Bir Tasarım Problemi: Aydınlatmada Kalite ve Biyoritm

Prof. Dr. Banu Manav

1. GİRİŞ

Kaliteli aydınlatma, kişilerin fizyolojik gereksinimleriyle birlikte, psikolojik gereksinimlerini de karşılamak için tasarlanmış bir aydınlatmadır. Kaliteli aydınlatma, kullanılan ıșık kaynağının
spektral duyarlığının, renk sıcaklığının ve benzeri özelliklerinin kullanıcılar üzerindeki etkisini de bir tasarım problemi olarak ele almaktadır. Bu nedenle günümüzde aydınlatma yalnızca bir mühendislik konusu olarak değil, mimarinin, psikolojinin ve hatta tıbbın da bir araştırma konusu olarak ele alınmaktadır.

Çalışmalar göstermektedir ki; gözümüzden geçen ışık sadece görme sistemimizi harekete geçirmemekte, aynı zamanda vücudumuzda bulunan hormon ve sinir sistemi üzerinde de etkili
olmaktadır. İyi ve kaliteli bir aydınlatmanın kişinin sağlığı, psikolojik durumu ve hatta uyku düzeni üzerindeki etkisi olumludur [1].

Aydınlatmanın sağlıkla olan ilișkisi bilinmekle birlikte, bu konudaki araştırmalar sürmekte, çalışma sonuçlarını günlük hayata ve mimari tasarıma aktarmak konusundaki çabalar devam etmektedir. CIE, bu konudaki gelişmeleri incelemekte, daha sağlıklı bir yaşam için gerekli aydınlatma önerilerini Standardlara geçirmektedir.
Bu çalışmada, aydınlatmada kalite (lighting quality) tanımlanarak, ıșığın spektrumunun kişilerin biyolojik ritmi üzerindeki etkisi tartışılacaktır.

2. AYDINLATMADA KALİTENİN ÖNEMİ

Aydınlatmada kalite, son yıllarda genel aydınlatma konuları içinde sıklıkla tartıșılmaktadır. Kaliteli bir aydınlatma için kullanıcı özellikleri, mimari özellikler, iklimsel etkenler, kullanılan ıșık
kaynağının özellikleri birlikte düşünülmelidir.

2.1. Kullanıcı özellikleri
Kișiler arasındaki fiziksel ve psikolojik farklar mekan kullanımında, iş veriminde, algılamada fark yaratır. Yaș, cinsiyet gibi fiziksel etkenler, sağlıkla ilgili sorunlar, eğitim düzeyi, sosyal çevre ile etkileșim ve iletişim, estetik yargılar kișinin psikolojik çevresini oluşturur.

Kullanılan ıșık kaynağının özelliklerine bağlı olarak psikolojik çevre ile olan etkileșim değișir. Örneğin, yaș etkenine bağlı olarak gözün yapısında ve spektral duyarlığında değișim meydana
gelmektedir. 60 yașın üzerindeki kișilerin mavi dalga boyundaki ıșığa karșı olan duyarlılığında azalma görülmektedir[1].

Cinsiyetin mekan algılamadaki etkisi tartıșılmaktadır. Knez’in çalıșmasında, bayan ve erkeklerin mekan algısında, ıșık kaynağının spektral duyarlığına ve renk sıcaklığına bağlı olarak değișim
görülürken, Manav ve Küçükdoğu tarafından yapılan bir çalıșmada, cinsiyet farkının istatistikselolarak algılamada fark yaratmadığı sonucuna varılmıștır [2,3, 4, 5].

Belli dalga boylarındaki ıșıklar, tıpta çeșitli hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Alzheimer hastalarıyla yürütülen bir çalıșmada yalnızca mavi ve kırmızı dalga boylarına sahip monokromatik
ıșıkların uyku düzensizliklerinin tedavisinde kullanımı araștırılmaktadır. Çalıșmadan elde edilen ilk sonuçlar, mavi ıșığın uyku tedavisinde etkili olduğunu göstermektedir [6].

Kișilerin estetik yargıları aydınlatma tercihleri üzerinde etkilidir. Düșük renk sıcaklığındaki (<3300ºK) ıșık kaynaklarını seven kișiler, yüksek renk sıcaklığındaki (>5300ºK) ıșık kaynaklarını
tercih etmemektedir. Yapılan bir çalıșmada, ofisler için kișilerin renk sıcaklığı ve aydınlık düzeyi tercihleri araștırılmıș, anket çalıșmasıyla, estetik yargıların kișisel tercihler üzerindeki etkisi açıklanmıștır [4].

2.2. Mimari özellikler
Mimari form, tașıyıcı sistem, mekan düzenlemesi, ve yapı elemanları ile ilgili olarak kișiler bir beklenti içindedir. Bina tipolojisine uygun aydınlatma tasarımları olduğunda, aydınlatma-mimari
öğelerle bütünleștiğinde, yapılan eyleme uygun olarak tasarlandığında, mekan algılama olumlu etkilenir, psikolojik konfor sağlanır, yapılan ișe ilgi, konsantrasyon ve performans artar ve ekonomik açıdan enerji tasarrufu sağlanır.

Bina tipolojisine uygun aydınlatma çözümleri konusunda çeșitli araștırmalar yapılmaktadır. Ofisler için yapılan bir çalıșmada, kaliteli bir aydınlatma sağlayabilmek için, aydınlatma otomasyonu
ile gün içerisinde farklı aydınlık düzeyleri ve renk sıcaklıkları yaratarak esnek ve dinamik aydınlatma çözümleri yaratılması önerilmektedir [4].

2.3. İklimsel etkenler
Bir ülkenin coğrafi konumu, mevsim-ay-gün ve saate bağlı olarak dıș hava koșulları ve aydınlık düzeyi ile ilgili beklentiler tasarımı șekillendirmelidir. Yazın öğle saatleri karanlık-bulutlu bir hava
kișiyi nasıl olumsuz etkilerse, akșam saatlerinde aydınlık-güneșli bir hava da kișiyi olumsuz etkiler.

Soğuk iklim bölgelerindeki kișilerin sıcak ıșık kaynaklarını, sıcak iklim bölgelerindeki kișilerin ise soğuk ıșık kaynaklarını tercih etmesi, iklimsel etkenlerin bir sonucudur.

2.4. Kullanılan ıșık kaynağının özellikleri

Ișık kaynağının spektral duyarlığına ve renk sıcaklığına bağlı olarak psikolojik çevreyi ve mekan algılamayı değiștirmek mümkündür.

Kruithof, ıșık renkleri ile aydınlık düzeyi arasındaki ilișkiyi araștırmıștır. Çalıșmalarında, farklı aydınlık düzeylerinde, farklı renk sıcaklıklarındaki mekanlarda kișisel izlenimleri değerlendirmiștir.
Düșük aydınlık düzeylerinde, soğuk ıșık kaynaklarının kișiler üzerindeki etkisinin olumsuz, sıcak ıșık kaynaklarının etkisinin ise olumlu olduğu sonucuna varılmıștır [7].

Spektral duyarlık ve renk sıcaklığı ile farklı aydınlatma senaryoları olușturulabilir, aynı mekanda farklı izlenimler yaratılabilir. ANSI /IESNA’nın raporuna göre, Flynn ve ekibi tarafından
yapılan bir seri araștırmanın sonuçları esas alınarak, bu izlenimler dört grupta toplanmıștır; ferahlık, rahatlık, görsel netlik ve memnuniyet [8].

2.4.1. Ferahlık

‘Ferahlık’ hissi, mekanın geometrik özellikleri ile ilgili bir duyumdur. Bu duyumun bir mekanda kuvvetlenmesi için, düzgün yayılmıș bir aydınlık düzeyi olması ve mekandaki duvarların aydınlatılması önerilmektedir. Dar, uzun bir iç mekanda bu koșulu yaratmak için, duvar yüzeylerinde düzgün yayılmıș bir aydınlık dağılımı yapılması önerilmektedir. Bu koșulu sağlamak için, yüksek aydınlık düzeyleri ve ‘memnuniyet’ hissinin olușması için yan duvarlarda bölgesel aydınlatma olması, parıltı farkları yaratılması önerilmektedir.

2.4.2. Rahatlık
‘Rahatlık’ hissinin kuvvetlenmesi için, düzgün yayılmamıș bir aydınlık dağılımı olması, sıcak ıșık kaynaklarının kullanılması ve mekandaki aydınlık düzeylerinin düșük olması önerilmektedir.

2.4.3. Görsel netlik
‘Görsel netlik’, nesnelerin görünüșleri ile ilgili kișisel bir duyumdur. Bu duyum, nesnelerin kișiden uzaklığına ve aydınlatma șekline bağlı olarakdeğișim gösterir. Netlik izlenimi yaratabilmek için,
düzgün yayılmıș bir aydınlık dağılımı ve yüksek aydınlık düzeyleri olması, bakılan nesnenin çevre alan ile birlikte aydınlatılması önerilmektedir.

2.4.4. Hoșnutluk
Aydınlatma düzenlemelerine bağlı olarak ‘hoșnutluk’ hissinin kuvvetlenmesi için, yan duvarlarda bölgesel aydınlatma yapılması, mekan içinde parıltı farkları yaratılması önerilmektedir. Kullanılan armatürlerle düzgün yayılmıș bir aydınlık dağılımı ve düșük parıltılara sahip yüzeyler yaratıldığında,duvarlarda bölgelik aydınlatma yaparak, dikkat çekici noktalar olușturulduğunda, hoșnutluk izleniminin kuvvetlendiği belirtilmektedir.

3. AYDINLATMA-BİYORİTM İLİȘKİSİ

Göze giren ıșığın niteliği ve niceliğine bağlı olarak, yalnızca görme eylemi gerçekleșmez, aynı zamanda hormon ve sinir sistemi de etkilenir [9-12]. Aydınlatmanın görünmeyen etkileri veya
kaliteli aydınlatma diye tanımlanan bu koșulda, biyolojik ritm, psikolojik durum ve kișisel algı değișmektedir.

Biyolojik ritm, sinir ve hormon sisteminin ıșıkla tepkimeye girmesi sonucunda etkilenmektedir. 2002 yılında, koni ve çubuk hücrelerden bașka, ıșığa duyarlı üçüncü bir hücre bulunmuș ve hipofiz
beziyle olan ilișkisi açıklanmıștır. Bu yeni hücrenin farklı dalga boylarındaki ıșığa olan duyarlılığı ‘melatonin’ hormonunun salgısını değiștirmektedir.
Melatonin, uyku halini ve sakinliği kontrol eden bir hormondur ve kullanılan ıșığın spektral duyarlığı, ‘biyolojik duyarlığı’ da etkilemektedir [1].

Gözün spektral duyarlığı 500-600 nm (sarıyeșil renk bölgesi) arasında maksimum seviyeye ulașırken,

biyolojik duyarlık 450-500 nm (mavi renk bölgesi) arasında maksimuma erișir. Kullanılan ıșığın spektral duyarlığına bağlı olarak biyolojik duyarlığı arttırmak veya azaltmak mümkündür. Șekil 1.1 spektral duyarlık ve biyolojik duyarlık arasındaki ilișkiyi göstermektedir.

Șekil 1. Monokromatik ıșık altında ölçülen melatonin seviyesini ölçen spektral duyarlık ve biyolojik duyarlık eğrisi

Çalıșma koșulları ve saatlerindeki değișime bağlı olarak, kișilerin biyoritmi etkilenmekte, bu sorun uyku düzensizlikleri, mide ve sindirim sorunları (gastrointestinal), hafızada bulanıklık,
yorgunluk ve adaptasyon güçlüğü gibi sonuçlara neden olmaktadır. Brainard ve Glickman tarafından yapılan bir araștırmaya göre, çalıșma saatlerinde sık değișim yașayan kișilerde, biyoritm dengesizliğine bağlı olarak daha fazla kalp rahatsızlıkları ve psikolojik sorunla karșılașılmıștır [9].

Yazın gündüzlerin uzun sürmesi ve vücudumuzun daha fazla gün ıșığı alabilmesi melatonin seviyesini azaltmakta, kıșın ise gecelerin daha uzun sürmesi sonucunda vücuttaki melatonin
seviyesi artmaktadır [9]. Bu etkileșim, farklı iklim bölgelerinde yașayan kișiler arasında daha belirgin olarak görülmektedir.

SAD (Seasonal Affective Disorder) hormon ve sinir sistemindeki bu değișime bağlı olarak ortaya çıkan bir rahatsızlıktır. SAD, iklimsel etkenlere bağlı olarak, yeteri kadar gün ıșığı alamayan kişilerin hormon sistemindeki düzensizlikle ilgili bir semptomdur. Özellikle, kuzey ülkelerinde görülen bu rahatsızlığı gidermek için hastalara, yüksek aydınlık düzeylerinde ve değişen periodlarla ıșık terapisi uygulanmaktadır.

Küller ve Laike’ın yaptıkları çalışmanın sonuçlarına göre, lamba türlerine bağlı olarak da, biyoritmin etkilendiği görülmüştür. Flüoresan lambalarda kullanılan standart balastlar baș ağrısına neden olmuş, iș kazaları meydana gelmiş ve elektronik balastların kullanılması tercih edilmiştir [13].

4. SONUÇ
Günümüzde aydınlatma konusundaki araştırma ve gelişmeler fizyolojik, biyolojik ve psikolojik gereksinimlerin bir arada düşünülmesinin ve uygulamaya koyulmasının gereğini göstermektedir.

Bu koşulun gerçekleşmesi için, araştırmacı, tasarımcı, üretimci ve uygulamacının işbirliğine ihtiyaç vardır. Konfor koșullarını ve yașam Standardlarını iyileştirme konusunda aydınlatmanın
gereği ve tasarımdaki yeri unutulmamalıdır.

KAYNAKLAR
[1] Bommel van Wout., CIE and the Way of Putting ‘Lighting and Health’ into Daily Lighting Practice, Proceeding Book of Lux Europa 2005, Berlin, pp25-26, 2005.
[2] Knez,I.,. Effects of Colour of Light on NonVisualPsychological Processes.Journal of Environmental Psychology, Vol 21, pp 201-208, 2001.
[3] Knez,I , Enmarker,I.,. Effects of Office Lighting onMood and Cognitive Performance and A Gender Effect in Work-Related Judgment. Environment and Behavior. Vol 30, No: 4, pp 553-567, 1998.
[4] Manav, B. Ofislerde Aydınlık Düzeyi, Parıltı Farkı ve Renk Sıcaklığının Görsel Konfor Koșullarına Etkisi: Bir Model Çalıșması, Doktora Tezi, İ.T.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2005.
[5] Manav, B, Küçükdoğu, M. Effects of Luminance Difference, Illuminance Level and Colour Temperature on Comfort Conditions for Office Settings, Proceeding Book of Lux Europa 2005, Berlin, pp382-384, 2005.-
[6] Light Theraphy and Alzheimer Disease (http: //www.sleepreviewmag.com/), Eylül 2005.
[7] The IESNA Lighting Handbook- Reference and Application, ed.Mark Rea, 9.basım, 2000.
[8] American National Standard Practice for Office Lighting,. Office Lighting Committe of the ESNA,ANSI / IESNA RP-1, 1993.
[9] Brainard G ve Glickman G.,. The Biological Potency of Light in Humans:Significance to Health and Behavior, 25th Session of CIE Proceedings, San Diego, Vol 1,pp I22-I33, 2003.
[10] Veitch,J.A. ,. Lighting Quality Contributions from Biopsychological Process. Journal of the Illuminating Engineering Society, Vol 30, No:1,pp 3-17, 2001.
[11] Veitch,J.A ve Newsham, G.R., Lighting Quality and Energy-Efficient Effects on Task Performance, Mood, Health, Satisfaction and Comfort. Journal of the Illuminating Engineering Society, Vol 27, No: 1,pp 107-130, 1998.
[12] Küller, R. The Influence of Light on Circarhythms in Humans. Journal of Physical Antropology and Applied Human Science, pp 87-91, 2001.
[13] Küller, R. ve Laike, T.,. The Impact of Flicker
From Lighting on Well-Being, Performance and Physiological Arousal. Ergonomics, Vol 41, No:4, pp 433, 447, 1998.