Kentsel Mimari Aydınlatmalarda Yaşayan Etki ve Enerji Kullanımı

Kentsel Mimari Aydınlatmalarda Yaşayan Etki ve Enerji Kullanımı

Müjgan Şerefhanoğlu Sözen, Tuba Bostancı Baskan

1. Giriş

Doğal ve yapma olarak yararlandığımız aydınlatmaların temeli ışık olmasına karşın çeşitli yönlerden birbirinden oldukça fazla ayrım göstermektedir. Bunların içinde en belirgin olanı doğal aydınlatmanın nicelik ve nitelik olarak kullanıcı dışında gösterdiği sürekli değişkenliktir. Aydınlatmanın bir tür yaşayan etkisi olarak tanımlanabilen bu değişkenlikte, bulunulan enlem, iklim-atmosfer koşulları, yılın günü, günün saati gibi etkenler rol oynamaktadır. Ayrıca, bu doğal ışık, yapı ve yerleşmelerde topoğrafya, öteki yapılar, ağaçlar gibi dış çevre etkenlere bağlı olarak da görüntüleri etkilemektedir.

Binalarda, yapı kabuğunda, yatay/düşey/eğimli olmak üzere, çeşitli biçim ve boyutta yer alan cam ve/ya da benzer gereçte olan yüzeylere gelen ve içeriye giren günışığı, hacimlerin iç yüzey biçimlenişleri, renk, doku özelliklerine göre de belli değişikliklere uğrayarak iç mekanlarda sürekli değişim gösteren aydınlık ortamı oluşturmaktadır. Özellikle hacimlere doğrudan giren güneş ışığının olması, farklı aydınlık ve/ya da ışıklılık değerleri ve gölgelerden ötürü bu değişkenlikleri baskın kılan görüntüler yaratmaktadır.

Yapıların dışında ise, tüm gökten dolaylı olarak, yayınık bir biçimde ve güneşten dolaysız olarak yani doğrultulu bir biçimde gelen ışıkların oluşturduğu günışığının altında kentler sürekli olarak değişik görüntüler sunmaktadır. Doğrultulu gelen güneş ışığının tipik özelliği, gölge atmasıdır. Gölge, üçüncü boyutu yaratan ve ışıklılık ayrımları ortaya koyan, derinlik oluşturan, böylelikle görsel algılamayı kolaylaştıran tipik bir etkendir. Bir anlamda ışık ve gölgenin birbirini tamamlamasıdır. Güneşin sürekli devinimi bir yandan gölgeleri değiştirirken, öte yandan ışık rengini ve ışığın oluşturduğu aydınlık düzeyinin de değişimini getirir. Bu nedenle, güneşli kentler genellikle çok çekici bir görünüm ortaya koymaktadır.

Güneşin görünmediği bir başka uç durum olan kapalı gök koşulları altında ise, genelde gölge olmadığı için tekdüze yalnızca aydınlık düzeyinin değiştiği görüntüler ortaya çıkar. Farklı gök koşullarına göre de ara durumlar oluşmaktadır. Gündüzleri hangi gök koşulları olursa olsun, bütün kentin görünür olması söz konusudur. Günışığının ortadan kalkması durumunda ise ancak yapma aydınlatma aracılığı ile görünürlükler sağlanmaktadır. Hava karardığı zaman kentlerin yaşaması için, işlevsel ve mimari aydınlatmalar altında, iki bileşeni olan bu yapma aydınlatma kent aydınlatma olarak nitelendirilmektedir (Çizelge 1).

Çizelge 1. Kent aydınlatma konuları [1]

Bu aydınlatmalarda kuşkusuz, günışığını taklit etmeye çalışmak gibi bir yaklaşım söz konusu değildir. Bu ilginç olmadığı gibi, enerji kullanımı açısından da anlamsız olur. Bugün için, genelde elektrik enerjisi kullanılarak yapılan kent aydınlatmalarında özel bir senaryo yazılmadıkça, her zaman durağan, tekdüze bir görüntü oluşmakta ve sürekli olarak aynı çoklukta enerji harcanmaktadır. Oysa, günışığının iç ve dış mekanlarda insanlara çok çekici gelen, yaşayan etkisini farklı bir biçimde geceye yansıtılması birbirinden ayrı görüntüler oluşturduğu gibi enerjinin etkin kullanımı, bir anlamda arttırım sağlanması ve daha sürdürülebilir olması açısından da önem taşımaktadır.

2. Yapı Yüzlerinin Geceye Yansıtılması

Kentsel aydınlatmaların işlevsel aydınlatmalar yanında, çeşitli yönlerden önemli olan öteki bölümü, yukarıda değinildiği gibi, mimari aydınlatmalardır. Mimari aydınlatmalar içinde ise ağırlıklı olan çeşitli nitelikteki üç boyutlu yapıtlar olup, tarihi ve/ya da çağdaş yapılar, bunların içinde kentlerin temel öğelerini oluşturmaktadır.

Bu yapılar içinde hangilerinin aydınlatılmasına, bir başka deyişle geceye yansıtılmasında pek çok ölçüt gözetilerek aydınlatma masterplanları doğrultusunda yaklaşılması gereğinin özellikle etkin enerji kullanımı yönünden ön planda geldiğinin vurgulanması gerekir. Gece görüntüsünde yer almasına karar verilen yapılar için değişik teknikler kullanılarak birbirinden çok ayrı görüntüler elde edilmesi olanaklıdır.

Bu teknikler;

yapı yüzünü karşıdan projektörlerle aydınlatmak,
yapı yüzüne yakın yerde, döşemeden ve/ya da yapı yüzünden uygun yerlerden cepheleri yalayan biçimde aydınlatmak,
yapının mimari özelliklerine göre, balkon – çıkma – saçak - portik, özel detaylar, süslemeler gibi öğeleri özel aydınlatmak,
pencere yüzlerini örten perde, panjur, jaluzi vb. öğeleri içeriden ve/ya da dışarıdan aydınlatmak,
yapı içi aydınlatmalarının dışarıya yansıması – aydınlanmış iç yüzeylerin dışarıdan görünmesi yolu ile görünürlük sağlamak,
yapının konturlarını, özellikle yüksek yapılarda ışık çizgileri olarak belirlemek,
yapı yüzlerinde mimariye uygun ışık çizgileri yapmak,
tüm yapı yüzünü medya cephesi olarak kullanmak,
yapı yüzlerinde ışıkla sanatsal gösteriler yapmak

gibi sıralanabilir. Yapı yüzlerinin medya cephesi olarak kullanılması ya da “ışık sanatı” olarak nitelendirilen görsel etki yapmak amaçlı uygulamalar, alışılagelmiş cephe aydınlatmalarından farklı yaklaşımlardır.

Işık çizgileriyle yapılan ışıklandırmalar ise, özellikle çok katlı ve büyük oranda ya da tamamen cam cepheleri olan yapılar için gece görünürlüklerinin sağlanmasında bir seçenek olarak ortaya çıkmaktadır. Günümüzde aydınlatmada LED’lerin yaygın kullanımıyla, öteki yapılarda da bu tür çizgisel ışık uygulamaları görülmektedir.

Yapıların geceye yansıtılmasında, hangi teknik ve/ya da tekniklerin kullanılmasına karar vermede;

bölge koşulları,
çevre koşulları,
iklim koşulları,
yapıların işlevleri,
mimari özellikleri (tarihi, sanatsal değerleri),
konumları,
ilk yapım, kullanım giderleri,
bakım, onarım, yenileme planları,
enerji harcamaları

gibi çeşitli etkenler göz önünde tutularak, yukarıda değinilen aydınlatma yaklaşımlarından biri ve/ya da genellikle birkaçı birarada kurgulanarak aydınlatma senaryoları yapılabilir. Bu çalışmada, oluşturulmuş bir örnek bağlamında yukarıda sıralanan etmenler gözönünde tutularak, aydınlatma seçenekleri ortaya konulmuş, birbirinden farklı görüntüler -bir anlamda, günışığının yaşayan etkisi gibi- farklı etkiler görselleştirilmiş ve bu arada enerji kullanımı da değerlendirilmiştir.

Örnek Yapı

Oluşturulan örnek yapının işlevi Butik Otel olup; yapı ile ilgili özellikler;

CIE tarafından belirlenen dört bölgeden biri olan E1 (merkez kent bölgesinde) bulunması,
mimari, işlev ve konum özellikleri nedeniyle, aydınlatmaya değer olması,
ayrık konumda olan yapının etki ve görünürlük yönünden ön cephesinin önem taşıması,
giriş katının pastane + kafe + lobi olarak hizmet vermesi,
orta mekanda çatıda küresel bir ışıklık yer alması,
ön cephede portikli bir giriş, üst katta balkon ve onun üstünde çıkma bulunması

olarak sıralanabilir. Yapı yüzeyi açık renkli olup, yansıtma çarpanı yaklaşık r = %60’tır.

