Dagslysdesign i skolebygg Dagslysdesign i skolebygg, er en bacheloroppgave som ble skrevet høsten 09/ våren 10 av Tiril Nervik Gustad, Ole Gunnar Vinger, Helga Iselin Wåseth, Ester Itland og Ida Forde, ved Høyskolen i Buskerud, Lysdesign. Oppgaven vant i høst et reisestipend på 20 000 fra Velux for beste dagslys- oppgave. Juryens begrunnelse for tildelingen av stipendet var: Gruppen har anlagt en omfattende og helhetlig tilnærming til lys og belysning. Synsfunksjonen og fysiologiske rammebetingelser for vår oppfatning av omgivelsene står sentralt. Dagslys er integrert i et konsept som også inneholder kunstig lys. Både visuelle og ikke-visuelle faktorer inngår i et holistisk design hvor det fysio-biologiske mennesket står i sentrum. Begrepet dagslysdesign på norsk blir innført for det engelske Daylighting. Prosjektet viser hvordan dagslys og kunstig lys kan integreres i et samspill, og det fremstår med et stort antall referanser. Gruppen har benyttet disse til å beskrive løsninger i læringsmiljøer/skolebygg innen områder som; konsentrasjon, aktivitet og bruk av skjermverktøy. Den viser hvordan rom for spesielle funksjoner kan utformes og hvordan disse forslag og anbefalinger eventuelt kan overføres til bruk i en mer generell sammenheng. Gruppen ønsket å se på virkninger av dagslys spesielt i forhold til barn, og ettersom barn tilbringer en stor del av oppveksten på skolen, ble fokus for oppgaven dagslys i skolebygg, spesielt med hensyn til breddegrader, solvinkler og sesongvariasjoner. Et sentralt spørsmål var; Har dagslyset unike kvaliteter som ikke kan erstattes av 1
tekniske løsninger? Gjennom litteratur ble det samlet kunnskap om menneskelige og tekniske aspekter innen dagslys- forskning. Viktige temaer var hvordan lyset påvirker biologiske og psykologiske faktorer, forholdet mellom læringsmiljø og barn, og hvordan man kan lyssette ved hjelp av dagslys. Dagslysdesign er definert som den norske betegnelsen for daylighting og begrepet er forklart som et verktøy for å skape rom med gode dagslysforhold, integrert med det kunstige lyset. Hvorfor dagslys? Dagslys handler om så mye mer enn belysningsteknikk og målbare lysnivåer, det handler om lysets påvirkning på kroppens funksjoner og hvordan man kan bruke denne kunnskapen til å designe med daglys som ikke bare tilfredsstiller lovmessige krav, men tar hensyn til alle aspekter ved mennesket. Det kan være mer krevende å designe ut fra biologiske funksjoner i kroppen enn å oppfylle lovkravene for dagslys. Jordens rotasjon rundt sin akse skaper en daglig syklus i naturen med variasjon i temperatur og skift mellom lys og mørke i løpet av 24 timer. Menneskers syklus er egentlig lengre enn 24 timer og gjennomsnittlig på 26 timer, men når vi blir utsatt for lys tidlig på dagen synkroniserer vi oss til omgivelsenes 24- timers syklus. Dagslys og sollys påvirker mange viktige funksjoner i kroppen både hos voksne og barn, som døgnrytme og D- vitamin produksjon. Men dagens samfunn er lagt opp slik at de færreste får tilstrekkelige mengder av begge deler i løpet av vinterhalvåret. Dagslys varierer vanligvis mellom 1000 lux til 100 000 lux, og til sammenligning skal vanlig kontorbelysning i følge luxtabellen ligge på minimum 500 lux i arbeidsplanet. Lysnivåene er mye lavere innendørs, og fargetemperaturen er generelt varmere. Lyset inneholder altså mindre av den blå delen i spekteret. I øyet har vi, i tillegg til de vanlige reseptorene staver og tapper, noen såkalte non- visuelle reseptorer. Disse har en annen følsomhetskurve og er mye mer følsomme for den blå delen av spekteret. (nærmere bestemt 464 nm (Brainard et al. 2001b)) Signalene fra de non- visuelle reseptorene går til det cirkadianske systemet, og påvirker hormonene melatonin og kortisol, som har en sammenheng med søvn/våkenhets- tilstand i kroppen, samt nevrotransmitteren serotonin. Serotonin er viktig for å produsere melatonin, enkelt forklart trenger vi store mengder dagslys/sollys om dagen for å øke serotonin- nivåene i kroppen som igjen gjør at kroppen lager mer melatonin om natten og vi sover bedre. (Hobday, 2006). (Boyce, 2003) Da lyspæren ble oppfunnet endret menneskers døgnsyklus seg radikalt, plutselig kunne man være våken og i aktivitet etter mørkets frembrudd. Samfunnet i dag er organisert sånn at man store deler av dagen oppholder seg innendørs under 2
