sisteme de filtrare a luminii
DESCRIPTION
fizica constrTRANSCRIPT
-
Andreea Irimia, Andra Raisa Parpala 44B
Sisteme de filtrare a luminii
Introducere
Inca din studiul istoriei arhitecturii, prezenta luminii apare ca factor fundamental al
proiectarii. Gandirea golurilor unei constructii porneste din necesitatea luminarii, aerisirii spatiului
interior respectiv si este in stransa concordanta cu contextual amplasarii obiectului architectural (ne
referim aici la mediu, zona geografica, climat, etc). Dozarea raporturilor de plin-gol in compozitia
unei fatade apare ulterior tinand cont de componenta estetica. Putem avea in vedere aspectul
exterior al anvelopantei cladirii in raport cu logica distribuirii golurilor si o buna functionare a
spatiilor interioare ca urmare a iluminatului natural.
In 1862, Henry David Thoreau scria "In salbaticie sta prezervarea lumii". Daca pivim cu mai
multa atentie orasele moderne in care traim, cladirile ce domina aceste orase, si ceea ce a ramas din
"salbaticie", cea mai probabila reactie a noastra ar fi similara cu cea a lui David Orr, distinsul
profesor de la Oberlin College de studii si politici ce privesc mediul inconjurator, mentionata in una
din lucrarile lui.1"Arhitectii moderni au umplut lumea de cladiri si dezvoltari divortate de contextul
lor, existand ca si cum ar fi dintr-un taram extraterestru, incoerent si deconectat de ecologie..si
spatiu". In orasele de astazi, lumina naturala ar putea fi ultimul vestigiu al conceptului lui Thoreau
si ar putea fi, de fapt, singura modalitate de a prezerva salbaticia.
In practica arhitecturii, iluminatul in timpul zilei se refera la utilizarea luminii naturale, fie
ca este vorba de lumina puternica a soarelui, fie ca este o lumina filtrata de nori, pentru a sustine
cerintele vizuale ale utilizatorilor cladirii. Iluminarea de zi sustine preocuparile privitoare la
iluminarea corecta, adecvata a unui spatiu, pentru care lumina naturala este utilizata ca prima sursa
a luminii necesare pentru a crea un spatiu confortabil din punct de vedere vizual si termic, in
conexiune cu fenomenele exterioare naturale. Acest lucru maximizeaza persistent reducerea
consumului de energie electrica si, in acelasi timp, minimizeaza varful de cerere energetica.2 Restul
dintre noi, in orice caz, am putea considera un spatiu bine luminat, daca acesta este dotat cu o
fereastra cu o panorama placuta. Normele de confort in ceea ce priveste lumina spatiilor locuite, in
schimb, sunt resimtite de utilizator la nivel intuitiv si influenteaza viata cotidiana a acestuia. Studii
ce privesc iluminarea cu lumina naturala au fost elaborate pentru multele beneficii estetice si care
tin de sanatatea utilizatorilor.
1 David Orr, Design on the Edge: The Making of a High-Performance Building, MIT Press, 2006.2 Kevin Van Den Wymelenberg, Dayly Dialect(articol), publicat in Architectural Lighting, martie 2008
-
Lumina naturala. Fereastra.
Inainte de anii 1940, lumina naturala era sursa primara de iluminare a cladirilor; sistemele de
lumina artificiala suplimentand ce lumina naturala nu atingea in materie de norme de iluminat al
spatiilor. In scurta perioada urmatoare de cca. 20 de ani, energia electrica a transformat spatiul de
lucru si de locuit prin indeplinirea tuturor cerintelor utilizatorilor acestor spatii. Recent, problemele
energiei si mediului inconjurator au determinat redescoperirea utilizarii luminii naturale ca aspect al
proiectarii iluminarii spatiilor. Fizica luminii de zi nu s-a schimbat de la prima utilizare a acesteia,
dar spatiile proiectate care se folosesc de ea, s-au schimbat. Iluminatul natural este adesea integrat
in ansamblul unei constructii ca o afirmatie arhitecturala pentru reducerea consumului de energie.
