1. Capitolul
11
ILUMINATUL NATURAL
AL CL|DIRILOR
11.1. GENERALIT|}I ~n cldirile industriale cu parter, ce au
l]imi mari, iluminarea natural este
Conceptul de confort luminos.
asigurat prin combinarea iluminatului
Condi]iile minime care asigur gradul lateral cu cel de sus.
de confort din punct de vedere al Confortul luminos, prin efectele
iluminatului `n cldirile de locuit, social- pozitive, va condi]iona: sntatea
culturale [i industriale sunt influen]ate locatarilor, mrirea productivit]ii [i
de: exploatarea economic a cldirilor.
• modul de ptrundere a luminii solare; Asigurarea luminii necesare `n
• cantitatea de lumin; `ncperile cldirilor civile va conduce la
• dimensiunile golurilor (ferestre, u[i) `n mrirea capacit]ii de a distinge detalii
raport cu cele ale plinurilor. mici [i la cre[terea vitezei de percep]ie.
Toate `ncperile destinate locuin]elor Nivelul de iluminare natural este
oamenilor trebuie s primeasc lumin influen]at de:
natural. Fac excep]ie urmtoarele • constan]a condi]iilor de iluminare `n
spa]ii din cadrul locuin]elor: holuri, aer liber, care depind de amplasarea
vestibuluri, cmri, bi, W.C.-uri, iar din geografic, orientarea cldirii, anotimp,
cadrul cldirilor social-culturale, care ora zilei, nebulozitate;
necesit [i o lumin artificial [i `n • culoarea suprafe]elor `ncperii
timpul zilei: sli de opera]ii chirurgicale, (culorile deschise conduc la sporirea
expozi]ii, sli de spectacole. luminii indirecte reflectate);
141

2. • cur]irea geamurilor. Lumina natural exterioar este
Exigen]e privind iluminatul natural.
considerat pentru simplificare, lumina
difuz a bol]ii cere[ti complet acoperite
Modul de iluminare natural a unei (cer uniform luminos); `n ziua solsti]iului
`ncperi (iluminare lateral, iluminare de de iarn (`ntre orele 9h [i 30! [i 14h [i
sus, iluminare combinat) se va alege `n 30!) se neglijeaz eventualul surplus de
raport cu destina]ia `ncperilor lumin produs de razele directe ale
(specificul muncii) [i mrimea acestora. soarelui.
Valorile iluminatului natural ce trebuie Iluminarea exterioar orizontal `n
asigurat `n diferite `ncperi, sunt spa]iul liber variaz `ntre 0 [i 100.000 lx,
indicate `n standarde, func]ie de av^nd valoare maxim de 70.000 lx.
categoriile de lucrri vizuale (precizia ~n condi]iile ]rii noastre (latitudinea
lucrrii). 44-48o), iluminarea exterioar dat de
~ncadrarea orientativ a cldirilor bolta cereasc este minim 4000 lx.
civile este indicat `n standard `n func]ie Valorile normate ale iluminrii
de categoria de munc (precizia lucrrii naturale interioare au fost determinate
prin distingerea unor detalii de diverse consider^nd iluminarea exterioar Ee =
mrimi). 4000 lx.
Nivelul iluminrii medii normate este La construc]ii cu carater sezonier,
determinat `n raport cu contrastul `ntre iluminarea exterioar poate fi
fond [i detalii (care poate fi: mic, mediu , considerat de Ee = 7000 lx.
mare) [i luminozitatea fondului (luminos,
mediu, `ntunecos). 11.2. ILUMINATUL INTERIOR
~n cazul `ncperilor la care valorile NATURAL
normate dep[esc pe cele calculate se
utilizeaz iluminatul mixt: iluminatul Iluminatul natural din interiorul
natural general [i iluminatul artificial `ncperii se compune din iluminatul
local. direct (de la bolta cereasc) [i cel
Iluminarea natural exterioar. indirect (lumina reflectat de la
suprafe]ele interioare ale cldirilor
Intensitatea luminoas `n spa]iul liber
`nvecinate sau ale terenului) (fig.11.1).
este variabil `n func]ie de anotimp, ora
Planul de lucru este planul orizontal
zilei, condi]ii meteorologice (sau gradul
la care se raporteaz valorile de calcul
de poluare); intensitatea luminii solare
[i normate ale iluminrii naturale.
variaz `n cazul bol]ii cere[ti acoperite,
Conven]ional, planul de lucru se
`n c^teva minute, de la 100% la 200%,
consider situat la 0,85...1,00 m de
iar `n cazul soarelui strlucitor [i al
pardoseal sau `n unele cazuri chiar la
norilor rapizi `n c^teva secunde de mai
nivelul pardoselii (culoare de circula]ie,
multe ori 100%.
holuri de hoteluri, grupuri sanitare, sli
142

