مقالات مربوط به مهندسی روشنایی و طراحی نورپردازی

چهل ستون ، نمونه تقارن محوری حول محورهای افقی و عمودی

تقارن و تعادل در معماری

/0 دیدگاه /در , /توسط

یکی از مباحث مهم در معماری چه در سبک های سنتی معماری و چه در سبک های مدرن ، مبحث تقارن است. تقارن یا عدم تقارن باعث ایجاد تاثیرات بصری و روحی در مخاطب می گردد و می توان توسط آن مفاهیم متفاوتی را به مخاطب منتقل کرد.

در طبیعت اجسام بسیار زیادی هستند که خواسته یا تحت تاثیر قوانین فیزیکی دارای تقارن شده اند.به عنوان مثال یک سیب به عنوان محصول خواسته یک درخت دارای تقارن است و کرات و ستاره ها بر اثر قوانین طبیعت (همچون جاذبه) و ناخواسته به صورت متقارن درامده اند.

در بسیاری از سبک های معماری به تقارن توجه بسیار زیادی شده است ، به طوری که در سبک های سنتی همچون سبک های اسلامی یا سبک های کلاسیک در اروپا شاهد تاثیر شدید تقارن بر معماری هستیم.در حالی که در سبک های جدید معماری کمتر شاهد تقارن به شکل مطرح در سبک های کلاسیک هستیم.

در حالت کلی سه نوع تقارن در هنر متصور است:

  • تقارن حول محور : که در آن یک جسم دارای تقارن حول یک محور (خط ، صفحه و …) است ، این نوع تقارن در طبیعت بسیار دیده می شود و نمونه بارز آن ظاهر بدن انسان است و در ساخته های دست بشر مانند اتومبیل ها و سازه های معماری شاهد آن هستیم
چهل ستون ، نمونه تقارن محوری حول محورهای افقی و عمودی

چهل ستون ، نمونه تقارن محوری حول محورهای افقی و عمودی
منبع : http://img1.tebyan.net/big/1392/07/58117746413615215102151539809948221193.jpg

  • تقارن دورانی : وقتی یک جسم به گونه ای طراحی شده باشد که با چرخش حول یک نقطه به شکل ابتدایی خود در بیاید به آن تقارن دورانی می گوییم ، مانند چرخ دوچرخه و برخی از چندضلعی ها
گنبد شیخ لطف الله-نمونه بارز تقارن دورانی

گنبد شیخ لطف الله-نمونه بارز تقارن دورانی
منبع : http://axgig.com/images/15618984335002056908.jpg

البته طرح دارای تقارن دورانی می تواند دارای تقارن محوری نباشد ، همانند طرح های اسپیرال

  • تقارن تکراری یا انتقالی : در صورتی که با حرکت بر روی یک شکل و رفتن به نقطه ای جدید بتوانیم همان تصویر را از جسم ببینیم به آن تقارن انتقالی می گوئیم،مانند تقارنی که در ریل های راه آهن وجود دارد.
یک نمونه تقارن تکراری (انتقالی)

یک نمونه تقارن تکراری (انتقالی)
منبع:http://www.sabatrains.ir/uploads/rail3_336.jpg

تعادل: گاهی اوقات هنگامی که به یک جسم یا شیء یا طرح نگاه می کنیم به گونه ای است که حس می کنیم دارای تعادل است و به بیان دیگر بخشی از طرح بر بخش دیگر سنگینی نمی کند

تعادل دو نوع دارد:

  1. تعادل متقارن (تقارن غیرفعال): که در آن دو طرف یک طرح (افقی، عمودی یا هر دو) دارای تقارن است و این تقارن باعث تعادل می شود (مانند ترازویی که دارای.دو کفه دارای یک سکه طلا است).
  3. تعادل غیر متقارن (تقارن فعال): که در آن تعادل با تساوی وزن دو طرف حاصل می شود ، یعنی این که طرفین محور(ها) یک سان نیستند ، لیکن به گونه ای هستند که فکر هر دو را دارای یک وزن می داند (درست مثل ترازویی که دارای دو کفه ازسکه طلا و شمش طلا به وزن یک گرم است)

شار روشنایی (تعریف واحد روشنایی لومن)

/3 دیدگاه /در , , /توسط

شار روشنایی (تعریف واحد روشنایی لومن)

در جهان کنونی که با بحران انرژی رو به رو است ، یکی از مهم ترین عوامل در استفاده از یک سیستم صنعتی ، بازده انرژی آن سیستم است. معمولا تعریف بازده به صورتی است که انرژی مفید خروجی را به نسبت انرژی ورودی محاسبه می کنند ، و این در سیستم های روشنایی و نورپردازی نیز صادق است.

