1 AYDINLATMANIN KONUSU
Aydınlatma, pratik ya da estetik etkiyi elde etmek için ışığın bilinçli şekilde kullanılmasıdır. Aydınlatmada tasarımcının rolü, Işığı etkin şekilde kullanmak, Kontrol altına almaktır. 2
İç veya dış mekânlarda, bir başka deyişle her hangi bir yerin ışık veya herhangi bir ışık kaynağı yardımıyla ortamın görünür hale getirilmesi uygun aydınlatma ile sağlanır. Cisimleri gözle görebilmemiz için ya cisimlerin kendisinde Işık Kaynağı olması yada gelen ışınları depolayıp yansıtabilme özelliğine sahip olması gerekir. Cisimleri görmemizin nedeni gözden cisimlere ışın gitmesi değil cisimlerin ışığı yansıtması ve bu yansımaları gözün algılamasıdır. 3
Doğru aydınlatma, bir bölgenin görünümünü iyileştirerek görev performansını yada oturanlar üzerindeki olumlu psikolojik etkileri (Dramatik Aydınlatma) arttırabilir. Dramatik Aydınlatma; kurgusal, anlamlandırıcı, yapıyı ve mekanı mimarinin ve düşünceleri ifadenin bir nesnesi olarak anlatmaya, hissettirmeye yönelik aydınlatmadır. 4
AYDINLATMANIN KONUSU NEDİR? Işık, göz ve görülecek nesne üçlüsü, aydınlatma konusunun temelini oluşturur. Aydınlatmanın konusu Işığın üretimi Kullanımı ve dağıtım, Ekonomisi Ölçülmesi Işığın insan bünyesindeki etkileri. Günümüzde bireylerin fizyolojik, estetik, konfor ve güvenlik ihtiyaçlarına ekonomik olarak cevap vermek için iyi aydınlatma 5 bir zorunluluk haline gelmiştir.
İyi bir aydınlatma elde edebilmek için göz önünde bulundurulması gereken kriterler nelerdir? Gerekli ışık ihtiyacı için: Aydınlık Düzeyi Işık Armatürü için: Işığın Dağılımı ve Işığın Geliş Yönü Lamba Tipi: Işığın Rengi ve Işık Akısı Malzemenin Yansıtma Çarpanı: Malzeme Özellikleri Müşteri istekleri Maliyet Enerji Tüketimi Aydınlatma Türü Kullanım Amacı Mekânın Özellikleri ve Geometrisi 6
İyi bir aydınlatma ile özet olarak aşağıdaki yararlar sağlanır: Gözün kontrast duyarlığı, keskinliği, görme hızı, renk duyarlığı artar, kamaşma önlenir; yani görme yeteneği artar. Göz sağlığı korunur. Kazalar azalır. Çalışma verimi yükselir, ticarette iş hacmi büyür ve ekonomik potansiyel artar. Normal ve olağanüstü durumlarda güvenlik sağlanır. Estetik hislere ve konfor ihtiyacına yanıt verilir. Aydınlatma tekniğinde, fizik, fizyolojik-optik ve psikolojiden büyük oranda yararlanır. 7
8 AYDINLATMA İÇİN IŞIK
İnsan hayatında görmek çok önemlidir ve ancak yeterli aydınlıkta mümkündür. Doğal ışık (güneş, ay ve yıldızların ışığı) yetmediği takdirde, suni ışıkla aydınlanmak gerekir. İNSANLAR, Okuduklarının %10 unu; Duyduklarının %20 sini; Gördüklerinin %30 unu yüzde otuzunu; Hem görüp hem duyduklarının %50 sini; Görüp, duyup, söylediklerinin %80 ini; Görüp, duyup, söyleyip, dokunduklarının %90 ını 9 HATIRLAR.
Aydınlatma için önceleri çıra, mum, meşale ve bitkisel veya hayvani yağlı kandiller kullanılmış, bunlara on sekizinci yüzyılın sonlarında havagazı da katılmıştır. Kandil, Gaz Lambası, Meşale ve Hava Gazı Lambaları Gece sokak aydınlatması için Gaz Lambasını yakan adam 10
Yakamoz Noctiluca scintillans Ateşböceği Anglerfish 11 Hayvansal ışık fenomenleri (Biyolüminesans)
1859'da Kuzey Amerika'da petrolün bulunması ile gazyağı diğer bir kaynak olmuştur. 1879'da T.A. Edison elektrik enerjisi ile çalışan, ampul olarak isimlendirilen, enkandesan (kızgın telli akkor flamanlı) lâmbanın patentini aldı. H. Goebel, Edison'un patentini aldığı lâmbayı 1854'de kendisinin icat ettiğini iddia ettiyse de, patent davasını kaybetti ve icat Edison'a mal oldu. Kızgın telli lambada önce bambu lifi, takiben kömürleştirilmiş selüloz, osmiyum, tantal ve nihayet 1906'da tungsten flaman kullanıldı. 12
Thomas Edison, icadının çalışma şeklini 1879'da Menlo Park'ta bu ampul ile gösterdi. Plazma küresi Akkor telli (flamanlı) ampul 13
1866'da W. Siemens tarafından ilk dinamonun gerçekleştirilmesi ile başlayan elektrik enerjisi üretimi ve dağıtım şebekelerinin yaygınlaşması ile elektrik enerjisi 1915'lerden itibaren aydınlatmanın temel enerjisi oldu. 1929'dan itibaren, önce flüoresan lamba olmak üzere ticari deşarj lâmbalar icat edildi, büyük gelişmeler gerçekleştirildi ve verimleri çok büyük oranda arttırıldı. Flüoresan lambalar 14
1980'de kompakt flüoresan lâmbalar imal edildi ve öteden beri bilinen halojen tungsten lâmbalar yaygınlaştı. Kompak flüoresan lambalar ve Halojen Ampul 1990'larda ise LED (Işık Yayan Diyot) 'ler aydınlatma uygulamalarına girdi. LED lambalar 15
Günümüzde evlerde ve iş yerlerinde yaygın şekilde kullanılan ampuller şu teknolojilerden yararlanmaktadır: Akkor (Incandescent light) Lamba (Termik yolla) (1879-Thomas Edison) Floresan Işık (Fluorescent Light, FL) (Deşarj yoluyla) (19.yy sonları-nikola Tesla) Tezgah Üstü Floresan Aydınlatması Işık yayan diyot (Light-Emitting Diode, LED) (Elektrolüminesans yoluyla) 1927-Oleg Vladimirovich Losev LED ile Koridor Aydınlatması 16
17 IŞIK KAYNAKLARI
Işık kaynakları; ışığın üretimi, geometrik şekli ve ışığın kökenine, ışığın rengine göre sınıflandırılır. Işık üretimleri açısından; Birincil ışık kaynakları; kendi kendilerine ışık yayabilirler. (güneş, mum, akkor telli lamba, vb.) İkincil ışık kaynakları; birincil ışık kaynaklarından aldıkları ışığı yansıtarak yada geçirerek ışık yayarlar. (ay, atmosfer, pencere, duvar yüzeyi, vb.) 18
Geometrik biçimlerine göre; Noktasal ışık kaynakları; uygulama olarak aydınlatacağı yüzeylere uzaklığı, kendi çapının ortalama üç katından fazla olan ışık kaynakları noktasal ışık kaynağı olarak adlandırılır. Çizgisel ışık kaynakları; boyları yanında enleri çok küçük olan ve bu nedenle hesaba katılmayan ışık kaynakları ise çizgisel ışık kaynakları olarak adlandırılır. (Flüoresan Lambalar) Yüzeysel ışık kaynakları; ışık kaynağı ışıklı bir düzlem şeklinde ise bu ışık kaynağı düzlemsel varsayılabilir. 19
Işığın kökenine göre ışık kaynakları sınıflandırıldığında; Doğal ışık kaynakları, güneş, gökyüzü, pencere, vb., Güneş Güneşli Gökyüzü Çatı penceresi Yapma (yapay) ışık kaynakları, mum, akkor telli lamba vb. 20
Işık kaynakları, üç ışık rengine göre sınıflandırılmıştır. Sıcak Beyaz, Doğal Beyaz ve Gün Işığı Beyazıdır. Işık rengi Renk Sıcaklığı Sıcak beyaz <3300K Doğal beyaz 3300K-5000K Gün ışığı beyazı >5000K Rakam azaldıkça, renk kırmızıya, arttıkça maviye yaklaşır. Sıcak beyaz ışığa sahip bir akkor lamba 21 2700K değere sahipken, aynı güçteki bir gün ışığı lambasında 5600K renk sıcaklığı olmaktadır.
Sıcak beyaz; rahat, sıcak ve sade bir atmosfer yaratırken, doğal beyaz daha fonksiyonel ve motive edici bir atmosfer sağlar. Gün ışığı beyazı ise; gün ışığına daha yakındır ve yüksek ışık şiddeti gerektirir. Renk sıcaklığı ise, Kelvin cinsinden ölçülen bir ışık kaynağının sıcaklık veya soğukluk derecesidir. Renk sıcaklığı düşük olan ışıklar sıcak, yüksek olan ışıklar ise soğuk olarak nitelendirilmektedir. Sıcak Beyaz Gün ışığı 22 Sıcak beyaz ve günışığı aydınlatma
23
24
25 FOTOMETRİK BÜYÜKLÜKLER
Işık Akısı Işık kaynağı, herhangi bir enerjinin ışık akısına dönüştüğü yerdir. Işıyan akının göze etkiyen kısmına Işık Akısı denir ve Φ ile gösterilir. Birimi Iümen (Im) dir. Işık akısı bir fiziksel niceliktir ve insan gözünün algıladığı ışık gücünün miktarını ifade eder. 26
27
Işık Şiddeti Işık şiddeti, bir ışık kaynağından birim katı açı içerisinde yayılan ışık akısının bir ölçüsüdür. Işık şiddeti I ile gösterilir, birimi Candela(cd)'dır. Noktasal bir ışık kaynağının muhtelif doğrultulardaki ışık şiddetlerinin uç noktalarının oluşturduğu yüzeye ışık dağılım yüzeyi veya polar fotometrik yüzey denir. 28
Aydınlık Şiddeti Bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılan birim yüzeye düşen ışık akısının miktarıdır. E ile gösterilir, birimi Lüks tür. Bir ortamın aydınlık şiddeti lüksmetre yardımıyla ölçülebilir. 29
Aydınlık Seviyesi Aydınlatılan Kaynak 0,0001 lux Aysız, kapalı gece gökyüzü(yıldız ışığı) 0,002 lux Aysız, net gece gökyüzü 0,27-1,0 lux Açık bir gecede dolunay 3,4 lux Sivil karanlık sınırı alacakaranlık berrak bir gökyüzü altında 50 lux Aile oturma odası ışıkları 80 lux Ofis binası koridor/tuvalet aydınlatma 100 lux Çok koyu bulutlu bir gün 320-500 lux Ofis aydınlatma 400 lux Gündoğumu veya günbatımı net bir gün. 1000 lux Bulutlu gün; tipik bir TV stüdyosu aydınlatma 10 000-25 000 lux Tam gün ışığı (direk güneş) 32 000-100000 lux Doğrudan güneş ışığı Durum Aydınlık Seviyesi Güneş ışığı 107527 Tam Yaz 10752 Bulutlu Gün 1075 Çok Dark Day 107 Tan 10,8 Derin Alacakaranlık 1,08 Dolunay 0,108 Çeyrek Ay 0,0108 Yıldız ışığı 0,0011 Bulutlu Gece 0,0001 30
En az aydınlatma şiddetleri tablosu 31
Renksel Geriverim Görsel konfor açısından, çevredeki tüm nesnelerin özgün renkleri ile görülmesi amaçlanır. Işık kaynaklarının renksel özellikleri iki temel değişkene bağlı olarak tanımlanır. Bunlardan biri ışık kaynağına ait Renksel Geriverim, diğeri ise Renk Sıcaklığı dır. Renklerin özgün halleriyle, gün ışığındaki renkleriyle görülmesinin hedeflendiği aydınlatma sistemlerinde kullanılacak yapay ışık kaynaklarının renksel geriverim özellikleri özel bir önem taşımaktadır. 32
33
34
35
36
Işık Etkinliği Işık kaynağından yayılan ışık akısının, bu akıyı elde etmek için harcadığı elektriksel güce oranıdır. Bu tanımdan da anlaşılacağı üzere aydınlatma tasarımı yapılırken enerji tasarrufu sağlamak ve sistemin işletme maliyetlerini düşürmek amacıyla ışık etkinliği değeri yüksek olan lambalar seçilerek aydınlatma sağlanmalıdır. Lamba Tipi Güç (W) Işık Akısı (lm) Etkinlik Faktörü (lm/w) Bisiklet farı 3 30 10 Akkor Telli Lamba 75 900 12 Flüoresan 58 5200 90 Yüksek Basınçlı 100 10500 105 Sodyum Alçak Basınçlı 180 32000 178 Sodyum Yüksek Basınçlı Cıva 1000 58000 58 Metal Halojen 2000 190000 95 37
38
Parıltı Parıltı, yüzeyin birim alanından belli bir doğrultuda yayılan ışık şiddeti ile ilgili bir kavramdır. Işık yayan yüzey kendisi ışık üreten bir lamba veya ışık geçiren bir armatür yüzeyi gibi birincil ışık kaynağı olabileceği gibi, başka kaynaktan ulaşan ışığı yansıtan ikincil bir ışık kaynağı da olabilir. Aynı aydınlık düzeyi ile aydınlatılmış olsalar bile, eğer yüzeyler farklı yansıtma özelliklerine sahipse, parıltıları da farklı olacaktır. 39
40
Yansıtma Faktörü Yansıma bir cisme herhangi bir doğrultuda gelen ışık akısının yüzeyin fiziksel özellikleri nedeniyle bir kısmının ya da tamamının çevreye saçılmasıdır. Yansıma faktörü ise bir cisimden yansıyan ışık akısının bu cisme gelen ışık akısına oranıdır. Yansıma olayı cisim ve nesnelerin fiziksel özelliklerine göre şekillenir ve Düzgün yansıma Yayınık yansıma Karışık yansıma Geri yansıma 41
YÜZEY TİPİ % YÜZEY TİPİ % Çıplak Tuğla Duvar Yüzeyi 5-30 Renksiz Saydam Cam (3mm) 7 Beyaz Kireç Badana 60-80 Renksiz Saydam Cam (4mm) 8 Beyaz Yağlı Boya 75-80 Ayna 90 Beyaz Kağıt 60-80 Parlak Gümüş 88-93 Siyah Kadife 0,5-1 Parlak Alüminyum 65-75 Su Mermeri 45-70 Mat Alüminyum 55-60 Beyaz Fayans 70 Beyaz 80 Beyaz Buzlu Cam (3mm) 15 Siyah 4 Renkler Yansıtma Yansıtma Renkler faktörü (ρ) faktörü (ρ) Siyah 0,05 Gök mavi 0,40 Koyu kırmızı 0,10 Pembe, Açık yeşil 0,45 Orta gri 0,20 Açık sarı 0,70 Açık kahverengi 0,30 Beyaz 0,80 Açık gri 0,40 42
43 IŞIK KAYNAKLARININ KARŞILAŞTIRILMASI
44
Akkor telli Kompakt flüoresan ve LED ampullerin karşılaştırılması 45
Aynı ışık akısına sahip ışık kaynaklarının karşılaştırılması Işık etkinliğine göre ışık kaynaklarının karşılaştırılması 46
Işık etkinliğine göre ışık kaynaklarının karşılaştırılması 47
Işık kaynaklarının ışık verimlerinin karşılaştırılması Işık kaynaklarının kullanım ömürleri 48
49
Avrupa Birliği Enerji Etiketleri Işık Kaynaklarının enerji tüketim karşılaştırılması A B C D E F G <%18 25 <%60 <%80% <%95% <%110 <%130 >%130 Lamba Teknolojisi LED lambalar Çıplak tüplü kompak flüoresan lambalar Ampul şekilli kompakt flüoresan lambalar Kızılötesi kaplamalı halojen lambaları Ksenon gaz dolu halogen lambalar, 230V 12-24V luk sıradan halojen lambalar 230V luk sıradan halojen lambalar Enkandesant (Akkor Flamanlı) Ampul Enerji Sınıfı A A A B B C C D F E G 50
51 AYDINLATMANIN NİCELİĞİ VE NİTELİĞİ
Aydınlatmanın Niceliği ve Niteliği Aydınlatmanın niceliği, Aydınlık düzeyi Aydınlatmanın niteliği, Işığın rengini, (Sıcak beyaz, Normal Beyaz, Gün ışığı) Renksel geri verimi, (Kendi renklerinde görülme) Aydınlık düzeyinin dağılımını Gölge 52
KAYNAKLAR Muzaffer ÖZKAYA, Aydınlatma Tekniği, Birsen Yayınevi Adem ÜNAL, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları, Birsen Yayınevi Volkan ERDEMİR, Aydınlatma Tekniği Ders Notları www.wikipedia.org www.emo.org İlgili Şartname ve Yönetmelikler 53