LUMINA SOLARA - criterii ecologice in analiza deare - spatiile de lucru

LUMINA SOLARA - Criterii ecologice in analiza de proiectare - spatiile de lucru

Anexa 1 : Introducere - elemente generale

Lumina ca parte integranta in conceptia de arhitectura

I) Prezentare generala

I.1 ) Lumina in arhitectura de-a lungul timpului

I.2.) Definitii

II.) Soarele si Pamantul

II 1) Definitii:

II 2) Lumina naturala

II2.1) Lumina naturala - elemente generale

II2.2) Lumina naturala - calitatea luminii sub cerul insorit

II2.3.) Calitatea luminii sub cerul innorat

III.) Spatiul umbrei / valoari ale umbrei

IV) Lumina ca interes vizual

VI) Elemente de baza in fiziologia vederii

VI.1) Relatia lumina-ochiul uman

VI.1.1) Caracteristicile ochiului uman

VI.1.2) Sensibilitatea vederii umane

VI.1.3) Adaptabilitatea si acomodarea vederii

VI.1.4) Campul vizual

VI.1.5) Contrastul

VI.1.6) Vederea si varsta

VI.1.7) Lumina si sanatatea

VII) Lumina artificiala

VII 1.) Avantaje si dezavantaje

VII 2) Decizii in proiectarea surselor de lumina artificiala VII 3) Surse de lumina si impactul lor asupra omului

VII 4) Iluminatul exterior

“Atunci cand construiesti ceva, nu poate fi vorba de a te preocupa doar de acel ceva , izolat, ci trebuie facuta si inoita lumea prin acel obiect, iar lucrul pe care il faci isi ocupa locul in reteaua natiunii.”

Christopher Alexander

Preambul :

Timp de milenii, omul a convietuit armonios in mediul inconjurator. Astazi insa s-a ajuns la conceptul dezastruos ca omul stapaneste natura, ca aceasta trebuie folosita potrivit intereselor imediate ale omului, ca trebuie valorificate cu maximum de folos resursele ei. Conceptual aceasta a dus la indiferenta si chiar agresivitate asupra mediului, greselile umane au dus la consecinte dezastruase, la adevarate dezastre ecologice.

Construirea ecologica poate fi una din masurile care sa duca la dezvoltarea unui mediu echilibrat, intru-cat resursele nu sunt infinite si trebuie sa satisfaca cerintele sectoarelor de activitate.

In secolul XX , omenirea a cunoscut o dezvoltare stiintifica, tehnica , tehnologica, uriasa incomparabila cu secolele anterioare. Aceasta accelerare a descoperrilor stiintifice a dus la schimbari majore in conditiile de viata ale oamenilor.

“ Presiunea uriasa asupra mediului a fost amplificata dar omul ramane dependent de lumea naturala chiar si in epoca informaticii ” - dupa cum arata Lester R. Brown

O arhitectura ecologica armonizeaza interesele omului si mediului inconjurator, recunoaste si activeaza reteaua de forte si relatii care exista intre arhitectura, om si mediu si minimizeaza poluarea si efectele negative asupra mediului inconjurator. Pe langa preocuparea arhitectilor trebuie sa existe si o preocupare pentru calitatea relatiei intre om si natura, avand ca scop crearea unui microclimat in care sa existe aceste relatii armonioase cu mediul.

Cladirile din tarile dezvoltate consuma jumatate din energia produsa, restul fiind impartit intre transporturi si industrie dar cu efecte majore asupra poluarii oraselor. Ca urmare, arhitectura are parte de responsabilitate in a reactiona si remedia efectele negative : “nu e nevoie sa schimbam societatea ca sa schimbam arhitectura ci sa modificam arhitectura, ca atare sa modificam societatea.”

Priectarea durabila si inteligenta inseamna a realiza proiecte de arhitectura cu calitati de protejare a mediului inconjurator care sa dea solutii in privinta consumurilor minime de energie si sa asigure suplimentarea acestora din surse permanente si eficiente.Trebuie sa utilizam elementele pe care natura le pune la dispozitie : aerul, lumina- temperatura si mediul inconjurator.

Lumina ,la fel ca apa ,reprezinta una din componentele esentiale ce a format si in prezent mentine viata. Lumina si arhitectura au fost relationate inca de la inceputuri. Aceasta relatie, incepand cu lumina obtinuta de locuitorii pesterilor - “ focul “ - despre care Plotin spunea “ este mai frumos decat alte corpuri, deoarece el are o forma superioara celorlalte elementeEl straluceste si lumineaza asemenea unei forme ce e si , ceea ce el inca n-a stapanit, ce este lipsit de lumina lui, nu va fi niciodata frumos”, a inteles o mult mai adanca legatura decat cea inteleasa in mod obisnuit. Lumina si expresia sa, felul in care acestea au fost transpuse in arta si arhitectura la un moment dat, au reprezentat filozofia unei societati, a unei localizari geografice, fiind asemenea si expresia crezului artistic. De-a lungul secolelor oamenii au fost atrasi de apusul si de rasaritul soarelui si din vremuri trecute au construit altare si temple pentru a capta razele crezand ca lumina izvoraste ceva divin.

Mai mult decat in sculptura, in arhitectura lumina s-a alaturat culorii ca principiu functional si expresiv. Cunoasterea lumii fizice nu se poate limita doar la forme si spatii , ci pentru descrierile unor obiecte se poate face referire si la culoare si textura, care sunt influentate in mod direct de lumina.

Arhitectura moderna, pornind de la arhitectura industriala a secolului XIX , a adus cu sine utilizarea luminii de la un nivel poetic si simbolic, la unul mai pragmatic. Epoca industrializarii ce aduce cu sine noi materiale de constructie si tehnologii dar si filozofia societatii privind aceasta miscare moderna a schimbat modul in care arhitectii aleg sa-si exprime opera prin creatiile lor.

Anexa I Introducere :

Lumina ca parte integranta in conceptia de arhitectura

I) Prezentare generala

I.1 ) Lumina in arhitectura de-a lungul timpului

Multitudinea de exemple despre tratarea luminii ca parte integrata a arhitecturii este impresionanta si strabate cu forta istoria mediului construit. In ultimul secol, dezvoltarea electricitatii a avut un impact fundamental in utilizarea luminii in gandirea spatiilor arhitecturale. Acum lumina exista pretutindeni - in interior, in exterior sau de-a lungul peretilor, pentru a crea volume - adevarate “ lanterne in noapte “.

I.2.) Definitii :

Lumina - radiatie sau compex de radiatii electromagnetice care impresioneaza ochiul omenesc ( se mai numeste lumina vizibila ) . Lumina este un flux de fotoni, particule care poseda proprietati ondulatorii cat si proprietati corpusculare.

Lumina monocromatica - lumina formata de o singura lungime de unda; in domeniul vizibil este reprezentata de o singura culoare spectrala.

Lumina alba - lumina care contine toate radiatiile spectrului vizibil in astfel de proportii, incat dau lumina mijlocie a zilei

Lumina rece - lumina saraca in radiatii infrarosii. Spre deosebire de lampile cu inacndescenta, lampile electrice cu descarcare emit lumina rece.

Lumina naturala - lumina caracterizata prin diversitatea directiilor de oscilatie (transversala) ale radiatiilor electro magnetice care o compun; static, aceste directii sunt distribuite uniform in jurul directiei de propagare.

Lumina = 1. Radiatie electromagnetica (emisa de un corp incandescent sau luminiscent) care impresioneaza ochiul; efectule acestei radiatii ; avedea lumina zilei = a se naste ; in lumina = prin prisma , din punctul de vedere al ; a da la lumina = a descoperi ; a publica o carte.

2. Surse de lumina (1) ; (pop.) lumanare .

3. Pupila ; a fi cuiva drag ca lumina ochilor = ai fi foarte drag.

4. Invatatura , Cultura

5. Deschidere libera intr-o constructie.

II.) Soarele si Pamantul

II 1)Definitii:

Miscarea reala a Pamantului in jurul Soarelui

Planul orizontului

Bolta cereasca

Miscarea de rotatie aparenta a Soarelui in jurul Pamantului  

Zenit, Nadir

II 2) Lumina naturala

II 2.1) Lumina naturala - elemente generale

Lumina naturala = lumina produsa de radiatia soarelui si a boltii ceresti. Lumina naturala are avantaje de ordin plastic , fiziologic si psihologic.

De o mare importanta pentru o viata sanatoasa si pentru confortul vizual si psihologic depinde o buna iluminare a cladirilor, depinde de orientarea si amplasarea cladirii.

Lumina naturala este intr-o continua schimbare a intensitatii si culorii, de la rasaritul soarelui si pana la apus , de la un anotimp la altul. Soarele este o sursa capricioasa de lumina care trebuie luata in considerare intru-cat este un element important pentru expresia arhitecturala si nu numai. Este foarte important rolul pe care il are lumina in toate aspectele proiectarii, construirii si utilizarii cladirii. Lumina zilei poate afecta repartitia functionala a spatiului, conform ocupantilor (vizual si termic) , structura si consumul energiei in utilizarea cladirii . Rezolvarea corespunzatoare a iluminarii si controlului insoririi cladirilor se cere a fi tratata inca din faza de proiect (idee) , unde se stabileste asezarea obiectelor, se continua la scara cladirilor prin rezolvarea structural - constructiva , stabilirea , dimensionarea si proprtionare a golurilor de lumina. Rapoartele minimale intre suprafetele ferestrelor si ale pardoselii sunt standardizate (de la 113-pentru sali de desen,sali de joaca pentru copii pana la 1110 - 1/12 pentru coridoare ,grupuri sanitare ,etc.).

Proprietatile optico-tehnice au de asemenea o mare importanta pentru redistribuirea luminii, trebuind sa se tina seama de ele in momentul alegerii finisajelor.(Ex: pierderea de lumina datorita sprosurilor pentru o fereastra din lemn este de cca 2,8 iar pentru una metalica de 1,6%.)

II2.2) Lumina naturala - calitatea luminii sub cerul insorit -

Sub cerul senin - culoarea albastra a cerului nu este constanta ,dar este puternic influentata de inaltimea zonei deasupra marii si de-asemena de cantitatea de poluare atmosferica deasupra zonei. Unele gaze poluante absorb lumina , in capatul albastru al spectrului . De exemplu , nitrogen dioxidul - generat in cantitati considerabile in trafic, face culoarea atmosferei maro (bruna). Aceasta culoare este de asemenea foarte evidenta cand privim catre aria urbana din avion sau din partile inconjuratoare ale orasului.

Ozonul, pentru ca este absorbit de partea galbena a spectrului , precum si regiunea ultravioleta, influenteaza ambele , razele solare si a cerului. Acestea capata o raceala in ceea ce priveste calitatea luminii. Aerul din regiunea polara fiind rece si uscat , cerul tinde sa fie mai clar, permitand o inalta transmisie a razelor, rezultand astfel un cer de un albastru puternic. Masele de aer din sud ce sun receptate in Europa , din regiunile maritime tropicale sunt de obicei asociate cu cantitati considerabile de vapori de apa , tinzand sa dea cerului o nuanta de un albastru-laptos si un rasarit foarte “rosu”. Lumina astfel variaza in culoare de la o zi la alta , avand totusi caracteristici puternic regionale. Distanta de la soare creaza totusi o particularitate a culorilor unei raze directe si stabileste un echilibru intre iluminarea razei si iluminarea difuza . Acest lucru este lesne de observat atunci cand nivelul de poluare este ridicat.

II 2..3.) Calitatea luminii sub cerul innorat

Sub cerul inorat - aceasta caracteristica este valabila tarilor nordice.Norii transforma radiatiile razelor solare intr-o lumina “sigura”.Norii de-asemenea se manifesta ca suprafete reflectante care pot re-reflecta lumina de sub ei catre pamant.Acest lucru este evidentiat atunci cand exista un cer acoperit sau pamantul acoperit cu zapada. Daca atmosfera este puternic poluata, schimbarea survenita in culorea cerului innorat poate fi observata, de obicei ca nuanta “ingalbenita” a luminii pe cand daca atmosfera nu este poluata sever se observa producerea luminii albe. Cantitatea de lumina care penetreaza este dependenta de tipul de nor si continutul de apa al norului. Distributia iluminarii sub cerul innorat depinde de cantitatea/ suprafata de nori ce acopera cerul. Patura subtire de nori aflata pe cer in directia soarelui tinde sa fie mult mai luminoasa. Pe masura ce norii devin mai densi, efectele directionale devin mai putin vizibile, dar totusi sunt inca prezente.

III.) Spatiul umbrei / valori ale umbrei

Razele solare pot fi un lux sau un dezagrement in functie de regiunea geografica. Spre exemplu in tarile nordice, durata de insorire cotidiana este redusa. Soarele capatand astfel prioritate in comportamentul oamenilor. In schimb in zonele tropicale opusa soarelui ,umbra devine o necesitate. Exista umbra copacilor, a padurii , etc, fiecare cu un grad de umiditate si luminozitate, dar exista si umbrele orasului care pe de o parte pot aduce un plus de confort si calitati estetice sau pe de alta pot deveni sumbre, neigienice. Spatiul umbrei poate fi definit de timp, el dispare noaptea si impune calitati odata cu rasaritul soarelui si se transforma continuu odata cu miscarea acestuia. Formarea lui este constant ciclica, instabila si deformabila.

Valorea umbrei in majoritatea regiunilor geografice, este de natura microclimatica, terapeutica si estetica. Tipuri de umbra:

- umbre permanente spre nord - in zonele cu clima rece si umeda - pot deveni sumbre si neigienice.

- umbre temporare - dau confortul in regiunile insorite.

Umbrirea consta in umbrirea luminii solare prea intense si prevenirea excesului de caldura , folosirea orientarii optime pentru a crea umbrire fixa si redirectionarea mai eficienta sau mai usoara.

Pe fatadele orientate N-S umbrirea fixa poate fi eficace tot timpul .

Pe fatadele spre E-V umbrirea nu poate sa controleze destul lumina la rasarit si la apus. Daca dispozitivele de umbrire fixe nu sunt de ajuns se pot suplimenta cu dispozitive amovibile.

IV) Lumina ca interes vizual

In arhitectura , a lumina nu se exprima doar prin a face vizibil ci si prin punerea in valoare a spatiului, iar acest climat depinde in mare masura de modul de iluminare. Monotonia poate duce la un interes vizual scazut, atentia se disperseaza creandu-se astfel un sentiment de inconfort. Alegerea unui sistem de iluminat trebuie facut in concordanta cu caracterul spatiului respectiv. Iar studiul posibilitatilor oferite de utilizarea luminii este una din preocuparile importante pentru arhitect.

VI) Elemente de baza in fiziologia vederii

VI .1) Relatia lumina-ochiul uman

VI.1.1) Caracteristicile ochiului uman

Vederea umana , un proces complex care nu este pe deplin inteleasa. Vederea este un sistem perceptibil complet. Omul vede mediul inconjurator nu doar cu ochii, ci cu ochii “din cap” - de pe umeri - al unui corp - care se misca. Ne uitam la detalii cu proprii ochi, dar deasemenea ne uitam imprejur cu propriul cap si continuam sa privim cu propriul corp. Din punct de vedere strict psihic, ochiul uman este un organ senzorial complex care transforma energia luminoasa primita dintr-o relatie spatiala si temporala a obiectelor din spatiul vizual in semnale electrice pentru a fi procesate de catre creier. Ochiul uman este structurat din doua componente:

Referat: Turcia - populatia si economia Eseu: Orasul Hirlau - istoric, asezare; vecini

componente optice (corneea, cristalul , pupila si umoarea intraoculara)

comonente neurale ( retina si nervul optic )     

VI.1.2) Sensibilitatea vederii umane

Sensibilitatea ochiului difera in functie de lungimea de unda , fiind maxima la 555 nm , corespunzatoare culorii galbene. O data cu scaderea luminantei obiectului privit (la lasarea serii), corpurile albastre par mai luminoase decat cele rosii, invers fata de luminantele mari din timpul zilei - acest lucru se intampla diferit datorita modului de reactie diferit al ochiului la diferite lungimi de unda.

VI. 1.3) Adaptabilitatea si acomodarea vederii

Capacitatea ochiului de a controla cantitatea de lumina permisa si de a schimba sensibilitatea retinei este denumita adaptare. Abilitatea ochiului de a focaliza lumina pe retina de la o distanta la alta prin schimbarea formei lentilei se numeste acomodare . Adaptarea repetata in timp si/sau spatiu provoaca o suprasolicitare a sistemului vizual, conducand la oboseala vizuala.

VI.1.4) Campul vizual

Reprezinta o mica zona, de forma aproximativ ovala , cu un centru clar si limite sterse, vazut cand ambele, ochiul si capul, sunt in nemiscare. Putem defini :

campul central - cuprins intru-n unghi vizual de 2s

fundalul - unghi vizual de 4s

mediul inconjurator - ajunge pana la 120s vertical si 180s orizontal

VI.1.5) Contrastul

Distingerea vizuala este principala sarcina din care orice alt comportament vizual este derivat. Umbrele si luminile dau obiectelor o vibratie care ajuta la citirea obiectelor.

VI.1.6) Vederea si varsta

Performantele vizuale descresc dupa varsta de 20 de ani. Ochii imbatraniti au nevoie de un nivel de iluminare mai puternic si un contrast optim al sarcinilor vizuale pentru a atinge cele mai bune performante vizuale. Cresterea in absorbtie si difuzarea luminii in ochi, precum si retragerea celui mai apropriat punct de ochi , unde imaginile clare pot fi obtinute, devine tot mai evident in jurul varstei de 40 de ani.

VI.1.7) Lumina si sanatatea

Conditiile de iluminare interioara au deasemenea o influenta considerabila asupra starii de spirit, afectand din punct de vedere psihologic, psiho-emotional, si sanatatea in general a fiintelor umane.

VII) Lumina artificiala - elemente generale

Lumina artificiala joaca un rol important in determinarea calitatii mediului inconjurator al interiorului cladirilor.Mai mult alegerea sistemelor de lumina artificiala si relatia lor cu strategiile luminii naturale este imporanta pentru realizarea unei eficiente de energie.

VII.1 ) Avantaje si dezavantaje

VII.2) Decizii in proiectarea surselor de lumina artificiala

VII 3) Surse de lumina si impactul lor asupra omului

VII.4) Iluminatul exterior

LUMINA SOLARA - Criterii ecologice in analiza de proiectare - spatiile de lucru

I ) Elemente generalale - lumina naturala si tipologiile spatiilor de lucru

Aspectul estetic al arhitecturii care poate imbunatati stimulii luminosi in cladiri, joaca un rol important in atragerea confortului vizual.

Este nevoie de compexitate in arhitectura ca modalitate de sporire al confortului vizual. Disponibilitatea luminii electrice a accelerat neglijarea unui design consistent de iluminare naturala ceea ce duce la nevoia gandirii in termeni de “performanta” a sistemelor de iluminat ale componentelor unor cladiri. Pentru a beneficia de toate avantajele pe care le poate oferi lumina naturala este important sa intelegem comportamentul luminii , de a analiza toate posibilitatile pe care le avem. Primul pas este acela de a exprima cat mai bine efectele pe care componentele luminarii naturale le au asupra proiectarii de arhitectura. Apoi trebuiesc cunoscute diferite tipuri de componente disponibile si diferitele lor combinatii impreuna cu performantele lor luminoase si campurile de aplicatie.

Exista doua grupuri principale :

1) componente de conductie - grupul I - spatii de lumina intermediara

- grupul II - spatii de lumina interioara

2) componente de trecere - grupul I - componente de trecere laterale

- grupul II - componente de trecere zenitala

- grupul III - componente de trecere globala

Caracteristici ale componentelor de trecere, elemente de control :

grupul I - Suprafete separatoare

grupul II - Ecrane flexibile

grupul III - Ecrane rigide

grupul IV - Filtre solare

grupul V - Parasolare

II) Metode de determinare a insoririi - Masca de umbra

Lumina naturala = lumina produsa de radiatia soarelui si a boltii ceresti.

De o mare importanta pentru o viata sanatoasa si pentru confortul vizual si psihologic depinde o buna iluminare a cladirilor, depinde de orientarea si amplasarea cladirii (o mare imporanta avand programul utilitar al acesteia).

Diagrama stereografica pentru latitudine 45s 5‘ N ( latitudinea Bucurestiului ) - Romania = proiectia pe planul orizontului a pozitiei aparente a Soarelui pe bolta.

Tipuri de diagrame : - diagama orogonala, echidistanta, stereografica.

Pentru cladirile civile, cea mai convenabila diagrama pare a fi cadranul solar orizontal .El a fost cuprins in normativ in 1995.

Definitii : azimut, inaltimea aparenta, latitudinea geografica, declinatia soarelui.

Masca de umbra=reprezentare plana a zonelor boltii care sunt obturate privind din punctul Q , de catre obiectele considerate.

Metode - pentru a introduce elementul timp :

- metoda umbrelor succesive;

- metoda dublei proiectii;

- metoda perspectivei orizontale - vericale - metoda proiectiei calotei;

- metoda studiului pe macheta .

III) Lumina naturala - confort si dobandirea lui

III 1) Prezentare generala

Lumina zilei scoate la iveala spatiul, forma, culoarea, si textura , are implicatii estetice in procesul proiectarii, asigura nivele diferite de iluminare , balanseaza cantitatea de lumina necesara si determina importante economii de energie.Confortul are o latura subiectiva (forma,culoare) si o latura obiectiva (confortul termic,lumina naturala si artificiala,umezeala , ventilarea, acustica).

Inlocuind lumina artificiala cu lumina naturala se realizeaza o economie de energie care poate fi facuta prin distribuirea cantitatii de energie ca si prin inlocuirea acesteia.

Obiectul utilizarii optime a luminii solare este confortul termic si vizual care cere controlul efectelor instantanee ale iluminarii solare directe pentru a elimina stralucirea, supraincalzirea, redistribuirea luminii vizibile si caldurii infrarosiilor pentru a lumina optim spatial, pentru a obtine o temperatura confortabila a aerului in timpul anului. Confortul inseamna si optimizarea vederilor interioare si exterioare in toate spatiile utilizare de oameni. Solutiile variaza in functie de natura activitatii programate a se desfasura.

Iluminarea artificiala va interveni atunci cand iluminarea naturala se va afla sub valoarea critica luata in considerare.

Iluminarea naturala critica - este in diferite tari si la diverse latitudini , cuprinsa intre 3000 si 5000 de lucsi. In tara noastra se considera 4000 lucsi corespunzatoare iluminarii produse de cer complet acoperit , in ziua solstitiului de iarna , la orele 9.30 si 14.30. Avand in vedere ca sursa de lumina provine din exterior , luminarea naturala interioara este caracterizata de o anumita neuniformitate a fluxului luminos.

a) Iluminare minima - punctul cel mai indepartat de golurile de lumina

b) Iluminarea medie - toate punctele pe planul de lucru considerat

c) Iluminarea maxima - in anumite puncte favorizte de langa ferestre ( cazuri limitate )

d) Iluminarea localizata - ( punctiforma ) - spre exemplu la un metru de planul vertical al ferestrei

Valorile iluminarilor naturale ce trebuie asigurate spre exemplu : in birouri este intre 100 - 300 de lucsi ; in expozitii intre 300 -1500 lucsi ; in aduditorii intre 300 - 1500 lucsi .

III 2) Soarele sursa bioclimatica- Radiatia solara si efectul de sera

III 3)Rationalizarea iluminarii confortabile la interior (si exterior)

Obtinerea unei rationalizari a iluminarii confortabile in orice spatiu cere un studiu atent al tuturor factorilor implicati incluzand nu doar sursele de lumina dar deasemenea reflectiile plafoanelor, peretilor, pardoselilor si mobilei. Pentru cele mai bune rezultate este necesar a se crea un echilibru intre iluminarea sarcinilor imediate si a suprafetelor adiacente in campul vizual, evitand fundalele intunecate excesiv si mediul inconjurator care distrage atentia.

Iluminarea confortabila interioara

Nivelul de luminare reprezinta factorul de baza in iluminat prin posibilitatea corecta de normare, de calcul si de masurare usoara . Distributia fluxului luminos reprezinta alegerea corecta a procentelor de fux inferior si superior, prin intermediul corpurilor de iluminat considerate. Fluxul inferior creaza contraste accentuate in campul vizual, iar fluxul superior ridica iluminarea plafonului si diminueaza contrastele. Ca efect fluxul inferior reprezinta eficienta , iar cel superior confort. Deasemenea , prin fluxul superior se obtine si un efect estetic arhitectural, creandu-se senzatia de crestere a inaltimii incintelor. In incaperile mici, pentru a obtine o senzatie potrivita de crestere a spatiului este necesar si dirijarea unei importante cantitati de flux catre pereti, ceea ce contribuie si la echilibrul foarte bun al distributiei surselor de luminat. Confortul ambiental presupune si o distribuire echilibrata a surselor de iluminat in spatiul incaperii pentru a evita orbirea fiziologica si psihologica. Sunt necesare de aceea controlul si echilibrul urmatoarelor surse de iluminat : corpuri de iluminat, ferestre ( prin care se va soarele si cerul) , pereti , plafon, pardoseala, mobilier sau utilaje, figura umana, suprafata sarcinii vizuale.

III 4) Relatia lumina - material

Un flux luminos care va cadea pe o suprafata, a unui corp va fi partial absorbit, partial reflectat si partial transmis ( prin transparenta sau transluciditate ) . Raportul dintre fluxul absorbit, reflectat sau transmis si fluxul total primit se numeste factor de aborbtie, reflexie sau transmisie.

Definitii.

III 5) Relatia lumina - culoare

Culoarea luminii

Lumina este considerata cea mai buna sursa pentru redarea buna a culorii , multi oameni au avut experienta potrivirii hainelor de diferite culori sub actiunea luminii electrice doar pentru a descoperi ca nu se potrivesc cand sunt vazute la lumina zilei aceasta deoarece o sursa de lumina poate altera perceptia culorii pentru potrivirea compozitiei spectrale a luminii. De aceea , obiectele pot varia in aparenta culorii depinzand de sursa de lumina . Culoarea apreciata a surselor de lumina se clasifica in trei categorii :

- calda - alb rosiatic, T< 3300 K

- intermediara - alb , T= 3300-5300 K

- rece - alb - albastrui , T > 5300 K

Culorile intermediare sunt recomandate in toate incaperile unde se lucreaza fizic, iar intelectual in cazul in care se realizeaza un sistem partial integrat cu luminatul natural. Culorile calde se recomanda pentru incaperile in care se urmareste realizarea unui mediu placut, relaxant si stimulativ. Ele mai pot fi folosite pentru obtinerea unei ambiante in zonele cu climat rece. Culorile reci sunt recomandate doar la nivelele de iluminare ridicata, in sisteme integrate de iluminat natural/ artificial, pentru cladiri cu o suprafata vitrata mare, sau in zonele cu clima calda.

Culoarea suprafetelor

Culorile pot contribui, daca sunt bine alese, la realizarea culorii ambientale confortabile sau pot altera caliatatea mediului luminos daca alegerea nu este bine facuta. De aceea este necesara indeplinirea unor conditii de baza cum ar fi :

culoarea suprafetelor reflectate sa aiba un rol functional in incaperile de lucru si estetic in incaperile de odihna si divertisment.

armonizarea culorii suprafetelor reflectate cu culoarea aparenta a luminii ( culori apropiate).

Culorile cu un grad mare de saturatie produc contraste puternice , favorabile antentionarii observatorului ( panouri de expunere, reclame, etc.).Culorile nesaturate sau putin saturate realizeaza o ambianta agreabila, favorabila lucrului si odihnei, fiind indicate in majoritatea incaperilor.

IV) Criterii de proiectare

IV 1) Considerente generale

Pentru a folosi cu succes din punct de vedere estetic a luminii solare in proiectare trebuie avuta in vedere integrarea si dozajul acesteia ca parte componenta alaturi de plansee si pereti. Aceste materiale - cu rol de umbrire sau/si redirectionare trebuie sa se afle in armonie cu celelate elemente si materiale ale cladirii. Design-ul cladirii este foarte important - el trebuie acordat cu fiecare climat in parte.

