IŞIK KİRLİLİĞİ AÇISINDAN KENT AYDINLATMASI VE TAKSİM MEYDANI ÖRNEĞİ Hilal Dokuzcan ŞUBAT 2006
T.C. BAHÇEŞEHİR ÜNİVERSİTESİ IŞIK KİRLİLİĞİ AÇISINDAN KENT AYDINLATMASI VE TAKSİM MEYDANI ÖRNEĞİ Hilal Dokuzcan F.B.E. Mimarlık Anabilim Dalı Çevre Tasarımı Programında Hazırlanan Yüksek Lisans Tezi Tez Danışmanı: Prof. Dr. Selma Kurra ŞUBAT 2006
ÖNSÖZ Kent olgusu ve aydınlatma hem fen bilimleri hem de sosyal bilimler açısından önemli değer taşımaktadır. Aydınlatma teknik bir konu olmakla birlikte, insan üzerindeki genel etkileri dolayısıyla mimariden, psikolojiye, verimlilikten, ekonomiye uzanan bir yelpaze içinde yer alıyor. Kent kavramı ise siyaset, ekonomi, kültür, sağlık ve sanat ile bir bütün. Kent ve aydınlatmanın birleştiği yer ise doğal olarak farklı disiplinlerin buluşma noktası. Kent, kentlilik, kentleşme süreçleri birçok sorunu ve çözümsüzlüğü kendi bünyesinde barındırıyor. Bu sorunların çözümü bir ölçüde farklı alanlarda uzmanlaşmış kişilerin bir arada çalışmasından elde edilen bilgi ve deneyimlerin paylaşılmasından geçiyor. Elektrik Yüksek Mühendisi olarak başladığım, Yerel Yönetimler ve Kent Planlama Çevre Tasarımı Yüksek Lisans Programı nda, aldığım eğitim süresince hukuktan, yerel yönetimlere, mimariden, planlamaya kadar edindiğim bilgi ve deneyim sürecinin bana çok şey kattığını düşünüyorum. Bu programa katılmamda öncülük eden sevgili hocam Prof. Dr. Semih Eryıldız a programı hazırlayan akademisyen kadro ve emeği geçen herkese, bu tezi hazırlamam konusunda desteğini benden esirgemeyen tez danışmanım, hocam Prof. Dr. Selma KURRA ya, Prof. Dr. Rengin Ünver e, Yrd. Doç. Dr. Emine Ümran Topçu ya, Doç.Dr. Hülya Sirel e, Y. Mimar Araş. Gör. B. Onur Turan a, Y. Mimar Araş. Gör. Ebru Ergöz Karahan a, İ.B.B. Yapı İşleri Müdürü Abdurrahman Atmaca ya, İ.B.B. Elektrik Mühendisi Sami Uysal a, Ulaşım A.Ş Halkla İlişkiler den Mustafa Bilgin e, Siteco Aydınlatma dan Mimar Yeşim Betin e, tez çalışmalarım esnasında mesleki deneyimleriyle her konuda yardımcı olan arkadaşlarım, Total Aydınlatma dan Yük.Mimar Nergiz Arifoğlu na, Çevre Müh. Araş. Gör. İlkay Öztürk e, İnşaat Yük. Müh. Şebnem Tiryakioğlu na, Berat Gümüş e, İnşaat Mühendisi Nazan Çeliker e, Peyzaj Mimar ı Gülay Odabaş a, Deniz Gümüş e, Eda Aydoğdu ya, Zafer Berkol a, Güler Ülgen e, ayrıca kızım Eylül ve annemle babama sonsuz teşekkür ediyorum. Hilal DOKUZCAN
ÖZET IŞIK KİRLİLİĞİ AÇISINDAN KENT AYDINLATMASI VE TAKSİM MEYDANI ÖRNEĞİ Dokuzcan, Hilal Yüksek Lisans Çevre Tasarımı Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Selma Kura Şubat 2006, 121 sayfa 20. yüzyılın ikinci yarısında bilim ve teknolojideki gelişmelerle orantılı olarak kentleşme ve kent aydınlatması konuları yeni yaklaşımlarla karşı karşıya kalmıştır. Her geçen gün yeni ürünlerin ortaya çıkması ve kentlerin büyümesi kent aydınlatmasında farklı seçeneklerle birlikte farklı sorunların da ortaya çıkmasına yol açmıştır. Ülkemizde kent aydınlatma uygulamaları genellikle doğru yapılmamaktadır. Kent aydınlatması, gece koşullarında fiziksel parametrelerin istenilen değerlerini sağlamasının yanı sıra kent kimliğini ortaya çıkaran ve görsel açıdan estetik değer taşıma gibi diğer kriterleri de sağlamalıdır. Ancak yapılan uygulamalarda bu kriterlerin sağlanamaması; günümüzde yeni bir kavram olan ışık kirliliği sorununu ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada kent aydınlatması ayrıntılı biçimde ele alınmış ışık kirliliğini oluşturan faktörler incelenmiştir. Daha sonra bir uygulama örneği olarak; Taksim Meydanı ve çevresi ışık kirliliği açısından değerlendirilmiştir. Bu amaçla aydınlık düzeyi ölçümleri yapılmış ve bilgisayar programı yardımıyla yapılan hesaplamalara dayalı ışık dağılım haritası elde edilmiştir. Sonuçlar değerlendirildikten sonra öneriler belirtilmiştir. Anahtar sözcükler: Dış Aydınlatma, Kent Aydınlatması, Işık Kirliliği, Taksim Meydanı Aydınlatması
ABSTRACT CITY LIGHTING WITH REGARD TO LIGHT POLLUTION AND TAKSİM SQUARE AS AN EXAMPLE Dokuzcan, Hilal Environment Desing, Masters Degree Program Supervisor: Prof. Dr. Selma Kura February 2006, 121 pages Beginning from the second half of the 20th century, in parallel with the new developments in science and technology, urbanization and city lighting issues face new approaches. Every day beside the introduction of a new product, the growth of the cities and new alternatives in city lighting arise new problems. The lighting systems used nowadays unfortunately contain many wrong applications. City lighting meets the need of outside lighting in the cities but also poses the city identity and has a visual aesthetics value. In this study city lighting issues are explained in detail and its relation with regard to light pollution is examined. As an example Taksim Square and its perimeter is examined and by using a computer program, the illuminance values are obtained. Key words: Light pollution, outdoor lighting, city lighting, Illumination of Taksim Square.
İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ... i ÖZET....ii SUMMARY...iii İÇİNDEKİLER... iv ŞEKİL LİSTESİ... vi TABLO LİSTESİ... vii FOTOĞRAF LİSTESİ...viii HARİTA LİSTESİ... ix EK LİSTESİ... x GİRİŞ... 1 BÖLÜM 1 AYDINLATMA VE IŞIK KİRLİLİĞİ...3 1.1. Işık ve Görme Olayı...4 1.2. Aydınlatma Tanım ve İlkeleri...8 1.2.1 Işık ve Aydınlanma ile İlgili Teknik Tanımlar...11 1.2.2. Aydınlatma Türleri...13 1.2.2.1. Doğal Aydınlatma...14 1.2.2.2. Yapay Aydınlatma...14 1.2.2.3. İç Aydınlatma...15 1.2.2.4. Dış Aydınlatma...15 1.3. Işık Kirliliği...16 1.4. Işık Kirliliği Kaynakları...17 1.5. Işık Kirliliğinin Oluşturan Nedenler ve Sonuçları...18 1.6. Işık Kirliliğinin Etkileri...29 1.6.1. Işık Kirliliğinin İnsan Üzerindeki Etkisi...29 1.6.2. Işık Kirliliğinin Gökbilimine Etkisi...29 1.6.2.1. Kent Aydınlatmasıyla Oluşan Gök Parlaklığının Hesaplanması...29 1.6.3. Işık Kirliliğinin Ekonomiye Etkisi...30 1.6.4. Işık Kirliliğinin Doğal Yaşama Etkisi...31 BÖLÜM 2 KENTSEL AYDINLATMA KRİTERLERİ VE IŞIK KİRLİLİĞİNİN ÖNLENMESİ...33 2.1. Kentsel Aydınlatma Kriterleri...34
2.1.1. Kentsel Değer Aydınlatması...35 2.1.2. Kentsel Değer Dışı Aydınlatma...35 2.2. Kent İçi Aydınlatmada Kullanılan Elemanlar ve Işık Kirliliği Açısından Özelikleri...36 2.2.1. Işık Kaynakları (Lambalar) ve Balastlar...36 2.2.2.Aydınlatma Armatürü Sınıflandırması...41 2.2.3.Dış Aydınlatma Armatürlerinin Seçimi ve Uygulamasına Yönelik İlkeler...45 2.3. Kent Aydınlatma Tekniğine İlişkin Temel Kurallar...51 2.3.1.Yapıların Dış Yüzeylerinin Aydınlatılması...51 2.3.2. Yapıların Dışındaki Kentsel Değerlerin Aydınlatılması...57 2.4. Emniyet ve Güvenlik Aydınlatması Tasarımı...69 2.5. Yol Aydınlatması...70 2.6. Işık Kirliliği Kontrolü...75 2.6.1. Kirliliğe Neden Olan Aydınlatma Sistemleri...76 2.6.2. Kirliliği Engelleyen Aydınlatma Sistemleri...77 2.7. Topluma Duyarlı Tasarım...78 BÖLÜM 3 TAKSİM MEYDANI VE YAKIN ÇEVRESİNİN IŞIK KİRLİLİĞİ AÇISINDAN İNCELENMESİ...82 3.1. Alanda Mevcut Olan Aydınlatma Sistemleri...83 3.2. Alanda Ölçüm Çalışmaları...88 3.2.1. Ölçümde Kullanılan Cihaz...88 3.2.2. Uygulanan Ölçme Tekniği...88 3.2.3. Ölçüm Noktaları...88 3.2.4. Ölçüm Sonuçları...94 3.3. Bilgisayar Destekli Aydınlık Düzeyi Hesaplamaları...97 3.3.1. Uygulama Yöntemi ve Yazılımın Tanıtılması...97 3.3.2. Çalışmanın Adımları...98 3.4. Çalışmanın Sonuçları ve Değerlendirmeler...98 3.5. Öneriler...111 BÖLÜM 4 SONUÇ...114 KAYNAKLAR...117
Şekil Listesi: Şekil 1. Elektromanyetik Tayf (Görünen Işık)... 5 Şekil 2. Aydınlatma Sistemleri Şeması... 10 Şekil 3. Işık Akısı ve Aydınlık Düzeyi İlişkisi... 12 Şekil 4. Direğe Monte Edilmiş Dış Aydınlatma Armatürü Örneği... 19 Şekil 5. Doğru ve Yanlış Aydınlatma Yöntemleri... 19 Şekil 6. Aydınlatma Yöntemleri... 21 Şekil 7. Kötü ve İyi Aydınlatma Yöntemleri... 23
Tablo Listesi: Tablo 1. Dış Aydınlatma Uygulamalarında Tavsiye Edilen Aydınlık Düzeyleri. 16 Tablo 2 Uzaklığın Gök Parlaklığına Etkisi... 30 Tablo 3. Uzaklık ve Nüfus Arasındaki İlişki... 30 Tablo 4. Işık Enerjisi Kaybı... 31 Tablo 5. Cıva Buharlı Lamba Özellikleri... 38 Tablo 6. Metal Halojen Lamba Özellikleri... 39 Tablo 7. Yüksek Basınçlı Sodyum Lamba Özellikleri... 40 Tablo 8. Düşük Basınç Sodyum Lamba Özellikleri... 41 Tablo 9. Projektör Aydınlıkları... 45 Tablo 10. Çeşitli Gereçlerin Yansıtma Çarpanları... 56 Tablo 11. Farklı Yol Tipleri İçin Aydınlatma Sınıfları... 70 Tablo 12. Farklı Sınıflamalar İçin Uygulanacak Yol Aydınlatması Kriterleri... 72 Tablo 13. Yaya Alanlarındaki Yol Tipleri İçin Ortalama Aydınlık Düzeyi... 73 Tablo 14. Yol Aydınlatmasında Kullanılan Lambaların Karakteristik Özellikleri. 74 Tablo 15. Farklı Lamba Tiplerinin Karşılaştırılması... 75 Tablo 16. Harita1 de Kullanılan Armatür Tiplerine İlişkin Semboller ve Açıklamalar... 90 Tablo 17. Taksim Meydanı ve Yakın Çevresi Ölçüm Tablosu... 94 Tablo 18. Aydınlık Düzeyi Ölçüm Sonuçlarının, Hesaplama Sonuçlarıyla Karşılaştırılması... 103
Fotoğraf Listesi: Fotoğraf 1. Türkiye de Gece Parlaklığı... 24 Fotoğraf 2. Kuzey Amerika da Gece Parlaklığı... 24 Fotoğraf 3. İstanbul da Gece Parlaklığı Görüntüleri... 29 Fotoğraf 4. İstanbul da Gece Parlaklığı Görüntüleri... 29 Fotoğraf 5. İstanbul da Gece Parlaklığı Görüntüleri... 29 Fotoğraf 6. Lucerne - İsviçre... 79 Fotoğraf 7. Berlin Branderburg Kapı Aydınlatma Örneği... 80 Fotoğraf 8. Berlin Branderburg Kapı Aydınlatma Örneği... 80 Fotoğraf 9. Rue de Grand Aydınlatma Örneği... 80 Fotoğraf 10. City Hall Valladolid - İspanya... 80 Fotoğraf 11.Toledo Sokakları... 80 Fotoğraf 12.Taksim Meydanı Genel Aydınlatma... 84 Fotoğraf 13.Taksim Meydanı Genel Aydınlatma... 84 Fotoğraf 14.Meydan Aydınlatması... 85 Fotoğraf 15.Anıt Aydınlatması... 85 Fotoğraf 16.İstiklal Caddesi Aydınlatması, Kataner Sistem... 86 Fotoğraf 17.Yol ve Kaldırım Aydınlatması... 86 Fotoğraf 18.Yaya Alanı Aydınlatması... 86 Fotoğraf 19.Metro Girişi Aydınlatması... 87 Fotoğraf 20.Kaldırım aydınlatması... 87 Fotoğraf 21.Dışarı Kaçan Işık ve Parlama... 104 Fotoğraf 22.Dışarı Kaçan Işık ve Parlama... 104 Fotoğraf 23.Dışarı Kaçan Işık ve Parlama... 105 Fotoğraf 24.Işığın Her Yöne Doğru Yayılımı... 106 Fotoğraf 25.Reklam Panosu Aydınlatması... 107 Fotoğraf 26.Taksim Anıtı Aydınlatması... 108 Fotoğraf 27.Taksim Anıtı Aydınlatması... 108 Fotoğraf 28.Taksim Anıtı Aydınlatması... 108 Fotoğraf 29.Sular İdaresi Duvarı... 109 Fotoğraf 30.Çeşme... 109 Fotoğraf 31.Büfe Aydınlatması ve Arka Planda Çeşme... 110 Fotoğraf 32.Cephe Aydınlatması... 110 Fotoğraf 33.Meydanın Köşesinde Yer Alan Çiçekçiler ve Taksim Anıtı... 111
Harita Listesi Harita 1. Genel Çalışma Paftası. Taksim Meydanı ve Yakın Çevresi Aydınlatma Elemanları ve Ölçüm Noktaları... 89 Harita 2. Cumhuriyet Cad. Tarafı Armatür Yerleşim Planı ve Ölçüm Noktaları.. 91 Harita 3. Meydan Armatür Yerleşim Planı ve Ölçüm Noktaları... 92 Harita 4. İstiklal Caddesi Armatür Yerleşim Planı ve Ölçüm Noktaları... 93 Harita 5. Aydınlık Düzeyi Dağılımı Haritası... 101 Harita 6. Genel Aydınlama Sisteminin İzometrik Görünüşü... 101 Harita 7. Taksim Meydanı ve Yakın Çevresi Aydınlık Düzeyi Dağılımı... 102
Ek Listesi: Ek 1: Genel Çalışma Paftası. Taksim Meydanı ve Yakın Çevresi Aydınlatma Elemanları ve Ölçüm Noktaları. Ek 2: Taksim Meydanı ve Yakın Çevresi Aydınlık Düzeyi Dağılım Haritası. Ek 3: Metro Girişi Aydınlık Düzeyi Dağılımı ve Hesapları.
GİRİŞ Yirminci yüzyılda teknolojinin gelişimi ve kentleşmenin artışı, kentleşme olgusuyla birlikte aydınlatma konusunda da yeni arayışların ortaya çıkmasına yol açmıştır. Kent içinde yol, cadde, sokak aydınlatmaları, reklam ve ilan panoları aydınlatmaları, güvenlik amaçlı aydınlatmalar gibi dış aydınlatma konularının içinde yer alan ve bir kent içinde olması gereken aydınlatma konularının yanı sıra, planlama ve görsellik açısından da kent aydınlatması büyük bir önem taşımaktadır. Hem kullanım hem de görsel açıdan kente ait kültürel, tarihi ve estetik değerlerin ortaya çıkarılması ihtiyacı, kentsel aydınlatma konusunu ortaya çıkarmıştır. Kenti kent yapan kavramlardan biri olarak kentsel aydınlatma, kent kimliğini öne çıkarmada belirleyici role sahiptir ve sadece aydınlatma ihtiyacı ve aydınlatma tekniği ile ilgili bir konu olmayıp estetik, ekonomi, verimlilik, mimari ve sanat ile doğrudan ilgilidir. Bir kent içinde yer alan tarihi yapılar, anıtlar, kalıntılar, alışveriş merkezleri, sosyal ve kültürel alanlar, peyzaj alanları, meydanlar, parklar, bahçeler, gezinti yerleri, doğal güzellikler, çağdaş yapılar ve benzerlerinin aydınlatılması kent aydınlatması konularının içindedir. Ancak aydınlatma ilkelerinin doğru uygulanmaması, aydınlatma sistemlerinin yanlış tasarımı ve gelişen aydınlatma teknolojisinin doğru kullanılmaması günümüzde önemli bir kirlilik çeşidi olan ışık kirliliği kavramını ortaya çıkarmıştır. Işık kirliliği kısaca; yanlış yerde, yanlış şekilde ve yanlış miktarda ışık kullanılması olarak tanılanmaktadır. Işığın yanlış kullanımı; gereksinimi sağlayamayan aydınlatma sistemlerinden dolayı boşa enerji kaybı demektir. Günümüzde, kentlerde sadece sokak aydınlatmaları için harcanan enerji kentin toplam harcadığı enerjinin %4 ile %6 sına karşılık gelmektedir. Reklam amaçlı aydınlatmalar ve bina cephelerinin aydınlatılmasının oluşturduğu aydınlatmaların bu orana eklenmesi %10 lara varan bir sonuç doğurduğu ve bu tür aydınlatmalarda Uluslararası Karanlık Gökyüzü Birliğinin yaptığı araştırmaya göre, kullanılan enerjinin %30 unun boşa gittiği ifade edilmektedir (Çetin F. Demet, Gümüş Bilal, Özbudak Berivan, Işık Kirliliği Problemi ve Diyarbakır Ölçeğinde İncelenmesi, Dicle Ünv. EMO Dergi, Sayı 420). Kasım 2001 yılı itibariyle ülkemizden, uzaya kaçan ışığın maliyeti yaklaşık 13 trilyon TL/yıl olduğu saptanmıştır (Aslan Zeki, Işık Kirliliği, Akdeniz Ünv. Ve 1
Tübitak Ulusal Gözlemevi, Işık Kirliliği ve Karanlık Gökyüzü Toplantısı,16 Kasım 2001, Antalya). Bunun yanı sıra, yapılan bazı araştırmalara göre nüfusun %25 inin gökyüzü ve yıldızları tanımadığı ve samanyolunu hiç görmediği belitilmektedir. Toplumsal bilinç, yasalar ve yönetmelikler ışık kirliliğinin önlenmesinde temel unsurlardır. Işık kirliliğinin ekonomi, doğal çevre ve kültüre etkisinin gittikce artabileceği ön görülebilir. Işık kirliliğinin nasıl engellenebileceği, aydınlatmada ne tür armatürlerin kullanılabileceği, aydınlatmanın temel amacından sapmadan doğru ve yerinde uygulamaların nasıl yapılacağı yeni yönetmeliklerin hazırlanmasından, tasarımcıların, uygulayıcıların ve kullanılacıların bu konuda duyarlı davranmasından geçmektedir. Bugün dünya üzerinde ışık kirliliğinin önlenmesi açısından pek çok komite ve dernek kurulmuştur. Amerika da OLPAC (Ohio Light Pollution Advisory Commitee), İngitere de NELPAC (New England Light Pollution Advisory Group) ışık kirliliği üzerine çalışan gruplardan bazılarıdır. IDA (International Dark-Sky Association) 1988 yılından beri dünya genelinde bu konuyla ilgilenmektedir. Yerel yönetimlerin birçoğu bu anlamda özel yasalar çıkartmıştır. ABD de 16 eyalette 74 yerel yönetim (belediyeler ya da eyalet) dış aydınlatma yönetmeliği çıkarmış, Los Angeles da 240.000 lambanın 1/3 ü yeni kavram lambalarla değiştirilmiştir (Aslan Zeki, Işık Kirliliği, Diğer Ülkeler neler Yapıyor?,TUG). Ülkemizde de bu alanda çalışmalar yapılmaktadır. Sorunun önlenmesinde mühendisler, mimarlar, çevreciler, armatür üreticileri ve yönetimler birlikte çalışmak zorundadırlar. Bu tez çalışmasında öncelile genel aydınlatma ilkeleri ve sistemleri incelenmiş; ışık kirliliği kavramı tanıtılmıştır. Örnek bir alan ( Taksim meydanı ve çevresi) seçilerek sorun incelenmiş, sonuçları değerlendirilmiş ve önerilerde bulunulmuştur. 2
