نورپردازی در چهارچوب محدودیت‌ها
فرزانه احسانی مؤید

مقالات

لازم نیست استانداردهای مصرف انرژی ما را به زندگی در جایی تاریک‌تر از آنچه که به آن عادت داریم، وادار کنند. سازندگان و طراحان نورپردازی هم‌گام با نیازهای پیوسته رو به تغییر، در حال تدارک جایگزین‌هایی برای لامپ‌‌های التهابی هستند و هدفشان یافتن راهکارهای فنی پایدار و طرح‌هایی‌ست که در عین کارایی، خوشایند هم باشند. راه‌هایی که عموماً زاده‌ی ارتقای طرح‌های قدیمی هستند. در ادامه تعدادی بررسی موردی به همراه مطالعه‌ی لامپ‌ها، اتصالات و کنترل‌کننده‌ها آورده شده که در اجرای یک نورپردازی مناسب با روشنایی کافی یاری‌رسان خواهد بود. استانداردهای محدودکننده‌ی مصرف انرژی در کنار تکنولوژی جدید، چالش‌ها و موقعیت‌های تازه‌ای پیش روی طراحان قرار داده‌اند. طراحان نورپردازی مسئول تأمین روشنایی استاندارد و کافی اماکن و فضاها، تنظیم تن و رنگ نور یا تأکید بر وجهی از معماری با روشن‌تر کردن آن هستند؛ مسئولیتی که با پیشرفت‌های سریع در جریان باشد، اما در عین حال استانداردهایی در مورد نور و انرژی که روز به روز سخت‌تر می‌شوند را هم رعایت کند.
از شیوه‌های نورپردازی استاندارد، یکی آن است که توسط انجمن مهندسان سرمایش و گرمایش آمریکا (ASHRAE) تعیین شده و دیگری متعلق به انجمن مهندسین نورپردازی (IES) است. این ضوابط، تحت عنوان «1/90، استانداردهای انرژی برای ساختمان‌ها، به‌استثنای ساختمان‌های کم‌ارتفاع مسکونی» ( که آن را به‌اختصار 1/90 هم می‌نامند) هر سه سال یک‌بار به‌روز و نسخه‌ی جدیدی از آن ارائه می‌شود. حال بیشتر کدهای انرژی در دنیا با پیروی از همین دستورالعمل 1/90 و یا «کد بین‌المللی کنسرواسیون انرژی»، منتشره توسط انجمن کدگذاری بین‌الملل، اعمال می‌شوند.
آخرین نسخه‌ی دستورالعمل 1/90 در نوامبر 2010 انتشار یافت که به نظر دپارتمان انرژی ایالات متحده (DOE) از نسخه‌های پیشین بسیار دقیق‌تر و سفت و سخت‌تر بود. این دپارتمان با مقایسه‌ی نسخه‌ی جدید با قبلی متوجه افزایش 5/18 درصدی صرفه‌جویی انرژی در سایت شد که این امر، شامل میزان گرما و الکتریسیته‌ی مصرفی توسط ساختمان، ثبت‌شده در صورت‌حساب کاربری بود. از طرفی هم ساختمان‌هایی که در بازه‌ی بین سال‌های 2007 تا 2010 بنا شدند، نسبت به نمونه‌های مشابه در بازه‌ی 2007-2004 حدود 6/4 درصد کاهش انرژی مصرفی سایت را داشته‌اند. می‌‌توان این انرژی ذخیره‌شده را که حاصل رعایت استانداردهاست، صرف فاکتورهای دیگری از قبیل سیستم‌های مکانیکی و بسته‌های اجرایی بهتر کرد.
ضوابط کیفی
نسخه‌ی اخیر دستوالعمل 1/90 در مورد نصب چراغ‌ها و اجرای نورپردازی در ساختمان‌ها محدودیت‌های تازه‌ای اعمال کرده است. به‌عنوان مثال تراکم مجاز در توان نورپردازی یک ساختمان (LPD) برای کتابخانه حدود 18/1 ؤات می‌باشد که این رقم در دستور سال 2007 معادل 3/1 و در سال 2004 معادل 5/1 بود. همچنین این رقم در مورد یک دفتر کار، در دستورالعمل اخیر 90/0 است، در حالی که این نیز در سال‌های 2007 و 2004 به‌ترتیب 1 و 3/1 بود. با این خط و مشی بسیاری از طراحان و مشاوران نورپردازی به دنبال کسب کمترین رقم در پروژه‌های اجرایی خود هستند؛ مانند شرکت MCLA مستقر در ؤاشینگتن که در سال 2007 برای نورپردازی کتابخانه‌ی ؤاتا دی.دَنیل استانداردهای 1/90 را معیار قرار داد (امروز مصرف انرژی در نورپردازی همین ساختمان پایین‌تر از حد استاندارد LPD برای سال 2010 است). همچنین طراحان نورپردازی آروپ برای بخش تحقیقات آزمایشگاه شیمی فریک در دانشگاه پرینستن طرحی با تراکم تعیین‌شده را اجرا کردند.
بسیاری منابع و کارشناسان در نقد این روند رو به کاهش ابراز می‌کنند که همیشه حصول نتیجه‌ی مطلوب و این همه صرفه‌جویی میسر و منطقی نیست. رابرت هورنِر، مدیر سیاست­‌های عمومی در IES می‌گوید: «کاهش پیوسته‌ی تراکم توان نورپردازی، روی کیفیت طرح اثر نامطلوب دارد. افراد به میزان معینی روشنایی احتیاج دارند که مطالعه کنند، کار کنند و احساس خوب و راحتی داشته باشند.» اما اریک ریچمن، مهندس ارشد تحقیقات در آزمایشگاهی در ریچموند و از رؤسای کمیته‌ی فرعی نورپردازی و تجهیزات الکتریکی تیم توسعه‌ی 1/90 می‌گوید: «محدودیت‌های ذکرشده در استاندارد LPD هنوز به حد مطلوب نرسیده، اما رقمی که در اینجا مقرر می‌شود، متأثر از عوامل گوناگونی اعم از نوع لامپ‌ها، نحوه‌ی اجرای طرح نورپردازی و ضوابط صنعتی شدت نور است.» او در مورد کاهش بیشتر رقم تراکم در آینده گفت که این مقدار بسیار جزئی خواهد بود: «دیگر جایی برای صرفه‌جویی بیشتر نیست.»
اخیراً سازمان اهدای تأییدیه‌ی LEED ضوابطی را تحت عنوان Pilot Credit 22 در بین معیارهای خود قرار داده‌اند که روی کیفیت نورپردازی داخلی تمرکز دارد. هدف، اطمینان یافتن از این نکته است که کاهش انرژی مصرفی به قیمت سلامت و آسایش جسمی و روحی استاندارد مورد نیاز برای کاربر تمام نشود. با تثبیت صرفه‌جویی در عین رعایت تعادل و سلامت، کاربران و طراحان به استفاده از اتصالاتی بدون ایجاد نور تند خیره‌کننده و لامپ‌هایی با تابش نور مناسب و عمر طولانی ترغیب می‌شوند. همچنین طراحان باید بیشتر به بهره از نور انعکاسی روی بیاورند و با استفاده از متريال مناسب، تأثیر آن را تقویت کنند. این اقدامات بسیار مؤثر هستند، اما متأسفانه بسیاری از طراحان نمی‌دانند چطور با متريال و نور برای دست‌یابی به نتیجه‌ی بهتر بازی کنند.
کنترل در بطن کار
پیش‌بینی می‌شود که در سال‌های آینده تمرکز 1/90 به جای کاهش عدد LPD روی سیستم‌های کنترل نورپردازی به‌عنوان ابزاری جهت صرفه‌جویی در انرژی معطوف شود و نیز به تجهیزات و وسایلی پیشرفته‌تر و از نوع دیگر نیاز باشد. اگر سابقاً در فضاهایی تنها حسگرهای حرکتی (occupancy sensors) کفایت می‌کرد، اما حالا صحبت از نورپردازی با قابلیت تنظیم شدت نور است. بدون شک علاوه بر LPD و حتا بیشتر از آن، تبیین تدابیری برای بهره‌ی حداکثری از نور طبیعی و تعبیه‌ی تجهیزات کنترلگر است که نتیجه‌بخش خواهد بود. جورج لویسوس، مدیر گروه معماری و مشاور نورپردازی و معماری سبز لویسوس+اولِبوده در کالیفرنیا بر این باور است که این تدابیر حتا بیشتر از تمرکز روی کاهش عدد LPD در صرفه‌جویی انرژی مؤثر هستند. او فضایی نمایشگاهی طراحی کرده است که تمام انرژی مورد نیازش برای پریزها و کنترل حسگرهایش از طریق ردیف صفحات فتوولتاییک 4,440 ؤاتی تأمین می‌شود. در این پاویون 1,500 فوت مربعی، چراغ‌ها مدت کوتاهی روشن هستند، آن هم نه با تمام توان.
اسکات گوئنتر، طراح ارشد نورپردازی در شرکت بنیش آرکیتکتن در بوستن خاطر نشان می‌کند که ایده‌ها باید کاربری در شب که دسترسی به نور طبیعی ممکن نیست را هم مد نظر داشته باشند. او چندی قبل پروژه‌ی دانشکده‌ی حقوق در دانشگاه بالتیمور را در دست کار داشت که شامل چندین حجم تو در تو از کلاس‌ها، دفاتر، بخش مدیریت و کتابخانه‌ی حقوق می‌شد. وی تنها با بهره از نور طبیعی و سیستم‌های پیشرفته‌ی کنترل نورپردازی توانست نورپردازی را به حد دریافت رتبه‌ی پلاتینیوم LEED برساند. وی بیان می‌کند که میزان LPD در این ساختمان حتا پایین‌تر از حداقل است و این به دلیل استفاده‌ی درست از سطوح شفاف و انعکاس‌دهنده در خارج و داخل است. اقدامی که موجب شده روشنایی از فضایی به فضای دیگر جریان یابد. سیستم نورپردازی هماهنگ با سایبان‌های لوور که روی پنجره‌ها تعبیه شده عمل می‌کند و امکان کنترل از راه دور دارند.
نورپردازی در معماری و طراحی داخلی دیگر صرفاً برای زیبایی و رنگ کردن محیط نیست. امروزه لامپ‌ها، منابع روشنایی و سیستم‌های نورپردازی و کنترل شدت نوری تازه‌ای تعریف می‌شوند و این با چنان سرعتی در حال پیشروی است که تقریباً در هر پروژه شاهد ایده‌ها و سخت‌افزارهای نورپردازی تازه‌تری هستیم که عمر طولانی‌تر، نور بهتر و دیمرهای پیشرفته‌تری دارند. امروزه دیگر اجرا و نصب این تجهیزات غیر قابل اجتناب است و معماری که نورپردازیش فاقد آنها باشد، مردود است.
در ادامه به برسی هتل یُتل از شرکت فوکوس و آزمایشگاه شیمی فریک کاری از هوپکینز و پایته خواهیم پرداخت.

هتل یُتل
نورپردازی از فوکوس
نیویورک سیتی 

Yotel Hotel
Lighting by Focus
New York City 

هتلی زنجیره‌ای که شعبه‌ی اصلی آن در انگلیس است، به سبک هتل‌های کپسولی ژاپن و کابین‌های لوکس خطوط هوایی شعبه‌ای در غرب منهتن نیویورک تأسیس کرده که نما، فضای عمومی و 669 اتاق مهمان آن طراحی‌شده توسط گروه معماری راک‌ؤل گروپ است و نورپردازی کار شرکت فوکوس است که موفق به دریافت رتبه‌ی نقره‌ی LEED شد. مدیر فوکوس در توصیف اثر نور در فضای داخلی هتل می‌گوید: «احساس می‌کنید که وارد فضای فیلم 2001: یک اودیسه‌ی فضایی شده‌اید.» روشنی نورپردازی، خیلی خوب با رنگ‌های سفید و طوسی فضای داخلی همراه شده و عامل مؤثری در روشن‌تر نشان دادن فضا و کاهش شدت نور مورد نیاز داشته است. فوکوس روی نمای خارجی ساختمان و جایی که پنل‌های بتن پیش‌ساخته طبقات میانی بالکن چهارطبقه را پوشش داده‌اند، رشته‌ی ال.ای.دی باریکی از قرمز، سبز و آبی (RGB) نصب کرد. این نور به بالا و پایین تابیده می‌شود و حسی از آرامش به الگوی بنفش‌رنگ پوسته (که رنگ شاخص یُتل است) می‌دهد. هم‌سطح با خیابان درِ عریض شیشه‌ای مات قرار دارد که با نور ال.ای.دی سفید، پشت‌تاب شده و ورودی هتل است. اما اثر این حس در داخل و در طول دیوار آسانسورِ لابی کاملاً معکوس می‌شود. در اینجا ال.ای.دی‌هایی با نور لطیف بنفش، پیرامون درِ آسانسور را روشن می‌کنند و نوع سفید آن روی بافت تایل‌های سرامیک دیوار تابیده می‌شود. طراحان برای اجرای نور پایین‌تاب لابی عمومی، نصب اتصالات توکارِ کم‌ولتاژ روی سقف را مناسب دیدند و از لامپ‌های ال.ای.دی مقاوم استفاده کردند. در اتاقک‌ها لامپ‌های رشته‌ای فلوئورسنت کار شد که جزو کم‌مصرف‌ترین و به‌صرفه‌ترین‌هاست. دو چراغ در پشت تلویزیون و باکس دیواری نصب شدند. یکی از چراغ‌ها پوششی رنگی دارد و به محض ورود مهمان به اتاق روشن شده، اتاق را غرق در نور بنفش می‌کند. مهمانان می‌توانند در صورت تمایل این چراغ را خاموش و تنها چراغ دیگر را که نوری معمولی دارد، برای نور عمومی اتاق روشن کنند. اما بزرگ‌ترین چالش پروژه را شاید بتوان انتخاب ال.ای.دی‌هایی با دامنه‌ی تنظیم شدت نور مطلوب، خروجی و رنگ مناسب (به‌خصوص تُن خوبی از رنگ بنفش) دانست که انتخاب اینها بسیار سخت بود و بعد از کلی تست و رد کردن گزینه‌های نامطلوب در دفتر خود شرکت فوکوس، نتیجه‌ی بهتر به دست آمده و اجرا شد.

آزمایشگاه شیمی فریک
نورپردازی از هاپکینز و پایت (آروپ)
پرینستن، نیوجرسی 

Frick Chemistry Laboratory
Lighting by Hopkins & Payette (Arup)
Princeton, New Jersey 

در آزمایشگاهی که چندی پیش برای بخش تحقیقات دانشگاه پرینستن ساخته شد، نورپردازی در کنار سایر استراتژی­های پیچیده و حساب‌شده به صرفه‌جویی از انرژی بسیار کمک کرد. عملکرد این ساختمان حدود 24% پایین‌تر از استاندارد 1/90 بود که در سال 2007 تنظیم شد. طبق اظهارات معماران پروژه که مؤسسه‌ی هاپکینز و پایت (مستقر در لندن) هستند، پیکربندی ساختمان بر اساس اهداف محیطی و برنامه‌ریزی دقیق شکل گرفته است. سازه دارای دو بال 4طبقه با پوشش شیشه‌ای است که جمعاً 24,620 متر مربع مساحت دارند. باله‌ی سمت راست، مربوط به امور تحقیقاتی‌ست و باله‌ی سمت چپ، بخش اداری را در خود جای داده است و این دو با آتریومی نورگیر که در ارتفاع 23 متری بنا شده، به هم متصل شده‌اند. پنل‌های فتوولتاییک روی سقف این آتریوم نصب شده که هم سایه‌اندازی می‌کند و هم برق تولید می‌کند. طرح با وجود شفافیت خود در ارتباط داشتن عناصر منفرد با یکدیگر و نیز تعامل بیشتر افراد با هم مؤثر است. باله‌ی تحقیقات با تکرار مدول‌ها سازمان­یافته و دارای نشیمنگاه‌های آزمایشگاهی در مرکز، محدوده‌ای باز برای سهولت تردد و نیز اتاقک‌های مطالعه در پیرامون ساختمان طرح­ریزی شده است. بار نورپردازی پیوسته‌ی این فضاها حدود 25/1 ؤات بر متر مربع است که تقریباً 11% کمتر از میزان تبیین‌شده بود. روشنایی قسمت صندلی‌های آزمایشگاه با نورپردازی مستقیم لامپ‌های T5 در حد استاندارد اما با نهایت صرفه‌جویی انجام شد، به صورتی که سایه‌ی محققان روی میز و سطح کارشان نمی‌افتد. این منابع روشنایی به مسیر سیم‌رویی که معلق در زیر فضای داکت بیرون‌زده و سایر تجهیزات مکانیکی قرار گرفته، وصل شده‌اند. به این ترتیب امکان قراردهی اتصالات و چراغ‌ها در نقاط دلخواه و تغییر محل آنها میسر شد. نورپردازی محدوده‌ی مرکزی با حسگرهای حضوری (که در صورت حضور کاربر در محل شروع به کار می‌کنند) کنترل می‌شود، اما به دیمرهای نور روز وصل نیست، در حالی که در فضای پیرامونی متفاوت و اتصالات آویز، هم به حسگرهای حضوری و هم به دیمرها متصلند. در اتاقک‌های مطالعه که در طول دیوار شیشه‌ایِ بین آزمایشگاه و آتریوم و مجاور دیوار پوششی نمای رو به شرق کشیده شده، افراد می‌توانند نور را بر حسب فعالیتی که دارند تنظیم کنند. سایبان‌های آلومینیومی ثابت روی این نما از شدت گرما و نور وارده به داخل می‌کاهند و نورگیرهای رولی در فضای داخلی که دستی تنظیم می‌شوند هم سایه و حفاظت مضاعف فراهم می‌کنند.

Source:
Architectural Record. New York: McGraw-Hill, February 2012, Pp. 89-94. “Pointing Toward a Bright Future”

طراحی ساختمان­های بلندمرتبه­ ی مسکونی سیده مهسا کامی ­شیرازی