Elemente directoare :

alegerea cu grija a metodei de iluminare;

dupa uniformitatea iluminarii incaperii, punctul al carei intensitate de iluminare este egala cu iluminarea orizontala medie si care se stabileste prin puncte de masurare la distante egale in toata incaperea este in treimea din fata sau mai mult spre mijlocul incaperii , acolo unde sunt de obicei asezate locurile de munca;

asezarea fatadelor : randamentul si uniformitatea sunt mai bune daca o fereastra se apropie de peretele lateral , dar nu total caci astfel se obtine contrariul. Stalpii lati intre ferestre reduc unifirmitatea, de aceea la incaperi mari, latimea stalpilor nu trebuie sa depaseasca 1/4 din inaltimea ferestrelor, etc. ;

parapetele ferestrelor : cu cat ferestrele sunt asezate mai sus , cu atat randamentul este mai mic , insa cu cat uniformitatea este mai mare si cu atat mai jos sunt punctele de masurat corespunzatoare iluminarii orizontale medii in incapere;

orientarea cladirii in functie de conditiile sitului, exemplu: la cladirile comerciale este indicat ca peretii lungi sa fie orientati nord-sud (fatadele mai scurte spre est-vest pentru ca mai ales pe fatada de vest se produce o supra-incalzire); unele cladiri pot fi grupate si se pot umbri una pe alta;

atriumul - spatiul interior al cladirii care permite intarea luminii catre alte spatii legate de acesta;

curtea interioara - are proprietati de iluminare similare cu spatiul exterior dar lumina naturala precum si ventilatia naturala sunt reduse;

colinele de pamant pot avea un rol important;

marimea ferestrei trebuie acordata dupa necesitati. Se stie ca sticla are o rezistenta mica la caldura, deci ea trebuie ajutata cu elemente parasolare , elemente metalice, glisante, elemente parasolare de mica intindere reglabile;

umbrirea fatadelor prin elemente in consola; materialele din care sunt alcatuite elementele de iluminare;

porticul, lucarnele,etc. ;

tavane reflectorizante;

protectii realizate prin intermediul vegetatiei : Vara -impotriva radiatiilor , caldurii excedentare , sisteme de umbrire. Iarna - razele soarelui se strecoara printre crengile desfrunzite, impotriva vanturilor reci, viscolelor. Impotriva: iluminarii excesive, poluarii sonore. Protectii sonore.

IV 2) Constructii noi - Constructii existente (reabilitare) - Spatii de lucru

Folosirea energiei electrice, de asltfel putin propabila in timpul zilei pentru unele cladiri, ar fi un gest de risipa consumand o mare cantitate din aceasta pentru iluminatul artificial. Din acest motiv componentele luminii naturale care dau cantitatea si calitatea necesara luminii sub conditii climatice normale trebuie studiate din faza de proiect. In special cladirile de birouri ,dar si celelalte, ce sunt utilizate zilnic, care au propriile caracteristici de marime si de forma ce tind spre un punct sigur specific. Se incearca identificarea celor mai uzuale caracteristici ale acestor tipuri de cladiri, recomandandu-se componentele corespunzatoare ale luminii naturale.

Caracteristici generale ale cladirilor de birouri.

Caracteristicile cladirilor de birouri sunt prezentate in acord cu aranjamentul general al planurilor. Tipologia de baza al acestor cladiri este impartita in trei grupe: dimensiunile generale, suprafete de distributie si coeficientii formei.

Dimensiunile generale ale planului carectiristicile generale ale suprafetei si volumelor sunt diferite.

Suprafata de distributie a planului , procentajul suprafetei este dat in acord cu folosinta lui.

Coeficientii formei, compactarea si zveltetea tipurilor de cladiri sunt caracteristice.

Din faza de initiere a unui proiect arhitectural distributia volumelor intre perimetrul si zonele interioare conditioneaza potentialul pentru lumina naturala. Aceste zone de distributie depind in mare parte de relatia cu suprafata imprejmuita si de volumul construit. Pentru a exprima aceste relatii, este folosit un “coeficient de compactare”. Un coeficient scazut de compactare poate insemna ca cea mai mare parte productie a volumului total poate fi in contact cu exteriorul. Posibilitatile diferite de legatura cu exteriorul , prin fatade sau acoperisuri, influenteaza tipul conditiilor de iluminare in zonele exterioare.” Coeficientul de zveltete ” a cladirilor exprima relatia intre suprafata orizontala si inaltimea . De aceea o cladire inalta va fi caracterizata de un coeficient mare de zveltete, in timp ce o cladire joasa va avea un coeficient scazut. Este evident ca posibilitatile iluminarii zenitale sunt reduse in cele mai multe cladiri “zvelte” ( inalte).

Conditii de iluminare in birouri

Forma cladirilor de birouri trebuie sa fie analizata tinandu-se cont de lumina naturala. Pentru acest lucru doua tipuri fundamentale de spatii gasite in toate birourile trebuie sa fie in primul rand deosebite. Cele caracteristice zonei perimetrale - sunt situate langa curtile ( inchiderile) verticale sau orizontale; zona interioara fiind departata de curti , astfel neaflandu-se in contact direct cu exteriorul. In zona perimetrala exista mari posibilitati de iluminare , prin simpla deschidere catre curte . Proiectarea acestei deschideri este complicata din considerentele incidentei luminii, care nu este uniforma in spatiu si timp, si datorita problemelor cauzate de lumina orbitoare. Problemele de neiluminare sunt acelea de izolare , izolatia termica, securitatea, etc. Cand deschiderile sunt plasate in anvelopa vericala (ferestre), distributia iluminarii este neregulata si iluminarea nivelelor scade rapid cu distanta dintre ferastra si perete. Cand lumina penetreaza prin deschiderile din acoperis ( luminator sau lucarne) distributia luminii este mult mai uniforma; totusi problemele de constructie exista, lafel ca si controlul radiatiilor solare excesive din timpul verii.

In zona interioara problemele apar din cauza absentei luminii si a dificultatii furnizarii ventilatiei naturale. De aceea , in aceste zone iluminarea artificiala si ventilarea sunt necesare . In cazul planurilor clasice suprafetele interioare sunt rezultate pentru folosirea secundara, cum este circulatia, intretinerea si depozitarea.

Componente ale luminii naturale/recomandari

In aplicarea componentelor luminii naturale si elementelor de control, urmatorii factori trebuie avuti in vedere :

marimea cladirii;

proprietatile relative ale interioarelor si perimetrul zonei;

conditiile predominante ale cerului;

intretinerea si necesitatile de siguranta.

Analiza diferitelor tipuri de birouri arata ca formele lineare si radiale sunt acelea care ofera minimum de compactare si cele mai mari posibilitati pentru iluminarea nocturna. Tipul perimetral poate permite iluminarea complementara catre zonele centrale. In final, tipul nucleat, este cel care in modul cel mai evident da avantajele iluminarii nocurne. Necesitatile pentru cantitatea si calitatea luminii in zonele de lucru sunt poate mai putin cerute decat cele in cazul scolilor spre exemplu , dar cu toate acestea iluminarea buna a nivelelor si stralucirea orbitoare scazuta sunt cerute. Pentru a imbunatatii mediul luminos inconjurator in cladirile de birouri sunt recomandate cateva componente.

Cele mai des utilizate treceri laterale ce strapung componentele sunt ferestrele si peretii cortina, cu toate acestea peretii transparenti sunt deseori intalniti. Peretii cortina lumineaza suprafete mari de birouri , decand invelisul vertical este folosit pentru introducerea luminii. Totusi, calitatea mediului inconjurator luminos este scazuta , avand o uniformitate scazuta raportata la adancimea planului. Peretii transparenti ofera o difuziune mare a luminii , in timp ce ferestrele lumineaza suprafete mult mai discret. Stralucirea suprafetelor mai trec prin componente frecvent prezentand probleme de control climatic, in special in zona de clima temperata. De aceea trebuie sa fie atenti, luand in calcul si integrand elementele de control apropiate.

Datorita multor cladiri de birouri, este necesara instalarea sistemelor specializate de control artificial al luminii. De aceea, dispozitivele vor tinde sa fie mult mai sofisticate decat cele folosite la alte cladiri, si reglarea poate fi realizata si monitorizata. In cladirile de birouri o gama larga de suprafete de separare poate fi folosita pentru a controla radiatia si privelistea. Panourile flexibile precum copertinele pot fi folosite la exterior si perdelele sunt de utilizate la interior. Panourile fixe sunt de asemenea folosite, printre cele mai obisnuite fiind cele suspendate. Totodata filtrele solare sunt folosite la aceste cladiri si in majoritatea cazurilor sunt mobile. Paravanele sunt in general reglate de utilizatori , in timp ce obloanele pot fi reglate pe parcursul zilei printr-un control central ce este monitorizat. Brise-soleil-urile pot fi adesea utilizate ca elemente arhitecturale fixe.

Avand in vedere calitatea luminii trebuie sa se tina cont de modaliatile de iluminare caracteristice. Pentru acestea au fost studiate urmatoarele componente si sisteme de control al luminii specifice cladirilor de birouri.

Elementele caracteristice cerului innorat :

componente prin care lumina este condusa catre alte spatii

- spatii intermediare sere

- spatii interioare curti interiare

atrium

componentele prin care lumina trece direct

- elemente laterale fereastra

balconul

peretele transparent

peretele cortina

- elemente orizontale luminator ( lucarna )

( zenital ) plafon monitorizat

Elementele caracteristice cerului senin :

componente prin care lumina este condusa catre alte spatii

- spatii interioare curti interiaoare

componentele prin care lumina trece direct

- elemente laterale fereastra

balconul

peretele transparent

peretele cortina

- elemente orizontale luminator ( lucarna )

( zenital ) plafon transparent catre nord

filtre solare jaluzele

umbrare

parasolare

IV 3) Lumina naturala avantaje - dezavantaje

Lumina naturala - Avantajele in folosirea ei comod,frumusete, stabilitate, estetic, psihologic-fiziologic- aduce benificii pentru organismul uman furnizand confort psihic si fizic spatiilor interioare, satisface nevoile derivate ale functionalitatii cladirii, scade costurile energiei utilizate in cladire , optimizeaza imaginea arhitecturala.

Lumina naturala are avantaje de ordin plastic , fiziologic si psihologic :

calitatile plastice tin de : - variatiile ei continue caracteristici dinamice al umbrei

- redarea fidela a culorilor - aceasta redare este relativa in cazul iluminarii artificiale expresia plastica este bogata si variata

- schimbarea unghiului de iluminare expresia plastica este bogata si variata

influenta fiziologica si binefacatoare a radiatiilor solare :- imbunatatirea metabolismului mineral , marirea continutului de iod a glandei tiroide,prevenirea rahitismului, actiune septica acelereaza procesele de cicatrizare

V) Metode de evaluare

V 1.) evaluare - metode - legislatie

Elementul cantitativ ce intervine drept conditie pentru insorirea terenurilor, cladirilor si incaperilor, este durata de insorire, pentru un anumit punct considerat pe sol, pe o fatada sau in interiorul unei incaperi - timpul din momentul in care intra sub expunerea razelor solare directe, pana cand aceasta expunere inceteaza. Insorirea posibila este cea care ar avea loc in cazul cerului permanent senin, defapt insorirea reala este redusa fata de aceasta din cauza nebulozitatii variabile a cerului. La Bucuresti este cuprinsa intre o treime (vara) si patru cincimi (iarna) din insorirea posibila. Astfel pentru calcularea si normarea insoririi se ia in considerare durata posibila maxima .

Insorirea se normeaza in mod obisnuit pentru cele patru zile caracteristice ale anului : solstitiile ( de vara 21-22 iunie, de iarna 23 decembrie) si echinoctiile ( de primavara la 21 martie si de toamna la 23 septembrie ).

La noi nu se iau in considerare insoririle care se produc cu unghiuri mai mici de -10s-12s incidenta pe sol, dealtfel , obsatcolele terestre lasa umbre lungi , -12s incidenta tangentiala la fatada, in acest caz, din cauza grosimii zidurilor si a dispozitiei tamplariei, razele solare patrund in incaperi putin sau deloc.

Recomandarile britanice reduc unghiurile de incidenta la sol pana la 5s dar pentru cele tangentialea au un minimum de 21 1/2s.

O alta conditie ca in orase terenurile zonelor de locuit sau alte zone functionale sa primeasca raze solare directe , in ziua solstitiului de iarna , intre orele 9 si 15, iar in celelalte zile durata insoririi trebuie sa fie de 6 ore minimum.Aceasta durata este uzuala pentru regiunile temperate.

Normativele nu pun in general conditii pentru insorirea interioara a incaperilor. Daca s-a asigurat insorirea fatadei , iar ferestrele sunt dimensionate corespunzator pentru a asigura iluminarea de zi atunci insorirea incaperilor respective ar fi satisfacatoare.

V 2.) Exemple

Anexa 2 : Studii de caz

Anexa 3 : Bibliografie

Postfata

Lumina, la fel ca si apa, mentine viata. Primii care au inteles acest lucru au fost egiptenii care au socotit ca Soarele este un zeu - Ra - si care considerau fiecare rasarit ca pe o minune care facea ca viata sa se mentina.

De-a lungul istoriei, intelegerea omului cu privirile la beneficiile si efectele negative ale soarelui s-au largit. Astazi, omul incearca sa foloseasca echilibrat si in context adecvat energiile imense de soare.

Odata cu epoca industriala accentul a fost pus pe iluminarea artificiala in ideea consumului si produsului industrial . Prin studii si cercetari s-a ajuns apoi la concluzia ca iluminatul natural poate fi inlocuit cu iluminatul artificial, ca dispozitia personala a fiecaruia depinde constient sau nu , de prezenta luminii naturale.

Arhitectura este cea care prin proiectarea cladirilor trebuie sa satisfaca necesitatile activitatilor umane si deci este legata de succesiunea zi - noapte in realizare, in distributie (distributie functionala ) cat si in modul cum este perceputa imaginea de privitor, cum este vazuta in diferite momente ale zilei. De aici apare preocuparea pentru intensitatea si tipul luminii in realizarea unui edificiu.Si cum astfel , privim lumina daca nu prin deschiderile, prin ferestrele voastre ?

“O legenda populara povesteste ca diavolul a voit si el sa faca o casa, cand a vazut ca Dumnezeu il invata pe om sa si-o faca; si diavolul a reusit perfect, numai ca nu s-a priceput sa faca ferestre si usi la casa. Cu ferestrele ei, cu usile ei si cu puntile ei peste singuratate catre lume, ea e cu adevarat o inchidere ce se deschide” ( C.Noica)

In mod cert, lumina si modul in care aceasta este privita, capata intr-un spatiu, intr-o incapere efectele produse de acestea. Toate acestea trebuie controlate si corelate cu destinatia sau functiunea cladirii.

Tendinta actuala in economia energiei este de a utiliza noi surse de energie. Intrucat purtatorii de energie fosili sunt epuizabili, tendinta este de a utiliza surse de energie regenerabila: energia atomica,solara,eoliana. Mai mult , treptat, instalatiile de ventilatie-climatizare isi pierd rolul important intrucat tendinta actuala este aceea de a folosi metode naturale de racire sau acumulare de caldura, bazate pe legile termodinamicii.

Miscarea maselor de aer, a modului cum energia solara sau eoliana atinge cladirea, studiul acestora, nu este o descoperire a zilelor noastre. Casele Orientului aveau aveau indreptate spre soare un portic, realizand astfel umbrirea fatadei. Satele indiene erau asezate la umbra versantilor, ferite de iradiere directa si incalzire prin conventie. Inovatia actuala este trecerea acestei tendinte in proiectare deliberata.

ANEXA 1

STUDII DE CAZ

ANEXA 2

BIBLIOGRAFIE

Carti :

N. Baker , A. Fanchiotti, K. Steemers - “Daylighting in arhitecture - a European Reference                             BooK.” - James & James ( Science Publishers ) ltd. 1993

Iurov Cosma - “ Arhitectura bioclimatica”

R.L.Crowther - “Ecologic Architecture” - Van Nostrand Reinhold - 1994

Klaus Daniels, “The Technology of Ecological Buildings”

Lam William - “ Sunlighting As Formgiver For Architecture ”

Arh. Miclescu Sandu , Arh. Opreanu Mihai - “Documentatie higrotermica”

Arh. Miclescu Sandu - “Breviar lumina naturala si artificiala in arhitectura”

Narboni Roger - “ La lumière urbaine - éclairer les espaces publics ” - Publications du Moniteur.Paris 1995

Nathan Knobbler - “Dialogul vizual”

Arh. Opreanu Mihai - “Breviar controlul insoririi in arhitectura” -Bucuresti - IAIM-1991

Arh. Stan Alexandru - “ Higrotermica ”

Szokolay - “Solar energy and building”-London - The Arhitectural Press New York -1976

Stierlin Henri - “Architecture of world ”

Vernescu Dumitru si Ene Alexandru - “Insorirea si iluminarea naturala in arhitectura si urbanism ”

Reviste :

Detail - 6/1993

Detail - 3/1997

Detail - 1998

Detail - 3/1999

Detail - 3/2000

Domus 805 , June 1998

EconEnea - supliment revista L’Arca Nr.133 .

EconEnea - supliment revista L’Arca Nr. 148/2000

EconEnea - supliment revista L’Arca Nr. 121/1997

La Virtualite de l’espace - Adrian Fainsilber - Electra Moniteur -1988

The Architectural Review - nov . 1997

The Architectural Review - nov . 1998

The Architectural Review - nov . 1999

The Architectural Review - nov . 2000

Techniques & Architecture - 1997

Internet :

www.archined.nl/paulderuiter.com

www.futuresystems.com

www.smartarchnl.com

www.BuildingGreen.com

www.EarthConstruction.com

www.g.mesothelioma-facts.com

www.lightforum.com

www.strawbalecentral.com