BÖLÜM 1 AYDINLATMA VE IŞIK KİRLİLİĞİ 3
1. AYDINLATMA VE IŞIK KİRLİLİĞİ Bu bölümde genel aydınlatma parametreleri ve ışık kirliliğini yaratan koşullar incelenmiştir. 1.1. IŞIK VE GÖRME OLAYI Aydınlatma konusu içinde ışık; göz, nesne ve insan ilişkisi içinde en belirleyici unsurdur. Çevremizdeki her şeyi görmemizi sağlayan şey ışıktır. Işık, CIE (Uluslararası Aydınlatma Komsiyonu) tarafından, 1. Görme organına bağlı ya da görme organı aracılığı ile olan bütün duyulama ve algıların vergisi 2. Görme organı uyarabilen ışınım olarak tanımlanmaktadır ve görsel algılama, görme ve ışık aracılığı ile oluşur (Ünver Rengin, Yapıların İçinde Işık- Renk İlişkisi, Yıldız Ünv. Doktora Tezi, 1984 ). Güneş, yıldızlar ve lambalar ışık kaynağıdır. Bunların dışındaki nesnelerin görünebilir olması için ışık kaynaklarından yeterli ışığı almaları gerekir. Işık yaymayan bir cisim belli koşullar oluşturularak; örneğin lambalarda olduğu gibi ışık kaynağı haline getirilebilir. Işık bu kaynakların verdiği bir enerji türüdür ve doğrusal yolla yayılır. Dalga teorisine göre ışık, elektromanyetik ışınlanma enerjisinin gözle görülebilen bir şeklidir, foton adı verilen küçük enerjili parçacıklardan oluşmuştur ve belli bir yayılma hızına, frekansa ve dalga boyuna sahiptir. Işığın saniyede ki hızı 300 bin kilometredir. İnsan elektromanyetik tayf içinde sadece dalga boyu 380nm ile 780nm arasında değişen ve renk olarak tanımlanan kısmını görebilmektedir (Şekil 1). 4
Şekil 1 : Elektromanyetik tayf, görünen ışık (www. zamandayolculuk. com/cetinbal/spektrum.htm). İnsan elektromanyetik spektrumun içinde çok küçük bölümünü görebilir. Bu bölümde mor ile başlayan ve kırmızıyla biten renkler vardır. Dalga uzunluklarına bağlı olan ışık renklerinden kırmızı en uzun dalga boyuna, mavi ve mor en kısa dalga boyuna karşılık gelir. Renk, farklı dalga boylarındaki ışığın insan beyninde yaptığı çağrışımlardır. Renk ve Işık bir bütün olarak değerlendirilmelidir. Görsel algılamanın ana öğelerini, ışık, nesneler ve görsel algılamayı gerçekleştiren görme organı olan göz oluşturur (Ünver Rengin, Yapıların İçinde Işık- Renk İlişkisi, Yıldız Ünv. Doktora Tezi, 1984 ). Bir ışık demetinin rengini tayfsal özellikleri belirler. İnsan gözünün görünen ışık bölgesindeki, yedi farklı rengi görmesine karşılık, bazı hayvanlar; örneğin bir baykuş kırmızı ışığın ötesindeki kızıl ötesi ışığı, bir ara mor ötesi ışığı da görebilir. Kedi ve köpekler ise siyah ve beyazın dışında başka bir renk göremezler. Üzerine düşen ışığın tam dalga boylarını yansıtan cisim beyaz, tüm dalga boylarını yutan ve yansıtmayan cisim ise siyahtır. Yani beyaz ve siyah renk değildir. Renklerin dalga boyları; Ultraviyole Mor Mavi Yeşil Sarı Turuncu 100-380nm 380-436nm 436-495nm 495-566nm 566-589nm 589-627nm 5
Kırmızı Kızılötesi 627-780nm 780-10.000nm arasındadır. Işıkla birlikte göze gelen biçim aynı zamanda o cismin rengini de taşırlar. Bir cismin algılanmasını renk, form, doku, gölge, hareket ve anlam açısından değerlendirmek mümkündür. Renk aydınlatmanın parçasıdır ve ışığın önemli bir öğesidir. Renk ve ışık arasındaki uyum aydınlatma kalitesini de etkileyecektir. Renklerin görsel, psikolojik ve simgesel etkileri vardır. Aydınlatma bu etkileride göz önünde bulundurmalıdır (Çelek Tülay, Renk, Fotografya, Sayı 15). Renk ve ışık arasında ki uyum aydınlatma kalitesini de etkileyecektir. Renk algılaması ve uyumu söz konusu olduğunda şu kriterlere dikkat edilmelidir. Renk kontrastı; Açıklık koyuluk kontrastı Doygunluk kontrastı Sıcak-soğuk kontrastı Komşuluk kontrastı Tamamlayıcı kontrast Alan genişliği kontrastı. Kontrast; algılanması istenilen hedef eleman veya yüzey ile arka plan arasındaki ayrımların büyüklüğünü gösterir. Kontrast; görülebilirliği etkiler, psikolojik etki oluşturur, kamaşma dolayısıyla konforsuzluk ve göz yorgunluğu yaratabilir. Işık Rengi: Işık rengi (renksel özellikleri) üç ayrı biçimde tanımlanabilir. Sıcak-soğuk (mavimsi beyaz ışıklar soğuk, kırmızı pembesi olarak nitelendirilir.) ışıklar sıcak Renk sıcaklığı Renksel geriverim Renk Sıcaklığı: Birim, Kelvin (K): Bir ışık kaynağının renk sıcaklığı, kara cisim ile tanımlanır ve Planck ın geometrik yeri ile gösterilir. Kara cismin sıcaklığı 6
arttığında, mavi rengin tayf içerisindeki payı büyür, kırmızının payı azalır. Sıcak beyaz bir ışığa sahip bir akkor lamba örneğin 2700K değere sahipken, aynı değer flüoresan lambalarda 6000K olabilir. Işık rengi, renk sıcaklığı ile de tarif edilmektedir. Burada üç ana grup bulunmaktadır: * Sıcak beyaz < 3300 K (ww) * Doğal beyaz 3300-5000 K (nw) * Gün ışığı beyazı > 5000 K. (tw) Aynı ışık rengine rağmen, lambalar, ışıklarının tayfsal bileşimleri nedeniyle çok farklı renksel geriverim özelliklerine sahiptirler. Renksel Geriverim: Kulanılan yere ve görüş amacına bağlı olarak, yapay ışığın, renk algılamasının olabildiğince hassas gerçekleştirmesinin (gün ışığında olduğu gibi) sağlanması gerekir. Bunun için ölçüt, bir ışık kaynağının renksel geriverim özellikleridir. Bu özellikler Genel Renksel Geriverim Endeksi nde Rа olarak ifade edilirler. Ra = 100 değerine sahip bir ışık kaynağı tüm renkleri, referans ışık kaynağı altındaki gibi optimal gösterir. Ra değeri azaldıkça renklerin doğru olarak yansıması da giderek azalacaktır. Görme duyusu; ışık, şekil, renk, hareket ve derinlik gibi çok çeşitli özelliklerin toplamıdır. Gözün kamera gibi çalışmasının yanı sıra çoğu zaman göz ardı edilen diğer bir yanı organizma ve sinir sistemi ile olan bağlantısıdır. Çevreden gelen ışık etkileri organizmayı etkilemekte, psikolojik boyuta taşımaktadır (Elibal İbrahim, Göz ve Görme, Körler Fedarasyonu İnternet Sitesi Yayını). Göz duyusu ışık, şekil, renk, hareket ve derinlik gibi çok çeşitli özelliklerin toplamıdır. Bir cismin görülmesi o cismin gözün ağ tabakasında meydana getirdiği görüntünün aydınlık düzyine ve cismin farklı noktalarının ışıklılıklarına bağlıdır. Görme olayının gerçekleşmesi için ortamda ışığın bulunması ve belli sınırlar içinde olması gerekir. Gözün uyarılmasını sağlayan alt sınır ve kamaşmaya başladığı bir üst sınır vardır. 7
Gözün uyarılmaya başladığı en küçük ışıklılık değeri apostilb (asb) olarak belirtilen ışık uyarımıdır. Gözdeki ağ tabakasında koni ve çubuklar bulunur ve bunlar ışık uyarımlarına aynı derecede duyarlı değillerdir. Tamamen karanlıkta bulunan göz için 10-5 asb de uyartım başlar ve bu durumda çomaklar çalışmaya başlar. Bu eşik değeri 10-2 asb ye ulaştığında renk duyarlılığı başlar ve bu değer koniler için alt eşik değeridir. 10-2 asb ile 10 asb arası değerler için koni ve çubuklar beraber çalışır ve buna karma görme denir. 10 asb nin üstündeki parıltılarda yalnız koniler çalışır ve gündüz görmesi olarak tanımlanır. Bütün bu verileri değerlendirirsek 3 çeşit görme vardır: Gece Görmesi (10-5 asb -10-2 asb) Karma Görme (10-2 asb -10 asb) Gündüz Görmesi (10 asb ve üzeri) ( Ünver Rengin, Yapıların İçinde Işık- Renk İlişkisi, Yıldız Ünv. Doktora Tezi, 1984, Ünal Adem, Özenç Serhat, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları Birsen Yayınevi ) Başka bir ifadeyle açık alanda insan gözünün görme etkinliği fotopik, skotopik ve mezopik olmak üzere üç kategoriye ayrılır. Bu kategoriler çubuk ve koni foto alıcıların uyarlama durumuyla ilgilidir. Fotopik ve skotopik koşulların arasında, mezopik koşullarda hem çubuklar hem koniler aktiftir. Açık alan aydınlatma konularının büyük çoğunluğu mezopiktir (IESNA Lighting Hanbook, chapter 21, The Operating State of the Visual System). Işığın önemi, göz sağlığından aydınlatılan ortamda verimliliğin artmasına kadar geniş bir çerçevede ortaya çıkar. Işık yönü ve gölgelendirme, ışık dağılımı, ışığın rengi ve yansıması, ışıktan nasıl yararlanıldığı aydınlatmanın kalitesini ve doğru aydınlatmayı belirler. Işık kirliliğinin oluştuğu nokta, ışığın yanlış kullanımı ile ilgilidir. 1.2. AYDINLATMA TANIM VE İLKELERİ İnsanlık varoluşundan beri ışığa ihtiyaç duymuştur. Güneş ve ay ışığının yetmeyişi insanlığı bilimin ve teknolojinin gelişimiyle birlikte yapay aydınlatmaya yönlendirmiştir. 19. yüzyıla kadar mum, kandil, çıra ve yağ lambaları aydınlatma 8
