بسمه تعالی
عنوان تحقیق :
نور ، چشم ، پنجره
مقدمه :
بسم الله الرحمن الرحیم
معماری هنری است در خدمت انسان و پیوسته در متن زندگی انسان حضور دارد یا شاید انسان در
متن معماری قرار می گیرد اما به هر حال معماری بر انسان است
نه انسان برای معماری و ارتباط انسان با جهان پیرامونش با حواس پنج گانه می باشد که چشم
بعنوان یکی از این حواس بیشترین ارتباط را با این هنر
بر قرار می کند و شاید به دلیل درصد بسیار زیاد بهره گیری این حس نسبت به سایر
حواس از این هنر بتوان نقش سایر حواس را در این هتر ناچیز شمرد .
زیرا شکل بعدی معماری که صورت هنری آن است تنها از طریق چشم درک می شود و سایر حواس بیشتر
از جنبه های غیر هنری و صنعتی است که
بر سلامتهای بهداشتی در معماری است مثلاً تهویه مناسب هوا که به سلامت ریه ها و بویایی مربوطاست
و یا اکوستیک بودن ساختمان در سلامت گوش موثر است و یا …
اما جلوه های بصری و هنری معماری تنها از طریق چشم لمس می شود و اما مهمترین اصل در کارکرد چشم حضور نور است .
نور عنصر بیدارکننده چشم است لذا در این تحقیق با بررسی مختصر ساختار چشم سعی شده است
نقش نور در فعالیت های چشمی و تاثیر آن بر سلامت جسم و روح
با توجه به موضوعات علمی در جهت معماری بهتر ، زیباتر و صحیح تر کرد .
ساختمان چشم انسان (آناتومی چشم)
کلیات
کار اصلی چشم آن است که نورهایی را که از خارج دریافت می کند طوری روی پرده شبکیه متمرکز کند که تصویر دقیقی از شیء مورد نظر روی پرده شبکیه ایجاد شود. شبکیه این تصاویر را به صورت پیام های عصبی به مغز ارسال می کند و این پیام ها در مغز تفسیر می شوند. بنابراین برای واضح دیدن، قبل از هرچیز لازم است که نور به طور دقیق روی پرده شبکیه متمرکز شود.
ساختمان چشم شبیه یک کره است. در قسمت جلوی این کره یک پنجره شفاف به نام قرنیه وجود دارد. نور از محیط خارج وارد قرنیه شده پس از عبور از مردمک به عدسی می رسد. عدسی نور را به صورت دقیق روی شبکیه متمرکز می کند تا تصویر واضحی بر روی شبکیه ایجاد شود.
برای آنکه اشیاء به صورت دقیق و واضح دیده شوند لازم است مسیری که نور در چشم طی می کند شفاف باشد و قرنیه و عدسی نور را درست روی شبکیه متمرکز کنند.
پلکپلک
وقتی جسم نوک تیزی به چشم ما نزدیک می شود ما بی اختیار پلک ها
را می بندیم. پلک ها در حقیقت ساختمان های تمایز یافته ای از جنس پوست و عضلات زیر پوستی هستند
که وظیفه محافظت از چشم ها را بر عهده دارند. مژه ها مثل یک صافی از ورود گرد و غبار و
ذرات مختلف به داخل چشم جلوگیری می کنند.
خود پلک ها دو وظیفه مهم دارند:
اول آنکه مثل یک دیوار دفاعی جلوی قسمت عمده ای از کره چشم را می گیرند و
از کره چشم محافظت می کنند،
دوم آنکه پلک ها هر 5 تا 10 ثانیه یک بار باز و بسته می شوند
که این امر به شسته شدن میکروب ها و ذرات خارجی
از سطح چشم کمک می کنند و در حقیقت سطح چشم را جارو می کند.
به علاوه باز و بسته شدن پلک ها به توزیع یکنواخت اشک بر روی کره چشم کمک می کند.
ملتحمه
ملتحمه یک لایه شفاف محافظ است که سطح داخلی پلک ها و روی سفیدی کره چشم را می پوشاند. در ملتحمه رگ های خونی و گلبول های سفید به مقدار زیادی وجود دارد. این رگ ها و سلول های دفاعی تا حد زیادی از ورود میکروب ها و عوامل بیماری زا به قسمت های عمقی چشم جلوگیری می کند. به علاوه ترشحات ملتحمه سطح چشم را نرم و مرطوب نگه می دارد و در حقیقت سطح چشم را روغنکاری می کند که این امر باعث آسان تر شدن حرکات چشم در جهات مختلف می شود.
قرنیه
قرنیه قسمت شفاف جلوی کره چشم است که از پشت آن ساختمان های داخلی تر کره چشم مثل عنبیه و مردمک دیده می شود. قرنیه چشم را می توان به شیشه پنجره تشبیه کرد. همانطور که اگر شیشه پنجره کثیف باشد اشیاء بیرون تار دیده می شوند، اگر بر روی قرنیه کسی لکه یا کدورتی وجود داشته باشد فرد اشیاء را تار می بیند. به علاوه همانطور که از پشت یک شیشه موجدار یا مشجر اشیاء کج و کوله و ناصاف دیده می شوند. در صورتی که سطح قرنیه ناهموار باشد اشیاء ناصاف و تار دیده می شوند.
البته قرنیه انسان یک تفاوت مهم با شیشه پنجره دارد و آن هم اینکه شیشه پنجره یک سطح صاف است در حالیکه قرنیه بخشی از یک کره است. این ساختمان کروی باعث می شود که قرنیه چشم مثل یک ذره بین عمل کند و نورهایی را که از محیط خارج وارد کره چشم می شوند به صورت پرتوهای همگرا درآورد که تصویر واضحی روی شبکیه ایجاد کنند. البته در همه افراد این امر به صورت دقیق اتفاق نمی افتد. مثلاً اگر انحنای قرنیه کسی بیشتر از حد طبیعی باشد تصاویر به جای آنکه روی پرده شبکیه بیفتد در جلوی پرده شبکیه تشکیل می شود. چنین فردی نزدیک بین (میوپ) است. همچنین اگر انحنای قرنیه کسی کمتر از حد طبیعی باشد تصاویر به جای آنکه روی پرده شبکیه بیفتند در پشت آن تشکیل می شوند. چنین فردی دوربین (هیپروپ) است. به طوری که می بینیم قرنیه افراد نقش مهمی در تعیین دوربینی یا نزدیک بینی یا شماره چشم افراد دارد. به همین علت اکثر روش های جراحی برای اصلاح دید و شماره عینک روی این بخش از چشم انجام می گیرد. مثلاً در روش های لیزر (PRK)، لیزیک(LASIK)، لازک(LASEK) و جراحی با تیغه الماس (RK) مقدار انحنای قرنیه تغییر می کند و شماره چشم فرد اصلاح می شود. همچنین استفاده از لنز تماسی (کنتاکت لنز) کمک می کند که انحنای قرنیه فرد موقتاً به اندازه مطلوب برسد و دید فرد اصلاح شود.
عنبیه و مردمک
عنبیه بخش رنگی پشت قرنیه است که رنگ چشم افراد را تعیین می کند. رنگ این بخش در چشم افراد مختلف متفاوت است و از آبی و سبز تا عسلی و قهوه ای تغییر می کند. در وسط عنبیه سوراخی به نام مردمک وجود دارد که مقدار نور وارد شده به چشم را تنظیم می کند. کار مردمک مثل پرده ای است که پشت پنجره آویزان شده و نور ورودی به اتاق را کم و زیاد می کند. همانطور که وقتی نور خارج شدید و زیاد باشد، پرده را می بندیم تا نور کمتری به اتاق وارد شود، وقتی چشم در محیط پر نور قرار می گیرد مردمک تنگ می شود تا مقدار نور کمتری وارد چشم شود. به همین صورت وقتی چشم در محیط کم نور قرار می گیرد مردمک گشاد می شود تا نور بیشتری وارد چشم شود.
اتاق قدامی
اتاق قدامی فضای کوچکی است که بین قرنیه و عنبیه قرار دارد. در این فضا مایعی به نام زلالیه جریان دارد که به شستشو و تغذیه بافت های داخل چشم کمک می کند. همانطور که در یک استخر برای پاک ماندن استخر مرتباً مقداری آب خارج می شود و به جای آن آب تصفیه شده وارد می شود، در چشم هم مرتباً مقداری از مایع زلالیه خارج می شود و مایع زلالیه جدیدی که در چشم تولید شده است جایگزین آن می شود. اگر به هر دلیلی تعادل بین تولید و خروج این مایع به هم بخورد مقدار مایع زلالیه در چشم افزایش پیدا می کند و فشار داخل کره چشم از حد طبیعی بیشتر می شود. (مقدار طبیعی فشار چشم در افراد بالغ بین 10 تا 21 میلی متر جیوه است). بالا رفتن فشار چشم به پرده شبکیه و عصب بینایی آسیب می زند و باعث بیماری آب سیاه یا گلوکوم می شود.
عدسی
عدسی یک ساختمان شفاف در پشت عنبیه است که در متمرکز کردن دقیق پرتوهای نور بر روی شبکیه به قرنیه کمک می کند. ضخامت عدسی چشم در شرایط مختلف تغییر می کند و بسته به آنکه شیء مورد نظر در چه فاصله ای از فرد قرار داشته باشد ضخامت عدسی کم و زیاد می شود. بنابراین فرد می تواند اشیاء را در فواصل مختلف (از بی نهایت تا حدود 20 سانتی متری و گاهی نزدیک تر) به طور واضح ببیند. هرچه سن افراد بیشتر می شود قدرت تغییر شکل عدسی کمتر می شود به طوری که در حدود سن 40 سالگی قدرت تغییر شکل عدسی آنقدر کم می شود که اکثر افراد برای دیدن اشیاء نزدیک و انجام کارهایی مثل مطالعه و خیاطی به عینک کمکی برای دید نزدیک (عینک مطالعه) نیاز پیدا می کنند. این همان حالتی است که به آن پیر چشمی گفته می شود.
با گذشت سن علاوه بر آنکه قدرت تغییر شکل عدسی کم می شود میزان شفافیت عدسی هم کم می شود. گاهی کدورت عدسی آنقدر زیاد می شود که مثل پرده ای دید فرد را تار می کند. این کدورت عدسی را اصطلاحاً آب مروارید یا کاتاراکت می گویند.
زجاجیه
زجاجیه مایع ژله مانند شفافی است که داخل کره چشم را پر می کند و به آن شکل می دهد. زجاجیه از پشت عدسی تا روی پرده شبکیه وجود دارد. با گذشت سن ساختمان ژله مانند زجاجیه تغییر می کند و در بعضی جاها حالت آبکی پیدا می کند. در این حال بعضی قسمت های زجاجیه شفافیت خود را از دست داده و سایه ای روی پرده شبکیه می اندازند که فرد آن را به صورت اجسام شناور کوچکی می بیند که مثل مگس در میدان بینایی بالا و پایین می روند. این حالت اصطلاحاً مگس پران گفته می شود.
شبکیه
شبکیه یک پرده نازک حساس به نور (شبیه فیلم عکاسی) است که در عقب کره چشم قرار دارد. پرتوهای نوری که به شبکیه برخورد می کنند به پیام های عصبی تبدیل می شوند که از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می شوند و در مغز تفسیر می شوند.
در شبکیه انسان انواع مختلفی از سلول های گیرنده نوری وجود دارد که میزان حساسیت آن ها به نور متفاوت است. گیرنده های نوری استوانه ای بیشتر برای دید در محیط های تاریک به کار می روند. گیرنده های مخروطی برای تشخیص رنگ و جزئیات ظریف تمایز یافته اند. ترتیب قرار گیری این سلول ها در شبکیه طوری است که در ناحیه مرکزی شبکیه (ماکولا) تعداد گیرنده های مخروطی بیشتر است. بنابراین وقتی فردی به صورت مستقیم به شیئی نگاه می کند تصویر آن شیء مستقیماً روی ماکولا در جایی می افتد که تعداد سلول های مخروطی بیشتر است و در نتیجه شیء با وضوح بیشتری مشاهده می شود.
مشیمیه
مشیمیه پرده نازک سیاه رنگی است که دور شبکیه را احاطه کرده است. این پرده تعداد زیادی رگ های خونی دارد که مواد غذایی را به بخش هایی از شبکیه می رساند. به علاوه سلول های این لایه حاوی تعداد زیادی رنگ دانه سیاه ملانین است که رنگ سیاهی به این بخش از چشم می دهد. وجود رنگ سیاه مانع از انعکاس نورهای اضافی در داخل کره چشم می شود و به تشکیل تصویر واضحتر کمک می کند.
صلبیه
صلبیه بخش سفید رنگ نسبتاً محکمی است که دورتا دور کره چشم به جز قرنیه را می پوشاند و از ساختمان های داخل کره چشم محافظت می کند. این بخش از چشم اثر مستقیمی در فرایند بینایی ندارد و در واقع مثل یک اسکلت خارجی از کره چشم محافظت می کند.
عصب بینایی
عصب بینایی که رابط کره چشم و مغز می باشد از عقب کره چشم خارج می شود و از طریق سوراخی در استخوان پروانه ای جمجمه به مغز می رسد. این عصب پیام های بینایی را به مغز ارسال می کند و این پیام ها در مغز تفسیر می شوند.
عضلات چشم
برای آنکه ما بتوانیم اشیاء را در جهات مختلف ببینیم لازم است بتوانیم چشم را در جهات مختلف بالا، پایین، چپ و راست بچرخانیم. حرکات کره چشم در هر چشم به وسیله 6 عضله کوچک که به اطراف کره چشم می چسبد کنترل می شود. بیماری این عضلات و یا عدم هماهنگی آن ها می تواند به انحراف چشم یا لوچی منجر شود.
مناظر درون چشم ها
نور
نور و اثر روانی آن
نور عبارت است از جریان ذراتی بینهایت ریز به نام فوتون که با سرعتی معادل 300 هزار کیلومتر بر ثانیه از منبع نور تشعشع میکنند. نورهایی که در فضای پارک مورد استفاده قرار میگیرند، دو نوع هستند. نور طبیعی که برای رشد گیاهان ضروری است و روشنایی محل در طول روز را تامین میکند و باعث ایجاد سایه روشنهای کم و زیاد میشود و نور مصنوعی، برای روشنایی محوطه در شب و در برخی اوقات برای تاکید و تشدید خصوصیات برخی مکانها یا عناصر ساخته شده یا ایجاد سایه و روشن مورد استفاده قرار میگیرد. در حالت کلی نور از نظر اثر روانی به دو دسته سرد و گرم تقسیم میشود. نور سرد، نورهای مهتابی هستند که سرمای فیزیکی را تداعی میکنند و موجب افسردگی روانی میشوند. لامپهای مهتابی که گرایش آفتابی نداشته باشند، از این نوع هستند. نور گرم نورهایی با طیف متنوع هفت رنگ، نورهای گرم هستند. مثل نور خورشید،آتش، نورهای سوختنی، نور جنوب و نورهایی با گرایش رنگهای قرمز و نارنجی و زرد. کروم رنگ پوست صورت در نورهای گرم اضافه و در نورهای سرد کم میشود.
نور و طبیعت نور طبیعی که حامل انرژی حیات بخش درونی است به عنوان یکی از منابع وجود حیات بر روی زمین محسوب می گردد. علاوه بر آن نور می تواند با رنگ ها و جلوه های متفاوت خود باعث تغییر چهره یک مکان شود زیرا نور در هر یک از فصول سال در آب و هواهای متفاوت و یا در هر زمانی از طول روز دارای چهره ای مخصوص به خود می باشد . ضمنا هر مکانی دارای نور خاصی است که تنها به آنجا تعلق دارد برای مثال در صحرای یک منطقه استوایی تابش به قدری شدید و سایه ها آنقدر کوتاه است که اشیا به چشم بیننده مرتعش و در حال ذوب شدن به نظر می آیند . به همین ترتیب نور موجود در مناطق کوهستانی جنگلی و یا سواحلی نیز دارای ویژگی های مکانی مخصوص به خود و متمایز از سایر مناطق است . زمانی که نور را به داخل فضای ساخته شده هدایت می کنیم در اصل نوعی ارتباط بین ساختمان و محیط خارج از آن ایجاد کرده ایم . بدین وسیله می توان جلوه های متفاوتی از فضای داخلی را که هر یک دارای ماهیت خاص خود از لحاظ ادراک فضایی می باشند ایجاد کرد .
نور در معماری و معماری داخلی در معماری برای تاکید بیشتر بر روی برخی از بخشهای نما میتوان از نور طبیعی بهره جست بدین گونه که با ایجاد برآمدگیها و فرورفتگیهایی بر روی محل مورد نظر، سایههایی در بخشهایی از نما ایجاد نمود که تاکیدی بر روی بخش مذکور باشند.
استفاده از مصالح متنوع در کنار یکدیگر که دارای خاصیت انعکاسی متفاوتی باشند نیز میتواند جلوههای خاصی در نما ایجاد کند.
بدین ترتیب در اثر انعکاس شدید حاصل از برخورد نور به سطوح فلزی، بخشهای مورد نظر مهمتر جلوه میکنند.
نور و فضاهای داخلی
نور طبیعی یکی از عناصری است که در تغییر ماهیت فضای داخلی بنا تاثیر بسزایی دارد. ما میتوانیمنور را به گونهای بارز و مشخص داخل بنا هدایت کرده و بدین ترتیب با ایجاد عرصههایی از نور و تاریکی، فضای یکپارچه را بدون استفاده از عناصر و مصالح جداکننده به بخشهای مجزا تقسیم کنیم.
روش دیگر استفاده از نور، برای شدت بخشیدن به هدفی مانند مرتفع نشان دادن فضاست. برای مثال در معبد پانتئون نوری که از نورگیر موجود در مرکز گنبد معبد به درون میتابد فضای تاریکتر داخلی را از لحاظ عمودی کشیده تر نشان میدهد.
همانگونه که میدانیم نور در تاریکی حامل پیامها و اشاراتی برای انسان است. از این خاصیت میتوان در مشخص نمودن مسیرهای ورودی و خروجی مربوط به فضاهای تاریک و عاری از نور داخلی بهره گرفت. بدین ترتیب که فرد در یک محیط نیمه تاریک با مشاهده یک منبع نور در محل ورودی که در حکم راهنما است میتواند مسیر حرکت و موقعیت خود را در فضای داخلی شناسایی کند.
نور و فضاهای شهری
نور در ساعات متفاوت روز جلوههای گوناگونی به فضاهای شهری میدهد. در گذشته عنصر نور برای ایجاد تنوع در فضاهای شهری کاربرد فراوان داشت. برای مثال از آنجا که رنگ سفید، نور آسمان را در خود منعکس کرده و هالهای از رنگ آن را در برمیگیرد، برخی از بناهای بزرگ شهری و یا بافت کلی یک روستا را سفید رنگ میساختند تا بدین ترتیب با توجه به رنگ آسمان که از طلوع آفتاب تا غروب، رنگهای متنوعی از جمله زردملایم، آبی روشن، نارنجی و … را به خود میگیرد بافت شهر یا روستان نیز دستخوش تغییر و تحول شده و جلوههای ملایم رنگی متنوعی را در برگیرد.
روش دیگر این بود که با سرپوشیده کردن بخشهایی از کوچه و مسیرهای شهری نوعی بازی پیوسته نور و سایه در آنها به وجود میآوردند و بدین وسیله برای رهگذران به گونهای تنوع در مسیر ایجاد کرده و حس طولانی و کسلکننده بودن راه را در فرد از بین میبردند.
در برخی از بخشهای شهر نیز با ساختن رواق و ایجاد یک هارمونی تاریک و روشن توسط سایه و نور در فضای تحت پوشش آن نوعی تنوع در فضا پدید میآوردند. در بازارهای ایران نورگیرهای سقفی، مسیر حرکت را در فضای تنگو تاریک راسته بازار مشخص میکنند ضمن آنکه دالانهای مستقیم که از یک سمت به راسته بازار متصل بوده و ازسمت دیگر به فضای باز خارجی منتهی میشوند در تاریکی مسیر بازار توسط شعاعهای تابیده شده نور به درون دالان افراد را به سمت مسیر خروج از راسته بازار هدایت میکنند.
نورپردازی
یکی از عناصر مهم در خانه آرایی، نحوه نورپردازی است. نورپردازی در یک اتاق نه تنها در ایجاد آرامش بلکه در کوچک یا بزرگ نشان دادن فضای خانه نیز تاثیر میگذارد. هرچه فضای یک اتاق کم نور باشد کوچکتر و هرچه پرنور و روشن باشد، بزرگتر جلوه میکند. نورپردازی در اتاق نشیمن و پذیرایی که محل تجمع افراد خانواده در بیشتر ساعات شبانه روز است از اهمیت ویژهای برخوردار است. از آنجا که اصلیترین منبع ورود نور و روشنایی خانه، پنجره است برای استفاده از نور طبیعی نصب پردههای تور و حریر مناسبتر است. در شب نیز بهترین راه روشنایی منزل استفاده از لوستر، آباژور و چراغهای متناسب با ارتفاع سقف و رنگ دیوار است. در نورپردازی اتاق نشیمن توجه داشته باشید که آرامش، آسایش و انرژی را به اهل خانه القا کند، بدین منظور بهتر است چراغهای دیواری و سقفی (هالوژن) که نور ملایم دارند و با انعکاس نور از سقف به فضا گرمی خاصی به اتاق میبخشند، به کار ببرید. در عوض، برای اتاق پذیرایی که باید بسیار پرنور و درخشان باشد از لوسترهای کمی بزرگتر و طرح دار استفاده کنید که علاوه بر نور، زیبایی خاصی به اتاق میدهد. آشپزخانه نیز به لحاظ اینکه محل کار کدبانوی خانه است باید پر نور و روشن باشد. استفاده از چراغ هالوژن و لوسترهای تک چراغی تاثیر خوبی در این هدف خواهد داشت.برای اتاق خواب نیز بهتر است از آباژور و لامپهای کم نور استفاده کرد. اگر اتاق خوابتان محل کارتان نیز هست، لامپهای رنگی که در ایجاد آرامش موثرند به کار ببرید. ضمناً در انتخاب لوستر به هماهنگی آن با دیگر وسایل خانه توجه کنید.
نور در مساجد در معماری اغلب بناهای مذهبی نور به عنوان عنصری بارز و مستقل از سایر عناصر و مفاهیم به کار رفته در ساختمان به کار گرفته می شود به گونه ای که شعاع های آن به طور واضح در داخل کالبد مادی و تاریک حجم قابل مشاهده است . فضاهای عمیق و تاریک کلیساهای قرون وسطی و یا مساجد اسلامی که با عنصر نور مزین شده اند به خوبی قادر به انتقال یک حس روحانی و معنوی می باشند . انسان در چنین فضاهایی که با نوری ضعیف روشن می شوند با مشاهده سایه های مبهم از اشیا و احجام در ذهن خود به کامل کردن تصاویر پرداخته و با این عمل به نوعی خلسه فرو می رود که نتیجه آن یک حس نزدیکی به منبع وجود و هستی در درونش بیدار می شود .
التیام بخشی نور
در حالیکه برخی محققان بر این عقیده هستند که نور می تواند به بهبود کمک کند، تحقیقات تا کنون غیر قاطع بوده است. اما مطالعات اخیر در محیط بیمارستان یک ارتباط مستقیم بین طرح و سلامت را پیشنهاد می کند. تیم همکاران لتروب (Latrobe) اطلاعات زیادی را برای پشتیبانی این عقیده تلفیق کرده اند.
آیا معماری می تواند واقعا شفا بخش باشد و می توان نتایج سلامت حاصل از استراتژیهای طراحی را اندازه گرفت؟ معماران همه قصد دارند تا محیطی را که طراحی می کنند به درمان کمک کند اما همیشه قضیه این نیست. با افزایش هزینه های ساخت و تقاضای فزاینده بیماران برای کیفیت مراقبت ها، مدیران بیمارستانها به صورت مشهودی درباره فرضیات ثابت نشده تاثیرات نور، رنگ، و طرح در سلامت بیماران نگران هستند.
در امریکا یک حرکت نسبتا جدید و رو به رشدی به سمت «پرداختن به طرح مبتنی بر شواهد» که در آن هدف ها در آغاز مشخص می شود و تحقیق برای روشن ساختن رابطه بین طرح و اثرات آن بر گروههای کاربر و مالک هدایت می شود. با داده های تحقیقات، بیمارستانها ماموریت می یابند که از هدف های قابل اندازه گیری – به عنوان مثال طول اقامت، اشتباهات پزشکی و مقدار دارو- و استراتژیها ی خاص طرح که برای ارتباط ممکن با اهداف نشان داده شده است استفاده کنند.
تحقیقات و نتایج
در ژوئن 2005 کالج فلوز (Fellows) از موسسه امریکایی معماران به اهمیت یک دستیابی مبتنی بر شواهد در طراحی بیمارستان با مقرر کردن فلوشیپ دوساله لتروب برای یک تیم سه جانبه متشکل ازیک شرکت عملی معماری (شرکای معمار چونگ Chong Partners Architecture)، یک سیستم مراقبت بهداشتی (Kaiser Permanente) و یک گروه تحقیقاتی دانشگاهی (دانشگاه کالیفرنیا University of California,Berkeley) اعتراف کردند. این تیم اثرات نور و رنگ را بر نتایج سلامتی بررسی می کرد تا داده های جامدی را فراهم کند تا معماران و مدیران بیمارستانها بتوانند به صورت بالقوه از آن برای تصمیمات مطالعه شده ای درباره محیط بیمارستان استفاده کنند.
ضروری ترین قسمت این تحقیق تنظیم شده که در نیمه سال 2007 کامل شود.تحقیق از 2 کوشش تحقیقی عمده تشکیل می شود، یکی از آنها یک مطالعه داده های اساسی وسیع در ارتباط با خواص طراحی اتاق، بازدیدهای بیمار و سابقه پزشکی بیمار در 30 بیمارستان است. نکته برجسته، بسیاری داده های اساسی است که به اعتبار نتایج می افزاید. دومی یک تجربه آزمایشگاهی است که ادراک و پاسخ های فیزیولوژیکی به نور را کنکاو می کند، که به دلیل ارتباط دادن خواص ویژه نور با اندازه گیری های فیزیولوژیکی مشخص کننده نتایج سلامت حائز اهمیت است.
بسیاری از مقالات مطبوعاتی و آنالیزهای پیشرفته تری که دربردارنده تحقیقات روشنایی و رنگ هستند اخیرا چاپ شده است. در مجموع، اینها همه ارتباط جذاب بین نور و سلامت را مشخص می کنند. وفور داده های تجربی از تحقیقات پزشکی موضوع پاسخ های فیزیولوژی و رفتاری به روشنایی الکتریکی، روشنایی روز و جهت گیری نسبت به خورشید را روشن می سازد.
چه چیزهای مطمئن و مشخصی درباره روشنایی و سلامت می دانیم که یک مدیر بیمارستان بتواند از آن برای تصمیم گیری در مورد امکانات استفاده کند؟ به طور ایده آل، طراحان ممکن است رهنمون هایی در شدت، طیف، تنظیم زمان، و کنترل ها بخواهند. متاسفانه تحقیقات هنوز شواهد کافی برای آن سطح از راهنمایی های قطعی فراهم نکرده است.
شوایتزر و همکاران نتیجه گرفته اند که بیشترین تحقیقات مرتبط بر روی تعداد محدودی از تنظیمات متمرکز شده اند و زمینه کافی برای طرح رهنمون هایی برای عناصر فیزیکی یک محیط شفا بخش مطلوب ندارند. اگرچه تعداد زیادی تحقیقات مرتبط وجود دارد، در حالیکه مستقیما کاربردی نیست، ولی نشانه های قوی از اینکه چه کیفیت هایی مهم هستند، چرا و با چه اثری فراهم شده است.
اثرات روشنایی
در 2002، دیوید برسون و همکاران سلول های گیرنده نور در شبکیه را شناسایی کردند که به "هسته فوق تقاطعی" (uprachiasmatic ) از هیپوتالاموس و غده کاجی شکل مربوط می شود. روشنایی که به این سلولها می رسد بر سیکلهای 24 ساعته بدن تاثیر می گذارد، از آن جمله تولید هورمون های تنظیم خواب (ملاتونین) و هوشیاری (کورتیزول).
سیکلهای 24 ساعتی بر سلامتی و کارآیی بشر از راههای بسیار زیادی شامل حساسیت به دارو، ترشح هورمون، خواب، تغذیه، رشد، سیستم تناسلی و پاسخ به ایمن سازی اثر می گذارند. محیط بیمارستان درجات متفاوتی از قرارگیری در معرض روشنایی روز فراهم می کند و غالبا از سیستم های روشنایی الکتریکی استفاده می کند که از لحاظ بصری کارا هستند اما از لحاظ بیولوژیکی بر سیکلهای 24 ساعته نفوذی ندارند. سطوح روشنایی که برای بینایی لازم هستند بسیار کمتر هستند از آنچه برای برانگیختگی بیولوژیکی لازم است.
میزان درخشش، طیف، تنظیم زمانی و مدت به نظر میرسد که بر سیکل های 24 ساعته اثرگذارند. ریتم ها در یک محیط با آفتاب درخشان روز بسیار قوی تر هستند از یک محیط روز تاریک. نور آبی احتمالا مفیدترین نور برای سیستم 24 ساعته است. برخی تحقیقات (ک.م. بوش مین و پ. هیز، 1996) قویا توصیه می کنند که روشنایی درخشان روز روشنایی درخشان در صبح در کاهش افسردگی بسیار موثر تر از نور درخشان در غروب است.
بسیاری از مطالعات نشان می دهد که پاسخ های استرس به صورت منظم با نوسان روشنایی الکتریکی تغییر می کند. تعداد خاصی از بیماران به درمانهای روشنایی پاسخ داده اند. نور درخشان افسردگی را در بیماران با اختلالات دوقطبی و اختلالات موثر فصلی (SAD) کاهش می دهد. این موضوع مخصوصا اگر قرارگیری در معرض روشنایی صبح انجام شود، صحت دارد.
نتایج تحقیقات مانند این نشان داده که نور چیزی غیر از روشن ساختن است. رویه های بیولوژیکی که بر سلامتی تاثیر دارند متوانند با انواع مختلفی از نور سریعا آغاز شوند و در بعضی شرایط، می توانند خواص درمانی داشته باشند، مخصوصا به میزان قابل توجهی در بیماران پیر و افسرده.
روشنایی طبیعی روز
مدیران بیمارستان ممکن است بخواهند دلایل اقتصادی گزینه های طراحی را درک کنند. اتاقهای آفتابگیر مدت زمان کوتاهتری ار اقامت بیماران افسرده را نشان داده است. در 1998 بوش مین و هیز دریافتند که بیماران خانم در یک ICU قلبی در اتاقهای آفتابی مدت اقامت کوتاهتری داشته اند.
یک تحقیق در 2005 توسط ج. م. والچ و همکاران نشان داده که بیمارانی که در محیط های درخشان تر بیمارستان اقامت داشته اند نسبت به همتایان خود با شرایط پزشکی مشابه در طرف تاریکتر بیمارستان به طور متوسط در معرض 46% شدت بالاتر نور خورشید قرار داشته اند و 22% کمتر داروی مسکن مصرف کرده اند. این یعنی 21% کاهش هزینه ها.
یک نیاز به تحقیقات روی روشنایی وجود دارد مانند آنچه برای فلوشیپ لتروب انجام شده است، که مستقیما خواص روشنایی در تنظیمات طراحی را به نتایج قابل اندازه گیری سلامتی مرتبط می کند. اگرچه دراین میان نشانه های محکمی داریم که نور بر حالت موثر و سیستم سیکل 24 ساعته وبنابراین وضعیت سلامت و آرامش بسیار مهم است.
روشنایی مصنوعی
تحقیقات پیشنهاد می کند که فراهم کردن دسترسی مستقیم به روشنایی طبیعی روز بسیار مهم است. وقتی از روشنایی الکتریکی به جای آن استفاده می شود، بهتر خواهد بود که شبیه سیکل نور طبیعی باشد. همچنین ایده اتاقهای توالت مرکزی با حداکثر محیط پنجره، و نیز اتاقهای یک تخته که دسترسی بیشتری به نور خورشید برای همه بیماران را ممکن می سازد مطرح می کند. جهت گیری در مقابل خورشید به عنوان ابزاری برای افزایش مدت زمان حضور روشنایی روز، مخصوصا در زمستان بسیار مهم است. توانایی برای تغییر دادن شدت نور ممکن است قابل توجه باشد، با نور درخشان در صبح و نور پرآسایش با شدت کمتر در شب.
طراحی روشنایی نیاز به متعادل کردن توجهات به خواسته های بیولوژیکی با پرداخت رنگ پوست بیمار و نور کافی برای دستیاران پزشکی در جهت کمینه کردن خطاهای پزشکی دارد. کنترل های روشنایی ممکن است تغییرات مورد نیاز برای این دامنه از خواسته ها را فراهم کند.
رنگ در طراحی
ما در مورد رنگ چیزهای کمتری می دانیم. دریک تحقیق 2004 توفل و همکاران 3000 نقل قول در مورد رنگ را مرور کرده اند تا نشانه های طراحی قابل حمایتی برای به کارگیری رنگ در طراحی مراقبت بهداشتی بشناسند. آنها نتیجه گرفته اند که مقالات برای پشتیبانی ارتباط علتی بین رنگ و نتایج سلامت ناکافی است. آنها همچنین ادعا کرده اند که تاثیر رنگ بر حالت احساسی و فعالیت های رفتاری با نتایج قطعی ثابت نشده است.
اگرچه اثرات قابل اثباتی وجود دارد که رنگ می تواند بر تجربه و عملکرد افراد در محیط های خاص اثر بگذارد. به عنوان مثال، احساس فراخی می تواند توسط رنگ فراخوانده شود، اگرچه درخشانی عامل بسیار مهمتری از رنگ است.
برای طراحی بیمارستان، شاید مهمترین یافته این است که وابستگی بین رنگ و خلق وجود دارد؛ ارتباط یک به یک بین رنگ و احساس وجود ندارد ولی پیوستگی فرگرفته فرهنگی دارند، همانند ترکیب اثرات فیزیولوژی و روان شناختی فرد. همانطور که ما سعی می کنیم تنوع فرهنگی بیشتری را در بیمارستانهای خود وفق دهیم، توانایی سازگار کردن رنگ با حداقل هزینه (موثر) طوری که موافق ترجیحات فرهنگی باشد و از تابو های فرهنگی بپرهیزد، به طور فزاینده ای مهم می شود.
روند این تحقیق تولید اطلاعات است که به نوبه خود به عنوان پایه ای برای تحقیقات بعدی به خدمت گرفته می شود. طراحی خواستار بهترین اطلاعات موجود در زمان است. تحقیقات جاری تعدادی شاخص درباره طراحی رنگ و روشنایی فراهم کرده که توجه خاصی می طلبد. پاسخ ها به آن صراحتی که برخی ادعا کرده اند نیست اما شواهد کافی وجود دارد که در یک محیط بیمارستان نور واقعا مهم است.
معماری داخلی – ارایشی. بهداشتی .پزشکی.مدروز
نورپردازی نور نیز نقش مهمی را در زنده کردن فضا به عهده دارد . استفاده از نور مناسب و یکنواخت در آپارتمان خفگی محیط را از بین می برد ، البته استفاده از نور طبیعی بسیار مناسبتر است . در صورت ضعیف بودن نور طبیعی کمبود آن را با بکارگیری نور مصنوعی جبران نمایید. حتی المقدور از پرده های عمودی یا کرکره ای استفاده نکنید ، زیرا از ورود نور خورشید به داخل تا میزان زیادی جلوگیری می نمایند. پرده های پارچه ای یا توری بهترین انتخاب برای پنجره های آپارتمان محسوب میشوند. زیرا نور را به خوبی از خود عبور می دهند.استفاده از نور پردازی موضعی بر روی قاب ها و … نیز باعث تحرک و ایجاد حرکت در فضا میشود.
هم نور ، هم سایه
معماران سنتی ما نهایتا با توجه به برآیندی از تمامی موارد ذکر شده به قاعده ها و قوانین مشخص و خاصی دست یافته اند که در اجرای آثار و ساخت و ساز بناها شایع و رایج بوده است. کشور ما اقلیمی نیمه خشک و آفتابی دارد. در چنین کشور و فرهنگی هم نور اهمیت و ارزش دارد، هم سایه. در متون کلاسیک و کهن ادبی ما کمتر می توان به تعابیر و اصطلاحاتی چون سایه شوم جنگل تاریک و مخوف و غیره برخورد کرد. در عوض به جای جنگل تاریک بسیاری مواقع به تعبیر جنگل انبوه بر می خوریم. یا کسی را زیر سایه خود گرفتن به معنای پناه دادن و یا مترادف زیربال و پرگرفتن است. الغرض ، همین مثالها و نمونه های گفتاری و ادبی حاکی از آن است که نور و سایه یک عامل مهم فرهنگی نزد ایرانیان است. به این ترتیب ، ملاحظه می کنیم که اولا جهت امتداد کوچه ها و خیابان ها کاملا متاثر از حرکت خورشید در آسمان است. در شرایط یکسان از نظر دسترسی به امکانات و موقعیت هایی مثل وجود چشمه و آب و ارتفاع و نزدیکی به ارک حکومتی و بازار و غیره ، بالا یا پایین بودن جغرافیایی شهری به جهت نور آفتاب در فصول سال و شمالی و جنوبی بودن بستگی دارد. (یعنی جنوب شهر برابر با پایین شهر است) در چنین حالاتی معماران سنتی می کوشند که ضمن ایجاد سایه و جلوگیری از تابش مستقیم نور (بویژه در مناطق گرمسیر) از حداکثر پنجره های بزرگ و متعدد در ساخت و ساز بنا بهره ببرند. پنجره های بزرگ و متعددی که ضمن تامین روشنایی منزل و ایجاد چشم انداز، مسیرهایی برای جریان یافتن هوا و نسیم هستند. اضافه بر موارد ذکر شده ، مساله حریم همسایگی نیز مطرح است. اگر در معماری شهرهای قدیمی که هنوز بافت سنتی خود را حفظ کرده اند دقت کنیم ، بندرت با پنجره ای مواجه می شویم که به داخل حریم خانه همسایه (بویژه اتاق نشیمن) دید داشته باشد. با وجود چنین نکات و مواردی است که می توانیم درباره شهرهای سنتی براحتی از کلمه بافت استفاده کنیم.
کنترل نور و انرژی
مقدار نور و انرژی که بین ساختمان و فضای اطراف جریان دارد تاثیر قابل توجهی بر زیبائی ساختمان ، آرامش ساکنین و هزینه های سرمایش و گرمایش دارد. با انتخاب شیشه مناسب میتوان مقدار نوری که به ساختمان وارد میشود را کنترل نمود، از ورود پرتوهای مضر به ساختمان جلوگیری کرد و فضائی آرامش بخش برای ساکنین فراهم ساخت . در عین حال انواع شیشه های پوشش دار رنگی ، رفلکس و Low-E تحقق ایدههای خلاق معماری و صرفهجوئیهای قابل توجهی در هزینه های سرمایش و گرمایش را ممکن ساختهاند
1) طیف خورشید: نورخورشید از سه طیف اصلی تشکیل شده است : نورماوراء بنفش , نورمرئی و نور مادون قرمز . ورود کنترل نشده هریک از این سه طیف به درون ساختمان می تواند ناراحت کننده ، مضر و یا دارای عوارض نامطلوب باشد الف ) نورماورا بنفش ( پرتوهای با طول موج 380-290 نانومتر) : ورود و تابش بلندمدت این پرتوها موجب تغییر رنگ مبلمان , فرش و پرده می شود . ب ) نورمرئی (پرتوهای با طول موج 780-380 نانومتر) : بخشی از طیف خورشید که به چشم انسان مرئی است . ورود نور مرئی به ساختمان معمولا مطلوب است اما ورود بیش از اندازه آن و به ویژه تابش مستقیم خورشید به درون ساختمان می تواند آزار دهنده باشد. ج ) نور مادون قرمز ( پرتوهای با طول موج 3000-790 نانومتر): آن بخش از انرژی خورشیدی است که به صورت حرارت احساس می شود .تقریبا دوسوم از انرژی ورودی و خروجی از راه پنجره به صورت تابش در طیف مادون قرمز جریان می یابد . در مناطق گرمسیر و پرآفتاب , تابش این طیف از نور به داخل ساختمان موجب افزایش سریع دما می شود . این پدیده بار سنگینی را به سیستم خنک کننده ساختمان تحمیل نموده سبب افزایش مصرف انرژی می شود . بهمین ترتیب بخش قابل توجهی از گرمای درون ساختمان درمناطق سردسیر ،درهمین طیف از راه پنجره ها به بیرون تابیده و بهدر می رود . 2 ) پرتوهای نور و رفتار شیشه : تمام پرتوهای نوری ( شامل نورمرئی و IR و UV) به نسبت های معینی , بسته به نوع شیشه یا از آن عبور کرده و یا توسط آن جذب می شوند . نسبت تابش , نسبت بازتاب و نسبت جذب , پارامتر های ناظر براین پدیده بوده که در طیف های مختلف و درانواع شیشه متفاوت است . آن بخش از انرژی تابشی که جذب شیشه می گردد در نهایت به صورت پرتوهای مادون قرمز به درون و بیرون ساختمان تابیده می شود .
