Iluminatul natural

Iluminatul natural este printre cele mai importante aspecte ale unui spatiu locuit. Razele solare influenteaza atat proprietatile fizice ale unei inceperi, cat si starea fizica si psihica a utilizatorilor. Pentru un iluminat optim, lumina trebuie sa aiba o intensitate ridicata, insa totodata sa fie distribuita cat mai omogen. Cea mai placuta lumina, care asigura o redare vizuala buna a suprafetelor si volumelor, este lumina difuza. Lumina solara directa are proprietatea de a anima si dinamiza un spatiu, insa este importanta controlarea cantitatii de lumina directa, pentru a preveni efectul de orbire sau supraincalzirea.

Factori determinanti ai calitatii iluminatului interior natural sunt: amplasamentul geografic al cladirii, orientarea acesteia fata de punctele cardinale, conditiile atmosferice ale amplasamentului, anotimpul, ora din zi, obstacolele situate in fata ferestrelor (vegetatie, cladiri, parasolare, etc), dimensiunea ferestrelor, forma si pozitia acestora, gradul de transparenta al sticlei, obstacolele situate in spatele ferestrelor (perdele, draperii, jaluzele, etc), adancimea incaperii, finisajele si dispunerea mobilierului interior.

Orientarea spatiului sau expunerea, determina relatia vitrajului cu soarele. In functie de amplasarea pe glob aceasta relatie variaza, insa in cazul unei constructii din România, orientarea optima este cea sudica sau sud-estica. Spre Sud beneficiem de expunere solara maxima, lucru benefic in timpul iernii si care poate fi controlat pe timp de vara prin dispunerea unui parasolar. Orientarea spre sud-est favorizeaza patrunderea razelor solare la orele diminetii, cand temperaturile sunt scazute, iar aportul caloric este binevenit. Aceasta orientare previne patrunderea razelor solare directe spre sfarsitul zilei, cand ar fi prea cald. Normele sanitare prevad necesitatea ca incaperile de locuit sa primeasca lumina solara directa, minimum 1-2 ore pe zi, in cea mai scurta zi a anului (solstitiu de iarna). Pentru determinarea acestui lucru este necesara realizarea unui studiu de insorire >LINK!<.

Suprafata vitrata este importanta in relatie cu suprafata in plan a incaperii. Pentru iluminarea unei incaperi mari vom avea nevoie de o fereastra mai mare decat pentru iluminarea unei incaperi mici. Raportul optim vitraj/pardoseala pentru incaperile de locuit este cuprins intre 1/6 si 1/10. Pentru spatiile de invatamant acest raport este situat intre 1/4 si 1/6, iar pentru spatiile ce necesita precizie (laboratoare, sali de desen, etc.) ajunge pana la 1/2 – 1/4. Acest raport poarta numele de coeficient de luminozitate.

Daca luam exemplul unei camere de zi avand suprafata in plan 20,00 mp si aplicam raportul 1/8, ne rezulta o suprafata vitrata de 2,50 mp. Atentie insa, este vorba de suprafata transparenta a sticlei, deci fara tamplarie. Presupunand ca fereastra ar fi realizata din profile PVC tip Rehau Euro Design 70 si ar fi impartita in trei ochiuri (unul fix si doua mobile), pentru a obtine o suprafata vitrata de 2,50 mp fereastra ar trebui sa aiba o suprafata totala de cel putin 3,60 mp, iar dimensiunea golului pentru montaj in perete ar fi chiar mai mare.

Forma si dispunerea ferestrelor influenteaza adancimea pana la care patrunde soarele, precum si distributia luminii in interiorul incaperii. O fereastra mai inalta sau o dispunere la inaltime mai mare, vor favoriza o buna iluminare a zonelor profunde ale incaperii. De aceea, se recomandata realizarea unor ferestre cat mai inalte.

Un parametru masurabil al iluminatului interior este coeficientul de adancime dat in normele sanitare. Acesta este raportul dintre lungimea camerei (de la fereastra la peretele opus) si inaltimea marginii superioare a ferestrei (masurata de la podea). Valoarea acestui indice trebuie sa fie mai mica de 2.

Caracteristicile tehnice ale ferestrelor influenteaza decisiv cantitatea si calitatea luminii naturale. Exista o multime de tipuri de geam menite sa controleze proprietatile luminii, de la sticle colorate sau heliomate, pana la filtre transparente. Insa mai important este faptul ca sticla clara, folosita la ferestrele cele mai uzuale, are si ea un efect de absorbtie a luminii, reducand involuntar cantitatea de lumina. Aceasta proprietate poarta denumirea de coeficient de absorbtie si masoara procentul de absorbtie a luminii, la trecerea prin sticla ferestrei. Norma sanitara prevede ca sticla ferestrei sa retina maximum 24% din lumina.
Finisajele interioare influenteaza luminozitatea generala a incaperii prin reflexia difuza a luminii. Astfel, finisajele avand culori deschise, apropiate de galben vor reflecta lumina mai mult decat finisajele avand culori inchise, apropiate de albastru.
Calitatea luminii este data de distributia acesteia. Razele solare directe, date in special de soarele aflat aproape de orizont, au efect de orbire. Contrastul intre zonele insorite si cele umbrite este foarte mare, fortand ochiul sa se adapteze diferitelor straluciri. Lumina cea mai placuta si odihnitoare este cea difuza. In lumina difuza redarea volumelor este optima, perceptia detaliilor este imbunatatita, iar duritatea texturilor se estompeaza.
Lumina este cu atat mai difuza cu cat suprafata ce o emite este mai mare. Soarele, datorita distantei mari la care se afla, este considerat o sursa de lumina punctiforma, dand umbre puternice, clar definite. Daca lumina soarelui trece printr-o suprafata de difuzie, sa zicem o perdea de panza alba, ea va fi transmisa mai departe sub forma de lumina difuza, lasand umbre mai slabe, fara contur clar. Practic fiecare punct de pe suprafata perdelei va actiona ca un nou punct de emisie a luminii, din el plecand raze in toate directiile. Asta face ca obiectele si oamenii dintr-o astfel de incapere sa fie iluminati din directii multiple si sa fie invaluiti in lumina.

Studiourile foto folosesc aceasta tehnica a difuziei luminii pentru a obtine imagini mai placute atunci cand fotografiaza portrete, obiecte sau chiar interioare. Pentru aceasta lumina bliturilor (lumini punctiforme, similare soarelui) sunt difuzate folosind softboxuri, panouri de reflexie sau umbrele de difuzie si reflexie. Fotografii folosesc aceleasi principii optice utilizate in arhitectura interioara.

Aspectul fatadelor si iluminatul interior pot fi imbunatatite prin dispunerea unor panouri de reflexie a luminii, integrate in tamplaria ferestrelor.

Rolul sanitar al luminii naturale este de asemenea important. In primul rand simtul vazului este dependent de cantitatea si calitatea luminii. Un iluminat prea slab sau prea intens produc efecte negative asupra vederii. Ritmul circadian al oamenilor este controlat de relatia cu lumina solara. Privarea de lumina naturala are efecte negative si asupra psihicului uman. De asemenea razele solare au actiune bactericida, simpla expunere la lumina asigurand decontaminarea spatiului si a obiectelor.

Desi orientarea sudica si sud-estica a ferestrelor are cele mai multe avantaje, exista o serie de avantaje ale celorlalte orientari cardinale. Le vom prezenta in cele ce urmeaza:
Fereastra orientata spre Sud:
– timpul de insorire cel mai indelungat, atat vara cat si iarna;
– in Romania pe timpul verii, soarele la amiaza se afla la zenit (~90°), ceea ce face ca lumina directa foarte puternica sa nu patrunda prin fereastra;
– in Romania pe timpul iernii, soarele se afla la un unghi de ~45°, ceea ce faciliteaza patrunderea sa in interiorul incaperilor;
– datorita insoririi puternice, ferestrele vor putea avea dimensiuni mai mici;
– permite instalarea in pardoseala a unor rezervoare de caldura care sa inmagazineze energia radiata de soare pe timpul zilei, pentru a o ceda in timpul noptii;
– este orientarea optima pentru a folosi panouri de reflexie integrate in tamplaria ferestrelor (light shelves);
– are dezavantajul supraincalzirii daca nu este completata prin sisteme de control al insoririi;
– va fi vazuta mereu fata umbrita a elementelor din peisaj;
– vizibilitatea atmosferica cea mai redusa, datorata stralucirii particulelor din aer;

Fereastra orientata spre Est:
– este insorita in timpul diminetii, fiind potrivita pentru dormitoarele persoanelor carora le place sa fie trezite treptat, de lumina tot mai intensa a soarelui;
– este umbrita seara, favorizand utilizarea ca dormitor a spatiului;

Fereastra orientata spre Vest:
– prinde soarele la apus, ceea ce o face ideala pentru spatiile de zi (living), spatii care sunt folosite in timpul asfintitului;
– incaperile orientate spre Vest vor beneficia seara mai mult timp de insorirea naturala;

Fereastra orientata spre Nord:
– asigura un iluminat constant, cu lumina difuza (asa numita „lumina de argint”)
– pentru a obtine o iluminare satisfacatoare e nevoie sa fie supradimensionata, ceea ce are avantajul unei difuzii mai bune a luminii, insa si dezavantajul pierderilor termice mai mari;
– privelistea inspre nord arata intotdeauna mai bine decat inspre sud, deoarece vom vedea fata insorita a elementelor din peisaj;
– vizibilitatea cea mai buna pe toate directiile cardinale, deoartece soarele este pozitionat in spatele observatorului;

Recomandari:
– dati spatiilor interioare acces la lumina zilei si ventilatie directa;
– pozitionati ferestrele tinand cont de zonele functionale interioare, dar si de volumetria exterioara a cladirii;
– ferestre vor fi cat mai inalte pentru iluminarea difuza a zonelor profunde ale incaperii;
– in incaperile adanci realizati iluminarea de pe doua laturi pentru a contrabalansa directia de iluminare;
– evitati razele solare directe pe zonele importante ale incaperii;
– realizati amenajarea peisagera exterioara tinand cont de necesitatile de iluminare interioara;
– blocati cu vegetatie zonele in care soarele la asfintit sau rasarit patrunde prea adanc in interior, producand efectul de orbire;
– difuzati lumina directa excesiva a soarelui cu pergole sau parasolare;
– luati in calcul folosirea unor parasolare mobile care sa blocheze soarele excesiv in zilele toride si sa permita accesul luminii difuze atunci cand este innorat;
– luminatoarele cu sticla translucida (sablata) realizeaza difuzia luminii;
– lumina incidenta directa poate fi difuzata in incapere de pe un perete alb adiacent ferestrei;
– dispuneti pardoseli deschise la culoare, care sa reflecte lumina dinspre ferestrele de Sud si Nord;
– dispuneti pardoseli de culoare inchisa inspre Vesti si Est, pentru a reduce efectul de orbire al soarelui aproape de orizont;
– imbunatatiti lumina dinspre Nord prin dispunerea unor elemente care sa reflecte soarele inspre fereastra;
– pentru incaperile fara perete exterior puteti folosi tuneluri de lumina precum cele de la Velux;
– imbunatatiti difuzia luminii prin folosirea unor perdele ample de voal alb;
– pentru interioare cu lumina difuza cat mai constanta, dispuneti ferestre spre nord.

Iluminatul natural este accesul controlat intr-o cladire al razelor solare si al luminii difuze exterioare.

Sursa imaginilor:
http://www.archdaily.com/256181/mecenat-art-museum-naf-architect-design-2/
http://callhimyeschef.com/2013/02/21/ive-seen-the-light-another-food-photography-post/
http://www.architectureweek.com/2010/0922/