späť na obsah časopisu

Navrhovanie osvetlenia v školských budovách

Pri architektonickom navrhovaní školských zariadení sa zameriavame najmä na riešenie funkčných celkov a dispozie vnútorných priestorov, ktoré budú počas školského roka dlhodobo užívať žiaci aj učitelia. Uvedomujeme si, že toto prostredie by malo byť bezpečné a zdravé a zároveň počas svojho životného cyklu ekonomicky aj energeticky efektívne.  

Jedným zo základných predpokladov zdravého prostredia je správny návrh osvetlenia. Ten zahŕňa množstvo svetla, resp. úroveň osvetlenosti, jeho spektrálne zloženie aj priestorovú distribúciu. Je všeobecne známe, že pre človeka je najzdravšie prírodné svetlo. Je pre nás prirodzené, že sa zdržiavame v prostredí, kde majú svetelné podmienky dynamický charakter, čo významne vplýva na biologický systém človeka. To je aj jedným z dôvodov, prečo sa snažia výrobcovia moderných svietidiel vo svojich produktoch v čo najväčšej možnej miere simulovať dynamiku svetelných parametrov, ktorá je blízka dennému svetlu.

Naopak nevhodný návrh osvetlenia vnútorného prostredia, obzvlášť v období dospievania detí, sa prejavuje v negatívnych dôsledkoch, ako sú pomalé očné reakcie, nedostatočné zaostrenie zraku, tupozrakosť a  škúlenie. Z psycho-biologického hľadiska môžeme hovoriť o poruchách sústredenosti, učenia, znížení imunity a ďalších negatívnych dopadoch.

Hodnoteniu kvality denného svetla v budovách škôl sa ľudia v západných krajinách venovali už od devätnásteho storočia. Rovnako, ako aj v iných oblastiach prebiehajúcej priemyselnej revolúcie, aj tu bolo cieľom dosiahnutie čo najvyššej efektivity žiakov pri učení za určitých svetelných podmienok. V minulosti sme sa mohli stretnúť s nesprávnymi názormi, že ak je umožnený výhľad do exteriéru, resp. osvetlenie interiéru najmä dynamickým denným svetlom, namiesto stabilného a ovládateľného umelého osvetlenia, môže to pôsobiť na žiakov rušivo a znižovať ich schopnosť sústrediť sa na vyučovanie.

Rôzne štúdie dokázali, že žiaci v podmienkach denného osvetlenia podávajú lepšie výkony až o 20 % [1] [2]. V dnešnej dobe už platí ustálený názor, že zdravé vnútorné prostredie sa nedá realizovať bez dobrého návrhu denného osvetlenia. Okrem vizuálnych požiadaviek tento názor potvrdzujú objavy spojené s výskumom nevizuálnych účinkov svetla na ľudský organizmus, najmä v posledných 20 rokoch.

LED svietidlo zabezpečuje biologicky účinné osvetlenie v triede, zdroj: Osram

 

Prístupy k dennému osvetleniu učební v anglo-americkom priestore a u nás

V Anglicku existoval po zavedení povinnej školskej dochádzky predpis, ktorý určoval, že na bočne osvetlené triedy treba dodržať pomer plochy okien k ploche podlahy minimálne 20 %, pričom sa odporúčalo osvetlenie z ľavej strany, keďže väčšina žiakov boli praváci. Takisto sa odporúčalo orientovať triedy severným smerom, keďže táto orientácia ponúka najstabilnejšie svetelné podmienky a nie je veľmi náchylná na prehrievanie. V období po druhej svetovej vojne sa zaviedla požiadavka na minimálnu úroveň denného svetla vyjadrenú pomocou činiteľa dennej osvetlenosti na úrovni 2 %, čo v tom období viedlo k nadmerne zaskleným budovám. Vzhľadom na vtedajšiu technologickú úroveň riešenia okenných konštrukcií sa takéto interiéry často prehrievali, čo kládlo zvýšené nároky na technické zariadenia budov. Počas ropnej krízy sa pri návrhoch v USA opäť preferovalo osvetlenie pomocou vtedy rozšírených žiariviek, keďže to bolo energeticky menej náročné než klimatizovanie a vykurovanie budov. Preto vznikali školské budovy s malými oknami alebo aj bezokenné učebne, obr. č. 1. Obrázok dokumentuje, aké chaotické môže byť navrhovanie denného osvetlenia škôl, ak sa v dostatočnej miere nerešpektujú medicínske poznatky o pozitívnych vplyvoch denného svetla na ľudské zdravie.

Obr. č. 1 Časová os vývoja a zmien v požiadavkách na osvetlenie škôl v anglo-americkom prostredí [3]

 

Zmena v západných krajinách nastala v osemdesiatych rokoch, kedy sa začalo pristupovať k navrhovaniu budov na základe klimatických údajov.

Zmena v západných krajinách nastala v osemdesiatych rokoch minulého storočia, keď sa začali využívať prístupy navrhovania na základe klimatických údajov. Hľadisko posudzovania dostupnosti denného svetla však zostávalo iba na úrovni dobrovoľnej požiadavky, nie základnej [4].

V Československu sa denné osvetlenie školských budov navrhovalo podľa jednotných normatívnych predpisov od roku 1965 (ČSN 36 0041). Aktuálne sa vnútorné priestory s dlhodobým pobytom ľudí posudzujú u nás na základe činiteľa denného osvetlenia podľa normy STN 73 0580-1, na ktorú sa priamo odvolávajú príslušné vyhlášky ministerstva zdravotníctva. Od roku 2020 máme k dispozícii aj slovenskú verziu európskej normy STN EN 17037, ktorá výrazne mení postup hodnotenia dennej osvetlenosti v interiéroch budov.

Požiadavky na denné osvetlenie školských zariadení obsahujú aj zahraničné certifikačné programy udržateľnosti ako BREEAM [5] a LEED [6]. Zaráža však fakt,  že sa tieto požiadavky sa nevyžadujú pre všetky učebne ale stanovujú ich minimálny podiel a štandard WELL [7] má pre školské učebne dokonca najnižšie požiadavky.

 

Hodnotenie denného osvetlenia

Kvalitné a hlavne zdravé denné osvetlenie v školských zariadeniach musí vyhovovať viacerým požiadavkám a kritériám:

- dostupnosť denného svetla na porovnávacej rovine (štandardne 850 mm nad úrovňou podlahy) by mala byť dostatočná na zabezpečenie pohodlného vykonávania zrakových úloh pre študentov aj učiteľov,

- denné osvetlenie na porovnávacej rovine má byť čo najviac rovnomerne rozložené, keďže výrazne nerovnomerná osvetlenosť môže nadmerne namáhať zrakový systém žiakov,

- oslnenie v triedach treba eliminovať. Oslnenie vyvolávajú plochy s nadmerným jasom v zornom poli, čo môže spôsobiť zrakovú nepohodu alebo až poruchy zraku. Oslnenie spôsobuje najmä priame slnečné žiarenie a vieme ho eliminovať správnym návrhom tienenia alebo správnym návrhom orientácie triedy v rámci dispozície školy,

- denné osvetlenie musí mať prirodzené, teda plnospektrálne zloženie. Svetlo, resp. jeho spektrálne vlastnosti sú hlavným „spúšťačom“ a koordinátorom našich cirkadiánnych rytmov, ktoré nám určujú biologické fázy dňa a na ktoré následne naše telo reaguje svojimi biologickými procesmi. Je preto veľmi dôležité, aby spektrálne vlastnosti zasklenia, tieniacich prvkov alebo vnútorných povrchov výrazne nemenili spektrálne zloženie denného svetla v interiéri, čím by sa mohol oslabiť jeho tzv. cirkadiánny efekt, čo by sa mohlo časom prejaviť nežiadúcim posunom našich cirkadiánnych rytmov.

Cirkadiánny rytmus je termín, ktorý sa stále viac objavuje v spoločnosti, najmä v súvislosti s moderným osvetlením a hodnotením kvality osvetlenia v budovách v nadväznosti na výskum vplyvu svetla na zdravie človeka.

Na základe aktuálnych požiadaviek z hľadiska dostupnosti denného osvetlenia sa u nás pri bočnom osvetlení oknami požaduje činiteľ denného osvetlenia na úrovni minimálne 1,5 % na ploche pokrývajúc oblasť žiackych lavíc. Teda požaduje sa aj na miestach žiakov, ktorí sú najviac vzdialení od okien. To zodpovedá úrovni triedy zrakovej činnosti IV – stredne presná (STN 73 0580-1). Pri plánovaných prácach, ako kreslenie alebo rysovanie udáva norma ako minimálny činiteľ dennej osvetlenosti na úrovni 2,0 %. Hodnota minimálneho činiteľa dennej osvetlenosti 1,5 %  sa musí dodržať vo všetkých učebniach, vrátane denných miestností predškolských zariadení, okrem špeciálnych učební, ako sú napr. počítačové učebne. Platí, že pri učebniach škôl v novo-navrhovaných budovách sa nesmie zriaďovať trvalé dopĺňanie denného osvetlenia svetlom zo zdrojov umelého osvetlenia. Tieto hodnoty úrovní činiteľa denného osvetlenia vyžadujú, pri bočnom osvetlení, veľké okenné otvory v pásovom usporiadaní.

Pri zohľadnení hĺbky miestností tried a požadovanej úrovne prenikania denného svetla je dôležitá najmä výška bočných okien a  a výšková úroveň osvetľovacieho otvoru. 

 

Celý článok dočítate v aktuálnom čísle časopisu Eurostav


Autor
Ing. Peter Hartman, PhD., Ing. Peter Hanuliak, PhD., Recenzent: prof. Ing. Jozef Hraška, PhD.
Digitalizované ukážky časopisov
E-shop eurostav
Archbooks
YTONG