Сравнение дневного освещения при динамичных и статичных солнцезащитных решениях в фасадах офисов в разных городах США и при различных типах неба

Как сделать дневной свет в офисах более комфортным

Каждый, кто сталкивался с слишком ярким офисом летом или мрачным рабочим местом зимой, знает, что окна — одновременно благо и проблема. В этом исследовании рассматривается, как разные типы жалюзи и солнцезащитных устройств могут сделать офисы светлее, комфортнее и потенциально энергоэффективнее в разных климатических условиях США. Сравнивая традиционные неподвижные экраны со «смарт»-движущимися жалюзи и внимательно изучая ясное, частично облачное и пасмурное небо, авторы показывают, когда высокотехнологичные фасады действительно помогают, а когда они могут мешать экономному использованию дневного света.

Как жалюзи формируют наш дневной свет

Современные офисы часто опираются на большие стеклянные фасады, чтобы впускать природный свет и открывать вид, но неконтролируемое солнце вызывает блики, усталость глаз и перегрев. Для управления этим архитекторы используют системы затенения, которые либо остаются неподвижными (статичные), либо перемещаются в ответ на положение солнца (динамичные). Статичные экраны просты и недороги, но не адаптируются в течение дня. Динамичные фасады, напротив, могут вращаться или менять форму, чтобы блокировать резкие прямые лучи, сохраняя при этом мягкий, полезный дневной свет и вид наружу. В исследовании внимание сосредоточено на поворотных жалюзи, поскольку предыдущие работы показали, что вращение особенно эффективно для контроля дневного света.

Тестирование жалюзи при разных небе и в разных городах

Исследователи создали подробную компьютерную модель почти полностью остеклённого офисного помещения и испытали две простые формы модулей затенения: повторяющиеся треугольники и прямоугольники. Они смоделировали работу этих модулей при разных углах поворота — от едва наклонённых до почти полностью закрытых — и сравнили их с голым стеклянным фасадом без затенения. Чтобы отразить реальные условия, использовали три города США как представители трёх типичных типов неба: солнечная Лас-Вегас, промежуточный Нью-Йорк со смешанной облачностью и пасмурный Сиэтл. Для каждого города рассчитывались уровни освещённости внутри помещения каждый час с утра до позднего вечера на характерных днях в течение года.

Новый способ оценить «как раз» дневной свет

Поскольку людям нужно достаточно света для комфортной работы, но они могут испытывать дискомфорт от бликов или избыточной яркости, команда разработала новую метрику — Hourly Useful Illuminance (полезная освещённость по часам). Вместо того чтобы просто измерять яркость комнаты, эта метрика оценивает, какая доля рабочей поверхности попадает в «золотой» диапазон освещённости в конкретный час. Она отдельно учитывает участки слишком тёмные и слишком яркие, фокусируясь на доле пространства, комфортно освещённого. Такой почасовой подход позволяет увидеть, как настройки жалюзи должны меняться в течение дня и сезонов, и в будущем может применяться совместно с искусственным освещением.

Что работает лучше при ясном, промежуточном и пасмурном небе

В яркой солнечной Лас-Вегасе и динамичные, и правильно подобранные статичные жалюзи заметно улучшали условия дневного освещения по сравнению с незатенённым фасадом. Путём поворота к более резким углам в районе полудня динамичные модули блокировали самые жесткие лучи, при этом пропуская высокий уровень полезного света большую часть дня. Статичные экраны, установленные под сильным наклоном, работали довольно хорошо, но динамическая система в среднем давала на несколько процентных пунктов больше комфортного света. При промежуточном небе, как в Нью-Йорке, преимущество динамики снизилось: динамичные жалюзи по-прежнему были лучше любой фиксированной настройки, но лишь с небольшой разницей, а в некоторые месяцы оба типа затенения фактически уменьшали полезный дневной свет по сравнению с голым стеклом. В пасмурном Сиэтле любое затенение ухудшало показатели дневного освещения — риска избыточного солнца почти не было, и жалюзи в основном перекрывали уже ограниченный свет.

Небольшие различия формы, важная роль вращения

Интересно, что точная форма модулей — треугольная или прямоугольная — имела лишь незначительное влияние. Прямоугольные панели немного лучше показывали себя при солнечном и промежуточном небе, но разница в полезной освещённости обычно составляла всего несколько процентов. Гораздо более важным оказался диапазон вращения панелей. При большом солнце лучшие углы сильно менялись в течение дня, часто достигая почти горизонтального положения около полудня, чтобы защититься от высоко стоящего солнца. При более пасмурном небе интервал полезных углов сужался, и в очень облачном Сиэтле идеальный угол фактически оставался полностью открытым весь день, что подчёркивает: адаптивность важнее всего там, где солнечный свет силён и переменчив.

Чему это учит проектирование офисов

Тем, кто интересуется, стоят ли продвинутые подвижные фасады своих затрат, исследование даёт взвешенный ответ. Динамическое затенение может существенно улучшить комфорт дневного освещения в очень солнечных климатах, обеспечивая более равномерно освещённые рабочие зоны и лучшее управление бликами по сравнению с отсутствием затенения или одной фиксированной настройкой. В местах с переменным небом преимущества меньше и могут не компенсировать дополнительные расходы и сложность. В условиях постоянной пасмурности фиксированные или минимальные решения для затенения — а иногда и их отсутствие — могут оказаться лучшим выбором для дневного освещения. В целом исследование указывает, что наиболее разумный фасад — это тот, который тщательно подобран под климат, тип неба и реальные потребности пользователей, а не универсальное высокотехнологичное решение.

Цитирование: Ziaee, N., Ghiai, M. Comparing daylight performance of dynamic and static shadings in office façades across multiple U.S. cities with various sky conditions. Sci Rep 16, 14461 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44644-9

Ключевые слова: дневное освещение, динамичные фасады, офисные здания, солнечная защита, визуальный комфорт