3. de sport, grdini]e). ~n cazuri deosebite ale terenului. Aportul luminii reflectate
se consider 1,5 m de la pardoseal de lasuprafe]ele interioare (prin folosirea
(cazul atelierelor de pictur). culorilor deschise) este `n special
Uniformitatea iluminrii este raportul important `n zona unde influen]a luminii
`ntre valorile minime [i maxime ale naturale directe este mai mic.
iluminrii naturale interioare `n limitele Corela]ia `ntre ambian]a general a
zonei de lucru (except^nd zonele `ncperii, coeficientul de reflexie mediu
perimetrale de 3...4 m de la suprafe]ele al suprafe]elor ce limiteaz `ncperea
vitrate). (Ym) [i factorul psihologic de ambian]
(1/1-Ym) este determinat func]ie de
Factorii de uniformitate (Emin/Emed,
ambian]a `ncperii (foarte luminoas,
Emin/Emax), `n `ncperile din cldirile luminoas, medie, `ntunecoas, foarte
civile, trebuie s se `ncadreze `n limitele `ntunecoas).
indicate de standard, func]ie de precizia
Ameliorarea iluminrii naturale `n
lucrrii [i nivelul iluminrii (Emin/Emed=
`ncperile `ntunecoase se poate realiza
0,65 - pe planul de lucru [i Emin/Emax=
prin folosirea prismelor de sticl (Luxfer)
0,50 - `n orice punct).
care deviaz lumina natural venit de
Uniformitatea iluminrii naturale `n la `nl]ime sub unghi redus,
`ncperile cldirilor civile se poate transmi]^ndu-se spre partea din spate a
ob]ine prin utilizarea cercevelelor `ncperii (fig. 11.1.III ).
`nguste, alegerea pordoseii de culoare Valorile informative ale coeficien]ilor
deschis, a ferestrelor cu dimensiuni de reflexie pentru culori (vopsitorie,
mari, a pere]ilor cu grosime mic.
zugrveli, tapete) pentru diverse
Folosirea jaluzelelor poate ameliora materiale [i suprafe]e ( interioare [i
factorul de uniformitate a iluminrii exterioare) variaz `ntre 0,88 (alb) [i
Emin/Emax de la 5/195 la 1/115, dar cu o 0,02 (negru).
scdere a iluminrii medii de la Em = 39
Iluminarea natural vertical prin
lx la 27 lx [i a randamentului de la 48%
ferestre.
la 33%.
Dimensiunile ferestrelor (Sf) `n func]ie
Iluminarea natural indirect este
de suprafa]a pardoselii (Sp) a `ncperii
compus din lumina reflectat de la
trebuie s satisfac valorile minime
suprafe]ele interioare (pere]i, tavane, normate func]ie de precizia lucrrii
pardoseal), de la suprafe]ele (distingerea detaliilor de diferite mrimi)
exterioare ale cldirilor `nvecinate sau [i destina]ia `ncperii.
143

4. Componentele iluminatului natural
Iluminarea direct [i indirect
I. 100
80 Iluminare direct
60
H - `nl]imea ferestrei
40
Iluminare indirect
20 Plan de lucru
H
0
1H 2H 3H 4H Distan]a de la fereastr
II. Componentele iluminrii `ntr-un punct caracteristic
Iluminare direct
Iluminare reflectat
Cldire din interior (pere]i,
`nvecinat pardoseal)
Iluminare indirect reflectat
de cldirea `nvecinat
Punct caracteristic
pentru determinarea
iluminrii naturale
III. Mrirea iluminrii naturale indirecte (reflectate)
A Detaliu A
Fig. 11.1 Componentele iluminrii naturale laterale. I. Iluminarea direct [i
indirect reflectat interioar. II. Iluminarea `ntr-un punct P (direct, indirect,
exterioar [i interioar). III. Mrirea iluminrii indirecte (reflectate din interior) .
144

5. Valorile normate sunt valabile pentru cldirii exterioare) [i L/H (L - lungimea
ferestrele av^nd raportul al cldirii exterioare [i H - `nl]imea ei).
dimensiunilor l]ime/ad^ncime,(fa] de Iluminarea natural `n `ncpere prin
pozi]ia ferestrelor) mai mici de 0,5. ferestre laterale se determin cu rela]ia:
Iluminarea natural a unei `ncperi S
E v = Ee ⋅ f ⋅ η ⋅ f (11.2)
nu este propor]ional cu suprafa]a Sp
ferestrelor Sf c^nd Sf>(1/10...1/8)Sp.
Mrind suprafa]a ferestrelor Sf la `n care:
(1/6...1/3)Sp iluminarea natural medie Ev - iluminarea natural `n `ncpere;
va cre[te numai cu 60%. Ee -iluminarea natural exterioar
Grosimea mare a pere]ilor (min 4000 Ix);
diminueaz uniformitatea iluminrii f - factorul fereastr;
naturale interioare. Se recomand ca la η - randamentul iluminrii naturale
`ncperile cu suprafa] mare de lucru, (val. medie 40%);
aria pardoselii s nu dep[easc un Sf - suprafa]a ferestrelor;
sfert din suprafa]a ferestrei. Sp - suprafa]a pardoseliei ce este
Amplasarea ferestrei `n spa]iul dependent de raportul Sf/Sp care e
superior al peretelui va conduce la func]ie de destina]ia `ncperii.
scderea randamentului iluminrii ~n cazul ferestrelor amplasate `n
naturale, dar se va ob]ine o uniformitate pere]i de grosime mare factorul
sporit, deoarece valorile iluminrii fereastr (f) se corecteaz cu un
naturale cresc spre partea opus coeficient, func]ie de b/t [i h/t, de
ferestrei, sporind totodat utilizarea reducere (`n care b - l]imea, h -
avantajoas a acestei pr]i a `ncperii. `nl]imea, t - grosimea ferestrei ).
Stabilirea simplificat a iluminrii 11.3. CALCULUL ILUMIN|RII
verticale prin ferestre. Pere]ii verticali pe NATURALE
care sunt pozate ferestrele sunt
ilumina]i de jumtate din bolta cereasc Calculul se efectueaz `n puncte
(Ev=0,5 Ee). caracteristice pe planul de lucru al
~n cazul iluminrii naturale prin sec]iunilor principale ale `ncperii .
ferestre verticale, factorul fereastr (f) Iluminarea `ntr-un punct caracteristic
este egal cu raportul `ntre iluminarea din `ncpere se realizeaz prin
prin ferestre (Ef) [i iluminarea exterioar `nsumarea simultan sau par]ial a
(Ee). iluminrii directe [i reflectate [i este
f = Ef/Ee ; Ef = Ee⋅f (11.1) dat de rela]ia:
Factorul fereastr (f) se determin E = Ed + Eri + Ere + Ert (Ix) (11.3)
func]ie de raportul B/H (B-distan]a p^n `n care:
la cldirea exterioar [i H - `nl]imea E - iluminarea interioar;
145

6. Ed - iluminarea direct; `n care:
Eri - iluminarea reflectat interioar; Sc- suprafa]a de cer vzut prin golul
Ere - iluminarea reflectat exterioar de lumin;
de la cldiri; Sccosβ - proiec]ia suprafe]ei "Sc" pe
- iluminarea reflectat de la teren. planul orizontal;
Ert
r - raza proiec]iei semibol]ii cere[ti pe
Iluminarea direct Ed se determin cu
plan orizontal.
rela]ia:
Determinarea practic a coeficientului
Ed = Ec ⋅ t = e c ⋅ q ⋅ t (11.4)
bol]ii cere[ti se face cu metoda razelor
`n care: cunoscut [i sub denumirea de metoda
Ed - iluminarea direct; Daniliuk:
Ec - iluminarea de calcul; e ⋅e
e 0 = I II = 0, 001⋅ eI ⋅ eII (%) (11.7)
t - coeficient de reducere a luminii 100
func]ie de: mrimea cercevelelor (lemn, sau
beton armat, metal), gradul de e ⋅ e ⋅ 4000
e 0 = I II = eI ⋅ eII ⋅ 40 (lx) (11.8)
murdrire [i pozi]ia geamurilor [i 100
opturarea par]ial a ilumunrii directe Punctul caracteristic P (unde se
datorit elementelor de rezisten]; determin coeficientul bol]ii cere[ti) din
ec - coeficientul bol]ii cere[ti; interiorul `ncperii reprezint mijlocul
q - coeficient influen]at de distribu]ia semisferei cerului [i, `n acela[i timp,
neuniform a intensit]ii luminoase a v^rful unghiului solid care cuprinde golul
bol]ii cere[ti [i se determin cu rela]ia: de lumin [i por]iunea din semibolta
3 cereasc ce lumineaz acest punct.
q = (1 + 2 sin θ) (11.5)
7 Metoda razelor determin, pe cale
`n care: grafic, coeficientul bol]ii cere[ti folosind
θ - unghiul format de linia orizontal dou grafice unghiulare (fig. 11.2).
cu dreapta care une[te punctul dat de Suprafa]a aparent a semibol]ii
centrul golului de lumin din sec]iunea cere[ti se `mparte printr-un caroiaj sferic
transversal sau longitudinal. `n 10.000 pr]i unitare, 100 pr]i prin
Calculul coeficientului bol]ii cere[ti (ec) meridiane [i 100 pr]i prin paralele.
Utiliz^nd cele dou grafice unghiulare
Coeficientul bol]ii cere[ti este raportul
se determin numrul de por]iuni
`ntre proiec]ia suprafe]ei Sc (proiec]ia
unitare al semibol]ii cere[ti care
semibol]ii cere[ti ce lumineaz punctul
lumineaz punctul P, unde se
P) [i proiec]ia `ntregii semibol]i cere[ti
calculeaz iluminarea natural.
(fig. 2):
S ⋅ cosβ
ec = c 2 (11.6)
π ⋅r
146

7. Determinarea coeficientului bol]ii cere[ti (metoda razelor - Daniliuk)
I I
A. Conceptul metodei razelor
Legea proiec]iei unghiului solid II II
Sc P
β I
Formarea graficelor I [i II
~mpr]irea bol]ii cere[ti `n
por]iuni unitare II
r Sc cos β
P
B. Utilizarea graficelor I [i II pentru determinarea lui [i e1 [i e2 (iluminatul lateral)
140 140
130 130
Graficul I
120 120
C
110 110
Sec]iunea
Cercul care trece eI transversal
prin mijlocul golului prin `ncpere
de lumin (C)
100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100
120 120
Graficul II
100 100
C
80 80
eII Planul `ncperii
Paralela (C) care
face legtura cu 60 60
graficul I
40 40
20 20
0 0
0
Fig. 11.2 Determinarea coeficientului bol]ii cere[ti. A. Conceptul metodei razelor. B.
Folosirea graficelor lui Daniliuk pentru determinarea iluminatului natural (lateral)
147

