Już w roku 1935 niemiecki zbiór norm DIN 5034, którego treścią było oświetlenie pomieszczeń światłem dziennym, uzyskał moc obowiązującą. Zdumiewającym jest, że dopiero po ponad 80-ciu latach następuje wdrożenie normy europejskiej EN 17037:2018 „Światło dzienne w budynkach”. Na podstawie najnowszej wiedzy podaje ona zalecenia dotyczące wykorzystania światła dziennego w pomieszczeniach, a ponadto zawiera informacje na temat kontaktu z otoczeniem zewnętrznym, nasłonecznienia i ograniczenia oślepiania. Systemy zarządzania światłem dziennym z przyciemnianymi szybami chroniące przed nasłonecznieniem, takie jak Halio Glass, dzięki ich inteligentnej regulacji mają znaczący udział w nowoczesnym projektowaniu naturalnego oświetlenia.

Funkcjonalizacja światła dziennego 

Przed około 100 laty oświetlenie znalazło się w centrum zainteresowania architektury. Hasłem „Światło, powietrze i słońce dla wszystkich” wypowiedziano walkę ciasnawym, miejskim warunkom mieszkaniowym. Światło dzienne, jak również sztuczne, było przede wszystkim wymiarem higieny mieszkaniowej. Aspekt zdrowotny ograniczył się do biologicznego działania niewidocznego spektrum światła słonecznego, jak światło podczerwone i ultrafioletowe. Rozpoznano, że światło UV zabijało drobnoustroje, a kąpielami słonecznymi zwalczano schorzenia skóry, niedobór witaminy D i krzywicę.

We wczesnym okresie badań nad światłem chciano oszukać naturę sztucznym światłem. Narodziła się 24-godzinna fabryka. Wystarczało jedynie umieścić ludzi, kury, rośliny i inne żywe istoty we właściwym - elektrycznym - świetle, aby otrzymać wyższą produktywność. Dzisiejsi naukowcy zajmujący się badaniem światła w oparciu o nową wiedzę o jego niewidzialnych efektach mają co do tego podzielone zdania.

Niewizualne efekty światła jako podstawa projektowania oświetlenia światłem dziennym 

Receptor znajdujący się w oku, odkryty na przełomie lat dwutysięcznych, zawierający melanopsynę, molekuł białka czuły na światło, ma bezpośredni wpływ na nasz cykl dobowy, nasz wewnętrzny zegar, i tym samym utrzymuje w ruchu funkcje organizmu takie jak system immunologiczny czy przemianę materii.

Oświetlenie oddziaływuje na nas w różnorodny sposób zależnie od kryteriów takich jak pora dnia (lub nocy) i długość ekspozycji na światło, poziome i pionowe natężenie światła, czy też jego spektrum. Jest powszechnie znanym, że wysoki udział niebieskiego odcienia w porannym świetle obniża wydzielanie melatoniny - hormonu snu, a wzrasta wydzielanie serotoniny, przez co się budzimy. Wieczorem, białe światło, podobne do światła dziennego, opóźnia produkcję melatoniny, przez co zasypiamy gorzej. Im dłużej przebywamy w pomieszczeniach tym bardziej odchodzimy od naszego naturalnego wewnętrznego porządku dnia. Dzisiaj wiadomo, że przestawienie tego zegara powoduje wzrost ryzyka określonych schorzeń.

W okresie jesienno – zimowym nasze ciało produkuje więcej melatoniny z powodu mniejszej ilości światła dziennego. Jesteśmy w tym czasie bardziej zmęczeni, wydajemy się skłonni do letargu, a w najgorszych wypadkach mamy skłonności do depresji. Komfortowa, z biologicznego puntku widzenia, ilość światła jest związana z rytmem okołodobowym i znacząco wpływa na nasze zdrowie, efektywność, koncentrację a także samopoczucie.

