Nordljus (arkitektur)
Nordljus (på norra halvklotet ) är solljus som kommer genom ett fönster som vetter mot norr . Eftersom det inte kommer direkt från solen, förblir det i en konsekvent vinkel och färg hela dagen och skapar inte skarpa skuggor. Det är också svalare än direkt solljus på grund av hur jordens atmosfär sprider ljus via Rayleigh-spridning .
Dessa egenskaper gör det till det naturliga ljuset i vissa stilar av arkitektur , måleri och fotografi . Dessutom har norrljusets svala färg studerats för dess effekt på vår uppfattning om konst i gallerier och museer.
Söder om ekvatorn (på södra halvklotet ) ses samma egenskaper i söderljus.
Bildning och egenskaper
Eftersom solen passerar söder om de flesta observatörer på norra halvklotet, är norrljus ljuset som kommer från himlen snarare än direkt från solen. Detta är anledningen till dess diffusa natur, liksom varför den kastar mjukare skuggor än direkt solljus och förblir mer konsekvent i färg än ljus från öst eller väst (som skulle påverkas av soluppgång respektive solnedgång).
Färgen på diffust dagsljus är 5500 - 6500K, vilket betyder att norrljus är svalare (mer blåtonat) än ljus från andra riktningar. Den främsta orsaken till detta är Rayleigh-spridning , som först matematiskt beskrevs av den brittiske fysikern Lord Rayleigh (John William Strutt) 1871. Jordens atmosfär innehåller stora andelar kväve och syre som via Rayleigh-spridning sprider korta våglängder av elektromagnetisk strålning mer effektivt än längre våglängder. Sålunda verkar ljus som sprids eller sprids bort från huvudstrålen av solljus svalare medan direkt ljus (särskilt under solljus eller solnedgång) verkar varmare.
Nordljus är också mindre starkt än direkt solljus, eftersom endast en del av inkommande vitt ljus sprids. Ljusstyrkan på norrljus kan vara mellan 10 000 och 30 000 lux, beroende på plats och årstid, medan direkt solljus kan vara så starkt som 100 000 lux.
I arkitektur
Användningen av naturligt ljus i arkitektur kallas dagsljus . Det fick först professionell betydelse under det romerska imperiet, när arkitekter kämpade för att förbättra atmosfären i offentliga och religiösa utrymmen samtidigt som de minskade bländningen. Till en början handlade det om fysiska strukturer som fönster och takspringor, men under det första århundradet e.Kr. började ljusets riktning spela en större roll. Pantheon , som återuppbyggdes under kejsar Hadrianus regeringstid (117-138) använder en oculus (takfönster) för att släppa in obehindrat men diffust ljus, ungefär som ett modernt fönster som vetter mot norr eller takfönster skulle göra .
Eftersom solen rör sig söder om byggnader på norra halvklotet är den norra sidan av dessa byggnader alltid i skuggan. För dagsljus har detta vissa konsekvenser:
- Rummen som vetter mot norr kan kännas mörka och svala. Detta kan styras genom att måla rummet i en ljus färg som rött, gult och orange, avsluta rummet med trä eller genom att använda större fönster.
- Dessutom ändrar inte norrljuset färg (värme) under dagen, så vilken stämning som än uppnås genom rummets målade färg kommer den sannolikt att förbli konstant.
- Eftersom nordljus är mer diffust än direkt solljus, ställer det till mindre problem med bländning. Detta gör den lämplig för kontorsutrymmen, hemmabio eller läsrum. Denna fördel kan hjälpa till med föregående punkt – mindre bländning gör att större fönster kan användas utan behov av yttre skuggning.
- Sällan använda rum som tvättstugor, hallar och badrum kan orienteras norrut. Detta skulle frigöra planlösningsutrymme i söderläge för rum som används oftare såsom vardagsrum och kök.
Dessutom förändrar en byggnads latitud effekten av nordljus. Nära ekvatorn kan den enda skillnaden mellan norr- och söderljus vara säsongsbetonad. I tempererade regioner gäller implikationerna ovan året runt. I polarområden kan de vara ännu mer extrema. Till exempel får Anchorage i Alaska bara fem timmars solljus vid vintersolståndet, där solen stiger endast 5,5 grader över horisonten. Detta skulle göra fönster som vetter mot norr för mörka för att vara till någon nytta under vintern.
Passivhus
Hus som är beroende av solljus, vind och isolering för att reglera sin temperatur (i motsats till artificiell kylning och uppvärmning) kallas passivhus . På grund av dess lägre ljusstyrka och lägre mängd infraröd strålning sänder norrljus mindre värme till byggnader än direkt solljus gör. Detta gör att stora fönster som vetter mot norr är bättre lämpade för passivhus i varma, tropiska klimat, eftersom det gör att bostadsområden kan ta emot gott om solljus utan att överhetta byggnaden.
I måleri
Norrljus har varit ett viktigt inslag i målarstudior före utvecklingen av elektriska ljus, men dess användning fortsätter till denna dag. Ungefär som i arkitektur är ljusriktningen viktig för stämningen i en målning, men ljusets atmosfär är ännu mer kritisk. Detta beror på att solstrålar som kommer in från öster, väster och söder ändrar form och riktning under dagen. En komplex scen skulle vara mycket svår att måla medan skuggorna och reflektionerna rör sig. Att korrekt avbilda hårt ljus kräver dessutom ett stort dynamiskt omfång (skillnad i mörker mellan svarta och vita färger) som de flesta traditionella färger inte kan återskapa.
Den italienske renässansmålaren Leon Battista Alberti anspelade på denna brist på dynamiskt omfång 1435 och skrev att "ingen yta bör göras så vit att du inte kan göra den [...] ännu vitare". Det var dock Leonardo da Vinci som först skrev om studiobelysning i detalj. År 1492 hade han upptäckt anpassningen av den mänskliga pupillen till mörker, och noterade att "ögat uppfattar och känner igen föremålen med större intensitet [när] pupillen är mer vidgat". Efter detta målade han i en svagt upplyst studio och undvek hårt söderljus. Effekterna av denna mjuka, svaga belysning kan ses i senare verk som Mona Lisa .
Användningen av specifikt nordligt, snarare än bara svagt ljus, blev vanligare under den holländska guldåldern med målare som Rembrandt och Johannes Vermeer . Detta kan ses i verk som Vermeers The Milkmaid .
Konstnärer utan tillgång till fönster som vetter mot norr har utvecklat alternativa lösningar för att replikera några av de önskvärda egenskaperna hos nordljus för målning. Dessa inkluderar:
- Diffunderar direkt solljus (vanligtvis från söder) genom att lägga til ogenomskinliga lock till fönstren. Dessa lock kan vara ark, persienner eller till och med kalk- eller bakpapper, men de har potential att påverka ljusets färg om de är tonade benvita. Detta kan eller kanske inte är en önskvärd effekt beroende på artisten.
- Måla tidigt eller sent på dagen. Även om detta kan ge värme om det görs nära soluppgången eller solnedgången, tillåter det diffust och svagt ljus att erhållas från ett söderläge fönster.
- Använda konstgjord belysning som en dagsljuslampa eller kontinuerligt dagsljusbalanserat studioljus. Softboxar kan läggas till för att förbättra spridningen. Konstgjorda ljus kan vara dyrt, men möjliggör större mångsidighet, eftersom flera av dem kan arrangeras för att fylla i vissa skuggor och skapa mer anpassad belysning. Detta är viktigt när man försöker återskapa Rembrandt-belysning eller i konstreproduktion.
Men på grund av den omvända kvadratlagen kommer ljus som faller på ett föremål nära dess källa (t.ex. från en konstgjord lampa) att minska i ljusstyrka över ett kortare avstånd än ljus som faller på ett föremål längre bort från dess källa (t.ex. från en norrläge fönster). Detta är känt som falloff och innebär att all artificiell belysning som används måste vara ganska kraftfull och placerad på långt avstånd från motivet för att exakt imitera norrljus.
Inom fotografi
Fotografer använder nordljus av liknande skäl som målare men har tillgång till elektriskt ljus också. Användningen av softboxar och studsande speedlights mot paraplyformade diffusorer strävar efter att återskapa de mjuka skuggorna som norrljuset producerar. Dessa processer är populära inom porträttfotografering.
Måleriets nederländska guldålder har också lämnat ett arv – sedan början av 1900-talet har fotografer och filmskapare använt Rembrandts ljussättning för att återställa en dramatisk effekt till diffust ljus, både i porträtt och på film. Detta innebär ett nyckelljus som lyser upp motivet (som ett fönster som vetter mot norr) och en reflektor som är vänd mot motivets andra sida. Även om denna belysning inte formellt namngavs på Rembrandts tid, förekommer den i några av hans målningar.
Liksom målare kan fotografer modifiera söderljus eller använda konstgjord belysning som ersättning för norrljus om det behövs. Men de kan också använda efterproduktionsprogram som Adobe Lightroom och Photoshop för att korrigera exponering och temperatur. Dessutom kan dedikerad programvara som Robin Myers Imaging EquaLight justera för lins- och belysningsfall, vilket är särskilt användbart för konstfotografer.
Effekt av konstuppskattning
Före artificiell belysning skulle både konstnären och deras publik både se konst under naturligt ljus (antingen kommer från norr eller spridda på något sätt för att minska bländning). Men sedan 1980-talet har museer och gallerier blivit beroende av en viss grad av elektrisk belysning. Detta innebär att publiken kan se konst på ett annat sätt än vad den var tänkt och kan också missa att observera subtila förändringar i skuggor och högdagrar när ljuset rör sig under dagen.
Studier av konstuppfattning har funnit att den färgkorrelerade temperaturen (CCT) för nordljus (~6000K) kan vara för kall för optimal uppskattning av de flesta konst. Till exempel fann en studie från 2004 att 3600K var den föredragna temperaturen – en varm CCT som ofta används på museer. En studie från 2008 av Optical Society of America använde olika metoder för att föreslå 5100K som den optimala temperaturen – även om detta fortfarande är något varmare än naturligt nordljus.
Den mest omfattande studien om detta ämne gjordes dock av universitetet i Wien 2019. Den delade upp uppskattning ytterligare i skönhet, känslomässig upphetsning och intresse, och studerade både porträtt och abstrakt konst. Medan resultaten för porträtt tyder på en varmare CCT i linje med tidigare studier, föredrogs en svalare CCT för abstrakt konst.
http://vastulab.com/importance-of-north-light-in-building-architect-guide-to-construction/