Ontwerp van ramen:

impact op de

daglichttoetreding

Hilde Breesch

Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen

Pixii expertday 16 maart 2017

Buitenschrijnwerk: nieuwe inzichten in ontwerp en uitvoering

bij voldoende daglichttoetreding

stijgen leer- en werkprestaties

met 11-20% en daalt het

ziekteverzuim met 6%

2 Thurston Elementary School (Springfield, Oregon, VS)

• Een goed daglichtontwerp

o brengt veel daglicht

o verspreidt dit evenwichtig

o voorziet zicht naar buiten

• maar…

o vermijdt inval van direct

zonlicht

o vermijdt overbeglazing

o elimineert verblinding

o geeft de gebruiker

maximale autonomie

Basis daglichtontwerp

3 Hogeschoolcampus Toni-Areal (Zurich, Zwitserland)

Resultaten uit TETRA project

4

• Evaluatie prestaties daglichtregeling in schoolgebouwen

• Monitoring campagne in 10tal klaslokalen in Vlaanderen

Overzicht

• Inleiding

• Prestatiecriteria

• Invloedsfactoren daglichttoetreding

o Nabije omgeving

o Daglichtopeningen

o Lokaaleigenschappen

• Casestudie

• Tot slot

5

Prestatiecriteria

Daglichtfactor (daylight factor) DF

o Diffuus daglicht

o Standaard CIE overtrokken hemel

o Statische grootheid

𝐷𝐹 = 𝑣𝑒𝑟𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑖𝑛𝑔𝑠𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑤𝑒𝑟𝑘𝑏𝑙𝑎𝑑 (𝐸𝑖)

𝑣𝑒𝑟𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑖𝑛𝑔𝑠𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑏𝑢𝑖𝑡𝑒𝑛 (𝐸𝑜)𝑥100 (%)

7

Invloed daglichtfactor

• Afhankelijk van:

o Geometrie gebouw

o Obstructies omgeving

o Geometrie daglichtopeningen

o Materiaaleig. oppervlakken

o Positie in lokaal

• Onafhankelijk van:

o Locatie/klimaat

o Oriëntatie beglazing

o Beweegbare zonwering

• Grootteorde

8

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

00,511,522,533,544,555,56

Dag

lich

tfac

tor

[%]

Diepte in het lokaal [m]

Meting daglichtfactor

• Meethoogte: 0.85 m

• Meetgrid: afstand = 0.5 m

Donker tot matig

Matig tot

helder

Helder tot

zeer goed

9

Richtlijnen • Gemiddelde daglichtfactor DF in klaslokalen

o Instrument Duurzame Scholenbouw (AGIOn)

• 3% ≤ Gemiddelde DF < 5%

o Ontwerphandreikingen 100% Schoonlicht in scholen

• Gemiddelde DF > 3%

o BS 8206-2: Code of practice for daylighting

• 2% ≤ Gemiddelde DF < 5% : voldoende verlicht met daglicht,

beperkte bijkomende kunstverlichting vereist overdag

• Gemiddelde DF ≥ 5%: goed verlicht met daglicht, (quasi) geen

bijkomende kunstverlichting vereist overdag

• Daglichtfactor DF

o BREEAM: min. 80% oppervlakte DF ≥ 2%

10

Voorbeeld meting • 46% van oppervlakte DF ≥ 2%

• Gemiddelde DF = 2.6%

11

DF = 2%

Invloedsfactoren

daglichttoetreding

Nabije omgeving

Daglichtopeningen

Lokaaleigenschappen

Daglichttoetreding

13

Nabije omgeving

14

• Effect van bebouwing: ‘no sky line depth’

Oriëntatie • Klaslokalen:

o N: veel diffuus daglicht – beperkt risico

verblinding en oververhitting

o O-W: veel daglicht – risico op verblinding en oververhitting (W)

o Z: veel daglicht – risico op oververhitting

15

Daglichtopeningen

• Type daglichtopening

o Verticale openingen

o Hellende openingen

o Horizontale openingen

Daglichtinval via horizontale opening

± 3 keer groter dan daglichtinval via

verticale opening! (+ meer

gelijkmatig verdeeld) 16

Daglichtopeningen

Nehalennia Middelburg, EHA architecten 17

Grootte van daglichtopeningen

• Eigenschappen

o Window-to-Floor-Ratio (WFR): t.o.v. vloeroppervlakte

o Window-to-Wall-Ratio (WWR): t.o.v. geveloppervlakte

• Richtlijnen

o WFR

• DIN 5034: 10-20%

• ASHRAE “Advanced Energy Design Guide K-12 School Buildings”:

