Symulacja oświetlenia dziennego

Czym jest symulacja światła dziennego?

Symulacja światła dziennego to model komputerowy, który przewiduje, ile naturalnego światła dotrze do pomieszczeń projektowanego budynku, zanim zostanie on wzniesiony. Uwzględnia geometrię budynku, okna i powierzchnie, działkę oraz otaczającą zabudowę, a także warunki nieba. Następnie oblicza poziomy natężenia światła w punktach lub na siatce w całym pomieszczeniu. Wynikiem jest zestaw wartości, map i obrazów, które projektant może porównać z wartością docelową.

Na Słowacji zagadnienie to występuje pod kilkoma nazwami. Dekret 259/2008 używa określenia denné osvetlenie (światło dzienne) dla światła dziennego oraz preslnenie (nasłonecznienie) dla korzystnego wpływu światła słonecznego na budynek. Sama praca obliczeniowa nosi nazwę simulácia denného osvetlenia (symulacja światła dziennego).

Jak działa symulacja światła dziennego?

Większość narzędzi opiera się na tych samych krokach. Projektant buduje trójwymiarowy model z powierzchniami pomieszczeń, przeszkleniami i ramami oraz wszelkimi stałymi elementami zacieniającymi. Model zostaje umieszczony na działce z rzeczywistą orientacją. Niebo jest albo standardowym niebem zachmurzonym, albo plikiem pogodowym obejmującym cały rok. Oprogramowanie następnie śledzi, jak światło przenika przez otwory i odbija się między powierzchniami.

Wynik zależy od danych wejściowych. Kolory ścian i podłóg, przepuszczalność światła szkła, udział ramy w oknie oraz położenie żaluzji wpływają na liczby. Model z błędnymi danymi wejściowymi daje precyzyjny, ale błędny wynik, dlatego raport podaje dane wejściowe obok wyników. Metoda obliczania wskaźników rocznych zakłada żaluzje sterowane, co sprawia, że ustawienie żaluzji jest danymi wejściowymi, które należy podać.

Jakie wskaźniki światła dziennego podaje symulacja?

Jedna symulacja może podać kilka wskaźników, a każdy z nich odpowiada na inne pytanie. Tabela przedstawia trzy, które pojawiają się najczęściej.

Wskaźnik	Co mierzy	Typowe zastosowanie
Współczynnik światła dziennego (daylight factor)	Stosunek natężenia oświetlenia wewnątrz do natężenia na zewnątrz przy zachmurzonym niebie CIE, z pominięciem bezpośredniego słońca	Wskaźnik stojący za słowackimi wartościami minimalnymi, zob. Daylight Factor
Przestrzenna autonomia światła dziennego (sDA)	Udział analizowanej powierzchni podłogi powyżej określonego poziomu luksów przez określony udział godzin użytkowania	Czy pomieszczenie ma wystarczająco dużo światła dziennego w ciągu roku, zob. Daylight Autonomy
Roczna ekspozycja na światło słoneczne (ASE)	Udział analizowanego obszaru, który otrzymuje bezpośrednie słońce powyżej określonego poziomu luksów przez więcej niż określoną liczbę godzin w roku	Wykrywanie obszarów z nadmiarem bezpośredniego słońca

Towarzystwo Inżynierów Oświetlenia (IES) opisuje sDA i ASE w swoim przewodniku LM-83. Dokumentacja oprogramowania podaje przykładowe progi. Dla sDA stosuje 300 luksów przez co najmniej 50 % godzin użytkowania. Dla ASE stosuje 1000 luksów przez więcej niż 250 godzin w roku. Współczynnik światła dziennego to pojedyncza wartość statyczna. Dwa wskaźniki roczne wymagają obliczeń dla pełnego roku. Raport powinien podawać zastosowane progi, ponieważ różne schematy ustalają różne wartości.

Które słowackie przepisy pomaga rozstrzygnąć symulacja światła dziennego?

Głównym słowackim przepisem dotyczącym światła dziennego w budynkach jest dekret 259/2008 Z. z. o środowisku wewnętrznym budynków. Paragraf 4 ust. 3 stanowi, że pomieszczenia, w których ludzie przebywają przez dłuższy czas, muszą mieć odpowiednie światło dzienne, zgodnie z załącznikiem 3. Paragraf 4 ust. 4 stanowi, że nowy budynek nie może pogorszyć światła dziennego w sąsiednich budynkach bardziej, niż dopuszczają normy techniczne. Ogólny dekret techniczny 532/2002 Z. z. stanowi, że projekt ocenia światło dzienne łącznie z nasłonecznieniem. Projekt uwzględnia również okoliczną zabudowę, trwałą zieleń oraz wpływ nowego budynku na istniejącą zabudowę (§ 17 ust. 1).

Paragraf 4 ust. 12 dekretu 259/2008 stanowi, że światło dzienne mierzy się wyłącznie wtedy, gdy nie można wykorzystać danych obliczeniowych. Wartości obliczeniowe, w tym wyniki symulacji, mają więc pierwszeństwo.

Załącznik 3 dekretu 259/2008 odsyła projektanta do norm STN 73 0580-1 i STN 73 0580-2. Dla pomieszczeń długotrwałego pobytu innych niż mieszkalne określa minimalny współczynnik światła dziennego. Wartość wynosi 1,5 % (Dmin) dla oświetlenia bocznego oraz 3 % (Dm) dla oświetlenia górnego lub połączonego. Niniejsza strona nie czytała normy STN 73 0580-2, która dotyczy światła dziennego w budynkach mieszkalnych, dlatego nie podaje wartości dla pokoi dziennych. Wartość obowiązującą dla każdego pomieszczenia należy uzyskać od projektanta.

Nasłonecznienie mieszkań podlega odrębnym przepisom. Paragraf 5 ust. 2 dekretu 259/2008 stanowi, że nasłonecznienie mieszkań wynika z słowackiej normy technicznej. Paragraf 18 ust. 2 dekretu 532/2002 stanowi, że mieszkanie musi otrzymywać światło słoneczne. Godziny wynikają z tej normy, której niniejsza strona nie czytała.

Czego wymaga norma STN EN 17037?

EN 17037 to europejska norma Daylight in buildings (światło dzienne w budynkach). Słowacki urząd normalizacyjny opublikował ją jako STN EN 17037 + A1 (73 0581), pod tytułem Denné svetlo v budovách (światło dzienne w budynkach). Wydanie z lipca 2022 r. jest słowacką wersją EN 17037:2018 + A1:2021. Zastępuje ono wydanie z lutego 2020 r. Pełny tekst jest płatny, dlatego niniejsza strona korzysta z bezpłatnej strony tytułowej katalogu oraz z tekstu zakresu opublikowanego przez krajową jednostkę normalizacyjną.

Zakres stanowi, że norma określa elementy zapewniające odpowiednie wrażenie jasności przy świetle naturalnym oraz odpowiedni widok na zewnątrz. Zawiera zalecenia dotyczące czasu nasłonecznienia w pomieszczeniach użytkowych. Obejmuje również sposoby ograniczania olśnienia oraz definiuje wskaźniki, zasady obliczeń i weryfikacji. Niniejsza strona nie podaje z niej wartości docelowych, ponieważ ich nie czytała.

Dekrety przeczytane na potrzeby tej strony wskazują na normy STN 73 0580-1 i STN 73 0580-2 w zakresie światła dziennego, a nie na EN 17037. Urząd normalizacyjny ogłosił 4 kwietnia 2025 r., że od 1 maja 2025 r. wyda normę STN 73 0580-1. Stwierdził, że norma uwzględnia wymagania EN 17037. Przedmowa krajowa do STN EN 17037 + A1 wymienia wśród powiązanych aktów prawnych dekret 259/2008 i dekret 532/2002.

Żaden z przeczytanych na potrzeby tej strony dekretów nie wymaga przedstawienia symulacji światła dziennego jako dokumentu. Jeśli urząd budowlany lub inwestor zażąda opracowania, projektant może wykorzystać symulację jako jedno z danych wejściowych.

Czym różni się symulacja światła dziennego od studium oświetlenia?

Ludzie często używają obu terminów tak, jakby oznaczały to samo, ale dotyczą one różnych poziomów. Symulacja światła dziennego to narzędzie obliczeniowe i jego wyniki. Studium nasłonecznienia i światła dziennego to pisemna ocena tego, czy budynek otrzymuje nasłonecznienie i światło dzienne wymagane przez przepisy. Studium może wykorzystywać symulacje jako jedno z danych wejściowych. Obejmuje ono także działkę, w tym sąsiednie budynki, cienie rzucane przez nowy budynek oraz światło słoneczne docierające do mieszkań.

Aspekt	Symulacja światła dziennego	Studium nasłonecznienia i światła dziennego
Czym jest	Model obliczeniowy i jego wyniki	Pisemna ocena z wnioskiem
Zakres	Zwykle wnętrze jednego projektu	Działka, budynek i jego wpływ na sąsiadów
Wynik	Wartości, siatki i obrazy	Raport stwierdzający, czy wymagania są spełnione

Jakie błędy najczęściej popełniają projektanci przy symulacji światła dziennego?

Pierwszy błąd polega na traktowaniu jednej liczby jako pełnej odpowiedzi. Pojedyncza wartość w środku pomieszczenia mówi niewiele o narożnikach, obszarze przy oknie lub miesiącach zimowych. Należy zlecić wyniki dla siatki punktów i podać podstawę czasową każdego wyniku.

Drugi błąd to modelowanie budynku bez jego otoczenia. Dekret 532/2002 wymienia okoliczną zabudowę i trwałą zieleń wśród czynników, które ocenia się wraz z projektem, dlatego model musi je uwzględniać.

Trzeci błąd to uznawanie jasnego wyniku za dobry. Duże przeszklenia mogą wpuszczać bezpośrednie słońce. Paragraf 4 ust. 5 dekretu 259/2008 stanowi, że miejsca długotrwałego pobytu muszą być chronione przed bezpośrednim słońcem tam, gdzie może wystąpić olśnienie. Wynik rocznej ekspozycji na światło słoneczne pokazuje, gdzie może to nastąpić. Bezpośrednie słońce może także zwiększać letnie nagrzewanie, zob. Summer Overheating Risk.