Bu yapı ile ilgili değişik aydınlatma senaryolarına ilişkin görselleştirmelere, Şekil 1’de ilkesel olarak yer verilmiştir. Kuşkusuz, bu örnekler daha da arttırılabilir.

Şekil 1. Aydınlatma tekniklerine ilişkin görselleştirmeler

3. Enerji Kullanımını Etkileyen Faktörler

Tüm yapı içi aydınlatmalarında olduğu gibi, yapıların gece görünürlüklerinin sağlanmasında da etkin enerji kullanımını etkileyen pek çok faktör söz konusudur.

Bunlar, başlıca;

ışık kaynağı seçimi (ışık verimi yüksek kaynak seçimi),
aydınlatma aygıtı seçimi (geriverimi yüksek aygıt seçimi),
yapı yüzü ışıklılık değerlerinin saptanması,
aydınlatılacak yüzeylerin yansıtma çarpanları,
günışığı değişimleri (mevsim – iklim koşulları),
ışık kaynaklarının yıllık kullanım saatleri,
aydınlık düzeyi değişimleri

gibi sıralanabilir. Bu çalışmada, ışık kaynağı ve aydınlatma aygıtı seçimleri gözardı edilerek, çeşitli kullanma durumlarına göre, yıl içinde yakma süreleri belirlenmiştir.

Yakma Süreleri

Kent aydınlatmasında işlevsel ve mimari aydınlatmaların tümünde günışığının ortadan kalkması temel veri olduğu için yapma aydınlatmaların devreye girmesinde (yakılmasında), genel olarak güneşin batışı temel alınabilir. Burada alacakaranlık ve kapalı günlerin de göz önünde tutulması gerekir.

Güneşin batışı – doğuşunda, ülkelerin yeryüzünde enlem ve boylamlar yönünden aldığı yer önem taşımaktadır. Bu örnekte, saatler, 39° kuzey enlemi, 30° boylamına göre saptanmıştır. [2] (Yaz saati uygulamaları ve boylam zaman ayrımı gözardı edilmiştir.)

Yakma saatlerinin başlangıcı, yol aydınlatmalarında da olduğu gibi günışığı değişimlerine bağlı
olarak, otomatik denetimli de kullanılabilir.

Çizelge 2’de mevsim / aylar bağlamında güneşin batış ve doğuş saatleri gözetilerek en uzun aydınlatma saatleri verilmiştir. Mayıs (MY), Haziran (HA), Temmuz (TE), Ağustos (AĞ) ayları, yaz; Eylül (EY), Ekim (EK) / Mart (MR), Nisan (Nİ) ayları, bahar; Kasım (KA), Aralık (AR), Ocak (OC), Şubat (ŞU) ayları ise kış olarak alınıp, ortalama saatler belirlenmiştir.

Çizelge 2. Mevsim / aylar bağlamında en uzun aydınlatma saatleri ( : Güneşin batışı : Güneşin doğuşu)

Çizelge 3’te ise, mevsimlere, aylara, yapıların kullanım ve özelliklerine, çevre aydınlık durumlarına göre, enerji kullanımı yönünden akşam ve gece (erken – geç) saatleri belirlenmiştir.

Çizelge 3. Mevsim / aylar bağlamında önerilen yakma saatleri

Çizelge 4’te, Çizelge 2’de verilen yakma koşulları, Çizelge 3’te önerilen yakma saatleri bağlamında ele alındığında ortaya çıkan yakma süreleri belirlenmiştir.

Çizelge 4. Mevsim / aylar bağlamında önerilen yakma süreleri ( : Güneşin batışı)

Çizelge 5’te, önerilen yakma saatlerine göre, elde edilen enerji tasarrufu oranları verilmiştir.

Çizelge 5. Mevsim / aylar bağlamında önerilen yakma sürelerine göre enerji tasarrufu ( : Güneşin batışı)

Günlük yakma süreleri olarak belirlenen bu saatlerin, tüm yıl boyunca kullanılması durumunda, her bir mevsim/ay grubu için 120 gün olarak hesaplanması; haftasonları ve özel günlerde aydınlatma yapılması durumunda ise yine her bir mevsim/ay grubu için ortalama 40 gün olarak hesaplaması, doğru bir yaklaşım olur. Buradan yola çıkarak, bir yıllık toplam en uzun ve önerilen yakma süreleri ile buna bağlı enerji tasarruf oranları belirlenebilir.

