Jak široké lze stavět ulice podle stavebních předpisů?
1. Úvod
Požadavky na denní osvětlení budov limitují odstupy budov a jejich výšku. V článku je modelovým výpočtem kvantifikován tento vliv pro obytnou místnost běžných rozměrů v blokové zástavbě města. Byla sledována závislost hodnoty činitele denní osvětlenosti D1 (%) uprostřed hloubky místnosti na šířce ulice při obvyklé výškové úrovni zástavby 20 m, tj. takové, s jakou se lze setkat např. v oblasti pražských Vinohrad. Uspořádání modelového výpočtu je zřejmé z obr. 1.
Obr. 1. Geometrické uspořádání modelového příkladu
2. Požadavky na denní osvětlení obytných místností
Zasvěcený přehled vývoje požadavků na denní osvětlení obytných místností je podán v [8]. Kritériem denního světla je činitel denní osvětlenosti D (%). Jde o podíl osvětlenosti E (lx) v daném místě k osvětlenosti EH (lx) nezastíněné roviny v exteriéru vyjádřený v procentech.
Pro hodnocení se jako plošný zdroj světla používá model zatažené oblohy v zimě s mezinárodně standardizovaným rozložením jasu podle doporučení mezinárodní komise pro osvětlování CIE. Dnes platné požadavky byly formulovány už v ČSN 73 0580-2 z roku 1992 [4]. V obytných místnostech (obr. 2) byla požadována minimální hodnota činitele denní osvětlenosti Dmin = 0,5 % a také hodnoty D1 = D2 = 0,75 % ve dvou bodech v polovině hloubky místnosti vzdálených 1 m od bočních stěn. Zároveň bylo požadováno, aby průměr z těchto dvou hodnot byl nejméně Dm = 0,9 %. Novela normy [5] z roku 2007 požadavky na denní osvětlení obytných místností významně zmírnila. Byl zrušen požadavek Dmin = 0,5 % a hodnota uprostřed hloubky místnosti byla snížena na 0,7 % při zachování požadavku na průměr 0,9 %. Další zmírnění spočívalo ve skutečnosti, že u místností s větší hloubkou než 6 m mohou být kontrolní body jen ve vzdálenosti 3 m od okna. Ve IV. třídě zrakové činnosti (např. čtení, psaní, příprava jídel, pletení, žehlení) je pro denní osvětlení požadováno Dmin = 1,5 % [3] a pro osvětlení sdružené Dmin = 0,5 % [2]. Sdružené osvětlení je záměrné současné používání denního a umělého osvětlení. Prostory nebo jejich funkčně vymezené části s hodnotami nižšími než 0,5 % jsou považovány za prostory bez denního světla. Zrušením požadavku Dmin = 0,5 % při poslední změně normy [5] v roce 2007 bylo umožněno projektovat obytné místností obsahující i prostor bez denního světla(!).
Obr. 2. Požadavky na denní osvětlení obytných místností podle [4], [5] a [6]
Současné požadavky na denní osvětlení obytných místností jsou proto již na samé hranici zdravotní a společenské únosnosti a jejich další zmírňování už není možné [8]. Přesto je v technické veřejnosti tendence k dalšímu snižování úrovně denního osvětlení v obytných místnostech stále silná. V současné době je pro obytné místnosti navrhován limit D1 = D2 = 0,3 % [6], tj. zmenšení množství světla na třetinu dnes požadované hodnoty. Hodnota D1 (%) na pracovní rovině uprostřed hloubky místnosti je pro posouzení určující, a proto se modelový výpočet soustřeďuje právě na ni.
3. Stanovení činitele denní osvětlenosti
Hodnoty činitele denní osvětlenosti lze určit měřením ve skutečné budově [1], měřením na modelu anebo výpočtem. Postup výpočtu norma [3] nestanovuje. Následkem takové normalizace by totiž bylo jen bránění dalšímu vývoji výpočetních metod (jiná je situace u proslunění bytů, kde při nemožnosti měřit čas slunečního svitu mimo jiné z důvodu oblačnosti je zaveden jednotný způsob výpočtu). Normy [3] a [5] však velmi usilují o to, aby výpočet pracoval se všemi okolnostmi, které hodnotu kritéria ovlivňují. Tyto okolnosti je většinou možné brát v úvahu dvojím způsobem: jednoduše převzetím doporučené hodnoty z normy nebo složitěji na základě rozšířeného výpočtu či měření spolu s podrobnou specifikací podmínek, kterými bude odlišná hodnota příslušného parametru zajištěna. Hodnoty doporučené jsou stanoveny tak, aby jejich použití bylo na straně bezpečnosti posouzení. Příkladem může být činitel jasu stínících překážek k (–). Jde o poměr jasu stínící překážky k jasu oblohy. Normou stanovená hodnota k = 0,1 znamená, že jas stínících překážek je přibližně roven jedné desetině jasu oblohy. Jen při dodržení přísných podmínek stanovených normou je možné použít i vyšší hodnotu tohoto činitele odrazu světla.
Obr. 3. Vypočtené hodnoty činitele jasu průčelí naproti oknu posuzované místnosti a činitele jasu terénu v závislosti na šířce ulice W (m)
Je sice dávána přednost přesným výpočtům, ale zjednodušený postup se uplatní v situacích, kdy ještě není známo barevné řešení novostaveb nebo jestliže není možné garantovat barevnou stálost některých povrchů v čase (zaprášení, znečištění). Významným důvodem pro zjednodušení je také skutečnost, že starší, ale dosud hojně používané metodiky výpočtu nejsou schopny jasové poměry modelovat a i při použití vyspělých softwarů je toto modelování ve složitých urbanistických situacích obtížné.
V praxi se ustálilo vědomí, že použití hodnoty k = 0,1, převzaté z normy, je vždy na straně bezpečnosti, a zajišťuje tak výpočtu nezpochybnitelnou věrohodnost, zatímco použití jiných hodnot se může stát předmětem pochybování a diskusí.
4. Modelový výpočet
Výpočet byl proveden s použitím programu SVĚTLO+ [9]. Se zmenšující se šířkou W (m) ulice klesá jas terénu (vozovky ulice) i jas průčelí domů v úrovni spodních podlaží. Toto snížení bylo stanoveno pomocí programu JAFAS, který je součástí programu WAL 1.1 [7]. Jeho výstupem je hodnota činitele jasu k (–). Činitel jasu je poměr jasu stínící překážky (nebo terénu) k průměrnému jasu oblohy. Hodnoty k (–) stanovené výpočtem jsou uvedeny v tab. 1 a v diagramu na obr. 3. Ve variantě byl výpočet proveden i pro konstantní hodnotu k = 0,1, kterou doporučuje norma [3].
Obr. 4. Vypočtené hodnoty činitele denní osvětlenosti D1 (%) v závislosti na šířce ulice
Výsledky výpočtu činitele denní osvětlenosti v závislosti na šířce W (m) ulice jsou uvedeny v tab. 2 a v diagramu na obr. 4. Modrá křivka v diagramu vyznačuje závislost, která respektuje změnu jasových poměrů v závislosti na šířce ulice. Fialová křivka byla naopak získána z hodnot vypočtených pro konstantní jas k = 0,1. Z průběhu obou křivek je zřejmé, že uvažování s hodnotou k = 0,1 je na straně bezpečnosti s výjimkou případů, kdy šířka ulice je v popisovaném případě menší než zhruba 10 m. Při tak malé šířce jsou totiž už jasy v ulici při terénu velmi malé a činitel jasu průčelí zde vychází k < 0,1. Zatímco současně platný požadavek D1 = 0,9 % [5] vyžaduje šířku ulice W = 30 m, pro navrhovaný požadavek D1 = 0,3 % [6] postačí šířka „ulice“ asi 6 m (při výšce zástavby 20 m!). Je zřejmé, že tak úzkou ulici lze z provozních důvodů jen stěží navrhnut, leda jen pro pěší provoz. Navíc většina ulic v našich městech je už navržena a jejich šířku nelze měnit. Nová limitní hodnota D1 = 0,3 % proto bude uplatňována hlavně při regulaci zástavby uvnitř dvorů stávající blokové zástavby.
Velká část zpracovatelů světelnětechnických studií ale používá zjednodušený postup s hodnotou k = 0,1, kterou doporučuje norma [3] (viz článek A12 normativní přílohy A této normy). V případě takového výpočtu vyhoví limitu D1 = 0,3 % libovolně malý odstup mezi domy. Ve zde provedeném modelovém výpočtu vyhověla i šířka „ulice“ 0,5 m, ale v principu by se tato šířka mohla limitně blížit nule a požadavku D1 = 0,3 % by bylo přesto vyhověno(!).
