Более подробную информацию можно найти в видео по книге комиксов и на веб-сайте Saint-Gobain.

[1] Внутренняя среда и благополучие. Справочник по строительной науке Saint-Gobain.
[2] Полезное руководство по дневному освещению (UDI) / шаблонам дневного света. (по состоянию на февраль 2019 г.).
[3] Автономия при дневном свете (DA) / Руководство по образцу дневного света. (по состоянию на февраль 2019 г.).

Пассивные системы дневного света могут изменить архитектуру естественного света | Мыслительное лидерство

Естественный свет — мощный архитектурный инструмент. По мере того, как важность экологичного дизайна растет, пассивные стратегии, такие как дневное освещение, стали критически важными для снижения воздействия застроенной среды. Кроме того, исследования последнего десятилетия показали, что дневной свет имеет значительные преимущества для здоровья и хорошего самочувствия пользователей.

Сегодня у нас есть больше инструментов, чем когда-либо, чтобы использовать дневной свет.От инновационных светоотражающих материалов до продвинутого компьютерного моделирования — архитекторы используют современные технологии для более эффективного освещения зданий. Приняв эти системы, вы создадите более светлое будущее.

Стратегии пассивного дневного освещения способствуют количеству и равномерному распределению дневного света по всему зданию, собирая естественный свет и отражая его в более темные области здания. Что делает эту стратегию «пассивной», так это то, что элементы конструкции не требуют специального механического оборудования или источников энергии.Как только солнце встает, пассивные стратегии дневного света собирают и отражают свет по всему зданию.

Архитекторы используют окна, световые люки, прозрачные двери, световые трубки, зеркала, световые полки и другие отражающие поверхности для сбора и направления света в ключевые области комнаты. Например, если зона ожидания расположена в темном углу без окон поблизости, архитекторы могут перенаправить свет из других хорошо освещенных частей комнаты с помощью пассивных отражающих элементов.

Этот тип системы невероятно выгоден как для владельцев зданий, так и для посетителей.Вы будете тратить меньше энергии на то, чтобы здание оставалось освещенным в течение дня. Это, в свою очередь, может сэкономить ваши деньги и помочь достичь целей в области устойчивого развития и возобновляемости.

Есть также ряд преимуществ для здоровья и хорошего самочувствия, если в здание проникает больше естественного света. Улучшается воздействие естественного света:

Планируете ли вы больницу, школу, общественный центр или любое другое здание, эффективное пассивное дневное освещение сделает ваше пространство более уютным.Однако, чтобы воспользоваться всеми этими преимуществами, ваши стратегии дневного света должны работать в вашем конкретном месте и соответствовать вашим уникальным потребностям. Архитекторы добиваются этого, тщательно продумывая ориентацию здания и добавляя продуманные детали пассивного освещения в каждую комнату.

Каждое здание индивидуально, поэтому архитекторы настраивают стратегии пассивного дневного освещения в зависимости от местоположения здания и его предполагаемого использования.Цель дневного освещения — собрать достаточно дневного света летом, чтобы выключить электрическое освещение, и собрать как можно больше света зимой, чтобы обогреть здание. Вот несколько элементов дизайна, которые используют архитекторы, чтобы максимально увеличить естественное освещение:

• Ориентация на здание. Направление света важно. Свет, идущий с юга, обычно лучше всего подходит для дневного света, так как солнечный свет постоянен в течение дня и года. Эта ориентация также может быть использована для получения солнечного тепла.Свет, который исходит с севера, является следующим лучшим, поскольку солнечный свет такой же постоянный, как и юг, только в меньшем количестве. По возможности следует избегать света, идущего с востока и запада. Солнечный свет в этой ориентации резкий, он появляется только в течение половины дня, а высота солнца меняется в течение года, что затрудняет управление солнечным светом. Архитекторы проектируют здания таким образом, чтобы комнаты, которым требуется больше всего дневного света (например, парадный вход), выходили на север или юг, а комнаты, которым требуется меньше дневного света (например, складские помещения), выходили на восток или запад.
• Окна. Чтобы привлечь как можно больше света в здание, архитекторы используют окна с высокой высотой головы. Они также могут использовать однородные окна (горизонтальные ленточные окна) по всему фасаду, чтобы равномерно освещать пространство. HMC Architects использовали эту технику при разработке проекта Frontier. Мы также использовали двухстороннее размещение окон — окна обращены друг к другу с противоположных или смежных сторон — чтобы осветить вход со всех сторон.
• Мансардные окна.Мансардные окна позволяют дневному свету проникать сверху, что полезно в помещениях в центре здания, куда не проникает свет из окон. Как и в случае с окнами, равномерное расположение окон в крыше приводит к равномерному освещению. Архитекторы также могут разместить световые люки высоко над полом, чтобы свет рассеивался до того, как достигнет земли.
• Столбики. Окна, расположенные высоко над уровнем глаз, или фонари могут освещать всю комнату. Архитекторы обычно сочетают фонари со светоотражающим материалом крыши или краской.Свет проникает через люки и отражается от крыши, распространяя очень рассеянный свет по комнате внизу.
• Внешние системы затенения. В определенное время дня при каждой ориентации свет будет слишком ярким и может вызвать сильные блики внутри здания. Чтобы предотвратить это, архитекторы проектируют индивидуальные внешние системы затенения для защиты окон и других прозрачных проемов. Эти системы обычно включают комбинацию горизонтальных и вертикальных элементов, но различаются в зависимости от географического положения, климата и ориентации здания.
• Световые полки. Светоотражающая горизонтальная полка, расположенная над окнами, уменьшает блики и направляет свет глубже в пространство.
• Солнечные трубки. Они направляют солнечный свет с крыши через узкое отверстие. Днем они выглядят как обычные потолочные светильники, но работают от солнца, а не от электричества. Они хорошо работают, когда их размещают прямо над столами, где людям нужно много света.
• Светлые тона стен. Светоотражающая краска помогает свету отражаться в комнате и делает пространство ярче.
• Параметрическое моделирование, моделирование дневного света и искусственный интеллект (AI). Современные архитектурные фирмы используют параметрическое программное обеспечение для создания оптимизированных стратегий дневного освещения зданий. Программное обеспечение для моделирования дневного света анализирует геометрию здания и рассчитывает ожидаемые уровни дневного света во всем здании в любое время года. ИИ — это новейшая разработка, и ее потенциал еще предстоит увидеть, но он способен синтезировать массивные наборы данных за секунды для автоматического создания решения, а затем извлекать уроки из решения для создания более эффективного решения.

