Gün ışığı bilim: Doğal Işık Yapay Aydınlatma Yüklerini Nasıl Azaltırır

Doğal ışık ya da gün ışığı, ticari bina enerji tüketimini azaltmak için en etkili pasif tasarım stratejilerinden biridir. Elektrikli aydınlatma hesaplarını, ABD'deki ticari binalarda kullanılan toplam enerjinin yaklaşık% 15-20'si, bu makale, gün ışığı altında bir sürdürülebilir ticari mimarinin temel taşı haline getiren ilkelere göre inceler.

Etkili gün ışığı daha fazla pencere eklemekle ilgili değildir. Bina yönlendirmesi, glaning seçimi, iç kaplama ve gölgeleme sistemleri gerektirir.İyi yapıldığında, doğal ışık, yapay aydınlatmanın sadece boş zaman boyunca aydınlatılmasına veya tamamen uzaklaşmasına izin verebilir. Sonuç, her gün kullanan insanlar için daha sağlıklı ve daha keyifli bir alandır.

Enerji Tasarrufu ve Yatırıma Dönüş

Ticari alanlarda günlük ışıklandırmak için finansal durum zorlayıcı. Elektrikli aydınlatma genellikle geleneksel bir tasarıma kıyasla, aydınlatma ve soğutma tasarrufları birincil katkı sağlama gereğini azaltmaktadır.Örneğin, [[Uygunluk sistemleri, enerji tasarrufu taleplerini azaltmaktadır. iyi gün ışığı altında, toplam yıllık enerji maliyetlerini azaltır 20-40% 40 oranında, birincil katkıda bulunanlar için aydınlatma ve soğutma tasarrufları ile.

Doğrudan fayda fatura azaltımının ötesinde, günlük aydınlatma, mülkiyet değerlerini ve onant memnuniyeti artırabilir. Güçlü günlük aydınlatmalı kimlikler daha yüksek kiralara komuta eder ve rekabetçi piyasalarda daha düşük ücretli oranlarına sahiptir.Ayrıca, birçok yargıcı, iddialı günlük performansı gösteren projeler için teşvik veya genişletilebilir, dıştan finansal olarak ses çıkarır.

Fizik ve Psikolojik Faydaları

Doğal ışık sadece bir amenite değildir; daha yüksek uyarı, daha düşük stres seviyeleri ve gelişmiş ruh halidir.Uluslararası WELL Building Institute[FLT]

Zavallı aydınlatma, özellikle floresan tüplerin flicker veya LED'lerin yıldızk rengi sıcaklığının düşmesine neden olabilir. Doğal ışık, tam anlamıyla kontrol edilen ışıkta enerji tasarrufu sağlar ve glare azaltır.Günlük aydınlatmaya göre, mimarlar yolcu sağlığının desteklenmesine ve üretkenliği azaltır. Birçok işletme için, bu insan faktörü faydaları, bilançodaki enerji tasarrufu sağlar.

Site ve Oryantasyon: Gün ışığında Tasarım Vakfı

Başarılı gün ışığı binadaki yönelimle başlar. Kuzey Hemisphere'de, güneye dönük cepheler yılın en tutarlı ve kontrol edilebilir güneş ışığı alır. Kuzey yüz yüze cepheler, görsel görevlerin kritik olduğu alanlarda, daha da dağınık, parlak, glare-free light ideal sağlar.

Site analizi ayrıca komşu binalardan, ağaçlardan ve üstografiden gölgeler için de hesaba katılmalıdır. Dijital modelleme araçları tüm mevsimlerde güneş yollarını ve gölgeleri simüle edebilir, tasarımcılara iç mekandan fazla ışık tutacağı yerde ışık yakalamalarına yardımcı olabilir. Yoğun kentsel ortamlarda, ışık rafları ve yanlı binalarda yansıtıcı yüzeyler, hatta doğrudan güneş ışığı sınırlı olduğunda bile zemin plakalara daha derin bir şekilde hafifçe ışık tutabilir.

Pencere Yeri ve camlı Seçim

Pencere büyüklüğü, şekli ve pozisyonu doğrudan bir odaya nasıl nüfuz ettiğini etkiler. Tipik 15-20 feet derinliğine ulaşmak için, pencereler mümkün olduğunca yüksek olmalıdır, en az 10 feet yüksek olan pencere başı ile tavanı ve daha derin bölgelere ulaşmalarına izin verin. Clerehikayede pencereler - özellikle de etkili bir duvarda yüksek yerleştirildi - özellikle de betonda dağıtmaları gerekir.

Camlama teknolojisi son on yılda dramatik bir şekilde ilerledi. Low-E (düşük-kırıklık) kaplamalar, spektral olarak seçici filmler ve elektrokromkromik cam tasarımcılar, zararlı UV ve kızılötesi radyasyonu engelleyerek görünür ışıkları kabul etmeye izin verir. Ticari alanlarda, görünür bir iletim (VT) ile birlikte 0,5-0.6-0.6-0.6-0.35, gün ışığı ve termal performansın arasında iyi bir denge sağlar.

Skylights and Light Tubes for Interior Zones

Birçok ticari bina, perimeter pencerelerinin ulaşamadığı derin zemin plakaları vardır. Skylights, çatıdan tavana kadar yüksek derecede reflektif bir tüp ile güneş ışığı kullanılabilir, hatta sıcak noktaları ve gölgeleri ortadan kaldırır.To building with heavy Roof load or multiple stories, tubular daylight devices (veya “light tüpleri”) dış duvarı olmayan odalarda aydınlatmaya hazırlanabilir.

Gökyüzü ışıklarının yerleştirme ve frekansı, aşırı aydınlatmadan veya eşitsiz aydınlatmadan kaçınmak için hesaplanmalıdır. Genel bir kural, gök ışıklarını kontrol etmek için otomatik körler ile birlikte sabah veya batı ile ışıklandırmak için kullanılmamalıdır.

Açık Zemin Planları ve İç Yansı

Açık zemin planları gün ışığına entegre edilir çünkü tavana kadar uzanacak bir iç duvardan ışık tutmaktadır. Ancak, tüm açık planlar eşit değildir. Low-height partitions, cam ön ofisler ve stratejik olarak yere yerleştirildi.

Yüzey doğal ışık dağıtmada kritik bir rol oynar. Beyaz veya hafif renkli tavanlar olayı ışığın 80-% 90'ını yansıtırken, beyaz duvarların% 70-80'lerini yansıtmalıdır. Katlar derin iç bölgelerdeki bile yapay fikstürler için bile yansımalıdır.

Shading Systems: Glare ve Heat

Şaşırmadan gün ışığı, bir halı gibi bir gemi gibidir. Kontrolsüz güneş ışığı rahatsız edici glare yaratır, kapalı sıcaklıklar yaratır ve mobilya ve zeminlere zarar verebilir. Etkili gölgeleme çözümleri dış overhangs, yatay louvers, dikey fins ve perforated ekranlar.Bu cihazlar yüksek çözünürlükte yaz güneşi engellemek için boyutlandırılmalıdır.

İç körler ve perdeler yolcu kontrolü sunar, ancak daha az enerji verimlidir çünkü bina içinde ısı kalır. Gerçek zamanlı güneş pozisyonuna ve bulut kapakları rahatlığı ve enerji performansı arasındaki en iyi dengeyi grev eder.

Aydınlatma Kontrolleri ve Yapay Aydınlatma ile Entegrasyon

Gün ışığından gelen tüm enerji tasarruflarını anlamak için, yapay aydınlatma, doğal ışık seviyelerine cevap verebilecektir. Anahtar bileşen kapalı bir günlük ışıklandırma sistemi, bulutların geçiş veya akşamları geçtiğinde, sistem ışık yakmayı kolaylaştırır.

Zoning kritiktir: Güneşlerin çevresi her bir şekilde kontrol edilebilir, örneğin, pencerenin yanında ilk göz ardı edilen troffers sıralarının da planlama, talep yanıtını ve occupancy-emperyalist kontrol altında kalmasına olanak tanır.

Daylight Simülasyon ve Tasarım Araçları

Hiçbir gün tasarım, nicel analiz olmadan devam etmelidir.Diferansiyel, DIVA-for-Rhino veya İklim, mimarların yıllık günlük ışık kullanılabilirliği, glare olasılık ve herhangi bir yer ve bina yönlendirmesi gibi enerji performansına izin verir.Bu araçlar uzaysal gün ışığının özerkliği (ASE) ve yıllık güneş ışığına maruz kalma (ASE), bu da LEED) dahil olmak üzere birçok yeşil bina sertifikası sistemi tarafından gereklidir.

