ΔΘΝΗΚΟ ΜΔΣΟΒΗΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΗΟ ΥΟΛΖ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΚΑΗ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΑΛΔΞΗΟ Η. ΓΗΑΜΑΝΣΖ ΘΔΜΑ

Transcript

1 ΔΘΝΗΚΟ ΜΔΣΟΒΗΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΗΟ ΥΟΛΖ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΚΑΗ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΣΟΜΔΑ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΗΥΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΩΤΟΤΕΧΝΙΑΣ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΑΛΔΞΗΟ Η. ΓΗΑΜΑΝΣΖ ΘΔΜΑ Αξιοποίηση τος υςσικού υωτισμού στην εξοικονόμηση ηλεκτπικήρ ενέπγειαρ στιρ εγκαταστάσειρ υωτισμού σσολικών κτιπίων Καθηγητήρ: Φ.Β. Τοπαλήρ Δπηβιέπσλ: Φ.Β. Σνπαιήο 1

2 Αθήνα, 2003 Πρόλογος Ζ εξγαζία απηή απνηειεί ηε δηπισκαηηθή κνπ εξγαζία γηα ηελ απφθηεζε ηνπ δηπιψκαηνο ηνπ Ζιεθηξνιφγνπ Μεραληθνχ θαη Μεραληθνχ Τπνινγηζηψλ απφ ην Δζληθφ Μεηζφβην Πνιπηερλείν. Κχξην αληηθείκελν απηήο ηεο εξγαζίαο είλαη ε κειέηε ηεο αμηνπνίεζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζην ζρνιηθφ θηίξην ΑΝΣΡΔΑ ΚΑΛΒΟ Β έηζη ψζηε λα έρνπκε εμνηθνλφκεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. πγθεθξηκέλα, ή κειέηε επηθεληξψζεθε ζηνλ ππνινγηζκφ ηεο κέζεο έληαζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζηηο ζρνιηθέο αίζνπζεο πνπ πεξηιακβάλεη ην ζρνιηθφ θηίξην. Με ηε βνήζεηα ηνπ πξνγξάκκαηνο ADELINE θαζψο θαη ελφο πξνηεηλφκελνπ αιγφξηζκνπ απφ ηνλ Tregenza ππνινγίζηεθαλ νη ηηκέο ηεο κέζεο έληαζεο θπζηθνχ θσηηζκνχ κε ηα παξάζπξα ησλ αηζνπζψλ λα κελ θαιχπηνληαη απφ γξίιηεο ζηελ πξψηε πεξίπησζε, ελψ ζηελ δεχηεξε θαιχπηνληαλ απφ γξίιηεο. ην πξψην θεθάιαην εηζάγεηαη ε έλλνηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ θαζψο θαη ε ρξεζηκφηεηά ηνπ ζηελ θαζεκεξηλή καο δσή, θαζψο θαη νη ιφγνη επηβνιήο ηνπ. ηε ζπλέρεηα αλαθέξνληαη ηα πιενλεθηήκαηά ηνπ γηα ηα νπνία γίλεηαη ζεκαληηθή ε παξνπζία ηνπ ζηελ εμνηθνλφκεζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαζψο ρξεζηκνπνηείηαη σο ζηνηρείν δηακφξθσζεο θφζηνπο. Σέινο αλαθέξνληαη ε ςπρνινγηθή θαη θπζηνινγηθή επίδξαζή ηνπ ζηνπο αλζξψπνπο θαη ηα κεηνλεθηήκαηά ηνπ φηαλ δε ρξεζηκνπνηείηαη ζσζηά. ην δεχηεξν θεθάιαην γίλεηαη ε κνληεινπνίεζε ηνπ νπξαλνχ ζε πέληε δηαθνξεηηθέο ζπλζήθεο (αίζξηνο νπξαλφο, ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο, ελδηάκεζνο νπξαλφο θαη mean, average sky) ζχκθσλα κε ηηο πξνδηαγξαθέο ησλ πξφηππσλ νπξαλψλ πνπ έρεη θαζνξίζεη ε CIE. Ζ κνληεινπνίεζε ηνπ νπξαλνχ γίλεηαη κε ζθνπφ ηνλ πην εχθνιν πξνζδηνξηζκφ ησλ παξακέηξσλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. ην ηξίην θεθάιαην γίλεηαη πεξηγξαθή ηεο κεζφδνπ LUMEN METHOD γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε θαηαθφξπθα θαη νξηδφληηα αλνίγκαηα. Ζ κέζνδνο απηή ζηεξίδεηαη ζηνλ ππνινγηζκφ ηεο κέζεο έληαζεο θσηηζκνχ ησλ ππφ εμέηαζε ρψξσλ. ην ηέηαξην θεθάιαην γίλεηαη αλαθνξά ζε κηα δεχηεξε κέζνδν ππνινγηζκνχ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε νξηδφληηα θαη θαηαθφξπθα αλνίγκαηα ε νπνία νλνκάδεηαη DAYLIGHT FACTOR 2

3 METHOD θαη ζηεξίδεηαη ζηνλ ππνινγηζκφ ηνπ παξάγνληα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ κέζσ ηνπ νπνίνπ κπνξνχκε λα εθηηκήζνπκε αλ ν θπζηθφο θσηηζκφο πνπ εηζέξρεηαη απφ ηα αλνίγκαηα είλαη αξθεηφο γηα ην θσηηζκφ ην ρψξνπ. ην πέκπην θεθάιαην γίλεηαη αλαθνξά ζην ππνινγηζηηθφ πξφγξακκα ADELINE θαζψο θαη ησλ ππνπξνγξακκάησλ ηνπ κε ηε βνήζεηα ησλ νπνίσλ κπνξνχκε λα ππνινγίζνπκε ηε κέζε έληαζε θσηηζκνχ, ηνλ παξάγνληα θπζηθνχ θσηηζκνχ θαζψο θαη ηελ έληαζε θσηηζκνχ ζε νπνηνδήπνηε ζεκείν ηνπ ρψξνπ θαη γηα νπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή ζέινπκε. ην έθην θεθάιαην γίλνληαη νη ππνινγηζκνί ηεο κέζεο έληαζεο θσηηζκνχ γηα ην ζρνιηθφ θηίξην ΑΝΣΡΔΑ ΚΑΛΒΟ Β. Οη ππνινγηζκνί αξρηθά έγηλαλ κε ηε βνήζεηα ηνπ αιγφξηζκνπ Tregenza γηα ηελ αίζνπζα πνιιαπιψλ ρξήζεσλ γηα φιεο ηηο εκέξεο ελφο έηνπο (1995). ηε ζπλέρεηα ππνινγίζηεθε ε κέζε έληαζε θσηηζκνχ γηα φιεο ηηο αίζνπζεο ηνπ ζρνιηθνχ θηηξίνπ θαη κε ηε βνήζεηα ηνπ ADELINE φηαλ δελ θαιχπηνληαλ ηα παξάζπξα απφ γξίιηεο. Με ηηο ηηκέο πνπ πξνέθπςαλ έγηλε ζχγθξηζε ησλ απνηειεζκάησλ κεηαμχ ηνπ αιγφξηζκνπ θαη ηνπ ADELINE. χγθξηζε απνηειεζκάησλ έγηλε θαη γηα ηελ πεξίπησζε πνπ ηα παξάζπξα θαιχπηνληαλ απφ γξίιηεο. ην ηέινο ηνπ θεθαιαίνπ ππάξρνπλ ηα πνιηθά δηαγξάκκαηα ηεο αίζνπζαο δηδαζθαιίαο 1 ηνπ Α νξφθνπ γηα φινπο ηνπο κήλεο θαη ηηο ψξεο 11:00,12:00,14:00. ην έβδνκν θεθάιαην αλαθέξνληαη ηα ηειηθά ζπκπεξάζκαηα ηα νπνία πξνέθπςαλ απφ ηνπο ππνινγηζκνχο ηνπ έθηνπ θεθαιαίνπ γηα ηελ αίζνπζα πνιιαπιψλ ρξήζεσλ γηα ηελ αμηνπνίεζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζηελ εμνηθνλφκεζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο φηαλ ε ζπγθεθξηκέλε αίζνπζα πεξηιακβάλεη ηξεηο δψλεο θσηηζηηθψλ ζσκάησλ. ην παξάξηεκα Α αλαθέξνληαη νη ηηκέο ησλ δηαπεξαηνηήησλ γηα μερσξηζηέο θαηαζηάζεηο παξαζχξσλ. ην παξάξηεκα Β βξίζθνληαη ηα ζρέδηα ηνπ ζρνιηθνχ θηηξίνπ ΑΝΣΡΔΑ ΚΑΛΒΟ Β. ην ζεκείν απηφ ζεσξψ ππνρξέσζή κνπ λα επραξηζηήζσ ζεξκά φζνπο ζπλέδξακαλ ζηελ εθπφλεζε απηήο ηεο εξγαζίαο θαη ζπγθεθξηκέλα: Σνλ θν. Φ.Β.Σνπαιή αλαπιεξσηή θαζεγεηή ηνπ Σνκέα Ζιεθηξηθήο Ηζρχνο ηνπ Δζληθνχ Μεηζφβηνπ Πνιπηερλείνπ γηα ηελ ακέξηζηε ζπκπαξάζηαζή ηνπ, ην άξηζην θιίκα ζπλεξγαζίαο πνπ θαιιηέξγεζε, ηελ θαζνξηζηηθή ζπκβνιή ηνπ ζηελ ππέξβαζε θάζε πξνβιήκαηνο θαζψο θαη γηα ην άλεην θαη επράξηζην εξγαζηαθφ πεξηβάιινλ ηνπ δηαζθάιηζε. Σνλ θν. Φ. Κνξνβέζε, ππνςήθην δηδάθηνξα θαη κεραληθφ ηνπ Δζληθνχ Μεηζφβηνπ Πνιπηερλείνπ γηα ηελ θαζνδήγεζή, ππνζηήξημε θαη ζπκπαξάζηαζή ηνπ, θαζψο θαη γηα ηελ 3

4 νπζηαζηηθή βνήζεηα πνπ πξφζπκα θαη αθνχξαζηα κνπ παξείρε θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δηεμαγσγήο ηεο εξγαζίαο. Σνλ θν. Η.Α. ηαζφπνπιν, θαζεγεηή ηνπ Σνκέα Ζιεθηξηθήο Ηζρχνο ηνπ Δζληθνχ Μεηζφβηνπ Πνιπηερλείν γηα ηελ ππνζηήξημή ηνπ θαηά ηελ εθπφλεζε ηνπ ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο. Σνλ Η.Φ.Γθφλν, δηδάθηνξα θαη κεραληθφ ηνπ Δζληθνχ Μεηζφβηνπ Πνιπηερλείνπ γηα ηελ πνιχηηκε βνήζεηα ηνπ ζε θάζε δπζθνιία πνπ ζπλάληεζα θαηά ηελ εθπφλεζε ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο. Δπίζεο ζέισ λα επραξηζηήζσ ζεξκά φια ηα κέιε ηνπ εξγαζηεξίνπ Φσηνηερλίαο θαζψο θαη φια ηα κέιε ηνπ εξγαζηεξίνπ Τςειψλ Σάζεσλ γηα ηελ ππνζηήξημε, ζπλεξγαζία θαη πξνζθνξά ηνπο θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 4

5 1.1 ΔΗΑΓΧΓΖ ΦΤΗΚΟ ΦΧΣΗΜΟ Ο θπζηθφο θσηηζκφο ζπλερψο αιιάδεη ζηελ έληαζή ηνπ θαη ην ρξψκα ηνπ, απφ ηελ απγή ζην ζθνηάδη, απφ κέξα ζε κέξα, απφ επνρή ζε επνρή. Μεξηθνί άλζξσπνη ζεσξνχλ φηη είλαη κηα ηδηφηξνπε πεγή θσηηζκνχ πνπ είλαη θαιχηεξα λα αθεζεί κφλε ηεο, αιιά κπνξεί λα γίλεη θαη έλα παλίζρπξν φρεκα γηα ηελ αξρηηεθηνληθή έθθξαζε. Δπεηδή θηλείηαη, αιιάδεη ραξαθηήξα θαη πνηθίιεη κε ηνλ θαηξφ, κπνξεί λα πξνζδψζεη ζηα θηίξηα κηα δσληαλή πνηφηεηα πνπ είλαη αθαηφξζσηε κε άιια ζρεδηαζηηθά ζηνηρεία. Ζ απφθαζε ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε κνληέξλα εκπνξηθά θηίξηα πξέπεη λα βαζίδεηαη ζε πεξηζζφηεξα απφ ηελ θαηαλφεζε ηεο αηζζεηηθήο ηνπ θσηηζκνχ θαη ηνπ ρψξνπ. Πξέπεη λα βαζίδεηαη ζηελ θαηαλφεζε απφ ηνλ αξρηηέθηνλα θαη θάζε κέινο ηεο ζρεδηαζηηθήο νκάδαο- ηηο επηπηψζεηο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε φιεο ηηο φςεηο ηνπ ζρεδηαζκνχ, θαηαζθεπή θαη ηεο ρξεζηκφηεηαο ηνπ θηηξίνπ. Ο θπζηθφο θσηηζκφο κπνξεί λα επεξεάζεη ηε ιεηηνπξγηθή ηαμηλφκεζε ηνπ ρψξνπ, θαηαιακβάλνληαο άλεζε (νπηηθή θαη ζεξκηθή), ηελ δνκή θαη ηελ ρξεζηκφηεηα ηεο ελέξγεηαο ζηα θηίξηα, θαζψο θαη ηνλ ηχπν θαη ηελ ρξεζηκφηεηα ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ θαη ηελ ζπλεξγαζία ησλ ζπζηεκάησλ ειέγρνπ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, εάλ ν θπζηθφο θσηηζκφο ζεσξείηαη κηα βηψζηκε πεγή ηνπ θσηφο ζηα θηίξηα, ε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ κπνξεί λα έρεη δηαθιαδψζεηο γηα φιεο ηηο φςεηο ηεο ζρεδηαζηηθήο πνξείαο ηνπ θηηξίνπ, απφ πνιενκνξθηθή ζε εζσηεξηθφ ζρεδηαζκφ, απφ πξνζρεδηαζηηθή αλάιπζε θαη πξνγξακκαηίδνληαο ην θαζνξηζκφ ηνπ γξαςίκαηνο θαη δνκήο. Κακηά θάζε ηεο ζρεδηαζηηθήο πνξείαο ηνπ θηηξίνπ δε ζα είλαη αλεπεξέαζηε. Ο θπζηθφο θσηηζκφο είλαη ζπγρξφλσο κηα ηέρλε θαη κηα επηζηήκε. Ο θπζηθφο θσηηζκφο είλαη ζπγρξφλσο έλα ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν θαη έλα πεξηβαιινληνινγηθφ ζχζηεκα. Χο ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν, κπνξεί λα απμήζεη ηελ αηζζεηηθή θαη ηελ πνηνηηθή φςε ηνπ θηηξίνπ. Χο πεξηβαιινληνινγηθφ ζχζηεκα, πξέπεη λα βξίζθεηαη ζην ίδην επίπεδν απζηεξήο αλάιπζεο θαη επαλεμέηαζεο ζε θάζε πεξηβαιινληνινγηθφ ζχζηεκα πνπ ιακβάλεηαη. Γηα λα δνπιέςεη σο έλα ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν, πξέπεη λα θηηαρηεί έλα νινθιεξσηηθφ κέξνο ηεο ζρεδηαζηηθήο θηινζνθίαο ελφο. Γηα λα δνπιέςεη σο έλα πεξηβαιινληνινγηθφ ζχζηεκα, ηα ραξαθηεξηζηηθά εθηέιεζεο ηνπ (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θσηηζκνχ, ελέξγεηαο, θαη νηθνλνκηθψλ), ηα θπζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαη ε ζπλεξγαζία ηνπ κε άιια πεξηβαιινληνινγηθά ζπζηήκαηα (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ, ζέξκαλζεο, ςχμεο θαη δνκήο ηνπ θηηξίνπ) πξέπεη λα πεξηγξαθεί, ζπλήζσο πνζνηηθά. Αλ θαη ν θπζηθφο θσηηζκφο κπνξεί κεξηθέο θνξέο λα ζεσξεζεί απνθιεηζηηθά ζε φξνπο ηεο ζρεδηαζηηθήο αηζζεηηθήο, είλαη πην ζπρλά ζεσξνχκελνο σο ελαιιαθηηθφο ζρεδηαζκφο εμαηηίαο ηνπ θάπνηνπ ελδηαθέξνληνο γηα ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελέξγεηαο θαη ηε δηαηήξεζε ηεο ελέξγεηαο ζηα πξνηεηλφκελα θηίξηα. Αλαγλσξίδνληαο φηη ν θπζηθφο θσηηζκφο είλαη ζπγρξφλσο έλα ππνινγηζηηθφ θαη έλα πεξηβαιινληνινγηθφ ζχζηεκα δελ μεθηλάεη λα εμεγήζεη γηαηί πξέπεη λα ζπκπεξηιακβάλεηαη ζηα θηίξηα, πσο ρξεζηκνπνηνχληαλ παιηφηεξα ή πσο ηαηξηάδεη ζηε ζρεδηαζηηθή πνξεία ηνπ θηηξίνπ. Απηνχ ηνπ είδνπο νη εξσηήζεηο είλαη ζεκαληηθέο γηαηί (ζσζηά ή ιαλζαζκέλα) ν θπζηθφο θσηηζκφο ζεσξείηαη κηα ελαιιαθηηθή ηερλνινγία, φπσο ην ειεθηξηθφ θσο ήηαλ σο κηα ελαιιαθηηθή ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ 100 ρξφληα πξηλ. 5

6 1.2 ΥΡΖΗΜΟΣΖΣΑ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΛΟΓΟΗ ΔΠΗΒΟΛΖ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Πξνθεηκέλνπ λα μεθηλήζεη λα ζεσξεί ηνλ ζπλππνινγηζκφ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζηα θηίξηα, έλαο ζρεδηαζηήο πξέπεη λα έρεη έλα ή πεξηζζφηεξνπο επηηαθηηθνχο ιφγνπο γηα λα ην θάλεη. Όιν θαη πεξηζζφηεξν ν θπζηθφο θσηηζκφο ρξεζηκνπνηείηαη είηε σο πξσηαξρηθφ είηε σο δεπηεξεχνλ εζσηεξηθφ θσηηζηηθφ αιιά αθφκα θαη αλ ρξεζηκνπνηείηαη κφλν γηα λα θαζνξίζεη έλα ζπγθεθξηκέλν ζρεδηαζηηθφ απνηέιεζκα, ν ζρεδηαζηήο πξέπεη λα ζεσξήζεη ηελ επίδξαζε ηνπ θσηηζκνχ ζε φιεο ηηο φςεηο ηνπ θηηξίνπ θαη ηελ θαηάιεςή ηνπ. Κάζε θηίξην έρεη δηαθνξεηηθέο απαηηήζεηο, αλάγθεο θαη πεξηνξηζκνχο. Ζ απφθαζε ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ή νπνηνπδήπνηε άιινπ εηδηθνχ πεξηβαιινληνινγηθνχ ζπζηήκαηνο, πξέπεη λα γίλεη ζε κηα θαηά πεξίπησζε βάζε. Πξνθεηκέλνπ λα πάξεη θαιέο επαγγεικαηηθέο απνθάζεηο, ν ζρεδηαζηήο πξέπεη λα ζεσξήζεη φια ηα ζρεηηθά ζέκαηα θαη λα ηα δπγίζεη κε ηνπο φξνπο ησλ απαηηήζεσλ ηνπ πξνγξάκκαηνο. Πνιχ ιφγνη κπνξνχλ λα δηθαηνινγήζνπλ ηε ζεψξεζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ σο πεγή θσηηζκνχ ζπγρξφλσο ζε θαηνηθήζηκα θαη εκπνξηθά θηίξηα, αλ θαη κεξηθνί απφ ηνπο ιφγνπο κπνξεί λα εθαξκφδνληαη ζε πεξηζζφηεξεο απφ κία θαηεγνξίεο θηηξίσλ φπσο ζηηο άιιεο. Αλάκεζα ζηνπο ιφγνπο είλαη: Πνηφηεηα ηνπ θσηηζκνχ πνπδαηφηεηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ σο ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν Θέα (ηα αλνίγκαηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ θαζνξίδνπλ νπηηθά θαλάιηα επηθνηλσλίαο κε ηνλ εμσηεξηθφ ρψξν). Υξεζηκνπνίεζε ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ σο εμφδνπο θσηηάο ζε έθηαηεο αλάγθεο. Ζ δηαηήξεζε ηεο ελέξγεηαο πξνθχπηεη απφ ηε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ σο πξσηαξρηθνχ ή δεπηεξεχνληνο θσηηζηηθνχ. Ζ θαηαλάισζε ηεο ελέξγεηαο θαη ε απαίηεζε αηρκήο θνζηίδεη ζηελ εμνηθνλφκεζε ρξεκάησλ πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Γελ αιιάδεη ην θφζηνο ζηε θαηαζθεπή. Δπθαηξία λα αλαπηπρζεί ε ζπλεξγαζία ζηα θαηαζθεπαζηηθά θαη κεραληθά ζπζηήκαηα. Φπρνινγηθά θαη θπζηνινγηθά θέξδε δελ κπνξνχλ λα απνθηεζνχλ κε ην ειεθηξηθφ θσο ή κε θηίξηα ρσξίο παξάζπξα ΠΟΗΟΣΖΣΑ ΣΟΤ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Ζ πνηφηεηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ σο θσηηζηηθνχ είλαη έλαο ζεκαληηθφο ιφγνο γηα ηε ρξεζηκνπνίεζή ηνπ ζηα θηίξηα. Φπζηθφο θσηηζκφο- ν ζπλδπαζκφο ηνπ ειηαθνχ θαη ηνπ νπξάληνπ θσηηζκνχ- είλαη ε κνλαδηθή θσηεηλή πεγή πνπ ηαηξηάδεη πεξηζζφηεξν ζηε αλζξψπηλε νπηηθή αληίδξαζε. Ο θπζηθφο θσηηζκφο είλαη έλα νιηθνχ θάζκαηνο θσο. Πάλσ απφ εθαηνκκχξηα ρξφληα, ην αλζξψπηλν κάηη εμειηζζφηαλ ρξεζηκνπνηψληαο απηφ ηνπ νιηθνχ θάζκαηνο θσο σο πεγή αληίζεηα κε φιεο ηηο άιιεο θσηεηλέο πεγέο πνπ είλαη ζπγθξηλφκελν. Δπεηδή ε πνηφηεηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη ηφζν θαιή, απαηηείηαη ζπρλά ιηγφηεξνο θπζηθφο θσηηζκφο γηα λα πξνεηνηκάζεη έλα έξγν απ φηη γηα λα πξνεηνηκαζηεί ην ίδην έξγν θάησ απφ ειεθηξηθφ θσο [1]. Γηα παξάδεηγκα, δηαβάδνληαο κε θπζηθφ θσηηζκφ απφ έλα πιεπξηθφ θσηηζηηθφ ζχζηεκα απαηηεί 35 % πεξηζζφηεξν θζνξίδνλ θσηηζκφ απ 6

7 φηη θπζηθφ θσηηζκφ. Δάλ ε πεγή ηνπ θσηφο είλαη κπξνζηά ή πάλσ απφ ηνλ αλαγλψζηε, πεξίπνπ 80 % πεξηζζφηεξν θζνξίδνλ θσο ρξεηάδεηαη απφ ην θπζηθφ θσηηζκφ. Έλα άιιν πνηνηηθφ ζέκα είλαη ε απφδνζε ηνπ ρξψκαηνο. Πνιινί άλζξσπνη έρνπλ ηελ εκπεηξία ηνπ ηαηξηάζκαηνο ξνχρσλ κε δηαθνξεηηθφ ρξψκα θάησ απφ ην ειεθηξηθφ θσο κφλν πνπ αλαθαιχπηνπλ φηη δελ ηαηξηάδνπλ φηαλ ην δνπλ ζην θσο ηεο εκέξαο. Απηφ είλαη ην πξφβιεκα ηεο απφδνζεο ηνπ ρξψκαηνο. Σν αλζξψπηλν κάηη ακέζσο πξνζαξκφδεηαη ζε θάζε πεγή θσηηζκνχ θαη δηαθνξνπνηεί ηελ αληίιεςε ηνπ ρξψκαηνο πνπ ηαηξηάδεη ζηε θαζκαηηθή έθζεζε ηνπ θσηηζκνχ. Γη απηφ ηα ξνχρα θαη θάζε άιιν αληηθείκελν πνπ κπνξεί λα πνηθίιεη ζηελ εκθάληζε ηνπ ρξψκαηνο εμαξηάηαη πξσηίζησο απφ ηε πεγή ηνπ θσηηζκνχ. Ο θπζηθφο θσηηζκφο ζεσξείηαη ε θαιχηεξε πεγή θσηφο γηα θαιή απφδνζε ρξψκαηνο. Όκσο ν θπζηθφο θσηηζκφο (θπξίσο ζηε κνξθή ηνπ νπξάληνπ θσηηζκνχ) έρεη κηα άιιε επίδξαζε πάλσ ζην ρξψκα μεζψξηαζκα. Δπεηδή ν θπζηθφο θσηηζκφο πεξηέρεη πνιχ ππεξηψδε αθηηλνβνιία, κπνξεί ακέζσο λα μεβάςεη ηε βαθή ζηα ρξσκαηηζηά αληηθείκελα. Απηφ κπνξεί λα απνθεπρζεί κέζσ ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ππεξησδψλ θίιηξσλ ζηα ηδάκηα, αιιά απηφ παξνπζηάδεη έλα εχινγν κεηνλέθηεκα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε ζχγθξηζε κε ην ειεθηξηθφ θσο ζε κεξηθέο θσηηζηηθέο θαηαζηάζεηο. Δπεηδή ε πνηφηεηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη θαιή γηα ηελ φξαζε, ν θπζηθφο θσηηζκφο ιέγεηαη λα θαζνξίζεη έλα θαιφ νπηηθφ πεξηβάιινλ. Έλα θαιφ πεξηβάιινλ επηδξά ζηελ ηθαλφηεηα ηνπ αηφκνπ λα βιέπεη αληηθείκελα ζε έλα ρψξν ζσζηά, λα δηαθξίλεη ην πξψην πιάλν απφ ην θφλην θαη λα πξνεηνηκάδεη νπηηθέο εξγαζίεο [2]. Αληηθείκελα θαη επηθάλεηεο πνπ παξέρνπλ ζεκαληηθέο νπηηθέο πιεξνθνξίεο ρξεηάδεηαη λα μερσξίδνπλ απφ ην θφλην ηνπο θάλνληαο ηα εληππσζηαθφηεξα κε ηνλ έλα ή κε ηνλ άιιν ηξφπν. Οκνίσο αληηθείκελα θαη επηθάλεηεο πνπ δελ είλαη θξίζηκα ζε έλα δνζκέλν νπηηθφ πεξηβάιινλ ρξεηάδεηαη λα είλαη νπηηθά ρακεισκέλα. ηελ δηαπίζησζε ελφο θαινχ πεξηβάιινληνο, ην πψο θάηη είλαη θσηηζκέλν είλαη ζπρλά πην ζεκαληηθφ απφ ην πφζν θσο είλαη πάλσ ζε απηφ. Έλα θησρφ νπηηθφ πεξηβάιινλ είλαη έλα ζην νπνίν ε (νπηηθή) πιεξνθνξία δελ κπνξεί ακέζσο λα μερσξίζεη ιφγσ ηνπ φηη δελ ππάξρεη αξθεηή αληίζεζε λα δψζεη ηε δπλαηφηεηα ζηνλ ζεαηή λα δηαθξίλεη ηη είλαη ζεκαληηθφ λα δεη. Ο θπζηθφο θσηηζκφο είλαη έλα ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν ην νπνίν κεξηθνί ζρεδηαζηέο ην ρξεζηκνπνηνχλ σο βαζηθφ θαζνξηζηηθφ ζρεδηαζηηθφ παξάγνληα ζηελ εξγαζία ηνπο. Απηνί νη ζρεδηαζηέο ρξεζηκνπνηνχλ ηελ αλάγθε γηα πνηθίιεο πνζφηεηεο θπζηθνχ θσηηζκνχ ζε δηαθνξεηηθά δηαζηήκαηα ηνπ θηηξίνπ λα ζηεξίμνπλ ηε γεληθή κνξθή, ηελ θαηαλνκή ηνπ ρψξνπ θαη ηε ιεηηνπξγηθφηεηα ηνπ θηηξίνπ ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΑΝΟΗΓΜΑΣΧΝ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Ο θπζηθφο θσηηζκφο πξνζδίδεη κηα αίζζεζε επξχρσξνπ ρψξνπ. Δπεηδή ηα αλνίγκαηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ αλνίγνπλ έλα παξάζπξν έμσ θάλνπλ ην ρψξν λα θαίλεηαη κεγαιχηεξν. Ζ επξπρσξία, αληηιακβαλφκελε ζαλ έλα αίζζεκα αλνηθηνχ ρψξνπ παξαγφκελν βαζηθά κέζσ ηεο νπηηθήο δηαίζζεζεο ηνπ ρψξνπ, είλαη έλα θαηλφκελν πνπ έρεη κειεηεζεί απφ έλα αξηζκφ πεξηβαιινληηθψλ εξεπλεηψλ. Ζ αληηιακβαλφκελε επξπρσξία είλαη κεγαιχηεξε ζε δσκάηηα κε κεγάια παξάζπξα [3]. Γσκάηηα πνπ έρνπλ νξηζζεί σο πεξηζζφηεξν επξχρσξα έρνπλ επίζεο ζεσξεζεί πεξηζζφηεξν επράξηζηα. Με ηελ παξνπζία ηνπ ειηαθνχ θαη ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζην δσκάηην πξνζηίζεηαη πνηθηιία θαη ελαιιαθηηθφηεηα ζηελ πνηφηεηα ηνπ ρψξνπ εηζάγνληαο αιιαγέο ζην ρξψκα, ζηελ αληίζεζε, θαη ζην θσο. Απηφ δεκηνπξγεί κηα δπλακηθή πνηφηεηα ηνπ ρψξνπ πνπ δελ κπνξνχλ λα ην θαηνξζψζνπλ άιια ζρεδηαζηηθά ζηνηρεία [4]. Δπεηδή ν θπζηθφο θσηηζκφο πξνζζέηεη κηα αηζζεηηθή πνηφηεηα ζην ρψξν σο ζρεδηαζηηθφ ζηνηρείν θαη επίζεο πξαγκαηνπνηεί ην ιεηηνπξγηθφ έξγν ηνπ θαζνξηζκνχ ηνπ 7

8 θσηηζκνχ, είλαη εχθνιν λα επαλαζρεδηαζηεί έλα θηίξην κε βάζε ην θπζηθφ θσηηζκφ πξνζπαζψληαο λα απνθηήζεη κεγαιχηεξε ρξεζηκφηεηα έμσ απφ θάζε άλνηγκα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη φηη παξέρνπλ νπηηθά επηθνηλσληαθά θαλάιηα κε ην εμσηεξηθφ πεξηβάιινλ. Έηζη, πξνζθέξνπλ ζηνπο έλνηθνπο ησλ θηηξίσλ κηα ζέα [5]. ε πνιιέο κειέηεο ρψξσλ ρσξίο παξάζπξα, νη άλζξσπνη πνπ θαηαιακβάλνπλ απηά ηνπο ρψξνπο εθθξάδνπλ επαλεηιεκκέλσο κηα επηζπκία γηα επηθνηλσλία κε ηνλ έμσ θφζκν. Αλ θαη ε επηθνηλσλία κε ηνλ έμσ θφζκν θαίλεηαη ζεκαληηθή, δελ ππάξρεη κεγάιε θαηαλφεζε γηα φηη θηηάρλεη κηα θαιή ζέα θαη αλ κηα θαιή ζέα είλαη απαξαίηεηε. Έλα άιιν ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη ε δηαζεζηκφηεηα γηα ηελ ρξεζηκνπνίεζή ηνπο σο εμφδνπο θσηηάο θαηά ηε δηάξθεηα επεηγφλησλ γεγνλφησλ. Σα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ εηδηθά ηα παξάζπξα, κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ σο έμνδνη θσηηάο αθφκα θαη αλ δελ πξνηηκψληαη κε ηε ζεκαζία ηεο εμφδνπ [6]. Μεηά ηελ εμέηαζε ελφο αξηζκνχ ζνβαξψλ θσηηψλ ζε θηίξηα ρσξίο παξάζπξα βγήθε ην ζπκπέξαζκα φηη ε ζνβαξφηεηά ηνπο επηδεηλψζεθε απφ ηελ αληθαλφηεηα ησλ ελνίθσλ λα αλνίμνπλ ηα παξάζπξα, λα βγεη ν θαπλφο, λα επηηξέςεη ζηνπο αλζξψπνπο λα θχγνπλ θαη ζηνπο ππξνζβέζηεο λα εηζέιζνπλ γηα λα ζβήζνπλ ηε θσηηά. Δμάιινπ, ε ζπλνιηθή εκπηζηνζχλε πάλσ ζην ειεθηξηθφ θσο θαη ζην κεραληθφ εμαεξηζκφ ζε θηίξηα ρσξίο παξάζπξα ζεκαίλεη φηη θάζε επείγνπζα θαηάζηαζε ζπλεπάγεηαη απψιεηα ηζρχνο πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη κηα επηθίλδπλε θαηάζηαζε εθηφο αλ ε βνεζεηηθή ηζρχο είλαη ακέζσο δηαζέζηκε [7] ΜΔΗΧΖ ΣΖ ΚΑΣΑΝΑΛΧΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ Ο θπζηθφο θσηηζκφο κπνξεί λα κεηψζεη ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ζεκαληηθά θαη ηελ αηρκή ηεο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηα εκπνξηθά θηίξηα. Δπεηδή ην 30-50% ηεο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηα εκπνξηθά θηίξηα μνδεχεηαη ζην θσηηζκφ ηνπ εζσηεξηθνχ ηνπ θηηξίνπ, νηηδήπνηε κπνξεί λα κεηψζεη ηελ αλάγθε γηα ειεθηξηθφ θσο ζα ειαηηψζεη ζεκαληηθά ηηο ελεξγεηαθέο απαηηήζεηο ηνπ θηηξίνπ. ην ζσζηφ ζρεδηαζκφ ηνπ ζπζηήκαηνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ πνπ ελζσκαηψλεη ηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο ζηα ζρεδηαζηηθά θξηηήξηα, ην ειεθηξηθφ θσο ζα εμαιεηθζεί, φπνηε εκθαλίδεηαη επαξθήο θπζηθφο θσηηζκφο γηα λα θαζνξίζεη ην έξγν θαη ην θφλην ηνπ θσηηζκνχ. Με απηφ ηνλ ηξφπν, κπνξεί λα επηηεπρζεί εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο γηα ρξεζηκνπνίεζή ηεο σο θσηηζηηθήο, ςπθηηθήο θαη ειεθηξηθήο. Δίλαη ινγηθφ λα πεξηκέλνπκε φηη ν θπζηθφο θσηηζκφο κπνξεί λα κεηψζεη ηελ αλάγθε γηα ειεθηξηθφ θσο ζε έλα θηίξην, αιιά απηφ δε ζεκαίλεη φηη ν θπζηθφο θσηηζκφο αληηθαζηζηά ην ειεθηξηθφ θσο. εκαίλεη φηη ην ειεθηξηθφ θσο δελ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηείηαη φηαλ εκθαλίδεηαη θπζηθφο θσηηζκφο ζε επαξθήο πνζφηεηεο. Όηαλ εκθαλίδεηαη αλεπαξθήο θπζηθφο θσηηζκφο εμαηηίαο ηνπ θαηξνχ ή ηεο ψξαο ηεο εκέξαο( ή λχρηα) ρξεηάδεηαη ην ειεθηξηθφ θσο. Σν θιεηδί ηνπ ζρεδηαζκνχ ελφο ζπζηήκαηνο ζπλεξγαζίαο θπζηθνχ θαη ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ είλαη ε ζηξαηεγηθή ηνπ ειέγρνπ ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ Ο ΦΤΗΚΟ ΦΧΣΗΜΟ Χ ΘΔΡΜΑΝΣΗΚΟ ΣΟΗΥΔΗΟ Σν θσο, αλεμάξηεηα αλ είλαη θπζηθφο θσηηζκφο ή ειεθηξηθφ θσο, πξνζζέηεη ζεξκφηεηα ζην θηίξην. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ηα πεξηζζφηεξα ειεθηξηθά ζπζηήκαηα είλαη αλεπαξθή:με ζθνπφ λα παξάγνπλ ειεθηξηθφ θσο, παξάγνπλ επίζεο θαη ζεξκφηεηα. ηελ πεξίπησζε ηνπ ιακπηήξα ππξαθηψζεσο, κφλν ην 10% ηεο εζσηεξηθήο ελέξγεηαο εθπέκπεηαη σο θσο. Σν ππφινηπν κεηαηξέπεηαη ζε θάπνηα κνξθή ζεξκφηεηαο, ζπλήζσο θνληά ζηελ 8

9 ππέξπζξε. ηελ πεξίπησζε ηνπ ιακπηήξα θζνξηζκνχ πεξίπνπ ην 20-35% ηεο εζσηεξηθήο ελέξγεηαο κεηαηξέπεηαη ζε θσο. Ο θπζηθφο θσηηζκφο επίζεο πξνζζέηεη ζέξκαλζε ζην θηίξην. Πεξίπνπ ην 55% ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία είλαη ζην νξαηφ θάζκα. Κάπνηα ζηηγκή κέζα ζην θηίξην, απηή ε ελέξγεηα πξέπεη λα κεηαθηλεζεί-ζπλήζσο εμάγνληαο ηε ζεξκφηεηα κέζσ κηα ςπθηηθήο δηαδηθαζίαο. Τπάξρνπλ δχν ηξφπνη πνπ ηα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ κπνξνχλ λα βειηηψζνπλ ηελ επίδνζε ησλ ςπθηηθψλ ζπζηεκάησλ ηνπ θηηξίνπ. Πξψηα, επεηδή ν θπζηθφο θσηηζκφο είλαη πεξηζζφηεξν απνδνηηθφο ζηελ πξνζθνξά θσηηζκνχ απφ φηη είλαη νη πεξηζζφηεξεο ειεθηξηθέο πεγέο, ιηγφηεξε ζεξκφηεηα παξάγεηαη γηα ην ίδην πνζφ θσηηζκνχ. Γη απηφ ν θπζηθφο θσηηζκφο ζην εζσηεξηθφ ησλ θηηξίσλ κπνξεί λα κεηψζεη φρη κφλν ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ ζηα θηίξηα αιιά επίζεο θαη ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηεο ςπθηηθήο ελέξγεηαο. Γεχηεξνλ, πνιιά εκπνξηθά θηίξηα παξάγνπλ ηεξάζηηα πνζά ζεξκφηεηαο απφ ηνλ ιεηηνπξγηθφ εμνπιηζκφ κέζα ζηα θηίξηα, φπσο νη γξαθνκεραλέο, νη ππνινγηζηέο θαη παξφκνηα κεραλήκαηα. Σα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ παξέρνπλ ηε δπλαηφηεηα ζε απηή ηε ζεξκφηεηα λα θχγεη. Απηή ε ηδέα δηαθέξεη ζεκαληηθά απφ ηελ θνηλή ζρεδηαζηηθή πξαθηηθή, ε νπνία πξνηείλεη φηη ηα παξάζπξα ή νπνηαδήπνηε άιια αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ ράλνπλ πεξηζζφηεξε ελέξγεηα απφ απηή πνπ κπνξνχλ λα πξνζζέζνπλ ζην ρψξν. Δπεηδή ηα ζπζηήκαηα θσηηζκνχ πξνζζέηνπλ ζεξκφηεηα ζην θηίξην, ελ ηνχηνηο, θιείλνληαο ηα ειεθηξηθά θψηα ή ρξεζηκνπνηψληαο κηα πεξηζζφηεξν απνδνηηθή ειεθηξηθή πεγή θσηηζκνχ ζπλεπάγεηαη κεξηθή αχμεζε ζηελ αλάγθε ζεξκηθήο ελέξγεηαο ηνπ θηηξίνπ. Ο θπζηθφο θσηηζκφο ζε έλα θηίξην κπνξεί λα απμήζεη ηηο αλάγθεο ηνπ ζε ζεξκηθή ελέξγεηα % παξαπάλσ απφ έλα θηίξην πνπ δε δέρεηαη θπζηθφ θσηηζκφ. Απηφ ζεκαίλεη φηη πξέπεη λα γίλεη απφ ηε ζρεδηαζηηθή νκάδα κηα ζπλελλνεκέλε πξνζπάζεηα γηα λα εμηζνξξνπεζεί ην ράζηκν ηεο ρξεζηκνπνηνχκελεο ελέξγεηαο ζην θσηηζκφ θαη ζηε ςχμε κε ηελ αχμεζε ηεο ρξεζηκνπνηνχκελεο ελέξγεηαο ζηε ζέξκαλζε ΥΡΖΗΜΟΠΟΗΖΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΑΗΥΜΖ ΜΔΧ ΣΟΤ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Ζ ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελεξγεηαθήο αηρκήο εμεηάδεηαη μερσξηζηά απφ ηελ ζπλνιηθή ή εηήζηα θαηαλάισζε ελέξγεηαο επεηδή ε αλαινγηθή δνκή ησλ πεξηζζφηεξσλ αλαγθψλ μερσξίδεη ηελ γεληθή θαηαλάισζε απφ ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηεο αηρκήο, γη απηφ ζπρλά θαιείηαη απαίηεζε αηρκήο. Ζ απαίηεζε αηρκήο είλαη ε κέγηζηε ρξεζηκνπνηνχκελε ελέξγεηα ζε έλα θηίξην θαηά ηε δηάξθεηα κηαο δνζκέλεο ρξνληθήο πεξηφδνπ. ε θάζε πεξίπησζε, εάλ ν θπζηθφο θσηηζκφο κπνξεί λα κεηψζεη ζην θηίξην ηε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ θαη ηεο ςπθηηθνχ ζπζηήκαηνο, κπνξεί λα κεηψζεη θαη ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελεξγεηαθήο αηρκήο, φπσο επίζεο θαη ηελ ζπλνιηθή θαηαλάισζε ελέξγεηαο. ε κεξηθέο ηνπνζεζίεο-εμαξηάηαη απφ ηελ ρξεζηκφηεηα ηεο αλαινγηθήο δνκήοκεηψλνληαο ηελ απαίηεζε αηρκήο ίζσο λα είλαη πην θξίζηκν απφ ηε κείσζε ηεο ρξεζηκνπνηνχκελεο ελέξγεηαο ζηα φξηα ηνπ θηηξίνπ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, κεηψλνληαο ηε ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελεξγεηαθήο αηρκήο κπνξνχκε λα έρνπκε ζεκαληηθή επίδξαζε πάλσ ζηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ζε εζληθφ επίπεδν, επεηδή ηξεηο κνλάδεο πξσηνγελνχο ελέξγεηαο (γηα παξάδεηγκα, άλζξαθαο ή πεηξέιαην) ζπλήζσο απαηηνχληαη γηα λα παξάγνπλ κηα κνλάδα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Μεηψλνληαο ηελ ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελεξγεηαθήο αηρκήο, έηζη κεηψλεηαη ην πνζφ ηεο θαηαλαισκέλεο πξσηνγελνχο ελέξγεηαο απφ ηελ εγθαηεζηεκέλε ηζρχ. Ζ ζπλδπαζκέλε κείσζε ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηεο θσηηζηηθήο ελέξγεηαο, ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηεο ςπθηηθήο ελέξγεηαο θαη ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηεο ελεξγεηαθήο αηρκήο, 9

10 πνπ ζπλήζσο πξνθχπηεη απφ ην θπζηθφ θσηηζκφ κπνξεί λα κεηψζεη ην ζπλνιηθφ θφζηνο ελέξγεηαο ελφο εκπνξηθνχ θηηξίνπ. Απηέο νη πνηθίιεο κεηψζεηο ζην θφζηνο θαζηζηνχλ ην ελεξγεηαθφ θφζηνο δηαθνξεηηθφ, ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα θαζνξίζεη ηελ θνζηνινγηθή απνηειεζκαηηθφηεηα ηεο ιχζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Έλαληη ζε απηά ηα κεησκέλα ελεξγεηαθά θφζηε πνπ πξέπεη λα κεηξεζνχλ ην θφζηνο απμάλεη ζπλδεφκελν κε πεξηζζφηεξα πεξίπινθα ζπζηήκαηα ειέγρνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ, πηζαλέο ζπζθεπέο ζθηάο θαη φισλ ησλ άιισλ ζηνηρείσλ ηνπ ζπζηήκαηνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ηα νπνία δελ είλαη κέξε ελφο ηππηθνχ θηηξίνπ ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ. Σελ ίδηα ζηηγκή, επηπξφζζεηε εμνηθνλφκεζε θφζηνπο ίζσο ζπκβεί σο απνηέιεζκα ηεο κείσζεο ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηεο εγθαηεζηεκέλεο ςχμεο. Απηέο νη εμνηθνλνκήζεηο πξέπεη λα ζπγθξίλνληαη κε ηα απμαλφκελα θφζηε πνπ πξνέξρνληαη απφ ηελ αλάγθε γηα κεγαιχηεξε εγθαηεζηεκέλε ζέξκαλζε Ο ΦΤΗΚΟ ΦΧΣΗΜΟ Χ ΣΟΗΥΔΗΟ ΓΗΑΜΟΡΦΧΖ ΚΟΣΟΤ Όηαλ ν θπζηθφο θσηηζκφο κειεηάηαη ζε κηα θαηλνχξγηα θαηαζθεπή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο βαζηθήο ζρεδηαζηηθήο δηαδηθαζίαο, κπνξεί λα απνηειέζεη κηα κε θνζηνινγηθή αιιαγή κέζα ζην θηίξην. Απηφ δελ είλαη πάληα αιήζεηα, αιιά ε ζρεδηαζηηθή νκάδα πνπ ζθνπεχεη λα ζπκπεξηιάβεη ηε ρξεζηκφηεηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ κέζα ζε έλα θηίξην κπνξεί ζπρλά λα βξεη ηξφπνπο λα ζπκπεξηιάβεη ην θπζηθφ θσηηζκφ ρσξίο λα απμήζεη ην θφζηνο ηνπ θηηξίνπ. ηελ κεηαζθεπή ή ζηελ αλακνξθσκέλε θαηαζθεπή, ν θπζηθφο θσηηζκφο ελδέρεηαη ή φρη λα πξνζζέζεη κεηαζθεπαζηηθά θφζηε, πνπ εμαξηάηαη απφ ην εάλ ε εγθαηεζηεκέλε ςχμε κεηαζθεπάδεηαη ηελ ίδηα πεξίνδν. Μεξηθέο θνξέο, ε κεησκέλε αλάγθε ςχμεο, επεηδή απαηηεί κηθξφηεξν ςπθηηθφ εμνπιηζκφ, κπνξεί λα αληηζηαζκίζεη έλα ζεκαληηθφ κέξνο ηνπ θφζηνπο ηνπ πεξηιακβαλφκελνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζηελ κεηαζθεπή. Όπσο ηα πεξηζζφηεξα πεξηβαιινληνινγηθά ζπζηήκαηα, ν θπζηθφο θσηηζκφο είλαη θηελφο ζηελ ζπληήξεζε θαη ηελ ιεηηνπξγία. Όκσο, θαζψο ν θπζηθφο θσηηζκφο (ή άιια) ζπζηήκαηα γίλνληαη πεξηζζφηεξν εμσηηθά, ηα ιεηηνπξγηθά θαη ηα θφζηε ζπληήξεζεο κπνξεί λα απμεζνχλ. Γηα παξάδεηγκα, ε ρξεζηκνπνίεζε ελφο θαιχκκαηνο ηνπ ειεθηξηθνχ ζπζηήκαηνο θσηεηλήο πεγήο είλαη ζπρλά πην αθξηβφ, θαη ζηα δχν πξψηα θφζηε θαη ηα θφζηε ζπληήξεζεο, απφ κεξηθά απφ ηα πεξηζζφηεξν ζηάληαξ θσηηζηηθά, αιιά απηά ηα θφζηε αληηζηαζκίδνληαη απφ ηα κεησκέλα ελεξγεηαθά θφζηε. Σν ίδην ζπκβαίλεη θαη ζην ζχζηεκα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Δπεηδή ν θπζηθφο θσηηζκφο είλαη ζηελά ζπλδεκέλνο κε ην ζρεδηαζκφ ηνπ θηηξίνπ, ε ρξεζηκφηεηά ηνπ εθνδηάδεη ηε ζρεδηαζηηθή νκάδα κε πνιιέο επθαηξίεο λα βειηηψζεη ηελ ζπλεξγαζία ησλ πνηθίισλ κε κνξθή θαη δνκή πεξηβαιινληνινγηθψλ ζπζηεκάησλ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, έλα θιεηδί πνπ θαζηζηά κηα νηθνλνκηθή αμία, ε ελεξγεηαθή απνδνηηθή ιχζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη ζπρλά ε ζπλεξγαζία ηνπ ζπζηήκαηνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ θαη ηεο θαηαζθεπήο ηνπ θηηξίνπ ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΑΝΟΗΓΜΑΣΧΝ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Σα αλνίγκαηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ δηαπεξλνχλ ηελ θαηαζθεπή, έηζη ςάρλνληαο έλα δνκηθφ ζχζηεκα θαη ηδέεο πνπ λα έρεη ηα ίδηα ραξαθηεξηζηηθά κε εθείλα ηνπ δηθηχνπ ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζεσξείηαη φηη κπνξνχλ θάιιηζηα λα νδεγήζνπλ ζε κηα θαιχηεξε ζρεδηαζηηθή ιχζε. Γηα παξάδεηγκα, έλαο θαηαζθεπαζηηθφο ηχπνο πηπζζφκελνπ ειάζκαηνο ίζσο πξνζθέξεη κηα εμαηξεηηθή επθαηξία λα ρξεζηκνπνηεζεί έλαο πξηνλσηφο ηχπνο αλνίγκαηνο νξνθήο, αθνχ ην δνκηθφ ζχζηεκα έρεη ήδε ιάβεη ππφςε κηα κνξθή κε απηφ ηνλ ηχπν ηνπ αλνίγκαηνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Μεξηθέο θνξέο, αιιάδνληαο ηα θαηαζθεπαζηηθά πιηθά, (γηα παξάδεηγκα, κηα αιιαγή απφ ζθπξφδεκα ζε αηζάιη)πξνζθέξεη επθαηξίεο λα βειηησζεί ε ρσξεηηθφηεηα ηνπ ζπζηήκαηνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ γηα λα θσηηζηεί ην εζσηεξηθφ ηνπ θηηξίνπ. Θεσξψληαο έλα ζχζηεκα θνηινηήησλ ην νπνίν 10

11 ιακβάλεηαη ππφςε κε ηελ δηαξξχζκηζε ησλ αλνηγκάησλ κπνξεί λα θάλεη ηνλ ζρεδηαζκφ θαη ησλ δχν ζπζηεκάησλ πνιχ απινχζηεξν ΦΤΥΟΛΟΓΗΚΖ ΚΑΗ ΦΤΗΟΛΟΓΗΚΖ ΔΠΗΓΡΑΖ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Μεξηθνί άλζξσπνη πηζηεχνπλ φηη ν πην ζεκαληηθφο ιφγνο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη ε ςπρνινγηθή θαη θπζηνινγηθή επίδξαζε πνπ θαίλεηαη λα έρεη πάλσ ζηνλ άλζξσπν [8]. Έλαο αξηζκφο κειεηεηψλ πηζηεχνπλ φηη ηα αλζξψπηλα φληα έρνπλ κηα βαζηθή αλάγθε γηα παξάζπξα ζηα θηίξηα. Απηφ είλαη έλα κέζν δηακέζνπ ηνπ νπνίνπ κπνξνχλ λα δηαηεξήζνπλ ηελ επαθή ηνπο κε ην έμσ, ην δσληαλφ πεξηβάιινλ [9], [10], [11]. Όια ηα παξάζπξα θαη ηα αλνίγκαηα, παξέρνπλ ζεκεία επηθνηλσλίαο κε ην εμσηεξηθφ πεξηβάιινλ, θαη έηζη απηφ δελ είλαη κφλν έλα πιενλέθηεκα ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Ζ πνζφηεηα ηνπ θσηηζκνχ πνπ εηζέξρεηαη δελ είλαη ζεκαληηθή ζηελ εληειψο ςπρνινγηθή ή θπζηνινγηθή επίδξαζε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζηα θηίξηα θαη φια ηα αλνίγκαηα κπνξνχλ γη απηφ λα ζεσξεζνχλ αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ. Γηα λα πξνζδηνξίζεη εάλ ππάξρεη αλάγθε λα δηαηεξεζεί επαθή κε ην εμσηεξηθφ πεξηβάιινλ, έλαο κειεηεηήο πξέπεη λα κειεηήζεη φρη κφλν ηα θηίξηα πνπ επηηξέπνπλ ην θπζηθφ θσηηζκφ αιιά θαη απηά πνπ δελ ηνλ επηηξέπνπλ. Οη πξφζθαηεο ηαμηλνκήζεηο πεξηιακβάλνπλ πξαγκαηηθά θηίξηα θαη εζσηεξηθνχο ρψξνπο θηηξίσλ ρσξίο παξάζπξα πνπ έρνπλ παξάζπξα, ζπκπεξηιακβάλνληαο κεγάια γξαθεία ζηα θηίξηα, ζρνιεία, λνζνθνκεία αθφκα θαη θαηνηθίεο. Οη βηνκεραλίεο ρσξίο παξάζπξα είλαη πνιχ πεξηζζφηεξν θνηλέο εμαηηίαο ηεο αλάγθεο ζε κεξηθέο βηνκεραληθέο κεζφδνπο γηα θαζαξηζκφ, θαζαξφ απφ ζθφλε πεξηβάιινλ ησλ νπνίσλ ε ζεξκνθξαζία θαη ε πγξαζία κπνξνχλ πξνζεθηηθά λα ειέγρνληαη. ε νπεδηθέο βηνκεραλίεο πνπ θηίζηεθαλ ππφγεηα θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ 1946 ρσξίο θαλέλα άλνηγκα θπζηθνχ θσηηζκνχ δηαπηζηψζεθε φηη νη εξγάηεο είραλ εθθξάζεη εμαηξεηηθά αξλεηηθή ζπκπεξηθνξά, παξαπνληφληνπζαλ γηα πνλνθεθάινπο θαη θφπσζε θαη παξνπζίαζαλ κεξηθέο απμεκέλεο ζπζηεκαηηθέο απνπζίεο [10]. Έηζη νη εξγάηεο ησλ βηνκεραληψλ ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ ήηαλ πεξηζζφηεξν εθηεζεηκέλνη ζε πνλνθεθάινπο, ζε αξξψζηηεο θαη ζε αδπλακίεο απφ ηνπο ίδηνπο εξγάηεο ζε βηνκεραλίεο κε θπζηθφ θσηηζκφ. Ζ έιιεηςε ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ έρεη κεγάιε επίδξαζε πάλσ ζηα δχν, θπζηθή θαη θαιή πλεπκαηηθή θαηάζηαζε. ε πνιιά θηίξηα νη θάηνηθνη επηζπκνχλ δηαθαψο λα έρνπλ θπζηθφ θαη ειηαθφ θσο ζηα θηίξηα. Ο θπζηθφο θσηηζκφο παξέρεη κηα αίζζεζε θαιήο δηάζεζεο θαη δσεξφηεηαο πνπ κπνξεί λα έρεη ζεηηθή επίδξαζε ζηνπο αλζξψπνπο κέζα ζην θηίξην. Σν ειηαθφ θσο δείρλεη επίζεο επηζπκεηφ. Όκσο ε ηζρχ ηεο επηζπκίαο γηα απηφ, θαίλεηαη λα πνηθίιεη απφ ηνλ ηχπν ηνπ θηηξίνπ [12]. Ζ αλζξψπηλε αλάγθε γηα θπζηθφ θσηηζκφ θαη γηα απφιαπζε ηνπ ειηαθνχ θσηηζκνχ εθθξάδεηαη απφ ηελ επηζπκία λα ππάξρεη θπζηθφ θσο ζην θηίξην θαη λα είλαη ζε θπζηθνχο θσηηζηηθνχο ρψξνπο ΜΔΗΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ Δθηφο απφ ηα πιενλεθηήκαηα ν θπζηθφο θσηηζκφο έρεη θαη κεξηθά κεηνλεθηήκαηα. Έλα απφ ηα πεξηζζφηεξν ζεκαληηθά κεηνλεθηήκαηα ησλ ζπζηεκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ είλαη ε ζάκπσζε, αλ θαη φια ηα θσηηζηηθά ζπζηήκαηα είλαη ελ δπλάκεη πεγέο ηεο ζάκπσζεο. Σα ζπζηήκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ έρνπλ κηα κεγαιχηεξε ηάζε λα πξνθαινχλ ζάκπσζε απ φηη έρνπλ ηα θσηηζηηθά ζπζηήκαηα, επεηδή ρξεζηκνπνηνχληαη γηα πεξηζζφηεξν απ φηη ηα θσηηζηηθά κφλα ηνπο. Δάλ ε ζάκπσζε πξνβιέπεηαη λα είλαη πξφβιεκα, σζηφζν, κπνξνχλ λα ιεθζνχλ κέηξα θαηά ηε ζρεδηαζηηθή δηαδηθαζία λα μερσξηζηνχλ ηα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα εζσηεξηθφ 11

12 θσηηζκφ απφ ηα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ πνπ πξνζθέξνπλ άιιεο ιεηηνπξγίεο, θαη έηζη λα κεησζεί ε δπλακηθή γηα ζάκπσζε. Άιια δηαπηζησκέλα κεηνλεθηήκαηα ησλ ζπζηεκάησλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ βαζίδνληαη απιά ζε ιαλζαζκέλεο ππνζέζεηο, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ: Ζ ππφζεζε φηη ηα θηίξηα κε θπζηθφ θσηηζκφ πξέπεη λα έρνπλ κεγαιχηεξεο εθηάζεηο απφ ηα θηίξηα ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ. Ζ ππφζεζε φηη ηα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχλ θαζαξή ηδακαξία, πξνζθέξνληαο κε απηφ ηνλ ηξφπν ηελ ρεηξφηεξε πηζαλή πεξίπησζε γηα θεξδηζκέλε ζεξκφηεηα. Ζ ππφζεζε φηη ε ζπληήξεζε γηα ηα θηίξηα κε θπζηθφ θσηηζκφ πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξε απφ ηα θηίξηα ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ. ε έλα θηίξην κε θπζηθφ θσηηζκφ, ην πνζφ ηεο ζακπφηεηαο είλαη ιηγφηεξν ζεκαληηθφ απφ ην πψο ε ζάκπσζε δηαρέεηαη θαη εγθαζίζηαηαη. ε πνιιέο πεξηπηψζεηο ην πνζφ ηεο ζακπφηεηαο πνπ ζα πξνβιέπεηαη γηα έλα ζρεδηαζκφ ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ είλαη αξθεηφ λα ιεθζεί ππφςε γηα ην θπζηθφ θσηηζκφ ηεο πιεηνςεθίαο ησλ εζσηεξηθψλ ρψξσλ. Ζ ηθαλφηεηα λα ρξεζηκνπνηνχκε δηαθνξεηηθά πιηθά ηδακηνχ πξνζθέξεη ζηε ζρεδηαζηηθή νκάδα κηα άιιε κέζνδν λα ειέγμεη θαη λα ξπζκίζεη ηελ πνζφηεηα θαη ηελ δηαλνκή ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ κέζα ζην θηίξην. Αλ θαη ηα θαζαξά ηδάκηα επηηξέπνπλ ζην κέγηζην πνζφ ηνπ θσηηζκνχ λα δηεηζδχζεη κέζα ζην θηίξην, πνιιά επίπεδα θσηηζκνχ ίζσο λα είλαη επηζπκεηά ζε εηδηθέο θαηαζηάζεηο απ φηη ην κέγηζην. Μηα κεγάιε πνηθηιία ηδακηψλ, κε κεγάιε θιίκαθα ραξαθηεξηζηηθψλ δηαπεξαηφηεηαο ζην νξαηφ θάζκα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί λα θσηηζηεί έλα θηίξην. ε πνιιά εκπνξηθά θηίξηα,πξνγξακκαηηζκέλε ζπληήξεζε ησλ ηδακηψλ ζπκβαίλεη ζπλήζσο κε ηε κνξθή ηνπ θαζαξηζκνχ ησλ παξαζχξσλ. Λίγα αλνίγκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ απαηηνχλ πεξηζζφηεξε εμσηεξηθή θξνληίδα απ φηη θπζηνινγηθά ζα γηλφηαλ σο κέξνο ηεο ζπληήξεζεο ηνπ θηηξίνπ. Πνιινί δηεπζπληέο θηηξίσλ επίζεο πξνγξακκαηίδνπλ θαζαξηζκφ θαη ηελ επαλαηνπνζέηεζε ηνπ ειεθηξηθνχ θσηηζκνχ ζε ζπγθεθξηκέλα δηαζηήκαηα θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ. Σελ ίδηα ζηηγκή φηαλ ζπκβαίλεη απηφ, θαζαξηζκφο ησλ ζπζθεπψλ ειέγρνπ ή κνίξαζκα ησλ εζσηεξηθψλ ζπζθεπψλ ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ κπνξνχλ λα ιάβνπλ κέξνο. Έλαο ππνινγίζηκνο αξηζκφο θηηξίσλ ρσξίο θπζηθφ θσηηζκφ, φκσο, έρεη θνπξηίλεο θαη παξφκνηεο ζπζθεπέο πνπ ρξεηάδνληαη θαζαξηζκφ ζε ηαθηηθή βάζε. ε πνιιέο πεξηπηψζεηο, ηα ελ δπλάκεη κεηνλεθηήκαηα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ κπνξνχλ λα κεδεληζηνχλ απφ ηε γλψζε ηνπ πψο λα ζρεδηάδνληαη θαη λα αλαιχνληαη ηα ζπζηήκαηα θπζηθνχ θσηηζκνχ. 1.3 ΜΟΝΣΔΛΟΠΟΗΖ ΣΟΤ ΟΤΡΑΝΗΟΤ ΘΟΛΟΤ Ζ αλαγθαηφηεηα ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ ζην ζρεδηαζκφ ησλ θηηξίσλ θαζψο θαη ε επίδξαζε ηνπ ζηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο αλάγθαζε ηνπο επηζηήκνλεο λα θαζνξίζνπλ δηάθνξα κνληέια πξνζνκνίσζεο ηνπ νπξάληνπ ζφινπ έηζη ψζηε λα γίλεη πην εχθνινο ν ππνινγηζκφο ησλ κεγεζψλ πξνζδηνξηζκνχ ηνπ νπξάληνπ ζφινπ( ιακπξφηεηα, έληαζε θσηηζκνχ). Σα κνληέια πξνζνκνίσζεο πεξηγξάθνληαη ζην επφκελν θεθάιαην. 12

13 13

14 2.1 ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 ΜΟΝΣΔΛΟΠΟΗΖΖ ΣΟΤ ΟΤΡΑΝΟΤ Πξηλ μεθηλήζνπκε ηνλ ππνινγηζκφ ηεο έληαζεο θσηηζκνχ πνπ νθείιεηαη ζηνλ νπξαλφ, πξέπεη λα πξνζδηνξηζηεί ε ιακπξφηεηα ηνπ νπξαλνχ. Γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο ιακπξφηεηαο πξέπεη λα θαζνξηζηνχλ νη δηάθνξεο ζπλζήθεο πνπ κπνξεί λα βξεζεί ν νπξαλφο. Έηζη έρνπλ νξηζζεί 5 πξνζδηνξηζηηθνί νπξαλνί. 1. CIE πξφηππνο αίζξηνο νπξαλφο 2. CIE πξφηππνο ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο 3. Δλδηάκεζνο νπξαλφο 4. Μέζνο νπξαλφο(average sky) 5. Μέζνο νπξαλφο(mean sky) Οη δχν πξψηεο ζπλζήθεο νπξαλνχ έρνπλ ηππνπνηεζεί ήδε απφ ηελ CIE σο ηξφπνο έθθξαζεο ηεο ζρεηηθήο δηαλεκφκελεο ιακπξφηεηαο. Ζ ηξίηε ίζσο ζην κέιινλ ζπζηεζεί σο CIE πξφηππνο νπξαλφο, ή σο κηα ζεηξά απφ ηππνπνηεκέλε ζχζηαζε γηα πεξηζζφηεξνπο απφ έλαλ νπξαλφ ζα γίλεη, κφλν αλ είλαη εληειψο απαξαίηεην. Ο ηέηαξηνο θαη ν πέκπηνο νπξαλφο είλαη γηα εηδηθέο εθαξκνγέο θαη δελ ζα ζπζηήλνληαη απαξαίηεηα απφ ηελ CIE σο πξφηππνη. Ζ δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα ηνπ νπξαλνχ πνηθίιεη κε ηνλ θαηξφ θαη ην θιίκα. Απηή ε ηππνπνίεζε νξίδεη δχν θαηαζηάζεηο νη νπνίεο ηείλνπλ λα ζπκβνχλ θάησ απφ ζηαζεξέο ζπλζήθεο θαη νη νπνίεο κπνξνχλ λα ιεθζνχλ σο αθξαίεο πεξηπηψζεηο. Πεξηγξάθνληαη απφ ηελ ζρεηηθή δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα: ε ιακπξφηεηα ζε θάζε ζεκείν ηνπ νπξαλνχ δίλεηαη σο ζπλάξηεζε ηεο ιακπξφηεηαο ηνπ δελίζ. Ο CIE ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο είρε αξρηθά πξνπαξαζθεπαζηεί απφ ηελ ηερληθή επηηξνπή ηεο CIE Δ-3.2 (Φπζηθφο θσηηζκφο) θαη δεκνζηεπηεί σο κηα αλαγλσξηζκέλε ηππνπνίεζε ην 1955 [13]. Ο CIE αίζξηνο νπξαλφο δεκνζηεχηεθε απφ ηελ ηερληθή επηηξνπή ηεο CIE 4.2 [14] (Φπζηθφο θσηηζκφο) ην 1973 [14]. Σν πξφηππν νξίδεη ηηο ζρεηηθέο δηαλεκφκελεο ιακπξφηεηεο ηνπ CIE πξφηππνπ ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ θαη ηνπ CIE πξφηππνπ αίζξηνπ νπξαλνχ σο εμσηεξηθέο ζπλζήθεο θπζηθνχ θσηηζκνχ γηα ζεσξεηηθνχο θαη πξαθηηθνχο ζθνπνχο. (1) Ο CIE πξφηππνο ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο παξνπζηάδεη ην κνληέιν ηεο νπξάληαο ιακπξφηεηαο πνπ ζπλδέεηαη κε κεγάια ζηξψκαηα ζχλλεθσλ [12]. Κάησ απφ απηέο ηηο ζπλζήθεο ν ειηαθφο δίζθνο είλαη ζπλήζσο αφξαηνο απφ ην έδαθνο. Ζ δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα ηνπ πξφηππνπ ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ είλαη ζπλάξηεζε κφλν ηεο γσλίαο ηνπ χςνπο πάλσ απφ ηνλ νξίδνληα. Απηφ γίλεηαη επεηδή είλαη ζπκκεηξηθφ πεξίπνπ κε ην δελίζ θαη εμαξηψκελν απφ ηε ζέζε ηνπ ήιηνπ. Ζ ιακπξφηεηα ησλ ζχλλεθσλ επεξεάδεηαη απφ ην αλαθιψκελν θσο απφ ηηο επηθάλεηεο εδάθνπο. Ο πξφηππνο ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο βαζίδεηαη ζηελ ππφζεζε ηνπ ζθνχξνπ εδάθνπο. Γελ πξέπεη λα εθαξκφδεηαη φηαλ ην έδαθνο θαιχπηεηαη κε ρηφλη ή φηαλ ε επηθάλεηα απνηειείηαη θπξίσο απφ άιια πιηθά πςειήο αλαθιαζηηθφηεηαο, φπσο ε άζπξε άκκνο. (2) Ο CIE πξφηππνο αίζξηνο νπξαλφο παξνπζηάδεη ηηο ζπλζήθεο αίζξηνπ νπξαλνχ [14]. Ζ ιακπξφηεηα ηνπ νπξαλνχ εμαξηάηαη θαη απφ ηε γσλία ηνπ χςνπο θαη απφ ηε ζέζε ηνπ ήιηνπ. Δίλαη ζπκκεηξηθή ζρεδφλ κε ηνλ ειηαθφ κεζεκβξηλφ. Ζ ιακπξφηεηα ελφο αίζξηνπ 10

15 νπξαλνχ επεξεάδεηαη απφ ηελ κφιπλζε θαη απφ άιιεο πεγέο ησλ αηκνζθαηξηθψλ ζσκαηηδίσλ. Ο πξφηππνο αίζξηνο νπξαλφο δίλεηαη ζε δχν κνξθέο: γηα εθαξκνγή λα θαζαξίζεη αγξνηηθέο ζπλζήθεο θαη γηα κνιπζκέλεο ή βηνκεραληθέο αηκφζθαηξεο. 2.2 ΠΡΟΓΗΑΓΡΑΦΔ CIE ΠΡΟΣΤΠΟ ΤΝΝΔΦΗΑΜΔΝΟ ΟΤΡΑΝΟ Ζ δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα πξέπεη λα εθθξάδεηαη απφ ην ιφγν ηεο ιακπξφηεηαο ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ L oc (γ) πξνο ηε ιακπξφηεηα ηνπ δελίζ L oc. L oc L ( γ) sinγ 1 2, φπνπ 3 γ = γσλία ηνπ χςνπο ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ πάλσ απφ ηνλ νξίδνληα. oc Δάλ είλαη γλσζηή ε νξηδφληηα έληαζε θσηηζκνχ, κπνξεί λα ππνινγηζζεί ε εζσηεξηθή έληαζε θσηηζκνχ απφ απηήλ θαη ηνλ παξάγνληα θπζηθνχ θσηηζκνχ. Δάλ είλαη γλσζηή ε απφιπηε ιακπξφηεηα ηνπ δελίζ ε αληίζηνηρε νξηδφληηα έληαζε θσηηζκνχ Δ vνc,απφ ηνλ πξφηππν ζπλλεθηαζκέλν νπξαλφ ηεο CIE, είλαη: CIE ΠΡΟΣΤΠΟ ΑΗΘΡΗΟ ΟΤΡΑΝΟ E 7π 9 voc L zoc Ζ απζαίξεηε ζέζε ηνπ ζηνηρείνπ ζην αίζξην νπξαλφ, πνπ θαίλεηαη ζην ζρήκα 1, νξίδεηαη απφ ηηο γσλίεο ηνπ χςνπο γ, θαη απφ ηελ αδηκνχζηα γσλία απφ ηνλ ήιην (α s -α). Ο ιφγνο ηεο ιακπξφηεηαο ηνπ ζηνηρείνπ L cι (γ s,γ,δ) πξνο ηε ιακπξφηεηα ηνπ δελίζ L cl (γ s ) είλαη: L cl L ( γ,γ,ζ) zcl s ( γ ) s f(ζ) Φ(γ) π f( ) ) 2 γ Φ( π, φπνπ s 2 δ= γσλία κεηαμχ ηνπ νπξαλνχ θαη ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ δ=arcos[(sinγ s sinγ)+(cosγ s cosγ cos α s -α )] Ζ ζπλάξηεζε f(δ) είλαη κηα ζρεηηθή δηάρπζε πνπ ππνδείρηεθε απφ ηνλ Kittler. ρεηίδεηαη κε θαζαξή αγξνηηθή αηκφζθαηξα πνπ έρεη ζπληειεζηή ζνιφηεηαο 2,45 *. Ζ ηηκή ηνπ δελίζ είλαη: f(δ)=0,91+10 exp(-3δ)+0,45 cos 2 δ π f 2 γ s π π = 0,91+10 exp 3 γ s )+0,45 cos 2 γ s 2 2 Γηα κνιπζκέλεο ή πγξέο αηκφζθαηξεο ρξεζηκνπνηείηαη ε ζπλάξηεζε f (δ) αληί γηα ηελ f(δ). Απηή είλαη εθαξκφζηκε ζε ζπλζήθεο πνπ ν ζπληειεζηήο ζνιφηεηαο είλαη πεξίπνπ 5,5. Έρεη πξνηαζεί απφ ηνλ Gusen. Ζ ηηκή ηνπ δελίζ είλαη: f (δ)=0, exp(-3δ)+0,3 cos 2 δ * Ζ ηηκή 2,45 είλαη γηα θαζαξέο αγξνηηθέο αηκφζθαηξεο ζε κεξηθέο ρψξεο.(π.ρ γηα ηε Γεξκαλία ζεσξείηαη κηα ηηκή 5, ε νπνία είλαη πεξηζζφηεξν ηππηθή γηα βηνκεραληθφ πεξηβάιινλ). 11

16 π π f (δ)= 0,91+10 exp 3 γ s )+0,45 cos 2 γ s 2 2 θ(γ) είλαη κηα ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηεο αηκφζθαηξαο, απφ ηνλ Kittler : ζην δελίζ ΔΝΓΗΑΜΔΟ ΟΤΡΑΝΟ 0,32 θ(γ)=1-exp sinγ π θ 0, Ο ελδηάκεζνο νπξαλφο είλαη έλαο νπξαλφο γηα ηνλ νπνίν ε ιακπξφηεηα ελφο δνζκέλνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ ζα θαζνξίδεηαη γηα κηα δνζκέλε ζέζε θάησ απφ κηα ελδηάκεζε θαηξηθή ζπλζήθε ε νπνία εκθαλίδεηαη κεηαμχ ηεο CIE αίζξηνπ θαη πξφηππνπ ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 2. Απηή ε ιακπξφηεηα εμαξηάηαη απφ ην ειηαθφ χςνο κε ηνλ ίδην ηξφπν φπσο γίλεηαη κε ηνλ πξφηππν αίζξην νπξαλφ. Ο ήιηνο θαη ην ειηαθφ ζηέκκα θνληά ζε απηφ παξαιείπνληαη απφ απηή ηελ δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα. Ζ απφιπηε ιακπξφηεηα ε δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα ζα νξηζζνχλ γηα ηελ CIE πξφηππνο ελδηάκεζνο νπξαλφο ζην κέιινλ. Ο Kittler πξφηεηλε κηα δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα ελδηάκεζνπ νπξαλνχ πνπ πεξηγξάθεη έλα ζπλερή νκνηνγελέο αιιά φιν θαη πεξηζζφηεξνπο ζνινχο νπξαλνχο κεηαμχ ηεο CIE αίζξηνπ θαη ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ [15], [16]. Απηή εθθξάδεηαη κε ηνλ ίδην ηξφπν κε ηνλ πξφηππν νπξαλφ ηεο CIE θαη εμαξηάηαη απφ ηνλ ζπληειεζηή ζνιφηεηαο ηεο έληαζεο θσηηζκνχ. Δπηπιένλ, πξφηεηλε κηα άιιε έθθξαζε ηεο απφιπηεο δηαλεκφκελεο έληαζεο θσηηζκνχ ηνπ νκνηνγελνχο νπξαλνχ ε νπνία θαιχπηεη ηα δχν αθξαία φξηα, CIE πξφηππνο αίζξηνο θαη ζπλλεθηαζκέλνο νπξαλφο, ζηελ αθφινπζε κνξθή [17], [18]:, ΛΗΣΑ ΤΜΒΟΛΧΝ α αδηκνχζηα γσλία ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ (δεμηφζηξνθα απφ ηνλ βνξξά) (rad) α s αδηκνχζηα γσλία ηνπ ειηαθνχ ζηνηρείνπ (δεμηφζηξνθα απφ ηνλ βνξξά) (rad) E vcl έληαζε θσηηζκνχ απφ έλαλ αλεκπφδηζην αίζξην νπξαλφ πάλσ ζε κηα νξηδφληηα επηθάλεηα (lux) E voc έληαζε θσηηζκνχ απφ έλαλ αλεκπφδηζην ζπλλεθηαζκέλν νπξαλφ πάλσ ζε κηα νξηδφληηα επηθάλεηα (lux) γ γσλία ηνπ χςνπο ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ πάλσ απφ νξίδνληα (rad) γ s γσλία ηνπ χςνπο ηεο ζέζεο ηνπ ήιηνπ πάλσ απφ νξίδνληα (rad) f(δ) ζρεηηθή δηάρπζε ελδεηθηηθή ηεο θαζαξήο αγξνηηθήο αηκφζθαηξαο f (δ) ζρεηηθή δηάρπζε ελδεηθηηθή γηα κνιπζκέλε αηκφζθαηξα θ(γ) ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηεο αηκφζθαηξαο δ γσλία αλάκεζα ζηνλ ήιην θαη ην νπξάλην ζηνηρείν (rad) L cl ιακπξφηεηα αίζξηνπ νπξαλνχ ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ (cd/m 2 ) L oc ιακπξφηεηα ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ (cd/m 2 ) L zcl ιακπξφηεηα αίζξηνπ νπξαλνχ ζην δελίζ (cd/m 2 ) 12

17 L zoc ιακπξφηεηα ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ ζην δελίζ (cd/m 2 ) ρήκα 1: Γσλίεο θαζνξηζκνχ ηεο ζέζεο ηνπ ήιηνπ θαη ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ Ρ Πξαγκαηηθνί νπξαλνί Αίζξηνο Οπξαλφο Μνπληφο λεθψδεο νπξαλφο (νκνηνγελήο ζνιφο νπξαλφο) Αλάκηθηνο κπιε νπξαλφο πλλεθηαζκέλνο νπξαλφο 13

18 Αλαθνξηθφ κνληέιν Οπξαλνί Αλαθνξάο CIE Πξφηππνο Αίζξηνο Οπξαλφο Πξφηππνο Δλδηάκεζνο Οπξαλφο (νξηζκέλνο) CIE Πξφηππνο πλλεθηαζκέλνο Οπξαλφο ρήκα 2: Μνληέιν ησλ αλαθεξφκελσλ νπξαλψλ L( γ, γ,ζ,t ) s vl C m o s G( γ,ρ) R( γ s ) A B m s m γ f ( ζ) x13 2 ( A B ) (kcd/m 2 ) Z ms mγ φπνπ, C o ={3/(16 π)} Ε vo Ε vo =129,1 klux, C o =7,705 kcd/m 2 m s =ζρεηηθή νπηηθή αέξηα κάδα γηα γ s m γ =ζρεηηθή νπηηθή αέξηα κάδα γηα γ G(γ,ξ)= 0,8+ξ 3 +1,64(1-0,7 ξ 3 ) sinγ+(1-ξ)(1-1,5 sinγ) Α R (γ s )= 1+Β+1,5 (1-Β) sinγ s Α=exp(- a vr mγ T vl ) Β= exp(-avr ms T vl ) Ε=1+T Vl (0,075-0,025 x 1 )(1-ξ) x 1 =0, N f(δ)= 1+Ν {exp(-3δ)-0,009}+μ cos 2 δ N=4,3 T Vl 1,9 exp(-0,35) T Vl ) M=0,71/T Vl 0,5 Ε=arcos(sin γ s sinγ+cosγ cos α s -α ) ξ= αλαθιαζηηθφηεηα ηνπ εδάθνπο δ : rad rad O ππνινγηζηηθφο ηχπνο ηεο νπξάληαο ιακπξφηεηαο ζχκθσλα κε απηφ ην κνληέιν ηζνδπλακεί κε ηνπο ηχπνπο πνπ ππνινγίζηεθαλ απφ κεξηθνχο κειεηεηέο γηα ηηο θαηαζηάζεηο ηνπ αίζξηνπ θαη ηνπ ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ. Απηή ε εμίζσζε πξέπεη λα επηβεβαησζεί απφ πεξηζζφηεξεο κεηξήζεηο θάησ απφ ηελ νκνηνγελή θαηάζηαζε ηνπ ελδηάκεζνπ νπξαλνχ, αλ θαη απηφο ν αθξηβήο νκνηνγελήο νπξαλφο ζα αλακέλεηαη λα ζπκβεί θάησ απφ νξηαθέο ζπλζήθεο ηνπ ζνινχ νπξαλνχ. 14

19 2.2.4 ΜΔΟ(AVERAGE) ΟΤΡΑΝΟ Απηφο είλαη ν νπξαλφο γηα ηνλ νπνίν νξίδεηαη ε κέζε ρξνληθή ιακπξφηεηα ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ ζε κηα απζαίξεηε ζέζε γηα θάζε ψξα ηεο εκέξαο θαηά ηε δηάξθεηα ελφο ηππηθνχ έηνπο, γηα φιεο ηηο θαηαζηάζεηο ηνπ νπξαλνχ. Απηή ε ιακπξφηεηα εμαξηάηαη κφλν απφ ην χςνο ηνπ ήιηνπ κε ηνλ ίδην ηξφπν φπσο γίλεηαη κε ηνλ πξφηππν αίζξην νπξαλφ ηεο CIE. Ο ήιηνο θαη ην ειηαθφ ζηέκκα θνληά ζε απηφ παξαιείπνληαη απφ απηή ηελ δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα. Ζ πεξίνδνο πνπ κεηξηέηαη ν κέζνο φξνο γηα απηφλ ηνλ νπξαλφ κπνξεί λα αιιάμεη ζε κηα πεξίνδν εθηφο ηνπ ελφο έηνπο ζχκθσλα κε ηηο ζπλζήθεο ηνπ ΜΔΟ(MEAN) ΟΤΡΑΝΟ Απηφο είλαη ν νπξαλφο γηα ηνλ νπνίν νξίδεηαη ε κέζε ρξνληθή ιακπξφηεηα ηνπ νπξάληνπ ζηνηρείνπ ζε κηα απζαίξεηε ζέζε γηα θάπνηα ζπγθεθξηκέλε δηάξθεηα (ζπλήζσο ην ζχλνιν ησλ σξψλ εξγαζίαο, γηα παξάδεηγκα, δηάξθεηα απφ 9:00 κέρξη ηηο 17:00) θαηά ηε δηάξθεηα ελφο ηππηθνχ έηνπο. Σα απνηειέζκαηα απφ ηνλ ήιην θαη ην ειηαθφ ζηέκκα θνληά ζε απηφ, παξαιείπνληαη απφ απηή ηε δηαλεκφκελε ιακπξφηεηα. 2.3 ΜΔΘΟΓΟΗ ΤΠΟΛΟΓΗΜΟΤ ΔΝΣΑΖ ΦΧΣΗΜΟΤ Γηαδηθαζίεο γηα ππνινγηζκφ ηεο έληαζεο θσηηζκνχ απφ θπζηθέο πεγέο έρνπλ πξνηαζεί ζε πεξηζζφηεξεο απφ 50 δηαθνξεηηθέο ρψξεο πάλσ απφ 90 ρξφληα, ζχκθσλα κε ηελ ζπλζήθε νπξαλνχ πνπ επηθξαηεί [19]. Όιεο απηέο νη κέζνδνη αλάιπζεο κπνξνχλ λα νκαδνπνηεζνχλ ζε κία απφ ηηο δχν γεληθέο θαηεγνξίεο 1) Μέζνδνη αλάιπζεο πνπ ππνινγίδνπλ ηελ απφιπηε έληαζε θσηηζκνχ (ζπλήζσο κεηξηέηαη ζε lux ή footcandles) 2) Μέζνδνη αλάιπζεο πνπ ππνινγίδνπλ ηελ ζρεηηθή έληαζε θσηηζκνχ (ζπλήζσο κεηξηέηαη σο πνζνζηφ ηεο εμσηεξηθήο δηαζέζηκεο έληαζεο θσηηζκνχ) Οη κέζνδνη αλάιπζεο πνπ ππνινγίδνπλ ηελ απφιπηε έληαζε θσηηζκνχ επηηξέπνπλ ζηνπο ζρεδηαζηέο ή ζηνπο αλαιπηέο λα θάλνπλ κηα πξφβιεςε ηεο πξαγκαηηθήο εζσηεξηθήο έληαζεο θσηηζκνχ πνπ θαζνξίδεηαη απφ ην θπζηθφ θσηηζκφ ζε έλα δνζκέλν ζηαζεξφ ζεκείν ηνπ ρψξνπ. Ζ απφιπηε έληαζε θσηηζκνχ ζην ζηαζεξφ ζεκείν ζηελ επηθάλεηα εξγαζίαο πνηθίιεη κε ηνλ ρξφλν (ψξα, κήλα, ή επνρή),ηνλ πξνζαλαηνιηζκφ ηνπ αλνίγκαηνο θαη ηελ θαηάζηαζε ηνπ νπξαλνχ (αίζξηνο, άζηαηνο, ή ζπλλεθηαζκέλνο). Οη κέζνδνη αλάιπζεο πνπ ππνινγίδνπλ ηε ζρεηηθή έληαζε θσηηζκνχ επηηξέπνπλ ζηνπο ζρεδηαζηέο ή ζηνπο αλαιπηέο λα θάλνπλ κηα πξφβιεςε ηνπ πνζνζηνχ ηεο εμσηεξηθήο έληαζεο θσηηζκνχ πνπ θαζνξίδεηαη απφ ην θπζηθφ θσηηζκφ ζε έλα δνζκέλν ζηαζεξφ ζεκείν ηνπ ρψξνπ. Ζ ζρεηηθή έληαζε θσηηζκνχ δηαθξίλεηαη ζπρλά σο ζηαζεξά πνπ δελ πνηθίιεη κε ην ρξφλν ηεο εκέξαο ή ηελ ηνπνζεζία ηνπ αλνίγκαηνο. Ζ έλλνηα ηεο αλάιπζεο ηεο κεζφδνπ ηεο ζρεηηθήο έληαζεο θσηηζκνχ, φκσο αλαπηχρζεθε ρξεζηκνπνηψληαο κηα ζπλζήθε ζπλλεθηαζκέλνπ νπξαλνχ θαη ε ηδέα ηεο φηη ε ζρεηηθή έληαζε θσηηζκνχ είλαη κηα ζηαζεξά μεθίλεζε λα θαηαξξέεη θάησ απφ ζπλζήθεο αίζξηνπ νπξαλνχ. Οη κέζνδνη αλάιπζεο πνπ θαζνξίδνπλ ηελ απφιπηε έληαζε θσηηζκνχ πεξηιακβάλνληαη ζηελ LUMEN METHOD.Ζ κέζνδνο αλάιπζεο ηνπ παξάγνληα ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ (DF) είλαη βαζηθή ηερληθή δηαπίζησζεο ηεο ηηκήο ηεο ζρεηηθήο έληαζεο θσηηζκνχ 15

20 ζε έλα ρψξν ή ζε έλα θελφ. Δπίζεο κπνξνχκε λα ππνινγίζνπκε ηελ κέζε έληαζε θσηηζκνχ κε ην πξφγξακκα ADELINE. Καη νη δχν παξαπάλσ κέζνδνη έρνπλ εμειηρζεί ζε νινθιεξσκέλεο ζρεδηαζηηθέο/ αλάιπζεο ηερληθέο. ην επφκελν θεθάιαην ζα αζρνιεζνχκε κε ηελ αλάπηπμε ηεο LUMEN METHOD. 3.1 ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 LUMEN METHOD Ζ LUMEN METHOD βαζίδεηαη ζηελ αξρή φηη ε έληαζε θσηηζκνχ πνπ θζάλεη ζε έλα ζπγθεθξηκέλν ζεκείν κέζα ζην ρψξν είλαη ζπλάξηεζε ηνπ πνζνχ ηνπ θσηφο πνπ βξίζθεηαη ζην επίπεδν ηνπ αλνίγκαηνο. Γλσξίδνληαο ηελ έληαζε θσηηζκνχ ζε θάζε πηζαλφ ζεκείν ζην ρψξν ππνηίζεηαη φηη είλαη άζθνπε γηα ην ζρεδηαζκφ θαη ηελ αλάιπζε ε ρξεζηκφηεηα ηεο πνηφηεηαο ηνπ θπζηθνχ θσηηζκνχ. Ζ LUMEN METHOD εθαξκφδεηαη θαη ζε θαηαθφξπθα θαη ζε νξηδφληηα αλνίγκαηα[20]. 3.2 ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΑΠΟ ΟΡΗΕΟΝΣΗΑ ΑΝΟΗΓΜΑΣΑ Γηα νξηδφληην θσο ή ην θσο ηνπ νπξαλνχ έρεη πηνζεηεζεί ε LUMEN METHOD λα ππνινγίδεη ηελ έληαζε θσηηζκνχ πάλσ ζε έλα νξηδφληην επίπεδν εξγαζίαο. Ζ κέζε έληαζε θσηηζκνχ δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: φπνπ, At E Eglobal Ku MF, κε A Κ u =CU T Δ global = νιηθή ηηκή θσηηζκνχ ζην νξηδφληην άλνηγκα Α t = επηθάλεηα ηνπ αλνίγκαηνο Α w = επηθάλεηα ηνπ επηπέδνπ εξγαζίαο Κ u = ζπληειεζηήο ρξεζηκνπνίεζεο MF = ζπληειεζηήο ζπληήξεζεο Σ = δηαπεξαηφηεηα w 16

21 CU = ζπληειεζηήο ρξεζηκνπνίεζεο ηνπ ρψξνπ Ο ζπληειεζηήο CU ππνινγίδεηαη απφ ηνλ παξαθάησ πίλαθα: Ανακλαζηικόηηηα οροθής 0,75 0,5 Room Ratio (RR) Ανακλαζηικόηηηα ηοίτων 0,5 0,3 0,5 0,3 0,6 0,52 0,49 0,52 0,49 0,8 0,63 0,6 0,62 0,59 1 0,7 0,67 0,69 0,63 1,25 0,73 0,71 0,72 0,7 1,5 0,79 0,77 0,77 0,72 2 0,82 0,8 0,81 0,79 2,5 0,88 0,83 0,87 0,82 3 0,9 0,88 0,89 0,87 3,5 0,92 0,89 0,9 0,88 Ο ζπληειεζηήο RR ππνινγίδεηαη σο εμήο: RR φπνπ, Πλαηος δωμαηιοσ Μηκος δωμαηιοσ Υψος δωμαηιοσ - Υψος επιθανειας εργαζιας Πλαηος δωμαηιοσ + Μηκος δωμαηιοσ Ζ δηαπεξαηφηεηα Σ ππνινγίδεηαη απφ ηνλ ηχπν: Σ = Σ g N R Σ g = δηαπεξαηφηεηα δηαθαλνχο πιηθνχ Ν = απνδνηηθφηεηα πιεπξηθψλ ηνίρσλ R = επηθάλεηα αλνίγκαηνο νξνθήο Ζ απνδνηηθφηεηα Ν ηνπ ζπζηήκαηνο ησλ πιεπξηθψλ ηνίρσλ ππνινγίδεηαη κε ηε βνήζεηα ηνπ παξαθάησ πίλαθα θαη ηνπ παξάγνληα Well Index (WI) ν νπνίνο ππνινγίδεηαη σο εμήο: WI Δίλαη: Υψος ανοιγμαηος (Πλαηος ανοιγμαηος + Μηκος ανοιγμαηος) 2 Πλαηος ανοιγμαηος Μηκος ανοιγμαηος α 0,8 αλαθιαζηηθφηεηα πιεπξηθψλ ηνίρσλ b 0,6 αλαθιαζηηθφηεηα πιεπξηθψλ ηνίρσλ c 0,4 αλαθιαζηηθφηεηα πιεπξηθψλ ηνίρσλ 17

22 Efficiency of Well α b 0.3 c Well Index Πίλαθαο ππνινγηζκνχ ηεο απνδνηηθφηεηαο Ν 3.3 ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΦΤΗΚΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΑΠΟ ΚΑΣΑΚΟΡΤΦΑ ΑΝΟΗΓΜΑΣΑ Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο κέζεο ηηκήο θσηηζκνχ ζηελ επηθάλεηα ηνπ εζσηεξηθνχ ρψξνπ απφ θαηαθφξπθα αλνίγκαηα [21] αθνινπζνχκε ηελ παξαθάησ δηαδηθαζία. 1. Τπνινγηζκφο άκεζνπ θαη δηάρπηνπ θσηηζκνχ ζην επίπεδν ηνπ εδάθνπο. 2. Τπνινγηζκφο άκεζνπ θαη δηάρπηνπ θσηηζκνχ γηα εμσηεξηθέο επηθάλεηεο. 3. Τπνινγηζκφο ηνπ αλαθιψκελνπ θσηηζκνχ ζηηο εμσηεξηθέο επηθάλεηεο. 4. Πξνζδηνξηζκφο ηεο δηαπεξαηφηεηαο ηνπ ζπζηήκαηνο παινπίλαθα/ ζθηάζηξνπ ( ζην νξαηφ κέξνο ηνπ θάζκαηνο) * 5. Τπνινγηζκφο άκεζνπ θσηηζκνχ ζηηο επηθάλεηεο ηνπ ρψξνπ 6. Τπνινγηζκφο ηεο ηειηθήο κέζεο ηηκήο θσηηζκνχ ζηηο επηθάλεηεο ηνπ ρψξνπ, σο άζξνηζκα ηεο κέζεο ηηκήο θσηηζκνχ ζην ρψξν θαη ηεο κέζεο ηηκήο άκεζνπ θσηηζκνχ ζηελ επηθάλεηα. Ζ παξαπάλσ κεζνδνινγία ππνινγηζκνχ ηεο εζσηεξηθήο ζηάζκεο θσηηζκνχ ηζρχεη γηα αίζξην νπξαλφ. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο εζσηεξηθήο ζηάζκεο θσηηζκνχ ζε * Οη ηηκέο δηαπεξαηφηεηαο, γηα δηάθνξνπο ηχπνπο παινπίλαθα ζθηάζηξνπ, ζα δίλνληαη ζε πίλαθα 18

23 ζπλλεθηαζκέλν νπξαλφ ζα ρξεζηκνπνηείηαη ε ίδηα κέζνδνο ζεσξψληαο ηηο κεηαβιεηέο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο κεδεληθέο ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΑΜΔΟΤ ΚΑΗ ΓΗΑΥΤΣΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΣΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΣΟΤ ΔΓΑΦΟΤ Θεσξψληαο φηη ζε έλα δνκεκέλν πεξηβάιινλ: - ηα γχξσ θηίξηα ζθηάδνπλ θαη ην έδαθνο θαη ηα αλνίγκαηα ησλ απέλαληη θηηξίσλ - ηα γχξσ θηίξηα αληαλαθινχλ ειηαθφ θσο, άκεζν θαη δηάρπην πξνο ην έδαθνο θαη κε ηηο παξαδνρέο φηη: - φηαλ ην άλνηγκα ηεο φςεο ελφο θηηξίνπ δέρεηαη ειηαθφ θσο, ηφηε θαη ε πεξηνρή ηνπ εδάθνπο θάησ απφ ην άλνηγκα δέρεηαη επίζεο ειηαθφ θσο - φηαλ ην άλνηγκα είλαη ζθηαζκέλν, ηφηε θαη ε αληίζηνηρε πεξηνρή ηνπ εδάθνπο είλαη ζθηαζκέλε Ο ζπλνιηθφο δηάρπηνο θσηηζκφο ζην έδαθνο είλαη ίζνο κε ηνλ δηάρπην θσηηζκφ απφ ηνλ νπξάλην ζφιν ζε αλεκπφδηζηε νξηδφληηα επηθάλεηα Δ g = E dh + p sg E sn sinγ s, φπνπ p t θαη γ s arcsinl sinδ-cosδ cos l cos π κε 12 sg h ab a cos 1 w tanγ s s 2π J-81 δ=0,4093 sin 368 Δ g = θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο ζηελ πεξηνρή θάησ απφ ην άλνηγκα Δ dh = δηάρπηνο θσηηζκφο ζην νξηδφληην επίπεδν (1) p sg = πεξηνρή επηθάλεηαο ηνπ εδάθνπο κεηαμχ ησλ θηηξίσλ πνπ δέρεηαη ειηαθφ θσο Δ sn = άκεζνο ειηαθφο θσηηζκφο ζε θάζεην επίπεδν (2) γ s = χςνο ήιηνπ ( ζε κνίξεο) l = γεσγξαθηθφ πιάηνο (ζε rad) δ = ειηαθή απφθιηζε (ζε rad) J = εκέξα ηνπ έηνπο h = χςνο απέλαληη θηηξίνπ a b = αδηκνχζην ηεο θάζεηεο ζηελ φςε γξακκήο (πξνζαλαηνιηζκφο ηεο φςεο) a s = αδηκνχζην ήιηνπ w = πιάηνο δξφκνπ σ h 19

24 γ s w ρήκα 1: Γσλίεο ηνπ εκπνδίνπ θαη ηνπ ειηαθνχ χςνπο ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΑΜΔΟΤ ΚΑΗ ΓΗΑΥΤΣΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΓΗΑ ΔΞΧΣΔΡΗΚΔ ΔΠΗΦΑΝΔΗΔ. Ο άκεζνο θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ αλνίγκαηνο είλαη: 1 sinω Ews Edh Esn cosθ, φηαλ ην άλνηγκα δέρεηαη ειηαθφ θσο (ζ>0) 2 ή 1 sinω Ews Edh, φηαλ ην άλνηγκα δε δέρεηαη ειηαθφ θσο (ζ<0) 2 φπνπ cosζ = cosγ s cos (a b - a s ) θαη ζ= ε γσλία πξφζπησζεο ηνπ ειηαθνχ θσηφο πάλσ ζηελ πξφζνςε ηνπ παξαζχξνπ Οκνίσο ν άκεζνο θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ απέλαληη θηηξίνπ είλαη: 1 sinω Ews Edh Esn cos θ, φηαλ ε επηθάλεηα δέρεηαη ειηαθφ θσο 2 ή 1 sinω Ews Edh, φηαλ ε επηθάλεηα δε δέρεηαη ειηαθφ θσο ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΣΟΤ ΑΝΑΚΛΧΜΔΝΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΣΗ ΔΞΧΣΔΡΗΚΔ ΔΠΗΦΑΝΔΗΔ Ο θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ αλνίγκαηνο, πνπ πξνέξρεηαη απφ αλάθιαζε ζην έδαθνο είλαη: 1 Ewg Eg ρ 2 g, φπνπ ξ g = αλαθιαζηηθφηεηα ηνπ εδάθνπο Ο θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ απέλαληη θηηξίνπ, πνπ πξνέξρεηαη απφ αλάθιαζε ζην έδαθνο είλαη: 1 Ewg Eǵ ρ g 2 Ο θσηηζκφο ζηελ επηθάλεηα ηνπ αλνίγκαηνο, πνπ πξνέξρεηαη απφ δηαδνρηθέο αλαθιάζεηο κεηαμχ ησλ επηθαλεηψλ ησλ θηηξίσλ είλαη: 20

25 E wo ( Ews Ewg ) Rω Rώ Ews Ewg R 1 R ω R ώ ' ' ω φπνπ, R σ = ν ιφγνο ηνπ θσηηζκνχ ζηελ απέλαληη φςε πξνο ηνλ αλαθιψκελν θσηηζκφ ζηελ επηθάλεηα ηνπ αλνίγκαηνο. R σ= ν αληίζηνηρνο ιφγνο ζηελ φςε ηνπ θηηξίνπ κε ην άλνηγκα Οη ηηκέο R σ θαη R σ ππνινγίδνληαη απφ ηνπο παξαθάησ ηχπνπο: R σ =cf σ ξ σ θαη R σ= cf σ ξ σ cf σ =sinσ/2 θαη cf σ=sinσ /2 ή E wo 2 ' ' ws wg w ws wg 2 1( 0, 5ρ w sinω) ( E E ) ( 0, 5ρ sin ω) E E 0, 5ρ sinω w ΤΠΟΛΟΓΗΜΟ ΑΜΔΟΤ ΦΧΣΗΜΟΤ ΣΗ ΔΠΗΦΑΝΔΗΔ ΣΟΤ ΥΧΡΟΤ E E E vi ci pi A A A A A A w v w c w p E E E ws ws ws t t t cs sv sp E E E wo wo wo t t t oc ov op E E E wg wg wg t t t gc gv φπνπ, Α w, A v, A c, A p = επηθάλεηεο αλνίγκαηνο, εζσηεξηθψλ ηνίρσλ, νξνθήο, επηπέδνπ εξγαζίαο t sp,sv,sc,op,ov,oc,gp,gv,gc = δηαπεξαηφηεηα * ζπζηήκαηνο παινπίλαθα θαη ζθίαζεο (3) gp (1) (2) (3) Πξφθεηηαη γηα κεξηθή δηαπεξαηφηεηα: πνζνζηφ ηνπ θσηηζκνχ πνπ πξνζπίπηεη ζην άλνηγκα θαη ην νπνίν ζηε ζπλέρεηα δηαρέεηαη ζε νξνθή, ηνίρνπο, θαη επίπεδν εξγαζίαο. Οη ηηκέο Σ εμαξηψληαη απφ ην χςνο ησλ εκπνδίσλ ηε γεσκεηξία ηνπ ρψξνπ θαη ην ζχζηεκα ζθίαζεο. Οη ηηκέο απηέο αθνξνχλ: α) εμσηεξηθά εκπφδηα κε γσλία χςνπο 30 0 β)γεσκεηξηθέο αλαινγίεο ρψξνπ 2:1 Λακβάλνληαο ππφςε φηη ε εθηίκεζε ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο πξνυπνζέηεη ηνλ ππνινγηζκφ ησλ επηπέδσλ θπζηθνχ θσηηζκνχ Δ dh θαζψο θαη ε παξερφκελε ζηάζκε θσηηζκνχ ζηνλ εζσηεξηθφ ρψξν, ζα πξέπεη λα ππνινγίδνληαη αλά ψξα θαη γηα ζπλζήθε νπξαλνχ πνπ πξνζνκνηάδεη ζηελ πξαγκαηηθή. Γηα ηελ πξνζέγγηζε ηεο ζπλζήθεο νπξαλνχ θαη ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ δηάρπηνπ θσηηζκνχ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ε κέζνδνο πνπ πξνηείλεηαη ζηε ζπλέρεηα. Οη ηηκέο ζα δίλνληαη ζε πίλαθεο αλά θιηκαηηθή δψλε Οη ηηκέο t ζα δίλνληαη ζην παξάξηεκα Α 21