در اکثر سیستم ها (همانند سیستم های گرمایشی ، سیستم های مبدل انرژی و …) توان ورودی و خروجی بر حسب واحد بین المللی وات تعریف می شوند و این برای سیستم های روشنایی نیز صادق است ، لیکن در بازه نور مرئی که رویت محیط توسط چشم انسان به عنوان خروجی سیستم روشنایی تعریف می شود ، به دلایلی که در زیر به شرح آن می پردازیم ، واحد وات به عنوان توان خروجی استفاده نمی شود.

چشم بشر به عنوان یکی از حس گر های پنج گانه و مبدل روشنایی به بینایی ، تنها حس گری است که برای بینایی مورد استفاده قرار می گیرد ، و مانند هر سیستمی محدودیت های خاص خود را نیز دارد.چشم می تواند طول موج هایی از نور مرئی را به خوبی ببیند و بعضی از طول موج ها را نمی تواند حس کند (همانند نورهای ماوراء بنفش ، پرتو های ایکس و مادون قرمز) و در برخی طول موج ها دچار ضعف بینایی می باشد. به عبارت دیگر چشم بشر یک سنسور غیر خطی است که به ورودی ها با مشخصات متفاوت پاسخ های متفاوتی می دهد و بینایی بشر در نور های متفاوت، متفاوت و غیر یکسان است ، به عنوان مثال چشم بشر در نور سبز بهتر می تواند محیط خود را مشاهده کند، لیکن در نور آبی به سختی می تواند اشیاء را مشاهده کند.برای نشان دادن حساسیت بشر به طیف های مختلف نوری آزمایشاتی بر روی افراد مختلف انجام شده و نتایج به صورت یک نمودار میانگین رسم شده است :

منحنی حساسیت چشم بشر به فرکانس های مختلف نور

منحنی حساسیت چشم بشر به فرکانس های مختلف نور – مقادیر لوگاریتمی و نسبت به حداکثر حساسیت رسم شده اند.

اما نکته اصلی تعریف معیاری برای شناسایی توان خروجی منابع نوری می باشد که این معیار با نام “شار روشنایی” (Luminous flux) تعریف می شود و نماینده ی مقدار خروجی یک سیستم روشنایی مورد استفاده برای چشم انسان است (چشم جانداران مختلف نمودارهای متفاوتی دارد).به صورت قراردادی برای این مفهوم، واحدی به نام “لومن” (Lumens) تعریف می شود و به صورت قراردادی برای حداکثر شار نوری حاصله از یک منبع ایده آل یک وات عدد 683 لومن درنظر گرفته شده است. لذا ما مقدار شار نوری یک منبع را با این عدد سنجیده و مقایسه می کنم.

به عنوان مثال یک منبع نور یک وات ایده آل سبز مایل به زرد با طول موج 555 نانومتر مقدار 683 لومن شار نوری تولید خواهد کرد و یک منبع نور ایده آل با طول موج حدودی 610 نانومتر نوری حدودا معادل 340 لومن تولید خواهد کرد.

به بیان ساده تر ، ما انرژی نور را با مقدار دیده شدن آن می سنجیم ، نوری که بیشتر دیده شود ، از دید ما شار نوری بیشتری خواهد داشت و برای مصارف روشنایی و نورپردازی مناسب تر خواهد بود (با در نظر گرفتن شرایط دیگر) ، و نوری که کم تر دیده شود ، ارزش آن از نقطه نظر بازده نوری کمتر خواهد بود.

اهمیت این مطلب زمانی مشخص می شود که بدانیم می توانیم نور سفید (یا هر نور ترکیبی دیگر) را با ترکیب های متفاوتی بسازیم که تمام آن ها یک رنگ دیده خواهد شد ، ولی حتی با استفاده از منابع نوری ایده آل ، همچنان نور یکی از آن ها با همان رنگ محیط را روشن تر خواهد نمود.

به عنوان مثال می توانید شار نوری چندین منبع نور رایج را در جدول زیر ملاحظه فرمایید:

منبع نور
شار روشنایی (بر حسب لومن)
LED سوپر برایت 37 میلیوات سفید 0.2
لیزر 15 میلی وات سبز (532 نانومتر) 8.4
Power LED یک وات سفید 65–145
لامپ التهابی 40 وات 325
لامپ فلورسنت 18  وات 1250
لامپ التهابی 100 وات 1750
لامپ فلورسنت 40 وات 2800
لامپ زنون 35 وات 2200–3200
لامپ فلورسنت 100 وات 8000
لامپ بخار سدیم کم فشار 127 وات 25000
لامپ متال هالاید 400 وات 40000
این مقادیر برای منابع نو محاسبه شده اند که با گذشت زمان مقدار آن در یک منبع نوری کاهش خواهد یافت

CRI یا اندیس نمود رنگ

/0 دیدگاه /در , /توسط

چگونه رنگ ها را واقعی تر ببینیم؟

تا قبل از تولید انرژی الکتریکی بیشترین بهره بشر از نور خورشید و یا نهایتا نورهای ناشی از شمع و انواع منابع نوری بر پایه آتش بود، پس از اختراع برق و در نتیجه آن اختراع اولین لامپ التهابی ، لامپ های التهابی (و پیرو آن لامپ های هالوژن) جایگاه ویژه ای در بین مصرف کنندگان انرژی الکتریکی پیدا کردند.وجه مشترک بین تمام منابع نوری تا این تاریخ استفاده از گرما برای تولید نور بود که امری پر هزینه و کم بازده بود.نور حاصل از گرما دارای یک طیف اسپکتروم پیوسته با تابع وابسته به دما بود.

شدت نور بر حسب انرژی بر اساس طیف طول موج های متفاوت

شدت نور بر حسب انرژی بر اساس طیف طول موج های متفاوت
منبع :http://www.chemistryland.com/CHM130W/10-ModernAtom/Spectra/TemperatureGraph.jpg

رفته رفته با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به کاهش مصرف انرژی ، انواع لامپ های جدید همچون لامپ های تخلیه الکتریکی (همانند لامپ های فلورسنت ، لامپ های بخارجیوه ،بخار سدیم کم فشار و پرفشار، لامپ های متال هالاید و …) و نهایتا لامپ های حالت جامد وارد بازار روشنایی شدند.برخلاف منابع نوری ذکر شده در پاراگراف قبل ، این منابع نوری از فرکانس های مختلف نوری با طول موج های ناپیوسته برای شبیه سازی نور سفید بهره می بردند.

اسپکتروم طول موج برای لامپ های نمونه از تکنولوژی های متفاوت

اسپکتروم طول موج برای لامپ های نمونه از تکنولوژی های متفاوت

از آنجا که منحنی حساست چشم بشر به طول موج های متفاوت یک منحنی کاملا غیر خطی است ، پس پاسخ آن به طول موج های مختلف نیز غیر خطی است.به عنوان مثال اگر شما رنگ سبز خالص را به وسیله نور خورشید روشن کنید ، پرتو های منتشره به چشم شامل طیف هایی همچون زرد ، سبز ، آبی و .. می شود که هر کدام با ضریب متفاوتی (نهایتا بی نهایت ضریب) به چشم رفلکت خواهند شد ، در صورتی که همین رنگ در زیر رنگ سفید ناشی از دو رنگ آبی و زرد صرفا در دو محدوده طول موج بازتابش خواهد داشت که مطمئنا نور منعکس شده به چشم با نور واقعی حاصل از رفکت نور خورشید متفاوت خواهد شد.

منحنی حساسیت چشم بشر به فرکانس های مختلف نور

منحنی حساسیت چشم بشر به فرکانس های مختلف نور

مسئله زمانی حاد می شود که شما فقط یک محدوده طول موج از نور مرئی را به یک جسم بتابانید ، مانند چیزی که در لامپ های بخار سدیم کم فشار تولید می شود ، و نتیجه دیده نشدن برخی رنگ ها (همچون بنفش) زیر این نور است ، چرا که رفلکتنس سطح دارای رنگ بنفش به نور زرد نزدیک به صفر است.

مقایسه بین پردازش رنگ تحت نور سفید عادی و نور زرد ناشی از لامپ بخار سدیم کم فشار

مقایسه بین پردازش رنگ تحت نور سفید عادی و نور زرد ناشی از لامپ بخار سدیم کم فشار
منبع : http://www.lighting-gallery.net/gallery/albums/userpics/11340/normal_LPS-ColorRendering.png

لذا برای بیان کیفیت هر نور مصنوعی و شباهت آن ها به نور طبیعی خورشید (نور آسمان + نور مستقیم خورشید) یک معیار به نام اندیس نمود رنگ ( CRI/Color Rendering Index) تعریف می شود که نمایانگر شباهت رنگ ناشی از منبع نور با رنگ ناشی از نور طبیعی روز است.

مطمئنا بیشترین نمود رنگ را منابعی خواهند داشت که طیف نوری خروجی آن ها بیشترین شباهت را به نور خورشید داشته باشد.لذا منابع نوری که بر اساس گرما نور تولید می کنند ، همچون منابع نوری التهابی و هالوژن بیشترین شباهت را به نور خورشید خواهند داشت.در رده بعد منابع نوری قرار دارند که بیشترین محدوده نزدیک به محدوده طول موجود نور خورشید را داشته باشند ، که معمولا این امر با تعدد طول موج های ناشی از گذار الکترون ها و بهبود فسفر در لامپ های وابسته به پدیده فلورسانس (منابع نوری فلورسنت و برخی از LED ها) حاصل می گردد.

مقایسه نمود رنگ لامپ های بخارسدیم کم فشار ، بخار سدیم پرفشار ، فلورسنت سه فسفره،متال هالاید سرامیکی

مقایسه نمود رنگ لامپ های بخارسدیم کم فشار ، بخار سدیم پرفشار ، فلورسنت سه فسفره،متال هالاید سرامیکی
منبع : http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/sites/default/files/styles/large/public/core-page-inserted-images/rainbow_cones_n_spectra_labeled.jpg

لذا منابع نوری داریم با کیفیت های مختلف ، که گاها یک نوع منبع نور بر اساس کیفیت نوع فسفرمی تواند CRI های متفاوت داشته باشد

در زیر می توانید CRI برخی منابع نوری مشهور را مشاهده فرمایید:

جدول اندیس نمود رنگ برای منابع نوری مختلف :

اندیس نمود رنگ CRI
دمای رنگ نور(CCT)(K)
لامپ

~5

1800
بخار سدیم کم فشار (LPS/SOX)

17

6410
بخار جیوه شفاف

24

2100
بخار سدیم کم فشار (HPS/SON)

49

3600
بخار جیوه پوشش داده شده

51

2940
فلورسنت سفید گرم هالوفسفات

64

4230
فلورسنت سفید سرد هالوفسفات

73

2940
فلورسنت سفید گرم سه فسفره

76

6430
فلورسنت سرد(نور روز) هالوفسفات

82

2700
بار سدیم مخصوص سفید “White” SON

85

4200
متال هالید کوارتز

89

4080
فلورسنت سفید سرد سه فسفره

96

5400
متال هالید سرامیکی

100

3200
لامپ التهابی/لامپ هالوژن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تاثیر چشم نواز نورپردازی بر ذهن راننده

نورپردازی متفاوت یک پل در دانمارک

/0 دیدگاه /در , /توسط
نورپردازی زیبای یک پل در دانمارک

نورپردازی پل نایبورگ در دانمارک
:http://www.iald.org/assets/awards/images/larges/MON263%20Nyborgbridge_005.jpg

نورپردازی زیبای یک پل با رنگ های سبز و سفید و طرح شاخ و برگ:

یکی از پل های دانمارک به نام پل Nyburg توسط Hansen & Henneberg در سال 2010 با یک نورپردازی کاملا متفاوت نورپردازی و برنده جایزه مسابقات سالانه ILAD گردیده است.

به جرات می توان گفت نورپردازی این پل یکی از زیبا ترین نورپردازی تقاطع های غیر هم سطح در دنیا است. ایده خلاقانه طراح باعث شده است که از یک تقاطع مرده با متریال خشک بنتی ، یک طرح زیبا و زنده نورپردازی با رنگ های شاد و انرژی بخش و در عین حال آرامش بخش خلق شود.

نورپردازی این پل به قدری زیبا است که شاید اگر شما مسافر این مسیر باشید ، حاضرباشید اندکی از وقت خود را صرف کنید تا  به جای روز در شب از این مسیر تردد نمایید.این ترکیب رنگ زیبا و شفاف از فاصله دور چشم نوازی می کند و راننده و مسافرین خسته از سفر را ذوق زده می کند.

تاثیر چشم نواز نورپردازی بر ذهن راننده

تاثیر چشم نواز نورپردازی بر ذهن راننده
http://www.iald.org/assets/awards/images/larges/MON263%20Nyborgbridge_003.jpg

از زیبایی های این طرح می توان به رنگ های شفاف و برجسته آن اشاره کرد که ترکیب رنگ زیبایی را خلق نموده اند.رنگ سبز به عنوان عنصر اصلی هم انرژی زا و هم آرامش بخش است و رنگ سفید در کنار این رنگ از شدت آن می کاهد و آن را ملایم تر می کند

همین طور برای نورپردازی این پل از پروژکتورهای GOBO استفاده شده است که طرحی ثابت به شکل شاخ و برگ درختان را بر روی عرشه پل ایجاد می کند و در کنار رنگ سبز تجسمی از سرسبزی و طراوت طبیعت را به بیننده منتقل می نماید.

نورپردازی پل نایبرگ از نمای کناری

نورپردازی پل نایبرگ از نمای کناری
http://www.iald.org/assets/awards/images/larges/MON263%20Nyborgbridge_008.jpg

نورپردازی بر اساس الگوریتم های طبیعی و تصادفی

خلق طراحی نورپردازی منتخب از یک سیلوی نفتی متروکه

/0 دیدگاه /در , /توسط

شاید به نظر غیر ممکن برسد که بتوان یک سیلوی نفتی متروکه را زیبا کرد ، و بعید تر به نظر برسد که بتوان آن را به گونه ای بازآفرینی کرد که بتوان در آن احساس آرامش کرد ، و از آن بعید تر به نظر برسد که بتوان آن را به یک اثر شاخص و مورد استقبال شهری تبدیل کرد و بعید تر به نظر برسد که بتوان آن را تبدیل به طرح منتخب نورپردازی بین المللی کرد.

اما گروهی از طراحان نورپردازی امریکایی ساکن در فیلادلفیا این کار دور از ذهن را به واقعیت در آوردند.

گروه Lighting Design COLLECTIVE از PHILADELPHIA با استفاده از خلاقیت خود توانستند این سیلوی متروکه در شهر هیلسینکی را تبدیل به یک اثر هنری کنند.این گروه از طراحان نورپرداز خلاق با تفکر ساخت یک مجموعه دو منظوره که در تمام ساعات شبانه روز بتواند چهره زیبای یک اثر هنری را به جلوه بگذارد در این سازه تعداد زیادی حفره ایجاد نمودند.مجموعا تعدادی حفره که تعداد آن به افتخار سال 2012 -که سال بین المللی طراحی بوده است- 2012 عدد انتخاب شده استدر سطح بنا ایجاد شده اند . یک سری منابع نور قابل رویت در پشت تعداد 1280 عدد از این  حفره ها می باشند که این منابع نوری با توجه به سرعت باد و الگوریتم های حرکتی ریاضی، منطبق با الگوهای واقعی همچون حرکت پرندگان ، برف ، امواج آب و .. و به زیبایی کنترل می شوند ، به گونه ای که در زمان خاموش بودن خود سیلو ، از فاصله دور این حرکت به صورت یک حرکت یکپارچه،طبیعی و زیبا دیده می شود که با افزایش سرعت باد سرعت حرکت آن افزایش می یابد.

نورپردازی بر اساس الگوریتم های طبیعی و تصادفی

نورپردازی بر اساس الگوریتم های طبیعی و تصادفی

همین طور در پشت تعداد 450 عدد از این حفره ها یک سری آینه های استیل لغزان قرار گرفته است که در طور روز و با وزش باد به حرکت در می آیند و حس حرکت موجی آب را بر روی نما القا می کنند.

برای تکمیل این نورپردازی، یک سری منابع نوری فلاد در محیط این سیلو نصب شده اند که بسته به ساعات شب طیفی بین سفید گرم 2700 کلوین تا رنگ قرمز را ایجاد می کنند و در ساعاتی از شب به کلی خاموش می شوند تا مخاطب صرفا حرکت زیبای پیکسل های روی سیلو را مشاهده نماید

همچنین داخل سیلو به رنگ قرمزرنگ آمیزی شده است و در زمان روز و با حرکت خورشید از شرق به غرب تصویر این 2012 حفره ها و سایه روشن های ناشی از آن ها و بازتابش نور ورودی به دیواره قرمز رنگ داخلی سیلو 468 تصویری متحرک و زیبا را درون سیلو ایجاد می نماید.

نمای روز داخلی سیلو 468-نورپردازی با نور خورشید

نمای روز داخلی سیلو 468-نورپردازی با نور خورشید

نمای شب داخلی سیلو 468

نمای شب داخلی سیلو 468

در فیلم زیر می توانید روند اجرایی و نمایشی زیبا از این نورپردازی را ملاحظه نمایید: