Άρθρο του κ. Θεόδωρου Δ. Κοντορήγα*
Η κατανόηση του φωτός, του φωτισμού και των χαρακτηριστικών τους, αλλά και ο έλεγχος και χειρισμός τους, έχουν γίνει σήμερα θέματα ιδιαίτερα πολυσύνθετα και πολύπλευρα. Η επίδραση του φωτός στην ανθρώπινη υγεία, διάθεση και ψυχολογία έχει τεκμηριωθεί επιστημονικά τα τελευταία χρόνια, ενώ αποτελεί ένα θέμα με σαφώς μεγαλύτερες προεκτάσεις από αυτό της απλής εξασφάλισης επαρκών επίπεδων φωτισμού για την όραση.
Οι πρόσφατες ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις, με κυριότερη την εξάπλωση του φωτισμού LED και των έξυπνων συστημάτων ελέγχου και διαχείρισης φωτισμού, έχουν δημιουργήσει ένα νέο, δυναμικό και ενδιαφέρον περιβάλλον. Ο σχεδιασμός του φωτισμού αποτελεί σήμερα μια εξειδικευμένη επαγγελματική δραστηριότητα, η οποία εκτελείται σε φάσεις, σε συγκεκριμένα δηλαδή στάδια, ανάλογα με την πορεία κατασκευής ενός έργου.
Η ποιότητα ενός σχεδιασμού φωτισμού καθορίζεται από πολλές μεταβλητές και αξιολογείται ως προς την εκπλήρωση πολλαπλών στόχων. Κύριο μέλημα είναι η αρμονική ενσωμάτωση του φωτισμού στην αρχιτεκτονική του έργου, η ανάδειξη του ιδιαίτερου χαρακτήρα του χώρου και η δημιουργία της κατάλληλης ατμόσφαιρας για τους χρήστες του χώρου, με σκοπό τη μέγιστη ικανοποίηση των αναγκών τους.
Η διαδικασία σχεδιασμού του φωτισμού εσωτερικών χώρων πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια, όπως περιγράφονται αναλυτικά στη συνέχεια.
Στάδιο Α: Προκαταρκτικός σχεδιασμός και παρουσίαση κεντρικής ιδέας
Σε αυτό το αρχικό στάδιο πραγματοποιούνται οι πρώτες συναντήσεις με την ομάδα σχεδιασμού για τον καθορισμό των βασικών παραμέτρων και απαιτήσεων του έργου. Πρόκειται για το στάδιο στο οποίο το πρόγραμμα, οι οικονομικές και χρονικές απαιτήσεις, καθώς και οι στόχοι του έργου, συγκεκριμενοποιούνται και παγιώνονται.
Από τη στιγμή που οι απαιτήσεις αυτές γίνουν κατανοητές, ο μελετητής φωτισμού παρουσιάζει τις προτάσεις του, με λεπτομερειακή ανάλυση της φιλοσοφίας και της κεντρικής ιδέας του φωτισμού. Αυτή η παρουσίαση γίνεται κυρίως με τη χρήση φωτορεαλιστικών απεικονίσεων, στις οποίες αποτυπώνεται το τελικό αποτέλεσμα του φωτισμού, όπως προτείνεται.
Οι φωτορεαλιστικές εικόνες που παρουσιάζονται είναι απεικονίσεις της αναπαράστασης του ψηφιακού μοντέλου με πληροφορίες υλικών και φωτισμού, και προκύπτουν από μια πολύπλοκη διαδικασία υπολογισμών, της φωτορεαλιστικής απεικόνισης ή rendering, η οποία γίνεται με χρήση ειδικών αλγορίθμων από λογισμικό.
Σκοπός αυτής της δημιουργικής διαδικασίας, η οποία απαιτεί όχι μόνο εξειδικευμένη γνώση χρήσης λογισμικού αλλά και μακρόχρονη εμπειρία και βαθιά γνώση των χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων του φωτός, είναι μια ξεκάθαρη πληροφορία σχετικά με τη τελική εικόνα τού υπό διαμόρφωση χώρου, όπως προτείνεται από τη μελέτη. Δεν είναι λίγες οι περιπτώσεις που αυτές οι φωτορεαλιστικές εικόνες είναι πανομοιότυπες με τις πραγματικές εικόνες του χώρου όταν το έργο έχει πλέον ολοκληρωθεί.
Στάδιο Β: Μελέτη εφαρμογής
Η ανάπτυξη του σχεδιασμού που πραγματοποιείται στο επόμενο στάδιο της μελέτης εφαρμογής ξεκινάει από τη στιγμή που οι προαναφερθείσες προτάσεις και η προκαταρκτική μελέτη εγκριθούν από τον κύριο και τον αρχιτέκτονα του έργου. Περιλαμβάνει το λεπτομερή σχεδιασμό όσων έχουν εγκριθεί, καθώς και τη σύνταξη αναλυτικών τεχνικών προδιαγραφών του φωτιστικού εξοπλισμού που θα χρησιμοποιηθεί.
Η μελέτη εφαρμογής υλοποιείται με στόχο την επίτευξη μιας σειράς συγκεκριμένων κριτηρίων ποιότητας, ανάλογα με τη χρήση του εσωτερικού χώρου. Αυτά είναι η στάθμη φωτισμού, το είδος του φωτισμού, το χρώμα του φωτός και η απόδοση των χρωμάτων, η κατανομή των λαμπροτήτων στο οπτικό πεδίο του παρατηρητή και ο περιορισμός της θάμβωσης, όπως αναλυτικά παρουσιάζονται στις επόμενες παραγράφους.
Η στάθμη του φωτισμού
Ανάλογα με το χώρο και το είδος της δραστηριότητας που λαμβάνει χώρα σε αυτόν, καθορίζεται η κατάλληλη ποσότητα φωτισμού επιφανείας. Ο φωτισμός επιφανείας (Ε) είναι η ποσότητα φωτός που πέφτει ομοιόμορφα σε μια δοθείσα επιφάνεια. Μονάδα μέτρησης είναι το lux (lx), και οι τιμές αναφοράς δίνονται από πίνακες με διεθνή πρότυπα.
Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού γίνεται πρόβλεψη για μια προσαύξηση στη στάθμη φωτισμού της τάξης του 15 – 25%, ώστε να συνεκτιμηθεί μ’ αυτό τον τρόπο η σταδιακή μείωση της φωτεινής ροής των λαμπτήρων λόγω ρύπανσης (επικάθιση σκόνης ή άλλων ρύπων στα φωτιστικά σώματα και στους τοίχους).
H μελέτη εφαρμογής περιλαμβάνει την ολοκληρωμένη φωτομετρική μελέτη, δηλαδή την ανάλυση και υποβολή των φωτομετρικών υπολογισμών των επιπέδων φωτισμού επιφανείας, η οποία γίνεται από εξειδικευμένα λογισμικά προγράμματα σε κατόψεις και τρισδιάστατες απεικονίσεις του χώρου. Η φωτομετρική μελέτη διασφαλίζει όχι την ποιότητα του φωτισμού ενός εσωτερικού χώρου αλλά την επάρκεια του φωτισμού στο χώρο, ανάλογα με το είδος της δραστηριότητας που λαμβάνει χώρα σ’ αυτόν.
Το είδος του φωτισμού
Αρχικά γίνεται η επιλογή του κατάλληλου είδους φωτισμού ανάλογα με την αρχιτεκτονική, τη γεωμετρία του χώρου και τη δραστηριότητα που θα λάβει χώρα σ’ αυτόν. Τα είδη φωτισμού ενός εσωτερικού χώρου είναι τέσσερα:
- Γενικός φωτισμός: Εξασφαλίζει ικανοποιητικά επίπεδα φωτισμού, για την ασφαλή, άνετη και ευχάριστη κίνηση και παραμονή στο χώρο.
- Τοπικός φωτισμός: Διασφαλίζει ικανοποιητικό φωτισμό στις θέσεις εργασίας.
- Φωτισμός ανάδειξης: Αναδεικνύει επιλεγμένα αρχιτεκτονικά και διακοσμητικά στοιχεία του χώρου.
- Διακοσμητικός φωτισμός: Προσθέτει ζωντάνια και χρώμα και ενισχύει το αίσθημα της ζεστής και φιλικής ατμόσφαιρας.
Κατόπιν επιλέγεται το κατάλληλο είδος φωτισμού ως προς την κατεύθυνση που το φως προσπίπτει στις επιφάνειες του χώρου (για άμεσο, ημιάμεσο, ομοιόμορφο, ημιέμμεσο ή έμμεσο φωτισμό). Ο άμεσος φωτισμός δημιουργεί στο φωτιζόμενο αντικείμενο σκιάσεις που αναδεικνύουν την τρίτη διάστασή του, και έτσι τα φωτιζόμενα αντικείμενα προβάλλονται έντονα και γίνονται ορατές οι λεπτομέρειές τους. Ο άμεσος φωτισμός παρουσιάζει υψηλότερο βαθμό απόδοσης, ενώ αντίθετα ο έμμεσος φωτισμός δεν δημιουργεί σκιές και ενδείκνυται για χαλάρωση, αφού θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως πιο «μαλακός». Στην πράξη γίνεται συνδυασμός αυτών των ειδών.
Το χρώμα του φωτός και η απόδοση των χρωμάτων
Το φως των τεχνητών πηγών φωτός έχει, όπως και το φυσικό φως, μια ορισμένη φασματική σύνθεση, η οποία καθορίζει το χρώμα του. Οι φωτιζόμενες επιφάνειες ενός χώρου ανακλούν σε ορισμένο τμήμα του φάσματος το φως που προσπίπτει σ’ αυτές ανάλογα με το χρώμα τους. Για να αποδοθούν σωστά στα χρώματα μιας φωτιζόμενης επιφάνειας, πρέπει η πηγή του φωτός να εκπέμπει φως κοντά στη φασματική περιοχή που αντιστοιχεί στα χρώματα της φωτιζόμενης επιφάνειας. Ως εκ τούτου, η φασματική σύνθεση του φωτός καθορίζει και τη χρωματική του απόδοση.
Η επιλογή του κατάλληλου λαμπτήρα περιλαμβάνει μια σειρά από πρακτικούς παράγοντες, όπως είναι για παράδειγμα η φωτιστική απόδοση, η κατανάλωση ενέργειας και το κόστος, αλλά και μια σειρά από παράγοντες που σχετίζονται με το αισθητικό αποτέλεσμα που είναι επιθυμητό να δημιουργηθεί, όπως είναι για παράδειγμα η κατανομή, η ένταση, η διάχυση και το χρώμα του εκπεμπόμενου φωτός, καθώς και ο βαθμός πιστής απόδοσης των χρωμάτων των επιφανειών και των αντικειμένων του χώρου.
Η κατανομή των λαμπροτήτων στο οπτικό πεδίο του παρατηρητή
Λαμπρότητα (L) είναι η ποσότητα φωτός που φτάνει στο ανθρώπινο μάτι ύστερα από αντανάκλαση σε μια δοσμένη επιφάνεια, και αποτελεί το αντικειμενικό μέτρο αίσθησης φωτεινότητας μιας επιφάνειας. Η μονάδα μέτρησης είναι η «Candela per square metre» (cd/m2). Ο προσδιορισμός της κατανομής της λαμπρότητας στο χώρο αφορά τη σχέση του επιπέδου φωτισμού στην επιφάνεια εργασίας με αυτή των επιφανειών που την περιβάλουν άμεσα (τοίχοι και οροφή). Οι μέγιστες επιτρεπόμενες διαφορές λαμπρότητας είναι:
- Μεταξύ αντικειμένου εργασίας και επιπέδου εργασίας: Μικρότερη του 10 : 3 ή μεγαλύτερη του 3 : 10.
- Μεταξύ αντικειμένου εργασίας και περιβάλλοντος: Μικρότερη του 10 : 1 ή μεγαλύτερη του 1 : 10.
Η χρήση αποκλειστικά τοπικού φωτισμού, χωρίς την ύπαρξη γενικού φωτισμού, πρέπει να αποφεύγεται, διότι ανατρέπει την παραπάνω αναλογία. Οι τιμές της λαμπρότητας καθορίζονται από το προσπίπτον φως και από το βαθμό ανάκλασης της φωτιζόμενης επιφάνειας. Για να είναι οι τιμές λαμπρότητας μέσα στα αποδεκτά όρια, επιλέγονται κατάλληλοι βαθμοί ανάκλασης των επιφανειών του φωτιζόμενου χώρου, σύμφωνα με τα ακόλουθα:
Επιφάνειες γραφείων, πάγκων εργασίας: r = 30% – 50%.
Οροφές: r = 60% – 70%.
Πλαϊνοί τοίχοι: r = 40% – 70%.
Δάπεδο: r = 10% – 20%.
Περιορισμός της θάμβωσης
Η θάμβωση, που διακρίνεται σε άμεση και έμμεση, προκαλείται είτε από υψηλές τιμές λαμπρότητας είτε από μεγάλες διαφορές λαμπρότητας μέσα στο οπτικό πεδίο του παρατηρητή. Την άμεση θάμβωση προκαλούν τα φωτιστικά σώματα ή οι επιφάνειες του φωτιζόμενου χώρου. Την έμμεση θάμβωση προκαλούν είδωλα των φωτεινών πηγών σε στιλπνές επιφάνειες, στις οποίες τυχαία κατευθύνεται το βλέμμα.
Ο περιορισμός της άμεσης θάμβωσης σε ανεκτά επίπεδα γίνεται με τη χρήση περσίδων, ανταγαυστήρων στα φωτιστικά σώματα ή επιλέγοντας άλλα πιο κατάλληλα. Η έμμεση θάμβωση μπορεί να περιοριστεί με την κατάλληλη διάταξη των φωτιστικών σωμάτων στο χώρο και με την επιλογή κατάλληλων φωτιστικών σωμάτων, ειδικά σε χώρους εργασίας με ηλεκτρονικούς υπολογιστές.
Σύνταξη τεχνικών προδιαγραφών εξοπλισμού
Για την επίτευξη όλων των προαναφερόμενων, η επιλογή των φωτιστικών σωμάτων γίνεται με βάση μια σειρά από κριτήρια. Συγκεκριμένα, τα φωτιστικά σώματα θα πρέπει:
- Να έχουν σχήμα σε συμφωνία με τη γεωμετρία και την εσωτερική διακόσμηση του χώρου.
- Να διατηρούν τη θερμοκρασία λειτουργίας κοντά στις πηγές φωτός και τα όργανα λειτουργίας σε χαμηλά επίπεδα.
- Να διανέμουν κατάλληλα τη φωτεινή ροή του λαμπτήρα.
- Να είναι προσιτά για συντήρηση και καθαρισμό.
Στις τεχνικές προδιαγραφές των φωτιστικών σωμάτων περιλαμβάνονται κατ’ ελάχιστο:
- Ο τύπος του φωτιστικού σώματος.
- Η ακριβής θέση του φωτιστικού σώματος στο χώρο και η υπόδειξη για τον κατάλληλο τρόπο στήριξης ή ενσωμάτωσης στα δομικά στοιχεία του κτιρίου.
- Λεπτομέρειες σχετικά με το χρώμα, το φινίρισμα και το υλικό κατασκευής του φωτιστικού.
- Φωτογραφία του φωτιστικού.
- Φωτομετρικά διαγράμματα.
- Αναλυτικές και ακριβείς διαστάσεις του φωτιστικού σώματος.
- Τεχνικές ηλεκτρομηχανολογικές λεπτομερές εγκατάστασης.
- Τεχνικά στοιχεία φωτεινής πηγής (λαμπτήρα).
- Τεχνικά στοιχεία συστήματος έναυσης, λειτουργίας και ελέγχου.
- Στοιχεία κατασκευαστή / αντιπροσώπου.
Κατόπιν υποβάλλονται όλες οι απαραίτητες σχεδιαστικές και τεχνικές λεπτομέρειες για την αποτελεσματικότερη ενσωμάτωση του φωτισμού στην αρχιτεκτονική και στην εσωτερική διαμόρφωση του χώρου.
Τα σχέδια (ανόψεις, κατόψεις και τομές) παράγονται σε ηλεκτρονική μορφή (CAD) με σαφή και ακριβή αποτύπωση του τύπου, του αριθμού και της θέσης των φωτιστικών σωμάτων στο χώρο, του τρόπου ελέγχου τους, καθώς και με όλες τις απαραίτητες ηλεκτρομηχανολογικές πληροφορίες, όπως είναι τα ηλεκτρικά φορτία, τα κυκλώματα ελέγχου και το πρόγραμμα συντήρησης της εγκατάστασης. Αυτές οι πληροφορίες περιλαμβάνονται στο τεύχος των καταστάσεων ελέγχου φωτισμού.
Τέλος, υποβάλλεται προς έγκριση ο τελικός προϋπολογισμός για τον εξοπλισμό και το σύστημα έλεγχου φωτισμού.
Στάδιο Γ: Ολοκλήρωση – επίβλεψη
Το τελικό στάδιο της ολοκλήρωσης του έργου περιλαμβάνει την επίβλεψη της εγκατάστασης του εξοπλισμού και τις απαιτούμενες τελικές ρυθμίσεις του εξοπλισμού στο χώρο. Ο μελετητής φωτισμού, με επιτόπου επισκέψεις, μπορεί να εγγυηθεί ότι ο φωτισμός του έργου είναι σύμφωνος με τα όσα σχεδιάστηκαν. Η επίβλεψη από τον μελετητή τόσο της διαδικασίας προμήθειας όσο και της εγκατάστασης του εξοπλισμού εγγυάται ότι το πρόγραμμα ολοκληρώνεται ομαλά, χωρίς καθυστερήσεις, και πάντα μέσα στο πλαίσιο ενός δεδομένου προϋπολογισμού.
Το τελικό στάδιο της ρύθμισης του εξοπλισμού στο χώρο και του προγραμματισμού του συστήματος έλεγχου του φωτισμού είναι πολύ σημαντικά, διότι εξασφαλίζουν την επιτυχημένη υλοποίηση μέχρι την τελευταία λεπτομέρεια της μελέτης φωτισμού.
Στο τέλος του έργου, ο μελετητής φωτισμού παραδίδει στους διαχειριστές του χώρου έντυπα με αναλυτικές οδηγίες για τη σωστή συντήρηση της εγκατάστασης φωτισμού, με σκοπό τη διατήρηση του συγκεκριμένου σχεδιασμού φωτισμού για όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
*Ο κ. Θεόδωρος Δ. Κοντορήγας είναι MBA MSc και ιδρυτής του γραφείου μελετών αρχιτεκτονικού φωτισμού «Θ. Κοντορήγας & Συνεργάτες».
