arkiv

ljus

Fortsättning på föregående inlägg.

bild_1037
Hans Andersens kombinerade bostad och verkstad i ett rum med kokvrå

Alla som fick uppleva 2016 har blivit ett år äldre. Med stigande ålder förändras kropp och sinne inklusive ögat och seendet. I förra inlägget nämnde jag HC Andersens pappa, skomakaren Hans Andersen, som dog ung i trettioårsåldern. Han fick aldrig uppleva den naturliga synförsämring som för många börjar när man är runt 45 år. Fast Hans Andersen kanske hade andra synproblem. Men om han lyckades försörja sig som skomakare med så lite tillgång till naturligt och artificiellt ljus i den kombinerade verkstaden och bostaden måste han ha haft rätt bra syn.

bild_1035

Så vad händer med synen när halva livet har passerat och vad beror förändringarna på? Och hur kan bostaden anpassas för att hantera effekterna av naturligt åldrande som påverkar både synen och dygnsrytmen? I december berättade forskare från Lighting Research Center (Troy, New York) bland annat om konkreta ljusdesigntips i bostäder för äldre. Publiken var svenska energirådgivare – på plats på Energimyndigheten i Stockholm och ute i landet.

Först inträffar naturliga optiska förändringar i ögat som försämrar förmågan att se (före ca 65 år) och därefter naturliga neurologiska förändringar (efter ca 65 år). Anledningen till att äldre människor ser sämre beror på att synskärpan, mörkerseendet och kontrastkänsligheten försämras. Linsen grumlas hos alla runt 45 års ålder. Effekten är att ögat gradvis släpper in mindre och mindre ljus. Linsen blir dessutom stel i sextioårsåldern och det blir därför svårare att växla mellan närseende och avståndsseende (ackommodationsförmåga). Det tar också längre tid för ögat att anpassa sig till olika ljusförhållanden (adaptionsförmåga), som t ex när man går från ett rum rikligt belyst med dagsljus till en mörk källare utan fönster. Pupillöppningen hos äldre personer kan bara justeras från 6 till 4 mm medan pupillöppningen hos yngre kan ändras från 8 till 2 mm. Äldre människor är dessutom känsligare för bländning. Orsaken är att linsen grumlas med tiden och spridningen av ljuset blir därför mer diffus i ögat.

Vid sidan av de naturliga förändringarna kan äldre drabbas av ögonsjukdomar som t ex grå starr eller katarakt (ögats lins grumlas och blir mer och mer ogenomskinlig), glaukom eller grön starr (ögonsjukdom som skadar synnerven), makuladegeneration (åldersförändring i gula fläcken, även kallad makula, som försämrar synskärpan eftersom det är koncentrationen av tappar i gula fläcken som gör att man kan se detaljer och färger med skärpa) och skador på näthinnan kopplade till diabetes (retinopati). Enligt Vårdguiden räknar man med att hälften av den svenska befolkningen behöver göra en grå starr-operation under sitt liv. För personer som har grå starr är det bara ett par procent av det kortvågiga ljuset (470 nanometer) som når näthinnan. Den kortvågiga delen av ljusspektrumet har stor betydelse för vår biologiska klocka som styr dygnsrytmen.

bild_895
Interiör med ljusgenomsläppliga gardiner från utställningslägenheten (från slutet av 1940-talet) på Nordiska museet. Notera vägguttaget invid – en praktisk detalj som sällan syns i dagens nybyggda lägenheter

Vad betyder då dessa synförändringar för ljusplaneringen i hemmet? Äldre behöver mycket mer ljus än yngre människor eftersom de naturliga åldersförändringarna innebär att mindre mängd ljus passerar pupillen och träffar näthinnan. En 80-åring kan behöva så mycket som fyra till sex gånger mer ljus än en 20-åring. (70–85 % av det synliga ljuset når näthinnan hos yngre människor.) Det finns många tips på hur man kan förbättra ljusmiljön i hemmet. Åtgärder som passar 80-åringar passar även 8-åringar. Jag avslutar med ett par egna bidrag som fokuserar på det naturliga ljuset under dagen.

1) Välj ljusa tunna gardiner som tar bort mindre dagsljus än mörka gardiner av tätvävd textil. Fundera på hur gardinstången ska monteras. Kanske takmonterad längs hela fönsterväggen (såvida det inte finns några väggventiler som inte bör täckas av fördragna gardiner). Då går det tillfälligt att helt frilägga fönstren och få in maximalt med dagsljus.  Och placera läsfåtöljen vid fönstret.

2) Som arkitekt kan det vara trixigt att placera garderober i ett sovrum. Skrivbord och läsplats ska i första hand placeras nära fönstret. Om garderoben ställs långt in i rummet når ofta dagsljuset inte ända dit. När pardörrarna öppnas till garderoberna skymmer ofta den ena dörren ljuset från fönstret i sidoväggen. Och för att hitta bland kläderna i en garderob utan integrerad belysning behövs annat ljus. Dörrar av matterat glas är en bra lösning som släpper igenom ljus även i uppställt läge. Insidan av garderoben ska förstås vara vit för att reflektera ljuset så att man ser innehållet i garderoben bättre med sin svagare syn. Det är precis som med handväskor eller ryggsäckar – välja alltid modeller med ljus insida.

Källor
Planeringsguiden från Ljuskultur, rev 2013.
Lighting Research Center, Troy, NY.

Jag har tidigare tipsat om webbplatsen SunAngle för alla som vill räkna ut solens höjd på himlen vid olika tider på året på olika breddgrader. I ett annat blogginlägg har jag gett enkla tumregler för en manuell beräkning av vintersolstånd och sommarsoltånd. Numera använder jag en solapp eftersom det går snabbare och den ger sekundsnabb respons när jag är utomhus eller inomhus och gissar solens höjd över horisonten. Verktyget är värdefullt för till exempel arkitekter som ritar miljöanpassade hus och värnar det naturliga ljuset för hälsan, för att spara energi eller för planeringen av effektiva utvändiga solskydd för komfortens skull. Ett obligatoriskt verktyg för arkitektstudenter vid sidan av måttbandet och skissboken.

SunSurveyor Lite
Det finns flera appar och här är ett exempel – Sun Surveyor Lite för Android. Längst ner till vänster visas soluppgång och solnedgång, i vilken riktning solen står vid den valda tidpunkten (står under Sun) och höjden i grader över horisonten (horisonten ät noll grader). Siffran på nedersta raden (30,2:1) säger att slagskuggan från ett föremål blir 30 gånger så lång som höjden på föremålet vid den här tidpunkten på den angivna breddgraden. Ett enplanshus som är ca 6 meter till taknocken kommer att kasta en 180 m lång skugga, dvs dubbelt så lång som kortsidan på en fotbollsplan. Positionen och datum kan enkelt ändras längst upp på displayen. Med det blå reglaget kan man flytta fram tiden med en timma åt gången.

 

bild_1034
HC Andersens barndomshem på Munkmöllerstraede 3, Odense (taget mitt på dagen, 2 oktober 2016)

Jag har i tidigare inlägg räknat upp de egenskaper som är viktiga för mängden ljus som passerar genom ett fönster: fönsterstorlek, placeringen på väggen i sidled och höjdled, väderstreck, ljusgenomsläppligheten i glaset, antal glas, glasets färg, nedsmutsning av fönsterglaset, fönstrets utformning med karmar, bågar, tvär- och mittposter och spröjs. I förra inlägget kom jag in på betydelsen av de invändiga materialens reflekterande egenskaper, t ex ljusa gardiner istället för mörka glasytor.

Men dagsljusmängd och kvalitet beror inte enbart på fönstrets tekniska egenskaper, utformning, placering, de invändiga materialens färg och glans. Utanför finns kanske stora takutsprång, fasta solskydd, balkonger, utstickande byggnadsdelar, tät vegetation eller andra byggnader som avskärmar den synliga himlen och därmed hindrar en den direkta instrålningen av himmelsljuset. Det reflekterade himmelsljuset som studsar runt utanför mellan marken och omgivande byggnader är ofta inte tillräckligt för att få ljusa rum.

bild_1035
Enrummare med separat kök och delad ingång

Tillgången till ljus har förändrats dramatiskt i och med det elektriska ljusets spridning från slutet av 1800-talet. I dagens reflektion får arbets- och boendevillkoren för HC Andersens pappa belysa tiden före glödlampans intåg. Gatuhuset, där HC Andersen bodde med sina föräldrar mellan 1807 och 1819. var en kombinerad bostad och arbetsverkstad för pappan Hans Andersen som var skomakare. Tre personer klarade sig i ett rum med ett separat minimalt kök där eldstaden gav både ljus och värme. Pappan dog ung i trettioårsålder 1816 men när han verkade som skomakare arbetade han enbart i dagsljus och levande ljus – säkert talgljus eftersom det var billigare än vaxljus. Det var ett fattigt kvarter som gissningsvis saknade gatlyktor utanför fönstret. I de gatulyktor som fanns på andra håll in staden eldade man tran. Gaslyktor kom inte till Danmark förrän 1853. En ganska ljusfattig miljö med andra ord. Jag vet inte hur bebyggelsen på andra sidan gatan såg ut men om där fanns envåningshus eller om där var obebyggt fick skomakaren åtminstone direkt morgonsol från öster under sommarhalvåret. Detta var för 200 år sedan. Idag ser det ljusmässigt nästan likadant ut för drygt en miljard människor som saknar elektricitet och använder fotogen för belysning.

bild_1036

bild_1038
HC Andersson i nattmörkret på en brandgavel i Odense

 

bild_1029
Jag såg utställningen en mörk novemberkväll med överraskande snöfall och trafikkaos. Men nästa gång tänker jag se den i dagsljus eftersom jag är så nyfiken på det naturliga ljuset från festhallens takfönstren i Nordiska museet som ritades av arkitekten Isak Gustaf Clason (1907). Trots flera timmar på utställningen måste jag återvända för att se vissa delar av utställningen på nytt med nya ögon och i annat ljus.

Det fanns flera delar som fick mig att stanna upp och börja fundera eller reagera, till exempel:

  • Utställningen i festsalen var en överraskning – så sparsmakat och känsligt gjort i Isak Gustaf Clasons mäktiga pelarsal med vackra stjärnvalv.
  • Den kulturhistoriska avdelningen i rummen bredvid festsalen: Skillnaden mellan olika svavelstickor och vilken typ som flickan med svavelstickorna använde i H C Andersens saga…
  • … det lilla fönstret med bänken och det simulerade dagsljuset utanför som visar hur lite dagsljus man fick inomhus före elljusets tid…
  • … ”Upplysningens rum” med husmorsfilmen och alla lamporna i taket. Filmens genomgång av de funktionella aspekterna för belysning är giltiga än idag. Den var även upp betydelsen av färgen på rummets olika ytor. Idag hade man förstås dessutom upplyst om olika ljuskällors miljöeffekter och var man slänger sina förbrukade ljuskällor…
  • … kontrasten mellan chockljust och behagligt ljust i det sista rummet med nutida belysning i den kulturhistoriska avdelningen är effektfullt och tänkvärd – ljuskvalitet eller ljuskvantitet? Den kulturhistoriska avdelningen tar kort upp dagens problem med ljusföroreningar. Visserligen mycket kortfattat. Besökaren som vill få en bättre bild av miljöeffekterna får fördjupa sig på egen hand. Människor och annat liv behöver både ljus och mörker.

    bild_1032 bild_1033

bild_1027

Efter att ha hyllat husets mest multifunktionella byggnadskomponent finns det anledning att titta på baksidan med generösa fönsterytor. Och då tänker jag inte på taskig termisk komfort på grund av övertemperaturer i rummet på sommaren och strålningsdrag på vintern, problem med omvänd exponering (dvs oönskad insyn utifrån) eller bländning i vissa situationer. Jag tänker istället dröja vid upplevelsen av fönster på kvällen. Det är särskilt aktuellt nu när vi har återställt klockan till normaltid och mörkret kommer tidigare.

Glasytor reflekterar normalt bara ca 10 % av det diffusa ljuset inomhus. Har man vita väggar studsar däremot upp till 80 % tillbaka av det elektriska ljuset inomhus. På kvällen när det är mörkt utanför blir de stora fönsterytorna glupska svarta hål som äter nästan allt ljus som träffar glaset. Det är som att dra ner svarta rullgardiner på väggarna. Vill man ta vara på det värdefulla konstljuset som kostar energi och resurser är ljusa gardiner en effektiv lösning som reflekterar mer ljus än svarta ytor. Med en tänd fönsterlampa eller en adventsljusstake på fönsterbrädan bakom gardinen minskar även insynen. (I framtiden kanske det till och med finns tyger med invävda lysande trådar som lyser upp hela fönsterhålet under kvällen.) Upplysta fönster kvällstid gör dessutom gatan utanför mer trivsam och trygg för folk som passerar.

bild_1028

bild_1026
Fönster med utvändig kondens en tidig morgon som torkar upp under förmiddagen

Fönster är inte bara ett ljusinsläpp. Det blir extra tydligt på energieffektiva fönster som vid en viss tid på året får utvändig kondens på glaset. Fenomenet inträffar under kalla klara nätter med hög relativ fuktighet, dvs luften innehåller mycket vattenånga. På fönster med väldigt lite värmeläckage inifrån rummet blir den yttre glasytan extra kall om fönstret vetter mot en bar himmel som inte skuggas av t ex takutsprång, vegetation eller ett skärmtak. På morgonen har vattenånga kondenserat på den nerkylda ytan och glaset är inte längre transparent.

bild_1025
Samma fönster med utblick

Ett annat tillfälle som ger samma effekt är hus som har byggnadsställningar med täckande ljus presenning utanför fönstret, t ex när fasaden ska renoveras eller liknande. Fönstren ger fortfarande ljus in i rummet om än reducerat. Men utblicken mot det fria är försvunnen. Hur påverkar detta upplevelsen av rummet inifrån? Räcker det att få in ljus utan att kunna se ut? Ja, möjligen i vissa rum där man inte vistas mer än tillfälligt, t ex ett badrum eller ett förråd och kanske en tvättstuga. Men rent allmänt är fönster så mycket mer än en bländare med uppgift att släppa in ljus. Vi förväntar oss mycket av fönster, som t ex att:

  • kunna se ut
  • få bra arbetsljus
  • det släpper in solsken (och värme)
  • det ger plantor ljus
  • det ger möjlighet till vädring
  • ger behagligt ljus i rummet
  • det ger möjlighet att följa årstidens växlingar
  • se vädret
  • se himlen
  • se liv och rörelse utanför

All dessa funktioner påverkas av fönsterstorlek, placeringen på väggen i sidled och höjdled, väderstreck, ljusgenomsläppligheten i glaset, antal glas, glasets färg, fönstrets utformning med karmar, bågar, tvär- och mittposter och spröjs och fönstrets underhåll (smutsiga glas kan minska ljusinstrålningen med strax under 10 %). Det är svårt att hitta någon annan byggnadsdel med så många funktioner.

Att dagsljuset i ett rum är föränderligt är ingen nyhet. Efter sex i vårt hus borde jag ha upplevt alla växlingar från januari till december och från morgon till kväll. Omedvetet – ja, men det visar sig att jag inte aktivt har registrerat alla tänkbara ljusförhållanden.

bild_1009
Rengöring med Grönfri efter borttagning av ogräs mellan plattorna med nästan kokande vatten

I mitten av september insåg hur viktigt det är att bevara den ljusgrå ytan på uteplatsen. Redan efter sex år var det påväxt på plattorna som är gjorda av fotokatalytisk betong (jag trodde att den speciella ytan med titandioxid skulle hålla borta påväxten längre tid än så). Hela uteplatsen hade blivit mörkgrå! Därför blev det ett snabbryck med nästan kokande vatten på ogräset mellan plattorna och därefter skurning med ”Grönfri”. Efter en dag återfick ytan sin ursprungliga ljushet. Förvandlingen gav utslag i mitten av september en eftermiddag när solen stod lägre på en klarblå himmel och plattorna reflekterade solljuset nerifrån uteplatsen in i rummet upp på innertaket. Ett rum med fri sikt mot himmeln har normalt mest ljus på golv och väggar (förutom väggen med fönster). Men nu fick jag uppleva att den ljusaste ytan i sovrummet mot sydväst var innertaket. På sydligare breddgrader, där husen står tätt och gränderna är trånga för att ge skydd mot den direkta solen, är det vanligare med reflekterat ljus nerifrån marken och från husväggarna utanför än direkt solljus i rummen. På våra breddgrader blir effekten blir densamma med snö på marken. Tänk alltså på att marken invid huset eller balkongplattans förmåga att reflektera ljus kan påverka upplevelsen av ljuset i rummet. Dagsljuskvaliteter inomhus handlar om mer än fönsterplanering.

bild_1008
Delen närmast är skurad och klar och den bortre delen återstår (gränsen går från väggen till det ljusgröna fågelbadet). Skillnaden mellan den ljusgrå ytan och den mörkgrå ytan är större än vad kameran klarar att återge

bild_1023
Reflektansen hos ett vitt papper är 0.8 (dvs 80 % av ljuset som träffar pappret reflekteras) medan betong har en reflektans på 0,25

bild_1024

Eftersom ljus numera är ett av mina prioriterade intresseområden kommer jag att dela med mig av några insikter och observationer som lyser upp min vardag. Det jag vill förmedla är hur små variationer kan förhöja upplevelsen av en miljö och vikten av att ta hand om ljuset för att påverka välbefinnandet positivt, t ex känslor eller biologiska processer i kroppen. Det kommer att handla om både artificiellt ljus och naturligt ljus (som under halva året är en bristvara på våra breddgrader nära polcirkeln). Det kommer att handla om alla aspekter av ljus – de aspekter som har med seendet att göra, som t ex god synbarhet och visuell komfort utan direkt eller reflekterad bländning, och andra så kallade icke-visuella aspekter som ljusets påverkan på vakenhet och sömn*.

* Icke-visuella aspekter kan låta märkligt men vi behöver ljus även för annat än att se och producera bilder i hjärnan. Det kortvågiga ”blåa ljuset” av färgspektrumet påverkar t ex vår biologiska klocka som styr dygnsrytmen. Klockan, som egentligen är flera kemiska klockor i hjärnan och i andra celler i kroppen, tickar på i sin egen rytm som är ungefär 24 timmar men ljuset behövs för att synka den med solens 24-timmars dygn. Utan det kortvågiga ljuset skulle ca 1/4-del av oss lägga oss tidigare för varje dag och 3/4-delar senare och senare för varje dag eftersom det ”biologiska” dygnet är antingen kortare an 24 timmar eller längre än 24 timmar.

Källa: Lockely, S. W. & Foster, R. (2012). Sleep: A Very Short introduction. OUP Oxford

bild_915
Är man i Salzburg är det svårt att undvika Mozarts födelsebostad (Geburtshaus) och Mozartkulor som säljs i alla mat- och delikatessaffärer. Men eftersom musikhistoria inte är mitt område kommer innehåller blogginlägget istället några bostadsrelaterade funderingar. Det är oklart när huset byggdes men Mozarts föräldrar flyttade in 1747 på fjärde våningen och nio år senare föddes Mozart i barnrummet. Hela huset är museum utom bottenvåningen där SPAR-kedjan har butik och säljer lokala specialvaror.

bild_920
Porten till Mozarts födelsebostad med tre ”ringklockor” till hyreslägenheterna ovanför (en enkel tråd som förmodligen var kopplad till en klocka i lägenheten)

bild_916
Förutom köket hörde fyra rum till lägenheten varav ett helt saknar fönster. I det fönsterlösa sovrummet, som visserligen har fönsterglas mot korridoren, föddes Mozart kl 20 i januari 1756. Huset är djupt men alla rum har förbindelse till rummen intill och till hallen – därför känns bostadsrummen med öppna dörrar ganska ljusa

 

bild_917

bild_919
Tyvärr finns ingen originalinredning kvar i lägenheten. Men köket ger en ganska god bild av ett 1700-tals rum för matlagning. Här saknas förstås resten av alla kopparkärl och annan utrustning. Enligt museets beskrivning var rummet ständigt sotigt på väggarna eftersom imfånget sitter för högt upp för att effektivt föra bort matos och rök. Gravyren speglar knappast den sotiga interiören. Beredningsbänken står i alla fall nära fönstret och dagsljuset. På sommaren ger eftermiddagssolen mer dagsljus än väntat i rummet trots den lilla fönsterstorleken. Men efter solnedgången var eldstaden och levande ljus de enda ljuskällorna. Förbrukat vatten slängdes ut genom en springa i fönsterbänken för att hamna på taket utanför.

bild_918

Något annat som inte undgår turister i Salzburg är förstås Sound of Music och vyerna från höga höjder…

(Fortsättning följer)

bild_909Som arkitekt finns självklart mycket att ta hänsyn till när det gäller miljöanpassad byggnadsdesign. En viktig aspekt är solinstrålningen, både för att ta vara på solvärmen och för att skydda sig mot övertemperaturer inomhus:
Hur stort behöver taksprånget vara för att skydda mot den högt stående sommarsolen men ändå släppa in den lågt stående vintersolen? Hur ska pergolan utanför fönstren utformas för att ge ett effektivt solskydd på sommaren? Hur långt in når solinstrålningen i huset på vintern respektive sommaren? Behöver fönstrets överkant höjas för att solen ska nå längre in på vintern?

Till vår glädje finns en enkel formel för att snabbt räkna ut solvinkeln utan att behöva ta hjälp av några appar eller avancerade CAD-program. Du behöver bara känna till tre saker för att snabbt kunna räkna ut solens läge på himlen i förhållande till horisontalplanet kl 12 vid sommar- eller vintersolståndet:

  1. Vinkeln mellan nordpolen och ekvatorn är 90 grader.
  2. Jordaxelns lutning är 23,5 grader.
  3. Breddgraden där din byggnad är placerad, t ex Lunds breddgrad som är ca 56 grader (kolla på Google Maps i adressraden eller med GPS i mobilen).

bild_908

För att få solvinkeln när solen står som högst på året (dvs vid sommarsolståndet) gäller:
90 + 23,5 – 56 (aktuell breddgrad) = 57,5 grader
(Knepet är att komma ihåg att jorden lutar mot solen under sommarhalvåret. Välj därför 90 grader plus jordaxelns lutning.)

För att räkna ut solvinkeln mitt på dagen vid vintersolståndet gäller:
90 – 23,5 – 56 (aktuell breddgrad) = 10,5 grader
(På vintern lutar jorden ifrån solen. Välj därför 90 grader minus jordaxelns lutning.)

Vill man räkna ut hur högt solen står på himlen övriga tider på året finns gratisprogrammet SunAngle som jag har tipsat om tidigare på bloggen.