8. Practic pentru determinarea lui ec se
procedeaz astfel: E vi = Ec min ⋅ R1 + Ec med ⋅ R 2 (11.11)
• pe sec]iunea transversal a
`ncperii (sau longitudinal), pe care `n care:
sunt figurate golurile de lumin, se Ec min - valoarea minim a luminii de
a[eaz graficul I astfel `nc^t centrul calcul;
acestuia s coincid cu punctul a crui R1 - factorul de reflexie pentru
iluminare se determin. Raza 00 trebuie iluminatul lateral care poate fi unilateral
s fie vertical `n punctul P. Se vor sau bilateral;
numra razele care trec prin goluri (eI) [i
se va nota numrul cercului, care trece E1/ 2 + E2 + E3 +... +En / 2
Ecmed = (11.12)
prin mijlocul golului ferestrei. n
• pe planul orizontal al `ncperii, `n care:
desenat la aceia[i scar cu sec]iunea, n - numrul punctelor caracteristice `n
se suprapune graficul II, `n a[a fel `nc^t care se calculeaz iluminarea;
axa graficului 00 s treac prin punctul R2 - factorul de reflexie pentru
P (fig. 11.3). iluminatul de sus care este func]ie de
Planul vertical, ce con]ine axa numrul deschiderilor [i raportul H/L `n
longitudinal a peretelui `n care se afl care, H - `nl]imea `ncperii; L - l]imea
golul de lumin, trebuie s coincid cu `ncperii.
dreapta din grafic purt^nd acela[i numr Coeficientul mediu de reflexie:
cu cercul din graficul I (astfel se face
legtura `ntre cele dou grafice) se vor S1ρ1 + S 2ρ2 + S3ρ3
numra razele care trec prin goluri (eII). ρmed = (11.13)
S1 + S 2 + S3
Iluminarea indirect
`n care:
Iluminarea indirect se ob]ine din Y1 ,ρ2 ,ρ3 - coeficien]i de reflexie a
lumina reflectat din interior (Eri) [i din suprafe]elor (func]ie de culoarea
exterior (Ercl, Ert). pere]ilor, tavanelor, pardoselii);
Iluminarea natural produs de S1, S2,...Sn - suprafe]ele respective
lumina reflectat de la suprafe]ele ale pere]ilor, tavanului, pardoselii.
interioare (tavane, pere]i, pardoseli) se Iluminarea natural, produs de
calculeaz cu rela]iile (fig. 3): lumina reflectat de la cldirile
- `n cazul iluminatului interior: exterioare sau de la terenul exterior se
Eri = Ec min⋅R1 (11.9) calculeaz cu rela]iile:
- `n cazul iluminatului de sus:
E v cl = 0,10 ⋅ Ec cl ⋅ t (11.14)
Eri = Eo med ⋅R2 (11.10)
- `n cazul iluminatului combinat: `n care:
148

9. Iluminatul interior natural combinat (lateral [i de sus)
I. Componentele iluminatului interior direct (lateral [i de sus) [i indirect (reflectat)
Iluminare
direct
de sus
Iluminare indirect Iluminare indirect
reflectat din interior reflectat din interior
Iluminare
Iluminare direct lateral
direct lateral
Lumin reflectat din interior Lumin reflectat din interior
Planul de lucru
II. Curbele iluminrii naturale laterale, de sus [i combinate
Iluminare combinat
Iluminare de sus lateral [i de sus Iluminare lateral
Planul de lucru
Fig. 11.3 Iluminatul natural combinat. I. Componentele iluminatului natural.
II. Curbele iluminatului natural.
149

10. E c cl - iluminarea natural ce s-ar E c min - valoarea minim a luminii de
realiza de la bolta cereasc pe calcul;
por]iunea cldirii; R3 - factor de reflexie a terenului
t - coeficient de reducere a luminii func]ie de raportul B/h `n care; B -
func]ie de gradul de murdrire [i pozi]ia ad^ncimea `ncperii; h - `nl]imea
geamului (orizontal, vertical, `nclinat) [i ferestrei peste planul de lucru.
natura cercevelelor (metal, lemn, beton Concep]ia cldirilor civile din punct de
armat); vedere al asigurrii unui iluminat natural
E Tt = Ecmin ⋅ R 3 (11.15) optim trebuie corelat cu izolarea
termic suplimentar a spa]iilor vitrate.
`n care:
150