Aydınlatma Tasarımının Temelleri 1

“Aydınlatma Tasarımının Temelleri 1” bölümünde; ışığın temel prensiplerini, aydınlatma parametrelerini ve kaliteli bir aydınlatma için bilinmesi gereken ilk adımlar yer almaktadır.

Bölüm 1: Işığın Doğası ve Temel Parametreler

Işık Nedir?

Işık, elektromanyetik tayfın (spektrumun) gözümüz tarafından algılanabilen kısmını teşkil eder. Bu görünür bölge, yaklaşık olarak 380 ile 780 nanometre (nm) arasındaki dalga boylarını kapsar.

İnsan gözünün bu hassasiyeti; gündüzleri renkli, geceleri ise yalnızca grinin tonlarında bir görüş deneyimi yaşamamıza olanak tanır. Elektromanyetik spektrum, gama ışınlarından radyo dalgalarına kadar uzanan geniş bir yelpazeyi içerir; ışık bu yelpazenin oldukça dar bir bölümüdür.

Gözümüzün spektral parlaklık algısı, gündüz ve gece koşullarında farklılık gösterir; gündüzleri maksimum hassasiyet yaklaşık 550 nm civarındayken, geceleri bu tepe noktası daha kısa dalga boylarına (yaklaşık 507 nm) kayar (skotopik ve fotopik görüş).

Işığın Üçlü Etkisi

Aydınlatmanın etkileri üç temel başlık altında incelenebilir:

1. Görsel İşlevler İçin Işık: Görev alanlarının ilgili standartlara uygun şekilde aydınlatılması esastır. Bu, görsel konforu sağlamak ve kamaşmayı önlemek suretiyle gerçekleştirilir.
2. Biyolojik Etkiler Yaratan Işık: Aydınlatma, insanların sirkadiyen ritmini (doğal uyku-uyanıklık döngüsü) destekleyebilir. Işığın niteliği ve zamanlaması, uyarıcı veya rahatlatıcı etkiler oluşturarak biyolojik saatimizi düzenlemeye yardımcı olur.
3. Duygusal Algı İçin Işık: Işık; mimariyi vurgulayan, mekanlara kimlik kazandıran güçlü bir tasarım aracıdır. Farklı aydınlatma senaryoları ve efektler yaratarak mekanın atmosferini ve duygusal etkisini şekillendirir.

Aydınlatmada Kullanılan Temel Parametreler

Aydınlatma tekniğinde dört temel fotometrik parametre öne çıkar:

1. Işık Akısı (Φ):

Bir ışık kaynağının toplamda yaydığı ışık miktarını ifade eder. Birimi Lümen’dir (lm).

• Işık Verimliliği (Etkinlik Faktörü): Işık akısının tüketilen elektriksel güce oranıdır (lm/W). Bir ışık kaynağının ekonomik verimliliğinin temel ölçütüdür.

2. Işık Şiddeti (I):

Bir ışık kaynağının belirli bir yönde yaydığı ışık miktarını tanımlar. Özellikle reflektörler gibi yönlendirilmiş aydınlatma elemanları için kullanışlı bir ölçümdür. Işık şiddeti dağılım eğrisi (LDC – Luminous Intensity Distribution Curve) ile temsil edilir. Birimi Kandela’dır (cd = lm/sr). Formülü:

I=ΩΦ​

burada Ω ışık akısının yayıldığı katı açıdır (steradyan, sr).

3. Aydınlık Düzeyi (E):

Bir yüzeye düşen ışık akısı miktarını belirtir. Kaynaktan uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azalır (Ters Kare Yasası). İlgili standartlar (örneğin, EN 12464 “İç Mekan Çalışma Alanlarının Aydınlatılması”) gerekli aydınlık düzeylerini tanımlar. Birimi Lüks’tür (lx = lm/m²). Formülü:

E=AΦ​

burada A ışık akısının düştüğü alandır (m²).

4. Parıltı (L):

Göz tarafından algılanan tek temel aydınlatma parametresidir. Bir yüzeyin ne kadar parlak göründüğünü ifade eder ve büyük ölçüde o yüzeyin yansıtma özelliğine (yüzey işlemi ve rengi, ρ) bağlıdır. Birimi cd/m²’dir. Formülleri:

Parıltının (L) hesaplanması için iki temel formül kullanılır:

Bu formül özellikle mat (yaygın yansıtıcı) yüzeyler için geçerlidir.
Burada; E, yüzeye düşen aydınlık düzeyini;
ρ (rho), yüzeyin ışığı yansıtma faktörünü (0 ile 1 arasında bir değer);
π (pi) ise yaklaşık 3.14 değerindeki matematiksel sabiti ifade eder ve yaygın yansıtıcı yüzeyler için formülde kullanılır.

Doğrudan Kaynaktan:L = I / (AL ⋅ cos ε)

Bu formülde; I, kaynağın belirli bir yöndeki ışık şiddetini; AL, ışık kaynağının gözlemciye görünen alanını; cos ε ise bakış açısına göre alanın etkisini ayarlayan kosinüs faktörünü temsil eder.

Yansıyan Yüzeyden:L = (E ⋅ ρ) / π

Bölüm 2: Aydınlatma Kalite Kriterleri

Aydınlatma Tasarımının Kalite Özellikleri

Doğru aydınlatma, geleneksel ve yeni kalite kriterlerinin bir birleşimini gerektirir:

• Geleneksel Kalite Kriterleri:
  • Yeterli aydınlık düzeyi
  • Uygun kamaşma sınırlaması
  • İyi modelleme (gölge ve kontrast)
  • Doğru ışık rengi
  • Yansımaların önlenmesi
  • Armonik parlaklık dağılımı
  • Yeterli renksel geriverim
    
• Yeni Kalite Kriterleri:
  • Değişken aydınlatma durumları (dinamik aydınlatma)
  • Kişisel kontrol imkanı
  • Enerji verimliliği
  • Gün ışığı entegrasyonu
  • Bir iç tasarım öğesi olarak ışık
    
    İlginizi çekebilir: Aydınlatma Tasarımının 5 Temel İpucu

Aydınlık Düzeyi Terminolojisi

• Korunması Gereken Aydınlık Düzeyi (Em): Bu değer, aydınlatma sisteminin zamanla (kirlenme, lamba ömrü vb. nedenlerle) ışık gücünü kaybedeceği düşünülerek hesaplanır. Görsel görevin yapıldığı alanda aydınlık düzeyinin hiçbir zaman altına düşmemesi gereken minimum seviyeyi belirtir.
  
  Şu şekilde bulunur:
  Korunması Gereken Aydınlık Düzeyi (Em) = Başlangıçtaki Aydınlık Düzeyi × Bakım Faktörü
  Burada “Bakım Faktörü”, ışık kaybını hesaba katan bir çarpandır.
  
• Görsel Görev Alanı: Aydınlık düzeylerinin belirtildiği, belirli görsel görevlerin yerine getirilebileceği alandır. Bu alan yatay, dikey veya eğimli bir düzlem olabilir. Tam konumu bilinmiyorsa, tüm oda veya çalışma istasyonunun tanımlanmış bir alanı esas alınır.
  
• Görsel Görev Alanının Yakın Çevresi: Bu alandaki aydınlık düzeyi, görev alanındakinden bir seviye daha düşük olabilir (örneğin, görev alanı 500 lx ise çevre 300 lx).
  
• Bakım Faktörü: Kurulumun zamanla kirlenme ve yaşlanma (lambalar, armatürler, oda yüzeyleri) nedeniyle ışık akısındaki azalmayı hesaba katan, bireysel olarak belirlenebilen bir çarpandır.
  
• Bakım Programı: Lambaların ve tesisatın temizlik ve bakım aralıklarını içeren bakım programı belgelendirilmelidir.
  
  İlginizi çekebilir: Aydınlatma Hesabı

Kamaşma ve Sınırlandırılması

Kamaşma, görsel konforu ve performansı olumsuz etkileyen bir durumdur. İki türü vardır:

1. Doğrudan Kamaşma:

• Nedenleri: Kamaşma kontrolü olmayan armatürler, çok parlak yüzeyler (örn. pencere).
• Etkileri: Konsantrasyon kaybı, hata sıklığında artış, yorgunluk.
• Çözümleri: Sınırlı parıltı seviyelerine sahip armatürler kullanmak, pencerelerde güneş kırıcılar/perdeler kullanmak.

