Dokumentation af dagslysforhold

Forhold vedr. ubehagsblænding

Gennem årene er udviklet mange forskellige metoder til at undgå ubehagsblænding. Mens de fleste har fokus på at undgå blænding fra kunstlyskilder, er der også nogle få, der er specifikt rettet mod daglysforhold.

Når man vurderer ubehagsblænding, vurderer man som regel luminansen fra en blændingskilde mod baggrunden eller adaptationsluminansen. Størrelse og position af blændingskilden har også betydning og skal regnes med.

En perifer blændingskilde er mindre tilbøjelig til at skabe blændingsproblemer end en blændingskilde i nærheden af det centrale synsfelt.

Eksperter er enige om, at der ikke er nogen eksakt metode til at undgå ubehagsblænding i et dagsoplyst rum. De to hyppigst anvendte formler er Daylight Glare Index (DGI), primært udviklet af Hopkinson, og Daylight Glare Probability (DGP), udviklet af Wienold og Christoffersen. DGI lader til at være vel udbredt, men har alvorlige begrænsninger i forhold til konstruktionen af formler (f.eks. additiviteten af en blændingskilde) og forholdene, hvorunder den blev udviklet. DGP viser derimod et betydeligt potentiale. Yderligere undersøgelser af anvendeligheden af DGP-metoden i mange forskellige dagslysdesign er dog nødvendig.

Til sammenligning, f.eks. i forbindelse med prioriteringsanalyse af ubehagsblænding, har Osterhaus udviklet en luminansbaseret indikator, der benytter forholdet mellem gennemsnit og median for pixelluminansen henover et foto af typen High Dynamic Range Image (HDRI). Metoden kan anvendes direkte sammen med billeder taget med et CCD-kamera.

Daylight Glare Index (DGI)
Daylight Glare Index blev udviklet af Hopkinson på basis af undersøgelser af en række ensartede blændindskilder på det britiske Building Research Station og på Cornell University (Hopkinson 1963, Chauvel et al, 1982). De samlede forskningsresultater resulterede i en generel blændingsligning kendt som "Cornells formel". Først beregnes blændingen fra hver enkelt blædingskilde. Herefter lægges alle blændingsværdierne fra samtlige blændingskilder sammen til et samlet blændingsindeks.

 

formel-dl-40-10.png


hvor:

Ls: lyskildens luminans [cd/m²]

Lb: baggrundens middelluminans, beregnet uden lyskildens luminans [cd/m²]

ωs: den rumvinkel under hvilken beskueren ser blændingskilden [sr]

Ωs: den rumvinkel under hvilken beskueren ser blændingskilden, korrigeret for den position i synsfeltet vha. positionsindekset P [sr] (Guth 1963)

DGI er en empirisk modifikation af BRS-GI (Building Research Station Glare Index), der viser effekten af en stor lyskilde og dens baggrundsluminans på blændingsoplevelsen. Først forsøgte Hopkinsom at ændre på baggrundsluminansen, så den indgik som et vægtet gennemsnit proportionalt med dens tilsyneladende størrelse og dens luminans i synsfeltet. Den formel, som dette koncept medførte, passede imidlertid ikke med de eksperimentelle data og Hopkinson foretog derfor en ren empirisk korrektion i ligningens nævner.

Brugen af Cornells formel til bestemmelse af blænding forårsaget af dagslys har været accepteret siden 1960'erne og er rimeligt velunderbygget i forskning inden for hospitalsafdelinger og undervisningslokaler publiceret af Hopkinspn i de tidlige 1970'ere (Hopkinson 1971 and 1972). Undersøgelserne ser ud til at indikere, at mængden ubehagsblænding pga. dagslys (diffust lys) fra himlen set gennem et vindue kan forudsiges vha. et blændingsindeks baseret på Cornells formel. Der lader til at være større tolerance blandt iagttagere over for milde former for blænding fra himlen set gennem et vindue end overfor blænding fra kunstlyskilder af samme størrelse, selvom tolerancen ikke omfatter blænding af alvorlig grad (Chauvel et al. 1982). For at tage hensyn til denne dagslystolerance, er Cornells formel blevet lettere modificeret ved at tilføje variable, der beskriver den gennemsnitlige luminans fra himlen i dagslysåbningens plan (Robbins 1986).

Daylight Glare Probability (DGP)
Grundidéen i den nye DGP-formel er en ligning, som indeholder dels den vertikale belysningsstyrke der rammer øjet (som mål for øjets adaptationsniveau), dels den centrale sum af den term i CIE blændingsindekset, der vedrører selve blændingskilden og endelig empirisk tilpasning af nogle konstanter.  

Hopkinsons brug af baggrundsluminansen (Lb)som et mål for adaptationsniveauet er ikke velegnet, da store blændingskilder selv kan påvirke adaptationsniveauet. Derfor anvender DGP den lodrette belysningsstyrke på øjets plan (Ev) som mål for adaptationsniveauet. Dette understøttes af, at der opnås en noget højere korrelation for Ev end ved at bruge Lb som mål for adaptation i ligningen. Ligningen ser dermed således ud:

 

formel-dl-40-20.png


hvor:

C1=5.87·10-5       C2= 9.18·10-2          C3=0,16      C4= 0,87

Ls:Lyskildens luminans [cd/m2]

Ev:Den vertikale belysningsstyrke på øjet [lux]

ωs: Den rumvinkel under hvilken beskueren ser blændingskilden [sr]

P:Guth positionsindekset

 

I dagslyssituationer kan vinduet skabe problemer, fordi dets luminans ofte ikke er ensartet og often dækker en stor del af synsfeltet. De dele af vinduet, hvor luminansen er domineret af himlen, har ofte meget høje luminanser, mens de dele, der er forbundet med udsigten i forgrunden, kan have signifikant lavere luminanser. Anvendes et håndholdt luminansmeter, er det tidskrævende og svært at indsamle passende luminansdata. Her er et CCD-kameraer, som kan opfange hele synsfeltet, mere brugbart, men desværre også dyrt. Et CCD-kamera kan bruges i forbindelse med High Dynamic Range Imaging (HRDI)-teknologi til at skabe et mere præcist billede af luminansforholdene i synsfeltet, som kan analyseres vha. passende computersoftware.

Luminansbaserede indikatorer
Den luminansbaserede indikatorer resulterer i relativt simple indekser, baseret på forholdet mellem forskellige luminanser af pixels henover et High Dynamic Range Image (HDRI).

Da maksimale pixelluminans er følsomme overfor afvigelser, anvendes gennemsnitlige og mediane værdier af pixelluminanser henover et HDRI. Metoden er under stadig udvikling.  

 

(Wienold, J., and Christoffersen, J. Evaluation methods and development of a new glare prediction model for daylight environments with the use of CCD cameras. Energy and Buildings, 38, 2006, 743-757.)

(Osterhaus, W.  Analysis of luminance histograms for the assessment of discomfort glare in daylit offices.  Proceedings of Balkan Light 2008, 7-9 October 2008, Ljubljana, pp. 155-164.)

(Osterhaus, W.  Design guidelines for glare-free daylit environments.  Proceedings of LUX Europa, 11th European Lighting Congress, Istanbul, 9-11 September 2009.)

 

Relaterede emner: