Denné osvetlenie novostavby telocvične pomocou GLASSFLOOR

Úvod

Architektonický ateliér Büning-Pfaue Kartmann Architekten GmbH [1] z Bazileja vo Svajčiarsku vyhral medzinárodnú architektonickú súťaž na novú obytnú štvrť so školou a telocvičňou. K projektovým prácam si prizval spoločnosť Heliobus AG [2] ako lídra v oblasti osvetlenia vnútorných priestorov denným svetlom. Predmetom riešenia bolo osvetlenie priestorov telocvične. Na základe požiadaviek bolo rozhodnuté, aby sa pre denné osvetlenie vnútorných priestorov použili pochôdzne a pojazdné strešné svetlíky do plochej strechy, produkt GLASSFLOOR [3].

Popis projektu

Novostavba základnej školy sa nachádza pri obci Köniz vedľa hlavného mesta Bern vo Švajčiarsku. Zaujímavosťou tohto projektu je, že v prvej fáze sa postavila samotná škola a prvé obytné budovy v okolí. To zapríčinilo zvýšený záujem o kúpu a prenájom nehnuteľností rodín s deťmi. Následne v ďalších fázach tohto veľkého projektu sa budovali a budujú ďalšie obytné budovy s infraštruktúrou.

Celá projektovaná zóna je vyobrazená na obr. 1.

Obr. 1. Situačný plán celej zóny [1]

Požiadavky

Budúci staviteľ si dal podmienku dostatočného presvetlenia všetkých priestorov účební a aj telocvične základnej školy. Priestory telocvične pre žiakov sú umiestnené pod úrovňou okolitého priestoru s oknami navrhnutými na oboch čelných stranách (obr. 2). Tieto veľkorozmerové zasklenia nedokázali zabezpečiť na celej podlahe predpísané úrovne dennej osvetlenosti. Tie vychádzali z novej svetelnotechnickej normy EN 17037: Denné osvetlenie v budovách, z požiadaviek architekta a staviteľa. Cieľom bolo zabezpečiť vhodné svetelnotechnické podmienky pre užívateľov telocvične za predpokladu vysokých bezpečnostných štandardov a s cieľom minimalizovať spotrebu energií na umelé osvetlenie.

Vhodným riešením tejto úlohy sa javilo použitie vodorovných strešných svetlíkov zabudovaných do plochej strechy, ktorá slúži ako školský dvor a zároveň je aj zhromažďovacím priestorom pre školopovinné deti počas prestávok a mimo vyučovania. Bezpečnosť užívateľov bola na prvom mieste. Na tomto základe sa uvažovalo s pochôdzným typom plochého okna so zasklením s protišmykovou úpravou vysokej triedy. Zo svetelnotechnického hľadiska muselo mať dané zasklenie vysokú priepustnosť denného svetla a podľa požiadaviek architekta muselo byť toto zasklenie taktiež farebne neutrálne.

Obr. 2. Rez telocvičňou [1]

Riešenie

Zvolil sa typ produktu od spoločnosti Heliobus AG z rady vodorovných strešných svetlíkov GLASSFLOOR Pure s trojitým izolačným zasklením. Uvedené svetlíky sa vyznačujú použitím vysokokvalitných materiálov, ako je rám z korozivzdornej ocele, zasklenia s nízkym obsahom železa, tzv. extra číre zasklenie s vysokou svetelnou priepustnosťou a protišmykovou úpravou a mechanickým prerušením tepelného mosta. Celá budova sa projektovala v švajčiarskom štandarde Minergie-P. Produkt GLASSFLOOR vyhovuje taktiež požiadavke tohto štandardu.

Budúca telocvičňa bola navrhnutá s pôdorysnými rozmermi 28 × 16 m, so svetlou výškou po viditeľné betónové trámy 7,13 m a s výškou 8,5 m od podlahy po nášľapnú vrstvu budúceho školského dvora (obr. 2). Odrazivosť hlavných vnútorných povrchov je uvedená v tab. 1.

Tab. 1. Činiteľ odrazu hlavných vnútorných povrchov

Zasklenia produktovej rady GLASSFLOOR obsahujú menej prímesi železa, sú pochôdzne do 500 kg/m² a s trojitým zasklením majú činiteľ priestupu až 73 %.

Heliobus AG vypracoval svetelnotechnickú štúdiu telocvične podľa EN 17037. Ako s okrajovou podmienkou sa uvažovalo s rovnomerne zamračenou oblohou. Výška zrovnávacej roviny sa zvolila 0,05 m nad úrovňou nášľapnej vrstvy podlahy telocvične.

Neskôr, počas projektových prác obdržali pracovníci firmy Heliobus novú podmienku od architektov, a to, že ploché zasklenie, ktoré sa umiestni pri budúcej fasáde školy, musí dokázať preniesť zaťaženie od motorového vozidla do 3,5 tony. To preto, aby k čisteniu vertikálnych okien a celej fasády sa mohli použiť mechanizmy.

Táto nová podmienka výrazne zmenila svetelnú priepustnosť zasklenia a statiku systému dotknutých strešných svetlíkov.

Svetlé rozmery zasklenia pochôdzných GLASSFLOOR boli 1 340 × 870 mm. Zasklenie pojazdných typov sa muselo rozdeliť nosníkom z dôvodu veľkého zaťaženia a plochy samotného zasklenia. Každý pojazdný typ strešného svetlíka pozostával z dvoch zasklení s rozmerom 590 × × 870 mm.

Vypracovala sa nová svetelnotechnická štúdia, ktorá už zahrňovala aj pojazdné zasklenia s ich svetelnou priepustnosťou. Iteračnou metódou sa vypočítalo, že bude potrebné navrhnúť spolu 24 svetlíkov GLASSFLOOR a osem z nich musí byť pojazdných (obr. 3).

Obr. 3. Výstup zo simulačného programu denného svetla

Norma EN 17037:2018 udáva pre Švajčiarsko hodnotu mediánu globálnej osvetlenosti 21700 lx. Podľa tab. 4 tejto normy je potrebné dosiahnúť pre osvetlenosť 500 lx činiteľ denného osvetlenia D = 2,3 %.

Minimálna normová požiadavka minimálnej hodnoty 300 lx, D viac ako 1,4 % pre Švajčiarsko, na 95 % plochy telocvične bola splnená.

Priemerná hodnota činiteľa denného osvetlenia bola vypočítaná D = 2,4 %, maximálna 4,5 %.

Obr. 4. Pohľad na horizontálne zasklenia

Výsledok

Heliobus AG dodal a namontoval celkom 24 svetlíkov GLASSFLOOR Pure spolu s tepelnotechnickými rámami. Hrany betónovej dlažby museli lícovať s hranami zasklenia tak, ako je to ukázané na obr. 4.

Pred uvedením budovy školy do prevádzky sa vykonali svetelnotechnické merania, ktoré preukázali správnosť návrhu (obr. 5). Školopovinné deti a aj prenajímatelia telocvične sa tak môžu tešiť na priestory presvetlené denným svetlom, ktoré spĺňajú najnovšie európske štandardy.

Obr. 5. Fotografia telocvične počas zamračeného dňa

Záver

Včasným prizvaním odborníkov na svetelnú techniku do projektového tímu sa dokázali eliminovať základné chyby v návrhu a použitím vysokokvalitných výrobkov sa splnili všetky požiadavky architektov a stavebníka, ktoré neraz išli nad rámec noriem.

Spolocňosť Heliobus AG dodáva výrobky z produktovej rady GLASSFLOOR aj do Českej republiky i Slovenskej republiky.

Literatúra:
[1] https://www.swiss-architects.com/de/buning-pfaue-kartmann-architekten-basel
[2] www.heliobus.com
[3] www.glassfloor.ch

Článok podáva zaujímavé informácie o aplikácii svetlíkov GLASSFLOOR a hodnotení dennej osvetlenosti vo Švajčiarku, ktoré z pohľadu požiadaviek EN 17037 sú užitočné aj pre čitateľov časopisu Světlo.

Doc. Ing. Stanislav Darula, USTARCH SAV, Bratislava