Архитекторы часто используют комбинацию этих стратегий, чтобы максимально увеличить естественное освещение в пространстве. Например, когда HMC Architects проектировали здание CSU Monterey Bay Joel and Dena Gambord Business and Information Technology Building, мы использовали три стратегии пассивного дневного света.

1. В здании есть центральный атриум, соединяющий внутреннее и внешнее пространство. Мы установили в атриуме большие окна в крыше и потолочные окна, чтобы впустить дневной свет. Мы также установили окна от пола до потолка во внутренних стенах.Свет проникает через световые люки и, в конечном итоге, отражается через внутренние окна, освещая комнаты внутри.
2. Мы увеличили окна на север и юг.
3. Для ориентации на восток и запад мы создали собственную систему внешнего затенения. Это предотвращает блики и нежелательное попадание солнечного тепла, в то же время позволяя много рассеянного света проникать в пространство.

В результате здание светлое и хорошо вентилируется. Студенты могут расслабиться и насладиться видом на природу через множество окон и световых люков.Кроме того, здание потребляет меньше энергии и находится на пути к получению золотого сертификата LEED.

Когда вы работаете с архитекторами над оптимизацией дневного света, вы можете использовать силу естественного света и максимально использовать свои ресурсы.

Все пользователи получают выгоду, когда в здании используется естественное освещение. Это не только лучше для окружающей среды, но и для здоровья и хорошего самочувствия.Однако проектирование для дневного света также может быть сложной задачей. Несколько факторов могут усложнить процесс проектирования.

Например, в многоэтажных многоквартирных домах или офисах сложно добиться максимального дневного освещения. Это потому, что многие из этих зданий очень глубокие, но не очень широкие. Труднее направить естественный свет в центр здания — пространство, наиболее удаленное от внешних окон.

Тем не менее, есть способы улучшить дневное освещение даже для таких зданий.Опытный архитектор точно знает, где разместить отражающие поверхности, чтобы направить больше света в пространство, чтобы вы могли максимально использовать то немногое естественного света, которое у вас есть.

Кроме того, хотя стратегии пассивного дневного освещения лучше всего использовать в начале проекта, можно дооснастить здание некоторыми из этих элементов дизайна. Например, архитекторы могут добавить окна или системы витрин к внешней оболочке. Или они могут установить легкие полочки на имеющееся окно.Никогда не поздно добавить в ваше здание больше естественного света.

Пассивные системы дневного света и в будущем будут продолжать играть ключевую роль в архитектуре. Приняв естественный свет, вы будете способствовать более бережному отношению к окружающей среде и побудите посетителей вести более счастливую и здоровую жизнь.

Чтобы узнать больше о том, что системы пассивного дневного света могут сделать для вас, свяжитесь с HMC Architects сегодня. Экологичные методы, такие как дневное освещение, лежат в основе наших проектов.Мы поможем вам максимально эффективно использовать ваши ресурсы и создать эффективное и гостеприимное здание, отвечающее всем потребностям ваших посетителей. Или, если у вас есть дополнительные вопросы о методах освещения, которые мы используем, обращайтесь напрямую к нашему менеджеру проекта Брэндону Гуллотти.

Почему естественный свет так важен в школьном дизайне?

Несколько исследований показали, что дневной свет не только полезен для общего здоровья и благополучия детей, но также может значительно улучшить успеваемость.

Одно такое исследование¹ было проведено Университетом Сорбонны с использованием данных исследования SINPHONIE, охватившее 13 европейских стран, в котором участвовало в общей сложности 2387 детей. Он пришел к выводу, что академическая успеваемость может повыситься до 15%, когда учащиеся работают в классах с большими окнами — как за счет увеличения дневного света, так и за счет лучшего обзора внешнего мира.

Исследование Clever Classrooms², проведенное Университетом Солфорда, Великобритания, пришло к выводу, что хороший дневной свет помогает создать ощущение физического и психического комфорта, а его преимущества гораздо шире, чем просто помощь зрению.

Хотя дневной свет иногда необходимо дополнять обильным высококачественным искусственным освещением, когда уровень внешнего освещения слишком низкий, по возможности мы должны стремиться сделать дневной свет основным источником освещения в школах. При правильном контроле солнечный свет обычно приветствуется как источник освещения в зданиях по всей Европе.

Когда окна или световые люки обращены на север, дневной свет, попадающий в пространство, имеет тенденцию быть более мягким и рассеянным, с небольшими изменениями уровня освещенности и цветовой текстуры в течение дня.При других ориентациях солнечный свет увеличивает общую яркость интерьеров с определенными областями концентрированного света.

Задача проектирования с использованием дневного света особенно очевидна в глубоких классных комнатах, где между окнами и задней частью комнаты имеется значительное расстояние. Здесь часто наблюдается несоответствие уровней освещенности — яркое около окон и более темное подальше.

В ситуациях, когда форма или размер классных комнат не позволяет обеспечить достаточный уровень освещенности повсюду, и / или когда возможность оконного пространства ограничена, световые люки часто являются оптимальным решением.Там, где нет прямого доступа к небу из-за надстроенных этажей, эффективной альтернативой могут быть световые шахты.

Одним из дополнительных преимуществ создания проемов для дневного света является то, что они также обеспечивают нам связь с окружающей средой, позволяя нам следить за изменениями погоды, времени дня и года.

Есть много факторов, которые следует учитывать при рассмотрении того, сколько дневного света будет поступать из окон или мансардных окон. К ним относятся коэффициент пропускания остекления, толщина стен, внешние препятствия, надставки выше (например,грамм. свесы, балконы) и по бокам (например, расширение самого здания), глубина помещения и т. д. С учетом всех этих факторов световое окно обычно обеспечивает более чем в два раза больше дневного света, чем фасадное окно такого же размера .

Блики возникают, когда слишком яркие области находятся в пределах поля зрения или когда коэффициент контрастности высокий. Тем не менее, блики, вызванные дневным светом, отличаются от бликов, вызванных электрическими источниками света, с точки зрения размера, сложного распределения яркости и восприятия пользователями (например,грамм. люди, как правило, более терпимы к яркому свету при дневном свете) ⁴.

Хотя высокий уровень дневного света в классе, обеспечиваемый через большие окна и световые люки, является оптимальным, им все же необходимо управлять, чтобы избежать чрезмерного ослепления, которое может исходить от прямых солнечных лучей. Эта проблема становится все более острой в связи с широким распространением сегодня интерактивных досок и проекторов в классах.

Один важный аспект, который следует учитывать при управлении бликами и контрастом, — это ориентация окон.В идеале, большие площади остекления должны быть обращены на север, чтобы рассеянный дневной свет проникал как можно больше в течение дня / года.

Еще одно эффективное решение для борьбы с ослеплением — установка легко управляемых непрозрачных жалюзи для контроля уровня дневного света. Альтернативой жалюзи является постоянное внешнее затемнение, но это может потребовать использования дополнительных устройств затемнения, в зависимости от индивидуальных обстоятельств и требований.

Прочие устройства защиты от солнца, такие как шторы, рулонные шторы и т. Д., изготовленные из текстиля, пленки или перфорированных непрозрачных материалов. Все это уменьшит появление бликов в разной степени, в зависимости от: оптических свойств материала; ориентация окна; географическое положение и количество солнечных часов в год; площадь остекления и коэффициент пропускания стекла, а также расстояние пользователя от источника света.

Свойства материалов и уровни защиты от ослепления для этого типа устройств защиты от солнца определены в европейском стандарте EN 14501 «Жалюзи и ставни» и в проекте европейского стандарта FprEN 17037 «Дневной свет в зданиях».

Не менее важен вопрос контраста. При рассмотрении как бликов, так и контрастности разница между абсолютной яркостью и относительной яркостью является критической. Подумайте, как дальний свет фар может слепить ночью, а днем ​​- незаметно. Точно так же сильный источник света вызовет гораздо меньше бликов и контраста в обычно ярко освещенной комнате по сравнению, скажем, с одним большим окном с прямым солнечным светом в комнате с тусклым освещением.

Рекомендация между визуальной задачей и ближним окружением — соотношение яркости 1:10 в пределах поля зрения.Это соотношение яркости является выражением соотношения между яркостью в пределах центрального зрения и периферийным зрением окружающей среды³.

Хорошее распределение дневного света по комнате часто лучше всего достигается за счет использования нескольких различных источников дневного света, таких как комбинация световых люков и окон, и это также может обеспечить снижение уровня яркости и контрастности. Однако давайте не будем забывать о важности вида: «Когда мы сидим рядом с окном, мы предпочитаем терпеть большое количество дневного света и наслаждаться видом снаружи, чем опускать шторы и использовать искусственное освещение.⁴

Для помещений, где даже большие площади оконного остекления не позволяют проникать достаточному количеству дневного света, или где их установка просто невозможна — например, в очень больших классных комнатах, лекционных залах или в помещениях общего пользования в центре здания — световые люки являются отличным решением. вариант рассмотреть. Управляемые световые люки, стратегически расположенные в общей конструкции здания, позволяют большому количеству дневного света проникать в темные зимние месяцы, а также обеспечивают свежий воздух в течение всего года, улучшая качество воздуха в помещении и помогая регулировать температуру.

Эффективность дневного света во внутреннем пространстве во многом зависит от наличия и свойств дневного света в месте расположения здания (т. Е. Преобладающих климатических условий). Предлагаемый Европейский стандарт дневного света (FprEN 17037) предлагает изменить основу оценок дневного света на «целевые значения фактора дневного света» на основе появления уровней внешней освещенности из записанных климатических данных.

«Связь с климатом» в предложении гласит, что пространство должно достигать заданного уровня дневного света на высоте рабочей плоскости через определенный процент соответствующей площади пола в течение половины световых часов в году.Целевой уровень дневного света основан на обеспечении внутренней освещенности выше или равной 300 люкс, что соответствует требованиям к освещению на рабочих местах (см. Ниже).

Требуемый уровень дневного света должен быть достигнут для 50% соответствующей площади пола в помещении с окнами на фасаде или наклонной крышей. Кроме того, минимальный целевой уровень дневного света, основанный на обеспечении внутренней освещенности выше или равной 100 люкс, требуется на 95% рабочей плоскости.

В помещении, освещенном только мансардными окнами при почти горизонтальной конструкции крыши, целевой уровень дневного света должен быть достигнут на 95% соответствующей площади пола. Соответствующие целевые коэффициенты дневного света для каждой европейской столицы доступны в стандарте, но значения выше для стран, расположенных в Северной Европе, по сравнению с Южной Европой из-за естественного уменьшения доступности дневного света.

Абсолютные уровни освещенности, необходимые для конкретной визуальной задачи, будут зависеть от характера задачи и визуальной среды, в которой она выполняется.Европейский стандарт EN 12464-1: Свет и освещение — Освещение рабочих мест — Часть 1: Рабочие места в помещении , предоставляет информацию об уровнях освещения в помещении, применимых к школьной среде.

Обычно рекомендуются следующие уровни внутреннего освещения:

• 100 люкс для интерьеров, где визуальные задачи ограничены движением и случайным восприятием, например зоны обращения, коридоры и т. д.
• 300 люкс для интерьеров, где визуальные задачи достаточно просты, например.грамм. классы, учебные классы, компьютерные классы. Это должен быть общий минимум для всех помещений школьных классов.
• 500 люкс для интерьеров, где визуальные задачи умеренно трудны и где может потребоваться оценка цвета, например аудитории, лекционные залы, практические кабинеты и лаборатории, библиотеки (читальные зоны) и т. д. В классных комнатах это должен быть уровень света на классной / белой доске.
• 750–1000 люкс для интерьеров, в которых визуальные задачи очень трудны, требуя для восприятия мелких деталей.

1. Влияние освещения на успеваемость в европейских классах (2016) К. Маесано и И. Аннеси-Маесано, CLIMA 2016, 12-й Всемирный конгресс REHVA 2016, Ольборг
2. Умные классы (2015), Сводный отчет проекта HEAD, Солфордский университет, Манчестер
3. CLEAR Коэффициенты яркости
4. «Инновации в дизайне для современных интерьеров и гражданского искусства», Лучано Креспи, 2016

Дневной свет влияет на тепловое восприятие человека

Сначала сообщаются данные об окружающей среде, измеренные в ходе экспериментов.Затем описываются результаты оценки теплового и общего субъективного восприятия, проанализированные с помощью линейных смешанных моделей, а затем результаты физиологических реакций. Наконец, проиллюстрировано сравнение между PMV и asv.

Условия окружающей среды в помещении

Температурная среда

Температура в помещении измерялась на расстоянии 50 см от каждого участника и на четырех высотах (0,1 м, 0,6 м, 1,1 м и 1,6 м), соответствующих лодыжке, телу, голове ( сидящего человека) и головы (стоящего человека) в соответствии со стандартом EN ISO 7726 ⁶⁴ .Регистрировались как температура воздуха, так и температура на земном шаре, чтобы также фиксировать температуру, возникающую в результате излучения прилегающих поверхностей, температуру воздуха и скорость движения воздуха. При анализе использовались значения рабочей температуры, рассчитанные по измеренной температуре воздуха и земного шара ^13,18 . Полученные значения на самом деле не слишком сильно отличались ни от земной температуры, ни от температуры воздуха из-за природы системы лучистого отопления и охлаждения и очень низкой скорости воздуха: средняя абсолютная разница между земной температурой и температурой воздуха составляла 0.19 ° C, тогда как среднеквадратическая разница между температурой земного шара и температурой воздуха составила 0,24 ° C. Различия в среднем были больше на самой низкой высоте, учитывая близость датчика к лучистому полу. Для каждого участника была рассчитана средняя рабочая температура по четырем высотам измерения.

На рис. 3 показана средняя рабочая температура для трех исследованных тепловых условий при каждом дневном освещении. Расчетная температура обозначена черной пунктирной линией для наблюдения за тенденциями измеренных температур в каждых дневных условиях.Фактически, в испытательной комнате можно было установить определенную температуру, но различные фильтры, примененные к остеклению, немного повлияли на тепловую среду в помещении из-за изменений в притоке солнечного тепла (т. Е. Коэффициент пропускания солнечной энергии был выше, когда коэффициент пропускания видимого света был выше. ). В результате в конце каждого дневного воздействия рабочая температура была выше, чем в начале, и несколько более высокая рабочая температура возникала при высоком уровне освещенности, затем при среднем и низком уровнях.В таблице 3 приведены средние значения рабочей температуры для каждого расчетного уровня температуры, измеренные через 20 минут после начала каждого воздействия дневного света, когда разница в значениях температуры между уровнями дневного света была больше. Как и ожидалось, эти колебания температуры по уровням дневного света были учтены в статистическом анализе с включением, вместе с расчетными уровнями температуры (т.е. 19, 23 и 27 ° C, рассматриваемыми как номинальные уровни) ковариаты ∆T. Последний рассчитывался как разница от расчетного уровня температуры (например,g., 23 ° C) и измеренную рабочую температуру (например, 22,8 ° C) через 20 минут после начала каждого дневного воздействия, поскольку это время соответствует началу опроса.

Средняя рабочая температура при каждой комбинации температуры и дневного света.

Другие параметры в помещении, участвующие в восприятии окружающей среды, были постоянными в зависимости от дневного света и уровней температуры (т.например, скорость воздуха 0,03 ± 0,005 м / с; CO ₂ при 1115,2 ± 183 частей на миллион) или изменяется только на разных уровнях температуры, но в пределах диапазона, который считается комфортным (т. Е. Относительная влажность: 56,8 ± 6,6% при 19 ° C, 44,6 ± 8,9% при 23 ° C и 42,3 ± 4,4% при 27 ° C).

Визуальная среда

Визуальная среда была постоянной в течение каждой экспериментальной сессии, поскольку для анализа использовались только солнечные дни (т.е. дневная освещенность не изменялась). Это стало возможным, поскольку экспериментальные сеансы с непредсказуемыми изменениями условий неба и уровней освещенности не были включены в анализ, как уже предполагалось.С другой стороны, условия освещенности не были точно такими же в экспериментальных сессиях (то есть в разные дни). Записанную горизонтальную освещенность (рассчитанную как среднее из двух значений, измеренных на столе каждого участника, справа и слева) на каждом уровне экспозиции можно резюмировать следующим образом:

• Низкая дневная освещенность: 136 ± 20 лк (мин. 90 лк, макс. 214 лк)

• Средняя дневная освещенность: 608 ± 90 лк (мин. 432 лк, макс. 796 лк)

• Высокая дневная освещенность: 1443 ± 183 лк (мин. 1049 лк, макс. 1929 лк)

Наблюдаемые вариации значений дневной освещенности, несмотря на включение в анализ только солнечных дней, обусловлены изменениями положения солнца в течение года и дня, а также наличием дымки и атмосферной мутности ⁶⁵ , изменением условий между экспериментальными сессиями (а не внутри них).

Оценки субъективного восприятия

Сначала обсуждаются результаты, относящиеся к тепловому восприятию, а затем — результаты, касающиеся общего восприятия. Для анализа теплового восприятия каждый вопрос анализируется индивидуально, и сначала сообщается об основном влиянии дневного света и его взаимодействии с температурой. Для проверки достоверности эксперимента и использованной анкеты также описывается основное влияние температуры (задуманное как фактор проектирования с тремя экспериментальными уровнями).Для общего анализа восприятия описаны основные эффекты дневной освещенности и температуры, а также их взаимодействие. На рисунке 4 представлены графические результаты двух типов субъективных оценок на каждом уровне температуры и для трех уровней дневной освещенности.

Субъективные тепловые и общие реакции восприятия в зависимости от температуры и уровней дневной освещенности. ( a ) Тепловое ощущение. ( b ) Тепловые предпочтения.( c ) Тепловой комфорт. ( d ) Термическая приемлемость. ( e ) Общий комфорт (начало съемки). ( f ) Общий комфорт (конец выдержки). Значительное влияние уровней дневного света с ^«*» p <0,05, ^«**» p <0,01, ^«***» p <0,001. Об одном и том же эффекте сообщается на всех столбцах для всех уровней температуры всякий раз, когда есть основной эффект дневного света, в противном случае указываются отдельные эффекты дневного света на каждом уровне температуры (т.е., тепловой комфорт). Значительное влияние температурных уровней с ^«#» p <0,05, ^«##» p <0,01, ^«###» p <0,001.

Тепловое восприятие

Анализ реакций теплового восприятия разделен на четыре исследуемых вопроса: тепловое ощущение (общее и относящееся к трем частям тела), тепловое предпочтение, тепловой комфорт и тепловая приемлемость.

Анализ линейных смешанных моделей показал, что дневное освещение не влияет на тепловые ощущения, равно как и взаимодействие между уровнями температуры и дневной освещенностью.Вариации тепловых ощущений в зависимости от уровней дневной освещенности, которые можно наблюдать на рис. 4a, зависели от разницы температур между уровнями освещенности, показанными на рис. 3. В модели это различие учитывается с учетом ∆T, a фактор, который был показан как значимый для тепловых ощущений на основе статистического анализа ( F (1,245) = 11,09, p = 0,001), при этом большее ∆T, связанное с более высокими или более низкими голосами тепловых ощущений, по сравнению с теми, которые связаны с меньшими ∆T (т.е., чем выше измеренная температура, тем выше оценка теплового ощущения; чем ниже измеряемая температура, тем ниже голосование тепловых ощущений). Тем не менее, следует отметить, что, хотя средняя разница температур между уровнями дневной освещенности была аналогичной (см. Рис. 3 и таблицу 3), средние различия в показателях тепловых ощущений не были такими постоянными, особенно при 19 ° C и при 27 ° C. С. При 19 ° C средние тепловые ощущения были сопоставимы при среднем и высоком уровнях освещенности, но они были ниже при низком уровне освещенности.При 27 ° C средние показатели теплового ощущения были сопоставимы при низком и среднем уровнях освещенности, но были выше при высоком уровне. Хотя эти результаты незначительны, эти результаты указывают на тенденцию участников чувствовать себя холоднее при низких температурах при низком уровне освещенности по сравнению со средним и высоким уровнем освещенности, и чувствовать себя теплее при высоких температурах при высоком уровне освещенности по сравнению с низким и средним. Как и ожидалось, температура также была важным фактором для определения теплового ощущения ( F (2,245) = 74.25, p <0,001), при этом участники выражали свое состояние между прохладным и слегка прохладным при 19 ° C ( M = −1,3, с , e , m . = 0,84), между слегка прохладным и нейтральным при 23 ° C ( M = -0,5, с , e , м . = 0,84) и между нейтральным и слегка теплым при 27 ° C ( M = 0,5, с . e . м . = 0,75). Эти различия оказались значимыми после апостериорного попарного сравнения всех возможных комбинаций.Анализ, проведенный для теплового ощущения рук, ног и туловища, показал те же результаты, что и для глобального теплового ощущения, подтверждая ранее описанные результаты.

Подобно тепловому ощущению, результаты теплового предпочтения (рис. 4b) не зависели ни от дневного света, ни от его взаимодействия с температурой. Было показано, что только ∆T и уровни температуры имеют значимое влияние ( p = 0,001 и p <0,001, соответственно). Участники отдали предпочтение немного более теплой среде при 19 ° C, без изменений - чуть теплее при 23 ° C и без изменений - немного прохладнее при 27 ° C.

Результаты различаются как по тепловому комфорту, так и по термической приемлемости, при этом дневное освещение существенно влияет на такие тепловые оценки. Прежде всего, взаимодействие между дневным светом и температурой было значительным фактором для теплового комфорта, в частности, когда исследовались только условия низкой и высокой дневной освещенности при 19 ° C и 27 ° C ( F (1107) = 6,73, p = 0,012), а также при 23 ° C и 27 ° C ( F (1,102) = 6.14, p = 0,016). Как видно на рис. 4c и после анализа на каждом температурном уровне только с низким и высоким уровнями дневной освещенности, тепловая среда была менее комфортной при низкой освещенности по сравнению с высокой при 19 ° C (расчетная разница 0,48 , p = 0,03 после апостериорного теста), тогда как при высоком уровне освещенности он был менее комфортным по сравнению с низким при 27 ° C (расчетная разница 0,28, p = 0,03 после апостериорного теста).Различия между низким и высоким уровнями дневной освещенности не были значительными при температуре 23 ° C, тепловых условиях, в которых средняя освещенность является наиболее комфортной (рис. 4c). Температура стала важным основным фактором теплового комфорта, при этом ретроспективный анализ показал значительную разницу между 19 ° C и 23 ° C ( p = 0,01) и между 19 ° C и 27 ° C ( p = 0,01). ), поскольку при температуре ниже 19 ° C люди всегда чувствуют себя менее комфортно.

Срок взаимодействия не имел значения для термической приемлемости откликов.С другой стороны, дневная освещенность была существенным фактором ( F (2,247) = 6,4, p = 0,001) с менее приемлемой тепловой средой при низком уровне освещенности по сравнению как со средней, так и с высокой освещенностью ( p = 0,004 и p = 0,009 соответственно). Несмотря на отсутствие взаимодействия с температурой, можно было увидеть, что этот результат, в частности, имел место при 19 ° C и 23 ° C, уровни температуры считались прохладно-слегка прохладными и слегка прохладно-нейтральными, соответственно (рис.4г). При 27 ° C тепловые характеристики приемлемости были одинаковыми при всех уровнях освещения. Что касается теплового комфорта, на голоса по приемлемости температуры повлияла температура ( F, (2247) = 8,74, p <0,001), при этом участники меньше воспринимали тепловую среду ниже 19 ° C по сравнению с 23 ° C (расчетная разница 19.01, p <0,001 после апостериорного анализа) и ниже 19 ° C по сравнению с 27 ° C (расчетная разница 14,37, p = 0,009 после апостериорного анализа).