Większość właściwości światła naturalnego może zostać odtworzona światłem sztucznym. Dlaczego jednak najlepiej funkcjonujemy przy świetle dziennym? Dlaczego ma ono tak duży wpływ na nasze samopoczucie i sprawia, że lepiej oceniamy otaczający nas świat?

Z powodu złożonych mechanizmów oddziaływania światła na ludzki organizm wciąż nie istnieją powszechnie obowiązujące normy dla dynamicznego planowania oświetlenia w budynkach. Pojawia się jednak coraz więcej interesujących opracowań. W publikacji „Human Centric Lighting (HCL): eine Zwischenbilanz“ [„Human Centric Lighting (HCL): dotychczasowy bilans“] Marcus Canazei z Bartenbach GmBH wraz ze swoimi współpracownikami zalecają aby zaplanować tyle światła dziennego jak to tylko możliwe. W przypadku oświetlenia sztucznego proponują, aby w ciągu dnia była to zimna biel z dużą częścią składowych pionowych, a wieczorem zredukowanie składowych pionowych światła i punktowe oświetlanie pola widzenia. Stwierdzają oni dalej, że światło dzienne podnosi u użytkowników próg tolerancji dla natężenia światła, dzięki czemu wizualny dyskomfort pojawia się znacznie później. Światło dzienne oceniane jest pod względem jakości oświetlenia wyżej od jakiegokolwiek źródła światła sztucznego, a  ponadto światło dzienne jest najbardziej wydajnym źródłem oświetlenia.

Nowa norma europejska EN 17037 podaje wartości docelowe dla jakości i ilości światła dziennego

Norma EN 17037 pozwala projektantom i inwestorom na ustalanie poziomów ilości światła naturalnego wewnątrz budynków. Norma rozróżnia przy tym trzy standardy oświetlenia: „niski”, „średni” i „wysoki”. Wprowadzone zostaje pojęcie światła dziennego, którego jakość jest po raz pierwszy oceniana w ciągu całego roku z uwzględnieniem lokalnych warunków pogodowych.

Poszczególne standardy są spełnione jeśli 50% powierzchni osiąga wyznaczony poziom oświetlenia przez co najmniej połowę dnia oraz jeżeli co najmniej 95% powierzchni osiąga minimalny poziom oświetlenia również przez co najmniej połowę dnia.

Także dla widoku z pomieszczenia na zewnątrz, nasłonecznienia i ochrony przed oślepieniem zostały ustalone trzy zalecane standardy od „niskiego” poprzez „średni” do „wysokiego”. Nowością jest to, że przy widoku na zewnątrz uwzględnia się miejsce przebywania użytkowników w pomieszczeniu, a na ocenę wpływa także to, czy widoczne jest niebo i ziemia. W przypadku nasłonecznienia obliczany jest okres oświetlenia słońcem (minimalne zalecenie to od 1,5 do 4 godzin) w określonym dniu przy jednoczesnym przekroczeniu minimalnego, różnego zależnie od położenia geograficznego, kąta wysokości słońca. Punkty odniesienia znajdują się na poziomie okna. Na koniec EN 17037 ustala poziom oślepienia światłem Daylight Glare Probability (DGP), czyli prawdopodobieństwo z jakim osoba może zostać oślepiona światłem. Symulacja DGP uwzględnia takie współczynniki jak pionowe natężenie oświetlenia przy oku, gęstość oświetlenia, jak również kąt bryłowy i pozycję źródła oślepiania.

Poza konwencjonalnymi systemami ochrony przeciwsłonecznej jako właściwa ochrona przed oślepieniem i światłem słonecznym są zalecane również «oszklenia o zmniejszonej transmisji światła» lub «oszklenia elektrochromatyczne», które w stanie przyciemnionym dopuszczają jedynie bardzo ograniczoną transmisję światła.

Nawet, jeżeli w normie EN 17037 minimalne wymogi dla dostarczenia światła dziennego zostały ustalone na bardzo niskim poziomie, ( w porównaniu na przykład do pochmurnego zimowego dnie gdzie na zewnątrz trafia do oka światło o natężeniu 3000 lx) , to jest ona jednak wyrazem rosnącego znaczenia planowania naturalnego oświetlenia.

