Współczynnik światła dziennego
W architekturze współczynnik światła dziennego (DF) to stosunek poziomu światła wewnątrz konstrukcji do poziomu światła na zewnątrz konstrukcji. Jest zdefiniowany jako:
- DF = (Ei / Eo) x 100%
gdzie Ei = natężenie oświetlenia spowodowane światłem dziennym w punkcie na wewnętrznej płaszczyźnie roboczej, Eo = jednoczesne natężenie oświetlenia zewnętrznego na płaszczyźnie poziomej z niezakłóconej półkuli zachmurzonego nieba.
Aby obliczyć Ei , trzeba znać ilość światła zewnętrznego wpadającego do wnętrza budynku. Światło może dotrzeć do pomieszczenia przez przeszklone okno, świetlik dachowy lub inny otwór trzema drogami:
- Bezpośrednie światło z skrawka nieba widocznego w rozważanym punkcie, znanego jako składowa nieba ( SC ),
- Światło odbite od powierzchni zewnętrznej, a następnie docierające do rozważanego punktu, znanego jako element odbity zewnętrznie ( ERC ),
- Światło wpadające przez okno, ale docierające do punktu dopiero po odbiciu od powierzchni wewnętrznej, znanej jako składowa odbita wewnętrznie ( IRC ).
Suma trzech składowych daje poziom natężenia oświetlenia (zwykle mierzony w luksach ) w rozważanym punkcie:
- Natężenie oświetlenia = SC + ERC + IRC
Współczynnik światła dziennego można poprawić, zwiększając SC (na przykład umieszczając okno, aby „widziało” więcej nieba niż sąsiednie budynki), zwiększając ERC (na przykład malując otaczające budynki na biało), zwiększając IRC (na przykład używając światła kolory powierzchni pomieszczeń). W większości pokoi sufit i podłoga mają stały kolor, a większość ścian pokrywają meble. Daje to mniejszą elastyczność w zmianie współczynnika światła dziennego poprzez stosowanie różnych kolorów ścian, niż można by się spodziewać, co oznacza, że zmiana SC jest często kluczem do dobrego projektu światła dziennego.
Architekci i inżynierowie wykorzystują czynniki światła dziennego w architekturze i projektowaniu budynków, aby ocenić wewnętrzne poziomy naturalnego oświetlenia postrzeganego na płaszczyznach roboczych lub powierzchniach. Wykorzystują te informacje do określenia, czy światło jest wystarczające dla mieszkańców do wykonywania normalnych czynności. Dzień projektowy do obliczeń współczynnika światła dziennego jest oparty na standardowym zachmurzonym niebie CIE dla dnia 21 września o godzinie 12:00, przy otoczenia gruntu wynoszącym 11921 luksów. CIE to Commission Internationale de l´Eclairage lub Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia .
Obliczanie współczynników światła dziennego wymaga skomplikowanych powtórzeń obliczeń, dlatego zazwyczaj przeprowadza się je przy użyciu złożonego oprogramowania, takiego jak Radiance . Jest to zestaw narzędzi do przeprowadzania symulacji oświetlenia , który obejmuje renderer , a także wiele innych narzędzi do pomiaru symulowanych poziomów światła. Wykorzystuje ray tracing do wykonywania wszystkich obliczeń oświetlenia. Jedną z wad wielu z tych obliczeń jest to, że często są one wykonywane bez draperii lub mebli przy ścianach. Może to prowadzić do wyższych przewidywań współczynnika światła dziennego niż jest to prawidłowe.
Aby ocenić wpływ złego lub dobrego współczynnika światła dziennego, można porównać wyniki dla danego obliczenia z opublikowanymi wytycznymi projektowymi. W Wielkiej Brytanii prawdopodobnie będzie to CIBSE Lighting Guide 10 (LG10-1999), który zasadniczo dzieli średnie czynniki światła dziennego na następujące kategorie:
- Poniżej 2 – Niedostatecznie oświetlone – sztuczne oświetlenie jest wymagane przez cały czas
- Powyżej 5 – Dobrze oświetlone – sztuczne oświetlenie na ogół nie jest wymagane, z wyjątkiem świtu i zmierzchu – ale odblaski i nasłonecznienie mogą powodować problemy