Obr. 2: Účinnost využití oblohového světla u oken v závislosti na sklonu zasklení

Otázkou zůstává, jaké rozměry střešních oken lze použít pro dostatečné osvětlení místnosti. Požadavky na denní osvětlení budov jsou shrnuty v normě ČSN 730580 „Denní osvětlení budov“. Pro obytné místnosti je vyžadováno denní osvětlení pro středně přesné zrakové činnosti odpovídající, dle ČSN 730580-1 „Základní požadavky“ (1999), třídě zrakové činnosti IV - tedy činnostem jako čtení, psaní, hrubší šití, žehlení, příprava jídel, obsluha strojů, běžné laboratorní práce apod. Pro tuto třídu zrakové činnosti je dle uvedené normy požadováno, aby:

• minimální činitel denní osvětlenosti byl roven hodnotě alespoň D=1,5 % ve všech kontrolních bodech na srovnávací rovině ve funkčně vymezené části místnosti s požadovaným denním osvětlením pro předpokládanou zrakovou činnost,
• u prostor s horním osvětlením by průměrná hodnota činitele denní osvětlenosti stanovená ze všech hodnot na srovnávací rovině neměla být menší než D=5 %.

Podle ČSN 730580-2 „Denní osvětlení obytných budov“ (1992) platí, že minimální činitel denní osvětlenosti u obytných místností musí být alespoň D=0,5 %. Tato hodnota musí být splněna ve všech kontrolních bodech na srovnávací rovině v celé obytné místnosti.

Dále je také požadována dostatečná rovnoměrnost denního osvětlení, která se stanovuje jako poměr mezi minimální a maximální hodnotou činitele denní osvětlenosti na posuzované pracovní rovině. Pro třídu zrakové činnosti IV by rovnoměrnost denního osvětlení neměla být menší než 0,2. Pro srovnání lze také uvádět hodnotu rovnoměrnosti určenou jako poměr mezi průměrnou a maximální hodnotou činitele denní osvětlenosti v posuzovaném prostoru.

Posouzení denního osvětlení střešním oknem v porovnání s klasickým bočním osvětlovacím otvorem stejné prosklené plochy i výšky parapetu bylo provedeno pro vybranou obytnou místnost o rozměrech 3,2 m x 4,0 m, světlá výška místnosti je 2,5 m.
Tato místnost byla posouzena z hlediska denního osvětlení v těchto variantách:

• VARIANTA I: Místnost osvětlovaná střešním oknem VELUX rozměrů 1140 mm x 1400 mm, výška parapetu 900 mm. Okno je umístěno ve střešní rovině o sklonu 45°.
• VARIANTA II: Místnost osvětlovaná svislým oknem ve fasádě, rozměry okna 1140 mm x 1400 mm, výška parapetu 900 mm.

Dále bylo provedeno posouzení uvedené místnosti osvětlované dvěma okny rozměrů 940 mm x 1400 mm, parapet 900 mm v dalších dvou variantách:

• VARIANTA III: Místnost osvětlovaná dvěma střešními okny (sklon střešní roviny 45°).
• VARIANTA IV: Místnost osvětlovaná dvěma svislými okny ve fasádě.

Osvětlenost místnosti charakterizovaná činitelem denní osvětlenosti D [%] byla ve všech uvedených variantách stanovena pro síť kontrolních bodů na srovnávací rovině ve výšce 850 mm nad podlahou za předpokladu rovnoměrně zatažené CIE oblohy a tmavého terénu. Vyhodnocení bylo provedeno pomocí počítačového programu DEN – DQL (autor. Ing. Tomáš Maixner).

Výpočty činitele denní osvětlenosti byly provedeny pro tyto vstupní údaje:

• odrazivost stropu p=0,70, odrazivost stěn p=0,55, odrazivost podlahy p=0,30, odrazivost okenního ostění p=0,70, odrazivost okolního terénu p=0,10,
• světelná propustnost zasklení okna (izolační dvojsklo t=0,80),
• činitel znečištění okna z vnitřní strany t_z1=0,90, z vnější strany t_z2=0,80.

Grafické znázornění rozložení izofot o stejném činiteli denní osvětlenosti D [%] na srovnávací rovině a porovnání jejich minimálních, maximálních i průměrných hodnot a rovnoměrnosti osvětlení v posuzované místnosti jsou uvedeny v tabulce 1 pro VARIANTU I a II a v tabulce 2 pro VARIANTU III a IV.

Tab. 1: Porovnání denního osvětlení místnosti se střešním oknem a se svislým oknem:

VARIANTA I	VARIANTA II
Střešní okno	Okno ve fasádě
Rozměry okna 1140 mm x 1400 mm, výška parapetu 900 mm
Celkový činitel denní osvětlenosti D=Ds+Di+De [%]
Minimální Dmin = 0,93 % Maximální Dmax = 11,38 % Průměrný Dprům = 4,12 %	Minimální Dmin = 0,54 % Maximální Dmax = 2,81 % Průměrný Dprům = 1,32 %
Oblohová složka Ds [%]
Minimální Dmin = 0,39 % Maximální Dmax = 10,75 % Průměrný Dprům = 3,54 %	Minimální Dmin = 0,25 % Maximální Dmax = 2,47% Průměrný Dprům = 1,01%
Vnitřní odrazná složka Di [%]
Minimální Dmin = 0,54 % Maximální Dmax = 0,63 % Průměrný Dprům = 0,58 %	Minimální Dmin = 0,29 % Maximální Dmax = 0,34 % Průměrný Dprům = 0,31 %
Rovnoměrnost osvětlení r [-]
r1 = Dmin/Dmax = 0,08 r2 = Dmin/Dprům = 0,23	r1 = Dmin/Dmax = 0,19 r2 = Dmin/Dprům = 0,41

Poznámka:

Činitel denní osvětlenosti D = E/E_h . 100 [%]

kde

E … osvětlenost v kontrolním bodě místnosti na srovnávací rovině [lx]

E_h … srovnávací osvětlenost venkovní vodorovné nezacloněné roviny [lx]

Složky činitele denní osvětlenosti D=D_s+D_e+D_i [%]

kde

D_s … oblohová složka činitele denní osvětlenosti [%]

D_i … vnitřní odrazná složka činitele denní osvětlenosti [%]

D_e … vnější odrazná složka činitele denní osvětlenosti [%]

(pokud nejsou venkovní stínící překážky D_e=0 %)

Tab. 2: Porovnání denního osvětlení místnosti se dvěma střešními okny a se svislými okny:

VARIANTA III	VARIANTA IV
Dvě střešní okna	Dvě okna ve fasádě
Rozměry oken 940 mm x 1400 mm, výška parapetu 900 mm
Celkový činitel denní osvětlenosti D [%]
Minimální Dmin = 1,48 % Maximální Dmax = 13,31 % Průměrný Dprům = 5,72 %	Minimální Dmin = 0,84 % Maximální Dmax = 3,83 % Průměrný Dprům = 1,89 %
Oblohová složka Ds [%]
Minimální Dmin = 0,59 % Maximální Dmax = 12,26 % Průměrný Dprům = 4,75 %	Minimální Dmin = 0,39 % Maximální Dmax = 3,29 % Průměrný Dprům = 1,40 %
Vnitřní odrazná složka Di [%]
Minimální Dmin = 0,89 % Maximální Dmax = 1,05 % Průměrný Dprům = 0,97 %	Minimální Dmin = 0,45 % Maximální Dmax = 0,54 % Průměrný Dprům = 0,49 %
Rovnoměrnost osvětlení r [-]
r1 = Dmin/Dmax = 0,11 r2 = Dmin/Dprům = 0,26	r1 = Dmin/Dmax = 0,22 r2 = Dmin/Dprům = 0,44

Z uvedených výsledků výpočtu činitele denní osvětlenosti v posuzované místnosti je zřejmé, že střešní okno umožňuje vyšší osvětlenost interiéru v porovnání s oknem svislým. Menší rovnoměrnost osvětlení v celé místnosti lze kompenzovat vhodným umístěním jednotlivých střešních oken v souladu s rozlohou místnosti a s požadavky na předpokládanou zrakovou činnost. Optimální je navrhovat střešní okna s nižším parapetem, která umožní výhled do krajiny, nebo použít nových systémů střešních oken kombinovaných s dolní svislou částí.

[1] Rybár, P. a kol.: Denní osvětlení a oslunění budov. Era group, Brno 2002
[2] ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky (1999)
[3] ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov. Část 2: Denní osvětlení obytných budov (1992)+ změny Z1 (1997), Z2(1999)