Dagverlichting

8/8/2019 Dagverlichting

1/51


2/51

DagverlichtingHet gebruik van stippendiagram en computer


3/51

2

ColofonAuteursChrista van Santenir. A.J. HansenOntwerp omslagChrista van SantenSamenstelling en layoutir. H. MihlC. KhlerUitgavePublikatieburo BouwkundeFaculteit BouwkundeTechnische Universiteit DelftBerlageweg 1, 2628 CR DelftISBN: 90-5269-280-7juni 2000


4/51

InhoudDaglicht en het gebruik van stippendiagramBezonning en zonweringNormen en aanbevelingen op het gebied van daglichtComputerprogramma's voor daglichtberekeningAanbevolen literatuur

5

31

41

49

50

3


5/51

A. Openingen afgestemd op het klimaat.

4


6/51

Daglicht en het gebruik van stippendiagramDaglicht komt binnen door bovenlichten en ramen. Een raam is eengat-in-de-muur, het kan vele vormen hebben en is aan de buitenkantmede bepalend voor het uiterlijk van de architectuur. In het interieurtelt de lichtinval.Er is geschiedenis te schrijven over raamtypes vroeger en nu, in dediverse landen. De functionele vorm in warme landen en daar waarhet zeer koud is.Mensen hebben daglicht nodig, niet alleen om te kunnen zien, ookvoor het lichamelijk en psychisch wel bevinden. Gesproken wordtvan minstens 2 uur daglicht per dag als noodzaak.Om te voorkomen dat om welke reden dan ook huizen en kantorenworden gebouwd met als uitgangspunt enig uitzicht zonder te lettenop het daglicht, zijn er regels ontworpen. Normen die uitgaan van hetvloeroppervlak achter de ramen en de grootte van de ramen zelf.Een architect wordt geacht bij het ontwerpen notitie te nemen van dienormen en er naar te handelen.Een opvallende eigenschap van het daglicht is het dynamischekarakter; het is grillig en wisselvallig, vooral in ons klimaat metwolken en wind.Buiten worden verlichtingssterkten gemeten van 3000 lux op eengrauwe winterdag tot 80.000 lux midden op een zonnige dag in dezomer. Het oog past zich gemakkelijk aan bij deze variaties. Nietalleen de hoeveelheid licht wisselt per seconde, per minuut, per uuren in de loop van de dag, ook de kleur van het licht verandert.Afhankelijk van de atmosfeer beginnen we 's ochtends met koel ofenigszins warm licht, tussen de middag is het licht wit tot blauwachtigen naarmate de dag vordert wordt het licht warmer van kleur.

5


7/51

6

Men moet uiterst attent en gevoelig zijn wil men deze kleurverschuivingen inderdaad waarnemen. Ervaren doen wij die wisselingen wel degelijk, want de mens in de westerse samenleving heeft,naarmate de dag vordert en men vermoeider wordt, behoefte aanwarm licht dat door het daglicht wordt verschaft.Buiten hebben we nagenoeg geen hinder van verblinding van hetdaglicht, al is het nog zo veel, tenzij men gevoelige ogen heeft.Binnen kunnen grote helderheidscontrasten optreden tussen hetraam en de directe omgeving. In de lichttechniek spreekt men vanluminantiecontrasten. Een grote wand met een klein raam is voor hetoog donker met een licht "gat", waardoor verblinding ontstaat. Eenandere vorm van verblinding treedt op wanneer het raam ten opzichte van de ruimte zeer groot is. De oorzaak is de wijde ruimtehoekwaaronder men het raam tegen de heldere hemel ziet.Indirecte verblinding ontstaat f wanneer de zon op een tegenoverliggende spiegelende gevel schijnt, f op een wateroppervlak dat alsspiegel werkt.Hinder kan ook optreden wanneer het raam zo hoog is dat menonder een steile hoek het licht naar binnen krijgt.Het is niet voor niets dat ramen boven deuren, die fungeren om degang of het trappenhuis te verlichten, met glas-in-Iood zijn gevuld ofzijn onderverdeeld in kleinere oppervlakken.Openingen zoals ramen laten het daglicht binnen: grootte, vorm endiepte van de neggen of dag kanten hebben invloed op de hoeveelheid licht en op de verdeling van het licht. Een rond raam geeftnauwelijks ander licht dan een vierkant raam met hetzelfde oppervlak. Alleen als de zon binnenschijnt ontstaat een ander projectiebeeld. De plaats van de opening, hoog of laag, heeft daarentegeneen grote invloed.Een punt in de ruimte ontvangt het daglicht rechtstreeks van hethemelgedeelte dat vanuit dat punt zichtbaar is, aangevuld met hetlicht dat via reflecties tegen wanden, vloer en plafond het puntbereikt. Het interieur (licht of donker gekleurd), de afmeting, plaats envorm van het raam en de conditie buiten bepalen samen de uiteindelijke hoeveelheid daglicht binnen.Het daglicht kan men op verschillende manieren manipuleren:tegenhouden, verstrooien of richten . Men kan de kleur benvloedendoor het te laten vallen door gekleurd glas of gekleurde kunststof, ofdoor het te laten reflecteren tegen een getint oppervlak.


8/51

Het richten is bij diffuus daglicht slechts beperkt mogelijk. Anders ishet met de zon, die kan men beschouwen als een zeer sterke gloei-lamp met een evenwijdige stralenbundel die wel goed is te richten.Samenvattend kan men stellen dat de dagverlichting wordt benvloeddoor vorm en afmetingen van de lichtopeningen en de plaats ervan ingevels of dak.Orintatie en eventuele belemmeringen zoals gebouwen tegenoverhet raam, bomen, balkons en luifels spelen alle een rol in de licht-verdeling en de hoeveelheid licht die binnenkomt.Van grote invloed zijn verder de transparantheid van het glas, zonwe-ringen en de kleuren van de wanden, de vloer en het plafond.Het blijkt dat de architect op veel manieren het daglicht kan manipu-leren. Om dit zinvol te doen is het goed wanneer naast de noodzake-lijke kennis kan worden beschikt over enkele hulpmiddelen die eensteun geven bij het ontwerpen.De laatste tijd lijkt het erop dat de belangstelling voor daglicht aanhet toenemen is. Dit zal te maken hebben met het besef dat zuinigmoet worden omgesprongen met de energie; daglicht krijgt men(schijnbaar) cadeau.In werkelijkheid is de zaak gecompliceerder: daglicht komt gratisbinnen, maar ramen geven warmteverlies in de winter. Om daglichteen gunstig effect te laten geven op het energieverbruik is zorgvul-dige afweging nodig van de verschillende factoren die hierop invloedhebben, vooral ook de manier waarop daglicht en kunstlicht elkaarvervangen of aanvullen.De daglichttoetreding volgt uit het ontwerp, de kunstverlichting wordtveelal aan derden overgelaten. Dit heeft tot gevolg dat de tweesoorten verlichting zelden op elkaar zijn afgestemd. Ontwerpers entechnici zouden elkaar moeten vinden in een vroeg stadium van hetproject. Het mag niet zo zijn , dat de technici bepalen hoe groot deramen worden en waar de armaturen worden geplaatst alleen inverband met de energiebesparing, waardoor de vormgeving wordtbenvloed buiten de wil van de architect.Er zijn nog andere redenen om aandacht te schenken aan hetnatuurlijke licht. De wisselvalligheid, de goede kleurweergave en devariatie in de kleur van het licht geven het interieur een dynamischkarakter. Vorm en plaats van de lichtopeningen zijn bepalend voor de

7


9/51

B. "Maison de Verre ", te Parijs(architecten : Chareau en Bijvoet, 1932)Het interieur

8


10/51

C. "Maison de Verre", te Parijs(architecten: Chareau en Bijvoet, 1932)De gevel als daglichtelement. Helderglas waar men uitzicht nodig heeft,glazen bouwstenen voor diffuus licht.

9


11/51

Fig. 1.In het "vrije veld" komt het daglicht vanalle kanten.

10

manier waarop het interieur - de architectuur van de binnenruimte -wordt waargenomen.De architect moet zich ervan bewust zijn dat hij bezig is met dagverlichting op het moment dat hij ramen in de gevel plaatst. Bij hetontwerpen van bijvoorbeeld een woning dient hij/zij zich een beeld tevormen van de verschillende ruimten, de functies waarvoor deruimten zijn bestemd en het daarvoor gewenste daglicht.Een raam, of een lichtopening in het algemeen heeft behalve hettoelaten van daglicht nog andere betekenissen: het geeft de bewonerde gelegenheid de buitenwereld waar te nemen en het kan, afhankelijk van de orintatie, de zon naar binnen halen. Tenslotte is eenarchitect niet in de laatste plaats een ontwerper en dat zal mede totuitdrukking komen in de vormgeving van de lichtopeningen.Het dienen van de functies mag hierdoor echter niet in het gedrangkomen.Om met enige voorspellende waarde tijdens het ontwerpproces hetverband te vinden tussen het daglicht buiten en de hoeveelheid ende verdeling van het daglicht binnen (de dagverlichting in de ruimte)zijn enkele hulpmiddelen beschikbaar. Voor het werken "op papier"zijn diagrammen en nomogrammen ontwikkeld, voor de computerkomen steeds meer programma's ter beschikking, tenslotte is er demogelijkheid een maquette van het ontwerp te onderzoeken ondereen kunsthemel, de daglichtkamer in het lichtlaboratorium van defaculteit Bouwkunde, TUD.Door de wisselvalligheid van de helderheidsverdeling van de hemelis het niet mogelijk een altijd geldende berekening te maken voor hetbinnenkomende daglicht.Om toch enige voorspellingen te doen over het daglicht binnen bij hetontwerpen van ramen en andere lichtopeningen wordt de verlichtingin een willekeurig gekozen punt in de ruimte uitgedrukt in eenverhoudingsgetal, de daglichtfactor.De daglichtfactor is per definitie de verhouding tussen deverlichtingssterkte in dat punt en de gelijktijdig aanwezigeverlichtingssterkte buiten op een plek zonder belemmeringen, zoalsdat heet "in het vrije veld", gemeten in het horizontale vlak.Wanneer gesproken wordt over de verlichtingssterkte in een punt (inde ruimte) dan moet daarbij worden aangegeven of het punt ligt in


12/51

Fig.2.Door een raam valt slechts een gedeeltevan he t daglicht.

Fig. 3.Minimaal te verwachten verlich-tingssterkte bij een bedekte hemel opS2'-lN.B.

een (denkbeeldig) horizontaal vlak, een verticaal vlak of een vlakonder een willekeurige helling.Zonder nadere aanduiding kan men stellen dat bedoeld wordt hethorizontale vlak.De daglichtfactor (DF) wordt uitgedrukt in procenten:

E punt in de ruimteDF= x 100%E vrije veld

Aan de definitie moet worden toegevoegd dat wordt uitgegaan vaneen afgesproken luminantieverdeling van de hemel koepel. Immerszou men de daglichtfactor in een gegeven situatie willen bepalendoor het gelijktijdig meten van de verlichtingssterkte buiten en in eenpunt in de ruimte, dan zal blijken dat er een schommeling zit in dezeverhouding.De daglichtfactor blijkt niet constant te zijn. Op twee verschillendemomenten kan buiten dezelfde verlichtingssterkte heersen terwijl hetlicht dat door het raam binnenkomt in het ene geval van een relatiefhelder gedeelte en in het andere geval van een relatief donkergedeelte van de hemel afkomstig is.In het gematigde gebied waarin Nederland ligt en waar de hemel -statistisch gezien - voor een groot gedeelte van de daguren volledigis bewolkt, ligt het voor de hand deze situatie als uitgangspunt tekiezen. Bovendien is dat de omstandigheid waarin het minste daglicht aanwezig is en zit men dan met de berekeningen aan de veiligekant.De figuren geven een indruk van de hoeveelheid licht die is te verwachten onder deze conditie.

i ~ 3 5 10f 5" 20

15

/; "'; , \1/, \\/;I j .\' \1/1/ ,\ \\IJ l / /' 0,' \\'ijl/ \\11. l 1\ \ \\I/I, / , . - \

1510 10

ijl I / I \ \ \ ,\\ 1/, 'I. ' /I I I I I I I I I I I I I I4 6 8 10 12 14 16 18 20 6 8 10 12 14 16 18 20

u u r v a n d l t d a g ~ u r v a n de dagOp het oog lijkt de geheel bewolkte hemel egaal, resultaten vanmetingen geven aan dat gemiddeld in het zenith de luminantiedriemaal zo hoog is als vlak boven de horizon. Deze verdeling komt

1 1


13/51

Fig. 4

Fig. 5

p

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

12

tot uitdrukking in de formule:Lh =1+ 2 sin h x L zenith

3Hierin is de Lh de luminantie van het gedeelte van de hemel datwordt waargenomen onder een verticale hoek h, en L zenith de lumi-nantie in het gebied loodrecht boven de plaats van waarneming.Verder wordt aangenomen dat bij deze "standaard bedekte hemel"de luminantie onafhankelijk is van de orintatie, dat wil zeggen onderdeze conditie is de hemel op dezelfde hoogte rondom even helder.Behalve direct van de hemel komt het daglicht binnen via reflectiestegen belemmeringen zoals tegenover het raam gesitueerde gevels.Hoewel dit aandeel meestal niet erg groot is mag het toch in rekeningworden gebracht.Tenslotte krijgt een punt in de ruimte licht via reflecties tegen hetplafond, de wanden en de vloer. Naarmate de kleuren lichter zijnwordt deze bijdrage groter.

Voor elk willekeurig (meet)punt in de ruimte geldt, dat de daglicht-factor de optelsom is van: de hemelcomponent, het aandeel dat wordt geleverd door het

gedeelte van de hemel dat zichtbaar is vanuit het meetpunt de externe reflectiecomponent, de hoeveelheid daglicht afkomstig

van de belemmering zoals die wordt gezien vanuit het meetpunt de interne reflectiecomponent, het licht dat via reflecties tegen de

binnenoppervlakken op het meetpunt valtDe bepaling van de hemelcomponent en de externe reflectie-component levert de minste problemen. Vanuit een willekeuriggekozen punt worden de hemel en eventuele belemmeringen gezienbinnen bepaalde ruimtehoeken, die zijn te tekenen wanneer dematen en de positie van de lichtopening bekend zijn .Gaat men uit van een punt in een horizontaal vlak bijvoorbeeld optafelhoogte dan blijkt dat er door een hoog geplaatst raam meer licht


14/51

Fig. 9 en 10

Fig. 11

valt in dat punt dan wanneer hetzelfde raam laag in de gevel zit.Hoe kleiner de hoek is ten opzichte van de normaal waaronder hetlicht binnenkomt, hoe groter de verlichtingssterkte: de lichtstroomverdeelt zich over een kleiner oppervlak.Bovendien pakt men een relatief helder gedeelte van de hemel enheeft een eventuele belemmering minder invloed.Om de hemelcomponent te bepalen zijn er volgens projectie-methoden diverse typen diagrammen ontwikkeld.Het stippendiagram werkt volgens het principe dat de hemelkoepelwordt onderverdeeld in een aantaloppervlakjes die elk evenveelbijdragen tot de verlichting in een punt in het horizontale vlak.

Vervolgens wordt de onderverdeelde (halve) hemelkoepel geprojec-teerd vanuit het middelpunt op een verticaal vlak. De begrenzing vande ruimtehoek waaronder de hemel wordt waargenomen wordt in deprojectie aangeven door horizontale en verticale lijnen. Binnen dezebegrenzing wordt het aantaloppervlakjes geteld en dit is een maatvoor de hemelcomponent. In plaats van de oppervlakjes zelf bestaathet diagram uit punten die elk een oppervlakje vertegenwoordigen .o

13


15/51

01. Een smal raam geeft voldoende lichtop de tafel, de omgeving krijgt betrekke-lijk weinig licht.

02. Het licht door het zijraam zorgt vooreen betere verdeling van het licht entoont de plasticiteit van het interieur.

14


16/51

E. Een zeer breed raam spreidt het lichtover de gehele ruimte. Vooral dezijwanden worden benadrukt.

F. De lichtkoepel is op zichzelf effectiefomdat het licht van boven komt. Eennadeel is het grote contrast dat ontstaattussen de horizontale en verticaleverlichtingssterkte.

15


17/51

...

Q)b

80

70

60

5040302010o

80 70 60 50 40302010010203040 50 60 701 1 1 , 1 , 1 , 1,1,1",111,1,1 , 1 1 1

\;',

..

...".'". ,1 . ... .... . . ". .... . . ' .. .... ... .

. ' ... .. . . . ' ....: ,' ..... . .. ," . ' ... ... ... ... :::: : ... ...... ..'" ... .' . ' ... .... . .. :::: ... .. :: ....... ... ... ... .. " ... .... ... . .. ...---r-- , I' 1'1'1'1 '1'1 ' 1' I '

.v. / .

80 70 60 50 40302010010203040 50 60 70

i\) Daglichtdiagram voor horizontale vlakken en CIEhemel koepel. Y


18/51

In het hier gehanteerde diagram (Fig. 12) is uitgegaan van de stan-daard bedekte hemel. De hemel koepel is onderverdeeld in 1600oppervlakjes. In theorie kan maximaal de helft van de koepel wordengeprojecteerd, in de praktijk zou hiervoor het vlak oneindig uitge-strekt moeten zijn. Daarom zijn niet alle vlakjes uitgebeeld.Elke stip in het diagram stelt een van de 1600 oppervalkjes voor.Voor elke stip geldt, dat de bijdrage aan de hemelcomponent gelijkis aan 1/1600 = 1/16%.Dat wil zeggen elk punt levert 1/16% van de verlichtingssterkte "inhet vrije veld". Om het tellen te vergemakkelijken is het diagram doorgebogen en rechte lijnen onderverdeeld in vakken die elk 16 stippenbevatten. Elk vak vertegenwoordigt een hemelcomponent van 1%.Met behulp van het stippendiagram is de hemelcomponent in hethorizontale vlak te bepalen voor elk willekeurig gekozen punt in deruimte.In het diagram is rekening gehouden met lichtverlies door enkel glas(0,85). Voor dubbel glas moet een reductie op de gevonden waardeworden ingevoerd van 0,85 (het lichtverlies door het algemeentoegepaste dubbel glas bedraagt 0,85xO,85= circa 0,70).De daglichtfactor (DF) = (HC + ERC). C + IRC

hierin is DF =HC =ERC =IRC =C =

daglichtfactorhemelcomponentexterne reflectiecomponentinterne reflectiecomponenthet totaal aan lichtverlies door dubbel glas envervuiling

Voor dubbel glas en geringe vervuiling geldt bijvoorbeeldC = 0,90.0,85 = 0,76

17


19/51

80 70

\80

70

60

50

Voorbeeld 1Een zeer eenvoudige situatie van een symmetrisch geplaatst raamen meetpunten in de as van het raam. Voor meetpunt M2 zijn op hetdiagram de hoeken uitgezet in de vorm van horizontale en verticalelijnen, de horizontale hoek Y2= 32 de verticale hoek O2= 40 Hetaantal stippen bedraagt 76, de hemelcomponentHe = 76/16 = 4,8 %. Voor het punt M 1 bedraagt de He = 14,4% envoor het punt achter in de ruimte M3 ' He =1%.Zet men in een verticale langsdoorsnede deze waarden uit danontstaat een beeld van het verloop van de hemelcomponent van vlakachter het raam tot diep in de ruimte.

70 80

/I80

70

60

50~ ~ - - r - - - ~ - - - - - - - - - - - - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - - - - ~ - - - - - - - - ~ - - ~ ~ + h ~ 0 2 30 3020 2010 10o 0

80

Fig13.Daglichtdiagram voor horizontale vlakkenen CIE-hemelkoepel.Als voorbeeld is meetpunt M2 gegeven,de punten M1 en M3 kunnen op dezelfdewijze gevonden worden.g2=32'1d2 = 400aantal stippen = 76HC=4,8%

18

y - YTH Delft Bouwkunde en Civiele Techniek (bouwfysica) .

80

1 stip = Ehor in het vrije veld/160016 stippen = 1% h.c.y en 8 in graden


20/51

Verloop van de hemelcomponent .. . .. ..... . . ... . ....... ... . : :::::::. :: :: .: . :::: :::::: . : .:.: ::.:::::::::.:: .. .::::::::::: ... . .............. .1',

meetpunt M,16 stippen = 1% h.c.He =14,4%

.......:::::: ::.::............... . ... ... . .meetpunt M 2He =4,8%

1'3 1'3Imeetpunt M3He= 1%

Fig.13.A.

1',

..

Berekening van hemelcomponent metbehulp van figuur 13.Tekeningen schaal 1:100

15,

Voorbeeld 1

2,00 3,00 1,50plattegrond

langsdoorsnede

1',1',

1,50m

oo

oq

Eo"

19


21/51

G. De hoge ramen werpen het daglichtdiep in de ruimte.De dagkanten (luiken) geven een mooiegeleidelijke overgang van het licht.

20


22/51

Fig. 14

Fig. 15

Fig. 16

Voorbeeld 2Een ruimte met hoog geplaatst raam. Er is geen belemmering,vanuit een punt 5 meter achter het raam zijn 32 stippen zichtbaar, de

P,

Vanuit een punt 3 meter achter het raam worden 96 stippen geteld,de hemelcomponent is 6%.

Vanuit hetzelfde punt zijn nu tengevolge van een belemmering nogmaar 64 stippen zichtbaar tegen de hemel, 96-64=32 stippen hebbende belemmering als achtergrond. Er wordt 32/1600 gedeelte van dehemel belemmerd. Aangenomen wordt dat de bijdrage van hetbelemmerde gedeelte 10 % is van hetzelfde gedeelte wanneer ergeen belemmering was.De externe reflectiecomponent is: ERC = 32/1600.0,10.100%=0,3%

21


23/51

22

Voor de bepaling van de interne reflectiecomponent zijn tabellen ennomogrammen de "papieren" hulpmiddelen. De tabel is ontworpenvoor een ruimte van ca 30 m2, een borstwering van 0,90 m en eenbelemmeringshoek van 20" en een plafondreflectie van 0,70 (een witplafond).Voor sterk afwijkende afmetingen wordt een correctiefactor gegeven.Verder is er een tabel die de invloed van afwijkende plafondreflectiesaangeeft.

Tabe/1 Minimale interne reflectiecomponent van de daglichtfactor.

Verhoudingglasopp.vloeropp.

1 :501 :201 :141 :11 :6,71 :51:41 :3,31 :2,91:2,51 :2,21 :2

Reflectie vloer:Glasopp.als % van 0,1vloeropp. Reflectie wanden:0,2 0,4 0,6 0,8

2 - - 0,1 0,25 0,1 0,1 0,2 0,47 0,1 0,2 0,3 0,510 0,1 0,2 0,4 0,715 0,2 0,4 0,6 1,020 0,2 0,5 0,8 1,425 0,3 0,6 1,0 1,730 0,3 0,7 1,2 2,035 0,4 0,8 1,4 2,340 0,5 0,9 1,6 2,645 0,5 1,0 1,8 2,950 0,6 1,1 1,9 3,1

N.B.: reflectie plafond = 0,7 belemmeringen = 20

0,2-0,10,10,20,20,30,40,50,50,60,70,8

0,2 0,4

0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,80,1 0,1 0,2 - 0,1 0,2 0,20,2 0,3 0,5 0,1 0,2 0,4 0,60,2 0,4 0,6 0,2 0,3 0,6 0,80,3 0,6 0,9 0,3 0,5 0,8 1,20,5 0,8 1,3 0,4 0,7 1,1 1,70,6 1,1 1,7 0,5 0,9 1,5 2,30,8 1,3 2,0 0,6 1,1 1,8 2,80,9 1,5 2,4 0,8 1,3 2,1 3,31,0 1,8 2,8 0,9 1,5 2,4 3,81,2 2,0 3,1 1,0 1,7 2,7 4,21,3 2,2 3,4 1,2 1,9 3,0 4,61,4 2,3 3,7 1,3 2,1 3,2 4,9


24/51

Tabe/2

Tabe/3

Tabe/4

Tabe/5

Correctiefactoren voor verschillende pla-fond reflectiesReflectie plafond Correctiefactor0,40,50,60,70,8

0,70,80,91,01,1

Correctiefactoren voor ruimten met eenvloeroppervlak van ongeveer 10m2 en100m2

Vloeropp. Reflectie wanden0,20,61,4

0,40,71,2

0,60,81,0

0,80,90,9

Correctiefactoren voor de gemiddelde in-terne reflectiecomponentReflectie wanden Correctiefactor0,20,40,60,8

1,81,41,31,2

Correctiefactoren voor glasvervuilingOmgeving Verticaal Hellendglas glasschoon 0,9industrieel 0,7erg vuil 0,6

0,80,60,5

Horizon-taal glas0,70,50,4

23


25/51

D

a:3:2ei0.

:::0-

0

e:

0.

0c...

E';:; E

0>o e:

u Eu '"

.!! '"

Cl

'" Cl

e:

c:

'

o 'C'" -

'" "";;::: E

e: '"

0

_"0

'"E

e e:

;;;'" '"

2

>EQi"I J:g

0,02

0,01

C

B

A E

24


26/51

Links, Tabel 6Nomogram voor de berekening van degemiddelde interne reflectiecomponent/RG gemidd van de daglichtfactor voorramen in een of meer gevels

De interne reflectiecomponent is op een snelle manier te bepalenmet het nomogram. Het principe hiervan is dat de verbindingslijntussen punten op twee van de schalen een derde schaal snijdt in eenpunt dat wordt afgelezen. Uit twee bekende waarden wordt zo eenderde waarde gevonden.Het nomogram is geschikt voor ramen in een of meer gevels. In hetlaatste geval worden de waarden die gevonden zijn voor elk raam bijelkaar opgeteld.Eerst berekent men:1. de totale oppervlakte van de ruimtebegrenzing: ramen, vloer,

wanden en plafond (A)2. de oppervlakte van de wanden (Aw)3. het werkelijke glasoppervlak, de lichtopening (G)4. de gemiddelde reflectie van alle oppervlakken in de ruimte (8)Voor een (gangbare) plafond reflectie van 0,7 (wit) en een vloerreflectie van 0,15 (donkere vloer) vindt men de gemiddelde reflectiefactor uit de tabel.Hierna wordt het nomogram gehanteerd:- G/A aangeven op schaal (A)

8 aangeven op schaal (8)- de lijn door het punt op schaal A en het punt op schaal 8 snijdtschaalC- dit snijpunt geeft de interne reflectiecomponent wanneer er geen

belemmeringen zijn.Is er een belemmering voor de ramen dan wordt nog een lijn getrokken tussen de waarde op schaal C en de waarde voor de belemmeringshoek op schaal D. Het verlengde van deze lijn snijdt schaal E.Dit geeft de interne reflectiecomponent bij een belemmering.Toepassing op ons voorbeeld ( fig.15 en 16) Stel:Het vloeroppervlak is 6 x 8 = 48 m2Het glasoppervlak is 2 x 5 = 1 2Verhouding glasoppervlaklvloeroppervlak is 10/48 =0,2 of 1 5rp1af =0,7 rwand =0,6 rviOer =0,2

Volgens de tabellen:IRC minimaal =1,1 %IRC gemiddeld = 1,3 x 1,1 =1,4%De minimale IRC heeft betrekking op de gebieden in de ruimte diehet verst van het raam zijn verwijderd.

25


27/51

26

0,2 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~

eic.o

0,15

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,20

0,25

B

0,01 - I E ~ - - - - - - - - - - - L - - - - - - - - - ~

50

40

.>


28/51

reflectie v d wanden0,10 0,30 0,50 0,70

0,3 0,33 0,38 0.43 0.480.4 0,30 0,37 0,44 0,510,5 0,26 0,36 0,44 0,540,6 0,23 0,34 0.45 0,560,7 0,20 0,33 0.46 0,59

TabelB

Links, Tabel 7.

CD..3iiQ...:..i[nQ

Nomogram voor de berekening van degemiddelde interne reflectiecomponent/Regemidd. van de daglichtfactor voorramen in een of meer gevels

Met het stippendiagram is gevonden: HC = 64/1600.100% = 4%Er is lichtverlies door dubbel glas en vervuiling (schone omgeving =0,9).Voor dubbel glas geldt een reductiefactor van 0,85 op de gevondenwaarde in het diagram.De daglichtfactor is: OF = (HC + ERC).0,85 + IRC

OF = (4 + 0,3).0,9.0,85 + 1,1 = 4,4%Bepaling van de interne reflectiecomponent uit het zelfde voorbeeldmet behulp van het nomogram:Afmeting ruimte 1=8m, b=6m, h=2,8mglasoppervlak 2 x 5 = 10m21. A = 2 x 8 x 2,8 + 2 x 6 x2,8 + 2 x 6 x 8 = 174,4 m22. Aw = 78,4 m23. G =10 m24. Aw/A = 0,45 m2 B = 0,48 (tabel)Het nomogram geeft IRC gemiddeld = 1,6 (zonder belemmering)Dit is iets hoger dan volgens de tabellen; deze zijn gebaseerd op eenbelemmering van 20De belemmeringshoek in ons voorbeeld = 30De stippellijn in het nomogram geeft een IRC = 1,1 %Maken wij met hetzelfde glasoppervlak een andere raamvorm, danverandert de hemelcomponent. Een raam dat breder is en minderhoog geeft vooral achterin het vertrek lagere waarden hoewel de-zelfde lichtstroom binnenkomt.Balkons, loggia's en luifels reduceren de ruimtehoek waarbinnen dehemel zichtbaar is en daarmee de hemelcomponent.Verticale wandgedeelten buiten het raam, zoals de zijwanden vaneen loggia zullen nog wat bijdragen als reflectievlak. In de praktijk zaldeze invloed niet worden meegerekend. Verhoudingsgewijs nemendeze vormen van "belemmering" meer licht weg van de gedeeltendicht bij het raam (de pui), dan van de gedeelten diep in de ruimte.Het lichtverloop wordt als het ware afgevlakt.

27


29/51

28

Vereiste hoeveelheden licht Minimaal voor circulatie ruimten Minimaal voor werkruimten Optimaal voor werkruimten Minimale werkverlichting Algemene ruimten in de industrie,

ruw bankwerk en machinewerk Normaal werk,

middelmatig bankwerk en machine werk Tekenbureau, laboratoria,

algemene verlichting in diverse werkruimten Fijn bankwerk en machinewerk,kleurbeoordeling

20 lux200 lux2000 lux200 lux

300luxi .wOning500 lux750 lux1000 lux

In ruimtes waar alleen door heen wordt gelopen is 20 lux voldoende.Waar gewerkt wordt is -afhankelijk van het soort werk- 200 tot 2000lux nodig. Soms zelfs nog meer, zoals bij operaties.Diverse experimenten zijn erop gericht samenhang te vinden tussenhoeveelheid licht en zichtbaarheid, vermoeidheid en fouten bij hetwerk. Gebleken is dat de zichtbaarheid toeneemt en de vermoeidheid en de hoeveelheid fouten afnemen naarmate men meer licht ophet werk heeft. De maximaal geaccepteerde hoeveelheid licht vooreen gemiddelde situatie, dus geen specialistisch werk, ligt rondom2000 lux. Hoeveelheden licht hebben een nauwe relatie met deleeftijd van de betrokken persoon. De gezichtscherpte blijkt nog maarde helft te zijn op aO-jarige leeftijd ten opzichte van wat men had op20-jarige leeftijd. Men kan concluderen dat tussen het 40e en 60ejaar de gezichtsscherpte zeer snel afneemt en wel met 40%. Hoeouder men wordt, des te meer licht men nodig heeft voor hetzelfdewerk.


30/51

H1 . Een raam in een kamer van de FaculteitBouwkunde, TU-Delft. Het vlakke stalenprofiel tekent zich donker af tegen de hemel.

H2. Het vlakke horizontale profiel is hier metlichtgrijs karton afgedekt en het verticaleprofiel is door een omhulsel van lichtgrijskarton expressiever gemaakt. Dit heeft eengunstige invloed op de lichtspreiding envermindert het contrast.

29


31/51

11. Nieuwbouw in het havengebied vanAmsterdam, Sumatrakade. Weinigplasticiteit van de gevels.

12. Interieur met raam over de totalebreedte, waarvan n gedeelte geopendkan worden. Hoogte en breedte zijneerder gekozen voor het uitzicht danvoor de lichttoetreding.

30


32/51

N

... \ I'-0 -//, ...

------fb-. 1 ~ 6 . l I r .. .. .., - .....- - - - ' I - -_= , ~ ~ --- & / .- - ~ - - - - - - - -

Bezonning en zonweringTot nu toe hebben we gesproken over daglicht bij een volledigbedekte hemel, als uitgangspunt voor berekeningen. Hoewel op onzebreedtegraad (52 N.B.) er meer dagen zijn met een bewolkte hemel,is het toch noodzakelijk tegen de zon voorzieningen te treffen.Wanneer men het aaneengeschakeld rekent zijn er per jaar vier a vijfmaanden zon.In tropische landen is de zon een bijna constant aanwezige. Dit gaatsamen met een overmaat aan daglicht ( de zon staat gemiddeldhoog aan de hemel) en aan warmte.De overmaat rechtvaardigt toepassing van vaste zonweringen. Menis in deze gebieden nu eenmaal gesteld op schaduw.In de klimaatgebieden rondom de 50 breedtegraad en noordelijkerwordt de zon zeer op prijs gesteld, tegelijkertijd niet altijd geaccep-teerd binnen bureaus, in winkels waar voedsel wordt verkocht ofanderszins op plekken waar de zon hinderlijk is of zelfs schadelijkkan werken. Ook is opwarming, daar waar men lange tijd achtereenmoet zitten, niet altijd even aangenaam. Natuurlijk zijn daarvoormaatregelen te treffen. Wanneer wij die er niet bij rekenen geeft hetvolgende enige indicatie.Als de zon onbelemmerd op het glas schijnt kan de temperatuurbinnen oplopen tot 35 40. Dubbel glas is gunstig om energie tesparen in de wintermaanden, in de zomer weert het geen warmtevan buiten. De temperatuur tussen de twee lagen loopt tengevolgevan de zonnestralen tot grote hoogte op. Ook als de zon niet meerop de ruit schijnt geeft het glas nog warmte naar binnen af.Vaste zonwering is effectief waar het gaat om het weren van dewarmte, de keerzijde is dat deze voorziening een nadelige invloedheeft op de hoeveelheid daglicht. En op daglicht zijn wij zuinig.

31


33/51

32

Voor het weren van de zon maken wij bij voorkeur gebruik vanvoorzieningen aan de buitenkant die bovendien beweegbaar zijn,zodat wij zelf kunnen regelen of de zon al of niet wordt toegelaten.Een onbeschermde ruit laat het zichtbare gedeelte van de zonnestralen bijna ongehinderd binnenkomen. Door reflecties tegen wanden,vloeren en alles wat binnen is worden deze omgezet in warmte(infrarood) stralen. Hierdoor ontstaat de sterke opwarming, het"broeikas effect".Zonwering aan de binnenzijde van het glas wordt op deze wijzeopgewarmd en geeft een groot gedeelte hiervan af aan het interieur.Onder de vormen van vaste - niet regelbare - zonwering hoort hetzonlichtreflecterende glas, dat is glas met een opgedampte laag(coating) . Als regel wordt deze opgebracht aan de spouwzijde vaneen van de ruiten in dubbel glas.Er zijn coatings die volledig doorzichtig zijn en zich nauwelijks onderscheiden van helder glas, in de zin van verkleuring van de buitenwereld. Daarnaast bestaan coatings die weliswaar het grootste deelvan het zonlicht terugkaatsen en dus veel warmte buiten houdenmaar de buitenwereld verkleuren en een enigszins sombere sfeeroproepen. Volgens onderzoekingen wordt dit vooral in kantoren alsonaangenaam ervaren. In landen met een veelal bedekte hemel isvooral het grijze glas niet erg populair om twee redenen: er wordtlicht weggenomen ook in het donkere jaargetijde en de somberehemel wordt nog eens benadrukt. De glasindustrie zoekt naar oplossingen op dit gebied die zoveel mogelijk de warmte weren en daarbijzo weinig mogelijk het daglicht reduceren en verkleuren.Vaak gaat de voorkeur van de opdrachtgever uit naar helder glas ineen combinatie met andere middelen om de warmte te reguleren.De keuze voor reflecterend glas heeft invloed op de architectonischevormgeving. Vooral in dichtbewoonde gebieden vallen gebouwenmet deze toepassingen uit de toon.Een principieel verschil met vaste zonwering zoals luifels en lamellenis, dat direct zonlicht niet wordt geweerd maar gereduceerd. Diereductie kan evenzeer verblinding veroorzaken, zodat men in veelgevallen bovendien beweegbare jalouzien ziet toegepast, in datgeval aan de binnenzijde van het raam.De zonnestralen worden op de meest rechtstreekse manier opgevangen door luifels of balkons boven de ramen. Hiervoor zijn hulpmidde-


34/51

Fig. 17

len zoals diagrammen nodig om volgens wens voor een gedeelte vanhet jaar op bepaalde uren van de dag - zoals de werkuren in eenkantoor of de lesuren in een school - het glasvlak af te schermen.Met behulp van deze diagrammen kunnen de maat en de vorm vande zonwering - in afhankelijkheid van het raam ontwerp en de orintatie - worden bepaald om aan de gestelde voorwaarde te voldoen.Afhankelijk van diverse omstandigheden zoals (gedwongen) orintatie zal dit beter of minder goed lukken.Er zijn veel variaties in typen zonwering. Zo kan men onderscheidmaken tussen vaste en beweegbare uitvoering. Zonwering kan zichbevinden aan de buitenzijde of aan de binnenzijde van het glas,hoewel de laatste optie zoals is aangetoond in de meeste gevallenweinig effectief is.Zonwering kan als een apart element worden aangebracht of eenonderdeel vormen van de architectuur, zoals luifels, loggia's endergelijke.In de gespecialiseerde industrie wordt gezocht naar efficinteconstructies en doelmatige toepassing van nieuwe (goedkope)materialen.Wij behandelen hier een aantal vaste en beweegbare varianten dieeen gemiddelde vormen van de mogelijkheden in de bouwen hetaanbod van de fabrikant.Vast aangebrachte (doorgaande) luifels (fig. 17, 18)Gunstig voor gebouwen in tropische gebieden. De zon beweegt zichvan oost naar west omstreeks het verticale vlak. Noord- en zuidgevels kunnen het gehele jaar worden afgeschermd met vaste luifels.Het daglicht dat wordt onderschept kan hier gemakkelijk wordengemist.

33


35/51

34

Fig.18

In gematigde gebieden op het noordelijk halfrond zijn deze beperktbruikbaar voor zuidgevels: de winterzon kan binnenkomen onder deluifel door, de relatief hoge zonnestanden rond het middaguur in dezomer worden geweerd. Wel moeten de luifels aan weerszijdenvoorbij het raam doorlopen, anders schijnt de zon in voor- en namiddag langs de zijkanten van de luifel naar binnen.Om volledige schaduw te geven aan ramen op het zuiden gedurendehet gehele jaar dient de luifel te worden aangevuld met een verticaalelement in de vorm van een rooster of een plaat getint glas langs derand. Dit belemmert het uitzicht en leidt al gauw tot veellichtverlies,merkbaar in de donkere maanden.

Andere functies van luifels zijn: het reduceren van verblinding doorde schelle hemel, belangrijk voor ramen van ziekenkamers en hetreduceren van reflecties in etalages.Vaste verticale elementen eventueel gecombineerd met luifels(fig. 19)Deze zijn effectief voor oostelijk of westelijk georinteerde gevels,vooral als de verticale elementen zijn gericht naar het noorden omhet zuidelijke zonlicht af te schermen. De elementen kunnen eenonderdeel vormen van de constructieve opzet van het gebouw.

Fig. 19

l--r---


36/51

Fig. 20

Vaste verticale schermen voor de ramen, evenwijdig aan hetgevelvlak (fig. 20)Dit type kan bruikbare schaduw geven en hitte weren. De keuze vande hoogte, de afstand tot de gevel en de positie van de onderrandten opzichte van het raam hangt af van de gewenst mate van zonwe-ring.

Een vast louvre-systeem in de vorm van een luifel (fig.21)Aluminium uitvoeringen worden op maat gemaakt. Het systeem kanzo worden ontworpen dat evenveel schaduw wordt verkregen als bijde vaste luifel; het heeft als voordeel dat er nog wat gereflecteerddaglicht door naar binnenkomt.

DEen vaste louvre-constructie waarvan het vlak evenwijdig looptaan de gevel (fig. 22)Hierbij is een groot aantal variaties mogelijk in de plaatsing tenopzichte van de ramen, in de onderlinge afstand en de helling van dejalouzien. Er is wel kans op belemmering van het uitzicht.

35


37/51

Fig. 22, 23 en 24

Fig.25, 26, 27, 28 en 29

36

Vast verticaal aangebracht geweven gaas van plat draad in vante voren gekozen invalshoek (fig.23)Naar wens kan maximale zonwering worden verkregen bij hoge oflage zonnestanden. De zon kan doelmatig worden geweerd gedu-rende het gehele jaar.Draaibare louvres al of niet in combinatie met luifels (fig.24)De beweegbare louvres vragen periodieke aanpassing aan hetveranderen van de zonnestand. Dit kan automatisch gebeuren doormiddel van elektromotoren die worden gestuurd door lichtgevoeligesensoren.Het uitzicht wordt belemmerd en er zijn problemen bij het onderhouden het schoonmaken. In het algemeen een dure oplossing.Louvres die kunnen worden opgetrokken (fig. 25)Meestal worden deze gemaakt van aluminium, elektrisch of met dehand te bedienen. Nuttig voor gebouwen waar een automatischecontrole van het binnenklimaat is gewenst.

' ' -

L L


38/51

Zonneschermen en markiezen (fig. 26)In tegenstelling tot zonneschermen zijn markiezen aan de zijkantengesloten. Het voordeel hiervan is dat ook lage, zijwaarts invallendezon wordt geweerd. Een nadeel is, dat de warmte enigszins blijfthangen onder de markies.Zonneschermen en markiezen zijn gemaakt van diverse soortentextiele weefsels, van doorschijnend tot volkomen dicht. Hettoepassingsgebied loopt uiteen van woningen tot utilitaire gebouwen.Een goede controle op zon en schaduw is mogelijk: men kan zonneschermen en markiezen op sombere dagen optrekken. Wanneer zebestaan uit volledig ondoorschijnend materiaal en elektronischworden geregeld kunnen hinderlijke verschijnselen optreden bijsnelle wisseling van het weer. Het systeem is niet in staat de snelleovergang te volgen, zodat tijdelijk een donkere ruimte ontstaat.Verticale rolgordi jnen aan de buitenzijde van het raam (fig. 27)Meestal zijn er geleidingsprofielen aan de zijkanten als beschermingvoor sterke wind . Volledige schaduwwerking is te bereiken met dichtgeweven soorten. Transparante weefsels laten een beperkt uitzichttoe. Dit betekent wel dat de zon , hoewel getemperd, in het interieureen zichtbaar zon- en schaduwpatroon blijft veroorzaken. Opvallendvan diffuserende zonweringen is , dat een gelijkmatige lichtverdelingontstaat waarbij contrasten worden verminderd .Horizontale louvres aan de binnenzijde van het glas die kunnenworden opgetrokken (fig. 28)Louvres of jalouzien aan de binnenzijde zijn verkrijgbaar in verschillende soorten en maten .In neergelaten toestand zijn de lamellen te draaien, van geheelgeopend tot geheel gesloten. Dit kan met de hand gebeuren of metkleine elektromotoren. In een uitvoering met sensoren die huncommando's doorgeven aan de motoren wordt de stand van delamellen automatisch geregeld al naar gelang de positie van de zon.De functie is eerder het regelen van het daglicht dan het weren vande warmte.Verticale louvres aan de binnenzijde, te draaien of weg te schuiven (fig. 29)De werking is vergelijkbaar met die van de horizontale louvres, zijzijn hoofdzakelijk te gebruiken voor de tempering van het licht.

37


39/51

38

Verticale rolgordi jnen aan de binnenzijde van het raamIn wezen zijn twee typen te onderscheiden:- textiele weefsels van transparant tot zeer dicht zoals beschreven

bij de rolgordijnen aan de buitenzijde, deze weren wel het lichtmaar slechts ten dele de warmte.

- weefsels met opgedampte aluminiumlaag, die in staat zijn eengroot deel van het opvallende zonlicht naar buiten te reflecteren.Hoewel minder effectief dan een goede buitenzonwering kan dezekeuze een oplossing bieden voor die gevallen waarin eisenworden gesteld aan de warmtewering en buitenzonwering ongewenst of onmogelijk is.

Zonlicht reflecterende glassoortenEnkelvoudige of dubbele beglazing kan van een coating wordenvoorzien om de zonnewarmte te weren. Op het blanke glas wordtdoor een continu elektromagnetisch procd een dun laagje metaaloxyde aangebracht. De lichtreflectie kan variren van 10% tot meerdan 40%. Om beschadiging te voorkomen wordt meestal de reflecterende laag naar de binnenkant van het gebouw gericht. Dit zonlichtreflecterende glas geeft door de kleur van de opgedampte laag eenverandering aan het spectrum van het binnenkomende licht.Er bestaat ook zonlichtabsorberend glas dat door en door gekleurdis. In de praktijk heeft men bijna altijd te maken met dubbelglas datbestaat uit een helder blad en een blad van reflecterend of absorberend glas.Wat er ook wordt toegepast, er zal altijd een geringe tot sterkeverkleuring van het licht optreden, In de gegevens die door deglasfirma's worden verstrekt wordt aan de mate van verkleuring eengetal toegekend, de kleur-index.De kleur-index van blank dubbel glas is 96%, er treedt nagenoeggeen verkleuring op. Van de absorberende en reflecterende glassoorten kan deze waarde dalen tot 80% voor de bronzen en groenetinten.Men is in staat neutrale zilverkleurige reflecterende soorten te makenmet een kleur-index van 93 en hoger. Het is bijzonder belangrijk opdeze waarden te letten voor die omstandigheden waarin verkleuringniet mag optreden, zoals in musea.Behalve verkleuring en/of versombering van het licht betekent hetstreven om met deze glassoorten de warmte die binnenkomt te


40/51

reduceren, een verlies aan daglicht.Men spreekt niet van lichtverlies maar van lichttransmissie, dat is dehoeveelheid licht die nog overblijft.Deze wordt uitgedrukt in de LTA waarde, een internationale codering.De LTA kan variren van 0,78 voor dubbel blank glas tot 0,10 of nogminder voor absorberend of reflecterend glas. Dit betekent dat in hetgunstigste geval 78% van het licht binnenkomt en in het ongunstigstegeval minder dan 10%. In het algemeen wordt gestreefd naar hetontwikkelen van coatings die zoveel mogelijk licht doorlaten bij eenzeker vermogen om de warmte te weren.Wanneer om de een of andere reden in een plan wordt overgegaantot het toepassen van een dergelijke glassoort, verdient het aanbeveling zeer zorgvuldig tewerk te gaan bij de keuze, door bestuderingvan documentatie en het bekijken van glasmonsters. Vaak is het eenzoeken naar en compromis tussen de eisen die de adviseur voor deklimatisering stelt aan de reductie van de binnenkomende warmte ende voorwaarden die de ontwerper dient te stellen aan de kwaliteit ende kwantiteit van het licht.Voor het dimensioneren van elementen om de zon te weren kangebruik worden gemaakt van verschillende soorten diagrammen.Uitgaande van de orintatie van de betreffende gevel en de eis diemen stelt aan het gedeelte van het jaar en de perioden van de dagdat de zon moet worden geweerd, vindt men langs grafische weg devorm en afmetingen. Voor dit onderdeel wordt verwezen naar devakliteratuur. Ook zijn er diverse computerpropramma's te gebruiken.Een hulpmiddel is ook de bezonningssimilator in het lichtlaboratoriumvan de faculteit Bouwkunde.Met behulp van een maquette kan men - meer proefondervindelijk -experimenteren met verschillende vormen van zonwering.

39


41/51

Aantekeningen

_._---_.__ ._._- - - -_ ._- - -

40


42/51

Normen en aanbevelingen op het gebied vandaglichtIn de periode na de tweede wereldoorlog, de tijd van de wederopbouw, werd de behoefte gevoeld kwaliteitseisen vast te leggenwaarbij de aandacht voorlopig tot woningen bleef beperkt. Dit inverband met de urgentie en het grote belang van de naoorlogsewoningbouw en met het gevaar, dat het woningtekort door hetstreven naar kostenbeperking en naar versnelling van de woningproductie zou leiden tot een ongeoorloofde daling van het kwaliteitspeil.Het was voor het eerst dat besloten werd de eisen niet alleen terichten op de technische aspecten maar ook op het gebied van debouwfysica, hoewel dat woord toen nog niet werd gebezigd.Er werden commissies ingesteld voor Thermische eigenschappen enventilatie, Geluidwering en Verlichting. Wat het laatste punt betreftging het uitsluitend om dagverlichting.De volledige titel van de norm voor dagverlichting luidde: Natuurkundige grondslagen voor bouwvoorschriften, Deel 11, Dagverlichting vanwoningen. Als de V 1069 (eigenlijk een voorlopige norm) heeft dezejarenlang dienst gedaan voor het vaststellen van het minimaaltoelaatbare glasoppervlak.

De essentie van de norm was, dat in een drietal meetpunten, gelegen op 2 meter achter het (hoofd)raam een zekere eis werd gesteldaan de hemelfactor. Onder de hemelfactor werd daarbij verstaan dehemelcomponent voor een hemel die overal dezelfde helderheidheeft.De minimale waarden van de hemelfactor - uitgedrukt in procenten -was afhankelijk van de diepte van het vertrek en het gebruik ervan.Onderscheid werd gemaakt tussen woonkamer, slaapkamer enkeuken.

41


43/51

42

Hoewel terugkijkend kan worden geconstateerd dat de norm op eenvernuftige manier was samengesteld werd steeds meer de behoeftegevoeld aan een nieuwe norm. Een belangrijke reden was, dat debouw in het algemeen en zeker ook de woningbouw van rechttoerechtaan doorzonwoning of rechthoekige kamer met raam steedsmaar variatie te zien gaf in vorm en plaats van de lichtopeningen,zoals hellend glas, serres en dergelijke.Een andere reden is, dat het streven naar minimalisering vanenergieverbruik zou kunnen leiden tot beperking van de raamgrootteen daarmee van het daglicht in de woning. Tenslotte bestond onzekerheid over de relatie tussen het voldoen aan de eisen van V 1069en de tevredenheid van de bewoners.Wat dit laatste punt betreft heeft het Bouwcentrum in 1979 meer danduizend huishoudens genquteerd, waarbij is gekozen voor eengezinswoningen met onderling verschillend karakter.Enkele conclusies getrokken uit de analyses:- er bestaat een nauw verband tussen het bewonersoordeel en de

feitelijke daglicht toetreding- er is een duidelijk verschil in waardering van het daglicht voor

woonkamers, andere kamers en keukens- er zijn geen grote verschillen in samenhang bij de toepassing vande verschillende daglichtgrootheden:

eenvoudige beschrijvingsmethoden verklaren evengoed alsingewikkelde

Op grond van deze ervaring is bij het ontwikkelen van de nieuwenorm gekozen voor de verhouding glasoppervlak/vloeroppervlak alsgrootheid. De lichttechnische betekenis van deze grootheid is, dat zede binnentredende lichtstroom ten opzichte van het vertrekoppervlakgeeft.In de daglichtkamer (kunstmatige hemel) van de Faculteit Bouwkunde is onderzoek gedaan met behulp van maquettes om deinvloed na te gaan van diverse vormen van belemmeringen op hetgemeten en subjectief waargenomen daglichtniveau.Op basis van ruim 650 waarnemingen zijn correctiefactoren afgeleid.Deze factoren (met een maximale waarde van 1) corrigeren deglasoppervlakte van een raam voor de invloed van externe belemmeringen.


44/51

Uit de eis van de norm volgt dat voor een gegeven ruimte eenminimaal glasoppervlak wordt gevraagd. Dit is de werkelijke opper-vlakte van de ramen, op genoemde wijze gecorrigeerd. De totalegecorrigeerde glasoppervlakte wordt in de norm equivalente daglicht-oppervlakte genoemd.In het ontwerpstadium bestond de norm uit twee gedeelten: deminimale eisen en een bepalingsmethode om daaraan te voldoen,ook in gecompliceerde situaties.In de eis werd, gebaseerd op het bewonersoordeel, onderscheidgemaakt tussen woonkamer, keuken en andere kamers, aangevuldmet voorwaarden voor gemeenschappelijke verkeersruimten enportalen en gangen binnen de woning.De afronding van de werkzaamheden van de normcommissie vielsamen met de totstandkoming van het Bouwbesluit, waarop laterwordt ingegaan.Om de norm een plaats te geven in het Bouwbesluit werd overeengekomen een verkorte versie als eerste te laten verschijnen. Inmid-dels is deze verkorte bepalingsmethode de standaardnorm gewordenwaarnaar wordt verwezen in het Bouwbesluit. Wat betreft de invloedvan belemmeringen die het daglicht reduceren beperkt de verkortemethode zich tot overstekken en overstaande belemmeringen.De titel is:NEN 2057 "Daglichtopeningen van gebouwen"Bepalingsmethode voor de equivalente daglichtoppervlakte vandaglichtopeningen.BouwbesluitHet Bouwbesluit is in 1992 in werking getreden. Als AlgemeneMaatregel van Bestuur regelt het krachtens de Woningwet de techni-sche voorschriften op het gebied van (brand)veiligheid, gezondheiden energiezuinigheid van woningen en andere gebouwen. HetBouwbesluit verwijst naar normen, die daarmee een onderdeelworden van de wettelijke bouwregelgeving. Zo worden eisen gesteldmet betrekking tot de daglichttoetreding.Tegenover het aanvankelijke uitgangspunt van de norm, onderscheidte maken tussen woonkamer, keuken en andere kamers wordt in hetBouwbesluit een eis gesteld aan de equivalente daglichtoppervlaktevan 10% voor de lege, niet met wanden ingevulde ruimte. Dit geldtper etage, waarbij voor elke in te vullen onderverdeling een glas-oppervlak wordt vereist van tenminste 0,5 m2 per verblijfsruimte.

43


45/51

44

Verder maakt het Bouwbesluit onderscheid tussen belemmeringenvoor de lichtopening op eigen terrein en belemmeringen daarbuiten.Alleen de belemmeringen op eigen terrein kunnen leiden tot correctie(vergroting) van het glasoppervlak, terwijl belemmeringen teweeggebracht door bebouwing daarbuiten niet in rekening worden ge-bracht.De normcommissie kon daarin niet meegaan, omdat tenslotte eenbelemmering zonder meer kan werken als onderschepper van hetdaglicht. Wanneer hier tegenover geen verantwoordelijke stedebouw-kundige bepalingen komen te staan inzake maximaal toelaatbarebelemmeringshoeken, kan dit leiden tot een ongewenste dichtheidvan de bebouwing.Samenvattend ziet de eis uit het Bouwbesluit, waarin wordt verwezennaar de NEN 2057 er als volgt uit.Het equivalente daglichtoppervlak wordt met de volgende formuleberekend:Ac = Ad x Cb x CuAc = de equivalente daglichtoppervlakteAd = de doorlaat van een daglichtopening waarbij rekening is

gehouden met eventuele overstekkenCb = de belemmeringsfactor, deze wordt gebruikt om de invloed teverdisconteren van overstekken, overstaande belemmeringenen aanbouwen die de toetreding van daglicht beperken:(alleen belemmeringen op eigen terrein worden in rekeninggebracht)

Cu= de uitwendige reductiefactor welke een rol speelt in dedaglichttoetreding die plaatsvindt via een andere ruimte, zoalsbijvoorbeeld een serre

Voor het bepalen van Cb en Cu moeten eerst twee andere factorenworden bepaald, namelijk alpha en bta. Via een tabel kunnen dande waarden voor Cb en Cu worden afgelezen.


46/51

bovenkant vande doorlaat

- _ _ _ _ _ - . : I < . . . . _ . . . . . . . : : . ~ + + ~ , , _ _ - - onderkant vande doorlaat tenbe lemmering projectievlak -----:)I minste 0,6 m

Belemmeringshoek a voor een belemmering bij een verticale daglichtopening

belemmering

projectievlaklAls de belemmeringen niet overal even hoog zijn , wordta bepaald als gemiddelde van de belemmeringshoekbinnen de zes deel hoeken van 100

lDe hoek waarbinnen belemmeringen in aanmerkingworden genomen bij de bepaling van de belemmeringsfactor

Ioverstek "- I bovenkant vande doorlaat

midden tussen bov enkonderkant van de doo

onderkant vande doorlaat

ant enrlaal

projee lie vl ak l ten minste 0,6 mIBelemmeringshoek voor een overstek bij eenverticale daglichtopening

Voor verdere studie en de toepassing wordt verwezen naar de normNEN 2057, uitgave 1991 en paragraaf 5 uit het Bouwbesluit"Daglichttoetreding" .

45


47/51

46

ArbeidsomstandighedenwetReeds in dertiger jaren verscheen de "Veiligheidswet 1934". Aanpassing aan de eisen van de tijd deden de Arbeidsomstandighedenwet(ARBO-wet) ontstaan. In 1994 verscheen een gewijzigde versie en in1998 is een ontwerp-ARBO-wet in behandeling genomen.Een van de doelstellingen van de wet is, de arbeid te "humaniseren".De Arbeidsomstandighedenwet reikt verder dan aspecten van veiligheid en gezondheid voor de werknemer in zijn arbeidsomgeving.Doelstelling is ook "het geestelijk en lichamelijk welzijn van de(individuele) werkende mens te bevorderen, waardoor een gunstigarbeidsklimaat kan worden verkregen".Bij Algemene Maatregel van Bestuur is per juli 1997 het Arbeidsomstandighedenbesluit van kracht geworden.Het doel hiervan is de uniforme handhaving van de ARBO-wet tebevorderen, gecontroleerd door de Arbeidsinspectie. Wij beperkenons hier door een gedeelte weer te geven van het hoofdstuk dathandelt over verlichting.Arbeidsomstandighedenbeslu itHoofdstuk 6, Fysische factoren, afdeling 2 verlichting.Artikel 6.3 Daglicht en kunstlicht1. Arbeidsplaatsen en de directe toegangen daartoe zijn gedurendede aanwezigheid van werknemers door daglicht, door kunstlicht of

door beide voldoende en doelmatig verlicht.2. Het kunstlicht is zodanig aangebracht dat gevaar voor ongevallen

is voorkomen.3. De voor kunstlicht gebruikte kleur mag de waarneming van de

veiligheids- en gezondheidssignalering, bepaald bij of krachtensafdeling 2 van hoofdstuk 8, niet wijzigen of benvloeden.

Artikel 6.4 Daglicht1. In een uitwendige scheidingsconstructie van een besloten ruimte

waar overdag door iemand gemiddeld meer dan twee uur arbeidwordt verricht, zijn doorzichtige lichtopeningen aangebrachtwaardoor daglicht kan toetreden. Het gezamenlijk oppervlak vande lichtopeningen bedraagt tenminste 1/20 van het vloeroppervlakvan die ruimte

2. De lichtopeningen mogen zich ook bevinden in de inwendigescheidingsconstructie van de besloten ruimte, voorzover deconstructie niet de scheiding vormt met een andere beslotenruimte als bedoeld in het eerste lid of met een ruimte als bedoeld


48/51

in hoofdstuk 3, afdeling 1, paragraaf 5. (Bedoeld zijnontspanningsruimten, nachtverblijven, kleedruimten, wasgelegenheden en doucheruimten, toiletten, eerste-hulp posten).

3. Het eerste of tweede lid geldt niet indien daaraan redelijkerwijsniet kan worden voldaan. In dat geval wordt het vereiste minimum oppervlak aan lichtopeningen zo dicht mogelijk benaderd.

At1ike/6.5 Weren van zonlichtIn een besloten ruimte waar arbeid wordt verricht kan rechtstreeksinvallend zonlicht worden geweerd.ArbobeleidsregelsDe Arbobeleidsregels verwijzen naar normen op het betreffendegebied. In principe wordt voldaan aan de eisen, gesteld in hetArbeidsomstandighedenbesluit indien de aanbevelingen in de normworden gevolgd.Op het gebied van de (kunst)verlichting wordt verwacht, zich tebaseren op de NEN 3087 "Visuele ergonomie in relatie tot verlichting- principes en toepassingen", 2e druk, september 1997.Voor verdere informatie wordt verwezen naar de publicatie"Arbeidsomstandighedenwet (ARBO-wet) 1994"

47


49/51

Aantekeningen

------- - - - -...._. __ .. . _ _-_ ._.._.._...- ....- ....._.........._.._._ ........._ ._ .._........_................._........._........... ... _ . ~

.._._ ...._-_ ...._--_._--- - ._-_ ._---

48


50/51

Computerprogramma's voordag lichtberekeningIn de afgelopen jaren is een ontwikkeling te zien op het gebied vancomputerprogramma's voor daglichtberekeningen. Deze zijn in hetalgemeen gebaseerd op het werken met de ons bekende standaardbedekte hemel.De rekenmethodes berusten op de combinatie vanhet directe aandeel van de zichtbare hemel (hemelcomponent) enhet gereflecteerde aandeel (interne reflectiecomponent). Uit vergelij-kend onderzoek tussen een aantal programma's blijkt dat de resulta-ten redelijk overeenkomen voor een eenvoudige rechthoekige ruimtemet een raam in een wand en lage of gemiddelde reflectiefactoren.Bij extreem hoge reflecties van wanden, vloer en plafond (een "witteruimte") kunnen opmerkelijke verschillen optreden in de reken-resultaten. Dit heeft te maken met het feit dat voor de berekening vanhet indirecte aandeel verschillende rekenalgoritmen worden gebruikt.De tot nu toe gangbare programma's zijn evaluatiemethoden: menontwerpt een lichtopening en gaat na of dit aan de gestelde voor-waarden voldoet.Een internationale ontwikkeling is het zoeken naar een nieuweklasse van programma's die een directe hulp vormen bij het ontwer-pen: men stelt eisen aan het daglicht en het programma geeft moge-lijke oplossingen voor plaats en afmetingen van de lichtopeningen.De programma's kunnen bijvoorbeeld worden gentegreerd metautocad.Wie meer wil weten over computerprogramma's op het gebied vandagverlichting kan terecht bij de verschillende multimedia.Zo is er een programma, waarin de relatie wordt gelegd tussenraamvorm, raamplaatsing en lichtverdeling, op Internet te vinden, datis ontwikkeld op de faculteit Bouwkunde van de TUE, onder:bf.fago.bwk.tue.nl/daylight

49


51/51

Aanbevolen literatuurAtrium Buildings - Development andDesignRichard SaxonThe Architectural Press, London (19862nd edition)Daylighting Design and AnalysesClaude L. RobbinsVan Nostrand Reinhold Co., New Vork(1986)Concepts and Practice ol architecturalDaylightingFuller MooreVan Nostrand Reinhold Co., New Vork(1991 )Sunlighting as lormgiver lor architectureWilliam M.C. LamVan Nostrand Reinhold Co., New Vork(1986)Simulating Daylight with architecturalModelsMarc Schiler e.a.DMMA/Schiler, Los AngelesTageslicht & ArchitektuurDagmar Becker EpstenVerlag C.F. Mller, Karlsruhe (1986)

Het simuleren van daglichtChrista van Santen, ir. A.J . HansenFaculteit der Bouwkunde, Delft (1989)Windows and EnvironmentPilkington Brothers Limited (1969)DaylightingR.G. Hopkinson e.d.Heinemann , London (1966)Principles ol Natural LightingJA LynesElsevier, Amsterdam (1968)Daylight in ArchitectureBenjamin H. EvansArchitectural Record Books, (1981)Mc Graw-Hill Book Company, USAZichtbaar maken van schaduwpatronenChrista van Santen, ir. A.J. HansenFaculteit der Bouwkunde, Delft (1989)Daglicht Kunstlicht, een leidraadChrista van Santen, ir. A.J. HansenDelft University Press (1989)Daylight Performance ol BuildingJames + James (1999)

Dagverlichting

Documents

Transcript of Dagverlichting