24
1 ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM ARHITEKTONSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U ZAGREBU DIPLOMSKI STUDIJ ODRŽIVO GRAĐENJE I SEMINARSKI RAD ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM STUDENT / IGOR SLADOLJEV MENTOR / PROF. BENEDETTO TARDOZZI 2010. / 2011.

Analiza osvjetljenja sobe

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Seminarski rad na temu prirodnog osvjetljenja radnog prostora

Citation preview

Page 1: Analiza osvjetljenja sobe

1

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

ARHITEKTONSKI FAKULTETSVEUČILIŠTA U ZAGREBU

DIPLOMSKI STUDIJODRŽIVO GRAĐENJE I

SEMINARSKI RAD

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

STUDENT / IGOR SLADOLJEVMENTOR / PROF. BENEDETTO TARDOZZI

2010. / 2011.

Page 2: Analiza osvjetljenja sobe

2

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

Page 3: Analiza osvjetljenja sobe

3

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

SAŽETAK

Seminar se primarno bavi dnevnim svjetlom i njegovim oblikovan-jem u zgradi, odnosom dnevnog svjetla i utjecaja klime, vremena i općenito uvjeta neba. Prije same analize odabranog prostora unutar stana bilo je važno razlikovati moguće načine oblikovanja prirodnog dnevnog svjetla, sve prednosti ali i mane različitih pristupa.

KLJUČNE RIJEČI

prirodno osvjetljenjekrovno osvjetljenjebočno osvjetljenjeklima

Page 4: Analiza osvjetljenja sobe

4

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

Page 5: Analiza osvjetljenja sobe

5

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

SADRŽAJ

UVOD 7 CILJEVI 9

PROJEKTIRANJE PRIRODNOG DNEVNOG OSVJETLJENJA 13 PODACI O ANALIZIRANOJ ZGRADI 17

PRIRODNO OSVJETLJENJE STANA 17

Page 6: Analiza osvjetljenja sobe

6

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

1 Ronchamp Chapel, Le Corbusier

Page 7: Analiza osvjetljenja sobe

7

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

UVOD

Prirodno i danje svjetlo primarno je osvjetljenje u naslijeđu graditeljstva i arhitekture, dok se sekundarna, umjetna rasvjeta uvodi tek krajem 19. stoljeća. U međuvremenu se za sekunda-rnu rasvijetu koristilo fosilno gorivo. Negdje tokom sredine 20. stoljeća umjetna rasvjeta sve se više počela koristit. Arhitekti u određenim tipologijama čak preferiraju umjetnu rasvijetu, no 21. stoljeće vraća dnevnu rasvjetu kao paradigmu održivosti - sustainability. Projektom arhitekt mora zadovoljiti normu potrošnju električne energije, primarno kroz dobro osmišljenu orijentaciju. Dokazano je da prirodno svjetlo u interijeru doprinosi zdravlju i moralu ljudi, posebno u radnim prostorima. Mnogi su arhitekti kroz povijest naglašavali važnost projek-tiranja svjetlom. Le Corbusier naglašava; “…arhitektura je mudra, odlučna igra volumena okupljenih pod svjetlosti”, a Bruno Zevi piše antologijski esej nazvan “Svijetlo kao arhitek-tonska forma”. Lao Tse nas uči; “arhitektura nisu četri zida i krov, već nadasve zrak unutra, ulovljeni prostor.”Slijedi analiza dnevnog svjetla, te svi ubrojeni utjecaji poput klime i vremena, neba i susjednog tijela.

Page 8: Analiza osvjetljenja sobe

8

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

2 osnovne klimatske zone3 detaljni indeks svijetske klime

Page 9: Analiza osvjetljenja sobe

9

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

CILJEVI

Arhitekt teži uvesti prirodno svjetlo u dubinu objekta imajući na umu odbljesak od ploha koji može imati štetan učinak na vidno polje korisnika. Ideal se dostiže omjerom energetske učinkovitosti i svjetlosne ugode ljudskog oka.

S obzirom na geografsku lokaciju računamo četri osnovne klime: vruću vlažnu klimu, vruću suhu klimu, umjerenu klimu i hladnu klimu.

Kod vruće i vlažne klime važno je kontrolirati dobitak svjetlosti, tj. topline. Sunčevo osvjetljenje najbolje je indirektno dovoditi do unutranjih prostorija pomoću prilagođenog dimenzioniranja prozora, krovnih istaka i streha. Najpovoljnija orijentacija duže osi objekta je istok - zapad kako bi se minimizirao kontakt sa jutranjim i popodnevnim suncem.

Vruća ali suha klima također je opasna zbog toplinskih dobi-takta. Mora se omogućiti zaštita od intenzivnog osunčanja. Na južnim pročeljima obično se projektiraju manji otvori, dok redovito sjeverno pročelje ima veću staklenu površinu. Istočna te zapadna pročelja također zahtjevaju neku vrstu svjetlosne zaštite poput brisoleja. Preferirane stambene tipologije su kuće sa atrijima.

U predjelima umjerene klime preporuča se izgradnja u smjeru istok - zapad, čime se povećava južno pročelje. Obično se pro-jektiraju veće staklene plohe, no efekt bljeska se mora uzeti u obzir. Važno je računati da toplinski dobici od osunčanja tre-baju biti uravnoteženi sa zasjenjenjem u odnosu na godišnja doba. Umjerenost klime omogućava projektantsku fleksibilnost zbog blagih sezonskih razlika u temperaturi. Također, uvjeti dopuštaju veću povezanost vanjskih i unutarnjih prostora.

Kod hladne klime karakteristične su velike sezonske promjene u temperaturi, te uvjetima neba. Projektiranje mora uključivati dobar omjer prirodnog dnevnog svjetla te pasivnog osunčanja. Sjeverno pročelje moralo bi se svesti na minimalne otvore dok

Page 10: Analiza osvjetljenja sobe

10

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

4 svijetska mapa insolacije

Page 11: Analiza osvjetljenja sobe

11

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

se preporuča otvaranje na sva druga. Efekt blještanja treba posebnu pažnju, osobito u snježnim uvjetima. Da bi se minimizirali gubici topline preporučljivo je smanjenje oplošja zgrade, s često se mora račuati i sa zaštitom od vjetra.

Naš položaj u odnosu na sunce, bilo kao godišnje doba ili doba dana u kombinaciji sa vremenom stvara dinamične vremenske uvjete prirodnog dnevnog osvjetljenja. Mijenjaju se i atmosferski uvjeti i količina zagađenja posebice kod visoko urbanih gusto naseljenih područja. Kod projektiranja računa se sa dominantnim stanjem neba i mikroklimatskim uvjetima parcele. Tri su osnovana uvjeta neba: vedro, oblačno i djelomično oblačno nebo.Vedro nebo podrazumjeva direktne sunčeve zrake, svjetlost je time intenzivnija i svijetlija u području oko horizonta a manje intenzivna u zenitu. Geometrija osvjetljenja može se pratiti vođenjem diagrama i crtanjem grafova sunčeve putanje ili pomoću kompjuterskih pro-grama.Oblačno nebo je difuzno, te varijabilnog intenziteta osvjetljenja kao posljedica 90 postotne pokrivenosti neba oblacima. Sunce u zenitu je u tom slučaju tri puta svjetlije nego u horizontu, a osvjetljenje cijelog neba ovisi o poziciji sunca jer ne postoji direktna sunčeva svjetlost.Djelomično oblačno nebo, može imati različite stupnjeve naoblake, tako da može ličiti i na vedro i na oblačno nebo. U projektanskom smislu, na osnovu podataka o djelomično oblačnom nebu u pravilu ne reagiramo.

Page 12: Analiza osvjetljenja sobe

12

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

direct sunlight

indirect sunlight

full window

clerestory window

no shelf

exterior shelf only

exterior/interior shelf

5 jednostrano osvjetljenje klerestorij, običan prozor svjetlosna polica

Page 13: Analiza osvjetljenja sobe

13

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

PROJEKTIRANJE PRIRODNOG DNEVNOG OSVJETLJENJA

U projektantskom smislu dnevno svjetlo se u objekt uvodi kroz bočne, krovne ili kombinacijom obe vrste otvora. Tipološki, visina, odnosi površina/volumen, klimatski uvjeti, susjedne građevine, te ostale zapreke i uvjeti u dobroj mjeri definiraju strategiju kojom čemo se poslužiti pri rješavanju dnevnog osvjetljenja.Bočno osvjetljenje primarni je način dnevnog osvjetljenja prostora, posebno zbog omogućenog pogleda te fizičkog otvaranja prema van-jskom prostoru. Oni polariziraju orijentacijske odlike objekta kroz direktnu ventilaciju. Prema tome, otvori na fasadama se razlikuju od jedne do druge kako bi zadovoljili parametre određene klime. Poz-icija otvora ovisi o željenoj količini svjetla, pogledu a često su uvje-tovani i konstruktivnim sustavom.

Jednostrano osvjetljenje u principu eksponencijalno gubi intenzitet dnevnog svjetla kako se pomičemo ka dubini prostora. To se može izbjeći primjenom dvostranog osvjetljenja, no također uvelike ovisi o širini prostorije, te visini i poziciji staklene plohe.

Višestrano osvjetljenje smanjuje kontraste i blještanje a povećava ravnomjernost osvjetljenja na površinama. Povećava broj primarnih zona dnevnog osvjetljenja.

Klerestorij su visoki prozori, na visini iznad 2m od poda, što je odlično za osvjetljenje i horizontalnih i vertikalnih ploha u prostoru. Više postavljeni otvori u pravilu omogućavaju jače dubinsko os-vjetljenje.

Svjetlosna polica je pojam koji podrazumjeva horizontalno postav-ljeni element na prozorima čija je funkcija višestruka. Dok isto-dobno zasjenjuje prozore niže, ona također reflektira svjetlo u strop pružajući tako indirektno osvjetljenje idealno za prostore za rad. Često se koriste na južnim pročeljima a mogu biti unutranje, van-jske ili kombinacija. Dubina ovisi o proporcijama stakla, te orijent-aciji.

Unutarnja bočna nadsvjetla omogućavaju širenje svjetlosti u sus-jedne prostore. Osobitno se koriste za osvjetljenje unutranjih hod-

Page 14: Analiza osvjetljenja sobe

14

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

6 nadsvjetlo krovna kuća nazubljeni krov svjetlosni bunar atrij

Page 15: Analiza osvjetljenja sobe

15

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

nika, kojima nadomješta ili zamjenjuje umjetnu rasvjetu za vrijeme visoke prirodne osvjetljenosti. Zbog zaštite od požara smanjena je uporaba ove vrste rasvjete.

Kod projektiranja krovnog osvjetljenja računamo sa većom fleksibilnošću postavljanja, te omogućava ujednačenije osvjetljen-je. Koristi se plohama zidova i drugim elementima u prostoru za preošenje svjetla, dok održava sigurnosti i privatnost prostora. Distribucija horizontalnog dnevnog svijetla omogućena je za šire površine, te su smanjeni kontrasti i blještanje. Ograničavajući faktori su konstrukcija, sustav instalacija, te sustav zaštite od požara.Osnovni tip su nadsvjetla koja se smještaju horizontalno na ravnim ili kosim krovovima. Dimenzioniranje na 1,5 x visina stropa omogućava ujednačenost osvjetljenja, a najbolje funkcionira u prizemnim zgradama. Uvjetni neba direktno su povezani sa efikas-nosti ovog sustava, dok u toplijim predjelima treba paziti na pregri-javanje.

Krovne kućice odignute su od krovne ravnine te sadrže vertikalni ili kosi otvor. Istočno i zapadno orijentirane kućice trebale bi se izb-jegavati, dok se sjeverno i južno orijentirane razlikuju u oblikovanju.

Šed krov, vertikalni ili kosi često se projektira u nizovima, a najefek-tniji su oni od 3 otvora po nizu. Potječe iz industrijske arhitekture a danas je sve češće korišten u muzejima i umjetničkim galerijama.

Unutarnja dvorišta su otvoreni nenatkriveni prostori djelomično ili potpuno okruženi zgradom. Kod djelomično zatvorenih dvorišta sjever bi trebao biti otvoren kako bi smanjio efekt bljeska ipotrebu za zaštitiom od prevelikog osvjetljenja.

Svjetlosni bunar je otvor u stropu. Često dodatno utilizirana kao ventilacijska okna a sve ovisi o dimenzijama. Često je samo dopun-sko osvjetljenje, dok je atrij primarno. Centralno otvoreni krovni prostor kroz višeetaža može biti natkriven kako bi osigurao kontro-lirane uvjete. Povećani presjek po horizontali je bolji od visokih i uskih, dakako veći promjer znači više svjetla.

Page 16: Analiza osvjetljenja sobe

16

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

7 položaj bloka

8 Širolina 9

Page 17: Analiza osvjetljenja sobe

17

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

PODACI O ANALIZIRANOJ ZGRADI

1960te

Stan se nalazi u stambenom bloku kojeg zatvara ulica Lj. Posavs-kog sa sjevera, ulica Crvenog križa sa istoka, ulica S.Širole sa juga, te ulica Skendera Fabkovića sa zapada. Osim istočne stranice bloka koja je projektirana kao galerija ostatak bloka je klasičano dva stana na stubištu. Visina bloka je P+6. Zgrada je stambena osim javnih prizemlja grupiranih na pročelje prema ulici Lj. Posavskog.Stan koji analiziram nalazi se na jučnoj strani bloka na adresi Širolina 9, orijentiran prema produženoj Branimirovoj i pruzi.

PRIRODNO OSVJETLJENJE STANA

Stan ima maksimalno povoljnu dvostranu orijentaciju, sjever-jug. Dnevni boravak i veća spavaća soba orijentirana je na jug, dok je na sjever orijentirana druga spavaća soba, kupaonica, kuhinja i loggia. Jedino centralni hodnik, te ulazno spremište nemaju direktno pri-rodno svjetlo. Južna orijentacija je povoljna posebno zbog položaja nove dve zgrade između Široline i Branimirove, jer njihov razmak taman u vizuri stana, tako da pogled seže preko pruge na Radničku cestu.Omjer ostakljene površine i poda spavaće sobe je 1 : 3, a omjer os-takljenja i poda dnevnog boravka 1 : 3,9. Analiza spavaće / radne sobe površine 14,1m2 izabran je kao os-novna tema. Dimenzije južno orijentirane sobe su 370 x 390 cm, a dimenzije ostakljenja su 155 x 130 cm. S obzirom da nema van-jskih zapreka, osvjetljenje neba je povoljno. Omjer ukupne površine ostakljenja i ukupne površine ploha u sobi je 1:7,5 što je povoljna količina za južnu orijentaciju, te dubinu sobe od 390 cm.Radna ploha smještena je okomito na plohu prozora.

Page 18: Analiza osvjetljenja sobe

18

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

9 tlocrt

S

Page 19: Analiza osvjetljenja sobe

19

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

S

10 tlocrt sobe pogled istok pogled jug (prozor)

soba14,4 m2

o - 80’

h = 2,5 m

Page 20: Analiza osvjetljenja sobe

20

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

N

11 osvjetljenost neba / kut vidljivog neba

12 sunčana osvjetljenost

Page 21: Analiza osvjetljenja sobe

21

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

S obzirom na južnu orijentaciju, odstupanja manjeg od 10° i gotovo nikakva kuta zaklonjenosti, te bez vanjskih zapreka, soba je idealno dnevno osvjetljena.

D=As x 0 x T / A (1 - R2)D= 2,5 x 80 x 0,7 / 64 x (1-0,25)= 2,91

D - faktor dnevnog osvjetljenjaAs - površina ostakljenja = 2,5m20 - kut vidljivog neba = 80°T - propusnost ostakljenja = 0,7A - ukupna površina ploha prostorije = 64m2R - refleksija unutarnjih ploha prostorije = 0,5

Faktor dnevnog osvjetljenja je 2,91%. Prozori daju ugođaj danjeg osvjetljenja, ali potreba postoji i za dopunskim električnim os-vjetljenjem. Omjer ostakljene površine i svih ploha prostorije je 1:25.

Dubina prostorije 3,9 m je više od metar dulja od tuple visine ostak-ljene plohe, no činjenica da je soba južne orijentacije, znači dovoljno dnevnog osvjetljenja za rad tokom dana.

Položaj radne plohe okomit je na ravninu ostakljene plohe, tako da nema suvišnog zasjenjenja a time je onemogućeno i blještanje.

13 kut vidljivog neba

Page 22: Analiza osvjetljenja sobe

22

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

14 radno spavaća soba - JI

Page 23: Analiza osvjetljenja sobe

23

ANALIZA OSVJETLJENJA SOBE PRIRODNIM DNEVNIM SVJETLOM

15 radno spavaća soba - JZ

Page 24: Analiza osvjetljenja sobe

24

ODRŽIVO GRAĐENJE I STUDENT / IGOR SLADOLJEV

PREDAVANJA IZ OG1 AK. GOD. 2010. / 2011.UVOD U ‘PRIRODNO OSVJETLJENJE U ARHITEKTURI’PROF. DR. SC. BENEDETTO TARDOZZI

PHILLIPS - DAYLIGHTING, NATURAL LIGHT IN ARCHITECTURE, OXFORD, 2004

wiki.naturalfrequency.com/wiki/daylight_strategieswindows.lbl.gov/daylighting/designguide/section3.pdf