15-20% (N) – 8-11% (Z)

o WWR

• 20-40%

• BS 8206-2: min 20% (d < 8m) en min 35% (d > 14m)

Evenwicht tussen maximale daglichtinval (visuele eis) en

minimale warmteverliezen en oververhitting (thermische eis)

18

Daglichtopeningen • Grootte daglichtopeningen

19

Positie daglichtopeningen

• Daglichtdiepte: vuistregel: 2 à 2.5 keer lateihoogte

A Design Sequence for Diffuse Daylighting : ‘Daylighting Rules of Thumb’ (C. Reinhart ; T. Otis)

20

Positie daglichtopeningen

• Diepte ruimte <> lateihoogte daglichtopeningen

KAHO E120, E220 en Zwevegem E109 zijn langs 2 zijden beglaasd (D = Dwerkelijk/2)

21

Eigenschappen beglazing

• Transmissiefactor tv

Evenwicht vinden tussen

hoge tv en lage U en

g-waarde

www.vgi-fiv.be

“Een glasheldere kijk op de Belgische beglazingen – Juni 2015”

22

Lichtsturende elementen

• Lichtplank (‘Lightshelf’)

o Verbetert verdeling verlichtingssterkte + reduceert verblinding

o Combinatie met zonwering

o Best op Z oriëntatie

Nehalennia Middelburg, EHA architecten 23

Lokaaleigenschappen • Geometrie

o Typisch klaslokaal: 56 m²

o Diepte lokaal <> daglichtdiepte

• 100% schoonlicht: “vermijd ruimtes dieper dan 7m”

o Metingen klaslokalen project

KAHO E120, E220 en Zwevegem E109 zijn langs 2 zijden beglaasd (D = Dwerkelijk/2) 24

Reflectiecoëfficiënten wanden

• Aanbevolen volgens NBN EN 12464-1

(verlichting binnenwerkplekken)

• Advies

o Diepere daglichttoetreding:

hoge waarden muren haaks op vensters

o Vermijden van grote contrasten:

hoge waarden muren met vensters

Type

wand

Aanbevolen

reflectiecoëfficiënt

Plafond 0.7 tot 0.9

Muren 0.5 tot 0.8

Vloer 0.2 tot 0.4

meubels 0.2 tot 0.7

25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Muur venster Muur gang Muur bord Muurachteraan

refl

ect

ieco

ëffi

cië

nt

(%)

KAHO D015

KAHO E120

KAHO E220

Zwevegem E109

Ronse 225

Gijzegem C008

Haacht F108

Halle 381

Lokaaleigenschappen

• Reflectiecoëfficiënten muren: metingen klaslokalen project

W X Z

W

X

Y

Y

Z

26

Lokaaleigenschappen

• Reflectiecoëfficiënten plafond, vloer, tafels

27

Casestudie

Sint-Niklaasinstituut Zwevegem

Casestudie: St-Niklaasinstituut Zwevegem

• Nieuwbouw (2013)

• Pilootproject passiefschool

• 3 verdiepingen, Avloer = 1500m²

29

Nabije omgeving

• Obstructies naburige gebouwen

zuidoosten noordwesten

30

Daglichtopeningen

• Type: verticaal

• Grootte:

o WWR = 0.49

o WFR = 0.32

• Transmissie beglazing: 0.71 (3-voudige beglazing)

• Positie: Druimte/Hlatei = 1.65

Druimte = Dwerkelijk/2, aangezien de ruimte langs 2 zijden beglaasd is

31

Lokaaleigenschappen

• Geometrie (B*D*H): 6,3 m x 7,9 m x 2,6 m

• Reflectiecoëfficiënten

o Muur venster: 46%

o Muur voor- en achteraan: 82%

o Plafond: 85%

o Vloer 22%

7.9 m

6.3

m

32

Zonwering

• Horizontale lamellen buitenzijde

• Automatisch gestuurd op de

lichtinval per gevel

• Manuele override mogelijk

33

Prestaties: daglichtfactor

• Metingen

o Hoogte: 85 cm

o Grid: 15 x 12 punten

• Resultaat

o Gemiddelde DF = 3.1%

o 80% punten DF ≥ 2%

DF = 2%

34

Tot slot

36

Publicatie “Licht in scholen:

van beginner tot expert”

Gratis te downloaden via: https://iiw.kuleuven.be/onderzoek/sustainable-buildings/publicatie2