Шамаева А.С. Формообразующие свойства света и психология восприятия естественного и искусственного освещения в архитектуре

Образец ссылки на эту статью: Шамаева А.С. Формообразующие свойства света и психология восприятия естественного и искусственного освещения в архитектуре // Бизнес и дизайн ревю. 2020.  № 3 (19). С. 10. 

УДК 721.021 

ФОРМООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА СВЕТА И ПСИХОЛОГИЯ ВОСПРИЯТИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ В АРХИТЕКТУРЕ 

Шамаева Анна Сергеевна 

АНО ВО «Институт бизнеса и дизайна», Москва, Россия (129090, г. Москва, Протопоповский переулок, 9), бакалавр кафедры дизайна архитектурной среды, kirsb123@gmail.com, +7-926-738-22-97. 

Аннотация. В статье исследована эволюция представлений о роли света в архитектуре в историческом контексте и выявлены ее основные этапы. Рассмотрены основные процессы воздействия освещения на человека, а также виды эмоциональных реакций человека на обстановку, выявлены перспективы использования эмоционально эффективного освещения.

Ключевые слова: архитектура; дизайн; свет; эмоционально эффективное освещение.

FORMING PROPERTIES OF LIGHT AND PSYCHOLOGY OF PERCEPTION OF NATURAL AND ARTIFICIAL LIGHTING IN ARCHITECTURE 

Shamaeva Anna Sergeevna 

Institute of Business and Design (B&D), Moscow, Russia (Russia, 129090, Moscow Protopopovskiy lane, 9), bachelor of architecture design, kirsb123@gmail.com, +7-926-738-22-97. 

Abstract. The article explores the evolution of ideas about the role of light in architecture in historical retrospective and identifies its main stages. The article discusses the main processes of the impact of lighting on a person, as well as the types of emotional reactions of a person to the situation, identifies the prospects for using emotionally effective lighting.

Key words: architecture; design; light; emotionally effective lighting. 

Введение 

Свет наряду с камнем и деревом является «вечным» материалом в руках архитектора. И как другие материалы, он, служа утилитарным целям, одновременно выполняет художественную роль. Роль света важна в ретроспективном смысле, поскольку позволяет понять и использовать многое из того, что сделано в области световой архитектуры в прошлом. 

Цель исследования: выявить архитектурно-художественную и психологическую роль естественного и искусственного света в формировании архитектурного пространства. 

Методы исследования

В процессе работы применялись такие методы, как изучение графических и видеоматериалов, сравнение, анализ и синтез, классификация, а также метод описания. 

Результаты исследования и их обсуждение 

В истории архитектуры прослеживается закономерное чередование утилитарного рационального и духовного иррационального подходов к использованию естественного и искусственного света.

Одним из первых опытов работы со светом можно считать такие архитектурные монументы как обелиски, египетские пирамиды, Стоунхендж и другие объекты, ориентированные на небесные светила. Основную роль в их организации играл свет солнца, звезд и луны. В этот исторический период естественный свет является средством выявления структуры и формы объекта.

Возникновение средневековой метафизики света обусловлено потребностью человека в символе и связующем звене, с помощью которого можно приблизиться к Богу. Эти философские размышления о свете положили начало оптическим исследованиям и «науке о перспективе».

Постижение объективного мира привело к поискам красоты в реальном на земле вместо метафизической красоты неземного. В эпоху Возрождения интерес обращен к тому, что свет невозможен без тени, а форма и пропорции в этот период регулируются их соотношением. А в эпоху барокко и классицизма пространство моделируется с помощью резких контрастов света и тени.

На протяжении XVIII и XIX вв. происходят радикальные изменения в понимании свойств света и его природы. Свет становится объектом физической реальности, из которого «лепится» пространство.

На рубеже XIX - начала XX вв. свет использовался как одно из основных художественных средств в живописи. Существовало два диаметрально противоположных направления по-разному формулирующих принципы работы со светом. В натурализме художник отталкивался в основном от восприятия объектов при ясном солнечном свете, в то время как импрессионисты обращались к более сложным атмосферным явлениям.

Течения модернизма и постмодернизма оказали огромное влияние на формирование представлений о роли света в архитектуре. В начале XX в. с распространением железобетона стало возможно строить дома с огромными окнами. Конструкция позволила увеличить расстояние между несущими колоннами, появились угловые окна. При желании все здание можно было обшить стеклом. Такие дома строили ранние модернисты. Повышение уровня освещенности и наличие панорамного обзора стало очевидным улучшением [1]. Архитекторы-модернисты уделяли большое внимание концепции материальности естественного света, говоря о свете, как основе формирования внутреннего пространства.