2. Yansıyan Kamaşma:

• Nedenleri: Parlak, yansıtıcı yüzeyler (örn. ekranlar, cilalı masalar), yanlış armatür yerleşimi, yanlış çalışma istasyonu konumu.
• Etkileri: Konsantrasyon kaybı, hata sıklığında artış, yorgunluk.
• Çözümleri: Armatürü çalışma istasyonuna göre doğru konumlandırmak, endirekt aydınlatma kullanmak, mat yüzeyler tercih etmek.

Birleşik Kamaşma Derecesi (UGR – Unified Glare Rating)

Avrupa Standardı EN 12464, iç mekan çalışma alanlarındaki psikolojik kamaşmayı değerlendirmek için Birleşik Kamaşma Derecesi (UGR) yöntemini kullanır. Bu yöntem, kamaşma hissine katkıda bulunan sistemdeki tüm armatürleri ve arka plan parıltısını dikkate alan bir formüle dayanır:

UGR=8log10​(Lb​0.25​∑P2L2Ω​)

Bu formülde kullanılan terimler şunlardır:

• Lb: Gözlemcinin bulunduğu ortamdaki genel arka plan parıltısını ifade eder (birimi cd/m²). Yani duvarların, tavanın genel aydınlık seviyesi gibi düşünebiliriz.
• L: Kamaşmaya sebep olan her bir aydınlatma armatürünün gözlemcinin bakış doğrultusundaki parıltısıdır (birimi cd/m²). Direkt olarak ışık kaynağının parlaklığıdır.
• Ω: Her bir armatürün gözlemcinin gözünde oluşturduğu katı açıdır (birimi steradyan, sr). Bu, armatürün gözümüze ne kadar büyük göründüğünü temsil eder.
• P: Her bir armatürün gözlemcinin görüş alanındaki konumunu ve kamaşmaya etkisini belirten Guth pozisyon endeksidir. Yani armatürün tam karşıda mı, yoksa yan tarafta mı olduğu gibi faktörleri hesaba katar.
  
• Aşılmaması gereken UGR limit değerleri ise yapılan aktivite veya bulunulan mekan türüne göre standartlarda belirlenmiştir:
• UGR ≤ 16: Teknik çizim gibi hassas işler
• UGR ≤ 19: Okuma, yazma, eğitim, toplantılar, bilgisayar tabanlı işler (ofisler)
• UGR ≤ 22: Zanaat ve hafif endüstri işleri
• UGR ≤ 25: Ağır sanayi
• UGR ≤ 28: Tren istasyonu platformları, fuayeler

Armatürler için UGR değerleri genellikle CIE 117 standardına göre tablo yöntemiyle belirlenir ve ürünlerin fotometrik veri sayfalarında belirtilir. Ofisler için belirlenen UGR ≤ 19 limiti, eski parıltı sınırlama eğrisi yöntemindeki 500 lx aydınlık düzeyi ve Kalite Sınıfı 1’e yaklaşık olarak denk düşmektedir.

Aydınlatma Tasarımında Tavan ve Duvar Aydınlık Düzeyleri & Mekansal Aydınlatma

• Tavan ve Duvarlar: Aydınlatılmamış tavan ve duvarlar basık ve nahoş bir mekan algısı yaratır. EN 12464 standardı, tavanlarda en az 30 lx (veya ofis, sınıf, hastane gibi yerlerde 50 lx), duvarlarda ise en az 50 lx (veya belirtilen yerlerde 75 lx) aydınlık düzeyi gerektirir. Ancak, özellikle duvarlarda 175 lx gibi daha yüksek seviyeler, mekan algısını ve konforu önemli ölçüde artırır.
  
• Mekansal Aydınlatma: Mekandaki insanların ve nesnelerin daha iyi algılanabilmesi için silindirik aydınlık düzeyi ve modelleme (gölge etkisi) önemlidir. İletişimin yoğun olduğu mekanlarda Ez’nin 150 lx civarında olması önerilir. Modelleme, belirli bir noktadaki silindirik ve yatay aydınlık düzeyleri arasındaki orandır ve ideal olarak 0.3 ile 0.6 arasında olmalıdır.

Işık Rengi ve Renksel Geriverim

• Işık Rengi (Renk Sıcaklığı): Işığın renk görünümünü tanımlar ve Kelvin (K) cinsinden ölçülür. Mekanın temel atmosferini belirlemede yüzey renkleri kadar etkilidir.
  • Sıcak Beyaz (ww): 3300 K’e kadar. Kırmızımsı görünüm, sıcak ve samimi bir atmosfer.
  • Doğal Beyaz / Ara Beyaz (nw): 3300-5300 K arası. Nötr beyaz görünüm.
  • Soğuk Beyaz (tw): 5300 K üzeri. Mavimsi görünüm, serin ve canlandırıcı bir atmosfer.
• Renksel Geriverim (Rₐ): Bir ışık kaynağının, aydınlattığı nesnelerin renklerini ne kadar doğru yansıttığının bir ölçüsüdür. Rₐ = 100, ideal (gün ışığı gibi) renk geriverimini ifade eder.
  • Rₐ ≥ 90: Mükemmel (Müzeler, renk kontrolü yapılan yerler)
  • Rₐ 80-89: Çok iyi (Ofisler, konutlar, okullar için genel standart)
  • Rₐ 70-79: İyi (Endüstriyel alanlar, bazı dış mekanlar)
  • Daha düşük Rₐ değerleri genellikle özel uygulamalar veya eski teknolojiler için geçerlidir.
  • Not: Düşük verimlilik ve yetersiz renksel geriverim nedeniyle bazı lamba türleri (örneğin, yüksek basınçlı cıva buharlı lambalar) AB Yönetmeliği 245/2009 (EUP) kapsamında yasaklanmış veya önerilmemektedir.

Bölüm 3: Aydınlatma Ölçümü, Türleri ve Konseptleri

Aydınlık Düzeyinin Ölçülmesi

Ortalama aydınlık düzeyi, belirli koşullar altında, tanımlanmış bir ölçüm ızgarasında lüksmetre ile ölçülen aritmetik parlaklık seviyesidir.

• Ölçüm Cihazları (Lüksmetreler):
  • Sınıf L: Maksimum hassasiyet (tolerans ±3%)
  • Sınıf A: Yüksek hassasiyet (tolerans ±5%)
  • Sınıf B: Ortalama hassasiyet (tolerans ±10%) (Minimum gereksinim)
    
• Ölçüm Koşulları:
  • Dış ışık/gün ışığından kaçınılmalı (veya ayrı ölçülüp çıkarılmalı).
  • Şebeke gerilimi ve ortam sıcaklığı kontrol edilmeli.
  • Yeni ve ön ısıtması yapılmış (burn-in) lambalar kullanılmalı (deşarj lambaları için ~100 saat).
    
• Ölçüm Izgarası ve Seviyesi: EN 12464 ve EN 12193 standartlarında belirtilmiştir.
  • Ölçüm Yüksekliği: Çalışma alanları: 0.75 m; Spor tesisleri, dolaşım alanları, merdivenler, otoparklar (zemin): 0.03 m; Silindirik aydınlık: 1.2 m.
  • Ölçüm Izgarası: Genellikle kare veya dikdörtgen alanlar için, kenarlara yakın noktaları da içeren eş aralıklı noktalardan oluşur. Izgara aralığı, alanın boyutuna göre değişir (örneğin, 1m alan için 0.2m, 10m alan için 1m aralık). Izgara düzeni, armatür düzeniyle çakışmamalıdır.

Aydınlatma Türleri

• Direkt Aydınlatma:
  • Özellikleri: Yüksek oranda yönlendirilmiş ışık, belirli açılarda güçlü kamaşma kontrolü, karanlık tavan (mağara etkisi), sınırlı çalışma alanı esnekliği, görev seviyesinde enerji verimliliği.
• Endirekt Aydınlatma:
  • Özellikleri: Yaygın (difüz) aydınlatma koşulları, mekanı daha yüksek gösterir, kamaşmasızdır, çalışma istasyonları serbestçe konumlandırılabilir, genellikle daha düşük enerji verimliliği.
• Endirekt/Direkt Aydınlatma:
  • Özellikleri: Hoş mekan etkisi, yüksek kullanıcı kabulü, iyi kontrast oranları, esnek çalışma alanı yerleşimi (özellikle endirekt bileşen > %60 ise).
• Gömme Direkt/Endirekt Aydınlatma:
  • Özellikleri: Çalışma istasyonları serbestçe konumlandırılabilir, kamaşmasızdır, tüm bakış açılarında azaltılmış parıltı seviyeleri, mekana gün ışığı hissi verir.

Aydınlatma Tasarımı Konseptleri

EN 12464 standardı, bir odadaki bireysel görsel görevlerin aydınlatma tasarımı amacıyla tanımlanmasını sağlayarak yeni perspektifler açmıştır.

• Görev Alanı Odaklı Aydınlatma:
  • Faydaları: Her görsel görev için doğru miktarda ve en iyi kalitede ışık sağlar. Düzgünlük, kamaşma ve yansıma kontrolü, iyi kontrast ve gölge detayı göreve göre ayarlanır. Kullanıcı ihtiyaçlarına mükemmel uyum sağlar. Yatırım ve işletme maliyetlerinden tasarruf sağlar; bu tasarruf, konforu artırmak veya vurgu aydınlatması, aydınlatılmış duvarlar, dinamik senaryolar gibi estetik iyileştirmeler için kullanılabilir. Özellikle büyük binalarda enerji tüketimini optimize etmek için büyük potansiyel sunar; ışığı belirli görev alanlarına odaklamak ortalama aydınlık düzeylerini ve dolayısıyla enerji harcamasını azaltır. Gün ışığına dayalı aydınlatma yönetimi ve varlık sensörleri ile tasarruf daha da artırılabilir.
    
• Oda Bazlı Aydınlatma:
  • Özellikleri: Bireysel görev alanlarını veya farklı görsel görevleri dikkate almaz. Odadaki en zorlu göreve göre tasarım yapılır. Çalışma istasyonunun konumu tanımlı değildir, tüm oda tek tip aydınlatma kalitesine sahiptir.
    
• Karşılaştırma: Görev alanlarına odaklanan aydınlatma, odada daha çeşitli ışık tasarımına olanak tanır. Örneğin, duvarları aydınlatarak mekanlar çok daha açık ve çekici tasarlanabilir; dinamik aydınlatma durumları görsel kaliteyi artırabilir.

Bölüm 4: İnsan Odaklı Aydınlatma ve Enerji Verimliliği (Humanergy Balance)

Humanergy Balance Konsepti

Bu konsept, aydınlatmanın iki yönünü uyumlu hale getirir ve değerlendirilmesini mümkün kılar: İnsan odaklı yönler (Ergonomik Aydınlatma Göstergesi – ELI) ve Enerji verimliliği (Aydınlatma Enerji Sayısal Göstergesi – LENI).

• Aydınlatma Kalitesinin Kapsamlı Değerlendirilmesi (ELI – Ergonomic Lighting Indicator):
  • ELI, aydınlatma kalitesini beş tanımlayıcı kriter kullanarak nicel olarak değerlendirir. Bu kriterler kontrol listeleri kullanılarak kaydedilir ve bir Kiviat grafiğinde (örümcek ağı grafiği) gösterilir. Grafikteki en dış çizgi, bir kriterin optimum düzeyde karşılandığını gösterir.
    