araçları olarak kullanılmıştır. T.A. Edison'un 1879'da akkor telli lambayı yeniden icat etmesiyle ( Akkor telli lamba 1845 yılında H. Goebel tarafından icat edilmiş ancak yeterli derecede kuvvetli elektrik kaynağının olmayışı icat'ın sürekliliğini getirmemiştir ( Özkaya Muzaffer, Aydınlatma Tekniği, Birsen Yayınevi, 2004) aydınlatma farklı bir boyut kazanmıştır. Zaman içinde osmiyum, tantal ve tungsten tellerine geçiş ve deşarj lambalarındaki gelişim ile flüerosan lambaların yayılması aydınlatma konusunu bugünkü noktasına ulaştırmıştır. Gündüzleri güneş ışığı ile yaratılan görme koşulları geceleri farklı bir ihtiyaca cevap verecek aydınlatmaların düzenlenmesine yol açmıştır. Aydınlatmada temel amaç, Uluslararası Aydınlatma Komisyonun ca benimsenmiş tanıma göre, nesnelerin ve çevrenin gereği gibi görülebilmesini sağlamak amacı ile ışık uygulamak tır. Aydınlatmada amaç yukarıdaki tanımda olduğu gibi herhangi bir nesnenin veya çevrenin görsel olarak algılanmasını sağlamaktır. Aydınlatma tasarımlarında dikkat edilmesi gereken temel ölçütler; aydınlığın niceliği, aydınlığın niteliği, ışıklılık ve yüzey özellikleridir. Aydınlığın niceliği, aydınlık düzeyi ile ilgili bir kavramdır. Aydınlığın niteliği ise aydınlık düzeyi dağılımı, ışığın doğrultusu aydınlıkta oluşan gölgeler ve ışığın rengi ile ilgilidir (Sirel Şazi, Aydınlatma Tasarımında Temel Kurallar, Yapı Fiziği Uzmanlık Enstitüsü, Kitapçık No:7, Ünal Adem, Özenç Serhat, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları, Birsen Yayınevi, 2004). Aydınlatma yapılacak alanın ne olduğu, nasıl bir aydınlatmanın uygulanacağı, nesnenin veya çevrenin fiziksel özellikleri, renkleri, dokuları, hareketli veya hareketsiz oluşları, mekanın iç veya dış yüzeyi, mimarisi, küçüklüğü veya büyüklüğü aydınlatmanın niceliğini, dolayısıyla niteliğini de belirler. "Aydınlatma tekniği, işte bütün bu değişkenleri dikkate alarak, aydınlatmanın nasıl yapılması gerektiğini belirleyen tekniktir. Aydınlatma tekniği böylece, bir yandan görsel algılamanın en iyi koşullarda gerçekleşmesini sağlarken, öte yandan, bunun, ilk yapım giderleri ve kullanma harcamaları bakımından en ekonomik bir çözümle elde edilmesini, insan doğasına uygunluğunu ve sonucun estetik değerler ve mimariye uyum bakımından da doyurucu olmasını sağlar" (Sirel Şazi, Sistem Dekor Dergisi, Ocak 1991, Sayı 1, sayfa 12, www.yfu.com). 9
Aydınlatmanın yapılışı, aydınlatma amacı, aydınlatma kaynağı, aydınlatma alanı ve aydınlatma karakteristiklerine göre sınıflandırılabilir. Şekil 2 de aydınlatma sistemi şeması verilmiştir. Aydınlatma Sınflandırması Aydınlatma Amacına Göre Aydınlatma Kaynağına Göre Aydınlatma Alanına Göre Aydınlatma Karakteristiğine Göre Psikolojik Aydınlatma İlgi Çekici Aydınlatma Dekoratif Aydınlatma Doğal Aydınlatma İç Aydınlatma Dolaysız Aydınlatma Yarı Dolaysız Ayınlatma Reklam Amaçlı Aydınlatma Yapay Aydınlatma Dış Aydınlatma Dolaylı Aydınlatma Yarı Dolaylı Aydınlatma Sahne Aydınlatması Bütünleşik Aydınlatma Yayınık Aydınlatma Tarihi Yapı Aydınlatması Şekil 2: Aydınlatma sistemleri şeması (İ.T.Ü. Fiziksel Çevre Kontrolü Ders Notu) Kısaca aydınlatmanın temel konuları; ışık, ışığın üretimi, dağıtımı, ekonomisi, verimliliği, ölçülmesi ve insan üzerindeki etkilerinden oluşur. Bu etkiler ışık kirliliğinin oluşması açısından da belirliyicidir. İyi ve kaliteli bir aydınlatma, 10
aydınlatılması gereken alana gereksinim duyulan kadar ışık göndermekle mümkündür. Kullanılmayacak alanların aydınlatılması, kullanılan alanların gereğinden fazla aydınlatılması enerjinin boşa kullanılmasına yol açtığı gibi yetersiz yapılan aydınlatma da güvenlik ve konfor açısından önemli sorunlara yol açacaktır. İyi bir aydınlatma ile özet olarak aşağıdaki yararlar sağlanır. Gözün görme yeteneği artar Göz sağlığı korunur Kazalar azalır Yapılan işin verimi yükselir Ticarette iş hacmi büyür Ekonomik potansiyel artar Güvenlik sağlanır Estetik ve konfor gereksinimine yanıt verilir (Özkaya Muzaffer, Aydınlatma Tekniği, Birsen Yayınevi, 2004). Işık ve renk, ışık kaynakları, yüzeylerin ve gereçlerin ışık yansıtma ve geçirme özellikleri, estetik, mimari, ölçme teknikleri, hesap biçimleri, insan ve görme bağlantıları içinde aydınlatma konusunu temel amacın ışık olduğu alandan, aydınlatma için doğru seçimlere yönelmeye, oradan da görsel algılamada ışığın çokluğunun değil niteliğinin daha önemli olduğu anlayışına doğru hızla yol almasına yol açmıştır. Işık ve insan arasındaki bağlantı ve gelişen teknoloji psikolojik, ekonomik ve sosyal boyutuyla kent içi aydınlatma konusunda da temel amacın değişmesine yol açacaktır. 1.2.1. IŞIK VE AYDINLATMA İLE İLGİLİ TEKNİK TANIMLAR a) Işık ve Işınım: Işık, insan gözünde duyulanma uyandıran, yani görülebilen, elektromanyetik ışınımın adıdır. 360 ile 830 nm arasındaki elektromanyetik ışınımlar ışık olarak adlandırılır. b) Işık akısı Φ, Birim: Lümen (lm): Işık akısı (Φ) olarak, ışık kaynağından verilen ve tayfsal göz hassasiyeti ile değerlendirilen ışıyan güç olarak adlandırılır. 11
c) Işık Şiddeti I, Birim, Candela (cd): Bir ışık kaynağı, ışıksal akısını (Φ) genelde çeşitli yönlere ve değişik şiddette yayar. Belli bir yönde yayılan ışığın yoğunluğu, ışık şiddeti I olarak adlandırılır. d) Aydınlık Düzeyi E, Birim, Lux (lx): Aydınlık düzeyi E, düşen ışıksal akının aydınlatılacak yüzeye olan oranını bildirir. Aydınlık düzeyi, 1Lm değerindeki ışık akısının 1m² yüzeye eşit yayılmış şekilde düştüğü durumda 1lx değerindedir. e) Işıksal Parıltı L, Birim, Beher m² için Candela [cd/m²]: Bir ışık kaynağının veya aydınlatılan bir yüzeyin aydınlatma yoğunluğu L, algılanan aydınlık etkisi için esastır. Şekil 3: Işık akısı ve aydınlık düzeyi ilişkisi ( Mechanical and Electrical Equipment for Building, Stein Benjamin, Reynolds John S., Ninth Edition, 2000, sayfa1053). Aydınlatma tekniğinde kullanılan bağıntılar: Işık Yeğinliği (I) cd = Hacim açısından ışık akısı Ф /Hacim açısı Ω [sr] Aydınlık Seviyesi (E) Lx = Düşen ışık akısı (lm)/aydınlatılan yüzey (m²) Aydınlık Seviyesi (E) Lx = Işıksal yeğinlik (cd)/metre olarak mesafe (m²) Işıklılık (L) cd/m² = Işık Şiddeti (cd)/görülen aydınlatma yüzeyi (m²) 12
f) Işık Dağılım (Polar Fotometri) Eğrisi: Noktasal bir ışık kaynağından geçen düzlem üzerinde, kaynağın çeşitli doğrultulardaki ışık şiddetlerinin uç noktalarının geometrik yeridir. g) Armatür Verimi (h ) : Bir aydınlatma armatüründen çıkan ışık akısının armatür içindeki lambanın ürettiği ışık akısına oranıdır. h) Bir armatürün işletimdeki geriverimi: Bir armatürün işletimdeki geriverimi, ekonomik açısından sınıflandırılmasında önemli bir kriterdir. Bu değer armatürden çıkan ışık akısının, armatür içerisinde takılmış olan lambanın ışık akısına olan oranını ifade eder. ı) Alt Yarı Uzay Işık Akısı Oranı (DLOR) : Armatürün alt yarı uzaya yaydığı ışık akısının, içindeki lambanın ürettiği ışık akısına oranıdır. i) Üst Yarı Uzay Işık Akısı Oranı (ULOR) : Armatürün üst yarı uzaya yaydığı ışık akısının, içindeki lambanın ürettiği ışık akısına oranıdır. j) Işıksal Verim (η): Birimi, Beher Watt için Lümen [Im/W]: Işıksal verim η, kullanılan elektrik gücünün, hangi ekonomik düzeyde ışığa dönüştüğünü bildirir. k) Koruma Derecesi : Aydınlatma armatürlerinin toza, katı cisimlere ve suya, neme karşı dayanıklıklarının göstergesidir. Uluslararası kabullere göre IPX 1 X 2 kodları ile gösterilir. Koruma derecesindeki ilk rakam (X 1 ) katı cisimlere, ikinci rakam (X 2 ) ise suya karşı koruma derecesini gösterir ( TS 3033 )( Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Dış Aydınlatma Yönetmeliği, Teknik terimlerle ilgili bilgi aşağıdaki adresten alınmıştır. www.emo.org.tr/modules.php?op=modload&name= Downloads &file=index&req=getit&lid=). 1.2.2. AYDINLATMA TÜRLERİ Aydınlatmada kullanılan ışığın kökenine ve aydınlatılacak yerin özelliklerine göre farklı aydınlatma türleri vardır. Kullanılan ışığın kökenine uygun olarak doğal ve yapay aydınlatma, aydınlatılacak yere göre de iç aydınlatma ve dış aydınlatma kavramları ortayaçıkar. Tez konusu gereği incelenen kentsel aydınlatma ve ışık kirliliği mekan ve yer açısından dış aydınlatma ve yapay aydınlatma türleriyle doğrudan bağlantılıdır. Kentsel aydınlatma sisemlerinin tasarımı dış aydınlatmadan 13