Optimalizace světelných podmínek v budovách

Abstract

Stavební fyzika je jedna z oblastí stavebnictví, která si klade za hlavní cíl zajistit co nejlepší pohodu uživatelů pobývajících ve vnitřních prostorech objektů. Konkrétně tato část fyziky zahrnuje vědní obory jako je stavební akustika, tepelná technika ale také denní a umělé osvětlení. Právě na poslední zmiňovanou skupinu je pak zaměřena pozornost v předkládané disertační práci. Obecně světlo představuje paprsek nebo elektromagnetické kmitání, které je pro lidský organismus v mnohých směrech přínosné. Základní význam má samozřejmě z hlediska vidění, ovlivňuje však také kůži a její funkci, vliv má dále na kosti a obecně na biorytmy organismu. Z výše uvedených důvodů je nezbytná možnost provedení přesného výpočtu hodnot osvětlenosti a jasů v interiéru budov. Předložená práce se zabývá právě výše uvedenou problematikou, konkrétně pak hodnocením různých metod výpočtu potřebných parametrů. Jednotlivé metody jsou dále v rámci práce porovnány s referenčními hodnotami uvedenými v mezinárodní normě CIE 171/2006. Další srovnání je pak provedeno mezi hodnotami vypočítanými a změřenými v laboratorních podmínkách v referenčních laboratořích umístěných v podkroví budovy D Ústavu pozemního stavitelství, Fakulty stavební, VUT v Brně. Konkrétně byly v rámci disertační práce ověřeny následující metodiky: počítačové programy RADIANCE, WDLS v3.1 a WDLS v4.1, dále numerická varianta Daniljukovi úhlové sítě. Dále byly vytvořeny programy jako “RADIANCE Script”, “RADIANCE Data Evaluation Script” nebo “MuuLUX“. Poslední výše jmenovaný byl sestaven jako nástroj pro řízení měřící aparatury luxmetru KONICA-MINOLTA T10 počítačem. Řešení dále vyžadovalo doplnění o měřící jednotky pro určení odrazivostí základních povrchů využívaných ve stavebnictví. Závěry disertační práce jsou pak úzce zaměřeny na konkrétní porovnání jednotlivých metod a obecně na jejich vhodnost pro stanovení hodnot činitele denní osvětlenosti na pracovní rovině umístěné v prostoru místnosti.Building physics as a branch of architecture must ensure an indoor comfort of each user and inhabitant of a building object. This involves, acoustics, indoor thermal conditions and among others also daylighting and artificial lighting of buildings. Light as a particle and an electromagnetic wave, is required by the different aspects of the human organism. It allows the living beings to see, influences skin and bones, the biorhythms, etc. Therefore, it is necessary for the engineering community to predict the correct illuminance and luminance levels acting insides. The thesis deals with such issues. More precisely, it assesses the quality of design tools and methodologies, either against CIE reference cases described in CIE 171/2006 and against real measurements done over the working plane of an indoor space located in the attic of Building D of the Institute of Building Structures, Faculty of Civil Engineering, Brno University of Technology, too. The tools tested throughout the solution of the dissertation did involve three computer programs: RADIANCE, WDLS v3.1 and WDLS v4.1, and one numerographical approach, namely the Daniljuk’s innovated methodology (sometimes even combined with the theories of BRS). In addition several software’s have had been created alongside the process assessment, just to mention the “RADIANCE Script”, “RADIANCE Data Evaluation Script” or “MuuLUX“. The later was written as a communication software allowing the connection of the KONICA-MINOLTA T10 illuminance meter to a computer with the aim of data collection while long term observation. The solution did also require the establishment of a measuring element for the determination of the light reflectance values of surfaces. The solutions, results and conclusions do describe how well did the design approaches deal while predicting the resulting awaited daylight factor levels in points over the working plane.