  • ELI Kriterleri:
    1. Görsel Performans: Görevlerin doğru ve rahat bir şekilde yapılabilmesi için gerekli aydınlatma koşulları. (Aydınlık düzeyi, düzgünlük, renksel geriverim, sert gölgelerden kaçınma, kontrast, fizyolojik kamaşma).
    2. Görünüm (Vista): Işığın sadece görmek için değil, aynı zamanda iç mekanın görünümünü iyileştirmek, yönlendirme sağlamak ve ilk izlenimle kabulü artırmak için kullanımı. (Mimari tasarım, zihinsel tasarım, yönlendirme, algı hiyerarşisi, dış görünüm, malzeme, armatür koruma sınıfı, zararlı radyasyondan korunma).
    3. Görsel Konfor: Sadece görev alanında değil, tüm odada algı için gerekli ışık; dengeli parlaklık dağılımı ve aydınlatma dengesi. (Dengeli parlaklık dağılımı, değişken parıltı seviyeleri, plastisite/modelleme, rahatsız edici kamaşma, görev alanı çevresinde düzgün aydınlık, güvenlik hissi, gün ışığı ile yapay aydınlatmanın tamamlanması, titreşimsiz balast kullanımı).
    4. Canlılık (Vitality): Işığın biyolojik ve duygusal etkileri, uyanıklık ve zindelik hissi üzerindeki rolü. (Grafikte gösteriliyor ancak metinde detaylandırılmamış).
    5. Yetkilendirme (Empowerment): Kullanıcının aydınlatma üzerinde kontrol sahibi olma derecesi. (Grafikte gösteriliyor ancak metinde detaylandırılmamış).
• Enerji Verimliliğinin Hesaplanması (LENI – Lighting Energy Numeric Indicator):
  • LENI, bir aydınlatma tesisatının metrekare başına yıllık gerçek enerji tüketimini kWh/(yıl x m²) cinsinden ifade eder. EN 15193 standardına göre belirlenir (“Binaların enerji performansı – Aydınlatma için enerji gereksinimleri”).
    
  • LENI Hesaplama Formülü: LENI=A∑(Pn​×Fo​)×{(tD​×Fc​×FD​)+(tN​×Fc​)}​ Bu formülün birimi kWh/(yıl x m²)’dir. Buradaki temel faktörler şunlardır:

• Pn​: Aydınlatma tesisatının toplam kurulu gücünü (Watt cinsinden) ifade eder. Bu değere acil durum aydınlatmasının şarj gücü ve kontrol sistemlerinin bekleme (standby) modundaki enerji tüketimi de dahildir.  
• tD​ ve tN​: Aydınlatmanın yıllık gündüz (tD​) ve gece (tN​) kullanım saatlerini gösterir.  
• FC​: Sabit aydınlatma kontrol faktörüdür. Örneğin, aydınlatma sisteminin ömrü boyunca sabit bir aydınlık seviyesi sağlamak için kullanılan bakım kontrolü (lümen düşüşünü telafi etme) gibi sistemler için kullanılan bir azaltma katsayısıdır.
• FD​: Gün ışığına bağlı kontrol faktörüdür. Ortamdaki doğal gün ışığı seviyesine göre yapay aydınlatmayı kısan veya kapatan sistemler için kullanılan bir azaltma katsayısıdır.
• FO​: Varlık/yokluk sensörü kontrol faktörüdür (Occupancy factor). Ortamda insan varlığı algılanmadığında aydınlatmayı kısan veya kapatan sensörler için kullanılan bir azaltma katsayısıdır.
• A: Enerji tüketiminin hesaplandığı toplam alanı (metrekare, m2) belirtir.  
  
• Enerji Tüketimini Azaltan Faktörler:
  • Akıllı aydınlatma kontrol sistemleri (otomasyon).
  • Gün ışığından etkin faydalanma.
  • Varlık/yokluk sensörleri kullanımı.
  • Kullanım saatlerinin akıllıca planlanması.
  • Enerji verimli lambalar ve armatürler.
  • Uygulamaya özel, ihtiyaca yönelik armatür ve aydınlatma çözümleri.
  • Sabit aydınlık düzeyi kontrolü (bakım faktörünü telafi eden sistemler).

RASTGELE TEKNİK İÇERİK İÇİN TIKLAYIN!

İlginizi Çekebilecek Teknik Hesaplar
Kompanzasyon Hesabı
Aydınlatma Hesabı
Yüksek Gerilim İşletme Sorumluluğu Ücreti Hesabı

Sosyal medyada teknik bilgilere maruz kalmak için:
YouTube – Instagram