Systemy zarządzania parametrami szyb na styku pomiędzy światłem, komfortem i wydajnością energetyczną

Im większy jest udział światła dziennego, tym większym wyzwaniem jest znalezienia równowagi pomiędzy oświetleniem światłem naturalnym, nasłonecznieniem i nagrzewaniem. „Rynek systemów zarządzania światłem dziennym staje się w ostatnich latach coraz bardziej kreatywny” mówi Dariusz Adamski Sales Manager Central Europe w belgijskiej firmie Halio International produkującej systemy ze szkłem o zmiennej przezierności. „Inteligentne algorytmy sprzęgnięte z czujnikami na budynku oraz dynamicznie przyciemnianym oszkleniem zapewniają automatyczną reakcję na warunki zewnętrzne. Dzięki mapowaniu otoczenia algorytmy posiadają wiedzę nie tylko o warunkach pogodowych, ale również o dodatkowych zacienieniach lub innych zaburzeniach powodowanych na przykład przez otaczające budynki lub drzewa. Algorytmy mogą być dodatkowo przeprogramowywane, lub uczyć się smodzielnie,  w zależności od potrzeb użytkowników. Dzięki połączeniu z siecią informatyczną oraz integracją z systemami BMS inteligentne rozwiązania Halio zaapewniają idealną jakość wrażeń wizualnych, komfortu termicznego i wydajności energetycznej”, kontynuuje pan Adamski.

Szyby systemu Halio w stanie pełnej przezierności przepuszczają 66% światła przy indeksie odwzorowania barw na poziomie 97%. Oznacza to, że są całkowicie neutralne i nie zaburzają kolorów a ich elektrochromatyczna warstwa jest niezauważalna dla oka. We wcześniejszych generacjach podobnych rozwiązań często był widoczny żółty odcień warstw dynamicznych w stanie przeziernym. Zmiana przepuszczalności światła w szkłach systemu Halio następuję bardzo szybko i zaledwie w ciągu trzech minut można ją zmniejszyć do 2%. Jest to zdecydowanie najszybsza zmiana parametrów dostępna dzisiaj na rynku.  Wysoki poziom automatyzacji jest zapewnionych dzięki algorytmom sterującym umieszczonym  w chmurze Halio.

Zależnie od konstrukcji szyby Halio osiągają wartości Ug do 0,6 W/(m2K). „Sterownik Halio automatycznie utrzymuje ilość światła dziennego na optymalnym poziomie co pozwala zaoszczędzić do 22 % kosztów klimatyzacji i ogrzewania”, wyjaśnia Dyrektor d/s Marketingu Katia Hansen. Dlatego też system Halio powinien być uwzględniony przy wszystkich zrównoważonych projektach budowlanych, niezależnie od tego, czy są one realizowane w standardzie Domu pasywnego, Minergie, BREEAM czy LEED.

System zarządzania z szybami HALIO jest przyszłością elewacji. Nowoczesna fasada reguluje się automatycznie, zawiera zmienną ochronę przeciwsłoneczną, oferuje doskonałą termoizolację i naturalną wentylację, a wszystko to w smukłej konstrukcji.

Halio Cloud zapewnia wysoki stopień automatyzacji. Komunikuje się ona z wszystkimi powszechnie stosowanymi systemami automatyzacji budynków i jest dostępna zarówno przez aplikacje mobilne, asystentów głosowych, lub lokalnie rozmieszczone panele sterujące. „Halio Cloud jest optymalnie przygotowana do stosowania normy EN 17037”, uzupełnia pani Hansen. „Do zarządzania światłem dziennym możemy wprowadzić zarówno indywidualne preferencje jak i lokalizację geograficzną, orientację elewacji i uwarunkowania meteorologiczne.”