∆T, рассчитанная как разница между измеренными температурами в помещении и тремя уровнями температуры (т. Е. 19, 23 и 27 ° C), оказала значительное влияние на все реакции теплового восприятия, за исключением термической приемлемости. Как объяснено более подробно для термических ощущений, включение фактора ∆T повысило точность оценки, поскольку она следовала направлению модели (например, более высокие измеренные температуры приводили к «более экстремальным» тепловым ощущениям).

Пол и порядок уровней дневной освещенности были важными факторами тепловых ощущений и предпочтений. Текущая средняя температура наружного воздуха существенно повлияла на тепловые ощущения и комфорт. На тепловой комфорт также влияли ИМТ участников, а также утреннее и дневное воздействие.

Общее восприятие

Общее восприятие комфорта оценивалось в начале (рис. 4e) и в конце (рис. 4f) каждого воздействия дневного света. В начале экспозиции общее восприятие комфорта значительно зависело от уровней дневной освещенности ( F, (2,247) = 7.40, p <0,001) (рис. 4e), при этом низкий уровень освещенности приводит к самому низкому общему комфорту по сравнению со средним уровнем (расчетная разница 0,27, p = 0,001 после апостериорного анализа) и высокий уровень (расчетная разница 0,23, p = 0,008 после ретроспективного анализа). Основное влияние температуры было лишь незначительным в начале воздействия ( F (2,247) = 2,87, p = 0,06). С другой стороны, в конце экспонирования (рис.4f), как дневной свет, так и температура оказали значительное основное влияние ( F (2,246) = 7,25, p <0,001 и F (2,246) = 5,27, p = 0,006, соответственно). Возрастающее влияние температуры на общий комфорт в конце воздействия можно увидеть, в частности, для откликов при 19 ° C, которые были значительно ниже по сравнению с откликами в нейтральных и высоких тепловых условиях (расчетная разница 0,45, p = 0,001 и 0,42, p = 0.002, соответственно, после ретроспективного анализа). На рисунке 5 показаны причины общего дискомфорта при двух временах воздействия. Вначале (рис. 5а), когда на температуру в помещении еще не влияло падающее из окна солнце (следовательно, не было больших реальных температурных перепадов между уровнями дневного света), больше жалоб на тепловую среду поступало в условиях низкой температуры. уровень освещенности, за которым следуют средний и высокий уровни, особенно на уровнях температуры, которые считаются слегка прохладными (т.е., 19 ° С и 23 ° С). Жалобы на визуальную среду уменьшились в конце воздействия по сравнению с началом, поскольку участники чаще указывали тепловую среду как причину общего дискомфорта. Это интересный факт, потому что, хотя общая реакция комфорта в конце воздействия зависела как от дневного света, так и от уровня температуры, как сообщалось ранее (рис. 4f), участники в основном указали «тепловую» причину своего недовольства, а не и то, и другое. «Термический» и «визуальный».

Причины общего дискомфорта в начале и в конце каждого дневного воздействия.

Физиологические реакции: температура кожи

Дневной свет никогда не был значимым фактором для измерения температуры кожи в любом из четырех участков тела, учитывая результаты как в первые пять минут, так и между пятнадцатью и двадцатью минутами (время, непосредственно предшествующее субъективной оценке). анкета восприятия). Как и ожидалось, на измерения в основном влияли температура и исходные значения ( p <0.001 в обоих случаях).

PMV и сравнение голосов по тепловым ощущениям

Тепловые ощущения голосов (asv = фактические ощущения) участников считались объединенными на каждом температурном уровне независимо от уровня дневной освещенности и сравнивались со значениями PMV, рассчитанными на основе измеренных физических условий ( Рис.6). Результаты показывают, что средние значения asv значительно отличались от значений PMV, но только при более теплых тепловых условиях (27 ° C) в соответствии с критерием знакового ранга Вилкоксона ( p <0.001 и d = 0,61). На этом уровне температуры голос asv был существенно ниже ( M = 0,52, SD = 0,75) по сравнению с PMV ( M = 0,96, SD = 0,21). При 23 ° C разница была незначительной ( p = 0,053 и d = 0,37), тогда как при 19 ° C тест не выявил значимой разницы ( p = 0,42). Большее стандартное отклонение сообщенных голосов asv по сравнению с рассчитанными значениями PMV, которое можно наблюдать на рис.6, было связано с включением результатов в различные уровни дневной освещенности, которые, как сообщалось ранее, привели к изменениям рейтингов теплового восприятия. Сравнение оценок asv и PMV в каждой комбинации освещенности и температуры показано на рис. 7. На рис. 7 можно увидеть, что завышение оценки PMV по сравнению с asv при 27 ° C особенно заметно при низких значениях. и средние уровни дневной освещенности. При высоком уровне освещенности при 27 ° C разница между asv и PMV меньше.Этот результат дополнительно подтверждает влияние уровней дневной освещенности на субъективное тепловое восприятие людей.

Сравнение фактического теплового ощущения голоса и PMV на трех уровнях температуры (среднее ± стандартное отклонение).

Сравнение коробчатой ​​диаграммы между фактическим голосованием по тепловым ощущениям и PMV при трех уровнях температуры и трех условиях дневного света (темная линия указывает медианное значение, а пунктирная линия показывает среднее значение распределения голосов).

Преимущества и недостатки дневного освещения — охват освещения

Ключевые темы для профессионалов в области оборудования. Ключевые слова по теме: Дневной свет, сбор дневного света

Составлено персоналом FacilityNet

Дневное освещение — это одна из экологически ответственных стратегий, вызывающих корпоративный интерес. Проблема в том, что как новая технология преимущества и недостатки дневного света еще недостаточно понятны менеджерам предприятий.

Хотя большинство руководителей предприятий понимают, что дневное освещение предполагает естественное освещение, не все знают, что для продуманного плана дневного освещения требуются не только окна и световые люки в здании. Вот несколько преимуществ и недостатков дневного света, которые следует учитывать перед тем, как приступить к реализации плана дневного освещения.

Преимущества дневного света

Общая цель дневного освещения — свести к минимуму количество искусственного света и снизить затраты на электроэнергию, но оно также может снизить затраты на ОВК.Электрическое освещение выделяет много тепла, тогда как при правильном управлении естественное освещение практически не выделяет тепла.

Для большинства зданий с дневным освещением общая экономия энергии составляет от 15 до 40 процентов. Хотя экономия энергии и устойчивость могут быть причинами, по которым компании изначально выбирают дневное освещение, это также может повлиять на производительность и удовлетворенность сотрудников, студентов и даже клиентов и розничных покупателей.

У людей есть естественное влечение и потребность в дневном свете.Исследования показывают, что дневной свет оказывает прямое влияние на самочувствие, продуктивность и общее чувство удовлетворения. Даже такие розничные магазины, как Wal-Mart, увидели экологические и финансовые преимущества дневного света как для сотрудников, так и для потребителей. В ходе эксперимента магазины, в которых были установлены световые люки над определенными отделами, обнаружили, что общие продажи на квадратный фут были выше в отделах, освещенных естественным светом.

Недостатки дневного света

Хотя дневное освещение может дать множество положительных результатов с точки зрения производительности труда, если дневное освещение не было выполнено должным образом, оно может дать отрицательные результаты.Несколько стратегий могут помочь руководству учреждения преодолеть проблемы дневного света.

Высокопроизводительная система дневного света на начальном этапе может потребовать значительных вложений. Однако, если команда проекта использует комплексный стратегический подход к проектированию, общая долгосрочная экономия компании компенсирует любые первоначальные деньги, потраченные на дневное освещение.
Один важный момент — это контроль бликов. Проникновение прямых солнечных лучей в классные комнаты и офисные помещения часто вызывает неприятные блики на рабочих поверхностях, затрудняя работу или просмотр экрана компьютера.

Правильная ориентация окон и световых люков позволяет пропускать прямой и рассеянный дневной свет, создавая наилучшее сочетание света для здания, а также уменьшая блики. Выбор и размещение окон и световых люков должны определяться количеством необходимого света и основываться на климате и дизайне здания.

Дневное освещение также требует контроля количества тепла, поступающего в здание. Поскольку солнце является мощным источником света для зданий, оно также может выделять огромное количество тепла.Если не спланировать должным образом, использование естественного освещения может привести к нежелательному выделению тепла.
Может показаться, что будет сложно увеличить количество света без дополнительного тепла. Однако использование оконных обработок, оконных пленок и остекления может затенять окно или рассеивать прямой солнечный свет, сводя к минимуму приток тепла. Это может снизить общую охлаждающую нагрузку, устраняя необходимость в более крупной системе охлаждения, что приводит к дополнительной общей экономии.

Слишком много тепла или света — не единственные проблемы, связанные со стратегиями дневного света.Некоторые архитектурные элементы, такие как крыша здания, форма атриума или углы здания, могут препятствовать освещению помещения дневным светом. Чтобы предотвратить попадание дневного света, проемы в стенах должны быть расположены внутри помещения.

Например, если элементы, которые могут блокировать дневной свет, расположены высоко в пространстве, они должны быть как можно дальше от отверстий в стенах. В плане, предусматривающем как открытые, так и закрытые пространства, открытые пространства должны располагаться близко к проемам в стенах.Это максимизирует эффект дневного света, отражая свет глубже в пространство.

Источники:
Дневной свет: преодоление проблем с бликами и теплом Майк Молински

Преимущества дневного света Майка Молински

Статьи по теме:
Как работает дневное освещение