Aydınlık Düzeyi Değişimleri

Enerji kullanımını etkileyen önemli etkenlerden biri de, kentin kullanım durumu ve iklim – mevsim bağlamında akşam ve gece (erken – geç) koşulları gözetilerek yapılan aydınlık düzeyi azaltmalarıdır. Akşam saatlerinde yapılan aydınlatmalar, %100 varsayılırsa, gece erken saatlerde bunu %60, gece geç saatlerde ise %30’a indirilmesi doğru olur. Şekil 2’de, aydınlık düzeylerinin indirilmiş durumları görselleştirilmiş olarak sunulmaktadır.

Şekil 2. Aydınlık düzeylerinin azaltılmış durumları

Aydınlatma Senaryo Değişiklikleri

Enerji kullanımını etkileyen bir başka faktör, yine iklim ve mevsim koşullarına göre yapılan kısmi aydınlatmalardır. Örneğin, Şekil 3’te görüldüğü gibi, ilerleyen saatlere göre yapıların yalnızca belli bölümlerinin aydınlatmalarının yapılması söz konusudur.

Şekil 3. Aydınlatma senaryoları

4. Sonuç

Günümüzde kentsel mimari aydınlatmalar, kentlerin geceleri de yaşaması, türlü kent kullanıcıları yönünden çekici olması, özellikle turizme katkı sağlaması ve benzeri yönlerden pek çok kazanım sağlamaktadır. Mimari aydınlatmalar içinde çeşitli nitelikteki yapılar temel öğeleri oluşturmaktadır. Bu nedenle, bu öğelerle ilgili yapılacak aydınlatmaların görsel açıdan durağan değil, ilgi çekici farklı görüntüler sunan değişkenlikler taşıması yanında, enerji kullanımı yönünden de olabildiğince gereksiz harcamalardan kaçınılan bir sisteme dayalı olarak yapılması önem taşımaktadır.

Bu bildiride, bir yapı yüzeyi ile ilgili yapılan görselleştirme örnekleri üzerinden, yapıyı geceye yansıtan çeşitli görüntülere ve enerji bağlamında mevsim / ay kullanımı yönünden yakma süre ve oranları gözetilerek yapılan bir irdeleme çalışmasına yer verilmiştir. Kuşkusuz bunlar, örneğin, renkli ışıklar kullanılması, devinimli aydınlatmalar yapılması gibi seçeneklerle arttırılabilir. Ancak, bu örneklemede, yapının niteliği belirlendiği için, bu tür uygulamalardan kaçınılmıştır. Tek bir yapı üzerinde yapılan bu örnekleme doğrultusunda, içlerinden görsel ve enerji kullanımı yönünden bir bölümü seçilerek uygulamaya alınabilir.

Kentte çok önemli imaj niteliği taşıyan, kent siluetini etkileyen yapıtlar için farklı uygulamalar yapılabilir. Örneğin, mimari aydınlatmaların büyük bölümü kapatılmışken, masterplan doğrultusunda seçilmiş olan bu tür yapıtların aydınlatmaları sürekli olabilir.

Kaynakça

1. Şerefhanoğlu Sözen, M., (Chair), “A Guide to Urban Lighting Masterplanning”, CIE TC 4.56 Technical Report, 2019.
2. Şerefhanoğlu Sözen, M., “Yapı Yüzlerinin Güneşlenme Durumları”, YTÜ Basım Yayın Merkezi; 2010, İstanbul.
3. Şerefhanoğlu Sözen, M., “Kent Aydınlatma – Enerji Kullanımı”, Kent ve Elektrik Sempozyumu, EEMKON 2015, İstanbul.
4. Şerefhanoğlu Sözen, M., “Aydınlatma ile Kent Güzelleştirme”, Interlight 2003, Seminer – Fuar, İstanbul.
5. Bommel v. W., Outdoor Lighting: Yesterday, Today and Tomorrow, International Lightscape Conference, Shangai, 2001.

Hazırlanan senaryoların görselleştirmesi, Aydın Taşdelen tarafından desteklenmiştir.

Paylaş: