Dagslysets kvaliteter og karakteristika

Dagslys i en geografisk kontekst

Dagslyset i en bygning er fuldstændig afhængigt af udendørs lysniveauer og af den retning, hvorfra sollyset kommer.

Dagslysdesign handler både om optimal udnyttelse af den del af solens energi, der omsættes til lys, og om at kontrollere, hvordan de forskellige kvalitative facetter af denne energi kan spille sammen med de brugernes behov, arkitektoniske elementer og overflader i rum, bygninger og omgivelser. Forståelse for alle aspekter er en afgørende forudsætning for godt dagslysdesign.

 

dl-10-50-10-højdevinkel-low.jpg

Højdevinklen måles fra midten af vinduet i et aktuelt rum til overkanten af den modstående bygning. Figur: DCL.

 

For næsten alle breddegrader gælder det, at solens højdevinkel (altitude) er størst om sommeren, mindst om vinteren og midt i mellem om foråret og om efteråret. I kombination med de kortere vinterdage, resulterer dette i en tilsyneladende hurtigere bevægelse af solen henover horisonten om vinteren og en tilsyneladende langsommere bevægelse om sommeren

En undtagelse er området mellem ækvator og Krebsens Vendekreds (23.5° N) og mellem ækvator og Stenbukkens Vendekreds (23.5° S). Ved ækvator står solen højst ved jævndøgn, mens den i de to vendekredse står højst ved sommersolhverv. Afhængig af et områdes breddegrad, står solen højst mellem jævndøgn og sommersolhverv.

Jo nærmere et område ligger på ækvator, jo højere er solens daglige maksimale højde på himlen. Højden varierer hen over året, og variationen er den samme for alle breddegrader, dog med undtagelse af de mest nordlige og sydlige breddegrader, hvor solen står over eller under horisonten i lange perioder. Dette påvirker ikke kun de udendørs lysniveauer, men har også udtalte effekter på design og effektivitet af solafskærmninger. (Stein and Reynolds, MEEB, Ch. 19)

 

dl-10-70-10-solens-højdevinkel-high.jpg 

Solens position ved forskellige breddegrader. Figur: DCL, source: Aladar Olgyay and Victor Olgyay (1957), Solar Control and Shading Devices.

 

Ved vurdering af en bygnings orientering, eksponering og skyggevinkler er det vigtigt at tage højde for solens horisontale vinkel (azimuth), som udelukkende er bestemt af tidspunktet på dagen. I det horisontale plan (azimuth) ændrer solens position i forhold til jorden sig 15 grader i timen og 360 grader på en hel dag.

 

dl-10-70-20-dcl-source-olgyay-solopgang-ved-forskellige-breddegrader-high.jpg

Solopgangsvinkel for forskellige breddegrader. Figur: DCL, source: Aladar Olgyay and Victor Olgyay (1957), Solar Control and Shading Devices.

 

Det regionale dagslysklima
Den såkaldte skydækkefaktor kan, i modsætning til solens position, kun forudsiges statistisk på baggrund af udvidede vejrdataobservationer for det enkelte område.

Den tredje faktor, nemlig det lokale terræn og bygninger, som enten reducerer dagslysmængden ved at skygge eller øger den ved refleksion, er så speciel og individuel, at den må behandles fra sag til sag.

Direkte sollys belyser en overflade vinkelret på dens egen retning med ca. 5.000 til 100.000 lux, afhængig af tidspunkt på dagen og årstid. Det regionale dagslysklima afhænger først og fremmest af stedets breddegrad og af skydækket. Atmosfæriske forhold som forurening og reflekteret dagslys fra det omgivende miljø påvirker også dagslysklimaet på en mere lokal skala.

Typiske anbefalede indendørs belysningsniveauer spænder fra 50 til 2.000 lux afhængig af hvad, der skal belyses.  Til mange formål er direkte sollys ikke ønskværdigt og kan forårsage store luminansforskelle og skabe generende blænding.

 

Vejrforhold

Belysningsstyrke

(ftcd)

(lux)

Solskin

10.000

107.257

Fuldt dagslys

1.000

10.725

Overskyet dag

100

1.075

Meget mørk dag

10

107

Tusmørke

1

10,8

Dybt tusmørke

0,1

1,08

Fuldmåne

0,01

0,108

Kvartmåne

0,001

0,0108

Stjerneklart

0,0001

0,0011

Overskyet nat

0,00001

0,0001

Typiske belysningsstyrker ved forskellige vejrforhold. Tabellen oversætter mellem den amerikanske enhed for belysningsstyrke ftcd (footcandle) og lux.
Oversat fra www.engineeringtoolbox.com/light-level-rooms-d_708.html

 

Den udvendige horisontale belysningsstyrke direkte fra en overskyet himmel varierer med solens højde, uafhængig af azimuth. En formel, som er i god overensstemmelse med, hvad man kan måle, er givet af Krochmann (1963):   EH = 300 + 21.000 × sin (breddegrad)[lux]. (Ueber die horizontale Beleuchtungsstaerke der Tagesbeleuchtung, Krochmann, Juergen (1963), Lichttechnik, Vol. 15, No. 11)

Under CIE´s International Daylight Measurement Programme (IDMP) indsamlede forskere fra hele verden data fra dagslysvariationer udtrykt gennem globale og diffuse belysningsstyrkeværdier. Efterfølgende er disse data blevet statistisk behandlet, så de kan benyttes af dagslysdesignere.

Forskellige belysningsstyrkeniveauer fra himlen kan findes under samme sollysforhold, og, selv når skydækket er det samme, kan belysningen fra solen stige eller falde som følge af en forbigående uklarhed eller spredning af sollys i partikler. Baseret på 15 nye himmelstandarder har Kittler et al. (1999)  introduceret et forslag til en universel himmelmodel som dagslysreference, som er blevet godkendt af CIE (CIE, 2003). Det universelle dagslyssystem gør det muligt at sammenligne og karakterisere et dagslysklima på alle lokaliteter, enten ved at analysere målte data eller ved at simulere belysningsforhold ved at benytte de 15 himmelstandarder.

(Kittler, R., Perez, R., Darula, S. Universal models of reference daylight conditions based on new sky standards.  Proceedings of the 24th Session of the CIE, pp. 243-248, 1999.)

(Commission Internationale de l'Eclairage (CIE). Spatial distribution of daylight - CIE Standard.)

(General Sky. CIE Standard S 011/E:2003, CIE, Vienna, 2003.)

(Flere referencer vedr. beregning af horisontal belysningsstyrke ved forskellige himmeltyper kan ses i SBI-Anvisning 219, s.26-28.)

 

Relaterede emner: