ДЕННЕ СВІТЛО
Денне світло завжди різне. Світанок, залитий червоним, відбиття похмурого неба або грудневе сонце, що низько висить над горизонтом. Усе це впливає на різноманітність освітлення в будинку і важливо при плануванні місць розташування та розподілення вікон. У цьому розділі ми розглянемо властивості денного освітлення та наведемо низку архітектурних зразків, які показують, як відкритість будинку до навколишнього світу змінює уявлення про життя в приміщенні.
«ВНУТРІШНЄ ОСВІТЛЕННЯ ЧАСТО СПРОЄКТОВАНО У ТАКИЙ СПОСІБ, ЩО ЗАВЖДИ ЗАЛИШАЄТЬСЯ ОДНАКОВИМ, РЕТЕЛЬНО КОНТРОЛЮЄТЬСЯ З МЕТОЮ ОПТИМАЛЬНОЇ ІЛЮЗІЇ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЦІЛЬОВИХ ЗАВДАНЬ ТА ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ, І ТАКІ УМОВИ ВІДДАЛЯЮТЬ НАС ВІД ВАРІАТИВНОСТІ ПРИРОДНОГО СВІТУ»
Лора Джонстон, художниця, тимчасово працює в Даремському університеті.
ДЕННЕ СВІТЛО НАЙСИЛЬНІШЕ УГОРІ
Завдяки тому, що світло від неба має більш безпосередній вплив у порівнянні з відбитим боковим світлом, отвори в даху завжди будуть пропускати в будинок більше світла, ніж отвори у фасаді. Пряме порівняння показує, що мансардні вікна забезпечують у два рази більше денного світла, ніж фасадні вікна аналогічного розміру, та в три рази більше, ніж дормери (Джонсен та ін., 2006).
Пряме та відбите денне світло
Інтенсивність прямого сонячного світла може перевищувати 100 000 люкс при досягненні поверхні землі. Інтенсивність світла, що розсіюється хмарами, може досягати 10–30 000 люкс. Світло, відбите від землі та навколишніх матеріалів, часто забезпечує 15 % і більше денного світла для фасаду будівлі.
ДЕННЕ СВІТЛО МОЖЕ ЗАБЕЗПЕЧИТИ БАЛАНС У БУДІВЛІ
На самому початку будівництва екологічно чистих споруд енергоефективність була пов'язана з максимально можливим зниженням значення коефіцієнта теплопередачі. Як наслідок, будівлі проєктувалися з дуже невеликою кількістю вікон, а часто взагалі не мали вікон на північну сторону. Нині доведено, що обігрівання сонцем за рахунок утримання інфрачервоного випромінювання може слугувати потужним джерелом енергії. Використання сонячного нагрівання як опалювального механізму перетворює велику кількість вікон на ефективний інструмент для створення яскравого, але збалансованого з погляду енергоспоживання інтер'єру.
Енергетичний баланс
Енергетичний баланс описує рівновагу між сонячним нагріванням та втратою тепла. Енергетичний баланс розраховується як сума корисного сонячного нагрівання, що надходить через вікно впродовж опалювального сезону, за вирахуванням втрат тепла. Енергетичний баланс є точнішим способом опису енергетичних показників вікна, ніж саме лише значення коефіцієнта теплопередачі, оскільки енергетичний баланс охоплює як втрату тепла, так і сонячне нагрівання, що дозволяє поглянути на ситуацію в цілому.
Енергоефективність
Енергоефективність дотична до загального річного споживання енергії в будівлі (крім побутових приладів та іншого електрообладнання). Це значення часто виражається у кВт⋅г на рік на м² опалюваної площі (кВт⋅г/м²). Що нижче значення, тим краще. Його можна використовувати для визначення різниці між двома варіантами, наприклад, впливу більшої чи меншої кількості вікон VELUX на даху на ефективність. Розрахунки можуть проводитися за допомогою інструментів динамічного моделювання, наприклад, VELUX Energy та Indoor Climate Visualizer.
Енергія та денне світло
Завдяки значному припливу енергії, яку випромінює південне небо, вікна, що виходять на південь, забезпечують максимальний коефіцієнт сонячного нагрівання. Але належні умови денного освітлення в будинку залежать від збалансованості планування вікон, що має містити значну кількість віконних отворів, які виходять на схід, захід та північ.
ПРИКЛАД
«Будинок для життя», будинок для однієї сім'ї, Орхус, Данія
Архітектор: aart
Великий фасадний віконний отвір забезпечує безперервний вид назовні. Вікна на даху, встановлені поруч з обома фронтонами, забезпечують яскраве сонячне освітлення з раннього ранку до пізнього вечора, а також велику кількість м'якого відбитого світла в центральних частинах будівлі.
ГЛИБОКИМ КІМНАТАМ ЧАСТО НЕ ВИСТАЧАЄ ДЕННОГО СВІТЛА
Оскільки бічне денне освітлення є лише одним з видів освітлення, одноповерхові будівлі з плоскими дахами та глибокими кімнатами часто не можуть забезпечити природне освітлення в кожному куточку кімнати. Отвори в даху будуть направляти більше денного світла до центральних кімнат та інших затемнених зон.
Втричі інтенсивніше денне світло
Залежно від розміру, кількості та розташування вікна на даху забезпечують у два рази більше денного світла в приміщеннях з похилим дахом і в три рази більше — у будинках з плоским дахом, порівняно з фасадними вікнами.
У гармонії з природою
Якщо фасадні вікна єднають нас з навколишнім пейзажем, вікна на даху роблять нас ближчими до неба. Там може й не бути на що дивитися, але людський організм реагує на це відчуття. Контакт із зовнішнім середовищем проживання, незалежно від конкретного візуального змісту, є важливим психологічним аспектом, пов'язаним з денним освітленням (Роббінс, 1986). Вікна надають інформацію про орієнтацію, дозволяють простежити за змінами погоди і часу впродовж усього дня.
ПРИКЛАД
Приватний будинок для однієї сім'ї, Сількеборг, Данія
Приміщення, освітлені денним світлом, забезпечують привабливіші та безпечніші умови життя, а також кращі умови освітлення, порівняно зі штучним освітленням.
Природне освітлення над сходовим майданчиком допомагає розподілити світло по декількох поверхах та дозволяє мешканцям користуватись добре освітленними сходами
ДЕННЕ СВІТЛО СТИМУЛЮЄ НАШІ ВІДЧУТТЯ
Порівняно зі штучним освітленням, денне світло характеризується найвищим рівнем освітлення, необхідним для підтримки біологічних функцій (Гетевей та ін., 1992). Світло, важливе для нашого добового біоритму (C(λ)), відрізняється від світла, яке ми використовуємо для візуальної орієнтації (V(λ)). Причиною є спектральна різниця в чутливості до світла окремих фоторецепторів (спектр).
Наразі ще не створено електричних джерел світла, що імітують зміну світлового спектра, яка відбувається в денний час (Бойс та ін., 2003).
На малюнках показана реакція системи добового біоритму та зорової системи на світло, спектральний склад джерела світла від світлодіода та денного світла. Система добового біоритму (C(λ)) найбільш чутлива до впливу області хвиль довжиною від 446 до 488 нм, тоді як зорова система (V(λ)) найбільш чутлива до впливу хвиль довжиною близько 555 нм. Спектральний склад денного світла показує, що воно дуже різноманітне за впливом на добовий біоритм, а також найяскравіше у той час дня, який найважливіший для цих процесів. Крім того, денне світло є набагато більш енергоефективним, забезпечуючи необхідний рівень освітлення, порівняно зі звичайними джерелами електричного світла.
«ОЧЕВИДНО, ЩО КЛІМАТ У ПРИМІЩЕННІ З СЕРЕДНІМ КОЕФІЦІЄНТОМ ПРИРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯ БІЛЬШЕ 5 % (ЯК У БУДИНКАХ ВІД CARBONLIGHT) СТВОРЮЄ СЕРЕДОВИЩЕ, ЩО ПІДНІМАЄ НАСТРІЙ ТА ПІДТРИМУЄ ЕМОЦІЙНЕ ЗДОРОВ’Я МЕШКАНЦІВ»
Бенджамін Дербішир, керуючий партнер компанії HTA Design LLP
Центральний коридор з елегантним сходовим майданчиком, що проходить через будівлю, допомагає розподілити денне світло на три поверхи. Відбите денне світло перетворює пряме сонячне світло в рівномірно розподілене освітлення. Розсіяне світло значно м'якше та ефективніше, ніж внутрішнє освітлення.
ВИД НАЗОВНІ ЗМІНЮЄ ПРОСТІР ВСЕРЕДИНІ
Коли ви відкриєте свій інтер’єр небу та навколишньому пейзажу, сприйняття приміщення повністю зміниться. Замість кімнати-коробки внутрішній простір раптово стає виходом назовні — місцем, де багато денного світла, простору та відчувається близькість до природи.
Дослідження вимагають гарного краєвиду
Численні дослідження доводять вплив підтримки візуального зв'язку із зовнішнім середовищем. Вид, який створюють шари неба, місто або ландшафт, а також поверхня землі, може зняти почуття монотонності та допомогти позбутися відчуття закритості (Бойс та ін., 2003).
Природні пейзажі можуть позитивно впливати на самопочуття людей (Каплан, 2001), покращувати здоров'я (Каплан, 1993), підвищувати задоволеність навколишнім середовищем (Ньюшем та ін., 2009), покращувати настрій (Грінді та Гріндаль Патіл, 2009), усувати проблеми зі здоров'ям (Heschong Mahone Group, 2003), підвищувати задоволеність роботою та сприяти відновленню пацієнтів, які перенесли хірургічні операції (Ульріх, 1984) і стресові стани (Ульріх та ін., 1991), а також впливати на вподобання у виборі місця для роботи чи відпочинку (Ван та Бубекрі, 2010, 2011).
Відчуття простору
Будинки з плоским дахом часто вирізняються стелями з відносно великою площею. При обмеженому доступі до денного світла інтер'єр у багатьох випадках набуває вигляду печери через великі ділянки неосвітлених та похмурих поверхонь. Відкриття стелі зруйнує монотонну структуру яскравими стовпами денного світла та створить нове відчуття глибини простору в будівлі.
«ОСКІЛЬКИ ОРГАНИ ЧУТТЯ ЛЮДИНИ ОТРИМУЮТЬ БЛИЗЬКО 80 % ІНФОРМАЦІЇ ЧЕРЕЗ ОЧІ, ВІЗУАЛЬНЕ ЗАДОВОЛЕННЯ Й ОРІЄНТУВАННЯ НА УНІКАЛЬНІ АРХІТЕКТУРНІ РІШЕННЯ ЩОДО ДЕННОГО СВІТЛА У ВІДПОВІДНОМУ КОНТЕКСТІ МОЖУТЬ ДОДАТИ ПРИРОДНОГО КОЛОРИТУ БУДІВЛЯМ, СТВОРЕНИМ ЛЮДИНОЮ»
Вернер Остерхаус, архітектор та професор з дослідження дизайну світла інженерного факультету Орхуського університету, Данія.
НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ВПЛИВАЄ НА ДЕННЕ ОСВІТЛЕННЯ ТА ВИД
Зовнішні відображення та перешкоди від навколишніх елементів на ділянці біля будинку (будівлі, рослинність, поверхня землі тощо) будуть впливати на кількість денного світла, що потрапляє всередину будівлі.
Мансардні вікна та зенітні вікна, як правило, менш чутливі до впливу перешкод і забезпечують ширший вид на небо, ніж фасадні вікна
Важливість периферійного зору для відчуття простору
Проєктування часто зосереджено на тому, як створити умови освітлення, що дозволяють вирішувати прості візуальні завдання та відповідають індивідуальним потребам. Однак важливо пам'ятати як про центральний (освітлення об'єкта), так і про периферійний (освітлення навколишнього середовища) зір
Периферійний зір дає уявлення про навколишнє середовище — розміри простору та форму, обстановку, матеріали та розподіл світла. На етапах проєктування цього можна досягти шляхом правильного розміщення та вибору розміру вікон, які створюють оптимальний баланс між інтенсивністю світла, його розташуванням та напрямком.