elektrisk belysning som har mye lavere intensitet enn dagslyset, og man har lyset på utover kvelden ofte på det samme nivået som man har hatt igjennom hele dagen. Menneskelige prestasjoner Lyset påvirker menneskelige prestasjoner blant annet gjennom det cirkadianske systemet med faseskift og våkenhet. Videre påvirker også lyset det perseptuelle systemet som involverer komplekse faktorer som blant annet kultur, kontekst, forventninger, humør, personlighet og motivasjon. Men først og fremst påvirker lyset det visuelle systemet som er utgangspunktet for at vi kan se hva vi gjør. Det finnes ikke uavhengig, repeterbar forskningsdata som beviser at dagslysbelysning er sunnere enn elektrisk lys med den intensitet som er nødvendig eller ønsket for typiske menneskelige funksjoner innendørs. Men veldig høy intensitet av enten dagslys eller elektrisk lys er fordelaktig. I typiske innendørs miljø kan dagslys fylle to funksjoner: 1) gi visuell kontakt med resten av verden; og 2) redusere energien som er nødvendig for å operere det elektriske lyset. (Gary Steffy, 2002) Utsyn er også viktig, og forskning har vist at utsyn til natur gir kortere sykehusopphold og mindre inntak av smertestillende. til og med bilder av natur er positivt. (Ulrich, 1981) (Beauchemin og Hays, 1998) I en finsk studie som tok for seg barn som lever på 60 N, ca. samme breddegrad som Oslo, undersøkte de hvordan dagslyset påvirket barnas aktivitet/ hvile- syklus, og søvnmønster i løpet av året. De konkluderte med at aktivitetsnivået på dagen økte og antall oppvåkninger om natten gikk ned når dagene ble lengre. (Aronen et al., 2002) Flere omfattende undersøkelser viser at dagslys i bl.a. klasserom ikke bare påvirker helse og humør, men også elevprestasjonene. Heshong Mahone gruppen har gjennom en massiv undersøkelse av tre skoledistrikt og ca 21 000 elever sett på sammenhengen mellom skoleprestasjoner og dagslystilgang i klasserom. Et av skoledistriktene så på progresjonen til elevene fra starten av høstsemesteret til slutten av vårsemesteret. Resultatene viste at elevene i klasserom med best dagslysforhold hadde en progresjon på opp til 20 % raskere i matematikk og 26 % raskere i lesing, i forhold til elevene som hadde dårligst dagslysforhold i klasserommet. 3
Praktiske forsøk Med utgangspunkt i denne kunnskapen gjorde gruppen utprøvinger i modeller, hvor det ble prøvd ut forskjellige løsninger for å trekke dagslyset inn i rom og bygninger. Gruppen valgte å dele opp undervisningssituasjonene i; 1) stillesittende arbeid og konsentrasjon, 2) aktivitet og bevegelse og 3) skjermbasert undervisning, og analyserte behov til de tre situasjonene. Materialer med ulik transmitterende og reflekterende effekt ble brukt for å simulere ordinære bygningsmaterialer. Bildene ble tatt ute i dagslys/sollys eller med parallellstrålende lyskilde for å se hvordan lyset falt i rommet. En av løsningene var et vindu hvor man ønsket om å få sidelys inn i rommet fra mer enn en retning, men uten direkte sollys. Samtidig må vinduet gi mulighet for utsyn. På høye breddegrader varierer solhøyden veldig med årstidene, og store deler av året står solen lavt over horisonten. Sidevinduet fanger effektivt opp lys fra lave solhøyder. Ideen er at himmellys og indirekte lys kommer direkte inn i rommet, mens sollyset blir diffusert. Dette gjøres ved at flatene som er sørvest og sørøst er diffuserende, og flater som er 4
vendt nordvest og nord øst er transparente. Denne løsningen vil være gunstig i rom som krever konsentrasjon, våkenhet og gode synsforhold. Vinduet gir mye lys, men man unngår de forstyrrende overgangene mellom sol og skygge. Vil man lese mer om temaet anbefales boken The Light revolution av Richard Hobday. Han skriver om sol og dagslys og er kritisk til hvor bakvendt samfunnet er i forhold til hvor store fordeler mennesker har av solstråler og dagslys og hvor lite vi gjør oss nytte av dette. 5