6 VREDNOTENJE VPLIVA OPTIČNIH IN GEOMETRIJSKIH LASTNOSTI PARAMETRIČNE
6.2.1 Opredelitev in simulacija parametričnega modela
Izhodiščna geometrija celičnega pisarniškega modela je bila določena na podlagi Pravilnika o zahtevah za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnih mestih (Uradni list RS, št.
89/99, 39/05 in 43/11 – ZVZD-1)[157]. Naslednje geometrijske kombinacije pa so bile izpeljane na podlagi parametričnih sprememb geometrijskih lastnosti (a, b in WWR) modela, predstavljenega na sliki 71. Skladno z omenjenim pravilnikom je najmanjša dovoljena tlorisna površina posamičnega delovnega mesta 8 m2. Zato sta bila najmanjša a in b določena pri 3 m, kar je najmanjša tlorisna površina obravnavane pisarne – 9 m2. Kot je navedeno v preglednici 10, sta bila oba parametra a in b spreminjana v korakih 1 m do maksimalnih dimenzij 8 m. To pomeni, da je največja modelirana pisarna merila 64 m2. Svetla višina (h) je bila konstanta pri vsaki izmed geometričnih variant in je bila določena po minimalni predpisani višini glede na pravilnik in je znašala 2,75 m. Pisarna ima eno severno orientirano okensko odprtino pri fiksnem parapetu 0,85 m. Razmerje med okensko odprtino in fasadnim zidom – WWR je bilo spreminjano med 20 in 40 % v koraku po pet odstotnih točk (preglednica 10). Spodnja meja je določena po prej omenjenem pravilniku za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnih mestih, zgornja meja 40 % pa je bila določena glede na študije, ki so pokazale, da ima WWR nad 30 % vedno manjši vpliv na doseženo osvetlitev v notranjosti ter obenem negativno vpliva na energijsko bilanco stavbe [158–161]. Obenem pa je omejitev WWR med 20 in 40 % omogočila ohranitev konstantnega razmerja med višino in širino okna za vsako izmed različic.
128 Potočnik, J. 2022. Vpliv optičnih lastnosti površin notranjega okolja stavb na cirkadiani potencial dnevne svetlobe.
Dokt. dis. Ljubljana, UL FGG, Interdisciplinarni doktorski študijski program Grajeno okolje.
Slika 71: Geometrijske lastnosti parametričnega simulacijskega modela (levo) z distribucijo in konfiguracijo simuliranih točk in smeri pogleda (desno), glej preglednico 9.
Figure 71: Geometrical characteristics of parametric simulation model (left) with distribution and configuration of the simulated viewpoints and view directions (right), see Table 9.
Geometrijski modeli so bili ustvarjeni v Rhinoceros 6 in simulirani v multispektralnem simulacijskem orodju ALFA (glej poglavje 2.6.2), ki je omogočilo spektralno analizo svetlobnega okolja. Simulacije so bile opravljene pri osmih ambientalnih odbojih (-ab ambient bounces), limitih uteži 0.001 (limit weight) in 180 računskih hodih (passes) za vsako izmed merilnih točk na mreži, prikazanih na sliki 71. Točke so na višini 1,2 m, ki predstavlja povprečno zenično višino sedečega človeka, in so razporejene v rastru 2 x a -1 na 2 x b -1 točk za vsako izmed geometrij. Odmik od zidov je 0,25 m, odmik med posamičnimi točkami pa 0,5 m. Za vsako izmed merilnih točk so bile izračunane štiri glavne usmerjenosti pogleda (V) pri azimutih 0°, 90°, 180° in 270° (merjeno v smeri urnega kazalca). Azimut 0° tako predstavlja pogled, orientiran proti oknu. Poglede tako poimenujemo 0°, 90°, 180° in 270°.
Skupaj je glede na določene meje geometričnih lastnosti možnih 180 različic geometrije pisarne, kar bi seveda zahtevalo preveč časa. Da bi zmanjšali število simulacij, vendar še vedno omogočili zadostno pokritost obsega geometrije, smo geometrijske modele omejili na vse možne kombinacije a, ko je b konstanten pri 3 m, in vse kombinacije b, z a pri 6 m, vse to pri 20
% WWR. Dodatno so bile izračunane kombinacije vsakega WWR pri pisarni z dimenzijami 6 m x 3 m. Skupaj so bile simulacije narejene za geometrije 11 različnih tlorisov, kot prikazuje slika 72.
Slika 72: Shematska predstavitev števila opravljenih variacij pisarne in modelov linearne regresije.
Figure 72: Schematic representation and number of simulated office variations used in multiple linear regression models.
130 Potočnik, J. 2022. Vpliv optičnih lastnosti površin notranjega okolja stavb na cirkadiani potencial dnevne svetlobe.
Dokt. dis. Ljubljana, UL FGG, Interdisciplinarni doktorski študijski program Grajeno okolje.
6.2.1.2 Opredelitev optičnih lastnosti površin
Slika 73: Optične lastnosti odsevnih materialov.
Figure 73: Optical properties of the used opaque materials.
Skupaj je bilo v kombinaciji z geometričnimi modeli pisarne izbranih 27 difuzno odsevnih materialov. Materiale lahko razdelimo na dve skupini, kakor je to prikazano na sliki 73. Prva skupina je sestavljena iz devetih teoretičnih materialov, ki odsevajo enako količino svetlobe po celotnem vidnem spektru (kot npr. idealna siva), z vidno in melanopsko odsevnostjo (Rv, m) od 0,100 do 0,900. V drugi skupini je 18 realnih izmerjenih materialov, ki smo jih uporabili že v 4. poglavju. Torej šest odtenkov barv pri treh ravneh Rv (pribl. 0,250, 0,500 in 0,750), vendar različnih melanopskih odsevnosti Rm. Teoretični materiali so bili uporabljeni za vsako odsevno površino pri vsaki izmed geometrij, realni materiali pa samo pri variaciji RW, ko je pisarna merila 6 m x 3 m (slika 72).
Slika 74: Optične lastnosti uporabljenih presevnih materialov.
Figure 74: Optical properties of the used transparent materials.
Podobno kot pri odsevnih materialih smo tudi presevne, uporabljane za zasteklitev v simulacijah, izbirali izmed dveh izbranih skupin – torej realnih in teoretičnih presevnih materialov (slika 74). Teoretični presevni materiali imajo enakomerno spektralno prepustnost od 380 do 780 nm (vidna in melanopska presevnost τv,m med 0,100 in 0,900). Druga skupina – realni presevni materiali – je tako sestavljena iz sedmih zasteklitvenih materialov proizvajalca Reflex, d. o. o., ki smo jih podrobneje že predstavili v 4. poglavju, dodatno je bila izvedena še različica brez uporabljene zasteklitve (τv,m = 1,000). Vpliv zamenjave stekel je bil spremljan na geometriji 6 x 3 m, kakor je to prikazano na sliki 72.
6.2.1.3 Opredelitev zunanjih razmer parametričnega modela
Zunanji spektralni in svetlobni podatki so bili ustvarjeni za geografsko lokacijo Ljubljane (46,051° S, 14,505° V) ob spomladanskem ekvinokciju 21. marca ob poldnevu po solarnem času pri spektralnih razmerah oblačnega neba. Podatki so bili generirani v simulacijskem programu ALFA, natančneje z vgrajenim vtičnikom libRadtran, ki smo ga podrobneje že opisali v poglavju 2.6.2. Zunanja globalna osvetljenost (Ee, h) je znašala 37.161,0 lx, melanopsko utežena zunanja globalna osvetljenost (Ee, h, m) pa 39.390,6 EML. Normalizirane spektralne gostote sevalne moči zunanjih razmer so predstavljene na sliki 75.
132 Potočnik, J. 2022. Vpliv optičnih lastnosti površin notranjega okolja stavb na cirkadiani potencial dnevne svetlobe.
Dokt. dis. Ljubljana, UL FGG, Interdisciplinarni doktorski študijski program Grajeno okolje.
Slika 75. Simulirano spektralno sevanje z navedenimi zunanjimi osvetljenostmi (Ee, h) in melanopsko (Ee, h, m) uteženimi osvetljenostmi (levo) ter model oblačnega neba (desno).
Figure 75: Simulated normalized spectral irradiance with corresponding external global horizontal illuminance (Ee,h) and melanopically (Ee,h,m) weighted global horizontal illuminances (left) and overcast sky model (right).