Dagslys i bygninger Jonny Nersveen Frsteamanuensis HIG Innhold

Dagslys i bygninger Jonny Nersveen Førsteamanuensis HIG

Innhold • • • Tønna mi Dagslysets betydning Lystekniske termer Solvinklene, geografisk beliggenhet Dagslysfaktoren og dens komponenter Beregning av dagslysfaktoren og gjennomsnittlig dagslysfaktor Strålingsenergi fra solen Utnyttelse av dagslys for å spare energi Ulike måter å distribuere dagslys Solskjermingsteknikker, solfaktoren

Tønna mi For mennesket er lys kommunikasjon: Visuelt handler det om å se Hormonelt handler det om naturens livgivende rytme

Tema uke 34 Introduksjon Dagslysets betydning

Dagslysets betydning • I tillegg til å gi oss varme, påvirker dagslyset en rekke hormoner i kroppen vår. Søvnhormonet melatonin styres direkte av dagslys, men en rekke andre hormoner har også sterk kopling til dagslysets rytme. I dag vet vi at mennesket er helt avhengig av dagslyset av helsemessige grunner. Dagslyst skal derfor alltid være vår primære lyskilde. Den elektriske belysningen skal bare være et tilskudd når dagslyset ikke er tilstrekkelig.

Tema uke 36 Lystekniske termer

Lystekniske termer • • • Stråling og lys Lysfluks Lysstyrke Belysningsstyrke Luminans Refleksjonsfaktoren Ulike refleksjonsforhold Noen lystekniske sammenhenger Luminanskontrast ved diffus refleksjon

Stråling og lys Elektromagnetisk stråling er en energistrøm i form av fotoner som strømmer ut av en kilde med lysets hastighet. Elektromagnetisk stråling kan beskrives som en bølgeform bestående av et magnetisk felt og et elektrisk felt. Egenskapene ved elektromagnetisk stråling varierer med bølgelengden, der synlig lys befinner seg i bølgelengdeområdet 400 – 700 nanometer.

Lysfluksen er en integrasjon over den elektromagnetiske stråling fra strålingskilden multiplisert med øyets følsomhetskurve for dagsyn. Den måles i lumen. = lyskildens totale lysfluks e = lyskildens strålingsfluks V( ) = øyets følsomhet for lys som funksjon av bølgelengden . Lysfluksen måler den totale lysmengde som kommer ut av en lyskilde.

Lysstyrke Lysfluksen forteller oss hvor mye lys som totalt kommer ut av en lyskilde. Lysstyrken er er mål på hvor mye lys som kommer ut av lyskilden per romvinkel i en gitt retning. Den måles i candela (cd). I = lysstyrken i retning = lyskilden eller armaturens totale lysfluks = romvinkelen

Belysningsstyrken er lysfluksen som treffer vinkelrett på en flate per m 2. Hvis lysfluksen treffer arealet med vinkelen , må denne korrigeres for ved å multiplisere inn cosinus( ). Belysningsstyrken er et mål på mengde lys som treffer normalt på en flate og måles i lux. E= belysningsstyrken vinkelrett på flaten. A = lysfluksen som treffer vinkelrett på flaten. A= flatens areal. = vinkelen mellom loddlinjen og lysets retning mot flaten.

Luminansen er lysstyrken som stråler ut av flaten, i retning v, per flateenhet. Luminansen er et slags mål på en flates lyshet og måles i cd/m 2 Hvis lyset som stråler ut av flaten følger 2. cosinuslov (enten diffust reflekterende eller transparent diffust), blir lysstyrken: Iv = I·cosinus(v) Ih = lysstyrken som kommer normalt ut av flaten Iv = lysstyrken i retning v A= flatens totale areal

Refleksjonsfaktoren • Refleksjonsfaktoren er definert som forholdet mellom reflektert lysfluks ut av flaten og lysfluksen som treffer flaten

Ulike refleksjonsforhold Diffus refleksjon (Lamberts lov) • Refleksjon kan være speilende, diffus eller en blanding Ideelt speilende refleksjon Blandet refleksjon

Eksempler på luminanser Luminansen måles i cd/m 2 og er et mål på en flates lyshet

Noen lystekniske sammenhenger Almenngyldig Romvinkel i steradianer Belysningsstyrken fra en punktformet lyskilde Ved diffus refleksjon Belysningsstyrken fra en flate med jevn luminans Luminansen på en flate som belyses med belysningsstyrken E

Luminanskontrast Kontrasten er luminansforskjellen mellom objektluminans og bakgrunnsluminansen dividert med bakgrunnsluminansen. C = kontrast Lo = objektluminansen Lb = bakgrunnsluminansen Lb Lo

Luminanskontrast ved diffus refleksjon Ved diffus refleksjon er luminansen: Lb Lo Der: L=luminansen I cd/m 2 =refleksjonsfaktoren E=belysningsstyrken objektet belyses med I lux. Da kan kontrasten C omskrives til:

Øyets oppbygning Øyet er forsynt med to typer sanseceller: • Tapper, som kan oppfatte farger og som er i virksomhet når øyet er lysadaptert. • Staver, som ikke oppfatter farger. Stavene er i funksjon både ved lysadaptert og mørkadaptert øye.

Adaptasjon Fra mørkt til lyst Fra lyst til mørkt

Blending • Det skilles mellom to former for blending: – Ubehagsblending – Synsnedsettende blending • Hvis blending forekommer, vil alltid begge formene eksistere, selv om en ofte er dominerende. Derfor er det en rekke land som ikke skiller på formen for blending. • Ubehagsblending er mest forekommende i innendørsbelysning, mens synsnedsettende blending er mest forekommende i utendørsbelysning, vegbelysning og ved nødbelysning

Ubehagsblending • Ubehagsblending eller psykologisk blending er en blendingsform som skaper ubehag, distrahering, i noen tilfeller smerte i øyemuskulaturen. • Indirekte plager kan være hodepine, smerter i nakke, etc. , grunnet anspenthet • Den fysiologiske årsaken til ubehagsblending er ikke kjent i detalj, men parametrene som bidrar til fenomenet er: – Armaturluminansen, adaptasjons- eller bakgrunnsluminansen, lyskildens areal og lyskildens posisjon i synsfeltet.

Ubehagsblending, forts. • Ubehagsblending kan ikke måles med et enkelt måleinstrument, men kan beregnes etter formelen: Hvor · La=blendingskildens luminans · = romvinkelen blendingskilden sees under · P = posisjonsindeks som avhenger av hvor i synsfeltet blendingskilden befinner seg · Ev = vertikal belysningsstyrke i synsretningen

Ubehagsblending, forts • Graden av ubehagsblending måles i forhold til skalaen: – – 10 16 22 28 Grense for merkbarhet Grense for akseptabelhet Grense for ukomfortabelhet Grense for uakseptabelhet • Grenseverdiene er basert på at synsretningen er horisontal. Ved fastsettelse av krav, tas det hensyn til om synsretningen avviker fra horisontalen og betydningen av å bli forstyrret

Synsnedsettende blending Synsnedsettende oppstår når lyset fra en blendingskilde enten kommer inn i øyet via hornhinna, eller at lyset reflekterer fra en perifer del av netthinna, reflekterer tilbake og legger som en sløringsluminans over avbildingen av objektet på netthinna. Sløringsluminansen beregnes ved: Ny kontrast beregnes ved Hvor: Lv= sløringsluminansen = vinkelen mellom linjen blendingskilde og synsretningen E’ = belysningsstyrken i synsretningen