Simülasyon anahtar tasarım soruları cevap verir: Bir güney cephesi için 300 lükse ulaşmak için kaç tane gök ışığı gerekir?Çalışkanlık alanının% 80'inde performans optimize etmek için yeterince glare olasılık eşine ihtiyaç duyar mı? güney cephesi için en uygun pencere duvarı oranı nedir?

Vaka Çalışması: Yüksek Performans Ofisi Retrofit

Bu ilkeleri pratikte göstermek için, 50.000 dolarlık bir koltuk-yakın banliyö ofis binasının Atlanta, Georgia'da yapıldığını ve orijinal tasarımın doğu ve batı yüksekliklerinde %30 pencereden oluşan bir pencereye sahip olduğunu göstermek için, ciddi bir glare ve yüksek soğutma maliyetleri ile ortaya çıktı.Rezersiz camlar, yüksek tavanlarla birlikte inşa edildi.

Postretrofit izleme, yapay aydınlatma enerji tüketiminin% 68 oranında düştüğünü gösterdi. Soğutma enerjisi %22 oranında azaldı, çünkü ışıklardan ve daha iyi glating. Occupant anketleri, göz önüne alındığında% 30 oranında bir azalma gösterdi ve kendi kendine ait verimlilik artışı.

Ortak Pitfalls ve Them'dan Nasıl Kaçırmak

İyileşen gün ışığı tasarımları bile birkaç yaygın hata göz ardı edilemezse başarısız olabilir.Bir klasik hata aşırı ve ısınıcısı aşırı ve ısınır ışıklar yaratırsa, sonuç, yolcuların yakın körler ve elektrik ışıklara dönüştüğü anlamına gelir, tamamen başka bir pitfall pencere ve aydınlatma kontrolü sistemleri arasında fakir entegrasyondur: eğer fotosör bir pencereye yakınsa, gün ışığı ve aşırı ısınır.

Gizlilik ve güvenlik de önemli. Büyük pencerelerle yer alan ticari alanlar, günlük ışık potansiyelini azaltan cam veya körler gerektirebilir. Tasarımcılar hassas aktivitelere ihtiyaç duyan şeffaflık dengelemelidir.Son olarak, bakım genellikle ihmal edilir: kirli pencereler, gök ışıklarında toz, veya başarısız sensörler zamanla performansı azaltır. Bina sahipleri, enerji tasarruflarını korumak için düzenli bakım programlarında günlük ışıklandırma bileşenleri içermelidir.

Standartlar ve Sertifikalar Gün ışığında

Birçok yeşil bina standartları sağlam gün ışığı tasarım gerektirir. LEED) .) v4, "Daylight" kredisi altında, uzaysal gündüzü azaltmak için temel bir pasif strateji olarak, yüksek çözünürlükte, tasarıma ve glare kontrole odaklanarak, tasarıma odaklanarak, performansa ve onlara doğru ilerlemeye yardımcı olur.

Ayrıca, Illuminating Engineering Society (IES) günlük aydınlatma sistemleri için kılavuzları yayınlar, günlük ışık ölçümleri için LM-83 standartı dahil olmak üzere.Bu kılavuzlar ardından tasarım görsel konfor ve enerji verimliliği için profesyonel standartları karşılar.

Sonuç: Ticari Gün ışığından Geleceği

Doğal ışık, ticari bina göz ardı edilmemelidir. Düşünceli tasarım yoluyla yararlanıldığında - şaşırtıcı bir yönelim, pencere yerleştirme, glaning, gölgeleme, iç kaplama ve duyarlı kontroller - dramatik olarak düşük ücretli ticari alanların daha fazla operasyonel tasarrufları azaltmaktadır.

Bugün ışıklandırmaya yatırım yapan mimarlar ve geliştiriciler, binalarını giderek artan bir sürdürülebilirlik ve sağlık alanında rekabetçi bir avantaj için konumlandıracak.Gün ışığında, daha parlak, yeşil ve daha insan merkezli olan ticari ortamlar yaratabiliriz.