrækkeligt dagslys når frem til bygningens lysåbninger. Bygningens placering og orientering på byggegrunden, valg af bygnings dybde og bygningsform samt hensyntagen til skygger fra omgivelser og bygningsdele kan være afgørende for, om der kan opnås de ønskede forhold. Beregninger af solstråling og dagslys på udvendige bygningsflader for alle situationer kræver kendskab til variationerne i solindfaldet og lysudbyttet for solstrålingen. Beregningerne kan gennemføres på flere niveauer, fra den helt skitsemæssige vurdering af fx den mest kritiske situation, til den meget detaljerede beregning af de dynamiske variationer fra det ene øjeblik til det næste. Ved de simpleste vurderinger laves der normalt blot beregninger af, hvor meget lys der vil være i enkelte punkter af rummet eller bygningen, når himlen er helt overskyet. Ved de mest detaljerede vurderinger foretages der beregninger på grundlag af korttidsværdier, fx for 5 eller 1 minuts intervaller af faktiske (eller statistisk bestemte) måleværdier for solindfaldets bidrag fra direkte og diffus stråling. Kapitlet beskriver karakteristiske egenskaber for dagslyset i Danmark og redegør for de internationalt standardiserede himmelsituationer, der ligger til grund for dagslysberegninger. Solstråling ved jorden Solstrålingen, som rammer jordens overflade, kan opdeles i den direkte solstråling fra solen og den diffuse himmelstråling. Summen af disse bidrag kaldes globalstrålingen. Jo større en del af solstrålingen uden for atmosfæren (ekstraterrestrial stråling), som spredes i atmosfæren, jo større bliver bestrålingsstyrken fra den diffuse himmelstråling, og jo mindre bliver den direkte solstråling ved jordens overflade. 16

17 Relativ intensitet, % Absolut sort legeme ved 6000 K (Solens overfladetemperatur) Solstråling uden for atmosfæren Solstråling ved jordens overflade Bølgelængde (nm) Figur 1. Spektralfordelingen af direkte solstråling i relativ intensitet som funktion af bølgelængden ved klar himmel uden for atmosfæren. Det grå felt defineres som den del af solstrålingen, mennesket opfatter som lys ('synlig' stråling). Den synlige stråling i det elektromagnetiske spektrum ligger mellem ca. 380 og 740 nm. Som vist i figur 1 ligger solstrålingen stort set inden for bølgelængdeområdet fra 300 til 3000 nm (1 nm = 10-9 m). Sollys eller dagslys er defineret som den del af solstrålingen, mennesket opfatter som lys ('synlig' stråling). Den synlige stråling i det elektromagnetiske spektrum ligger mellem ca. 380 og 740 nm. Uden for dette bølgeområde er der et infrarødt og ultraviolet område. Det ultraviolette område af bølgespektret (UV-A, nm og UV-B, nm) indeholder ca. 4 % af den del af solens strålingsenergi, som når frem til jordoverfladen, mens 44 % af energien ligger i det infrarøde område (kortbølget IR, nm). I den 'synlige' del af bølgespektret er der ca. 52 % af solens strålingsenergi, som træffer jorden. Tabel 3 angiver de omtrentlige bølgelængdeområder for den infrarøde stråling (kortbølget IR), farverne i den synlige stråling samt den ultraviolette stråling UV-A og UV-B). Farve IR rød orange gul grøn cyan blå indigo violet UV Bølgelængdeinterval (målt i vakuum) nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm Tabel 3. Omtrentlige bølgelængdeområder for solstrålingen, der når frem til jordens overflade. Enheden er nm = 10-9 m. 17

18 Solstråling og dagslys på en bygningsflade i det fri Den samlede stråling, som træffer en udvendig flade (vilkårlig hældning), er sammensat af tre bidrag: direkte stråling fra solen, diffus himmelstråling og reflekteret stråling fra jord og omgivelser. Belysningsstyrken på den bestrålede flade ved en given bestrålingsstyrke afhænger af spektralfordelingen for solstrålingen. Spektralfordelingen afhæn ger af den aktuelle himmelsituation, og derfor har man brug for at kende lysudbyttet for strålingen fra forskellige 'himmeltyper'. Lysudbyttet (lumen pr. watt, lm/w) udtrykker forholdet mellem belysningsstyrken på en flade (lux = lm/m 2 ) og den tilsvarende strålingseffekt (W/m 2 ), der rammer fladen. På grundlag af målinger i Værløse (Petersen, 1982), er lysudbyttet for den direkte solstråling samt for himmelstrålingen fra en helt overskyet og fra en skyfri himmel blevet bestemt til følgende værdier: Direkte sol K D = 103 lm/w Overskyet himmel K oc = 121 lm/w Skyfri himmel uden sol K cl = 146 lm/w Ud fra ovenstående værdier, som normalt benyttes i Danmark, kan belysningsstyrke (lux) beregnes ud fra gængse solstrålingsdata, hvor der skelnes mellem den direkte stråling (W/m 2 ) og den diffuse stråling (W/m 2 ). For hver af disse strålingskomponenter kan belysningsstyrken således beregnes ud fra nedenstående formel: Belysningsstyrke lux = Lysudbytte lm/w Bestrålingsstyrke W/m 2 For den reflekterede stråling kan det antages, at lysudbyttet ikke ændres ved refleksionen. Reflektansen for lys, der rammer jordoverfladen, sættes normalt til 0,1 svarende til en græsmark, hvor reflektansen for solstråling er 0,2. Årsagen til forskellen er, at reflektansen i det synlige område er væsentlig mindre end for hele solspektret. I tilfælde med lysere overflader, fx sne, må værdien af reflektansen sættes højere. Direkte sollys Som mål for, hvor meget lys der udsendes fra en flade mod øjet, anvendes begrebet luminans, og enheden for denne er candela pr. m 2 (cd/m 2 ). Direkte sollys kan give anledning til meget høje luminanser på de ramte flader, hvilket kan give generende blænding. Sollys på arbejdsobjektet (fx en computerskærm) kan ligeledes gøre synsarbejdet vanskeligt. En afskærmning må derfor kunne forhindre ulemper fra direkte sollys eller suppleres med en anden afskærmningsmulighed. På den anden side kan det direkte sollys skabe et livligt lys 18

19 på rummets flader, der er ønskeligt og acceptabelt, så længe det ikke forstyrrer synligheden eller giver ubehag. Da intensiteten af det direkte sollys er mange gange større end det diffuse dagslys, kan det i nogle tilfælde ved hjælp af reflektorer dirigeres længere ind i rummet, hvor der er behov for dagslys og dermed udligne for store luminansforskelle i rummet. Den direkte stråling har stor intensitet vinkelret på strålingsretningen men falder hurtigt ved stigende indfaldsvinkel. Transmissionen gennem glas er ligeledes aftagende med stigende indfaldsvinkel. Indfaldsvinklens variation er afhængig af vinduets orientering og solens placering på himlen (se figur 37 side 67). For en sydvendt facade har man derfor det største solindfald i forårs- og efterårsperioden, mens det er størst om sommeren på øst- og vestfacader, se figur 2. 0,6 0,5 0,4 Typisk solindfald på en klar dag i april og juni April, syd Juni, syd Juni, vest April, vest Figur 2. Solindfaldet gennem 1 m 2 typisk energirude (g-værdi 0,63) for et vindue mod syd og vest i april og juni, beregnet med BSim (Wittchen et al., 2007). kw/m² 0,3 0,2 0, Klokkeslæt Diffust himmellys Det diffuse lys fra himmelhvælvingen og reflekteret lys fra overflader i det fri rammer facaden fra alle retninger. En skyfri himmels luminansfordeling er uensartet og de højeste luminanser findes i området omkring solen. Karakteristisk for den skyfrie himmel er, at horisontluminansen er højere end zenitluminansen. Det modsatte er gældende for en overskyet himmel, hvor intensiteten af lyset fra himmelhvælvingen er størst i zenit og aftager mod horisonten. Hvordan dagslyset fordeles i rummet er afhængig af vinduets udformning, placering samt overfladernes reflektanser. 19

20 Dags lysets variation over dagen og året Dagslyset uden for vinduet varierer fra det ene øjeblik til det andet. Belysningsstyrken i det fri fra himmelhvælvingen er afhængig af solhøjden og skydækkets tykkelse. På en sommerdag med stærkt solskin kan belysningsstyrken på vandret komme op på næsten lux, hvor de lux stammer fra den blå himmel og resten fra den direkte sol (se figur 3). På en overskyet dag vil belysningsstyrken være afhængig af solhøjden og skydækkets tykkelse. Belysningsstyrken på vandret vil midt på en typisk overskyet vinterdag være ca lux, mens den på en overskyet sommerdag vil komme op på ca lux. På en overskyet sommerdag kan det være 3-4 gange så meget lys, som der kommer fra den skyfrie, blå himmel uden direkte sol, se figur 3. Figur 3. Middelbelysningsstyrken på vandret som funktion af solhøjden (Petersen, 1982 og Aschehoug & Arnesen, 1998). Belysningsstyrke, klux Middelbelysningsstyrke på vandret som funktion af solhøjden Sol, klar himmel Let skydække Overskyet Blå himmel uden sol Solhøjde, Figur 4. Soldiagram, der viser solens position på himlen fra solopgang til solnedgang for den 21. eller 22. i hver måned. Solens position angives ved azimutvinklen på den vandrette akse og højdevinklen på den lodrette akse. Eksempel: Den 21. april kl. 8:00 (sand soltid) er solens position (Az, H) = (71, 26 ). Azimutvinklen regnes her fra syd, negativ mod øst. (Rafnsson, 1997). Solhøjde, Længdegrad: -12,50 Breddegrad: 55,50 N Ø S V N :00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 21/5 22/7 21/6 12:00 11:00 13:00 21/3 22/9 21/1 22/11 17: Soltid Azimut, 21/4 21/8 21/2 21/10 21/12 14:00 15:00 16:00 18:00 19:00 20:00 20

21 For at vurdere, hvor stor belysningsstyrken på vandret vil være ved en given himmelsituation på et givet tidspunkt af året kan man benytte et soldiagram som vist i figur 4, hvoraf solhøjden kan aflæses på ethvert tidspunkt af året (Rafnsson, 1997). Figur 3 viser typiske belysningsniveauer ved forskellige himmeltyper som funktion af solhøjde. Men dagslysets intensitet kan skifte voldsomt i løbet af få sekunder. Figur 5 viser variationen i belysningsstyrke på en vandret og en lodret flade en dag i april. I øverste del af figuren benyttes timeværdier for belysningsstyrken, mens nederste del viser minutværdier. Selv om der er tale om en næsten skyfri dag, illustrerer forskellen på de to sæt grafer, at der inden for den enkelte time er store afvigelser fra middelværdien. Maksimum- og minimumværdierne forsvinder, når der regnes med gennemsnit over en hel time, således at timeværdigrafen fx ikke viser værdier over lux, Belysningsstyrke, klux Timedata for belysningsstyrken på vandret og lodret flade Vandret Lodret Figur 5. Eksempel på data for belysningsstyrken på en vandret og en lodret flade en dag i april, øverst timeværdier og nederst minutværdier. De store variationer, der forekommer fra minut til minut, forsvinder helt i timeværdigraferne Time Belysningsstyrke, klux Minutdata for belysningsstyrken på vandret og lodret flade Vandret Lodret Time 21

22 mens minutværdigrafen viser, at der er et stort antal værdier i intervallet lux. Graferne viser også, at store variationer på en vandret flade (fx i time 11-14) ikke nødvendigvis medfører tilsvarende store variationer på en lodret flade. Ved vurdering af solindstråling og tilgængeligt dagslys på bygningsoverflader har man behov for at kende hyppigheder og variationer over året af belysningsstyrken på flader med forskellige orienteringer. Ved hjælp af data fra fx det danske referenceår, TRY (Andersen, 1982) og DRY (Møller Jensen & Lund, 1995), kan man time for time beregne belysningsstyrken på en flade med en vilkårlig orientering og hældning. Figur 6 viser varighedskurver for belysningsstyrken på vandret for henholdsvis den direkte, den diffuse og den globale stråling. Kurverne kan beregnes ud fra de danske referenceår DRY (Møller Jensen & Lund, 1995) eller ved hjælp af programmet SatelLight (Satel- Light, 2007). Kurverne angiver på den lodrette akse hvor stor en procentdel af den betragtede tidsperiode, man kan forvente, at belysningsstyrken på en udvendig horisontal flade vil ligge over den tilhørende værdi på den vandrette akse. Den midterste graf i figur 6, der angiver det diffuse himmellys alene, viser for eksempel, at man i tidsintervallet fra kl kan forvente, at belysningsstyrken på en vandret flade i det fri vil være større end lux i ca. 70 % af tiden i marts måned, ca. 38 % af tiden i februar måned, ca. 6 % i januar måned, mens så høje belysningsstyrker (fra den diffuse stråling alene) praktisk taget ikke optræder i december måned. 22

23 Varighed, % Varighed af direkte belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Figur 6. Varighedskurver (%) for den direkte, den diffuse himmelstråling og den globale belysningsstyrke på en udvendig, vandret flade i tidsrummet kl for månederne december-juni samt for hele året. Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december. Varighed, % Belysningsstyrke, klux Varighed af diffus belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året 20 Varighed, % Belysningsstyrke, klux Varighed af global belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux 23

24 Orientering Da bidraget til belysningsstyrken i rummet fra det direkte sollys er meget afhængig af, hvor langt 'lyspletten' når ind i rummet, dvs. af solhøjden og vinduesorienteringen, kan disse kurver, der refererer til en vandret belysningsstyrke, ikke umiddelbart anvendes til vurdering af varigheden af belysningsstyrken i et punkt i rummet. For en flade med givet orientering flade kan man i stedet for beregne variationen af belysningsstyrken i et punkt i rummet som tager hensyn til, at belysningsstyrken på vinduet afhænger af vinduets orientering. Figur 7 viser forskellene i belysningsstyrke på vandret og på lodret ved 4 orienteringer, mens figur 8 viser den globale belysningsstyrke for alle måneder og for året på en lodret, sydvendt flade. Figur 7. Varighedskurver (%) for den globale belysningsstyrke for hele året i tidsrummet kl på en vandret flade samt lodrette flader mod syd, øst/vest og nord. Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke, hele året kl Vandret Syd Øst / Vest Nord Belysningsstyrke, klux Figur 8. Varighedskurver (%) for den globale belysningsstyrke på en udvendig, lodret flade mod syd i tidsrummet kl for månederne decemberjuni samt for hele året. Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december. Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke på lodret S, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux 24

25 Ønsket om at maksimere dagslysudnyttelsen må vurderes i nøje sammenhæng med behovet for at kunne kontrollere varmetilskuddet fra solstrålingen. I kombina tion med en regulerbar solafskærmning kan der opnås en høj dagslysudnyttelse for sydvendte vinduer, hvis solafskærmningen styres hensigtsmæssigt. Sydvendte vinduer modtager det største dagslysindfald, og det er nemmere at kontrollere solindfaldet end ved øst/vestvendte vinduer på de tidspunkter, hvor der er risiko for overtemperatur, nemlig når solen står højt på himlen (om sommeren og midt på dagen). Østvendte og vestvendte vinduer modtager omtrent lige meget solstråling og dagslys, mens der ved nordvendte vinduer kan savnes de variationer i rummet, som den direkte sol kan medvirke til. Nordvendte vinduer har de fordele, at der sjældent er behov for en afskærmning samt at udsigten gennem vinduet i solskinsvejr betragtes i medlys. Man skal dog være opmærksom på, at sollyset på en modstående facade kan medføre blændingsproblemer eller problemer med generende spejlinger. Bilag B. Varighedskurver for belysningsstyrke på flader indeholder grafer for varigheder af direkte, diffus og global belysningsstyrke på lodrette flader mod de fire verdenshjørner og på vandret. Standardhimmeltyper til beregning af dagslysfaktorer Varighedskurverne i det foregående kan benyttes til at vurdere, hvor meget dagslys der vil ramme en given flade i løbet af en måned eller over et helt år. Inde i et rum vil belysningsstyrken variere i takt med belysningen i det fri, og i et givet punkt af rummet vil der meget ofte være store variationer fra det ene øjeblik til det næste. Når man skal vurdere hvor meget (eller hvor lidt) lys, der vil være i et rum, benytter man ofte dagslysfaktoren som et mål for belysningsniveauet, når himlen er overskyet, jf. side 52. Der er således tale om, at man vurderer en kritisk situation, og størrelsen af dagslysfaktoren, fx beregnet eller målt på et arbejdsbord et givet sted i rummet, benyttes ofte til at afgøre, om der er tilstrækkeligt lys til at udføre en bestemt arbejdsopgave. For at præcisere begrebet dagslysfaktor er det nødvendigt at definere, hvad der menes med en 'overskyet himmel'. Der benyttes to forskellige, standardiserede himmelsituationer: En jævnt overskyet himmel eller en CIE-overskyet himmel (CIE, 2003). Den jævnt overskyede himmel er tilnærmelsesvis et udtryk for en 'blandingshimmel' af overskyet, halvskyet og skyfri himmel (uden sol) og giver de simpleste beregninger. CIE-himlen, der svarer til en helt overskyet himmel, er den mest realistiske og benyttes normalt ved bestemmelse af dagslysfaktoren. CIE står for den internationale belysningskomite (Commission Internationale de l'eclairage). 25

26 CIE-overskyet himmel CIE's definition af den overskyede himmel er angivet ved formlen nedenfor. Den relative luminansfordeling afhænger af højdevinklen målt fra vandret, mens den er uafhængig af solens position (højde og azimut) og af orienteringen. Luminansen i zenit (L z ) er således 3 gange større end ved horisonten (CIE, 2003). 1 2sin L L z 3 L q er himmelluminansen ved højdevinklen q, cd/m 2. Figur 9 viser den relative variation i himmelluminansen for en CIEoverskyet og for en jævnt overskyet himmel som funktion af højdevinklen (ved samme middelluminans). Ud fra zenitluminansen L z kan belysningsstyrken på vandret (horisontalplanet) og på lodret (vertikalplanet) beregnes af nedenstående formler: Horisontalplanet: E H 7 9 L z Vertikalplanet: E V 4 L 6 9 z E H E V er belysningsstyrken på vandret (horisontalplanet), lux er belysningsstyrken på vandret (vertikalplanet), lux L Z er zenitluminansen, cd/m 2 Forholdet mellem belysningstyrkerne på lodret, E V, og på vandret, E H, for en CIE-overskyet himmel er lig med 0,396. Håndregel for overskyet himmel Belysningsstyrken på vandret er afhængig af solhøjden q, og kan angives med følgende empiriske formel: E 500 H q er solhøjden, der indsættes i grader. 26

27 1,5 Højdevinkel θ Figur 9. Relativ variation i himmelluminansen for en CIE-overskyet himmel og en jævnt overskyet himmel som funktion af højdevinklen (ved samme middelluminans). 1,0 CIE-overskyet himmel 30 Højdevinkel θ 0,5 Jævnt overskyet himmel ,5 1,0 1,5 Himmelluminans ved højdevinkel θ Middel himmelluminans CIE-skyfri himmel CIE har også defineret luminansfordelingen for en helt skyfri himmel. Ved denne definition medtages ikke luminansen af selve solen. For en skyfri himmel er luminansen kompleks med en meget uensartet fordeling. Den skyfrie himmel tager hensyn til sollysets diffusering og spredning for en klar skyfri atmosfære, hvor luminansfordelingen forandres med solens position på himlen og atmosfærens sammensætning. De højeste luminanser findes i området omkring solen, og den skyfrie himmel karakteriseres ved, at horisontluminansen er højere end zenitluminansen. Håndregel for skyfri himmel Belysningsstyrken på en horisontal uafskærmet flade kan for den skyfri himmel udtrykkes som en funktion af solhøjden ved den empiriske formel: E sin H q er solhøjden, der sættes ind i grader. 27

28 Formlen gælder kun for lyset fra den skyfrie himmel under normale forhold uden direkte sollys. Ved solopgang og solnedgang vil horisontalbelysningen være lux. For både sol og klar himmel kan følgende formel benyttes: E 1710 H q er solhøjden, der sættes ind i grader. Figur 10 illustrerer luminansfordelingen for en overskyet, en skyfri og en delvist skyet himmel med sol. Figurerne viser, hvordan luminansen varierer fra zenit i midten og ud mod horisonten i randen af cirklerne. Nederste række giver et såkaldt 'false colour' billede af luminansfordelingen, hvor man tydeligere kan få et indtryk af luminansen af et område på himmelhvælvingen. Figur 10. Illustration af luminansfordelingen for 3 CIE-himmeltyper: CIEoverskyet, CIE-skyfri samt CIE delvist skyet himmel. (CIE, 2003). Nederste række giver et såkaldt 'false colour' billede af luminansfordelingen, hvor man ved hjælp af farverne (og med en passende skala) kan få et bedre indtryk af luminansen af et område på himmelhvælvingen. Overskyet himmel Skyfri himmel Delvist skyet himmel Håndregel for gennemsnitligt skydække Belysningsstyrken på en horisontal uafskærmet flade for et gennemsnitligt skydække fra sol og himmel udtrykkes som en funktion af solhøjden ved den empiriske formel: E H q er solhøjden, der sættes ind i grader (8 < q < 50 ). 28

29 4 Dagslyset på facaden Når man skal bestemme, hvordan dagslyset vil være i en bygning eller i et rum, må man tage udgangspunkt i det dagslys, som rammer bygningens eller rummets åbninger mod det fri. Dagslyset på udvendige flader er beskrevet i kapitel 3 Dags lyset i det fri. Vinduets størrelse, form og placering, interiørets udformning og overfladernes farver samt omgivelserne uden for vinduet har stor betydning for, hvordan lyset transmitteres ind i rummet og er bestemmende for, hvordan vi ser og oplever det ydre og indre rum. Dagslyset i rummet adskiller sig fra den kunstige belysning ved dets variationer i styrke, farve og retning. Dagslyset varierer ikke alene over døgnet og årstiden, men også fra det ene øjeblik til det andet, både lokalt på himlen og lokalt i rummet. Placering, orientering og form Den teoretiske (maksimale) dagslysadgang til de enkelte facader, som beskrevet i kapitel 3 Dags lyset i det fri, vil i praksis ofte være reduceret på grund af nabobygninger eller skyggende træer i nærheden. Derfor er det afgørende, at der allerede i den tidlige planlægningsfase af et byggeri tages hensyn til de faktiske omgivelser og disses betydning for dagslysadgangen. Skyggende bygning Figur 11. Illustration af himmelgrænseplanet, her defineret ved planet mellem vinduets overkant og en modstående bygning. Himmelgrænseplanet angiver grænsen mellem områder i rummet, som modtager direkte himmellys, og områder som ikke gør. Området bag himmelgrænseplanet vil ofte virke dunkelt og have utilstrækkeligt dagslys. 29

30 Himmelgrænseplanet Fastlæggelsen af et rums himmelgrænseplan er et godt og lettilgængeligt redskab til at vurdere planlagte rum- og facadeudformninger, idet det giver en god fornemmelse af dagslysets fordeling i rummet, og dette er afgørende for rummets visuelle miljø. Himmelgrænseplanet definerer grænsefladen mellem områder i rummet, som modtager dagslys direkte fra himlen, og områder, der kun modtager reflekslys både fra omgivelserne og fra rummets egne flader, se figur 11. Generelt kan det antages, at hvis højdevinklen fra midten af vinduerne i en bygning til en overfor liggende bygning (jf. figur 12) er større end ca. 20, vil dagslysadgangen blive væsentligt forringet. Figur 12. Figuren illustrerer højdevinklen fra en aktuel bygning til en modstående bygning. Når højdevinklen, målt fra midten af vinduet i et aktuelt rum til overkanten af den modstående bygning, overstiger ca. 20, forringes dagslysadgangen til rummet betydeligt. Højdevinkel Skyggende bygning Figur 13 og figur 14 viser eksempler, hvor udformningen af bygningen medfører, at bygningen reducerer dagslysadgangen til den nederste etage betydeligt (bygningskomplekset skygger for sig selv). Til trods for at bygningen i figur 14 har rene glasfacader, bliver dagslysadgangen til de nederste etager meget kraftigt reduceret, dels på grund af højdevinklen og dels på grund af de skyggende lameller, som afskærer udsynet til himlen. Figur 13. Eksempel på bygning hvor højdevinklen fra de nederste vinduer til den modstående bygning er så stor, at dagslysadgangen reduceres markant. (Foto Erwin Petersen) 30

31 Figur 14. Eksempel på bygning med rene glasfacader, hvor dagslysadgangen reduceres markant, dels på grund af højdevinklen og dels på grund af skyggende, vandrette lameller, som afskærer udsynet til himlen. (Foto Jens Christoffersen) Som beskrevet i kapitel 3 Dags lyset i det fri varierer himlens luminans for en CIE-overskyet himmel med højdevinklen, idet den er 3 gange højere i zenit end i horisonten. Størrelsen af det mistede dagslysbidrag fra den del af himlen, som afskygges af nabobygningen afhænger imidlertid også af andre forhold: Dels falder lystransmittansen med stigende indfaldsvinkel (se figur på side 67), og dels aftager strålingens intensitet pr. m 2 glasareal endnu hurtigere, idet bestrålingsstyrken er proportional med cosinus til indfaldsvinklen, se tabel 4. Lystransmittans og andre begreber er defineret i Bilag A Lystekniske grundbegreber, symboler og enheder. Tabel 4. Relativ transmittans og relativ solstrålingsintensitet ved forskellige indfaldsvinkler på en lodret rude ved overskyet himmel. Indfaldsvinkel Relativ transmittans 1,00 1,00 0,99 0,98 0,96 0,91 0,81 0,61 0,30 0,00 Relativ intensitet pga. indfaldsvinkel Relativ intensitet på CIE-overskyet himmel Samlet relativ transmittans 1,00 0,98 0,94 0,87 0,77 0,64 0,50 0,34 0,17 0,00 1,00 1,35 1,68 2,00 2,29 2,53 2,73 2,88 2,97 3,00 1,00 1,32 1,57 1,71 1,69 1,47 1,11 0,60 0,15 0,00 31

32 Figur 15. Illustration af de procentvise bidrag fra hvert vinkeludsnit af himlen til det totalt transmitterede himmellys fra en CIE-overskyet himmel, der rammer en vandret, henholdsvis lodret flade, lige bag ruden. Graferne viser procentandelen for 10 graders himmelsektorer: 0-10 grader, grader, etc. 5% 14% 19% 90 20% % % 40 8% % 10 1% 1% 3% 8% 90 13% % % 40 16% % 10 12% Figur 15 viser procentandelen pr. 10 grader af himmellyset i forhold til henholdsvis en vandret og lodret flade, lige bag glasset. Andelen af himmellyset er bestemt for en CIE-overskyet himmel, og der er taget hensyn til himlens luminansfordeling og glassets transmissionsegenskaber ved forskellige indfaldsvinkler. På en vandret flade kommer ca. 2/3 af himmellyset fra vinkelområdet På en lodret flade (lige bag ruden) kommer ca. 2/3 af lyset fra vinkelområdet Skyggen fra en modstående bygning har altså væsentlig større betydning for lyset på de lodrette flader i rummet end for lyset på de vandrette flader. Lyset på de lodrette flader har stor betydning for oplevelsen af det visuelle miljø, ligesom dette lys er vigtigt for mange af de arbejdsopgaver, der udføres ved lodrette arbejdsemner, fx computerskærme. Bygningsform Hvor stor en del af bygningen, der kan belyses med dagslys, afhænger især af bygningens form, orientering og dybde. For at opnå en effektiv udnyttelse af dagslyset i en fleretages bygning, må rumdybden ikke være for stor, og der bør normalt ikke være placeret arbejdspladser mere end 5-6 m fra en facade. Den maksimale afstand fra facaden afhænger af vinduernes størrelse, men også rummets bredde og indretning har stor betydning. Et rum med flere vinduesfag uden for høje adskillelser mellem arbejdspladserne (rumdelere, typisk reoler) i de enkelte fag, giver betydeligt mere dagslys i dybden af rummet, end der opnås i et etfags rum. Figur 16 viser principskitser af to bygningsudformninger, hvor det område, som indgår i den 'dagslysbelyste zone', er forøget betydeligt fra den kompakte til den mere langstrakte bygningsform. 32

33 Dagslyszone Dagslyszone Dagslysets dækningsgrad For at bestemme energiforbruget til elektrisk belysning i et givet rum, må man kende kravet til den nødvendige eller ønskede belysningsstyrke, og man må beregne, i hvilken udstrækning dagslyset kan opfylde dette krav. I flere udenlandske dagslysguider og -standarder har man defineret begrebet daylight autonomy (dagslys autonomi eller dagslysets dækningsgrad) som udtryk for, i hvor stor en del af brugstiden eller arbejdstiden dagslyset er tilstrækkeligt til de aktuelle arbejdsfunktioner eller aktiviteter i et givet rum. Figur 16 kunne fx illustrere områder i to bygninger, hvor dagslysets dækningsgrad er højere end 75 %. Frem for en dyb, kompakt bygningskrop, vil en smallere bygning, evt. med lys fra to sider, give en betydelig bedre dagslysudnyttelse, samt en bedre udnyttelse af etagearealet til faste arbejdspladser, jf. vejledningen til Bygningsreglementets kap stk. 1 om tilgang af dagslys (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008). Kapitel 9 Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation giver en beskrivelse af, hvordan man kan benytte varighedskurver til at bestemme dagslysets dækningsgrad, mens Bilag B Varighedskurver for belysningsstyrke på flader giver et sæt af varighedskurver for forskellige fladeorienteringer og -hældninger. Figur 16. Illustration af to bygningsudformninger, hvor der er stor forskel på arealet af dagslyszonerne, fx udtrykt ved dagslysets dækningsgrad af det aktuelle lysbehov. En smal bygning, evt. med lys fra to sider, giver en betydelig bedre dagslysudnyttelse end en dyb og kompakt bygning. Håndregel for rum med lodrette vinduer i facaden I mange mindre rum kan man klare sig med dagslyset alene i størstedelen af en normal arbejdsdag, og ofte foretrækkes dagslyset frem for den kunstige belysning. En enkel håndregel er illustreret i figur 17 på næste side. Erfaringsmæssigt er den største afstand fra vinduet, hvor dagslysniveauet på et vandret arbejdsplan kan anses for at være tilstrækkeligt, en afstand, der svarer til maksimalt 2,5 (vinduets glasoverkant bordhøjde) + 1 (højde af evt. rude under bordhøjde). I et 2,8 m højt rum med glas fra gulv til loft (6 cm karm) vil dagslysniveauet altså være rimeligt i en afstand på (2,5 (2,74 0,75) + 0,69) 0,79 = 4,5 m. 33

34 Figur 17. Man kan normalt arbejde ved dagslys i en afstand fra personen til vinduet, der maksimalt er lig med rudens lystransmittans multipliceret med 2,5 gange rudens højde over bordplan (a) plus 1 gange højden af en eventuel rude under bordplan (b). (Tegning Hans Møller) a b maks. (2,5a + b) v Ved dybere rum er det vanskeligt at få tilstrækkeligt med dagslys bagerst i rummet, uden at der kommer uacceptable blændingsforhold og stor solvarmebelastning. Der vil typisk være store luminansforskelle mellem vindueszonen og bagerst i rummet, således at det er nødvendig at supplere med kunstig belysning. Håndreglen gælder for mindre rum (etfags kontorer), hvor rumbredden er mindre end rumdybden. Desuden forudsættes det, at vinduet fylder det meste af rummets bredde og er placeret i normal højde med mulighed for udsyn. I rum med flere vinduesfag ved siden af hinanden vil dagslysniveauet bagerst i rummet ofte være højere, afhængigt af højden af eventuelle adskillelser mellem arbejdspladserne, fx reoler eller anden form for rumdelere. Se også kapitel 7 Korrektion af dagslysfaktoren der beskriver dagslysforhold ved flere vinduesfag samt dagslysreduktion på grund af inventar. 34

35 5 Dagslyset gennem vinduerne Facadens funktioner Facaden, eller klimaskærmen generelt, skal opfylde en lang række æstetiske og funktionsmæssige krav, som ofte kan rumme indbyrdes konflikter. Således skal facaden beskytte mod udeklimaet, samtidig med at den på kontrolleret måde skal tillade udveksling af lys, luft, varme og lyd. Facaden skal sikre bygningen tilstrækkeligt dagslys og give adgang til et godt udsyn (udsigt) fra bygningens rum, samtidig med at den skal kunne beskytte mod overophedning og blænding. Facaden skal også beskytte mod ekstern støj, samtidig med at der ofte ønskes åbninger i facaden, der kan indgå i bygningens principper for naturlig eller hybrid ventilation. Facadens udformning har også betydning for en række sikkerhedsmæssige forhold, fx vedrørende brand, flugtveje og indbrud. Endelig har facaden i mange virksomhedsdomiciler ofte en vigtig imageværdi, idet den afspejler virksomhedens holdninger til fx miljøspørgsmål og åbenhed over for omverdenen (kunderne). Uanset hvilke funktioner, der prioriteres højest ved valg af en facadeløsning, så har udformningen helt afgørende betydning for både indeklima og energiforhold i bygningen. Vinduet som lyskilde Lyset skaber rummet, og i de tidligste faser af bygningsplanlægningen træffes de beslutninger, som er bestemmende for, hvordan det resulterende dagslys vil være i bygningen og de enkelte rum. Beslutninger vedrørende bygningens form, placering og orientering på grunden samt bygningens indretning, dybden af rummene, udformningen af facaden og valg af vinduesstørrelser har afgørende betydning for, hvordan det enkelte rum påvirker brugerne, om det opleves behageligt og interessant, eller måske snarere ubehageligt eller kedeligt. Rummets kvalitet hænger altså nøje sammen med lysets kvalitet, og derfor bør lyset indgå med høj prioritet i alle de afgørende beslutninger i byggeriets planlægnings- og skitsefaser. 35

36 Orientering Vinduets orientering er bestemmende for, hvor meget dagslys og solstråling der tilføres rummet og for, hvornår på dagen og året lysindfaldet er størst. Ved projektering af en bygning må man nøje vurdere ønsket om at maksimere dagslysudnyttelsen i sammenhæng med behovet for at kunne kontrollere varmetilskuddet fra solstrålingen. På overskyede dage modtager de fire hovedorienteringer stort set lige meget lys, mens det sydvendte vindue modtager mest lys fra himlen når himlen er delvist overskyet, jf. kapitel 3 Dags lyset i det fri. Størrelse Ved almindelige vinduesstørrelser kan man i mange mindre rum med en rumdybde på 4-5 m og med en normal rumhøjde (2,4-2,7 m) klare sig med dagslyset alene i størstedelen af en normal arbejdsdag, jf. afsnit Håndregel for rum med lodrette vinduer i facaden på side 33. Dette gælder dog ikke, hvis træer eller andre bygninger skygger for det aktuelle rums vinduer. I sådanne tilfælde skal rudearealet forøges forholdsmæssigt. Af hensyn til lysfordelingen i rummet, ønsket om udsigt fra alle arbejdspladser samt tilstrækkeligt dagslys, bør afstanden fra den enkelte arbejdsplads til vindue ikke være for stor. For dybe rum er dagslysindfaldet fra kun én side ofte utilstrækkeligt, og andre løsninger med supplerende dagslys kan være nødvendige (fx ovenlys, vinduer i flere vægge). Ved angivelse af vinduesstørrelse er det vigtigt, at der skelnes mellem vinduesareal og rudeareal. Normalt udgør rudearealet kun % af vinduesarealet, hvilket betyder, at når vinduesarealet udgør 22 % af gulvarealet, udgør rudearealet kun ca. 15 %. Mens tidligere versioner af Bygningsreglementet angav mindstemål for vinduesareal i forhold til gulvareal, angiver Bygningsreglement 2008 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008) krav til rudeareal i forhold til gulvareal, jf. side 11. Et større rudeareal medfører naturligvis et større dagslysindfald, men spe cielt vinduets højde over arbejdsplanet har stor betydning, især for dybe rum. I moderne kontor- og erhvervsbyggeri er der store variationer i det relative vinduesareal og dermed rudearealet, men som vejledende værdier kan man for det enkelte rum regne med en klassificering af rudearealer i facader angivet i tabel 5. Tabel 5. Vejledende klassificering af rudeareal i facader i kontor-, erhvervs- og institutionsbyggeri. Klassificeringen er primært lavet ud fra rudeareal i forhold til gulvareal. Procentandelen i forhold til facadeareal er beregnet ud fra et forhold mellem rumdybde og rumhøjde på 2 (fx 5 m og 2,5 m). Klassificering af rudeareal Rudeareal i forhold til gulv, % Rudeareal i forhold til facade, % Lille Mindre end 12 Mindre end ca. 24 Middel Stort Mere end 18 Mere end 36 36

37 Form og placering Vinduets form og placering i facaden har stor betydning for rumoplevelsen, bestemt af dagslysets hovedretning, lysets fordeling samt skyggetegningen i rummet. Jo højere vinduet er placeret, jo dybere trænger lyset ind i rummet, og jo mere ensartet bliver lysets fordeling. Et højtsiddende vindue giver imidlertid også større anledning til ubehagsblænding, hvilket kan bevirke, at vinduet afskærmes, og anvendelsen af den kunstige belysning øges. Et lavere siddende vindue giver gode dagslysforhold ved vinduesvæggen. Vinduesplaceringen og brystningshøjden influerer også på udsigten, herunder forholdet mellem forgrund og himmel. Lysåbningens detailudformning påvirker dagslysets fordeling ind i rummet. Falses vinduesnichen skråt indad vil dagslysfordelingen blive mindre rettet og kontrastovergangen mellem himmel og vindue reduceret. Anvendes lyse farver på vinduesfacaden og på karm- og rammekonstruktionen, vil blænding fra vinduet blive reduceret. Mørke farver på karm- og rammekonstruktion har den effekt, at kontrasten mellem ruden og omgivelserne forøges, hvorved gener af blænding fra vinduet forstærkes. Lyse, evt. spejlende flader fx i vinduets underkant vil give bedst mulig lysmæssig udnyttelse af dagslyset, men samtidig kan det give en utilsigtet forringelse af de visuelle synsforhold på grund af refleksioner, hvis fladen kan ses fra en siddende eller stående position inde i rummet. Sidelys Et rum er sidebelyst hvis dagslysbelysningen kommer ind gennem vinduer i facaden. I sidebelyste rum aftager dagslysniveauet hurtigt, når man bevæger sig bort fra vinduet. Karakteristisk for dagslyset gennem vinduer i facaden er den dominerende lysretning i form af en skrå nedadrettet komponent. Sammen med det reflekterede, diffuse lys fra rummets overflader kan dagslyset give en passende blanding af rettet og diffust lys. Denne blanding fremhæver den tredimensionale form af rumlige objekter gennem skyggedannelser og fortoninger i lyset. Overfladernes struktur (tekstur og glans) fremhæves af skyggedannelser og spejlinger af det rettede lys. Et helt diffust lys mangler den rettede del af lyset, hvorved det bliver vanskeligt at skelne form og struktur, hvorfor rummet ofte vil blive opfattet som uinteressant eller kedeligt. Vinduesåbningens udformning og placering i rummet samt luminansen og farverne af fladerne uden for vinduet, som de enkelte punkter i rummet kan se, har derfor afgørende indflydelse på lyset i rummet og dermed på, hvordan rummet opleves. Bidraget af reflekteret lys fra rummets egne flader er særlig vigtigt, idet det opbløder det meget rettede lys fra vinduet. Udnyttes refleksionsegenskaberne af de flader, der modtager direkte dagslys, 37

38 hensigtsmæssigt, kan det sikres, at resten af rummet får en bedre udnyttelse af det reflekterede dagslys. I sidebelyste rum vil himmellyset først ramme gulvet samt andre vandrette og lodrette flader tæt ved vinduet, mens loftet modtager reflekslyset fra jorden foran vinduet. Bagerst i rummet vil ofte mere end halvdelen af dagslyset være reflekslys fra rummets overflader. Figur 18 og 19 illustrerer lysfordelingen i et 'kontorrum' på 3,6 5,4 2,7 m ved forskellige udformninger og placeringer af vinduer med sidelys. I alle tilfælde udgør glasarealet 10 % af rummets gulvareal. Reflektansen af rummets overflader er: Vægreflektans 0,7, loftreflektans 0,8 og gulvre flektans 0,2. Billederne er gengivet med venlig tilladelse fra Technische Universiteit Einhoven fra web-sitet sts.bwk.tue.nl/daylight/varbook/, der indeholder en lang række eksempler på beregnede lysforhold ved forskellige vinduesplaceringer og -udformninger. (TNO-TUE, 2000). Figur 18. Illustrationer af dagslysforhold under en CIE-overskyet himmel i rum med forskellige vinduesudformninger. Fra websitet daylight/varbook/. 38

39 Figur 19. Illustrationer af dagslysforhold under en CIE-overskyet himmel i rum med forskellige vinduesudformninger. Fra websitet daylight/varbook/. Fordele og potentielle problemer ved sidelys + + Denne løsning fungerer godt, når der er et rimeligt forhold mellem vinduets højde og rummets dybde God gengivelse af form og struktur på ansigter og objekter på grund af den klare retning af det indkommende lys fra én side Risiko for generende sollys og blænding fra store, højtsiddende vinduespartier. Problemerne kan afhjælpes ved omhyggelig detaljering af vinduesrammer, vindueslysning og væg eller ved at forsyne den øverste del af vinduerne med regulerbare solafskærmninger, fx persienner Den bagerste del af rummet kan virke dunkel eller dyster, hvis rummet er for dybt. 39

40 Ovenlys Ovenlys i form af en vandret åbning i tagfladen eller ovenlys i form af kup ler giver en belysning med en udpræget lodret lysretning. Lodrette flader bliver belyst ved reflekslys og modellering af rumlige objekter bliver dårlig. Som hovedregel bør ovenlysene derfor placeres, så dagslyset kan reflekteres videre fra én eller flere vertikale flader. Det giver en bedre balance i lysets fordeling og retning og afhjælper kontrastproblemer. Ovenlys med en skråtstillet åbning giver dagslystilgangen en karakter og lysmæssig effekt, der delvis kan sammenlignes med lys fra sidevinduer. I opholds- og arbejdsrum skal ovenlys suppleres med sidevinduer, så der er udsigt, men det bør tilstræbes, at der opnås én hovedretning på lyset, så skyggedannelsen bliver entydig og formtegningen bedst mulig. Figur 20 viser eksempler på dagslysfordelingen i rum med ovenlys under en CIE-overskyet himmel. Rummet er det samme som vist i figur 18 og figur 19, med samme samlede vinduesstørrelse. Belysningsniveauet bliver højt under ovenlysene (dagslysfaktor ca. 10), men vil være mindre egnet til de mange typer af opgaver. Figur 20. Illustrationer af dagslysforhold under en CIE-overskyet himmel i rum med forskellige vinduesudformninger. Fra web-sitet tue.nl/daylight/varbook/. 40

41 Fordele og potentielle problemer ved ovenlys + + Kan give et nødvendigt supplement og et mere ensartet belysningsniveau i meget dybe rum, hvor sidelyset i sig selv ikke er tilstrækkeligt Ved hensigtsmæssig placering af ovenlysene kan der opnås et ensartet belysningsniveau i et dybt rum, hvor sidelyset er utilstrækkeligt I lavloftede rum kan ovenlyskupler give en uheldig 'spotbelysning', en virkning som yderligere forstærkes, hvis ovenlyset kombineres med høje skakter Modsat er der risiko for monoton, diffus belysning uden nogen dominerende lysretning, hvis rummet har for stor lofthøjde, mange ovenlyskupler samt lyse, reflekterende vægge I lodret lys vil ansigter og objekter forekomme karakterløse på grund af manglende skyggedannelse. Udsyn Ifølge Bygningsreglementets kapitel 6.5.2, stk. 2 angives kravet vedrørende udsyn således: Arbejdsrum, opholdsrum i institutioner, undervisningslokaler, spiserum samt beboelsesrum skal forsynes med vinduer, der er anbragt, så personer i rummene kan se ud på omgivelserne (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008). Udsynet eller udsigten til omgivelserne er en af de vigtigste faktorer for personers vurdering af vinduer. Der er en klar tendens til, at personer, som arbejder i et rum med meget små vinduer, eller som er placeret langt fra et vindue, udtrykker utilfredshed med vinduerne og dagslyset i rummet. Der gives udtryk for en følelse af indelukkethed og et behov for at have 'kontakt' med omverdenen og at kunne følge med i tiden på dagen og de skiftende vejrforhold (Christoffersen et al., 1999a). Er vinduesarealet fordelt på flere vinduer, vil dette påvirke udsynet, især ved stor vægtykkelse, hvor udsynet forringes betydeligt, se figur 21 på næste side. Vinduesplaceringen og brystningshøjden influerer også på udsigten, herunder forholdet mellem forgrund og himmel. En kombination af smalle vinduer i dybe vinduesnicher reducerer dagslysindfaldet betydeligt, især tæt ved vinduet. Desuden kan vinduesudformningen bevirke, at lyset fra vinduet bliver så rettet, at det giver flere slagskygger. 41

42 Figur 21. Udsyn og udsigt fra kontorrum med en markant opdeling af vinduesarealet i forholdsvis smalle vinduer med faste partier imellem. Da udsynet til omgivelserne prioriteres meget højt af brugerne, bør vinduesudformningen vælges med hensyntagen til den faktiske udsigt og rummets brug, især brugernes placering i rummet. Personer, der sidder et stykke fra vinduerne, vil opleve, at den valgte vinduesudform ning ødelægger udsigten, samtidig med at der til tider kan opleves ubehagsblænding pga. kontrasten mellem vinduerne og de faste partier. (Foto Erwin Petersen). Arbejdstilsynets At-vejledning A.1.11 angiver i pkt. 8. Udsyn: Udsyn til omgivelser skal som udgangspunkt forstås som 'udeomgivelser', det vil sige, at ovenlys ikke kan give mulighed for udsyn til omgivelserne. Der kræves udsyn fra arbejdsrummet. Derimod er der ikke noget krav om, at der skal være udsyn fra den enkelte arbejdsplads. Det kan efter omstændighederne accepteres, at de ansatte fra rummet kan fornemme vejrliget eksempelvis gennem etablerede glaspartier til et andet lokale, hvorfra der er udsyn til det fri. Ligeledes accepteres udsyn til store glasoverdækkede arealer som fx storcentres torve. Der skal dog være tale om udsyn til store områder, der giver tilnærmelsesvis samme effekt som udsyn til udeomgivelser (Arbejdstilsynet, 2007). Selv om Arbejdstilsynet giver en ret bred fortolkning af kravene i Bygningsreglement 2008, må det anbefales, at arbejdspladser ikke indrettes med for stor afstand til vinduer med udsyn/udsigt. Ovenlys i arbejdsrum skal altid suppleres med vinduer i facaden, således at udsynet til omgivelserne opretholdes. Ved udsyn til udeomgivelser via et andet rum, må der foretages en vurdering af forholdene i det konkrete tilfælde. Blandt andet må det verificeres, at der i en vis udstrækning vil være uhindret udsyn i løbet af arbejdsdagen. 42

43 Rudetype og solafskærmning Den meget foranderlige karakter af det danske klima nødvendiggør, at sol- og lysindfald kan reguleres i forhold til det varierende behov for tilskud af lys og varme. Store vinduer i facaden kræver en effektiv afskærmning for solstråling og kraftigt himmellys, mens mindre vinduer ofte kan have mere traditionelle afskærmningsmuligheder. For ovenlys er mulighederne for solafskærmning vanskeligere end for lodrette vinduer, hvis afskærmningen skal være fleksibel. En solafskærmning skal kunne udelukke direkte sollys, når der er behov for det, og reducere blænding fra vinduerne. På den anden side må en afskærmning ikke udelukke så meget dagslys, at det er nødvendig at tænde for den kunstige belysning. De senere års fremherskende tendens til anvendelse af store glasarealer i bygningsfacaden har medført, at valget af rudetype og solafskærmning er blevet meget afgørende for både indeklima og energiforbrug. Store rudearea ler rummer en potentiel risiko for en stor solvarmebelastning af rummene bag facaden. Der er to nærliggende muligheder for at løse problemet med solbelastningen: nemlig at reducere vinduesarealet og at anvende en effektiv solafskærmning. Da bygningerne imidlertid ofte indrettes med forholdsvis dybe rum, er der også et behov for at få så meget dagslys ind i bygningerne som muligt samt at få lyset så dybt ind i rummene som muligt. Jo højere vinduerne er placeret, jo dybere trænger dagslyset ind i rummet, og glaspartier under bordhøjde bidrager kun begrænset til dagslyset ved arbejdspladserne. Ud fra indeklimahensyn kan vinduer under bordhøjde derfor ofte med fordel reduceres. I alle tilfælde vil glasdominerede facader have behov for en sol afskærmning. Denne bør være regulerbar/bevægelig, således at den kan beskytte effektivt mod generende sollys, samtidig med at den kan tillade mest muligt lys at passere, når himlen er overskyet. Solafskærmningen bør så vidt muligt placeres udvendigt, da en udvendig afskærmning fungerer langt mere effektivt end en indvendig. I tilfælde hvor en udvendig afskærmning ud fra tekniske eller æstetiske hensyn ikke lader sig integrere i facaden, må det beregnes, om en indvendig afskærmning er tilstrækkelig til at undgå varmeproblemet. Hvis dette ikke er tilfældet, kan det være nødvendigt at kombinere den indvendige solaf skærm ning med en rudetype, der har solafskærmende belægning. Der findes flere typer solafskærmende belægninger, og ud fra dagslyshensynet bør der vælges en med høj lystransmittans. Man skal nemlig være opmærksom på, at når solindfaldet gennem ruden reduceres, så reduceres dagslyset samtidig. En rudes lystransmittans angiver, hvor stor en del af det lys, som rammer ruden udvendigt, der passerer gennem ruden. Normalt angives lystransmittansen for stråling, der rammer vinkelret ind på ruden, se også side

44 Da brugerne opfatter udsynet (udsigten og det at kunne følge med i vejret udenfor) samt dagslyset i rummet blandt de vigtigste positive egenskaber ved vinduer (Christoffersen et al., 1999a), bør disse faktorer prioriteres højt ved planlægningen af bygningsfacaden. Vinduer fra gulv til loft giver mulighed for fuld udsigt fra rummet, men i praksis må glasfacader mod øst, syd eller vest nødvendigvis forsynes med en effektiv solafskærmning. Ved valg af facadeløsning må projekterende derfor nøje overveje, hvordan brugernes ønsker samt hensyn til energieffektivitet og til æstetik bedst muligt kan for enes. I stedet for at designe en facade med 100 % glas og 50 % lystrans mittans, så bør det i mange tilfælde analyseres, fx gennem BSim-beregnin ger (Wittchen, Johnsen & Grau, 2007), om en facade med 60 % glas og 80 % lystrans mittans vil give bedre lys og rumoplevelse, samtidig med et lavere energiforbrug. Figur 22. Mange bygninger er forsynet med faste afskærmninger. Billedet viser et eksempel på en glasfacade med faste vandrette lameller. Denne type afskærmning reducerer lysindfaldet med %, samtidig med at udsynet forringes væsentligt. (Foto Jens Christoffersen). 44

45 En solafskærmende rude reducerer således dagslystilgangen til rummet permanent (også når himlen er overskyet), hvilket kan resultere i en reduk tion af rummets anvendelse til faste arbejdspladser over en vis afstand fra facaden, pga. for lidt dagslys. Endvidere ændrer solafskærmende ruder lysets farvesammensætning, således at både lyskvalitet og farvegengivelse i rummet bliver dårligere, ligesom udsyn og udsigt både forringes af den lavere lystransmittans og af farveændringen (Dubois og Johnsen, 2003). Rudetypen har således stor indflydelse på både energiforbruget og det visuelle miljø, og valget må derfor foretages med omhu. Tabel 6 angiver data for en typisk energirude samt for fem forskellige typer solafskærmende ruder, hvoraf de fire første har en solafskærmende belægning, mens den sidste har et gennemfarvet glas (samt energibelægning). I de fleste tilfælde bør der vælges en rude, der både har en høj lystransmittans og et højt farvegengivelsesindeks (en høj Raværdi). Det bør bemærkes, at farvegengivelsesindekset er udviklet til vurdering af farvegengivelsen ved kunstlys (fra lysstofrør) og derfor ikke er særlig velegnet til vurdering af dagslyset gennem en rude. For eksempel kan en rude med en lav lystransmittans godt have en høj Ra-værdi, og derfor bør Ra-værdien primært tillægges en betydning for ruder med en lystransmittans højere end 0,65. Når Ra-værdien for en rude er mindre end ca. 95 vil dagslyset være synligt farvet, normalt med en grønlig eller grålig toning. Afsnittet Korrektion for rudens lystransmittans side 65 giver en mere detaljeret beskrivelse af egenskaber for forskellige rudetyper. Tabel 6. Egenskaber for en typisk energirude samt fem forskellige solafskærmende ruder, hvoraf de fire første har en solafskærmende belægning, mens den sidste har et gennemfarvet glas. Energibelægningen (lavemissionsbelægning) og gasfyldning med argon giver alle ruder en U-værdi på 1,1. I de fleste tilfælde bør der vælges en rudetype med høj lystransmittans og med høj farvegengivelsesindeks (Ra-værdi). Rudetype Total solvarmetransmittans, g-værdi Dagslystransmittans LT U-værdi W/m 2 K Farvegengivelse, Ra Energirude 0,57 0,79 1,1 97 Solafskærmende 1 0,43 0,71 1,1 95 Solafskærmende 2 0,44 0,65 1,1 96 Solafskærmende 3 0,27 0,50 1,1 94 Solafskærmende 4 0,19 0,30 1,1 88 Solafskærmende 5 0,35 0,39 1,

46 For rum med relativt små vinduer skal man være opmærksom på vejledningen i Bygningsreglement 2008 (se side 11): (at dagslyset i arbejdsrum) i almindelighed anses for at være tilstrækkeligt, når rudearealet ved sidelys svarer til mindst 10 pct. af gulvarealet eller ved ovenlys mindst 7 pct. af gulvarealet, forudsat at ruderne har en lystransmittans på mindst 0,75, samt at Rudearealet skal forøges forholdsmæssigt ved reduceret lysgennemgang (fx solafskærmende ruder) eller formindsket lysadgang til vinduerne (fx ved tætliggende bygninger). For et rum med vinduer, der har solafskærmende ruder med en lystrans mittans på fx 0,50 betyder det, at rudearealet ved sidelys bør udgøre mindst 15 pct. af gulvarealet. Figur 23 viser et eksempel på virkningen på udsigten gennem én type solafskærmende rude, her sammenlignet med udsigten gennem et åbent vindue. Ruderne reducerer lysindfaldet betydeligt og farver udsigten, her med en gråblå toning. Figur 23. Foto af udsigten fra bygning med solafskærmende ruder, der viser rudernes reduktion af lys indfaldet. Ved valg af rudetype bør man være opmærksom på, i hvilken grad en aktuel rudetype reducerer lysindfaldet og ændrer lysets farvesammensætning. Normalt bør der vælges en rude med høj lystransmittans og med lille farveændring af lyset (høj Ra-værdi). (Foto Kjeld Johnsen). Udvendig kondens I forbindelse med valg af rudetype og prioritering af udsigt skal man også være opmærksom på risikoen for udvendig kondens. På ruder, der ikke i en vis udstrækning er beskyttet mod frit udsyn til himlen, fx ved et tagudhæng eller anden form for fremspring over vinduerne, vil der i perioder dannes udvendig kondens eller is. Især i efterårs- og 46

47 forårsperioden vil der efter en klar, kølig nat kunne dannes kondens eller is i morgen- og formiddagstimerne, når udetemperaturen og dermed udeluftens relative fugtighed stiger. Jo lavere U-værdi ruden har, jo hyppigere vil problemet optræde. I kritiske tilfælde, hvor udsigten tillægges særlig vægt, bør der derfor normalt ikke vælges ruder med en U-værdi lavere end 1,1. Sollys Direkte sollys kan skabe et livligt lys på rummets flader, der er ønskeligt og acceptabelt, så længe det ikke forstyrrer synligheden eller giver ubehag. Men direkte sollys giver også anledning til meget høje luminanser på de ramte flader, hvilket kan give generende blænding. Sollys på arbejdsobjektet (fx en computerskærm) kan ligeledes gøre synsarbejdet vanskeligt. En afskærmning må derfor kunne forhindre ulemper fra direkte sollys eller suppleres med en anden afskærmningsmulighed. Blænding Et væsentligt kriterium for opnåelse af visuel kvalitet er, at blænding kan undgås. Blænding kan forårsages af meget høje luminanser og store luminansforskelle inden for synsfeltet eller kraftige lyskilder tæt på øjets synsretning. Lyset fra himlen (både i skyet og klart vejr) eller fra en flade, der rammes af direkte sol, kan have en så høj luminans, at det medfører blændingsproblemer. Der skelnes mellem to forskellige former for blænding: synsnedsættende blænding og ubehagsblænding. De to former er dog ofte kombineret. Synsnedsættende blænding opstår, når en væsentlig del af synsfeltet har en luminans, der afviger meget fra luminansen af det, man arbejder med. Denne type blænding optræder fx ved skærmarbejde, hvor skærmen er anbragt op mod et vindue, således at direkte solindfald gør det vanskeligt at læse på skærmen. Ubehagsblænding opstår, når der findes mindre genstande eller flader med meget højere luminanser end resten af synsfeltet, eller højere luminans umiddelbart uden for arbejdsfeltet. Ubehagsblændingen kan skyldes, at loftbelysningen er placeret dårligt i forhold til en arbejdsplads, fx sådan at et armatur eller en armaturrække hænger med direkte indkig til lyskilden (lysstofrøret). Blæn dingen fjernes ved at flytte, slukke eller afskærme den lyskilde, der er årsag til ubehagsblændingen. Menneskets synsevne og graden af blænding er betinget af den visuelle adaptation, dvs. øjets tilpasning til synsfeltets middelluminans. Når hovedet bevæges, så synsfeltet flyttes fra lysere til mørkere områder eller omvendt, vil øjet automatisk adaptere til det nye niveau. Det menneskelige øje kan fungere i et meget bredt luminansinterval, fra skumringslys til middagssol på en lys sandstrand. Blændingsproblemer fra et vindue kan skyldes, at den del af him- 47

48 len, der kan ses gennem vinduet, har en luminans, der er for stor i forhold til adaptationsluminansen. Blændingen kan også skyldes, at der er for brat overgang mellem luminansen af vinduesomgivelserne og selve vinduet. Blænding fra vinduer kan reduceres ved at have lyse vinduesomgivelser, dvs. hvide vinduesrammer, lys vinduesvæg, solafskærmning samt evt. kunstig belysning af disse omgivelser, jf. figur 24. Vælges mørke vindueskarme eller -rammer, er der risiko for generende blænding. Er rummet alene belyst med dagslys, vil et lille vindue give større risiko for blænding end et større, fordi der er mørkere i rummet med det lille vindue. To eller flere små vinduer giver mindre blænding end ét stort vindue med samme areal. Figur 24. Mørke vinduesrammer og karme samt mørke vinduesomgivelser giver risiko for blænding, fordi kontrasten til himmellyset bliver for stor. Lyse vinduesrammer og karme mindsker risiko for blænding. En anden mulighed er at opdele vinduet i en øvre og nedre del, således at den nedre del fungerer som udsigtsvindue, mens den øvre del fungerer som dagslysvindue, hvor lyset, fx ved hjælp af en persienne ledes ind i rummet, og udsynet til himlen er reduceret. Et højtsiddende vindue vil ligeledes give større blænding, idet himlen normalt vil udfylde en større del af vinduesfladen end ved et lavtsiddende. Vinduets størrelse, form og placering har således stor indflydelse på blændingsforholdene.det bør bemærkes, at solafskærmende ruder kun i begrænset omfang reducerer blændingsproblemer. For at undgå blænding ved direkte solindfald, må en solafskærmende rude derfor altid kombineres med en anden form for afskærmning, fx et indvendigt gardin. Tjekliste for dagslysprojektering Tabel 7 giver en tjekliste for forhold, som der bør tages hensyn til ved planlægning af et nyt byggeri. Tabel 7 (modstående side). Tjeklisten er tænkt som et værktøj i planlægnings- og skitsefaserne af et kontor- eller institutionsbyggeri, hvor der træffes de afgørende beslutninger for, hvordan bygningens rum opleves. Tjeklisten er primært skrevet med henblik på de lysmæssige hensyn og bør indgå på lige fod med andre vigtige forhold i den overordnede planlægning af bygningens udformning. 48

49 Dagslysaspekt Placering, orientering og indretning Valg af lysåbninger og glasareal Facadeudformning, detaljer omkring vinduerne Valg af rudetyper Solafskærmningens funktion og regulering Lysets stemning og karakter Samspil med naturlig ventilation Forhold, der bør tages hensyn til Vurdér beliggenhed af bygningen, om tilstrækkeligt dagslys når frem til vinduerne i bygningens klimaskærm (facader) uden unødvendige skygger fra bygningsdele eller fra nærliggende bygninger, eller om den påtænkte bygning forringer dagslysadgangen til nabobygninger. Kortlæg hvilke områder, der har behov for meget dagslys, hvilke der har behov for mindre, og hvor der er behov for, at dagslyset varierer (på en kontrolleret måde). Kontrollér rumdybde: Er der tilstrækkeligt dagslys ved hver arbejdsplads til de planlagte arbejdsopgaver. Analysér belysnings- og luminansniveauer i forhold til det naturlige rumhierarki. Anvend computersimuleringer eller skalamodeller til at visualisere, hvordan dagslyset og sollyset falder på de enkelte bygningsafsnit og facader, og hvordan sollyset varierer over døgnet og over året (fx februar, maj, september og december). Hvilke vinduesstørrelser, form og placering ønskes: Vurder om dagslyset er tilpas fordelt, således at der ikke er for store forskelle mellem lyse og mørke områder i rummet (især i dybe rum). Glasarealer, der overstiger ca. 35 pct. af facadearealet, medfører en potentiel risiko for overophedning. Undersøg hvilken (synlig) udsigt, der vil være gennem de valgte vinduer. Opdel gerne vinduet i et udsigtsvindue og et højtsiddende dagslysvindue. Derved opnår man mulighed for at beskytte mod blænding uden at forringe udsynet. Undgå brede (mørke/uoplyste) felter mellem vinduesåbninger, som kan give kontrastproblemer. Tag stilling til, hvordan dagslyset kan udnyttes, uden at der opstår problemer med blænding og reflekser i overflader og edb-skærme. Vælg lyse farver indvendig, bløde overgange og lyse vinduesvægge for at undgå/reducere problemer med store kontraster og blænding. Farver og detaljer i vinduesrammer, karme og karmlysninger har væsentlig betydning for, hvordan man oplever lyset i rummet, og for blænding fra vinduet. Vær især opmærksom på lystransmittans, varmetransmittans og U-værdi. Normalt bør man vælge energiruder med høj lystransmittans. Ruder, der anvendes i kombination med en effektiv udvendig sol afskærmning, bør have en høj varmetransmittans (g-værdi), hvilket betyder, at lavemissionsbelægningen er placeret på det indvendige glas. Hvis der anvendes solafskærmende ruder, bør der vælges en type med lystransmittans på mindst 0,7 og et farvegengivelsesindeks (Ra-værdi) på mindst 0,95. Ved rudetyper med U-værdier under 1,1 bør man kritisk vurdere hyppigheden af udvendig kondens. Store vinduer (større end ca. 35 pct. glas i facaden) vil normalt kræve udvendig afskærmning. Vælg regulerbare afskærmninger, gerne opdelt på udsigtsvindue og dagslysvindue. Afskærmningens vigtigste funktion er at beskytte mod blænding, både ved solskin og kraftigt diffust himmellys, uden at blokere for udsynet. Markiser og lameller, fx persienner, kan normalt beskytte tilstrækkeligt mod blænding, mens rullegardiner og sol afskærmende ruder må suppleres med en ekstra afskærmning, fx indvendige gardiner. Hvordan skal solafskærmningen fungere i kombination med oplukkelige vinduer? Både udvendige og indvendige afskærmninger kan komme i konflikt med vinduesoplukning, men ofte er der behov for begge dele samtidig. Hvilke lysforhold optræder, når afskærmningen er lukket helt eller delvist, og er de tilfredsstillende for rummenes funktioner og aktiviteter? Automatisk regulering af solafskærmninger bør kunne overstyres manuelt af brugerne. Hvilken oplevelse/stemning tilsigtes i de enkelte områder eller rum? Hvordan fremtræder/opleves rummene i overskyet vejr og ved sollys på forskellige tidspunkter? Søg at finde den rigtige balance mellem diffust og rettet lys for de enkelte rum. I multifunktionelle rum bør man skabe mulighed for flere lyssætninger, så lyset kan understøtte flere typer af synsopgaver og opfylde de forskellige krav, der stilles til en god formgengivelse af rum, objekter eller detaljer. Overvej de potentielle konflikter mellem vinduernes mange funktioner. Skal vinduerne indgå i et system for naturlig ventilation? Hvordan placeres luftindtag og afkast i forhold til hinanden? Der er ofte gode muligheder for samspil mellem høj udnyttelse af dagslyset og naturlig eller hybrid ventilation. Højtsiddende vinduer skal kunne afskærmes, uden at dette kommer i konflikt med åbning af vinduer. 49

50 6 Bestemmelse af dagslysfaktoren Belysningsstyrken fra dagslyset i et punkt i et rum er størst nær vinduet og aftager hurtigt med afstanden fra vinduet. Ved vurdering af belysningsforholdene betragtes ofte den vandrette belysningsstyrke på et arbejdsplan, der internationalt er defineret som et vandret plan 0,85 m over gulvet. Belysningsstyrken består dels af et direkte bidrag fra lyset, der kommer gennem vinduet, og dels af lys som først har ramt rummets flader, inden det rammer punktet. Det samlede bidrag til dagslysbelysningen i et punkt inde i rummet, er sammensat af bidrag fra direkte lys fra den del af himlen, som arbejdsplanet kan 'se' reflekteret lys fra flader udenfor, som arbejdsplanet kan 'se' reflekteret lys fra rummets egne flader (loft, vægge, gulv, møbler etc.). Belysningsstyrken alene beskriver ikke belysningskvalitet. Retning og karakter af det lys, der kommer ind, sammen med rumfladernes evne til at fordele lyset, vil have stor indflydelse på den synsoplevelse og helhedsbeskrivelse, man får af rummets dimensioner, form og 'atmosfære'. En passende afstemning mellem vinduesstørrelse, rumforhold og fladeegenskaber vil give rummet variation og karakter, men samtidig er det vigtigt at øvrige faktorer, som skaber det rette visuelle miljø, er tilfredsstillende. Det indebærer, at lyset skal tilpasses efter de opgaver, der skal udføres i rummet. Dagslysfaktoren Som et simpelt mål for, hvor meget lys der vil være i et bestemt punkt af et rum, fx på et arbejdsbord, benyttes begrebet dagslysfaktor. Dagslysfaktoren (DF) er defineret som forholdet mellem belysningsstyrken i punktet i planet og den samtidige belysningsstyrke udendørs på et vandret plan, belyst af en fuld himmelhalvkugle (se figur 25). Dagslysfaktoren angives normalt i procent. E indvendig DF = 100 % E udvendig 50

51 E indvendig E udvendig er belysningsstyrken indendørs i et punkt af et givet plan (lux) er belysningsstyrken målt udendørs på et vandret plan (lux) lux 200 lux Figur 25. Definition af dagslysfaktoren DF. Når belysningsstyrken er lux i det fri og 200 lux indendørs er dagslysfaktoren 2 %. Vejledningen til Bygningsreglementets kap (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008) angiver, at i arbejdsrum kan dagslyset anses for at være tilstrækkeligt, når der er en dagslysfaktor på 2 % ved arbejdspladserne. For et givet rum og et givet punkt i dette rum er dagslysfaktoren en fast størrelse, der normalt anvendes til vurdering af minimumsforhold, som indtræffer på overskyede dage. Som standardbetingelse for beregning af dagslysfaktoren benyttes normalt en CIE-overskyet himmel, jf. side 25. Dagslysfaktoren er derfor pr. definition uafhængig af vindues orienteringen og udtrykker ikke noget om, hvor meget lys der faktisk vil være i beregningspunktet under aktuelle vejrforhold og ved en given orientering. Et typisk forløb af dagslysfaktoren er vist i figur 26. Dagslysfaktoren er størst ved vinduet og forholdet mellem højeste og laveste dagslysfaktor er som regel mindst 20:1, men ofte 50:1. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor, glaspct.= 40, R m = 0, ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Figur 26. Typisk forløb af dagslysfaktoren DF, målt på arbejdsplan i rummets centerlinje vinkelret på vinduet. DF falder hurtigt med stigende afstand fra vinduet. Den viste kurve er beregnet for et 6 m dybt rum med en glasandel af facaden på 40 % samt en middelreflektans af overfladerne R m på 0,4. Bestemmelse af R m er nærmere omtalt på side

52 Bidrag til dagslysfaktoren Dagslysfaktoren (DF) i et punkt i rummet kan bestemmes ved at beregne tre bidrag til dagslyset, der rammer punktet: Lys der kommer direkte fra den synlige del af himlen (himmelbidraget, sky component, SC), lys der bliver reflekteret direkte mod punktet fra omgivelserne uden for vinduet (udvendigt reflekterede bidrag, externally reflected component, ERC) samt lys der reflekteres fra rummets egne flader (indvendigt reflekterede bidrag, internally reflected component, IRC). Dagslysfaktoren (DF) kan derfor betragtes som summen af de tre komponenter: DF = SC + ERC + IRC Størrelserne af de tre bidrag til lyset i et punkt af et plan er illustreret i figur 27. Nær vinduet udgør den diffuse himmelstråling langt det største bidrag til dags lyset, men det falder hurtigt med afstanden til vinduet. Det interreflekterede bidrag varierer ikke så meget i rummet. Det er størst nær ved de flader, som modtager direkte himmellys, hvilket normalt vil være sidevæggene 1-2 m fra vinduet. Bagerst i rummet giver det interreflekterede lys normalt det største bidrag til belysningsstyrken. Figur 27. Illustration af den totale mængde dagslys som træffer en vandret flade i rummet ved dens komponenter: Himmelkomponenten, SC, den udvendigt reflekterede komponent, ERC, og den indvendigt reflekterede komponent, IRC. SC ERC IRC Figur 28 viser typiske forløb af det direkte himmelbidrag, SC, og det indvendigt reflekterede bidrag, IRC, til dagslyset i rummet, målt i rummets centerlinje (midt for vinduet), vinkelret på vinduesvæggen. Kurverne er beregnet med programmet SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007). Bidraget på et vandret plan fra den udefra reflekterede stråling, ERC, indgår kun via refleksioner fra rummets overflader og medregnes i IRC bidraget, mens direkte stråling fra omgivelserne til punktet er 0. 52

53 Dagslysfaktor, % Bidrag til dagslysfaktoren ved 60 % glas, R m = 0,5 DF SC IRC Figur 28. Bidrag til dagslysfaktoren (DF) i rummets centerlinje på et vandret plan fra den direkte himmelstråling, SC, og fra den indvendigt reflekterede stråling, IRC ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Figur 29 viser et eksempel på fordelingen af det interreflekterede bidrag til lyset på et vandret plan beregnet med dagslysprogrammet SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007). Figur 29. Skærmbillede fra SimLight-programmet i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007), som illustrerer det interreflekterede bidrag til belysningsstyrken på et vandret plan (0,85 m over gulv). Det ses, at det interreflekterede bidrag er størst tæt på de flader (vægge) som modtager lys direkte eller indirekte (via gulvet) fra vinduet. Det bør bemærkes, at grafer for dagslysfaktoren normalt kun illustrerer dagslysfaktoren beregnet i en enkelt linje (som regel på arbejdsplanet, 0,85 m over gulv) midt for vinduet og vinkelret på vinduets plan. I mange tilfælde, og specielt når vinduet er smalt i forhold til rummets bredde, giver dagslysfaktorkurven ikke et sandt billede af belysningsstyrken i hele rummet. Dette fremgår tydeligt af figur 30, der viser fordelingen af belysningsstyrken i et 6 m dybt rum med henholdsvis 20 % og 90 % glasareal i forhold til (indvendigt) facadeareal. Grafen viser, at der er stor forskel i dagslyset ud for vinduet og ud 53

54 for de faste partier af facaden (mørke hjørner nederst på billedet til højre). Dette vil for eksempel have stor betydning i forbindelse med planlægning af rummets indretning og vurdering af, hvor der er tilstrækkeligt lys til placering af faste arbejdspladser. Figur 31 viser for det samme rum en 3D-graf af dagslysfaktorfordelingen på arbejdsplanet fremstillet i MS Excel ud fra BSim data. 100 lux Figur 30. Isolux diagrammer beregnet med SimLight i BSim-pakken (Wittchen et al., 2007). Beregningerne er foretaget på vandret plan 0,85 m over gulv i et 6 m dybt rum med forskellige vinduesstørrelser, svarende til en glasprocent på 90 (til venstre), henholdsvis 20 (til højre). Ved sammenligning og vurdering af belysningsstyrker eller dagslysfaktorer i forskellige rum nøjes man ofte med at betragte niveauet på 'arbejdsplanet' i en linje vinkelret på facaden ud for midten af vinduet. Figuren viser, at en sådan betragtning langt fra giver en fyldestgørende beskrivelse af belysningsstyrken i hele rummet. Figur 31. Dagslysfaktorer beregnet på vandret plan (gulvniveau) i et netværk på cm, indtil 20 cm fra væggene. Dimensionerne på rummet er B L H = 4 6 2,8 m, og vinduet har et glasareal, der udgør 20 % af facadearealet (målt indvendigt). Dagslysfaktor, % Dagslysfordeling i 6 m dybt rum med glasprocent på ,2 1,4 2,6 3,8 5,0 0,2 1,1 2 Afstand fra vindue, m 16,00-18,00 14,00-16,00 12,00-14,00 10,00-12,00 8,00-10,00 6,00-8,00 4,00-6,00 2,00-4,00 0,00-2,00 2,9 3,8 Afstand fra væg, m 54

55 Dagslyskrav i Bygningsreglement 2008 Bygningsreglementets krav vedrørende tilpas tilgang af dagslys er formuleret i kapitel Dagslys: Stk. 1. Arbejdsrum, opholdsrum i in sti tutioner, undervisningslokaler, spiserum samt beboelsesrum skal have en sådan tilgang af dagslys, at rum mene er vel belyste. Vinduer skal ud føres, placeres og eventuelt afskær mes, så solindfald gennem dem ikke medfører overop hedning i rummene, og så gener ved direkte solstråling kan undgås. Vejledningsteksten (6.5.2, stk.1) angiver to forskellige måder til at eftervise, at der er tilstrækkeligt dagslys: I arbejdsrum kan dagslyset i almindelighed anses for at være tilstrækkeligt, når rudearealet ved sidelys svarer til mindst 10 pct. af gulvarealet eller ved ovenlys mindst 7 pct. af gulvarealet, forudsat at ruderne har en lystransmittans på mindst 0,75. De 10 pct. og 7 pct. er vejledende ved normal placering af bygningen samt normal udformning og indretning af lokalerne. Såfremt vinduestypen er ukendt, kan omregning fra karmlysningsareal til rudeareal ske ved at multiplicere karmlysningsarealet med faktoren 0,7. Rudearealet skal forøges forholdsmæssigt ved reduceret lysgennemgang (fx solafskærmende ruder) eller formindsket lysadgang til vinduerne (fx ved tætliggende bygninger). Dagslyset kan ligeledes anses for at være tilstrækkeligt, når det ved beregning eller måling kan eftervises, at der er en dagslysfaktor på 2 pct. ved arbejdspladserne. Ved bestemmelse af dagslysfaktoren tages der hensyn til de faktiske forhold, herunder vinduesudformning, rudens lystransmittans, samt rummets og omgivelsernes karakter. Der henvises til By og Byg Anvisning 203: Beregning af dagslys i bygninger samt SBi-anvisning 219: Dagslys i rum og bygninger, (Nærværende anvisning). (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008). Vejledningen vedrørende rudeareal er skærpet i forhold til tidligere bygningsreglementers bestemmelser, idet man dér benyttede de samme procentangivelser for karmlysningsareal. Dette er en meget enkel regel, som primært kan benyttes ved mindre rum med begrænset rumdybde (mindre end 4-5 m), typisk i boliger. Vejledningen vedrørende dagslysfaktoren kom ind i tillæg 12 til Bygningsreglement 1995, men er nu præciseret ved, at der ved beregning eller måling af dagslysfaktoren skal tages hensyn til de fak- 55

56 tiske forhold. Denne vejledning er særlig relevant i store eller mere komplekse rum, fx med stor rumdybde, hvor man ønsker at vurdere, hvor det er muligt at placere de enkelte arbejdspladser. Det bør understreges, at det egentlige krav i Bygningsreglementets kapitel om, at rummene skal være vel belyste, kun behandles i snæver forstand i vejledningsteksten, nemlig med hensyn til om der kan forventes at være tilstrækkeligt dagslys i rummene, henholdsvis ved arbejdspladserne. Derimod er rudearealet og dagslysfaktoren ikke udtryk for hvilken 'dagslyskvalitet' der opnås i rummene, idet kvaliteten må vurderes ud fra flere forhold, fx lysets fordeling, forholdet mellem rettet og diffust lys, luminansforhold samt lysets egnethed til de specifikke aktiviteter eller arbejdsopgaver, som skal udføres i rummet. Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra rudeareal Hvis vejledningstekstens angivelser vedrørende rudeareal i forhold til gulvareal er opfyldt, vil dette være tilstrækkelig dokumentation af, at et rum er vel belyst. 'Vel belyst' må her opfattes som tilstrækkeligt belyst, og vejledningen angiver direkte og indirekte en række forudsætninger for at dagslyset i et rum vil være tilstrækkeligt, nemlig vedrørende: Rudernes lystransmittans En rudes lystransmittans angiver, hvor stor en del af det lys, som rammer ruden udvendig, der passerer gennem ruden (forholdet mellem lysstrømmen målt på en flade lige bag ruden og lysstrømmen som rammer ruden udvendig). Her refereres til lystransmittansen ved stråling vinkelret på ruden (normalstråling). Det kan antages, at belysningsstyrken i ethvert punkt af rummet er direkte proportional med lystransmittansen af ruden. Hvis rudernes lys transmittans er lavere end 0,75, kan det nødvendige rudeareal derfor beregnes som forholdet mellem 0,75 og den faktiske lystransmittans. Det bemærkes, at selv om det ved overskyet vejr i virkeligheden er lystrans mit tansen for diffus (himmel-)stråling, der er aktuel, benyttes forholdet mellem værdierne for normalstråling til korrektionen. Placeringen af bygningen Hvis bygningen er placeret sådan, at omgivelserne skygger væsentligt for dagslysadgangen til vinduerne i en facade, skal vinduesarealet forøges forholdsmæssigt. Som hovedregel kan det antages, at hvis højdevinklen overstiger 20, jf. figur 12, vil det være nødvendigt at øge vinduesarealet. Grænsen er dog ikke fast og afhænger bl.a. af rumdybden, idet reduktionen af dagslyset er mest markant bag himmelgrænseplanet, jf. figur 11. Figur 39 på side 71 viser kurver for, hvordan dagslyset reduceres som funktion af højdevinklen og afstanden fra vinduet. 56

57 Indretningen af rummet Ved 'normal' indretning af et rum skal bl.a. forstås, at det er indrettet og møbleret således, at arbejdspladserne er naturligt placerede i forhold til vinduerne. Når afstanden til vinduet fra den enkelte arbejdsplads overstiger grænsen beskrevet ved formlen i figur 17 på side 34, bør det konkret undersøges, fx ved beregning, om dagslyset kan forventes at være tilstrækkeligt. Til 'normal' indretning af et rum hører også, at rummets overflader har normale lysreflektanser. Hvis middelreflektansen er lavere end 0,4, skal vin dues arealet forøges forholdsmæssigt. Eftervisning af tilstrækkeligt dagslys ud fra dagslysfaktor Vejledningen til Bygningsreglement 2008 vedrørende tilstrækkeligt dagslys ved de enkelte arbejdspladser angiver, at den beregnede eller målte dagslysfaktor skal være mindst 2 % ved hver arbejdsplads. Vejledningen anfører, at der ved eftervisningen skal tages hensyn til de faktiske forhold. Imidlertid kan det både ved beregning og ved måling være vanskeligt at fastslå, hvordan de 'faktiske forhold' er. Beregninger foretages ofte på et tidspunkt hvor fx indretning og farver på overflader endnu ikke er kendte, mens målinger ofte vil give meget forskellige resultater for tilsyneladende ens rum. Desuden kan målinger give meget forskellige resultater alt efter om løvfældende træer i nærheden bærer løv eller ej. Både beregninger og målinger af dagslysfaktoren er således behæftede med relativt store usikkerheder, og størrelsen i % bør aldrig angives med mere end én decimal. I det følgende gives en oversigt over de principielle forhold, der bør ligge til grund for beregninger og målinger af dagslysfaktorer ved arbejdspladserne i et givet rum. Beregningsmetoder og -værktøjer Ved beregninger bør der anvendes anerkendte metoder eller beregningsværktøjer, som kan tage hensyn til de fleste af de forhold, der har væsentlig betydning for dagslyset i et rum. By og Byg Anvisning 203 (Christoffersen et al., 2002) giver beskrivelser af, hvordan dagslysfaktorer kan beregnes ved hjælp af den såkaldte skabelonmetode, og hvordan SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007) kan benyttes. Imidlertid har selv de mest avancerede beregningsværktøjer begrænsninger i forhold til komplekse rum, og for sådanne rum må der derfor ofte benyttes forenklede forudsætninger, hvorved beregningsnøjagtigheden måske reduceres betydeligt. Beregningen af dagslysfaktoren ved hjælp af SimLight for rum med ovenlys er beskrevet i kapitel 8 Dagslys i rum med ovenlys og i atrier. 57

58 Forudberegnede dagslysfaktorer med korrektion For almindelige, rektangulære rum vil det ofte være enklere at bestemme aktuelle dagslysfaktorer ud fra forudberegnede kurver. Forudsætningen for at benytte sådanne kurver er, at man har kendskab til beregningsforudsætningerne og kan korrigere for de forhold, som er anderledes i det aktuelle tilfælde. Figur 32på side 62 viser eksempler på beregnede dagslysfaktorer, mens Bilag C Dagslysfaktorer for eksempelrum giver en lang række eksempler på forudberegnede dagslysfaktorer for rum med forskellige dybder og forskellige rudearealer samt forskellige middelreflektanser. Dagslysfaktorerne er i alle eksemplerne beregnet under 'ideelle forhold', og skal ved praktisk anvendelse derfor korrigeres i forhold til den aktuelle situation, se tabel 8 på side 61 og kapitel 7 Korrektion af dagslysfaktoren. Målemetoder og måleinstrumenter Ved målinger af dagslysforhold bør anvendes pålidelige, kalibrerede instrumenter. En oversigt over de vigtigste målemetoder, -instrumenter og -prin cip per er givet i Bilag D Måling og vurdering af belysningsforhold. Dagslysfaktoren bestemmes altid ved samtidig måling af belysningsstyrken i et punkt inde i rummet og en måling på vandret i det fri med fri horisont. Der kræves således to måleinstrumenter for at opnå præcis samtidig aflæsning. For verificering af dagslysniveau og dagslysfaktorer i et givet område af et rum er det nødvendigt at måle i et større netværk af punkter, således at dagslyskurvernes forløb kan beskrives i hele området. Netværket bør være på et vandret plan i arbejdshøjde (defineret som 0,85 m over gulv) med en punktafstand vinkelret på facaden, der nær ved vinduet er højst 0,5 m og længere inde i rummet højest 1,0 m. Punktafstanden parallelt med facaden bør være højst 1,0 m. Når dagslysfaktorer bestemmes ved målinger, bør der samtidig foretages målinger af de størrelser, der har størst betydning for resultaterne. Som minimum bør disse målinger omfatte: Rummets dimensioner Vinduernes/ rudernes størrelse, -place ring og lystransmittans Vigtige facadedetaljer såsom fremspring og udhæng, samt Rummets overfladereflektanser. Himmeltype, vejrforhold Beregninger foretages ud fra en CIE-overskyet himmel, som defineret i afsnit CIE-overskyet himmel side 26. Målinger skal foretages på en overskyet dag, og det bør kontrolleres, at forholdet mellem belysningsstyrkerne på lodret, E V, og på vand ret, E H, ligger i intervallet 0,37-0,42 (teoretisk idealværdi er 0,396). Hvis der er store variationer i den udvendige belysningsstyrke under målingerne, bør alle målinger i det ovenfor beskrevne netværk foretages mindst to gange. 58

59 Bygningens omgivelser Ved beregning af dagslysfaktorer skal der tages hensyn til faste, skyggende omgivelser af de aktuelle rum. Det vil primært dreje sig om overfor liggende bygninger, men der kan også være tale om bevoksning af træer og buske, som permanent skygger for en del af udsynet fra de aktuelle rum til himlen. Hvis den anvendte beregningsmetode ikke kan tage hensyn til eksterne skygger fra omgivelserne, bør de beregnede dagslysfaktorer korrigeres som beskrevet i afsnit Korrektion for skyggende omgivelser side 70. Både ved beregning og ved måling af dagslysfaktorer i bygninger med skyggende omgivelser kan det være vanskeligt at definere, hvad der forstås ved 'permanente skygger'. Ved varierende forhold, som fx løvfældende træer, bør vægten lægges på situationen i vinterhalvåret, hvor dagslysniveauet generelt er lavest, og hvor skyggen fra løvfældende træer er mindst. Vindues- og facadeudformning Ved beregninger skal der tages hensyn til den aktuelle vinduestype, placering i klimaskærmen, glasandel, rudens lystransmittans samt bygningsmæssige forhold, som kan reducere lysindfaldet, fx vægtykkelse eller fremspring omkring vinduerne. Hvis den anvendte beregningsmetode ikke kan tage hensyn til alle detaljer vedrørende vinduesudformning, bør de beregnede dagslysfaktorer korrigeres som beskrevet i kapitel 7 Korrektion af dagslysfaktoren. Ved målinger bør de samme forhold måles og registreres, således at ændringer i dagslysfaktorerne ved fx udskiftning af vinduer eller ruder nemt kan beregnes. Solafskærmning Ved beregninger bør der tages hensyn til indflydelsen af faste solafskærmninger og afskærmninger, som ikke kan trækkes helt bort fra vinduerne. Der skal tages hensyn til reduktionen i dagslyset fra afskærmningstyper, som permanent dækker for vinduet, men som kan reguleres til at afskærme mere eller mindre (fx drejelige lameller). Der bør antages en indstilling af afskærm ningen, som giver maksimalt udsyn til omgivelserne, hvilket for en persienne fx vil være, at lameller er vandrette. Reduktionen af dagslysfaktoren pga. afskærmninger er beskrevet i afsnit Korrektion for solafskærmning side 84. Ved målinger bør solafskærmninger trækkes mest muligt fra vinduerne. Hvis afskærmningen i fratrukket tilstand dækker for en del af rudearealet, bør det måles og registreres, hvor stor en del af rudearealet, der dækkes af afskærmningen. For eksempel vil en høj persienne, der er trukket helt op, ofte dække de øverste cm af ruden. 59

60 Indretning, inventar og overflader Gennem beregninger af dagslysfaktorfordelingen i et rum skal det verificeres, om der er tilstrækkeligt dagslys ved de faktiske eller planlagte arbejdspladser. Hvis den faktiske møbleringsplan ikke kendes, fx ved nybyggeri, skal beregningerne kortlægge, hvilke områder af bygningen og de enkelte rum, der vil have en dagslysfaktor mindre end 2 %, og hvor der således normalt ikke kan etableres faste arbejdspladser. Med mindre man har kendskab til de faktiske (eller forventede) overfladereflektanser, kan der regnes med følgende lysreflektanser: lofter 0,7, vægge 0,4, gulve 0,1 og vinduer 0,15 (middelreflektans ca. 0,4). Ved beregningerne bør der dog tages hensyn til inventar, der kan opfattes som en del af rummenes permanente indretning, fx en gulvbelægning eller faste reoler, og som kan forventes at nedsætte reflektansen af rummets overflader. I åbenplan-områder af en bygning, fx storrumskontorer, bør der tages hensyn til reoler, der fungerer som adskillelser mellem de enkelte arbejdspladser. Reduktionen af dagslysfaktoren på grund af inventar er beskrevet i afsnit Korrektion for inventar og indretning, side 82. Forudberegnede dagslysfaktorer I figur 32 er vist en række grafer for beregnede dagslysfaktorer ved forskellige rumdybder og forskellige vinduesstørrelser i rum med en middelreflektans på 0,4 (Rm = 0,4). Kurverne er beregnet med programmet SimLight, der indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007). Bilag C indeholder en serie af diagrammer med dagslysfaktorer for de samme eksempelrum. Dagslysfaktorerne er beregnet på arbejdsplan i en linje midt for vinduet, vinkelret på vinduets plan, for rum der er 4, 6 og 10 m dybe. For at lette aflæsning og sammenligning af kurverne er de optegnet både med en ensartet skala og med skalaer, der letter bestemmelsen af dagslysfaktorer i den bagerste del af rummet. Kurverne er endvidere vist for middelværdier af rummenes overfladereflektanser på 0,5. Ved beregning af den resulterende dagslysfaktor i rum med vinduer i flere ydervægge skal middelreflektansen inkludere alle vinduerne. Den indvendige lysreflektans af ruderne er i alle beregningerne sat til 0,15. Beregningsforudsætninger Der er forudsat en fri horisont og en lysreflektans for omgivelserne (jorden) på 0,1. Dagslysfaktorerne er beregnet for et rum med vinduer, der i princippet kun består af ruder. Der ses således bort fra karm- og rammearealer og glasprocenten er beregnet som rudens 60

61 areal divideret med det indvendige areal af vinduesfacaden. En række andre forhold er også antaget at være 'optimale' for opnåelse af maksimalt dagslysindfald. For eksempel er der regnet med en kun 10 cm tyk vinduesvæg, fri horisont, ingen skyggende fremspring omkring vinduet og ingen møblering i rummene. Det betyder, at dagslysfaktorer, som er bestemt ud fra de beregnede kurver, altid skal korrigeres for alle de forhold, der afviger fra det 'optimale'. Beregningsforudsætninger er kort beskrevet i tabel 8, der også giver en beskrivelse af, hvordan der korrigeres samt henvisning til relevante sidetal i denne anvisning. Korrektionerne af dagslysfaktoren er nærmere beskrevet i kapitel 8 Korrektion af dagslysfaktoren. Tabel 8. Oversigt over standardforudsætninger ved dagslysfaktorberegningerne i figur 32 på næste side og i Bilag C samt nødvendige korrektioner ved anvendelsen i praksis med henvisning til aktuelle sidetal. Parameter Forudsætning Korrektion Henvisning, side Himmel CIE-overskyet himmel ingen 26 Omgivelser Fri horisont. Ingen bygningsfremspring, ingen skyggende omgivelser Korrektion for skyggende omgivelser og korrektion for fremspring omkring vinduer Rudens lystransmittans (normalstråling) 0,8 svarende til en typisk energirude Korrigeres med forholdet mellem faktisk lystransmittans og 0,8 68 Vinduets placering Overfladereflektanser Hvor arealet tillader det, er der en brystningshøjde på 0,85 Middelreflektans på henholdsvis 0,4 og 0,5 Ved speciel høj eller lav placering, bør beregning foretages Ved andre middelreflektanser korrigeres ud fra kurver eller ny beregning Rumdimensioner B H = 4 2,8 m Ved flere vinduesfag korrigeres ud fra kurver, i andre tilfælde ny beregning Indretning og inventar Vægtykkelse Der er ikke taget hensyn til indretning og evt. inventar 10 cm, principielt ingen skygge fra muren på vinduet Der skal specielt korrigeres for indretning med skærmvægge eller reoler, som fx adskiller de enkelte arbejdspladser. Desuden korrigeres for mørkt inventar eller indretning, som reducerer middelreflektansen væsentligt Der skal korrigeres både for vægtykkelse og for fremspring omkring vinduet Afskærmning Ingen solafskærmning Korrektion for faste afskærmninger og afskærmninger, som ikke kan trækkes helt fra ,

62 Figur 32. Dagslysfaktoren på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for rum, der er 4 m, 6 m og 10 m dybe. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/facadearel ( %). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0,8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,4, hvilket svarer til, at reflektansen af loft, væg og gulv er henholdsvis 0,7, 0,4 og 0,1. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 4 m dybt rum, m 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m 62

63 7 Korrektion af dagslysfaktoren Dagslysfaktorer bestemt ud fra kurverne i figur 32 og i Bilag C bør betragtes som teoretiske værdier, som det altid vil være nødvendigt at korrigere ud fra de faktiske forhold i et rum eller en bygning. Dette kapitel giver en oversigt over de vigtigste forhold, der må korrigeres for: Facader med andre glasprocenter end de, som er vist i graferne Rudens lystransmittans Vinduesvæggens tykkelse Skygger fra omgivelserne Udhæng over og fremspring ved siden af vinduet/ruden Rum med en anden middelreflektans end de, som er vist i graferne Andre rumstørrelser, flere vinduesfag Inventar og indretning Eventuel lysreduktion pga. skygger fra afskærmninger. Korrektion for vinduesstørrelse, glasandel og glasprocent Ved angivelse af vinduesstørrelse er det vigtigt, at der skelnes mellem rudeareal og vin duesareal, udtrykt ved glasandelen. Kurverne i figur 32 og i Bilag C er beregnet for vinduer, der kun består af ruder, idet der er set bort fra karm- og rammeandel af vinduerne. Dagslysfaktorerne skal derfor ikke korrigeres for vinduernes glasandel. Kurverne er optegnet for rum, hvor glasprocenten er henholdsvis 20, 40, 60 og 90. Glasprocenten angiver forholdet i procent mellem det samlede rudeareal i facaden og facadens areal, målt indvendig. For rum med andre glasprocenter kan der interpoleres mellem kurverne. I mange tilfælde er det nemmere at få oplyst vinduernes areal end rudernes areal, og man må da omregne vinduernes areal til rudeareal ved at multiplicere med glasandelen. Glasandelen, F F, angiver, hvor stor en andel ruden udgør af det samlede vinduesareal, og ligger typisk på 0,4-0,8, normalt størst for store vinduer. Hvis man ikke har oplysninger om vinduernes glasandel, fx på et tidspunkt i projekteringen hvor dette endnu ikke er fastlagt, kan man tage udgangspunkt i vejledningsteksten til Bygningsreglementets afsnit 6.5.2, stk. 1 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008). Her angives, at man kan omregne fra karmlysningsareal til rudeareal ved at multiplicere karmlysningsarealet med 0,7. Glasandelen antages således at være 0,7. 63

64 Eksempel Glasandelen (F F ) for et dannebrogsvindue med karm, ramme og lodpost beregnes som den synlige rudes areal A g divideret med hele vinduets areal A. For vinduet vist i figur 33 med målene 1,188 1,588 m kan glasandelen beregnes som: Ag (0,440 0,440) (0,440 0,840) 1,126 FF 0,60 A 1,188 1,588 1,887 Figur 33. Beregning af glasandelen i vindue med karm, sprosser, lodposter etc. (talværdier i mm). Vinduesarealet er 1,188 1,588 = 1,89 m². Glasarealet kan beregnes som 0,88 1,28 = 1,13 m², hvilket svarer til en glasandel på 0, Vinduer i flere ydervægge Kurverne i figur 32 og i Bilag C er beregnet ud fra den forudsætning, at der kun er vinduer i én facade. For et rum med vinduer i flere ydervægge kan den resul terende dagslysfaktor beregnes i et givet punkt af rummet som summen af de enkelte dagslysfaktorer, der kan bestemmes ved at tage hensyn til vinduerne i én facade ad gangen. Eksempel Et hjørnekontor (møderum) med indvendige mål L B H = 9 5 2,85 m har vinduer i to facader, som vist i figur 34. Dagslysfaktoren ønskes beregnet midt i rummet. Rummet har en middelreflektans på 0,4, inklusive rudernes reflektans på 0,15. Dagslysfaktorerne bestemmes ud fra graferne i Bilag C. Betragtes først rummet med vinduer alene mod nord, kan der beregnes en 64

65 glasprocent på (2 3,5 1,85) 100 / (9 2,85) = 50 %. Af graferne for rumdybden 4 m, henholdsvis 6 m i figur 83 interpoleres mellem kurverne for glasprocenterne 40 % og 60 % i afstanden 2,5 m fra vinduet. Der aflæses dagslysfaktorer på henholdsvis 4,8 og 4,5 %. Betragtes dernæst rummet med vinduet mod øst, kan der beregnes en glasprocent på (3 0,8) 100 / (5 2,85) = 17 %. Af grafen for rumdybden 10 m nederst på figur 83 aflæses på kurven for en glasprocent på 20 % og i afstanden 4,5 m fra vinduet en dagslysfaktor på ca. 0,6, der bør rundes ned, fordi glasprocenten kun er ca. 17. Den resulterende dagslysfaktor i punktet bliver således ca. 4,7 + 0,5 5,2 %. N Rude 3,5 1,85 m DF Rude 3,5 1,85 m Rude 3 0,8 m Figur 34. Eksempel på beregning af dagslysfaktoren i et rum med vinduer i to ydervægge. Dagslysfaktoren i et givet punkt af rummet beregnes som summen af de enkelte dagslysfaktorer, der kan bestemmes ved at tage hensyn til vinduerne i én facade ad gangen. Hjørnerum L B H = 9 5 2,85 m Korrektion for rudens lystransmittans Kurverne i figur 32 og Bilag C gælder for ruder med en lystransmittans på 0,80, hvilket fx svarer til en typisk energirude. Hvis der anvendes ruder med en anden lystransmittans, skal der korrigeres herfor, idet det for almindelige ruder kan antages, at dagslysfaktoren i ethvert punkt af rummet er direkte proportional med rudernes lystransmittans. Transmission af stråling Almindeligt glas tillader transmission af stråling i bølgeområdet fra 300 til 3000 nm. For stråling med en anden bølgelængde, fx en del ultraviolet stråling og varmestråling (langbølget IR), er glas uigennemtrængeligt. Ud over den stråling, der transmitteres gennem glas, vil strålingen, som rammer glasset, også absorberes eller reflekteres. Mellem den indstrålede effekt I, reflektansen R, absorptansen A og transmittansen T er der følgende generelle sammenhæng: I = T + R + A (se figur 35). Størrelserne af T, R og A afhænger af glastype og glastykkelse samt af 65

66 strålingens bølgelængde og indfaldsvinkel. En del af strålingen reflekteres, hver gang den går fra glas til luft eller omvendt, og de nævnte størrelser kan være slutresultatet efter gentagne refleksioner mellem overfladerne, afhængigt af, hvor mange lag glas ruden indeholder. Dagslys LR ud LT LT = 0,79 LR = 0,11 LA = 0,10 Solenergi SR ud g (TST) ST = 0,51 SR ud = 0,19 SA = 0,30 TST(g-værdi) = 0,57 UDE INDE Figur 35. Transmissions- og refleksionsegenskaber for typisk energirude. Egenskaberne for transmittans, reflektans og absorptans angives ved stråling vinkelret på ruden (normalstråling). Til den del af strålingsvarmen, der transmitteres direkte gennem ruden (det primære bidrag, ST) skal tillægges den del af den absorberede varme, der efter absorptionen frigives til rummet bag ruden (det sekundære strålingsbidrag), hvorved fås den totale solvarmetransmittans (TST eller g-værdien). Ved beskrivelse af glassets egenskaber over for solstråling er det vigtigt at skelne mellem synlig stråling og varmestråling. I det følgende benævnes den synlige stråling sollys, mens hele solspektrets effekt inklusive sollys benævnes solstråling. Ved forskellige teknikker kan man ændre glassets egenskaber med hensyn til, hvor meget sollys og hvor meget solstråling, der passerer gennem glasset. I beskrivelsen af glassets egenskaber indgår der derfor to sæt parametre: ét, der relaterer til sollyset (LT, LR og LA) og ét, der omhandler solstrålingen (ST, SR og SA). For sollys angiver lystransmittans og lysreflektans forholdet mellem den mængde sollys, der henholdsvis transmitteres og reflekteres, og den totale mængde sollys, der rammer glasset (disse betegnelser benyttes både i forbindelse med stråling udefra og ind og indefra og ud). Eksempel herpå er vist i figur 35. For solstråling angives tilsvarende værdier for solstrålingstransmittans, solstrålingsreflektans og solstrålingsabsorptans samt tillige for den totale solstrålingstransmittans, der inkluderer den del af den absorberede solstråling, som tilføres rummet. De beregnede dagslysfaktorer i figur 32 og Bilag C korrigeres for rudens lystransmittans ved at multiplicere med forholdet mellem den aktuelle rudes lystrans mittans og referencerudens lystransmittans (LT = 80 %): 66

67 LT Korrektionsfaktor for lystransmittans LT aktuel reference LT 0,8 aktuel Transmittansen for sollys og solstråling angives for stråling med indfald vinkelret på glasoverfladen. Transmittansen er imidlertid afhængig af den vinkel, hvorunder solstrålingen rammer glasset, se figur 36 og figur 37. Indfaldsvinklen er defineret som vinklen mellem solstrålingen og glasoverfladens normal. Transmittans, reflektans og absorbtans Energiegenskaber for energirude som funktion af indfaldsvinkel 1,0 ST SR 0,8 SA 0,6 0,4 0,2 Figur 36. Transmittans (ST), reflektans (SR) og absorptans (SA) af direkte solstråling for energirude som funktion af indfaldsvinklen. 0, Indfaldsvinkel, Transmittansen er størst for stråling med indfaldsvinkel mellem 0 og 40. Ved større indfaldsvinkel bliver transmittansen mindre og reflektansen større. Absorptionen er derimod næsten uafhængig af indfaldsvinklen. Transmittans, reflektans og absorbtans 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Lysegenskaber for energirude som funktion af indfaldsvinkel LT LR LA Figur 37. Transmittans (LT), reflektans (LR) og absorptans (LA) af direkte sollys (L for 'lys', dvs. den synlige del af strålingen) for energirude som funktion af indfaldsvinklen. 0, Indfaldsvinkel, 67

68 Tabel 9 giver eksempler på typiske værdier for forskellige rudetyper, og sidste kolonne angiver den faktor, der skal benyttes ved korrektion af dagslysfaktorer bestemt ud fra figur 32 og Bilag C. Tabel 9. Egenskaber for forskellige rudetyper. Beskrivelseskoden angiver rudens opbygning udefra og ind, således at glastykkelse, belægninger på glasset, glasafstand samt evt. gasfyldning af mellemrummet kan aflæses. Tabellen angiver desuden U- værdi (W/m 2 K), værdierne for sollystransmittans i procent og total solstrålingstransmittans (g-værdi), farvegengivelsesindeks, lystransmittans for diffus (himmel-)stråling samt udvendig lysreflektans ved vinkelret indfald af strålingen. Sidste kolonne angiver den faktor, der skal benyttes ved korrektion af dagslysfaktorer fundet i figur 32 og Bilag C. Antal glas Rudetype Beskrivelseskode *) U LT g Ra LT dif LR ud Faktor 2 Almindelig/traditionel termorude ,9 81 0, , lags termorude ,9 74 0, ,93 Energiruder 2 Rude med ét energiglas, hård belægning på indv. glas 4-20-eh4 1,7 74 0, ,93 2 Rude med ét energiglas, belægning på indv. glas 4-12ar-e4 1,4 79 0, ,99 2 Rude med ét energiglas, belægning på indv. glas 4-15ar-e4 1,2 79 0, ,99 2 Rude med ét energiglas 4e-15ar-4 1,2 79 0, ,99 2 Rude med ét energiglas 4se-12ar-4 1,3 80 0, ,00 2 Rude med ét energiglas 6se-15ar-4 1,1 79 0, ,99 3 Rude med to energiglas 4se-12kr-4-12kr-se4 0,6 71 0, ,89 2 Rude med ét energiglas og ét jernfattigt glas 4w-15ar-se4 1,1 81 0, ,01 2 Rude med ét energiglas og to jernfattige glas 4w-15ar-se4w 1,1 82 0, ,03 Solafskærmende belagt glas m. energibelægning 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-coollite-15ar-4 1,1 67 0, ,84 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-neutral-15ar-4 1,2 70 0, ,88 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-brillant-15ar-4 1,1 65 0, ,81 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-brillant-15ar-4 1,1 50 0, ,63 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-brillant-15ar-4 1,1 29 0, ,36 2 Rude med ét solafskærmende glas 6se-silver-15ar-4 1,2 58 0, ,73 2 Rude med ét solafskærmende glas og ét jernfattigt glas 6se-neutral-15ar-4w 1,1 72 0, ,90 Solafskærmende gennemfarvet glas + energiglas 2 Rude med ét gennemfarvet glas og ét energiglas 6grå-15ar-se4 1,2 39 0, ,49 *) Koderne angiver glastykkelse-glasafstand-glastykkelse. Efter glasafstand angives evt. gasfyldning: ar = argon, kr = krypton. Koder før eller efter glastykkelse angiver: eh = hård energibelægning, e = energibelægning, se = super energibelægning. w angiver jernfattigt glas (white), mens øvrige betegnelser er eksempler på fabrikantbeskrivelser. 68

69 Dagslysfaktoren er defineret for en overskyet himmel, hvor dagslyset fra den diffuse himmel rammer ruden under alle indfaldsvinkler fra 0 til 90 grader. Transmittans for det diffuse himmellys er tæt på værdien for lystransmittans ved en indfaldsvinkel på 60. Sammenhængen mellem indfaldsvinkel og lystransmittans (kurveformen) varierer lidt for forskellige rudetyper, men det kan antages, at transmittansen for det diffuse lys fra en CIE-overskyet himmel (jf. side 26) gennem en lodret rude er procent mindre end for sollys vinkelret på ruden. Ved korrektion af dagslysfaktorer for lystransmittansen kan forholdet mellem transmittanserne ved normalstråling for den aktuelle rude og den anvendte referencerude (LT = 80 %) benyttes. Hvis man i projekteringsforløbet har bestemt dagslysfaktorer i et rum for én type rude, og der senere i projekteringsforløbet træffes beslutning om en anden rude, skal dagslysfaktorerne derfor korrigeres med forholdet mellem lys trans mit tanserne for de to ruder, jf. sidste kolonne i tabel 9. Korrektion for vægtykkelse Ved bestemmelse af dagslysfaktorer i et rum med vinduer i en væg af normal tykkelse (20-40 cm) bør der normalt foretages fuld korrektion for vægtykkelsen, idet det antages, at den skyggende virkning af den 10 cm tykke væg i beregningerne modsvares af lysreduktionen fra en normal ramme-karmkonstruktion. Korrektionsfaktoren kan bestemmes af figur 38 på næste side. For vinduer i facade og tag vil fremspring omkring lysåbningen have betydning for åbningens evne til at transmittere dagslys ind i rummet. Skyggevirkningen for dagslysbidraget fra en overskyet himmel på vandrette flader inde i rummet vil være størst fra den øverste del af himlen. Figur 38 viser reduktionen af dagslys for forskellige reflektanser af fremspring omkring en vinduesåbning, hvor forholdet mellem højde og bredde ligger i intervallet 0,75-1,5. Eksempel Reduktionen af dagslyset i et rum, der har et vindue med målene H B = 1,4 2 m, ønskes bestemt. Vinduet sidder i en ydermur med tykkelsen 40 cm, og murfalsen har reflektansen 0,5. Reduktionen af dagslysfaktoren i et punkt i rummet aflæses for forholdet (2 0,4) / (1,4 + 2,0) = 0,23 på kurven for reflektansen 0,5 til 0,66. 69

70 Reduktionsfaktor 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Reduktion af dagslysfaktor pga. vægtykkelse Reflektans = 0,8 Reflektans = 0,5 Reflektans = 0,2 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Vægtykkelse / (0,5 (glasbredde + glashøjde)) Figur 38. Korrektionsfaktor for det transmitterede dagslys på grund af vægtykkelsen. Kurverne gælder for et vindue, hvor forholdet mellem højde og bredde ligger i intervallet 0,7 1,5. Hvis forholdet er mindre, bliver korrektionsfaktoren mindre; er forholdet større, bliver den større. Den vandrette akse angiver forholdet mellem vægtykkelsen og 0,5 (glasbredde + glashøjde). Lysningens reflektans er henholdsvis 0,2, 0,5 og 0,8. Korrektion for skyggende omgivelser Tabeller og diagrammer for dagslysindfald angiver normalt dagslyset på en flade eller i et rum, når der er fri horisont. I praksis vil der næsten altid være en reduktion af dagslyset, fordi træer, bygninger m.m. skygger for den del af himlen, der er lige over horisonten. I det 'frie' landskab regnes ofte med en horisontvinkel på 5 eller 7, hvilket kun giver en ubetydelig reduktion af lyset, jf. figur 15 på side 32. I bymæssige områder kan høje bygninger medføre en meget stor reduktion af lysindfaldet på en facade. Figur 39 viser reduktionen af dagslyset i et rum med et vindue, som vender ud mod en overfor liggende bygning. Kurverne gælder for en CIE-overskyet himmel og kan benyttes til at beregne reduktionen af dagslysfaktoren i et rum beregnet med fri horisont. Reduktionen er angivet som funktion af afstanden inde i rummet fra vinduet, for forskellige profilvinkler og forskellige reflektanser af den skyggende bygning. Profilvinklen er her defineret som projektionen på et lodret plan, vinkelret på rudens plan, af vinklen fra vandret, målt fra arbejdsplanet til overkanten af den modstående bygning. For en bygning parallel med den, som der regnes på, er profilvinklen den samme til alle punkter af bygningens overkant, nemlig Arctan (højde/ afstand), jf. figur 40 i eksemplet på side

71 Reduktionsfaktor 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1,0 Reduktion af dagslyset pga. modstående bygning, R m = 0,10 Profilvinkel Afstand fra vindue, m Reduktion af dagslyset pga. modstående bygning, R m = 0,25 Figur 39. Reduktionsfaktor for lyset i et rum (målt på arbejdsplan) på grund af en modstående bygning med en middelreflektans på henholdsvis 0,1, 0,25 og 0,4. Dagslysreduktionen er optegnet for forskellige profilvinkler som funktion af afstanden fra vinduet. Det ses, at 'knækket' på kurverne er udtryk for, hvor dybt inde i rummet, det er muligt at se himlen, jf. figur 11 side 29. Reduktionsfaktor 0,8 0,6 0,4 0,2 Profilvinkel , Afstand fra vindue, m 1,0 Reduktion af dagslyset pga. modstående bygning, R m = 0,40 Reduktionsfaktor 0,8 0,6 0,4 0,2 Profilvinkel , Afstand fra vindue, m 71

72 Figur 40. Eksempel på bestemmelse af profilvinklen. Ved parallelle bygninger er det vinklen målt fra vandret (arbejdsplan) til overkanten af nærmeste punkt af den modstående bygnings overkant. Pr. definition er profilvinklen den samme for alle punkter af den modstående bygningsoverkant. Skyggende bygning Højde over arbejdsplan 12 m Højdevinkel = 37 Afstand 16 m Afstand 22,5 m Højdevinkel = 28 Profilvinkel = 37 Profilvinkel = 37 Eksempel For et rum med dimensionerne B L H = 3,5 8 2,8 m og et vindue med dimensionerne B H = 3,1 1,64 = 5,08 m² ønskes dagslysfaktoren bestemt på arbejdsplan midt i rummet, se figur 40. Vægtykkelsen er 36 cm, vinduets glasandel er på 0,75 og rudens lystransmittans er 0,8. Rummets middelreflektans er 0,4 og reflektansen af vindueslysningen er 0,5. Rudens areal er 5,08 0,75 = 3,81 m², og rummets glasprocent derfor 100 3,81 / (3,5 2,8) = 39 %. På figur 83 aflæses for R m = 0,4 og afstanden 4 m fra vindue (midt i rummet) dagslysfaktorer på ca. 1,8 % og 1,6 % for henholdsvis et 6 m og et 10 m dybt rum, svarende til ca. 1,7 % i et 8 m dybt rum ved en glasprocent på 40. På figur 38 aflæses for forholdet mellem vægtykkelse og vin dues bredde på (2 0,36) / (3,1 + 1,64) = 0,15 en korrektionsfaktor på 0,75. Dagslysfaktoren midt i rummet (4 m fra vinduet) er derfor ca. 1,7 0,75 = 1,3 %. Over for den aktuelle bygning ligger en anden bygning i en afstand af 16 m og med en middelreflektans af facaden på 0,25. Denne bygning rager ca. 12 m op over niveauet for arbejdsplanet i den aktuelle bygning. Profilvinklen til den modstående bygning beregnes som Arctan(12/16) = 37. På figur 39 aflæses på kurven for profilvinklen 37 en reduktionsfaktor i afstanden 4 m fra vinduet på 0,38. Den resulterende dagslysfaktor bliver derfor 0,38 1,3 = 0,5 %. 72

73 Skygge for direkte solstråling Ofte er man interesseret i at vide, hvor meget en overfor liggende bygning skygger for den direkte solstråling. Til at analysere sol- og skyggeforhold på forskellige tidspunkter af året kan man anvende et soldiagram, som vist i figur 4 på side 20 samt i eksemplet i figur 42 på næste side. Sand soltid er fastlagt ved, at solen står højest på himlen, når kl. er I soldiagrammet aflæses solens azimut-vinkel (xakse) og solhøjde (y-akse) på forskellige tider af dagen og året. Diagrammet kan både bruges til at vurdere sol- og skyggeforhold omkring en bygning (jf. eksemplet nedenfor) og til at vurdere virkningen af et udhæng over vinduet. Eksempel For et sydvendt vindue ønskes vurderet sol og skyggeforhold med hensyn til en modstående L-formet bygning. Figur 41 viser plantegning af den modstående bygning. Bygningen er 12 m højere end vinduets midtpunkt og hovedlængen er placeret i en afstand på 20 m fra vinduet. Den modstående bygning er henholdsvis 20 m (SØ) og 40 m (SV) lang på hver side af vinduets centerlinje. Mod sydøst har bygningen et fremspring på 10 m. For udvalgte punkter af den skyggende bygning, angivet med bogstaverne A til E, bestemmes azimut-vinkel og højdevinkel (se tabel 10). Skyggeforholdene for det sydvendte vindue indtegnes i soldiagrammet (se figur 42). Diagrammet viser på hvilke tidspunkter, den modstående bygning vil skygge for direkte sol. 10 m 72 m C D E A B 20 m 40 m 12 m Figur 41. Plantegning af en modstående L-formet bygning hvor der for et sydvendt vindue ønskes vurderet sol og skyggeforhold. Bygningen er 12 m høj og hovedlængen er placeret i en afstand 20 m fra vinduet. Profilvinkler uden betydning er sat i parantes. N Tabel 10. For de enkelte skyggegivende punkter, angivet med bogstaverne A til E, er azimut-vinkel og afskærmningsvinkel (højdevinkel) bestemt for den modstående skyggegiver. Talværdierne er afrundede. Skygge Azimutvinkel Højdevinkel Profilvinkel Reduktionsfaktor A (SØ) (50) B (SØ) (50) C (SØ) (31) D (S) ,67 E (SV) (31) 73

74 Figur 42. Soldiagram for solens placering på himmelhvælvingen i Danmark (alle måneder). Der er indtegnet skyggeforholdene i et punkt på den modstående bygning. Solhøjde, Længdegrad: -12,50 Breddegrad: 55,50 N Ø S V N :00 9:00 10:00 21/5 22/7 21/6 12:00 11:00 13:00 21/3 22/9 21/4 21/8 14:00 15:00 16: :00 7:00 21/2 21/10 17:00 18:00 5:00 19: :00 20: Soltid Azimut, Af figur 42 ses, at vinduet vil ligge i skygge af den modstående bygning hele dagen i vinterhalvåret. Fra ca. midten af marts til midten af september vil der være mulighed for direkte sol på vinduet. Ud fra profilvinklen til den modstående bygning kan man samtidig bestemme, hvor meget det diffuse lys ved overskyet vejr vil blive reduceret. Hvis middelreflektansen af den modstående bygning er 0,25, kan lysreduktionen (ved overskyet vejr) aflæses på figur 39. Reduktionsfaktoren i afstanden 2 m fra vinduet for en profilvinkel på 31 kan aflæses til 0,68. Profilvinklen til den modstående bygnings fremspring er ca. 50, hvilket giver en reduktionsfaktor på 0,27. Da den modstående bygning ikke er uendelig, og da bygningsfremspringet ABC kun dækker for himlen ved azimut større end 45 grader, skønnes den samlede reduktionsfaktor for den overskyede himmel at være ca. 0,65. Korrektion for fremspring omkring vinduet Udhæng over lodret vindue Størrelsen af udhænget (i forhold til vinduet) defineres ved vinklen g OH i grader målt fra midten af vinduet til forkanten af udhænget, se figur 43. For lodrette vinduer vil dagslysbidraget fra en overskyet himmel på vandrette flader inde i rummet være størst fra den øverste del af himlen. Et udhæng over vinduet vil derfor reducere dagslysniveauet mest lige inden for vinduet og mindre bag i rummet, se figur

75 Figur 43. Vindue med vandret udhæng. Udhængets størrelse defineres ved vinklen g OH. g OH Figur 44. Snit i rum med udhæng over vinduet. Figuren viser, at reduktionen af himmellyset er størst nær ved vinduet: Dels er vinklen, som afskæres, størst ved vinduet, og dels er den del, der afskæres, nærmere zenit, hvor himmelluminansen er størst (CIE-overskyet himmel). Figur 45 viser reduktionen af dagslys på arbejdsplanet (0,85 m) som funktion af afstanden fra vinduet. Udhængets reduktion af dagslysfaktoren er vist for vinkler på 15, 30, 45 og 60. Af figuren aflæses fx, at et udhæng med en udhængsvinkel på 45 reducerer dagslysfaktoren 1 m fra vinduet med faktoren 0,6, mens reduktionsfaktoren 6 m fra vinduet er 0,8. Reduktionsfaktor 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Reduktion af dagslysfaktor pga. fast udhæng Vinkel g OH g OH Figur 45. Reduktion af dagslys på grund af udhæng over lodret vindue. Den relative størrelse af udhænget er angivet i grader målt fra midten af vinduet til forkanten af udhænget. Som illustreret i figur 44 er reduktionen størst nær ved vinduet, hvor udhænget afskærer udsigt til himmelhvælvingen nær zenit. 0, Afstand fra vindue, m 75

76 Da mængden af dagslys er væsentlig større i vindueszonen end længere inde i rummet, medfører udhænget altså en vis udjævning af dagslyset på vandret (arbejdsplanet), hvilket i nogle tilfælde kan være en fordel. Dog skal man være opmærksom på, at denne reduktion af tilført dagslys til rummet er permanent på alle tider af året. På en skyfri dag vil udhængets afskærmende effektivitet for sollys og solstråling variere meget afhængig af udhængets størrelse, orientering og tid på dagen og året. Et udhæng vil være mest effektivt mod verdenshjørnerne mellem sydøst og sydvest. Sidefremspring for et lodret vindue Sidefremspring vil reducere lys, der kommer fra siden. Størrelsen af fremspring angives i grader målt fra midten af vinduet til forkanten af fremspringet, se figur 46. En overskyet himmel er pr. definition uafhængig af orientering, og derfor vil den relative reduktion af dagslyset på arbejdsplanet være nogenlunde ens i hele rummets dybde. Figur 47 viser den relative reduktion for dagslys for forskellige reflektanser af fremspring på begge sider af vinduet. Figur 46. Vindue med sidefremspring. Fremspringets størrelse defineres ved vinklen g SF. SF Figur 47. Reduktionsfaktor for det transmitterede dagslys på grund af sidefremspring på begge sider af vinduet. Fremspringet angives i grader målt fra midten af vinduet til forkanten af fremspring. Lysningens reflektans er henholdsvis 0,2, 0,5 og 0,8. Reduktionsfaktor 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Reduktion af dagslysfaktor pga. sidefremspring Reflektans = 0,8 Reflektans = 0,5 Reflektans = 0,2 SF 0,3 0, Vinkel SF, 76

77 Korrektion for rummets middelreflektans Overfladereflektanser Bidraget af reflekteret lys fra rummets egne flader er særlig vigtigt, idet det opbløder det meget rettede lys fra vinduet. I sidebelyste rum vil lyset fra himlen først ramme gulvet og andre vandrette og lodrette flader tæt ved vinduet, mens loftet modtager reflekslyset fra jorden foran vinduet. Udnyttes refleksionsegenskaberne af de flader, der modtager direkte dagslys hensigtsmæssigt, kan det sikres, at resten af rummet får en bedre udnyttelse af det reflekterede dagslys. Ofte vil mere end halvdelen af belysningsstyrken bag i rummet være reflekslys fra rummets overflader, når fladernes reflektans er 50 %. I praksis har loftet normalt den højeste reflektans, mens gulvet har den laveste. Under denne forudsætning kan man benytte rummets middelreflektans R m som mål for rummets 'lyshed' og fx benytte denne værdi ved bestemmelse af dagslysfaktoren ud fra tabeller eller diagrammer. Middelværdien R m af reflektanserne for rummets overflader inklusive vinduesarealet beregnes således: R = m A R A R + A R + A R + A R w,1 w,1 w,n w,n c c f f g g A total A total er areal af rummets overflader inklusive vinduesfladen A w,n og R w,n er areal og reflektans af vægfladerne (1-n) A c og R c er areal og reflektans af loft A f og R f er areal og reflektans af gulv A g og R g er areal og reflektans af glas Ved beregningen kan det være nødvendigt at opdele vægge eller loft i flere delflader. Da rudernes reflektans typisk er ca. 0,15, bør der, specielt ved store vinduer, tages hensyn til rudernes reduktion af facadens reflektans. Figur 48 viser, hvordan dagslysfaktoren på et vandret plan (0,85 m over gulv) varierer som funktion af middelreflektansen i et 6 m dybt rum. I normale arbejdsrum, fx i kontorer og institutioner, vil middelreflektansen typisk ligge mellem 0,4 og 0,5. Yderværdierne i figur 48 er ekstremer, dvs. et rum med en middelreflektans på 0,7 er ekstremt lyst, mens et rum med en middelreflektans på 0,2 er ekstremt mørkt. 77

78 Figur 48. Dagslysfaktorer på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for et 6 m dybt rum med en glasprocent på 60. Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj, og glasset har en lystransmittans på 0,8. Dagslysfaktorerne er beregnet med BSim (Wittchen et al., 2007) for middelreflektanser på 0,2-0,7. I praksis vil middelreflektansen normalt ligge i intervallet 0,4-0,5. Dagslysfaktor, % DF ved 60 % glas som funktion af middelreflektans Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m R m = 0,7 R m = 0,6 R m = 0,5 R m = 0,4 R m = 0,3 R m = 0,2 Typiske lysreflektanser for bygningsmaterialer og farver Tabel 11 giver en oversigt over typiske værdier af lysreflektansen for forskellige materialer og farver. Tabellens værdier kan benyttes ved overslagsmæssig vurdering af lysreflektansen for et rums forskellige flader. For måling af lysreflektansen henvises til bilag D Måling og vurdering af belysningsforhold. Figur 49 på side 80 viser kurver beregnet med BSim (Wittchen et al. 2007) for den faktor, der skal korrigeres med pga. forskel i rummets middelreflektans. Der er taget udgangspunkt i beregninger for et rum med middelreflektansen 0,5, og beregnet korrektionsfaktorer for middelreflektanserne 0,2 0,3 0,4 0,6 og 0,7. Korrektionerne afhænger af rumdybden, men kan med god tilnærmelse regnes uafhængig af rummets glasprocent. Kurverne viser, at korrektionerne bliver større, jo større afstanden er til vinduet. Dette hænger sammen med, at lyset tæt ved vinduet domineres af direkte (diffust) himmellys, mens det længere inde i rummet domineres af reflekslys fra rummets overflader. 78

79 Tabel 11. Eksempler på typiske værdier af lysreflektansen for forskellige byggematerialer og farver. Overflade Bygningsmaterialer Ren hvid gips Hvid cementpuds Kalkpuds, lys, tør Puds, ny, hvidtet Puds, gammel, hvidtet Gennemsnit for almindelige lofter Cementpuds, beton, ren, tør Cement, beton, meget snavset Hvide fliser Hvid marmor Gule mursten, nye Røde mursten, nye Mursten, snavsede Almindeligt glas, 1 lag (udefra/indefra) Almindeligt glas, 2 lag (udefra/indefra) Almindeligt glas, 3 lag (udefra/indefra) Almindeligt glas (energiglas) (udefra/indefra) Solafskærmende rude (belagt + energibelægning), 2 lag (udefra/indefra) Solafskærmende rude (gennemfarvet), 2 lag (udefra/indefra) Linoleum, lysegrå Linoleum, mørkebrun Malede overflader, farver, tapet Oliefarve, ny, hvid Oliefarve, gammel, hvid Limfarve, ny, hvid Limfarve, snavset, hvid Sort Mørkegrå Lysegrå Mørkebrun Beige Lysebrun Violet, mørk Violet, lys Blå, mørk Blå, lys Grøn, mørk Grøn, lys Gul Rød, mørk Rød, lys Rosa Reflektans 0,85 0,75 0,40-0,45 0,70-0,80 0,50 0,60 0,25-0,45 0,05 0,80-0,85 0,60-0,65 0,25-0,35 0,25 0,05 0,08/0,08 0,15/0,15 0,20/0,20 0,12-0,15 / 0,12-0,15 0,10-0,40 / 0,15-0,20 0,06-0,10 / 0,10-0,15 0,15 0,05 0,80-0,90 0,70-0,80 0,70-0,80 0,40 0,05 0,10-0,35 0,40-0,65 0,05-0,15 0,40 0,50 0,30-0,45 0,05-0,25 0,35-0,60 0,10-0,30 0,40-0,70 0,10-0,25 0,35-0,70 0,40-0,70 0,10-0,20 0,35-0,50 0,35-0,60 79

80 Figur 49. Korrektionsfaktor for middelreflektansen af rummets overflader for henholdsvis et 4, 6 og 10 m dybt rum i forhold til dagslysfaktorer beregnet for et rum med en middelreflektans på 0,5. Korrektionsfaktorerne kan med god tilnærmelse regnes uafhængige af glasprocenten. Korrektionsfaktor 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Korrektion for middelreflektans, 4 m dybt rum R m = 0,7 R m = 0,6 R m = 0,5 R m = 0,4 R m = 0,3 R m = 0,2 0, Afstand fra vindue, m 2,5 Korrektion for middelreflektans, 6 m dybt rum R m = 0,7 2,0 R m = 0,6 R m = 0,5 Korrektionsfaktor 1,5 1,0 R m = 0,4 R m = 0,3 R m = 0,2 0,5 0, Afstand fra vindue, m Korrektionsfaktor 2,5 2,0 1,5 1,0 Korrektion for middelreflektans, 10 m dybt rum R m = 0,7 R m = 0,6 R m = 0,5 R m = 0,4 R m = 0,3 R m = 0,2 0,5 0, Afstand fra vindue, m 80

81 Korrektion for flere vinduesfag Dagslysfaktorkurverne i figur 32 og i Bilag C er beregnet for et enkeltfagsrum med en bredde på 4 m. Nær ved vinduet stammer langt hoved parten af dagslyset fra himmelkomponenten (SC), altså direkte lys fra den diffuse himmel, jf. figur 27 på side 52. Derfor er dagslysfaktoren på dette sted næsten uafhængig af rummets bredde. Dybere inde i rummet, langt fra vinduet, stammer hovedparten af lyset fra det interreflekterede lys (IRC), og her har rummets bredde og reflektansen af rummets overflader stor betydning for dagslysfaktoren. I et enkeltfagsrum vil en stor del af lyset på arbejdsplanet bagerst i rummet blive tilført via (en eller flere) refleksioner fra rummets vægge. Hvis væggens reflektans er 0,5, bliver halvdelen af det lys der rammer væggen absorberet, og denne del bidrager således ikke til belysningen på arbejdsplanet. I et rum med flere vinduesfag, går den del af lyset, som ville have ramt en (tænkt) væg midt mellem vinduerne, ikke tabt, men passerer videre til næste vinduesfag. Derfor når en større del af lyset ind i den bagerste del af rummet, og dagslysfaktoren bliver større. Figur 50 illustrerer som eksempel forskellen i dagslysfaktoren i et rum med 5 fag i forhold til et rum med kun ét fag. I 5-fagsrummet er dagslysfaktoren beregnet i en linje midt for det midterste vindue (fag 3). Dagslysfaktoren i fag 2 og 4 bliver en smule lavere end i midterfaget, mens den i de yderste fag 1 og 5 ligger omtrent midt mellem værdierne for ét vinduesfag og værdierne i fag 3, jf. figur 50. Figuren viser også, at dagslysfaktoren bagerst i 5-fagsrummet er væsentligt højere end i 1-fagsrummet, nemlig næsten dobbelt så stor i midterfaget og op imod 1,5 gange så stor i yderfagene. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor og rumbredde, 60 % glas, R m = 0,5 5 vinduesfag, midterfag 5 vinduesfag, yderfag 1 vinduesfag Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Figur 50. Dagslysfaktoren i et rum med 5 fag vinduer, beregnet i en (center)linje ud for det midterste fag (fag 3) samt ud for vinduet i et yderfag (fag 1 eller 4) sammenlignet med dagslysfaktoren i et enkeltfagsrum beregnet i centerlinjen. Beregningerne gælder for umøblerede rum med en glasprocent på 60 samt en middelreflektans af overfladerne på 0,5. 81

82 Figur 51. Kurver til omregning af dagslysfaktoren bestemt for et enkeltfagsrum til et rum med flere fag vinduer. Kurverne kan benyttes for rum med mindst 3 fag, med en glasprocent på mindst 30 og for alle rumdybder op til 10 m. Korrektionsfaktor 2,0 1,8 1,6 1,4 Korrektion af dagslysfaktor ved flere vinduesfag 1,2 Midterfag Yderfag 1, Afstand fra vindue, m I beregningerne afhænger korrektionen for flere vinduesfag af mange forhold, især reflektansen af væggene, rumdybden samt glasprocenten. I praksis afhænger korrektionen også stærkt af rummets møblering, og bestemmelsen af korrektionsfaktorens størrelse er derfor behæftet med en forholdsvis stor usikkerhed. Da alle kurverne er baseret på beregninger for umøblerede rum, bliver den teoretiske korrektion større end den, der vil være i praksis. Figur 51 viser kurver for middel-korrektionsfaktorer i et midterfag og et yderfag af et rum med mindst 3 fag i forhold til dagslysfaktoren beregnet for et 1-fagsrum. Kurverne kan benyttes for alle rumdybder og for rum med en glasandel af facaden (glasprocent) på mindst 30 %. Korrektion for inventar og indretning Ved beregning af dagslysfaktorer bør der tages hensyn til inventar, der kan opfattes som en del af rummenes permanente indretning, fx en gulvbelægning eller faste reoler, og som kan forventes at nedsætte reflektansen af en bygningsoverflade. Også ved nybyggeri, hvor der endnu ikke foreligger en indretningsplan, bør det vurderes, om der kan forventes en indretning, som har væsentlig betydning for dagslyset i rummet. Specielt i åben-planom råder af en bygning, fx storrumskontorer, bør der tages stilling til, om der kan forventes reoler, der vil fungere som adskillelser mellem de enkelte arbejdspladser. Eventuelt kan en analyse af inventarets betydning for dagslysniveau og -fordeling være bestemmende for valget af reoler og andet inventar. Figur 52 viser et eksempel på et kontorområde uden skillevægge, hvor der er opstillet reoler som adskillelse mellem de enkelte arbejds- 82

83 pladser. Jo højere reolerne er, og jo længere reolerne går ind i rummet (målt fra vinduet), desto mere reduceres den del af dagslyset, som overføres til en arbejdsplads fra nabovinduerne. I det viste tilfælde er reolerne ca. 2 m høje og rækker ca. 2 m ind i rummet fra vinduesvæggen. For arbejdspladserne ved vinduet vil dagslysfaktoren stort set være den samme som i et cellekontor med en bredde svarende til afstanden mellem reolerne. Dybere inde i rummet vil der måske være et lidt højere dagslysniveau end i et tilsvarende cellekontor, men dette afhænger især af reolernes og loftets lysreflektans samt af vin dueshøjden i forhold til reolhøjden. Lysreflektansen af inventaret har således stor betydning for lysets fordeling i rummet, og dermed for belysningsniveauet dybere inde i rummet. I det viste eksempel i figur 52 har rummet lyse vægge med en høj lysreflektans, mens de opstillede reoler har lyse overflader og er helt sorte i det indre. I beregning af dagslysfaktorer må der tages hensyn til forskellen mellem væggenes og reolernes middelreflektans. Ved beregning af rummet uden reoler ville man måske anvende en reflektans af væggene på 0,5, mens reolernes middelreflektans måske er 0,3-0,4. Figur 53 viser kurver for korrektion af dagslysfaktoren for reoler af forskellig højde i rum med flere vinduesfag. Reolerne antages at være placeret mellem vinduerne og at række mindst 2 m ind i rummet. Figur 52. Eksempel på åben-plan kontor med reoler opstillet som adskillelse mellem de enkelte arbejdspladser. Når reolerne er 2 m høje eller mere og samtidig rækker 2 m ind i rummet, vil dagslysfaktoren ved arbejdspladserne langs vinduet stort set være den samme som i et cellekontor med en bredde svarende til afstanden mellem reolerne. (Foto Kjeld Johnsen). 83

84 Figur 53. Vejledende kurver for korrektion af dagslysfaktoren for reoler med forskellig højde i et midterfag af et rum med flere vinduesfag. Det antages, at reolerne har en middel reflektans på 0,4 og at de er placeret mellem vinduerne, vinkelret på vinduesvæggen og at række mindst 2 m ind i rummet. Ved højere og/eller længere reoler kan dagslysfaktoren ved arbejdspladserne langs vinduerne antages at være som i et cellekontor med en bredde svarende til afstanden mellem reolerne. Korrektionsfaktor 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Korrektion for reoler (R m = 0,4) i rum med flere vinduesfag Reoler 1,0 m Reoler 1,5 m Reoler 2,0 m Fuld reolvæg 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m Korrektion for solafskærmning En bygningsprojektering, der bevidst sigter på at få meget dagslys ind i bygningen med en høj udnyttelsesgrad, må ofte inkludere anvendelsen af en effektiv solafskærmning. Store vinduer og høj dagslysudnyttelse kræver klare ruder samt en regulerbar afskærmning, der kan minimere uønsket solindfald, men som også tillader maksimalt dagslysindfald på tidspunkter, hvor dagslysudnyttelsen ikke er forbundet med gener. Høj dagslysudnyttelse har flere fordele: bedre visuelt miljø og rumoplevelse reduceret elforbrug til kunstig belysning hænger sammen med høj grad af udnyttelse af passiv solvarme i opvarmningssæsonen. Men dagslysudnyttelsen er altså også nært forbundet med potentielle problemer: overtemperaturer som medfører øget ventilations- og kølebehov problemer med varmepåvirkning fra vinduerne, dels fra direkte solstråling og dels fra varmestråling fra opvarmede vinduer (og indvendige sol afskærmninger) blænding fra vinduerne samt refleksioner i computerskærme Det er afskærmningens opgave, at minimere de problemer, som ønsket om høj dagslysudnyttelse kan medføre, men den ideelle solafskærmning kan reguleres således, at det termiske og visuelle indeklima optimeres samtidig med at energiforbruget bliver lavest muligt. 84

85 Korrektionsfaktor Korrektionsfaktor 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Reduktion af dagslysfaktor med hvid persienne, R = 0,7 Lamel 0 Lamel 15 Lamel 30 Lamel 45 Lamel 60 Lamel 75 Gardin Afstand fra vindue, m Reduktion af dagslysfaktor med mørk persienne, R = 0,2 Lamel 0 Lamel 15 Lamel 30 Lamel 45 Lamel 60 Lamel 75 Figur 54. Reduktion af dagslyset på grund af en hvid (R = 0,7), henholdsvis en mørk (R = 0,2) vandret persienne med forskellige lamelhældninger. Af figuren aflæses for en lamelhældning på 0 (vandret) at mængden af dagslys reduceres med 68 %, henholdsvis 79 % lige inden for vinduet (aflæst reduktionsfaktorer for 1 m = 0,32 og 0,21). Bagerst i rummet er reduktionen væsentlig mindre, idet dagslysmængden reduceres med henholdsvis 25% og 32% (aflæst reduktionsfaktorer for 5 m: 0,75, henholdsvis 0,68). På den øverste figur et til sammenligning indtegnet en kurve for dagslysreduktionen pga. et tæt, hvidt gardin. 0, Afstand fra vindue, m En sol af skærmning vil reducere mængden af dagslys ind gennem rummet som funktion af afstanden fra vinduesvæggen. Reduktion af dagslys for et tæt, hvidt gardin og en hvid, vandret persienne med forskellige lamelhældninger er vist i figur 54. Som det ses, reducerer en afskærmning dagslysniveauet mest lige inden for vinduet og mindre bag i rummet. Kurverne kan benyttes til beregning af lysreduktionen ved faste, vandrette lameller, for eksempel den type af persienner, som er integreret i ruder, og som ikke kan trækkes op. Her vil en helt 'åben' afskærmning betyde, at persiennens lameller står i vandret position (0 ). Figur 54 viser kurver for både en hvid lamelafskærmning (øverst) og for en mørk lamelafskærmning (nederst), med lamelreflektans på henholdsvis 0,7 og 0,2. Ved andre lamelreflektanser kan der interpoleres mellem kurveværdierne. 85

86 For lysindfald eller lysreduktion er det principielt uden betydning, om afskærmningen sidder indvendigt eller udvendigt. For solindfaldet og varmebelastningen af rummet har det derimod stor betydning, hvor afskærmningen er placeret. Her vil en udvendig afskærmning være langt mere effektiv end en indvendig afskærmning. Figur 55 viser kurver for g-værdi og lystransmittans for diffus himmelstråling som funktion af lamelhældningen på henholdsvis en hvid indvendig persienne og en mørk udvendig persienne. Figurerne viser grafer både for persiennen 'alene' og for persiennen i kombination med den angivne rudetype. Når solafskærmningen består af en indvendig persienne, vil man ofte vælge at vende glasset med energibelægning udad, mens man ved en effektiv udvendig afskærmning normalt vil vælge at vende ruden, så energibelægningen sidder på det indvendige glas. Det bemærkes, at g-værdi for persiennen 'alene' skal forstås som persiennens reduktion af solindfaldet, når den anvendes i kombination med den aktuelle rude. Ved en given lamelhældning bestemmes denne g-værdi som forholdet mellem g-værdi for afskærmning plus rude divideret med g-værdi for ruden alene. Kurverne for lystransmittans viser betydningen af, at en lamelafskærmning kan trækkes bort fra vinduet i overskyet vejr. For eksempel lader en mørk persienne med vandrette lameller (helt 'åben') kun ca. 40 % af det diffuse dagslys slippe igennem, og sammen med ruden kun ca. 27 % af lyset. Reduktion for snavs på ruder For almindelige vinduer og rudetyper skal beregnede dagslysfaktorer til dimensionering eller energiberegninger normalt ikke korrigeres på grund af snavs på ruderne. I praksis vil reduktionen i lystransmittans for lodrette vinduer være meget begrænset, og i forhold til usikkerheden på de øvrige forudsætninger, som anvendes, er denne reduktion forsvindende. For ovenlys eller skrå vinduer med en hældning på under 45 grader, bør det dog i det enkelte tilfælde vurderes, om der bør korrigeres for snavs eller tilsmudsning på ruderne. 86

87 g-værdi og lystransmittans Indv. hvid persienne bag energirude 6se-15ar-4, diffus stråling 1,0 g: persienne g: pers.+ rude 0,8 LT persienne LT pers.+ rude 0,6 0,4 0,2 Figur 55. g-værdi og lystransmittans LT for diffus himmelstråling som funktion af lamelhældningen på henholdsvis en hvid indvendig persienne (øverst) og en udvendig mørk persienne (nederst). g-værdi for persiennen skal forstås som persiennens reduktion af solindfaldet, når den anvendes i kombination med den aktuelle rude. 0, Lamelhældning, g-værdi og lystransmittans 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Udv. mørk persienne og energirude 4-15ar-se4, diffus stråling g: persienne g: pers.+ rude LT persienne LT pers.+ rude 0, Lamelhældning, 87

88 8 Dagslys i rum med ovenlys og i atrier I henhold til vejledningen i Bygningsreglement 2008 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2008) skal rudearealet i rum belyst med ovenlys udgøre mindst 7 % af rummets gulvareal, forudsat at ruderne har en lys transmittans på mindst 0,75. Denne værdi er vejledende ved normal placering af bygningen samt normal udformning og indretning af rummene. Hvis vinduestypen er ukendt på projekteringstidspunktet, kan omregning fra karmlysningsareal til rudeareal ske ved at multiplicere karmlysningsarealet med faktoren 0,7. Rudearealet skal forøges forholdsmæssigt ved reduceret lysgennemgang (fx solafskærmende ruder) eller formindsket lysadgang til vinduerne (fx ved tæt ved liggende bygninger). I arbejdslokaler, hvor facadearealet er lille i forhold til rummets udstrækning, vil det ofte være nødvendigt at tilføre dagslys til rummet ved anvendelse af åbninger i tagfladen. Rum med ovenlys giver imidlertid ikke de samme muligheder for udsyn til det fri, og derfor skal ovenlys i arbejdslokaler altid suppleres med sidevinduer, således at der etableres udsyn til omgivelserne. Ud fra energimæssige betragtninger må udnyttelsen af dagslys fra ovenlys vurderes i sammenhæng med både varmetab og varmebelastning fra ovenlysene. Om sommeren vil solindfaldet være væsentlig større gennem en vandret lysåbning i forhold til en lodret lysåbning. For rum med lav lofthøjde kan dette især give varmeproblemer i sommerperioden. Vendes lysåbningen mod nord ved at skråtstille åbningen, reduceres problemerne med solindfaldet væsentligt. For et ovenlys er det den totale transmission for dagslys, der afgør, om der tilføres tilstrækkeligt lys til rummet. Den totale transmission bestemmes af et samspil mellem størrelsen af ovenlysets gennemskinnelige flade og størrelsen af lysåbningen i loftet, samt af lystransmittansen af de gennemskinnelige flader. Desuden har reflektansen af ovenlysets indre flader, reflektansen af fladerne i en eventuel underliggende lysskakt samt den detaljerede udformning af ovenlyset i øvrigt indflydelse på den totale lystransmission. I praksis ser man ofte, at værdien for den rene lystransmittans for den gennemskinnelige flade angives som et mål for ovenlysets evne til at transmittere dagslyset ned i rummet, uden hensyntagen til, at lyset skal passere gennem hele ovenlyskonstruktionen, før det når ned i rummet. Tabene herved er ret store og kan betyde, at den reelle transmission for ovenlyset reduceres til fx 20 %, selv om den gennemskinnelige flades 88

89 lystransmittans måske er 80 %. Begrænsede oplysninger om eller kendskab til ovenlyskonstruktionens totale opbygning gør det derfor vanskeligt umiddelbart at vurdere, om dagslystilgangen er tilstrækkelig, selv om kravet til rudearealet er opfyldt. Samtidig bliver mulighederne for at sammenligne forskellige løsninger begrænset. Bestemmelse af dagslysfaktoren for rum med ovenlys I store haller eller fabrikslokaler sker dagslystilgangen ofte gennem ovenlys i taget. Disse kan beregningsmæssigt opdeles i to typer, nemlig store sammenhængende glasarealer, fx shedlys, hvor der fra den enkelte arbejdsplads er udsyn til himlen gennem en større åbning, og den meget udbredte løsning med ovenlyskupler, hvor dagslyset kommer fra et større antal beskedne åbninger i taget. Dagslysfaktoren i et punkt i rummet kan beregnes med forskellige metoder afhængig af hvilken type ovenlys, der er tale om. Ved store sammenhængende glasarealer kan man med fordel anvende By og Byg Anvisning 203 (Christoffersen et al., 2002) eller forskellige beregningsprogrammer, fx BSim (Wittchen et al., 2007) eller FabaLight (FABA, 2008), mens man i et rum med et tag med et større antal ovenlyskupler med fordel kan beregne en middeldagslysfaktor efter NB-metoden (Pedersen & Petersen, 1981). Middeldagslysfaktoren for ovenlyskupler efter NB-metoden Ovenlyskupler er ofte placeret i et regelmæssigt mønster i tagfladen, og de enkelte ovenlysåbninger har en beskeden udstrækning i forhold til hele tagets areal. Lyset fra ovenlysene kan derfor sammenlignes med kunstig belysning fra loftarmaturer. NB-metoden beregner middelbelysningsstyrken i et rum fra den kunstige belysning, og metoden er udvidet til også at gælde for ovenlyskupler (Pedersen & Petersen, 1981). Middeldagslysfaktoren DF ved en overskyet himmel kan da bestemmes af formlen: N Akarm DF ovenlys B dif 100 % A N er antallet af ovenlys A karm er karmlysningsareal (i praksis ofte skaktens indvendige mål), m 2 A er rummets areal, m 2 h ovenlys er virkningsgrad for ovenlyset h B er belysningsvirkningsgraden er kuplens lystransmittans for diffust lys t dif 89

90 Beregningen af middeldagslysfaktoren DF i et rum med jævnt fordelte ovenlyskupler sker i fire trin: 1. bestemmelse af ovenlysets virkningsgrad, h ovenlys, jf. figur korrektion for ovenlyskuplens transmittans, t dif 3. bestemmelse af ovenlysenes belysningsvirkningsgrad, h B, jf. tabel 12 på side beregning af rummets middeldagslysfaktor DF, jf. ovenstående formel. Ovenlysets virkningsgrad Ovenlysets virkningsgrad h ovenlys angiver ovenlysets evne til at transmittere dagslys ned i rummet. I praksis vil virkningsgrad og lysfordeling afhænge af de lysmæssige forhold i det fri, men i forbindelse med NB-metoden anvendes den jævnt overskyede himmel. Lysstrømmen afhænger af transmittansen for ovenlyskuplen, den geometriske udformning af ovenlys og skakt samt af reflektansen af ovenlysskakten. Den største lysstrøm gennem ovenlyset ville fås, hvis dette blot var en åbning i tagfladen. For rektangulære ovenlys kan den geometriske udformning udtrykkes ved en ovenlysfaktor: k ovenlys l b = l b h l b h er skaktens længde, m er skaktens bredde, m er skakthøjden, m Betegnelsen ovenlysets 'skakt' benyttes her som en fællesbetegnelse for ovenlysets egen karm (ofte cm høj) plus en egentlig skakt i bygningskonstruktionen. Ud fra den beregnede ovenlysfaktor k ovenlys og ovenlysskaktens reflektans kan virkningsgraden for ovenlyset bestemmes ved hjælp af diagrammet i figur 56. Da det kan være praktisk at holde transmittansen for ovenlyskuplen adskilt fra skaktens virkningsgrad, anvender man ofte betegnelsen 'nominel virkningsgrad' som udtryk for lysstrømmen gennem ovenlyset, når kuplens transmittans er 1,0. Den nominelle virkningsgrad er da forholdet mellem lysstrømmen gennem kuplen (med en rudetransmittans på 1,0) i forhold til den lysstrøm, som rammer åbningen i tagfladen (referencelysstrømmen). 90

91 Virkningsgrad h ovenlys, % Nominel virkningsgrad for ovenlyskuppel R = 0,8 R = 0,5 R = 0, Ovenlysfaktor k ovenlys Figur 56. Bestemmelse af nominel virkningsgrad for ovenlyskupler med lystransmittans 1,0 som funktion af skaktens ovenlysfaktor og middelreflektans. Ovenlyskuplens lystransmittans For ovenlysets lystransmittans vælges transmittansen for diffus himmelstråling t dif, der normalt kan sættes lig med værdien for normalstråling multipliceret med 0,85. For almindelige rudetyper kan værdien findes i tabel 9 på side 68 (LT dif ). Reduktion for snavs på ruder Mens der normalt ikke korrigeres for snavs eller tilsmudsning på lodrette vinduer, bør der tages stilling til, om en korrektion er nødvendig for ovenlys samt skrå eller vandrette glasflader med en hældning mindre end 45 grader. Korrektionsfaktoren er afhængig af virksomhedens art (ren eller snavset), bygningens beliggenhed (forurenende industriområde eller fritliggende) samt hvor hyppigt vinduerne gøres rene, fx hvert halve år. I de fleste tilfælde vil en passende korrektionsfaktor være 0,95-0,9, men i særlige tilfælde kan den blive så lav som 0,7, fx i et rum hvor der svejses. Rumfaktor og belysningsvirkningsgrad Ved beregningen af dagslyset fra ovenlyskuplerne antages det, at lysfordelingen fra hver kuppel er cosinusfordelt, og at ovenlyskuplerne er jævnt fordelt over loftet. Antallet af ovenlys, rummets dimensioner og overfladernes reflektans vil da være bestemmende for, hvor meget af det lys, som transmitteres gennem ovenlysene, der bidrager til lyset på arbejdsplanet. 91

92 For rummet beregnes en rumfaktor k rum ud fra udtrykket: k rum L B = L+ B Hm L er rummets længde, m B er rummets bredde, m H m er ovenlysåbningens højde over arbejdsplanet (0,85 m), m. Ud fra rumfaktoren og overfladernes reflektans kan belysningsvirkningsgraden h B for ovenlysene bestemmes ud fra tabel 12. Tabel 12. Belysningsvirkningsgrad h B for ovenlys. Reflektans af rummets overflader Loft Vægge Gulv 0,7 0,5 0,2 0,7 0,3 0,2 0,5 0,5 0,2 0,5 0,3 0,2 0,3 0,3 0, Rumfaktor k rum Belysningsvirkningsgrad h B 0,6 0,8 1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 0,41 0,52 0,59 0,67 0,74 0,81 0,85 0,89 0,96 1,00 0,33 0,44 0,52 0,59 0,67 0,74 0,81 0,85 0,89 0,96 0,41 0,48 0,59 0,63 0,70 0,78 0,81 0,85 0,93 0,93 0,33 0,41 0,52 0,59 0,63 0,70 0,78 0,81 0,89 0,89 0,33 0,41 0,48 0,56 0,63 0,70 0,74 0,78 0,85 0,89 0,26 0,33 0,41 0,48 0,52 0,63 0,67 0,70 0,78 0,78 92

93 Figur 57. Eksempel på rum, som primært belyses via ovenlys, her Gentofte Bibliotek. (Foto Morten Kjærgaard). Eksempel: Beregning af dagslysfaktoren for ovenlyskupler ved hjælp af NB-metoden Middeldagslysfaktoren på arbejdsplan beregnes i en hal, der er 11,0 m bred, 11,0 m lang og har en lofthøjde på 6,35 m. Lysreflektanserne af gulv, vægge og loft er henholdsvis 0,2, 0,5 og 0,7. I tagfladen sidder ni ovenlyskupler med et åbningsareal på 1,0 1,0 m 2, en skakt på 0,3 m og en skaktreflektans på 0,6. Kuplens lystransmittans er 0,75. For ovenlyskuplen findes k ovenlys ved hjælp af formlen for ovenlysfaktoren: k ovenlys l b 1 1 = = 1, ,3 l + b h + Af figur 56 aflæses ovenlysets nominelle virkningsgrad h ovenlys for reflektansen 0,6 til 70 %. Rumfaktoren k rum for rummet bestemmes ved hjælp af formlen for rumfaktoren: k rum L B = = = 1,0 L+ B Hm ,35 0,85 93

94 Af tabel tabel 12 aflæses for de givne overfladereflektanser i hallen og en rumfaktor på 1,0 belysningsvirkningsgraden h B til 59 %. Herefter kan middeldagslysfaktor DF på arbejdsplan beregnes af: N Akarm DF = hovenlys hb tdif 100 % A = 0,70 0,59 0, = 2,3 % 121 For det samme eksempel bestemmes antallet af ovenlyskupler for et tilfælde, hvor man ønsker at opretholde en middeldagslysfaktor DF på 3 %. Antallet af ovenlyskupler N bestemmes til: 3 N 1 1 0,70 0,59 0,75 N BSim til beregning af dagslysfaktorer i rum med ovenlyskupler Programpakken BSim (Wittchen et al., 2007) indeholder programmet SimLight, der kan beregne dagslysfaktoren i ethvert punkt af et vandret, lodret eller skråt plan i et rum. Programmet kan beregne de tre bidrag til belysningen i punktet fra henholdsvis direkte (himmel-) stråling, det udvendigt reflekterede bidrag samt det indvendigt reflekterede bidrag, både for en jævnt overskyet himmel og for en CIEoverskyet himmel. Det bemærkes, at i beregnin gen medtager Sim- Light 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 uden for vinduet. Sim Light kan desuden beregne dagslysfaktorer i et netværk af punkter på det valgte plan og grafisk vise lysfordelingen på planet (i form af iso-dagslysfaktorer). Endelig kan Sim- Light beregne sollysfaktorer, som beskrevet i kapitel 9 Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation. Den grafiske brugergrænseflade, SimView, visualiserer den opstillede beregningsmodel ved stregtegninger af plan, to opstalter og en 3-dimen sionel visning. Figur 58 viser den grafiske præsentation af en lagerhal på m med 36 ovenlys. Når man skal beregne dagslyset i ét punkt (referencepunkt), markeres dette i den grafiske visning på planen (x,y-koordinater) og på en opstalt (z-koordinat), se figur

95 Figur 58. Den grafiske brugergrænseflade for BSim, SimView, visualiserer beregningsmodellen ved stregtegninger af plan, to opstalter og en 3-dimensionel visning. Her en lagerhal med ovenlys. Beregningen for en overskyet himmel er opsplittet i to bidrag: Bidraget til belysningen i punktet fra himlen (direkte og interreflekteret) og bidraget fra eksternt reflekteret lys (direkte og interreflekteret). Det interreflekterede bidrag er lys, som via refleksioner fra de indvendige flader når frem til reference punktet. Det beregnes som to bidrag fra henholdsvis himmellyset og det eksternt reflekterede lys. I beregningerne antages det, at den udvendige belysningsstyrke på et vandret plan er lux, og dagslysfaktoren beregnes derfor som belysningsstyrken i det indvendige referencepunkt divideret med og multipliceret med 100 (da dagslysfaktoren udtrykkes i procent). Figur 59 viser brugergrænsefladen for SimLight med dialog for inddatering og beregningsresultater for belysningsstyrker eller dagslysfaktorer, enten på tabelform eller i en grafisk visning, som på figuren. Figur 59. Brugergrænsefladen for SimLight med en dialog for beskrivelse af et punkt i det plan, som dagslysberegningen skal foretages for, og den himmeltype, som skal anvendes ved beregningen. Beregningspunktet benyttes også som midtpunkt for et netværk af punkter i hele planet, der beskrives ved udstrækningen af planet samt afstanden mellem beregningspunkterne. 95

96 Atrier og glasoverdækninger Dagslysforholdene i et atrium skal tilfredsstille kravene til tilstrækkelige belysningsforhold i selve atriet og i de tilstødende rum ud mod atriet. Dagslysfaktoren i et punkt i atriet eller i tilstødende rum kan beregnes med forskellige metoder, afhængigt af hvilken udformning atriet har, jf. By og Byg Anvisning 203 (Christoffersen et al., 2002). Dagslysforhold i atrium I atrier og glasoverdækkede rum kommer det største bidrag til dagslyset fra direkte sol- og himmellys. De flader, som modtager direkte himmellys, bør have gode refleksionsegenskaber, så dagslyset udnyttes bedst muligt på overskyede dage. De giver gode lysforhold i større indgangspartier og andre hovedfærdselsområder, hvor oplevelsen af selve rummet er vigtigere end opfattelsen af objekter eller detaljer. Der kan være risiko for generende blænding, når især lyse og spejlende flader rammes af direkte sol. Det er derfor nødvendigt at afskærme for den direkte sol, både i selve glasoverdækningens tagkonstruktion og i de tilstødende rum. Dagslysfaktoren Figur 60 illustrerer for et punkt i atriet, bidraget fra dagslyset ved henholdsvis lys direkte fra himlen og lys reflekteret fra rummets overflader. Figur 61 illustrerer principskitser for udformningen af tre forskellige typer atrium. Direkte lys fra himlen SC-bidrag Figur 60. Illustration af bidragene til lyset i et givet punkt af et atrium. Mens lyset i den øvre del af atriet er domineret af himmellys, vil det i bunden ofte være domineret af reflekslys fra atriets overflader. Diffus reflektion fra atriumvæg (IRC-bidrag) P Diffus reflektion fra atriumgulv (IRC-bidrag) 96

97 Figur 61. Principskitse af tre forskellige atrier: Et centralt atrium (til venstre), et indskudt atrium (midten) og et lineært atrium (til højre). Figur 62. Et eksempel på et lineært atrium, Sukkertoppen i Valby. Atriet forbinder den eksisterende bygning og den nye kontorbygning med en glasoverdækket lineær atriumgård med glasgavle. For at imødekomme ønsket om tilstrækkelig dagslysadgang har den nye bygning varierende vinduesareal på de enkelte etager. Glasarealets andel af facaden er henholdsvis 70 % i stueetagen, 50 % på 1. og 2. sal og 35 % på 3. sal, den øverste etage. Dog giver den begrænsede afstand mellem bygningerne problemer med dagslysadgangen i rummene på stueplan. (Foto Jens Christoffersen). I atrier, hvor der kun tilføres dagslys gennem tagfladen, er det vanskeligt at opnå tilstrækkeligt dagslys i tilstødende rum. Ved supplerende lysåbninger i sidevæggene kan de totale dagslysforhold beregnes som summen af lyset fra tagfladen og lyset fra sidevæggene. Ved projekteringen af dagslysforholdene i et atrium er der følgende hovedparametre at tage hensyn til: Tagkonstruktionens design med dens åbning for transmission af lys og dens afskærmning for direkte sol Atriets geometri Reflektansen af atriets vægge og gulv. 97

98 Betydningen af atriets geometri for dagslysfaktoren Atriets geometri kan udtrykkes ved et areal-højdeforhold, eller AHindeks: L B AH = H 2 L B H er atriets længde, m er atriets bredde, m er atriets højde, m Jo større AH-indeks, desto større er dagslysfaktoren i atriet. Der kommer således mere dagslys ned i atriet, hvis der er få etager, eller hvis afstanden mellem bygningerne, der støder op til atriet, er forholdsvis stor. Sammenhængen mellem atriets form, AH-indekset og variationen i dagslysfaktoren er illustreret i figur 63. Dagslysfaktoren er beregnet midt på gulvet i et kvadratisk og et rektangulært atrium som funktion af AH-indekset. Lysreflektanserne af atriets gulv og vægflader (inklusive glaspartier) er henholdsvis 0,2 og 0,5. Hele loftet har en lystransmittans på 1,0, dvs. resultaterne skal for en given tagkonstruktion korrigeres for en lavere transmittans. Figur 63 viser, at for et givet lystransmitterende areal er belysningsniveauet nogle få procent højere i et kvadratisk rum sammenlignet med et rektangulært rum, hvor forholdet mellem længde og bredde er 2,0. Lysreflektans af gulv og vægge (inklusive rudeareal) er henholdsvis 0,2 og 0,5. Det bemærkes, at en 2-lags rude typisk har en lysreflektans på 0,15, og en samlet vægreflektans på 0,5 kan derfor kun opnås med en meget lys væg (lysreflektans ca. 0,7) og et begrænset rudeareal (ca. 40 %). Dagslysfaktoren på gulvet i atriet er størst i midten og reduceres med 30 til 50 % i atriets hjørner, jf. den nederste kurve i figur 63. Tagkonstruktionens betydning Glasvalg og udformning af tagkonstruktion har stor betydning for belysnings niveauet og fordelingen af dagslyset i atriet og de tilstødende rum. De bærende konstruktioners udformning bestemmer nettoarealet for lystransmittans, og selv den spinkleste konstruktion vil reducere lystransmittansen med mindst 25 %, hvortil kommer lysreduktionen gennem glasset, som typisk har en transmittans for diffus stråling på 0,60-0,65. Derudover vil kanaler, rør og belysningsanlæg samt en eventuel solafskærmning give yderligere reduktioner. Endelig bør det i det konkrete tilfælde vurderes, om der skal korrigeres for snavs på glasset, som normalt vil være mere udsat og samtidig vanskeligere at rengøre. Tabel 13 angiver nogle typiske værdier for reduktion af lystransmittansen for de nævnte faktorer. Hvis tagkonstruk- 98

99 90 Nominel dagslysfaktor på gulv i atrium Dagslysfaktor, % Kvadratisk, max. 20 Rektangulært, max. 10 Rektangulært, min AH-indeks = L B / H² Figur 63. Dagslysfaktoren på gulvet i et atrium som funktion af AH-indekset. Længden af det rektangulære rum er to gange bredden. De øverste kurver angiver den maksimale dagslysfaktor midt i atriet, mens den nederste kurve angiver det laveste niveau for dagslysfaktoren i hjørnerne af atriet. Lysreflektans af gulv og vægge er henholdsvis 0,2 og 0,5. Tagets transmittans er 1,0, og for at beregne den aktuelle dagslysfaktor, skal den nominelle dagslysfaktor korrigeres for, at den faktiske transmittans er væsentligt mindre. Kurverne er beregnet med SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007). tionens udformning ikke kendes, vil en reduktion af lystransmittansen på 0,35 være et rimeligt tal at anvende i beregningen. Tabel 13. Tagkonstruktionens skyggevirkning. Tabelværdierne er sammensat af nogle typiske værdier for reduktion af lystransmittansen. Reduktion af dagslysfaktor Interval Tagflades ramme/karm-konstruktion 0,6-0,85 Bærende konstruktion (søjler, bjælker m.m.) 0,85-0,95 Energirude, lamineret (diffus stråling) 0,60-0,65 Solafskærmende energirude, lamineret (diffus stråling) 0,4-0,54 Installationer 0,8-0,9 Planter 0,7-0,9 Solafskærmninger 0,5-0,9 Snavs (0,9) Typisk samlet reduktionsfaktor: min / mid / max 0,15 / 0,35 / 0,50 Overfladernes reflektans Man kan sikre, at både atriet og de tilstødende rum får bedre dagslysudnyttelse ved at udnytte refleksionsegenskaberne for de af atriets flader, der modtager direkte dagslys, hensigtsmæssigt. Dagslysbidraget vil variere meget, afhængigt af valget af overfladernes reflektanser og af, hvor stor en del af facaden der er vinduesåbninger til de tilstødende rum. 99

100 Middelreflektansen for en facade bestemmes ved at vægte delarealerne af væg (lysreflektans 0,3-0,7) og vindue (lysreflektans 0,15) efter størrelse. Man bør være opmærksom på, at en høj reflektans fra væggene kan give ubehagsblænding, når de rammes af direkte sol, ligesom spejlende flader kan give store blændingsproblemer, afhængigt af solens indfaldsvinkel. Gulvets reflektans har især betydning for hvor meget lys, der vil være i de neder ste etager. Dagslysfaktoren i rum, der støder op til atrium Dagslyset i rum, der støder op til et atrium, aftager med voksende afstand fra taget, idet rum placeret ved atriets gulv hovedsageligt belyses med lys reflekteret fra gulvet og fra den modstående facade, mens et rum placeret nær taget kan modtage et stort bidrag direkte fra himlen, se figur 64. For de lavere liggende rum er det derfor vigtigt, at atriets overflader har en høj (men ikke spejlende) reflektans, således at så meget lys som muligt reflekteres ned i atriet. Da ruderne har lav reflektans (0,15 for en to-lags rude), bør rudearealet begrænses i de øverste etager, hvor der er rigeligt med lys, mens rudearealet bør øges i de nederste etager. Lyse flader, som rammes af direkte sol, kan give anledning til generende blænding, og der bør være mulighed for afskærmning i de tilstødende rum samt eventuelt i selve atriets tagkonstruktion. Direkte lys fra himlen SC-bidrag Figur 64. Dagslyset i et punkt i et rum, der støder op til et atrium, består dels af det direkte lys fra himlen, dels af lyset reflekteret fra den modstående facade og rummets overflader. Diffus reflektion fra loft (IRC-bidrag) Diffus reflektion fra atriumvæg (ERC-bidrag) 100

101 Figur 65 viser en række grafer for beregnede dagslysfaktorer for et rum der støder op til et atrium. Dagslysfaktoren er bestemt for en rumdybde på 6 m, forskellige vinduesstørrelser samt middelreflektans for rummets overflader på 0,5. Atriets geometri udtrykt ved et areal-højdeforhold (AH) er 1,0. Kurverne er beregnet med programmet DIAL-Europe (Estia), og efterfølgende er det interreflekterede bidrag korrigeret i henhold til SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007). Figurerne viser dagslysfaktorer beregnet på arbejdsplan i en linje midt for vinduet, vinkelret på vinduets plan, for et rum, der er 6 m dybt, i stuen samt på 1. og 3. sal. Middelreflektansen på 0,5 svarer til, at reflektansen af loft, væg og gulv er henholdsvis 0,8, 0,5 og 0,2. Den indvendige lysreflektans af ruderne er i alle beregningerne sat til 0,

102 Figur 65. Dagslysfaktorer bestemt for et rum, som vender ud mod et atrium med et AH-indeks på 1,0. Rummet er 6 m dybt og placeret henholdsvis i stuen, på 1. sal og på 3. sal på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/facadearel (%). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0,8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,5, hvilket svarer til at reflektansen af loft, væg og gulv er henholdsvis 0,8, 0,5 og 0,2. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor på arbejdsplanet: Stuen, R m = 0,5 Vindue 20% Vindue 40% Vindue 60% Vindue 90% Afstand fra vindue, m Dagslysfaktor på arbejdsplanet: 1. sal, R m = 0,5 Vindue 20% Vindue 40% Vindue 60% Vindue 90% Dagslysfaktor, % Afstand fra vindue, m Dagslysfaktor på arbejdsplanet: 3. sal, R m = 0,5 Vindue 20% Vindue 40% Vindue 60% Vindue 90% Afstand fra vindue, m 102

103 9 Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation Dagslysfaktoren i et punkt er principielt defineret for en overskyet himmel og benyttes primært til vurdering af en 'minimumtilstand'. Dagslysfaktoren beregnes ud fra en teoretisk himmel, hvor luminansfordelingen er ens i alle kompasretninger, mens den varierer med højdevinklen (for en CIE-himmel), som beskrevet på side 26. I praksis er der meget store variationer i luminansen af himmelhvælvingen, primært bestemt af solens position og af den aktuelle himmelsituation. Til vurdering af dagslysforholdene i et rum over en længere periode, hvor der tages hensyn til den faktiske variation med årstiden og orienteringen, kan dagslysfaktorer ikke benyttes. Variationer i himmellyset samt direkte sollys gennem vinduet eller reflekteret fra jordoverfladen og andre omgivelser, giver væsentlige bidrag til den faktiske belysningsstyrke i rummet, og må derfor tages med i beregningerne. Ved edb-beregninger, hvor indeklimaforholdene simuleres time for time (eller i mindre tidsrum), udnytter man, at der findes meteorologiske data for solindstrålingen opsplittet i direkte solstråling og diffus himmelstråling. Ud fra disse data kan de enkelte bidrag til indstrålingen på enhver flade i det fri beregnes time for time gennem et helt år. Til at beregne dagslyset ud fra lys indfaldet på facaden benytter man vinduets s o ll y sf a k t o r. Sollysfaktoren For at tage hensyn til at belysningsstyrken varierer med vinduesorienteringen, og fx er større mod syd end mod nord på grund af bidraget fra direkte sol, er det hensigtsmæssigt at angive den relative belysningsstyrke i et punkt i rummet i forhold til det aktuelle lysindfald på vinduet. Dette forhold kaldes sollysfaktoren. Sollysfaktoren, SF, i et punkt i et givet plan er defineret som forholdet mellem belysningsstyrken i punktet i planet og den samtidige belysningsstyrke udendørs på vinduets plan uden skygger fra omgivelserne. Ligesom dagslysfaktoren beregnes sollysfaktoren som summen af flere bidrag. For sollysfaktoren skelnes mellem tre 'lyskilder', nemlig lyset fra solen (SF1), lyset fra himlen (SF2) og lyset, der reflekteres 103

104 udefra, dvs. jorden og omgivelser over horisonten (SF3). For det lys, som rammer i et givet punkt i rummet, skelnes der principielt mellem lys, der kommer direkte fra en af lyskilderne (indeks 'd'), og lys, som kommer til punktet via (en eller flere) refleksioner fra rummets indvendige overflader (indeks 'i'). Sollysfaktoren SF angiver forholdet mellem den samlede belysningsstyrke fra de tre bidrag i referencepunktet i forhold til belysningsstyrken på vindues planet. ERP SF1 E SF2 E SF3 E SF E E E E D dif refl vindue D dif refl E RP er belysningsstyrken i referencepunktet, RP E vindue er belysningsstyrken på vinduets plan E D E dif E refl SF1 SF2 SF3 er belysningsstyrken fra direkte stråling på vinduesplanet er belysningsstyrken fra diffus himmelstråling på vinduesplanet er belysningsstyrken fra udereflekteret stråling på vinduesplanet er sollysfaktoren for direkte sollys (rettet lys) er sollysfaktoren for himmellys (diffust lys fra himmelhvælvingen) er sollysfaktoren for reflekteret lys Hvis man kender sollysfaktorerne for et rum med vinduer i en given orientering (og en given hældning) og samtidig kender variationen i belysningsstyrken på den aktuelle vinduesflade, kan man beregne belysningsstyrken i et punkt af rummet for ethvert tidspunkt af året. Hvis variationen i belysningsstyrke er kendt i form af en varighedskurve, som beskrevet i afsnit Dags lysets variation over dagen og året på side 20 (og uddybet i det følgende), kan man beregne, hvor stor en del af fx arbejdstiden en given belysningsstyrke kan opnås (i et eller flere punkter) i det givne rum. Tabel 14 giver en oversigt over de bidrag, der normalt medregnes ved bestem melse af dagslys- henholdsvis sollysfaktoren. De perioder, hvor solen eventuelt rammer direkte i referencepunktet, har i praksis ingen interesse for vurderingen af de generelle belysningsforhold i rummet, og derfor ses der helt bort fra den direkte solstråling, SF1 d. Når referencepunktet befinder sig på et vandret plan, fx arbejdsplanet, vil det direkte udvendigt reflekterede bidrag fra jorden SF3 d være 0, idet punktet ikke kan 'se' jorden. Hvis der findes fremspring omkring vinduet, vil der være et bidrag af udvendigt reflekteret lys fra fremspringet. Af sidste linje i tabel 14 fremgår, at der også ved anven- 104

105 delse af solafskærmninger kan defineres en sollysfaktor, SF4. Denne sollysfaktor anvendes for den del af vinduet, som afskærmningen dækker, idet det antages, at lyset gennem solafskærmningen spredes diffust i rummet. Tabel 14. Oversigt over bidrag, som medregnes ved beregning af dagslysfaktor og sollysfaktor i et punkt af rummet. I SimLight, der indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007) beregnes alle de fire bidrag til dagslysfaktoren, som er angivet i tabellens venstre del. Dagslysfaktor DF Sollysfaktor SF Direkte komponent Bidrag Direkte komponent Interreflekteret komponent Interreflekteret komponent Sollys Indgår ikke SF1 SF1 d (medreg nes ikke) SF1 i (SF1) Himmellys DF SC (Sky Component) DF SC.IRC (Internally Reflected Component) SF2 SF2 d SF2 i Udereflekteret lys DF ERC (Externally Reflec ted Component) DF ERC.IRC Bidragene fra himmel og udereflekteret lys slås normalt sammen SF3 SF3 d er 0 på vandrette flader, hvis der ikke er fremspring om kring vinduet SF3 i (SF3) Lys via sol afskærm ning Anvendes normalt ikke SF4 Det transmitterede lys spredes diffust fra den del af vinduet, som afskærmningen dækker I SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007) beregnes de fem bidrag til sollysfaktoren, som er fremhævet med fed skrift i tabel 14. For den direkte komponent SF3 d tager programmet hensyn til refleksioner fra jorden samt fra de nære omgivelser af vinduet (fremspring omkring vinduet), men medregner ikke lys, der reflekteres fra andre bygninger. Bestemmelse af sollysfaktorer ud fra eksempel I det følgende er der ud fra et valgt eksempel angivet formler og kurver for sollysfaktorerne SF1-SF3, hvoraf retningsgivende værdier for de tre sollysfaktorer kan bestemmes. Som eksempel er valgt et rum med en facade på 4 m 2,8 m og et vindue med et glasareal på henholdsvis 20 %, 40 %, 60 % og 90 % af det indvendige facadeareal. Rumdybden er 10 m. Reflektanserne på loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,7, 0,4 og 0,1 (middelreflektans = 0,4). Sollysfaktorerne er beregnet i et punkt på et vandret plan 0,85 m over gulv og i rummets midterlinje, vinkelret på facaden. Sollysfaktoren for direkte sol, SF1 Den direkte sol vil give en lysende plet et sted i rummet og det reflekterede lys fra plet ten vil virke som en lyskilde. Da både lystransmittansen 105

106 for den direkte stråling og plettens placering i rummet er meget afhængig af solens højde og azimut, vil SF1 i et punkt langt fra være konstant. I bereg ningerne vil man dog stræbe efter en enkelt værdi, der er repræsentativ for SF1. I punktet, som rammes af den direkte stråling, vil der være en meget høj belys ningsstyrke, som der dog ses bort fra ved beregningen af SF1, idet der kun medtages den interreflekterede komponent, jf. tabel 14. Bestemmelsen af SF1 for det uaf skærmede vindue er normalt ikke kritisk i forbin delse med styringen af den kunstige belysning, fordi de øvrige dagslysbidrag i denne situation giver så høj en belysningsstyrke, at det ikke er nødvendigt med kunstig belys ning. I en arbejdssituation vil direkte sol i rummet ofte resultere i, at solafskærmningen trækkes for ét eller flere vinduer. Kurverne i figur 66 viser et typisk forløb af sollysfaktoren SF1 for et enkelt rum med forskellig glasprocent (udtrykt ved vinduets rudeareal i forhold til indvendigt facadeareal). Variationen af SF1 i rummet vil være meget afhængig af lysplettens placering. I eksem plet er der regnet med en indfaldsvinkel på 45 i et lodret plan vinkelret på vinduet. Varia tionen af SF1 ser principielt ud som vist på figur 66, idet det bemærkes at kun den inter reflekterede del af den direkte, rettede stråling medtages. Lidt forenklet kan det antages, at SF1 er proportional med glasprocenten og med reflektansen af gulvet, mens den er omvendt proportional med arealet af rummets flader og med (1 R mid ), hvor R mid er den vægtede middelreflektans af alle rummets flader. Dette kan udtrykkes ved formlen: SF1 = GP LT d Rf f ( x) A (1 R ) GP er glasprocenten, % LT d R f A R mid f(x) er rudens lystransmittans ved den aktuelle indfaldsvinkel. LT d kan normalt sættes til værdien for diffus lystransmittans er reflektansen af fladen, som den direkte sol rammer (gulvet) er arealet af rummets begrænsningsflader, inklusive vinduet er middelreflektansen for rummets overflader, vægtet efter arealer er en funktion af afstanden fra punktet til ruden Det bemærkes, at den direkte himmelstråling i beregningerne antages at ram me gulvet. Under denne forudsætning er sollysfaktoren direkte proportional med gulvets reflek tan s, som i beregningerne til kurverne i figur 66 er sat til 0,1. Ved højere reflektanser kan SF1 så le des direkte beregnes ved at gange med forholdet mellem den faktiske reflektans og 0,1. Formlen viser endvidere, at SF1 bliver større, når A er mindre, dvs. rummet er mindre (mindre dybt). 106

107 Som det fremgår af figur 66, er værdierne af SF1 generelt ret små, typisk af størrelsesorden 1 %. Dette skal dog ses i sammenhæng med, at dagslysbidraget fra den direkte stråling bestemmes ved at multiplicere SF1 med belysningsstyrken fra den direkte stråling, som kan være af størrelsesorden op til lux. Sollysfaktor SF1, % 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Sollysfaktorer SF1: 20, 40, 60 og 90 % glas, LT = 0,8 90 % 60 % 40 % 20 % Figur 66. Variationen i sollysfaktoren SF1 for det indvendigt reflekterede, direkte sollys i et 10 m dybt rum ved forskellige glasprocenter. Ruden er en typisk energirude med en lystransmittans for normalstråling på 0,8 og en lystransmittans for diffus stråling på 0,66. 0,2 0, Afstand fra vindue, m Afstandsfunktionen f(x) for de beregnede kurver kan tilnærmes ved en sammensat funktion, således: for 0 m x 7,5 m: GP LT R SF1 x x x x A 1 R f ( ) (0,11 3 1,46 2 3,1 14,0) for 7,5 m < x: mid GP LT Rf SF1( x) 17,2 x A 1 R mid 1,2 Sollysfaktoren for diffust himmellys, SF2 SF2 giver normalt det største bidrag til belysningsstyrken i et punkt, der kan 'se' him len. Ifølge defini tionen på sollysfaktoren SF er der følgende sammenhæng mellem SF og dags lysfaktoren DF: E SF = E v f DF E v E f er belysningsstyrken på vandret er belysningsstyrken på vinduesfladen (med en vilkårlig hældning) 107

108 Hvis dagslysfaktoren for himmelstrålingen, DF2 er kendt, kan SF2 for den CIE-over skye de himmel beregnes af: DF2 SF2 = 0,396 ( 1 cos ) + cos DF2 g er 'dagslysfaktoren' for diffus himmelstråling alene er hældningen af fladen i grader Nævneren i formlen angiver den definitionsmæssige sammenhæng mellem belysningsstyrken på en skrå flade og belysningsstyrken på en vandret flade ved en CIE-overskyet himmel. For en lodret flade (g = 90 ) er dette forhold lig med 0,396. Det bemærkes, at foruden bidragene fra himmelstrålingen (direkte og interreflekteret bidrag) indgår også bidrag fra den udereflekterede stråling i dagslysfaktoren DF. Derfor skal DF2 benyttes i ovenstående formel, og ikke selve dagslysfaktoren DF. I SimLight, der indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007), beregnes de to bidrag til DF2 direkte. Figur 67 viser beregnede kurver for SF2 for eksempel-rummet med forskellig glasprocent (udtrykt ved vinduets rudeareal i forhold til indvendigt facadeareal). Sollysfaktoren for udereflekteret lys, SF3 I bidraget fra det reflekterede lys fra jordoverfladen indgår både bidrag fra diffust himmellys og fra direkte sollys. Der regnes med en fuldstændig diffus reflek sion fra jordoverfladen. Da der normalt kun regnes med refleksion af stråling fra jordoverfla den (og fx ikke fra omkringliggende bygninger), vil referencepunktet på et vandret plan i rummet kun modtage lys, som er reflekteret én eller flere gange fra rummets overflader, inden det når frem til referencepunktet. Hvis dagslysfaktoren for udereflekteret stråling, DF3 er kendt, kan SF3 for den CIE-over skye de himmel beregnes af: SF3 = DF3 0,5 ( 1 cos ) DF3 r g er 'dagslysfaktoren' for udereflekteret stråling alene er jordoverfladens reflektans er hældningen af fladen, hvori ruden er placeret Nævneren i formlen angiver hvor stor en del af lyset på jordoverfladen, der reflekteres mod fladen med hældningen g. Hvis jordoverfladens lysreflektans er 0,1 og vinduesfladen er lodret (g = 90 ), bliver SF3 = 20 DF3. 108

109 Sollysfaktor SF2, % Sollysfaktoren SF2: 20, 40, 60 og 90 % glas, LT = 0,8 90% 60% 40% 20% Figur 67. Variationen i sollysfaktoren SF2 for den diffuse himmelstråling i et 10 m dybt rum ved forskellige glasprocenter. Ruden er en typisk energirude med en lystransmittans for normalstråling på 0,8. Graferne er vist med to forskellige skalaer på y-aksen for bedre aflæsning af værdier dybt inde i rummet Afstand fra vindue, m Sollysfaktoren SF2: 20, 40, 60 og 90 % glas, LT = 0,8 Sollysfaktor SF2, % % 60% 40% 20% Afstand fra vindue, m Sollysfaktor SF3, % Sollysfaktoren SF3: 20, 40, 60 og 90 % glas, LT = 0,8 90% 60% 40% 20% Figur 68. Variationen i sollysfaktoren SF3 for udereflekteret lys på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i et 10 m dybt rum ved forskellige glasprocenter. Ruden er en typisk energirude med en lystransmittans for normalstråling på 0,8. Der forudsættes fri horisont Afstand fra vindue, m 109

110 Figur 68 på forrige side viser beregnede kurver for SF3 for eksempelrummet med forskellig glasprocent (udtrykt ved vinduets rudeareal i forhold til indvendigt facadeareal). Lys i rummet i forhold til lys på facaden Det er vigtigt at bemærke, at man ikke umiddelbart kan vurdere den indbyrdes størrelsesfordeling af de tre bidrag til lyset inde i rummet. De tre sollysfaktorer, SF1, SF2 og SF3 bliver multipliceret med udvendige belysningsstyrker på vinduesfacaden, som ofte er af helt forskellig størrelsesorden. Figur 69 viser typiske belysningsstyrker på en lodret flade mod syd i juni måned på en klar dag med sol og på en overskyet dag. Figur 69. Eksempel på belysningsstyrken på en sydfacade for henholdsvis en klar dag og en overskyet dag i juni måned beregnet med BSim (Wittchen et al., 2007). Bidrag til belysningsstyrke, klux Belysningsstyrke sydfacade på klar og overskyet dag i juni Klar dag Overskyet dag Total Direkte Diffus Udereflekteret Timer Eksempel På en klar dag med sol kan belysningsstyrkerne fra de tre bidrag være af størrelsesorden direkte sol: lux, diffust himmellys: lux og reflekteret lys: (talværdierne er ikke direkte knyttet til ovenstående figur). I eksempelrummet med 60 % glas er sollysfaktorerne 3 m fra vinduesfacaden: SF1 = 0,94 %, SF2 = 10,5 % og SF3 = 7,4 %. De tre bidrag og den samlede sollysfaktor kan da beregnes af formlen: SF E SF1 E SF2 E SF3 E RP D dif refl = = Evindue ED Edif Erefl 0, , , = = = 0,0289 2,9 % (2.600 lux)

111 På en overskyet dag kan de tre bidrag være af størrelsesorden direkte sol: lux, diffust himmellys: lux og reflekteret lys: I eksempelrummet med 60 % glas er sollysfaktorerne 3 m fra vinduesfacaden: SF1 = 0,94 %, SF2 = 10,5 % og SF3 = 7,4 %. De tre bidrag og den samlede sollysfaktor bliver nu: SF E SF1 E SF2 E SF3 E E E E E RP = = D dif refl vindue D dif refl = 0, , , = = 0,080 8,0 % (720 lux) Eksemplet viser, at når der er direkte sol på en facade, vil bidragene fra diffus stråling normalt også være store, se figur 69. Derfor kan man med god tilnærmelse bestemme varigheden af en given belysningsstyrke i et rum (typisk 200 eller 500 lux) ved at se bort fra bidraget fra den direkte stråling. Bortset fra området tæt ved vinduet har SF2 og SF3 samme størrelsesorden, og derfor kan man benytte SF2 (som giver langt det største bidrag) i kombination med kurverne for diffus stråling, som indeholder både den diffuse himmelstråling og den diffust reflekterede stråling fra jordoverfladen, som vist i figur 71 på næste side. Beregning af dagslys efter orienteringen De tre sollysfaktorer kan benyttes til bestemmelse af, hvor hyppigt et vist dagslysniveau opnås i et rum med en given orientering. Figur 70 på næste side viser typiske kurverne for SF1, SF2 og SF3 i det 10 m dybe eksempel-rum med en glasprocent på 60. SF2 er normalt størst, mens SF3 er af samme størrelsesorden, dog noget mindre tæt ved vinduet. SF1 er typisk af størrelsesorden 10 % af SF2. Sammenholdes sollysfaktorerne med varighedskurver for belysningsstyrken på flader med forskellige orienteringer, kan man principielt bestemme, hvor hyppigt henholdsvis den direkte stråling og den diffuse stråling kan bringe belysningsstyrken i et punkt af rummet op på et givet belysningsniveau. Figur 71 og figur 72 viser varighedskurver for diffus, henholdsvis direkte stråling på en sydfacade for månederne december-juni og for hele året og for tiden kl Varighedskurverne for diffus stråling indeholder både den diffuse himmelstråling og den diffuse stråling reflekteret fra jordoverfladen. 111

112 25 20 Sollysfaktorer SF1, SF2 og SF3 ved 60 % glas SF2 SF3 SF1 Sollysfaktorer, % Afstand fra vindue, m Figur 70. Sollysfaktorer for direkte stråling (SF1), for diffus himmelstråling (SF2) og for udereflekteret stråling (SF3) i et 10 m dybt rum med en glasprocent på 60. Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj, og glasset har en lystransmittans på 0,8. Kurverne forudsætter en middelværdi for lysreflektanserne på 0,4, hvilket svarer til, at reflektansen af loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,7, 0,4 og 0,1. Reflektansen af vinduesfladen er 0,15. Der forudsættes fri horisont. Varighed, % Varighed af diffus belysningsstyrke på lodret S, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Figur 71. Varighedskurver for belysningsstyrken fra diffus stråling på en sydfacade i tidsrummet kl Kurverne indeholder både diffus himmelstråling og diffust reflekteret stråling fra jordoverfladen. Jordens lysreflektans er sat til 0,1. Det kan med god tilnærmelse antages, at de ikke viste måneder har tilsvarende kurver, med 'symmetri' omkring juni, således at fx juli svarer til maj, august svarer til april, etc. Kurvernes skæring med y-aksen angiver, hvor stor en del af det angivne tidsrum solen er oppe. I december måned er solen således kun oppe i ca. 70 % af tiden kl

113 Varighed, % Varighed af direkte belysningsstyrke på lodret S, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Figur 72. Varighedskurver for belysningsstyrken fra direkte stråling på en sydfacade i tidsrummet kl Det kan med god tilnærmelse antages, at de ikke viste måneder har tilsvarende kurver, med 'symmetri omkring juni, således at fx juli svarer til maj, august svarer til april, etc. Eksempel For et sydvendt rum med en glasprocent på 60 ønskes vurderet, hvor stor en del af tidsrummet kl der kan opnås en belysningsstyrke på 200 lux 4 m fra vinduet i henholdsvis december og juni måned. Der ses bort fra direkte solstråling. På side 109 aflæses SF2 til 5,9 på figur 67 og SF3 til 4,7 på figur 68. Idet der blot benyttes SF2, kan den nødvendige belysningsstyrke fra diffus himmelstråling alene på sydfacaden for at opnå 200 lux beregnes som: Esyd lux 0,059 På kurverne for december og juni i figur 71 aflæses for belysningsstyrken lux henholdsvis 30 % og 97 %. For hele året aflæses ca. 75 %. Bilag med varighedskurver I Bilag B Varighedskurver på side 123 er vist varighedskurver af belysningsstyrke for global, direkte og diffus stråling for en flade mod henholdsvis syd, øst/vest og nord samt for en vandret flade. 113

114 Korrektion af sollysfaktorer Det bemærkes, at sollysfaktorerne ligesom dagslysfaktoren skal korrigeres for alle forhold, som afviger fra forudsætningerne i eksempelrummet. Da sollysfaktoren for diffus himmelstråling, SF2, er den helt dominerende, skal sollysfaktorerne korrigeres for alle de samme forhold som beskrevet for dagslysfaktoren i kapitel 7 Korrektion af dagslysfaktoren. 114

115 Litteratur Andersen, B. et al. (1982). Vejrdata for VVS og energi: Dansk referenceår TRY. Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Arbejdstilsynet. (2007). Arbejdsrum på faste arbejdssteder (At-vejledning A.1.11). København. Lokaliseret på: Arbejdstilsynet. (2008). Indeklima: Vejledning om de hyppigste årsager til indeklimagener samt mulige løsninger (At-vejledning A.1.2). København. Lokaliseret på: Aschehoug, Ø. & Arnesen, H. (1998). Dagslys i bygninger (Lyskultur 21/98). Stabekk, Norge. Lokaliseret på: Christoffersen, J. et al. (1999). Vinduer og dagslys: En feltundersøgelse i kontorbygninger (SBI-rapport 318). Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Lokaliseret på: Christoffersen, J., Petersen, E. & Johnsen, K. (1999). Beregningsværktøjer til analyse af dagslysforhold i bygninger (SBI-rapport 277). Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Lokaliseret på: Christoffersen, J., Johnsen, K. & Petersen, E. (2002). Beregning af dagslys i bygninger (By og Byg Anvisning 203). Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Lokaliseret på: CIE. (2003). Spatial Distribution of Daylight - CIE Standard General Sky (Standard CIE S 011/E:2003). Wien: CIE Technical Committee 3-15 'Sky Luminance Models. [Joint ISO/CIE Standard ISO 15469:2004 (E) / CIE S 011/E:2003] Dansk Standard. (1998). Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing (DS/EN 410). Kø- 115

116 benhavn. Lokaliseret på: asp?wmfn=eg_webadvancedmis&wp=12489&wmft=d&wpg= EPHomepageOnline Dansk Standard. (2005). Kunstig belysning i arbejdslokaler. (DS 700:2005). København. Lokaliseret på: ds.dk/default.asp?wmfn=eg_webadvancedmis&wp=56900&wm FT=D&WPG=EPHomepageOnline Dubois, M-C. & Johnsen, K. (2003). Impact of coated windows on visual perception: A pilot study in scale models (By og Byg Dokumentation 044). Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Lokaliseret på: impact-of-coated-windows-on-visual-perception/ Erhvervs- og Byggestyrelsen (1995). Bygningsreglement København. Lokaliseret på: Erhvervs- og Byggestyrelsen (2008). Bygningsreglement København. Lokaliseret på: Estia SA (2007). Dial-Europe version 4.0. European integrated daylighting design tool.lokaliseret på: DIAL-EuropeE.html FABA (2008). FABA Light version København: FABA. Lokaliseret på: [Lysberegningsprogram udgivet af Foreningen af fabrikanter og importører af elektriske belysningsarmaturer]. Møller Jensen, J. & Lund, H. (1995). Design Reference Year, DRY - Et Nyt Dansk Referenceår (Meddelelse Nr. 281). Lyngby: Laboratoriet for Varmeisolering, Danmarks Tekniske Universitet. Pedersen, P. E., & Petersen, E. (1981). Dagslysadgang gennem ovenlyskupler Beregningsmetoder og retningslinjer (Rapport nr. 26). Lyngby: Lysteknisk Laboratorium. Petersen, E. (1982). Solstråling og dagslys: Målt og beregnet (Rapport nr. 34). Lyngby: Lysteknisk Laboratorium. Rafnsson, Y. (1997) Soldia for windows 95. Lyngby: Danmarks Tekniske Universitet, Institut for Bygninger og Energi (IBE). 116

117 SatelLight. (2007). The European Database of Daylight and Solar Radiation. France. Lokaliseret på: core.htm TNO-TUE. (2000). Daylight Design Variations Book. Eindhoven: Centre for Building Research, Technische Universiteit Einhoven, Holland. Lokaliseret på: Wittchen, K., Johnsen, K. & Grau, K. (2007). BSim: Et integreret edbværktøj til analyse af indeklima og energiforbrug + vejledning. Hørsholm: Statens Byggeforskningsinstitut. Lokaliseret på: 117

118 A Lystekniske grundbegreber, symboler og enheder Inden for belysningsteknikken anvendes forskellige begreber, som man må kende for at forstå, hvordan lysforhold beskrives, og hvordan lyset kan fremhæve detaljerne i synsopgaven. De vigtigste lystekniske begreber er: lysstrøm lysstyrke belysningsstyrke luminans reflektans. Lysstrøm φ En lyskilde, fx en glødelampe, udsender energi i form af stråling i alle retninger, og en del af denne stråling kan sanses som lys. Den synlige energi pr. tidsenhed betegnes lysstrømmen og måles i lumen (lm). Lysstrømmen er således et mål for, hvor meget lys som udsendes fra en lyskilde. Figur 73. Definition af lysstrøm j. Lysstyrke I Strålingen fra lyskilden er ikke nødvendigvis lige stor i alle retninger. Lysstrømmen i en given retning inden for en lille rumvinkel betegnes som lysstyrken i denne retning, og den måles i enheden candela (cd). Lysstyrken er således et mål for, hvor meget lys der udsendes i en bestemt retning: d Lysstyrke I = d 118

119 Figur 74. Definition af lysstyrke I. Belysningsstyrke E Når en flade rammes af en lysstrøm, bliver den belyst, og størrelsen af lysstrømmen pr. arealenhed (antal lumen pr. m 2 ) angives som belysningsstyrken, og den måles i enheden lux. Belysningsstyrken er således et mål for, hvor meget lys, der rammer en overflade, og er et meget anvendt begreb, når der skal stilles krav til belysningsforholdene. d Belysningsstyrke E = A Figur 75. Definition af belysningsstyrke E. A Luminans L Intensiteten af lysudsendelsen fra en belyst flade i en given retning pr. arealenhed. Øjets opfattelse af den belyste flades udseende er ikke alene afhængig af belysningsstyrken, men også af, hvor meget og hvordan lyset reflekteres fra overfladen. Et hvidt og et sort stykke papir på en bordplade opfattes helt forskelligt, selvom belysningsstyrken er den samme på de to flader. Det hvide papir reflekterer 119

120 mere lys mod øjet end det sorte. Som mål for, hvor meget lys der udsendes fra en flade mod øjet, anvendes begrebet luminans, og enheden for denne er candela pr. m 2 (cd/m 2 ). Luminansen alene siger ikke noget om, hvor lys fladen er, men sammenholdt med luminanserne af de øvrige flader i synsfeltet er den et udtryk for, hvor lys fladen opfattes. Luminans er derfor et vigtigt begreb inden for arbejdsbelysning, da det giver et mål for, hvad øjet ser. I Luminans L = A Figur 76. Definition af luminans L. I A Reflektans r Når lys rammer en overflade, deles det i tre dele. Én del tilbagekastes (reflekteres), en anden del opsuges (absorberes), og en tredje del går igennem fladen (transmitteres). For ugennemskinnelige flader indtræffer kun de to første dele. Det er en flades evne til at reflektere lyset, der bevirker, at den kan ses, hvis den ikke selv lyser. Som mål for fladens evne til at reflektere lyset anvendes begrebet reflektans. Reflektansen er forholdet mellem den reflekterede lysstrøm og den lysstrøm, der rammer fladen. Lys reflekteres på forskellig måde afhængig af fladens struktur. En blankpoleret metalflade virker som et spejl, og denne form for refleksion benævnes som 'spejlende'. Ved en 'ideel' spejlende refleksion er lysets udfaldsvinkel lig med indfaldsvinklen. Set i udfaldsretningen er fladens luminans lig med lyskildeluminansen multipliceret med reflektansen. I andre retninger er luminansen nul, dvs. fladen er sort. En helt mat overflade vil reflektere lyset, så det spredes i alle retninger. Fladen vil opfattes lige lys, uanset fra hvilken retning den betragtes. Ved en 'ideel' diffus refleksion vil luminansen L af den belyste flade hverken afhænge af lysets indfaldsretning eller af observationsretning. Luminansen af fladen kan beregnes således: 120

121 r E Luminans L = r E er fladens reflektans er belysningsstyrken på fladen. De fleste flader har både en spejlende og en diffus refleksion. Ved en blandet refleksion vil luminansen af den belyste flade være afhængig af både lysets indfaldsretning og observationsretningen. Reflektans Figur 77. Definition af reflektans, absorptans og transmittans. Absorptans Transmittans Sollystransmittans Sollystransmittans (LT) angiver forholdet mellem lysstrømmen på en flade umiddelbart inden for, og uden for vinduet med et areal svarende til den synlige del af rudens areal. Sollystransmittansen kan angives i % eller som decimaltal. Værdien af sollystransmittansen skal være gældende for vinkelret indfald af sollys med en spektralfordeling som angivet i DS/EN 410. Solenergitransmittans Solenergitransmittans (TST eller g-værdi) for en rude angiver forholdet mellem den solenergi, der afgives til rummet bag ruden, og den samlede solenergi, der rammer den synlige del af rudens areal udefra. Solenergi trans mittansen kan angives i % eller som decimaltal. Værdien af solenergitrans mittans skal være gældende for standardforhold definerede klimabetingelser og for vinkelret indfald af solstråling med en spektralfordeling som angivet i DS/EN 410 (Dansk Standard, 1998). Dagslysfaktor Dagslysfaktoren (DF) er defineret som forholdet mellem belysningsstyrken i punktet i planet og den samtidige belysningsstyrke udendørs på et vandret plan, belyst af en fuld himmelhalvkugle (se figur 25 på side 51). Dagslysfaktoren angives normalt i procent. 121

122 E indvendig DF = 100 % E udvendig E indvendig E udvendig er belysningsstyrken indendørs i et punkt af et givet plan (lux) er belysningsstyrken målt udendørs på et vandret plan (lux) For et givet rum og et givet punkt i dette rum er dagslysfaktoren en fast størrelse, der normalt anvendes til vurdering af minimumsforhold, som indtræffer på overskyede dage. Som standardbetingelse for beregning af dagslysfaktoren benyttes normalt en CIE-overskyet himmel, jf. side 26. Dagslysfaktoren er derfor pr. definition uafhængig af vindues orienteringen og udtrykker ikke noget om, hvor meget lys der faktisk vil være i beregningspunktet under aktuelle vejrforhold og ved en given orientering. Dækningsgrad Dagslysets dækningsgrad angiver, hvor stor en del af brugstiden eller arbejdstiden dagslyset er tilstrækkeligt til de aktuelle arbejdsfunktioner eller aktiviteter i et givet rum. I udenlandske dagslysguider og -standarder anvendes betegnelsen daylight autonomy (dagslys autonomi). Dagslysets dækningsgrad eller autonomi benyttes fx til at beregne energiforbruget til elektrisk belysning i et givet rum, når kravet til den nødvendige eller ønskede belysningsstyrke er kendt. 122

123 B Varighedskurver for belysningsstyrke på flader Dette bilag indeholder en række varighedskurver for belysningsstyrken for global, direkte og diffus stråling på en lodret flade mod syd, nord og øst/vest samt på en vandret flade. Varighedskurverne angiver, hvor stor en del af alle timer i året inden for tidsrummet kl belysningsstyrken på fladen overstiger en given belysningsstyrke. For et givet rum kan varighedskurverne benyttes sammen med sollysfaktorerne for rummet, fx beregnet med SimLight, som indgår i programpakken BSim (Wittchen et al., 2007), eller bestemt ud fra kurver eller formler i kapitel 9 Sollysfaktorer til analyse af dagslysets variation. I praksis vil varighedskurverne for diffus stråling sammen med sollysfaktoren SF2 kunne benyttes til at bestemme, hvor hyppigt dagslyset i et givet punkt af arbejdsplanet vil overstige en ønsket værdi, jf. eksemplerne på siderne 110 og 113. På denne måde kan man beregne, i hvilken udstrækning dagslyset kan dække belysningsbehovet i et givet punkt af et rum. Sidst i bilaget er vist en figur til bestemmelse af dagslysets dækningsgrad ud fra dagslysfaktoren, jf. afsnit Dagslysets dækningsgrad side

124 Figur 78. Varighedskurver ( %) for den globale, den direkte og den diffuse belysningsstyrke på en udvendig, lodret flade mod syd i tidsrummet kl for månederne decemberjuni. Den diffuse stråling medtager både diffus himmelstråling og diffust reflekteret stråling fra jordoverflade ved en lysreflektans på 0,1. Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december, dvs. november = januar, juli = maj, etc. (SatelLight, 2007). Varighed, % Varighed, % Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke på lodret S, kl Belysningsstyrke, klux Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Varighed af direkte belysningsstyrke på lodret S, kl Belysningsstyrke, klux Varighed af diffus belysningsstyrke på lodret S, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året 124

125 Varighed, % Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke på lodret Ø/V, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Varighed af direkte belysningsstyrke på lodret Ø/V, kl Jun Maj Apr Mar Feb Dec Jan Året Figur 79. Varighedskurver ( %) for den globale, den direkte og den diffuse belysningsstyrke på en udvendig, lodret flade mod øst eller vest i tidsrummet kl for månederne december-juni. Den diffuse stråling medtager både diffus himmelstråling og diffust reflekteret stråling fra jordoverflade ved en lysreflektans på 0,1. Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december, dvs. november = januar, juli = maj, etc. (SatelLight, 2007). 20 Varighed, % Belysningsstyrke, klux Varighed af diffus belysningsstyrke på lodret Ø/V, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux 125

126 Figur 80. Varighedskurver ( %) for den globale og den diffuse belysningsstyrke på en udvendig, lodret flade mod nord i tidsrummet kl for månederne december-juni. Inden for det angivne tidsrum er der stort set ingen direkte solstråling på en nordvendt flade, og derfor er kurverne for belysningsstyrken af den diffuse stråling identiske med de viste for den globale stråling. Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december, dvs. november = januar, juli = maj, etc. (SatelLight, 2007). Varighed, % Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke på lodret N, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Varighed af diffus belysningsstyrke på lodret N, kl Belysningsstyrke, klux Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året 126

127 Varighed, % Varighed, % Varighed af global belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux Varighed af direkte belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Figur 81. Varighedskurver (%) for belysningsstyrken af den globale, den direkte og den diffuse belysningsstyrke på en udvendig, vandret flade i tidsrummet kl for månederne december-juni. Den diffuse stråling er alene den diffuse himmelstråling, idet den vandrette flade antages ikke at modtage diffust udereflekteret stråling (den vandrette flade kan ikke 'se' jorden). Der kan med god tilnærmelse regnes med 'symmetriske' måneder på hver side af juni eller december, dvs. november = januar, juli = maj, etc. (SatelLight, 2007). 20 Varighed, % Belysningsstyrke, klux Varighed af diffus belysningsstyrke på vandret, kl Jun Maj Apr Mar Feb Jan Dec Året Belysningsstyrke, klux 127

128 Dagslysets dækningsgrad Figur 82 viser kurver til bestemmelse af dagslysets dækningsgrad i et givet punkt af rummet ud fra dagslysfaktoren i punktet samt den ønskede belysningsstyrke. Kurverne er beregnet med DIAL-Europe (Estia) for hele året i tidsrummet kl Hvis dagslysfaktoren på arbejdsplanet et givet sted i rummet er beregnet til 3,0 og der ønskes en belysningsstyrke det pågældende sted på 200 lux inden for arbejdstiden (kl. 8-18), vil dagslyset kunne dække ca. 73 % af lysbehovet. Inden for det givne tidsrum må der således suppleres med kunstlys for at kunne opfylde kravet på 200 lux. Figur 82. Kurver til bestemmelse af dagslysets dækningsgrad i et givet punkt af rummet ud fra dagslysfaktoren i punktet samt den ønskede belysningsstyrke. Kurverne er beregnet med DIAL-Europe (Estia) for hele året i tidsrummet kl Dækningsgrad, % Dagslysets dækningsgrad, hele året kl lux 100 lux 200 lux 500 lux 1000 lux Dagslyfaktor 128

129 C Dagslysfaktorer for eksempelrum Bilaget giver en samling af diagrammer til aflæsning af dagslysfaktorer i rum med forskellige konfigurationer. Diagrammerne viser et uddrag af de gennemførte daglysfaktorberegninger, som er illustreret i tabel 15. Bestemmelse af dagslysfaktorer Dagslysfaktorerne er beregnet på arbejdsplan i en linje midt for vinduet, vinkelret på vinduets plan, for rum der er 4, 6 og 10 m dybe. For at lette aflæsning og sammenligning af kurverne er de optegnet både med en ensartet skala og med skalaer, der letter bestemmelsen af dagslysfaktorer i den bagerste del af rummet. Kurverne er endvidere vist for middelværdier af rummenes overfladereflektanser på 0,5. Tabel 15. Oversigt over gennemregnede eksempler, der er vist udvalgte resultater for på de følgende tre sider. I alt 72 tilfælde er beregnet, nemlig for tre rumdybder, fire glasprocenter og seks 6 middelreflektanser. Rumdybde 4 m 6 m 10 m Glasprocent 20 % 40 % 60 % 60 %, 5 fag 90 % 90 %, 5 fag Reflektanser, L V G: 0,2: 0,4 0,2 0,05 0,3: 0,6 0,25 0,1 0,4: 0,7 0,4 0,1 0,5: 0,8 0,5 0,2 0,6: 0,9 0,6 0,3 0,7: 0,9 0,75 0,4 129

130 Figur 83. Dagslysfaktoren på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for rum, der er 4 m, 6 m og 10 m dybe. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/facadeareal (%). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0, 8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,4, hvilket svarer til, at reflektansen af loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,7, 0,4 og 0,1. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Afstand fra vindue i 4 m dybt rum, m 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 1 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m 130

131 Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 4 m dybt rum, m 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas Figur 84. Dagslysfaktoren på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for rum, der er 4 m, 6 m og 10 m dybe. Kurverne fra forrige side er her vist i samme skala for at lette sammenligninger. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/facadeareal (%). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0, 8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,4, hvilket svarer til, at reflektansen af loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,7, 0,4 og 0,1. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,4 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 2 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m 131

132 Figur 85. Dagslysfaktoren på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for rum, der er 4 m, 6 m og 10m dybe. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/ facadeareal (%). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0,8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,5, hvilket svarer til at reflektansen af loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,8, 0,5 og 0,2. Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Afstand fra vindue i 4 m dybt rum, m Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 1 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m 132

133 Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 4 m dybt rum, m Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas Figur 86. Dagslysfaktoren på arbejdsplan (0,85 m over gulv) i rummets centerlinje for rum, der er 4 m, 6 m og 10 m dybe. Kurverne fra forrige side er her vist i samme skala for at lette sammenligninger. Dagslysfaktoren er bestemt som funktion af glasareal/ facadeareal (%). Facaden er 4 m bred og 2,8 m høj. Glasset har en lystransmittans på 0,8. Kurverne forudsætter en middelreflektans af rummets overflader, R m, på 0,5, hvilket svarer til, at reflektansen af loft, vægge og gulv er henholdsvis 0,8, 0,5 og 0, ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 6 m dybt rum, m Dagslysfaktor, % Dagslysfaktor som funktion af glaspct. R m = 0,5 90 % glas 60 % glas 40 % glas 20 % glas 2 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Afstand fra vindue i 10 m dybt rum, m 133

134 D Måling og vurdering af belysningsforhold Måling og vurdering af belysningsforhold For at kunne foretage en kvantitativ og til dels kvalitativ vurdering af dagslyset eller kunstlyset i et rum, har man behov for at måle en række fysiske parametre: Belysningsstyrke, lux Luminans, cd/m² Reflektans, - Transmittans, - Dagslysfaktor, % I det følgende beskrives, hvordan disse parametre kan måles. Belysningsstyrke Belysningsstyrken måles med et luxmeter. Et luxmeter består af en fotocelle, som omsætter lysenergien til elektrisk energi samt et måleinstrument, som viser størrelsen af belysningsstyrken (lux) enten på en skala eller et digitalt display. De fleste luxmetre er batteridrevet, og for disse er det vigtigt altid at kontrollere batteriets tilstand inden brug af instrumentet. For nogle luxmetre er fotocelle og måleinstrument adskilt og kun forbundet med et kabel (figur 87), mens fotocellen i andre luxmetre er integreret i selve instrumentet. Et luxmeter, hvor fotocelle og måleinstrument er adskilt, gør det muligt at placere fotocellen på arbejdsplanet og aflæse instrumentet uden at skygge for lyset. Måleområde De belysningsstyrker, der er behov for at måle, varierer fra nogle få lux til lux (dagslys), og derfor vil instrumentet ofte kunne indstilles til at arbejde i flere måleområder. Nogle viserinstrumenter har flere forskellige måleområder (skalaer), mens måleværdien på andre (digitale) instrumenter fremkommer ved multiplikation med en faktor, svarende til det valgte måleområde. Generelt kan det antages, at et instrument med digital visning er lettere at aflæse og vil medføre færre fejlaflæsninger. 134

135 Figur 87. Eksempel på et luxmeter med løs føler. (Fotos i dette bilag: Steen Traberg-Borup). Fejlkilder Den aflæste værdi af belysningsstyrken vil være behæftet med flere fejlkilder, hvoraf nogle er afhængige af luxmetret, mens andre fx kan skyldes forhold, der gør placering af målecellen vanskelig. Et luxmeter kalibreres ved lys, der falder vinkelret ind på fotocellen. Ved skråt indfaldende lys reflekteres en større del af lyset i fotocellens overflade, så instrumentet vil vise for små belysningsstyrker. Dette kaldes instrumentets cosinusfejl (opgives af fabrikant som 'f 2 error'). Fejlen kan delvis korrigeres ved den geometriske udformning af fotocellen. Ved store indfaldsvinkler er det imidlertid vanskeligt at opnå en nøjagtig korrektion, se figur 88. Ved en vurdering af usikkerheden på måleresultatet bør lysets hovedretning og dermed indfaldsvinkel tages i betragtning. Med luxmetret bør følge en kurve eller tabel for cosinusfejlen som funktion af indfaldsvinklen. Ved måling af belysningsstyrken fra dagslys gennem sidevinduer på en vandret flade (fx 0,85 m over gulv) kan cosinusfejlen have betydning på grund af den store indfaldsvinkel af lyset fra vinduet. Dog skal det bemærkes, at målefejlen ikke altid er kritisk, idet lyset et stykke inde i rummet hovedsagelig er reflekslys fra rummets flader og i mindre grad fra det lys, der kommer direkte fra vinduet. Fejlvisning, % Fotocelles fejlvisning som funktion af indfaldsvinkel 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, Indfaldsvinkel, Figur 88. Eksempel på en fotocelles fejlvisning på grund af cosinusfejl. Fejlen bliver større ved store indfaldsvinkler. 135

136 Den 'rå' fotocelles spektrale følsomhedskurve adskiller sig temmelig meget fra øjets, dvs. instrumentet registrerer lys på en anden måde, end det opfattes af øjet. Fotoceller i luxmetre er derfor korrigeret således at de så godt som muligt får samme følsomhedskurve som øjets, se figur 89 (opgives af fabrikant som 'f 1 error'). En fotocelle, som er korrigeret meget præcist i forhold til øjet, er imidlertid kostbar, hvorfor selv relativt gode luxmetre kan have en fejlvisning på grund af farvefejl. Fejlens størrelse er afhængig af primær-lyskildens spektralfordeling (lysstofrør, kviksølvlamper, dagslys m.m.). Figur 89. Eksempel på en fotocelles relative spektrale følsomhedskurve i forhold til øjets følsomhedskurve. I dette eksempel er der god overensstemmelse med øjets følsomhed. Relativ følsomhed Bølgelængde (nm) Øjets følsomhed Fotocellens følsomhed Luxmetre kalibreres normalt ved glødelampelys (CIE-illuminant A) og behøver således ingen korrektion for farvefejl ved måling med glødelys. Ved måling af belysningsstyrker i anlæg med andre lyskildetyper er der en farvefejl, hvis størrelse varierer med typen. Normalt angives denne fejls størrelse i specifikationerne for instrumentet. Nogle (ældre) typer fotoceller kan ved langvarig lyseksponering vise forkert på grund af 'træthed', ligesom følsomheden kan ændres med tiden. Ved at tildække instrumentets fotocelle kontrolleres instrumentets 0-punkt og en eventuel afvigelse fra 0 (lux) noteres og fratrækkes de målte belysningsstyrker. Et luxmeters visning i de forskellige måleområder bør derfor kontrolleres med mellemrum, evt. ved sammenligning med andre luxmetre. Det skal bemærkes, at selvom et instrument er nykalibreret, kan det godt have en stor fejlvisning på den målte værdi, idet en kalibrering består i udmåling af fejlens størrelse i de forskellige måleområder. Fejlens størrelse angives med en kalibreringstabel, som skal følge instrumentet. Fotoceller og linsesystemer skal beskyttes og holdes rene. Instrumentet indstilles på et måleområde, der er så stort, at instrumentet ikke overbelastes. Ved aflæsning af måleværdien skal noteres både instrumentets visning og indstilling af område og evt. andre korrektioner. 136

137 Luminans Luminans måles bedst med et luminansmeter. Luminansmetret indeholder en 'kikkert' som rettes mod det areal, hvis luminans man ønsker at måle (se figur 90). Målevinklen er lille (1 eller 2 ), således at man er i stand til på stor afstand at måle luminansen af et relativt lille areal. Luminansen af det areal, der ses i målefeltet i kikkerten, kan direkte aflæses på en skala eller et digitalt display. Arealet, hvis luminans ønskes målt, skal dække hele målefeltet, hvilket dog kan være vanskeligt, hvis fx en lyskildes luminans måles på stor afstand. Billedet af måleområdet skal dannes skarpt på instrumentets fotocelle, dvs. 'kikkerten' skal indstilles til et skarpt billede. Ved målinger på tæt hold kan det være nødvendigt at anvende en forsatslinse på luminansmeteret. Der skal da korrigeres for det ekstra lystab, der sker på grund af forsatslinsen. Fotocellen i luminansmetret er korrigeret således, at dens følsomhedskurve svarer godt til øjets, og der foretages normalt ingen korrektion for farve fejl. Til nogle luxmetre fås en linseforsats til fotocellen, således at denne tilnærmelsesvis kan anvendes som luminansmåler. Åbningsvinklen er ofte stor, hvilket betyder, at der kun kan måles middelluminanser af større områder. Den målte størrelse aflæses på luxmetrets skala og omsættes til en luminans ved multiplikation med en omsætningsfaktor. Det er en billig løsning, der kan anvendes til måling af større fladers luminanser, hvilket ofte er tilstrækkeligt ved undersøgelser af fx mange arbejdspladser. Figur 90. Eksempel på et luminansmeter og en refleksionsnormal med en kendt reflektans. 137

138 Reflektans Reflektansen af en flade kan bestemmes ved flere forskellige målemetoder, enten ved brug af et luxmeter eller et luminansmeter. Reflektansen af en mat flade kan med tilnærmelse bestemmes ved hjælp af et luxmeter (se figur 91). Først måles belysningsstyrken E f på den flade, hvis reflektans ønskes bestemt. Derefter måles belysningsstyrken E r af det reflekterede lys på fotocellen, når denne holdes cm fra overfladen og rettet mod denne. Reflektansen er da forholdet mellem de to målte belysningsstyrker: E r E r f Udgivet maj 2008 r E f E r er fladens lysreflektans er belysningsstyrken målt på fladen, lux er belysningsstyrken af det reflekterede lys, målt tæt på fladen, lux Figur 91. Måling af reflektans ved brug af luxmeter. Først måles belysningsstyrken E f på den flade, hvis reflektans ønskes bestemt (venstre billede). Derefter måles belysningsstyrken E r af det reflekterede lys på fotocellen, når denne holdes cm fra overfladen og rettet mod denne (højre billede). Belysningsstyrken på fladen skal være jævn, og fladens areal må ikke være for lille. Den målte lysreflektans vil være en værdi mellem 0 og 1,0. Ved måling af E r skal man passe på ikke at skygge for belysningen. Når der er stor variation i reflektansen af den undersøgte flade, fx en bogreol, bør denne metode anvendes, hvis man ønsker en middelreflektans af den samlede flade. Typiske refleksionsværdier for bygningsmaterialer og farver findes i tabel 11 på side 79. En flades reflektans kan også bestemmes ved anvendelse af et luminans meter, og metoden er nødvendig, hvis fladens udstrækning er lille. Som hjæl pemiddel benyttes en refleksionsnormal (se figur

139 og figur 92) eller en anden flade med en kendt reflektans r n. Hvis man ikke har en reflektionsnormal kan man fx anvende et stykke hvidt papir, der har en reflektans på ca. 0,8. Først måles luminansen L o i det punkt på rumfladen, hvis reflektans ønskes bestemt. Derefter placeres prøven med kendt reflektans r n i samme punkt og dens luminans L n måles. Reflektansen er da bestemt af forholdet: r r n L L o n r n L 0 L n er en kendt lysreflektans i et punkt af en given prøveflade er luminansen af rumfladen, som reflektansen skal bestemmes for er luminansen af prøvefladen placeret i samme punkt af rumfladen Figur 92. Måling af reflektans ved brug af luminansmeter og en refleksionsnormal. Først måles luminansen L o i det punkt på overfladen, hvis reflektans ønskes bestemt (venstre billede, hvor der ikke sigtes mod refleksionsnormalen). Derefter placeres prøven med kendt reflektans (refleksionsnormal) i samme punkt og dens luminans L n måles (højre billede). Transmittans Lystransmittansen af en rude kan bestemmes ved brug af et luxmeter eller et luminansmeter. Transmittansen for diffust himmellys bestemmes ved hjælp af et luxmeter (se figur 93). Først måles belysningsstyrken E inde lige bag ved glasset (1 cm fra inderste glas). Derefter åbnes vinduet, hvis muligt, og belysningsstyrken E ude bestemmes. Transmittansen for diffust himmellys for ruden er da forholdet mellem de to målte belysningsstyrker: LT diffus E E inde ude 139

140 Figur 93. Måling af lystransmittans ved brug af luxmeter. Først måles belysningsstyrken E inde lige bag ved ruden (venstre billede). Derefter måles E ude (højre billede). Lystransmittansen for en given retning, fx vinkelret på glasset, bestemmes ved hjælp af et luminansmeter (se figur 94). Først måles luminansen L inde bag ved glasset, derefter åbnes vinduet, hvis muligt, og luminansen L ude bestemmes. Det er vigtigt at luminansmetret er rettet mod en mat flade i det fri. Transmittansen for en given retning for ruden er da forholdet mellem de to målte luminansværdier: LT normal L L inde ude Figur 94. Måling af lystransmittans ved brug af luminansmeter. Først måles luminansen L inde bag ved ruden (venstre billede). Derefter måles luminansen L ude (højre billede). 140

141 Måling af dagslysfaktor Dagslysfaktoren (DF) er defineret som forholdet mellem den målte belysningsstyrke i et punkt af et plan i rummet (E inde ) og den samtidigt målte belysningsstyrke på vandret i det fri med fri horisont og jævnt overskyet himmel (E ude ), jf. figur 25 på side 51: E DF E inde ude Måling og analyse af dagslysforholdene kan kun ske, når vejret udenfor er overskyet og al elektrisk belysning inde i rummet er slukket. Dog kan der være situationer, hvor medarbejdere i den enkelte bygning ikke ønsker lyset slukket. I det tilfælde kan man måle lysforholdene først med dagslys plus kunstlys, og så gentage målingerne med kunstlys alene, når det er blevet mørkt. At beregne belysningsstyrken fra dagslyset ved forskellen mellem de to målinger kan dog være usikker. Det er vigtigt, at kunstlyset (almenbelysningen) er tændt på maksimal styrke under målingerne, og at eventuel dagslysregulering af almenbelysningen er sat ud af drift. Al særbelysning i nærheden af målepunkterne skal være slukket under målingerne For at få en god beskrivelse af, hvordan dagslysniveauet falder med afstanden fra vinduet, måles belysningsstyrken med et luxmeter i en lige linje fra vinduet og ind i rummet i højden 0,85 m over gulv. Målingerne bør foretages i områder, hvor møblement i rummet ikke har nævneværdig indflydelse på målingerne, fx ikke i nærheden af høje reoler, som kan give skyggevirkning. I små rum vil en kurve over dagslysfaktoren målt midt for vinduet som funktion af afstanden ind i rummet ofte være tilstrækkelig. I større rum, hvor vinduespartiet er opdelt i flere fag, bør der også måles i en linje mellem to vinduesfag (se figur 95). Hvis der skal måles meget detaljeret i et rum, bør målepunkterne lægges ud i et netværk. Da dagslyset aftager meget hurtig som funktion af afstanden fra vinduet, bør afstanden mellem målepunkterne i den forreste del af rummet ikke overstige 0,5 m. Dybere inde i rummet kan afstanden øges til 1,0 m. Som tommelfingerregel bør målepunkterne ligge tæt i områder nær et vindue eller et ovenlys, mens afstanden i områder, der får mindre dagslys, kan være større. 141

142 Figur 95. Måling af dagslysfaktoren i en lige linje (rød) fra vinduet (blå) og ind i rummet i en afstand 0,85 m over gulvet. I små rum (venstre rum) vil en kurve over dagslysfaktoren målt midt for vinduet som funktion af afstanden ind i rummet ofte være tilstrækkelig. I større rum (højre rum), hvor vinduesfacaden er opdelt i flere fag, bør der også måles i en linje mellem to vinduesfag. Figur 96. Måling af dagslysfaktoren i et punkt i rummet. Der foretages en samtidig måling af belysningsstyrken i punktet inde i rummet (venstre billede) og en måling på vandret i det fri med fri horisont (højre billede). Luxmetret er fastgjort til et rullebord, der køres fra vinduesvæg ind i rummet langs et målebånd udlagt på gulvet. Afstanden mellem målepunkterne varierer mellem 0,5 m og 1,0 m. For at bestemme en dagslysfaktor i et punkt i rummet skal der foretages en samtidig måling af belysningsstyrken i punktet inde i rummet og en måling på vandret i det fri med fri horisont. Der bør udlægges et målebånd på gulvet i en lige linje fra vinduet og ind i rummet. Luxmetret kan eventuelt blive fastgjort til et rullebord, der køres fra vinduesvæg ind i rummet, langs et målebånd udlagt på gulvet (se figur 96). Måling af udendørs belysningsstyrke skal i videst muligt omfang ske uden skyggevirkning fra omgivelserne. Enten måles der fra taget af bygningen, eller der findes et område, hvor der er få skyggende omgivelser. En tilnærmet måling kan i rum med høje vinduer uden skyggevirkning fra omgivelserne fortages i vindueskarmen. Fotocellen lægges uden for vinduet på sålbænken, og den målte værdi multipliceres med en faktor 1,8. Denne faktor tager hensyn til korrektion for cellens placering. En anden mulighed er, samtidig med de indvendige målinger at måle himmelluminansen ca. 40 over horisonten med 142