Μελέτη παραμέτρων φυσικού φωτισμού θαλάμου νοσηλείας μέσω λογισμικού

Abstract

Η εξοικονόμηση και η ορθολογική χρήση της ενέργειας αναμφισβήτητα αποτελούν πρωταρχικούς παράγοντες προστασίας του περιβάλλοντος και κατ’ επέκταση έμμεση προϋπόθεση για την υγεία και την ποιότητα ζωής του ανθρώπου. Στο πλαίσιο της αειφόρου ανάπτυξης (ή ακόμα και της πιο πρόσφατης επιθυμίας για μια ενδογενή, αξιοβίωτη και ολοκληρωμένη ανάπτυξη) πρέπει να συνυπολογιστούν πλέον και τα νέα δεδομένα της τρέχουσας οικονομικής κρίσης αλλά και οι υποχρεώσεις και οι δεσμεύσεις της χώρας σε Ευρωπαϊκό επίπεδο ως προς τα ζητήματα ενέργειας. Με αφορμή τα παραπάνω και με δεδομένο το βαθμό συμμετοχής του φωτισμού τόσο στην ενεργειακή κατανάλωση όσο και στη διαμόρφωση της ποιότητας των δομημένων χωρών, η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με το φωτισμό εσωτερικών χώρων. Εστιάζει στο ζήτημα του φυσικού φωτισμού χώρων υγειονομικής περίθαλψης αφενός λόγω των υψηλής σημασίας επιπτώσεων που προκαλεί ενδεχόμενη ανεπάρκεια και εν γένει κακή ποιότητα φωτισμού και αφετέρου στο ότι η κατανάλωση ενέργειας για φωτισμό στους χώρους αυτούς αποτελεί αξιόλογο ποσοστό της τελικής κατανάλωσης ενέργειας. Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή για την ενεργειακή φύση του φωτός, τις προεκτάσεις του (χρώμα), τις επιδράσεις του στη βιολογική και ψυχολογική υγεία και παρατίθενται τα βασικά φωτομετρικά μεγέθη και μονάδες. Στη συνέχεια, προσεγγίζονται οι συνιστώσες του φυσικού φωτός και καθορίζονται τα ποσοτικά και ποιοτικά κριτήρια αξιολόγησης του φυσικού φωτός σε ένα χώρο, περιγράφονται οι στρατηγικές σχεδιασμού και παρουσιάζονται διατάξεις εκμετάλλευσης και διαχείρισης του φυσικού φωτός(συστήματα φωτισμού και σκίασης). Η ειδίκευση της εργασίας αφορά τη μελέτη, σε δίκλινο θάλαμο νοσηλείας, της επίδρασης: α)του προσανατολισμού των ανοιγμάτων β)της ύπαρξης προβόλου γ)του υλικού επίστρωσης του προβόλου δ)της ύπαρξης παράθυρου φωτισμού διαφορετικού υλικού από αυτό του παράθυρου θέασης ε)της τοποθέτησης εξωτερικών περσίδων στ)της τοποθέτησης ραφιών φωτισμού στη διαμόρφωση των επιπέδων φυσικού φωτισμού, ηλιασμού και σκίασης . Για το σκοπό αυτό έγινε χρήση του λογισμικού RELUX ( πρόγραμμα προσομοίωσης και υπολογισμού φωτισμού) και του ECOTECT (πρόγραμμα προσομοίωσης και υπολογισμού ηλιασμού και σκίασης). Για την αξιολόγησης των αποτελεσμάτων ακολούθησε η επεξεργασία τους σε λογιστικά φύλλα Excel. Κάθε περίπτωση μελέτης εξετάστηκε για πέντε προσανατολισμούς στις τέσσερις συνήθεις ημερομηνίες ελέγχου (δύο ηλιακές ισημερίες και δύο ηλιοστάσια) και για τρεις καθημερινές ώρες ελέγχου ( 9 πμ ,12 μεσ. ,3 μμ). Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν για συνθήκες καθαρού ουρανού (με άμεσο φως) και στη συνέχεια για νεφοσκεπή ουρανό. Ο έλεγχος πραγματοποιήθηκε για μια γενική επιφάνεια (συνολική επιφάνεια δωματίου σε ορισμένο ύψος) και για τέσσερις ακόμα επιλεγμένες επιφάνειες υπολογισμού. Η παράθεση των αποτελεσμάτων περιλαμβάνει φωτορεαλιστικές εικόνες και πίνακες που προέκυψαν από τα προγράμματα RELUX και ECOTECT.

The saving and rational use of energy are unquestionably primary factors of environmental protection and therefore of indirect condition for the health and quality of human life. In the context of sustainability (or even of the more recent desire for an endogenous and integrated development) the new data of the ongoing economic crisis and the obligations and commitments of the country in European level when it comes to energy issues should be taken into consideration. On the occasion of the above and given the degree of participation of lighting both in energy consumption and in shaping the quality of structured countries, this thesis deals with indoor lighting. It focuses on the issue of natural lighting in healthcare facilities both due to the highly important impact caused by possible deficiency and generally poor lighting quality and to fact that the energy consumption for lighting in these areas is a remarkable percentage of the final energy consumption. First, there in an introduction to the energy nature of the light, its extensions ( colour ) and its effects on biological and mental health and there are presented the basic photometric quantities and units. In continuation, there is provided an approach of the components of natural light and a determination of the quantitative and qualitative evaluation criteria of natural light of an area as well as a description of design strategies and a presentation of exploitation provisions and management of natural light (lighting and shading systems). The specialization of this thesis is about the study of the influence of a) the orientation of the openings (windows), b) the existence of cantilever, c) the material coating the cantilever d) the existence of lighting window which has different material from the viewing window, e) the positioning of external louvers f)the positioning of light-selves in the shaping of natural lighting , day lighting levels and shading. For this purpose, the following software programs were used: RELUX (a lighting calculation and simulation program) and ECOTECT (a sunlight calculation and simulation program). The evaluation of the results was conducted in Excel spreadsheets. Each study case was examined in five orientations on the four common control dates (two solar equinoxes and two solstices), during three daily control hours (9am, 12 noon and 3pm). The simulations were performed under clear sky conditions (direct light) and then under overcast sky. The test was performed for a general surface (total room surface at a certain height) and for four more selected calculation surfaces. The presentation of the results includes photorealistic images and tables derived from the programs RELUX and ECOTECT.