Dar, beneficiile acestuia se extind dincolo de arhitectura si energie. Aspectele psihologice si
fiziologice ale luminii naturale trebuie, de asemenea, luate in considerare.
Oamenii sunt afectati atat psihologic cat si fiziologic de spectrele diferite obtinute de variate
tipuri de lumina. Aceste efecte sunt mai greu de cuantificat si sunt usor de trecut de vederea ca
beneficii ale luminii. Lumina naturala a fost asociata cu stare psihologica mai buna, moral ridicat,
oboseala redusa si oboseala a ochilor redusa. Unul dintre aspectele psihologice importante ale
acestui tip de iluminare este satisfacerea nevoii de contact cu mediul exterior.3 (Robbins, 1986)
Stiinta proiectarii luminii naturale nu atinge doar aspectul obtinerii luminii suficiente intr-un
spatiu locuibil, dar si pe cel al obtinerii acesteia fara a intalni efecte nedorite. Adaugarea de ferestre
si luminatoare unui spatiu implica balansarea cu grija a pierderii si a castigului de caldura, controlul
insoririi si variatiile in disponibilitatea luminii.4 De exemplu, proiectarea cu succes a luminii va lua
in considerare utilizarea sistemelor de umbrire pentru a reduce insorirea excesiva si contrastul pre
puternic in spatiul de locuit, sau de lucru. In plus, raportul dimensiunilor ferestrelor si spatiilor,
alegerea tipului de fereastra, reflectanta finisajelor folosite la interior si locatia oricarei partitii
interioare trebuie evaluate.5
In timp ce lumina naturala este o variabila, deseori imprevizibila, sursa de lumina cu un
spectru ce depinde de pozitia solara si de conditiile cerului, este de asemenea bogata in portiunea de
unde scurte ale spectrului vizibil gasit ca dispozitiv de a sustine atat ritmul alert cat si ciclul de
somn-activitate. Ca rezultat, lumina naturala in cladiri poate sustine sanatatea umana si bunastarea.
Fereastra nu poate fi ignorata in aceasta discutie, fiind unul dintre cele mai importante
elemente ce sustin iluminarea naturala. Ferestrele cu loc de sezut, bovindouri, pervazuri, obloane,
jaluzele, perdele toate acestea declara categoric pozitia ferestrei, atat din interiorul cat si din
3 Robbins, Claude L., Daylighting Design and Analysis, New York: Van Nostrand Reinhold Company , 1986 ; pp. 4 - 134 Anexa 1- Seasonal performance of shading, redirection devices. Illustration by RNL Design. 5 Gregg D. Ander, Daylighting, FAIA Southern California Edison, 2014
-
exteriorul arhitecturii. Inca din secolul XX, cresterea in dimensiune a geamurilor din sticla, urmata
de inventarea peretelui cortina din sticla, au dus la generalizarea ferestrelor: se pot gasi acum
oriunde si oricand in alcatuirea oricarei cladiri. Este dificil, astazi, sa punctezi o fereastra, profilul ei
devenind ambiguu, chiar anonim in contextul inchiderilor intregi din sticla. Este greu sa distingi
daca o cladire este intreaga din sticla sau nu are ferestre deloc, este incert daca fereastra este
componenta operabila sau componenta transparenta a fatadei.
Ferestrele, tipul operabil, ofera nu doar privelistea mediului inconjurator, dar si posibilitatea
de a avea contact cu acesta, pasiv in termeni de a simti o briza sau de a asculta zgomotul de fond al
lumii exterioare si activ in termeni de a contribui la zgomotul din exterior, sau doar de a scoate
capul pe fereastra si a lua o gura de aer. Din secolul XX, odata cu cresterea preferintei pentru
enormitate sau panorama, din ce in ce mai multe ferestre ofera o imagine a lumii exterioare, mai
putin un contact fizic, direct cu aceasta. Fereastra pare ca pierde lupta impotriva altor elemente
arhitecturale. Acoperirea ce ofera lumina si ventilatie alta data cerute de la fereastra si fatada, in
forma unui perete cortina, a coplesit capacitatea ei de a selecta si a incadra o imagine, inlocuind-o
cu o transparenta totalitara.6
Filtrarea luminii.
In ceea ce priveste functiunile ferestrei, in termenii ei clasici, in repertoriul abilitatilor
acesteia, trebuie amintite: ventilarea, iluminarea functia primara a unei ferestre este aceea de a da
voie luminii sa patrunda obiectul arhitectural , filtrarea luminii ferestrele risca permiterea
luminii nedorite, asadar, uneori, trebuie sa actioneze ca un filtru, elementele iritante variind de la
praf, nisip, oameni, foc, insorire puternica, aer, insecte sau animale , incadrarea imaginii lumii
exterioare.
Sticla, ca o simpla inchidere a unui gol, nu poate garanta protectie completa impotriva
razelor puternice ale soarelui, a luminii excesive sau protectie a intimitatii. Eficacitatea protectiva a
tipurilor de sticla contemporane in privinta radiatiilor solare, dar intotdeauna la un pret foarte ridicat
si sacrificand captarea luminii. Pe langa toate acestea, niciun tip de sticla nu este perfect ajustabil.
Este de dorit existenta unor filtre care sa asigure protectia impotriva soarelui pe timp de vara, dar,
de asemenea, pe post de surse de caldura in timpul iernii. Confortul este o chestiune de adaptare la
orice situatie si de a nuanta subtil gradarea acestuia. Conturand elementele vizuale, se obtin umbrire
absoluta sau o lumina difuza, se poate redirectiona lumina in parti ale spatiului unde aceasta nu
patrunde puternic, dar in care asigura o iluminare suficienta. Toate acestea sunt optiuni de filtrare
care pot fi obtinute doar prin sisteme de protectie operabile.
6 Manfredo di Robilant, Window, 2014
-
Protectiile mobile reprezinta mecanismul potrivit de a asigura imbogatirea arhitecturii
noastre, dand voie generarii unei largi varietati de atmosfere si in acelasi timp conferind dinamism
fatadelor. Exista multe posibilitati ale operabilitatii, dar exista o trasatura ce le reduce la doar doua
grupuri: directia in care se misca cand colecteaza. Obloanele, sau alte sisteme de protectie
exterioare se pot misca fie orizontal, fie vertical, asemeni perdelelor sau jaluzelelor.7
In constructia cladirii "Eixample" din Barcelona, au fost folosite jaluzele pentru fatadele
care dau spre curtea interioara in timp ce fatada "nobile", care da catre strada principala, a fost
rezolvata prin obloane din lamele glisante, care sunt pastrate, atunci cand sunt deschise, pe glafurile
ferestrelor. Controlul adecvat al radiatiilor solare si al perspectivelor sugereaza deplasarea pe
verticala, in timp ce dimnitatea ceruta de fatada principala evita pitorescul jaluzelelor clasice.
Deschizandu-se prin plierea pe glafuri, aceste obloane nu ar trebui sa induca in eroare in legatura cu
posibilitatile controlarii perspectivelor interioare si exterioare. Majoritatea acestor sisteme asigura
mobilitate jaluzelelor ca lamele orizontale independente, dand voie variatiei conditiilor de protectie
a spatiului interior in concordanta cu diferentele de inaltime. 8
Intr-o anumita masura, Herzog & de Meuron amintesc aceasta duplicitate in locuintele lor
din strada Suisses (Paris). Recurgand la tabla metalica perforata in panouri pliante in blocul exterior,
in timp ce blocul mic al curtii interioare este dotat cu obloane rulante din lemn.9
Daca fatada are parapeti sub ferestre, cea mai simpla solutie ar fi miscarea verticala a ramei
odata cu obloanele. Prouve a experimentat glisarea pe directie verticala. In multe din proiectele sale,
obloanele exterioare metalice gliseaza in jos pentru a se ascunde in parapet. Pe fatada caselor din
piata Mozart din Paris (1954), acelasi sistem de glisare a obloanelor poate fi proiectat spre exterior
ca o viziera pentru soare.10
Souto de Moura foloseste, in cladirea Novartis din Brasilea, sisteme de protectie verticale
glisante. Obloanele din sticla reduc radiatiile solare prin modelul desenat pe ele. Souto utilizeaza
variatii cromatice, alternand panourile negre cu cele verzi, si mobilitatea lor, pentru a oferi
dinamism fatadelor.11
Dihotomia dintre draperii si perdele, dintre vertical si orizontal, este in general rezolvata prin
subordonarea ei la compozitia fatadei. Oricum, relatia noastra cu lumea exterioara este mult
stratificata. De la interior, perspectivele noastre intalnesc diferite referinte la cer sau pamant, in timp
ce perspectivele din dreapta sau stanga nu sunt atat de diferite. De la copertinele traditionale, la
jaluzelele rulante, la obloanele rulante, miscarea este verticala pentru a ne proteja cand sunt pe
jumatate ridicate si in acelasi timp permit perspectivele orizontale libere.
7 Prouv, Mimram & Souto de Moura, Curtains and Drapes 8 Anexa 29 figura10 Anexa 311 Anexa 4
-
Studiu de caz
Proiectul Rue de Suisses, realizat de Herzog si de Meuron in anul 2000 este situat in
arondismentul 14 din Paris, aproape de Gara Montparnesse.12
Cele trei corpuri care adapostesc in jur de 60 de apartamente se adapteaza perfect conditiilor
date de sit, de pozitia si forma acestuia.(fig.1) Astfel cele doua corpuri inserate in frontul existent
din strazile Rue de Suisse si Rue Jonquoi, il completeaza pastrand prin inaltime (de 7 niveluri) si
registre coerenta ansamblului, iar cel de-al treilea corp este amplasat in curtea interioara, cu o
inaltime mult mai mica (de 3 niveluri), raspunzand constrangerilor date de cladirile invecinate.13
Introducerea sistemului de obloane in fatada devine idea principala in a uni cele trei corpuri
la nivel stilistic reprezentativ, insa indeplineste o cerinta importanta data de climat, insorire,
protectie si confort termic. Datorita orientarii celor trei corpuri , este esentiala gandirea unui sistem
de control al luminii solare, care sa permita locatarilor sa regleze in functie de necesitati gradul de
luminozitate si umbrire. Ultilizarea panourilor pliabile(in volumele mai inalte de pe strazile Rue de
Suisse si Rue Jonquoi) si a acelor rulante (in volumul mai jos, dezvoltat pe lungime) reprezinta
doua alternative in procesul de control al luminii, ce raspund unor situatii aparte in functie de
inaltime si expunere solara, de orientare, de materialitate si expresia arhitecturala, de raportarea
constructiei la context.
Intregul sistem de obloane nu are un rol strict functional (desi pe acesta mizeaza), cat si
unul estetic. Astfel jocul fatadei, flexibilitatea care rezulta din plierea si rularea acestor elemente
reda intregului ansamblu un caracter dinamic(fig.2,3). Arhitectii imbraca astfel fatada corpului
dinspre Rue des Suisses si Rue Jonquoi in panouri pliabile din metal perforat, care si prin
dispunerea lor uniforma permit trecerea unei lumini difuze (fig.5), iar corpul de inaltime mai mica,
care se deschide catre curtea interioara este prevazut cu storuri de lemn ce se ruleaza pe verticala,pe
un schelet metalic fix, permitand deci ajustarea inaltimii lor14 (fig.6).
Tratarile diferite ale fatadelor vorbesc despre spatii diferite, despre relationarea interiorului
cu exteriorul(strada sau curtea) atat la nivel perceptiv cat si la nivelul sigurantei locatarilor.15
Lumina naturala, in continua schimbare, influenteaza in mod categoric perceptia spatiilor la interior
(fig.7,8). Jocul panourilor pe fatada lasa sa se citeasca balcoanele semi-private (in cazul cladirilor
de la strada) si coridorul comun(in cazul corpului din curte), iar deschiderile amplifica contrastul
dintre greutatea materialului si lumina ce patrunde in interior.
Se observa in sectiunea prin corpul din curte o retragere succesiva a nivelurilor catre interior,
12 JARRE, Nils, MIMOA Herzog & de Meuron, catalog 04.februarie.2013, Hamburg, p. 2513 http://www.herzogdemeuron.com/index/projects/complete-works/126-150/149-rue-des-suisses-apartment-buildings.html14 http://www.architravel.com/architravel/building/rue-des-suisses/15 http://issuu.com/boulatova/docs/rue_march_1/22
-
pornind de la partea superioara catre baza. Acest fapt poate rezulta in primul rand din orientarea
fatadei catre sud, in consecinta o evitare a insoririi puternice pe spatiile respective, dar si ca urmare
a preluarii formei obloanelor, amplificarea formei curbe catre partea superioara, senzatia de elansare
si totodata de protective.
Concluzie
In concluzie tratarea fatadei unei cladiri nu trebuie sa aiba in vedere doar aspectul estetic ci
sa convina unor conditii si a unor norme ce vizeaza gradul de iluminare si umbrire, confort termic si
control al insoririi, pentru o mai buna functionare a spatiilor interioare.
Lumina poate fi perceputa atat ca forma cat si ca fond. Astfel participa in mod direct la
conturarea unui spatiu sau crearea unui anumit ambient, participand direct (ca obiect), sau indirect
(punand in evidenta, din planul doi, alte obiecte). In analiza iluminarii unui spatiu vom tine cont de
cantitatea de lumina care patrunde in interior, de intensitatea stralucirii sale, de forma (conturul pe
care il capata) sau din contra difuzia acesteia, de decupajele luminilor si umbrelor care progreseaza
si se deformeaza, modificand perceptia spatiului.
Anexa 1- Seasonal performance of shading, redirection devices. Illustration by RNL Design.
Anexa 2 "Eixample", Barcelona Anexa 3 Prouve, 1954
-
Fig. 1Ansamblu de locuinte sociale, proiect Rue des Suisses, arh. Herzog & de Meuron, 2000
-
Fig. 2 Vedere dinspre curte a Fig. 3 Vedere din strada Rue des Suissescorpului ingust din strada Rue Jonquoi
Fig. 4 Vedere din curtea interioara
-
Fig. 5 Panouri individuale ajustabile din metal perforat
Fig. 6 Obloane rulante din lemn pe sina metalica
-
Fig. 7 Vedere din interior catre Rue des Suisses
Fig. 8 Vedere din interiorul corpului din curte cu obloanele de lemn trase
-
BIBLIOGRAFIE
1. David Orr, Design on the Edge: The Making of a High-Performance Building, MIT Press,
2006.
2. Kevin Van Den Wymelenberg, Dayly Dialect(articol), publicat in Architectural Lighting,
martie 2008
3. Robbins, Claude L., Daylighting Design and Analysis, New York: Van Nostrand Reinhold
Company , 1986 ; pp. 4 13
4. Gregg D. Ander, Daylighting, FAIA Southern California Edison, 2014
5. Manfredo di Robilant, Window, 2014
6. Prouv, Mimram & Souto de Moura, Curtains and Drapes
7. JARRE, Nils, MIMOA Herzog & de Meuron, catalog 04.februarie.2013, Hamburg, pp. 25