Je tomu tak proto, že okno posuzované místnosti hledí do stále stejného místa protějšího průčelí, jehož jas se při zvyšování objektů nemění, protože je dán hodnotou k = 0,1. Vnější odražená složka činitele denní osvětlenosti se tak s výškou zástavby nemění. Oblohová složka činitele denní světlenosti je při malé šířce ulice uvnitř místnosti nulová a na plochu okna působí téměř z tečného směru, a tedy s malou účinnosti. Nenastává proto ani významná změna vnitřní odražené složky činitele denní osvětlenosti. Jednoduše řečeno: v úzké ulici už je větší tma, než předpokládá použití hodnoty k = 0,1 na straně bezpečnosti posouzení, a osvětlenost se zde při dalším vzájemném přibližování budov mění již jen zanedbatelně. Tuto situaci dokresluje obr. 5.
Tab. 1. Vypočtené hodnoty činitelů jasu
Tab. 2. Vypočtené hodnoty činitele denní osvětlenosti D1 (%)
5. Závěr
České technické normy včetně norem světelnětechnických jsou nezávazné. Závaznými se stávají až na základě odkazů na ně v jiných závazných předpisech, tj. ve vyhláškách a v nařízeních vlády. Tento princip je kritizován pro jeho údajnou neústavnost, pro údajně nesnadnou orientaci ve velkém množství norem a také z důvodu vzájemných kolizí některých normových požadavků při jejich uplatňování v praxi.
V návrhu [6] z února 2014 jsou proto odkazy na normové hodnoty omezeny a je dána přednost vlastním formulacím kritérií a limitů, které lépe konvenují záměrům autorů této legislativní iniciativy. Jak ale ukazuje zde uvedený příklad, nedostatečně uvážené pokusy o změnu pravidel, která stanovují technické normy, mohou vést ke zmatečnému působení nastavené regulace a v důsledku toho k ohrožení toho veřejného zájmu, který má být regulací hájen. Podle regulace navržené v [6] bude možné stavět libovolně široké ulice a navrhovat jakékoliv velké či malé odstupy mezi domy. Pokud nedojde v textu Pražských stavebních předpisů k žádoucí změně, z hlediska denního osvětlení nebude těmito předpisy regulováno naprosto nic. Je také třeba vzít v úvahu, že technické normy jsou výsledkem práce často několika generací odborníků, z nichž mnozí se danou problematikou zabývali po celý svůj profesní život.
Obr. 5. Denní osvětlení v úzké ulici
V oblasti denního osvětlení lze uvést např. jména Kittler, Kleisner, Krch, Krtilová, Maňák, Matoušek, Rybár, Štícha, Weiglová. Jednotlivé články technických norem obvykle tvoří vzájemně funkčně propojený ucelený systém s cílenou tendencí v případě norem světelně technických spočívající v zajištění zdravých podmínek bydlení a v udržení přiměřené kvality života uživatelů budov. Proto je výhodnější požadavky norem v legislativě uplatňovat formou odkazů na celé jejich znění než často neúplnými, nebo dokonce pozměněnými citacemi.
Recenze: doc. Ing. Stanislav Darula, CSc.
Literatura:
[1] ČSN 360011-2 Měření osvětlení prostorů – měření denního osvětlení.
[2] ČSN 360020 Sdružené osvětlení. 2007.
[3] ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov – základní požadavky. 2007, 2011.
[4] ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov – Denní osvětlení obytných budov. 1992.
[5] ČSN 730580-2 Denní osvětlení budov – Denní osvětlení obytných budov. 2007.
[6] Návrh Pražských stavebních předpisů – druhé kolo projednání. Únor 2014,
http://www.uppraha.cz/clanek/92/obecne-technicke-pozadavky-na-vystavbu.
[7] KAŇKA, J. – PELECH, M.: Program pro výpočet činitele denní osvětlenosti WAL 1.1. Projektování a výstavba, 1-2/1995.
[8] VYCHYTIL, J.: Požadavky na denní osvětlení obytných budov v průběhu posledních 60 let. Světlo, 2/2014.
[9] http://www.svetloplus.cz/