Szkło, a światło

Drugi z kolei artykuł cyklu „LATO Z GLASSOLUTIONS” poświęcony jest w całości związkom szkła i światła naturalnego, światła słonecznego. Harcerze od lat śpiewają: „Słoneczko nasze rozchmurz pyska, bo nie do twarzy ci w chmurzyskach”. Przeczytajcie ten artykuł, a sami się przekonacie, że żartobliwa harcerska suplikacja do Słoneczka ma głębszy sens i jest uzasadniona także z punktu widzenia użytkownika okien z PVC.

Światło słoneczne jest źródłem życia i żadna istota nie mogłaby się bez niego obejść. Nic nie jest ważniejsze od światła. Od niego za leży nasze samopoczucie, nasz rozwój, a nawet nasze zdrowie.

Wielcy budowniczowie wszystkich epok świetnie to rozumieli i światło zawsze znajdowało się w centrum ich zainteresowań. Architekt Frank Lloyd Wright, autor projektu Muzeum Guggenheima w Nowym Jorku, tak scharakteryzował rolę światła w budownictwie:

Słońce jest źródłem światła dla całego świata ożywionego i powinno być wykorzystywane przy projektowaniu domów.

Podobne zdanie wygłosił architekt Louis L. Khan, autor projektu biblioteki w Exeter i Kapitolu w Dakce:

Głupotą byłoby sądzić, że żarówka elektryczna może zastąpić działanie słońca i pór roku. Architektoniczne przestrzenie zyskują autentyczny sens tylko dzięki naturalnemu oświetleniu.

Światło naturalne to również ruch, różnorodność nastrojów, mijający czas, zmiany klimatyczne, dni słoneczne, ale też i dni pochmurne. Szkło to idealny „filtr”, który pozwala na oswojenie światła i używanie go dla zaspokojenia naszych potrzeb. Zaś okno jest tym elementem, który umożliwia kontakt między prywatnym światem, a światem zewnętrznym. Dobrze za projektowane i umieszczone w przemyślany sposób, ma ogromny wpływ na wygląd zewnętrzny budynku oraz na nastrój panujący we wnętrzu.

Poniżej przedstawiamy kilka podstawowych zasad konstrukcyjnych, które pozwalają najpełniej wykorzystać dobrodziejstwa naturalnego światła.

Projektowanie z wykorzystaniem światła naturalnego

Jasność, przezierność, gra kolorów, a nawet uzyskiwane dzięki zacienieniu poczucie prywatności, to elementy, które nieodmiennie towarzyszą wszelkim czynnościom naszego życia codziennego.

O czym warto pamiętać przy projektowaniu domu lub mieszkania?

• Kuchnię, kąt jadalny i pokój dzienny należy bardzo dobrze doświetlić światłem naturalnym. Są to przecież te miejsca domu czy mieszkania, w których spędzamy 80% naszego czasu w ciągu dnia.
• W każdym pokoju część przestrzeni musi być bardzo dobrze doświetlona światłem naturalnym, aby zapewnić dzieciom miejsce, gdzie będą mogły spędzać czas i rozwijać swoje umiejętności.
• Od pierwszych dni życia noworodka, po przez czas zabaw, aż do nauki czytania i odrabiania lekcji, światło naturalne powinno zawsze wspierać psychomotoryczny rozwój dziecka.
• Należy zapewnić możliwość prawidłowego wietrzenia.
• W miarę możności warto zaprojektować łazienkę z oknem. Możliwość wietrzenia poprzez otwarcie okna pozwala uniknąć kondensacji pary wodnej i ułatwia zachowanie higieny w pomieszczeniach tzw. wilgotnych.
• Dom lub budynek mieszkalny należy projektować w taki sposób, aby wszystkie ważne elementy przestrzeni wewnętrznej znajdowały się w pobliżu okna lub balkonu.
• Należy uwzględniać elementy otoczenia zewnętrznego (sąsiednie budynki, roślinność, przeszkody naturalne). Przeszkoda 10-metrowej wysokości położona w odległości 15 m od elewacji może nawet o 50% zredukować ilość naturalnego światła, jaka dociera do wnętrza pomieszczenia w odległości 5 m od okna lub balkonu.

  

• W miarę możności warto zapewnić dwustronne oświetlenie pomieszczeń. Obecność otworów okiennych i balkonowych na dwóch przeciwległych elewacjach wyrównuje poziom oświetlenia i zmniejsza zacienienie, co zwiększa optycznie głębokość pomieszczeń.
• Trzeba pamiętać, że balkony i zadaszenia zmniejszają dostęp światła naturalnego. Zaleca się wówczas zwiększenie powierzchni istniejących otworów okiennych i balkonowych lub zaprojektowanie otworów dodatkowych.
• W pomieszczeniach położonych na najwyższej kondygnacji oświetlenie naturalne można uzyskać za pomocą świetlików dachowych. Okna usytuowane w połaci dachowej dostarczają dwu- lub trzykrotnie więcej światła niż okna o takiej samej powierzchni umieszczone na elewacji. Otwory okienne w dachu pozwalają ponadto na zdynamizowanie przestrzeni oraz na wykorzystanie strychów.
• Piwnice i sutereny należy również wyposażyć w dochodzące z zewnątrz światło naturalne. Nawet niewielkie otwory okienne pozwalają na łatwiejsze i bezpieczniejsze poruszanie się w tego rodzaju pomieszczeniach, a ponad to ułatwia ją ich wietrzenie.

  

Wykorzystanie zalet każdego ukierunkowania elewacji

Elewacje północne

Do pomieszczeń, których okna wychodzą na północ, słońce praktycznie nie dociera. Jakość oświetlenia naturalnego jest tam niemal stała, dlatego też wielu artystów plastyków chętnie urządza pracownie w pomieszczeniach z oknami wychodzącymi właśnie na północ. Takie pomieszczenia znakomicie nadają się również na czytelnie i pracownie komputerowe. Szyby ze zwiększoną izolacją termiczną pozwalają na poszerzenie okien, przy jednoczesnym ograniczeniu strat ciepła w zimie (szyby CLIMAPLUS, CLIMATOP).

Elewacje południowe

Okna wychodzące na południe dają maksymalne nasłonecznienie wnętrza w zimie, kiedy słońce stoi nisko. Takie ukierunkowanie elewacji pozwala, więc na lepsze dogrzanie pomieszczeń w zimie. Natomiast w lecie, ze względu na kąt padania promieni słonecznych, okna wychodzące na południe mogą być z łatwością chronione przed nadmiarem słońca za pomocą zadaszeń lub balkonów.

Elewacje wschodnie i zachodnie

Okna wychodzące na wschód lub na zachód otrzymują maksimum energii słonecznej w lecie (elewacja wschodnia rano, a zachodnia po południu). Ponieważ rano i wieczorem słońce znajduje się nisko nad horyzontem, otwory okienne i balkonowe należy wyposażyć w szyby z odpowiednią ochroną przeciwsłoneczną, aby uniknąć ryzyka przegrzania i oślepień. Dotyczy to zwłaszcza elewacji zachodnich, gdyż w porze maksymalnego nasłonecznienia (a więc po południu), temperatura zewnętrzna bywa stosunkowo wysoka i samo otwarcie okien nie wpływa na obniżenie temperatury we wnętrzu. Do elewacji południowych, wschodnich i zachodnich znakomicie nadaje się szyba typu CLIMAPLUS 4S.

Projektowanie otworów okiennych

Właściwe zwymiarowanie otworów

Uwzględniając wszystkie składniki bilansu energetycznego okna (ilość energii potrzebna do ogrzania, oświetlenia i ochłodzenia pomieszczenia), można stwierdzić, że przeszklona powierzchnia powinna wynosić przynajmniej 35-50% powierzchni ściany. Warto pamiętać, że w przypadku zastosowania szkła samoczyszczącego SGG BIOCLEAN, nawet duże powierzchnie przeszkleń są stosunkowo łatwe do utrzymania w czystości.

Umieszczenie otworów jak najwyżej w ścianie

Wyższa część okna pozwala na oświetlenie pomieszczenia w głębi. Górna krawędź szyby powinna być umieszczona na wysokości równej przynajmniej połowie głębokości pokoju. W przeciwnym razie w głębi pomieszczenia trzeba będzie za stosować sztuczne oświetlenie.

Właściwe wykorzystanie spandreli

W architekturze i historii sztuki istnieje kilka akceptowanych i pokrewnych definicji pojęcia spandreli. Tutaj użyto pojęcia „spandrel” na określenie przestrzeni pomiędzy górną częścią okna i parapetem zewnętrznym okna znajdującego się powyżej. Przeszklone spandrele zwiększają pole widzenia w dolnej części ściany oraz poczucie harmonii między wnętrzem, a światem zewnętrznym, ale nie dają zbyt wiele światła.

Zmniejszenie szerokości stolarki okiennej (ościeżnic, skrzydeł, słupków)

Im większa powierzchnia szyby w oknie, tym więcej światła dostaje się do wnętrza pomieszczenia.

Właściwe usytuowanie okna w murze ościeży

Okno jest lepiej chronione przed zmianami pogody, gdy nie jest za montowane w jednej linii z fasadą. Taka konstrukcja pozwala ponadto uzyskać wyraźniejszą grę światłocieni i „ożywia elewację.

Wybór odpowiedniego typu szkła

Stosowanie szkła ze zwiększoną izolacyjnością termiczną

Produkty CLIMAPLUS oraz CLIMATOP charakteryzują się bardzo dobrą przepuszczalnością światła w połączeniu z wysokimi parametrami izolacji termicznej. Straty energetyczne w zimie są zdecydowanie niższe, a komfort cieplny jest lepszy niż w przypadku zwykłego szkła. Wyższa temperatura powierzchni szyby zmniejsza uczucie chłodu i pozwala zlikwidować ryzyko kondensacji pary wodnej.

Wykorzystanie przezierności szkła

Szkło o wyższej przepuszczalności światła (współczynnik „Lt”) pozwala na lepsze doświetlenie wnętrza.

Wykorzystanie połysku szkła

Ze względu na swą absolutnie gładką powierzchnię, szkło jest materiałem „błyszczącym”. Niektóre typy szkła, pokryte powłoką z tlenków metali, mają dodatkowy efekt lustra (SGG COOL-LITE, SGG ANTELIO). Właściwość ta pozwala uzyskać efekt obrazów odbijających się w elewacji.

Wykorzystanie opalizacji szkła matowionego

Półprzezierne szkło ornamentowe, wytrawiane kwasem lub piaskowane, wpuszcza światło do wnętrza, a jednocześnie osłania przed spojrzeniami z zewnątrz, co jest szczególnie istotne w przypadku pomieszczeń, w których zależy nam na poczuciu prywatności (SGG DECORGLASS, SGG MASTERGLASS, SGG SATINOVO, SGG OPALIT).

Ochrona przed słońcem

Wszystkie elewacje (za wyjątkiem północnej) należy wyposażyć w system ochrony przeciwsłonecznej (np. zasłony, żaluzje, firanki)

Odpowiednia ochrona przeciwsłoneczna połączona z naturalną wentylacją powoduje, iż często można obyć się bez klimatyzacji. Szkło z ochroną przeciwsłoneczną pozwala uniknąć przegrzewania się pomieszczeń (SGG COOL-LITE, SGG ANTELIO, SGG PARSOL). W miarę możliwości ochrona przeciwsłoneczna powinna być umieszczona na zewnątrz przed szkleniem np. okapy, balkony, daszki, rolety, zwłaszcza w fasadach południowych oraz zachodnich. W przypadku gdy za słona umieszczona jest wewnątrz pomieszczenia, istnieje możliwość powstawania efektu cieplarnianego, który może doprowadzić do przegrzania pomieszczenia.

Aby system ochrony przeciwsłonecznej był skuteczny w lecie, musi zatrzymywać 80-85% energii słonecznej (Solar Factor „g”). W pełnym słońcu okno o wymiarach 1 x 1,50 m może się zachowywać jak kaloryfer o mocy 1.000 W. Jest to korzystne w zimie (docieplenie), ale w lecie może prowadzić do przegrzewania się pomieszczeń. Warto stosować ruchome systemy ochrony przeciwsłonecznej, pozwalające na odsłanianie okien w dni pochmurne, np. story listewkowe żaluzji zintegrowane z szybą zespoloną. Za montowane na stałe elementy ochrony przeciwsłonecznej (zadaszenia) można stosować w przypadku pomieszczeń bardzo jasnych, z oknami wychodzącymi na południe.

Wykorzystanie walorów naturalnego światła

Kolorystyka pomieszczeń

Do ścian wewnętrznych zaleca się używanie jasnych kolorów – „jaśniejsze” pomieszczenie, daje poczucie przestronności. Uwaga! Ciemne sufity obniżają optycznie pomieszczenie, powodując uczucie dyskomfortu.

Kolorystka okien

Wewnętrzną stolarkę okienną oraz wewnętrzne powierzchnie okien elewacyjnych zaleca się wykonywać tylko w jasnych kolorach. Pozwala to na zmniejszenie kontrastu między stolarką a niebem, co z kolei zwiększa wrażenie przestrzeni i jasności we wnętrzu.

Żaluzje wewnętrzne i międzyszybowe

Listewki żaluzji zalecamy wybierać tylko w jasnych kolorach. Ciemne listewki mogą wywoływać efekt krat w oknie (patrzenie pod światło, niebo w tle).

Maksymalnie odsłaniać okno

Po rozsunięciu zasłony lub firanki okno powinno być całkowicie odsłonięte (brak miejsca na rozsunięte zasłony może zmniejszyć ilości światła docierającego do pomieszczenia nawet o 30%).

Komfort wizualny

Większość ludzi spędza przeważającą część dnia w miejscu pracy lub nauki (w szkole lub w biurze). Ja kość oświetlenia ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa, zdrowia i stanu psychicznego człowieka, a także wydajności. Oto najważniejsze zasady związane ze światłem naturalnym:

• miejsce pracy umieścić jak najbliżej okna
• umożliwić bezpośrednie wyglądanie na zewnątrz
• zabezpieczyć powierzchnię roboczą przed bezpośrednim padaniem promieni słonecznych (ryzyko oślepień)
• nie dopuszczać do nadmiernych kontrastów w polu widzenia
• wyposażyć pomieszczenie w dodatkowe przeszklenia wewnętrzne, umożliwiając jego doświetlenie światłem pośrednim, docierającym z korytarza, atrium itp.
• maksymalizować powierzchnię otworów okiennych (szyba, której górna krawędź znajduje się o 50 cm wyżej, pozwala na podwojenie ilości światła docierającej w głąb pomieszczenia, w odległości 5 m od okna).

  

Pomieszczenia szkolne

Liczne badania wykazały, że niepowodzenia szkolne nierzadko bywają związane ze złym wzrokiem dziecka. Oświetlenie stanowi więc jeden z zasadniczych elementów jakości pomieszczeń szkolnych:

• Ponieważ większość uczniów jest praworęcznych, okna powinny znajdować się po lewej stronie klasy, dzięki czemu ręka przy pisaniu nie rzuca cienia na tekst
• Tablica nie powinna być umieszczona zbyt blisko okna, aby nie odbijało się w niej światło (najbardziej narażeni na to zjawisko są uczniowie, którzy siedzą w ławkach stojących w pierwszym rzędzie po prawej stronie klasy)
• W pomieszczeniu musi być zapewniona możliwość całkowitego zasłonięcia okien (wyświetlanie slajdów).

Pomieszczenia biurowe

W pomieszczeniach narożnych, mających okna na dwóch przyległych ścianach, należy do połowy wysokości ustawić meble, rośliny doniczkowe lub ruchome przepierzenia, co daje możliwość kontrolowania luminancji poszczególnych miejsc pracy (brak odbić).

Jeśli okna biur wychodzą na atrium, ich powierzchnia powinna być powiększona, aby wyrównać poziom oświetlenia pochodzącego z atrium i światła zewnętrznego.

Ekrany komputerów należy ustawiać prostopadle do okien. Komputery powinny być umieszczone na oddzielnych, ruchomych stojakach tak, aby stanowiska pracy mogły być z łatwością obracane i przesuwane.

Pomieszczenia przemysłowe

Prace wykonywane w przemyśle mogą mieć bardzo rożny charakter. Należy do nich np. kontrola jakości i wyglądu wyrobów, która wymaga udziału oka ludzkiego w celu wychwycenia najdrobniejszych różnic koloru lub struktury. Bardzo istotnym elementem jest tu światło naturalne, które cechuje się wyjątkowo wiernym oddawaniem barw. W pomieszczeniach przemysłowych najlepszym rozwiązaniem są okna dachowe. Promienie słoneczne nie powinny padać bezpośrednio na stanowisko pracy. Oślepienia i odbicia od metalowych powierzchni przeszkadzają w wykonywaniu danej pracy, a wręcz mogą być niebezpieczne, zwłaszcza w przypadku pracy przy maszynie. Światło powinno być rozproszone i bez ostrych cieni.

Pomieszczenia handlowe

Naturalne oświetlenie w sklepach często przyczynia się do wzmożenia ruchu, a zarazem do poprawy jakości usług (wierniejsze oddawanie barw) oraz do oszczędności energii. Sztuczne światło, wykorzystywane w celu lepszego wyeksponowania towarów, wydziela dużo ciepła i pomieszczenia muszą być wówczas chłodzone. Okna pozwalają na ograniczenie konieczności korzystania ze sztucznego oświetlenia oraz na lepszą wentylację pomieszczeń. Produkty wrażliwe (np. artykuły spożywcze, tekstylia) należy chronić przed słońcem, stosując szkło z dobrą ochroną przed promieniowaniem ultrafioletowym (szkła laminowane SGG STADIP i SGG STADIP PROTECT). Ważne jest, aby odbicia od przeszklonych powierzchni (w witrynie) nie przeszkadzały w oglądaniu wystawionych wyrobów. Zastosowanie szkła antyrefleksyjnego pozwoli lepiej wyeksponować towar (SGG VISION-LITE).

Daylighting – wyłapywanie światła dziennego i zmienianie jego kierunku

Osoby przebywające w pomieszczeniach biurowych przez ponad 60% czasu korzystają z oświetlenia elektrycznego. Zależy to oczywiście od pory roku, jak i od różnego rodzaju systemów zacieniających, montowanych na oknach i elewacjach po to, aby ograniczyć przegrzewanie się budynku w okresach silnego nasłonecznienia. Ilość światła naturalnego docierającego do wnętrza jest wówczas ograniczona, co powoduje zwiększenie wydatków na oświetlenie. Aby rozwiązać ten problem i zapewnić lepsze warunki oświetleniowe, opracowano specjalne rodzaje szkła, które „wyłapują” światło dzienne i kierują je do określonych partii budynku. Istnieją trzy grupy produktów szklarskich, które mogą spełniać te funkcje: Stałe lub ruchome szklane listwy zamontowane na elewacji (od wewnątrz lub od zewnątrz budynku), a także szyby zespolone ze zintegrowanymi listewkami ze szkła organicznego bez powłoki (SGG LUMITOP).

Zamontowane na stałe szklane listwy ze szkła typu SGG ANTELIO

Umieszczone poziomo na elewacji, najlepiej po zewnętrznej stronie, odbijają światło w kierunku sufitu. Mocniejsze oświetlenie sufitu i lekkie zaciemnienie obszarów w pobliżu okien pozwalają na uzyskanie jednolitego, komfortowego poziomu oświetlenia w całym pomieszczeniu. Tę innowacyjną funkcję przekierowania światła spełniają szkła monolityczne powlekane o wysokiej wartości odbicia światła (między 30%, a 50%), a zarazem cechujące się przepuszczalnością światła między 20 %, a 65%.

Ruchome szklane listwy

Ten sam typ szkła może być używany do produkcji listew obrotowych o dużych wymiarach (długość 2-3 m, szerokość 50 cm), które umieszcza się po zewnętrznej stronie elewacji. Uzyskany wewnątrz pomieszczenia poziom jasności i poziom ochrony przeciwsłonecznej zależą od stopnia pochłaniania i odbicia światła, jakie cechują wybrany typ szkła.

Szyby zespolone ze zintegrowanymi żaluzjami

Szyby zespolone SGG CLIMALIT SCREEN są wyposażone w podnoszone żaluzje z ruchomych metalowych listewek. Taki system pozwala na dozowanie ilości światła, zmianę jego kierunku, kontrolę widoczności i ochronę przeciwsłoneczną.

Szyby zespolone z lustrzanymi siatkami

Aby „wyłapywać” światło i zmieniać jego kierunek, można wyposażyć szyby zespolone w specjalne siatki, metalowe lub z surowców organicznych, pokryte powłoką o dobrych własnościach odbijających, mocowane wewnątrz ze stawu. Geometria oczek siatki została opracowana w taki sposób, aby zatrzymywać bezpośrednie promieniowa nie słoneczne, odbijając do wnętrza pomieszczenia światło rozproszone. Ten typ szyb znajduje za stosowa nie przede wszystkim w oknach dachowych. Aby uzyskać oczekiwany efekt, należy dostosować kierunek i nachylenie szyby zespolonej do położenia budynku (w zależności od szerokości geograficznej).

Opracowanie: OKNOTEST.PL