3) سه روش انتقال انرژی در پنجره ها : روش انتقال انرژی خورشیدی از طریق پنجره ها عبارتند از : » تابش » رسانش » جابجایی ( همرفتی ) تابش مستقیم خورشید مهمترین منبع انرژی خورشیدی است که به ساختمان تابیده و بیشترین بخش انرژی آن از این راه انتقال می یابد . علاوه برآن تمامی اجسام درون و بیرون ساختمان ، پرتوهای نور را بخود جذب کرده و در طیف مادون قرمز بازتاب می کنند . از این جهت در کنار پرتوهای خورشیدی همواره جریان انرژی به داخل و خارج ساختمان نیز در طیف مادون قرمزجریان دارد . در کنار تابش ، دو روش دیگر انتقال حرارت یعنی رسانش و جابجایی ( همرفتی ) نیز در انتقال انرژی حرارتی از راه پنجره ها موثرند . در پنجره های دوجداره انرژی از طریق رسانش بین دوسطح هر لایه و از طریق جابجایی ( همرفتی ) بین دو لایه شیشه جابجا می شود . با توجه به توضیحات فوق اکنون طراح می تواند در انتخاب انواع شیشه از ترکیب توانایی های گوناگون انواع شیشه به مناسب ترین گزینه دست یابد . 4 ) انتخاب انواع شیشه برای کنترل نور و انرژی در ساختمان : برای کنترل نور و انرژی ورودی به ساختمان ، طراح می تواند با انتخاب ترکیب مناسبی از انواع شیشه رنگی , رفلکس , Low-E , لمینیت و دوجداره جریان نور و ورود و خروج انرژی از ساختمان را کنترل نموده و آرامش ساکنان آن را تامین نماید . کارکرد هریک از انواع شیشه به شرح زیر است : الف ) شیشه های رنگی : این نوع شیشه ها در مقایسـه با شیشه معمـولی بخش بیشتـری از نور را جذب کرده و یا بازتاب می کنند . ب ) شیشه های رفلکس : این شیشهها بخش بیشتری ازطیف های مختلف رابازمی تابانند ودر کنترل نور وانرژی بسیار موثرند . در انتخاب شیشه رفلکس باید به محدودیت های آنها نیز توجه نمود . اولین محدودیت آینه ای بنظر رسیدن آنها از داخل در شب است . محدودیت ثانویه آنها بازتاب بخش مهمی ازنورمرئی بهمراه پرتـوهای IR و UV است که ممـکن است مطلوب نباشد . ج ) شیشه های Low-E : این شیشه ها پرتوهای گرمازای مادون قرمزرا بازتاب نموده اما نور مرئی را از خود عبور می دهند .در مناطق گرمسیر با انتخاب درست شیشه های Low-E می توان از ورود گرمای شدید محیط جلوگیری نمود . در مناطق سردسیر انتخاب این نوع شیشه سبب جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی داخل ساختمان به بیرون آن می گردد . د ) شیشههای Laminate : این نوع شیشه مانع عبور 99% از پرتوهایUV است و همزمان نورمرئی و مادون قرمز را از خود عبورمی دهد . ه) شیشه های دو جداره : این نوع شیشه به طراح امکان میدهد که باانتخاب انواع شیشــه های پیش گفته و استفاده از آنها در جداره ها , از توانایی کامل انواع شیشه های فوق بصورت ترکیبی استفـاده نماید . استفاده از شیشه دو جداره موجب کاهش اتلاف انرژی به روش رسانش شده و بعلت وجـود فاصله در بین دوجداره , میزان انتقال انرژی به روش جابجایی ( همرفتی ) نیز فــوق العاده انـدک است .
5) معرفی مهمترین پارامترهای مقایسه کارکرد انواع شیشه در کنترل نور و انرژی: 1) ضریب عبور نورمرئی از شیشه یا Visible Light Transmittance ) VT ) 2) ضریب بازتابش نور مرئی از شیشه یا Visible Light Reflection ) VR ) 3) ضریب عبور اشعه ماوراء بنفش از شیشه یا UV Transmittance ) UV ) 4) ضریب دریافت انرژی خورشیدی یا Solar Factor ) SF ) 5) ضریب سایه روشن شیشه یا Shading Coefficient ) SC ) 6) ضریب انتقال حرارت از داخل به خارج و بالعکس یا U-Value 7) ضریب دریافت انرژی خورشیدی (نسبی) یا Relative Heat Gain ) RHG )