Однако граница между жилищем и внешним миром и широта обзора влияют на эмоции, поэтому «пускать внешний мир в дом» нужно в пределах. Окна во всю стену вызывают ощущение опасности и тревогу, а слишком маленькие провоцируют стресс из-за недостаточного обзора.  Потребность в убежище для выживания уравновешена желанием иметь хороший обзор. Необходимость в хорошем обзоре обусловлена несколькими причинами, которые являются следствием образа жизни наших предков. Одна из причин – это инстинктивное желание заранее видеть любую угрозу, чтобы предотвратить вторжение врагов и хищников. Другая причина заключается в том, что панорамный вид позволяет изучать местность в поисках пищи и воды и оценивать погодные условия. Отсюда можно сделать вывод, что в жилых помещениях важно стремиться к гармонии между панорамным видом и чувством защищенности.

Одновременно с течением модернизма в России развивался конструктивизм. Условия рассеянного освещения, характерные для России, не позволяют добиться полноценного понимания формы. Поэтому для усиления контраста авангардистами был найден прием полихромии – большие плоскости стен окрашивались в интенсивные цвета.

В середине XX в. в архитектуру возвращается идея контекста. В зависимости от состояния природы, интенсивности и характера естественного освещения пространство производит разное впечатление. Потоки света, проникающие в помещение через различные проемы, обеспечивают архитектуре непрерывную изменчивость. В попытках регулировать отношения между «внутри» и «снаружи» архитекторы - постмодернисты часто делали периметр здания глухим, запуская свет через световые фонари или более сложные светоотражающие элементы [3].

Восприятие архитектуры сильно меняется от качества дневного света. В отличие от источников искусственного света, которые можно настроить вне зависимости от географического положения, места и времени суток, дневной свет является переменным источником освещения. Направление солнечных лучей зависит от времени года и времени суток. Исследователи Сиобан Роккасл и Мэрилин Андерсен демонстрируют возможности и изменчивость дневного света, ставя перед собой задачу проследить как меняется направленность и интенсивность дневного света, проанализировали многочисленные примеры современной архитектуры и выделили три основных приема использования света архитекторами: контрастный свет, среднее по интенсивности освещение и рассеянный свет [5]. Результатом их работы стала архитектурная контрастная матрица. Рассматриваемые архитектурные примеры были помещены в линейный градиент для представления степени контраста и временной изменчивости.

Известно, что скорость течения времени в пространстве напрямую зависит от состояния света. К примеру, состояние пространства, в котором солнечный свет попадает в помещение через большой витраж, характеризуется нормальным течением времени. Динамичная полоса яркого прямого света, проникающего через узкое вытянутое отверстие в потолке, формирует состояние быстротечности времени. А рассеянное освещение создает ощущение того, что время в пространстве остановилось.

Облик современного города сильно отличается от естественной среды наших предков, и вселяет инстинктивное, подсознательное ощущение угрозы эмоциональному благополучию. В факторы стресса входят: недостаток солнечного света, световое загрязнение от уличных фонарей и рекламных щитов. В городах с плотной высотной застройкой, жителям нижних этажей не хватает естественного света, что приводит к пониженному настроению и утомляемости и повышает риск клинической депрессии. Сезонное аффективное расстройство, распространённое в северных широтах, лечится наличием света. Раздвинуть здания не представляется возможным, но можно вполне обойтись оригинальными доработками. Например, для перенаправления света от верхних этажей к нижним, можно успешно использовать рефлекторы. Подобное решение проблемы инсоляции плотно застроенных высотных кварталов нашли в Великобритании. Сравнивая современные города с лишенными света тропическими лесами, инженеры студии Haberdashery предложили устанавливать на крышах небоскребов специальные устройства, состоящие из гелиостата и рефлектора, позволяющего доставить солнечный свет даже в самые труднодоступные уголки города [4].

В век глобальной урбанизации, минувшей промышленной революции и ухудшения экологической обстановки, жители крупных населенных пунктов и человечество в целом стали все чаще задумываться о поиске решений для улучшения качества жизни.

Современный образ жизни не соответствует природным ритмам. Сегодня человек проводит большую часть времени в помещении, где искусственное освещение практически ликвидировало разницу между днем и ночью. Но, научные исследования выявили, что свет необходим не только для наблюдения, но и для управления работой нашего организма как с биологической, так и психологической точек зрения. Так появилась концепция биологически и эмоционально эффективного освещения, которая представляет глубокие культурные изменения, направленные на достижение более здоровых и сбалансированных отношений с окружающей средой. Буквально, такой подход означает, что человек является основным фокусом дизайна освещения, что соответствует принципу «форма следует функции», сформулированному Луисом Салливаном в области архитектуры [2, с. 447].

Концепция, лежащая в основе биологически и эмоционально эффективного освещения, основана на последних научных достижениях. На рубеже веков открытие в человеческом глазу третьего фоторецептора установило связь между светом и циркадными ритмами. Циркадные ритмы воздействуют на внутренние часы организма, производя и выравнивая определенные физиологические реакции, в зависимости от уровня освещенности и цветовой температуры. Мелатонин - гормон «сна» отвечает за расслабление и отдых. Активность мелатонина увеличивается с наступлением ночи. В течение дня кортизол - гормон «бодрости» обеспечивает стрессовую реакцию организма. В этот же период количественные и качественные характеристики солнечного света изменяются. Утром и на закате свет приглушённый и тёплый, жёлтого оттенка. Днём – более белый и намного более яркий. Синяя спектральная составляющая подавляет мелатонин и активизирует кортизол. Такой спектр излучения благодаря корректному применению в определенном количестве и зависимости от времени суток благоприятно влияет на работоспособность человека, его бдительность, время реакции, умственную и физическую активности. В свою очередь, излучение в желтом спектре тоже необходимо организму, так как под его воздействием организм расслабляется и восполняет жизненные силы. Таким образом, за счет изменения цветовой температуры и уровня освещенности человечеству открывается возможность влиять на свое самочувствие и настроение в течение дня, подражая рисункам солнечного света.

Обладая этой информацией, можно использовать ее для введения биологически и эмоционально эффективного освещения в офисную среду. К примеру, в момент стандартной рабочей деятельности в нейтральном режиме для человеческого организма следует обеспечить цветовую температуру на уровне 4000К. Во время динамичных переговоров и «мозговых штурмов» продуктивность работы можно увеличить за счет обеспечения холодной цветовой температуры (5000-6000К). Во время перерывов на отдых в помещениях необходимо устанавливать цветовую температуру в преимущественно теплых тонах (2700-3500К).

Положительный эффект от подобных технологий может быть получен так же и на промышленных объектах, благодаря воздействию на гормон «бодрости» работников в вечерние и ночные смены, когда организму человека сложно перестроиться на неестественный ритм жизни. А управление цветностью светильников в торговом сегменте поможет представить товар в выгодном свете, а также создать приятную располагающую обстановку. И конечно же, в медицинских учреждениях, управление цветовой температурой благоприятно повлияет на самочувствие пациентов. А в образовательных учреждениях проектирование освещения с учетом циркадных ритмов позволит добиться заинтересованности в процессе обучения, повышения успеваемости и сокращения количества прогулов.

Последние тенденции в проектировании освещения свидетельствуют о том, что постепенно формируется новое понимание роли света в создании пространственно-предметной среды. Если раньше при формировании световой среды доминирующими факторами оставались безопасность и комфорт, с развитием технологий к ним добавляется информативность среды. Свет становится новым средством коммуникации среды и человека. Восприятие световой среды неотъемлемо от культурного и общественного сознания. Поэтому качество светового решения определяется в границах таких понятий как «дух времени», «дух места», «контекст». Так Олафур Элиассон проектирует свои световые инсталляции не ради визуальных эффектов, а как повод для новых социальных взаимодействий. Художник в его работах не особо важен, важны люди, вовлеченные в эти проекты.

Художественный образ обладает способностью быстро передавать информацию. Воспринимая все с позиции образов, мы воспринимаем информацию в максимальном объеме. Примером подобного творчества является световая инсталляция «Линии». Финские художники Пекка Ниитивирта и Тимо Ахо создали световую установку на Гебридских островах в Шотландии, посвященную катастрофическим последствиям глобального потепления. Световая линия, которая простирается через поля и дома, превращает абстрактные идеи экологической катастрофы в конкретное предсказание. Их проект наглядно показывает, как повышение уровня моря повлияет на прибрежные районы и их жителей. В проекте художники используют датчики, которые активизируют три световые линии. Если температура воздуха по всему миру будет повышаться в нынешнем темпе, то в ближайшее время вода может достигнуть отметки, которую обозначили художники. Благодаря подобной работе со светом люди смогут лучше визуализировать и соотносить себя с реальностью.

Другой пример «полезного» арт-объекта освещает Ист-Ривер, проверяя и сообщая о качестве воды в проливе. Световая установка в форме плюса меняют цвет в зависимости от качества воды. Эта общедоступная инсталляция, созданная местными студиями PlayLab Inc, Family New York, Floating Point и Колумбийским университетом Lamont-Doherty Earth Observatory отслеживает и сообщает физические параметры воды в режиме реального времени. Собранные данные отображаются в онлайн-приложении, которое сообщает, безопасны ли текущие параметры воды для плавания. Дрейфующая скульптура размером 15 на 15 метров собрана из светодиодных светильников. А форма плюса выбрана для того, чтоб подчеркнуть постепенный прогресс и усилия, предпринимаемые в Нью-Йорке для улучшения качества воды. 

Выводы

Свет – это фактор, от которого зависит возможность постижимости окружающей действительности. Он содержит в себе большое количество смыслов и остается объектом пристального внимания философов, представителей разных видов искусства и архитекторов на протяжении всего периода существования человечества.

Свет может положительно воздействовать на состояние человека, бодрить его, создавать комфортную для него среду и тем самым увеличивать производительность труда, но может и подавлять. И для архитекторов прошлого это имело существенное значение. Сегодня можно говорить о том, что мы возвращаемся к тому подходу, которого придерживались, изучая свет в XIX в., но с современными технологиями и новыми возможностями. Новейшие технологии позволяют сместить акцент на эмоциональную составляющую света поэтому связь психологического состояния человека с созданной световой атмосферой архитектурного пространства является перспективным направлением проектирования. В контексте этого, тема взаимосвязи естественного и искусственного освещения, возможность дополнять и дублировать свойства друг друга требует подробного изучения.

Подводя итоги можно сделать вывод о том, что с древнейших времен и до нашего времени, художественные приемы использования света в архитектуре являются эффективным способом воздействия на чувства человека. 

Список литературы 

  1. Внукова О.С. Биологически и эмоционально эффективное освещение Human centric lighting / Буклет «Световые технологии» [Электронный ресурс]. URL: https://www.pallor.ru/files/booklets/lt_biologicheski_effektivnoe_osveshenie_87.pdf (дата обращения: 15.11.2019).
  2. Лекус Е.Ю., Быстрянцева Н.В. Световой дизайн: свет как материал, технология, форма // Материал-технология-форма как универсальная триада в дизайне, архитектуре, изобразительном и декоративном искусстве: материалы международной научной конференции (Москва, 18мая 2018 г.). М.: МГХПА им. С.Г. Строганова, 2018. С. 447-451.
  3. Насыбуллина Р.А. Архитектурно-художественная роль естественного света в формировании внутреннего пространства зданий в современной архитектуре. Диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры. Самара, 2017. [Электронный ресурс].

URL: http://nngasu.ru/science/dissertation_advice/information_of_defense/dm_212_162_07/14_12_17_nasibullina/Диссертация Насыбуллиной Р.А.pdf (дата обращения: 20.11.2019).

  1. Пол Кидуэлл. Психология города. Как быть счастливым в мегаполисе / Пол Кидуэлл; пер. с англ. Екатерины Петровой. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2018.
  2. Rockcastle S., Andersen M. Celebrating Contrast and Daylight Variability in Contemporary Architectural Design: A Typological Approach [Электронный ресурс]. URL: https://www.pallor.ru/files/booklets/lt_biologicheski_effektivnoe_osveshenie_87.pdf (дата обращения: 17.11.2019).

References 

  1. Vnukova O.S. Biologicheski i emotsionalno effektivnoe osveschenie Human centric lighting (Biologically and emotionally effective lighting Human centric lighting), Buklet «Svetovye tekhnologii» [Elektronnyy resurs]. URL: https://www.pallor.ru/files/booklets/lt_biologicheski_effektivnoe_osveshenie_87.pdf (data obrascheniya: 15.11.2019).
  2. Lekus E.Yu., Bystryantseva N.V. Svetovoy dizayn: svet kak material, tekhnologiya, forma (Light design: light as material, technology, shape), Material-tekhnologiya-forma kak universalnaya triada v dizayne, arkhitekture, izobrazitelnom i dekorativnom iskusstve: materialy mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii (Moskva, 18maya 2018 g.). M.: MGKHPA im. S.G. Stroganova, 2018. pp. 447-451.
  3. Nasybullina R.A. Arkhitekturno-khudozhestvennaya rol estestvennogo sveta v formirovanii vnutrennego prostranstva zdaniy v sovremennoy arkhitekture (Architectural and artistic role of natural light in shaping the internal space of buildings in modern architecture). Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kandidata arkhitektury. Samara, 2017. [Elektronnyy resurs].

URL: http://nngasu.ru/science/dissertation_advice/information_of_defense/dm_212_162_07/14_12_17_nasibullina/Dissertatsiya Nasybullinoy R.A.pdf (data obrascheniya: 20.11.2019).

  1. Pol Kiduell. Psikhologiya goroda. Kak byt schastlivym v megapolise (Psychology of the city. How to be happy in a metropolis) / Pol Kiduell; per. s angl. Ekateriny Petrovoy. M.: Mann, Ivanov i Ferber, 2018.
  2. Rockcastle S., Andersen M. Celebrating Contrast and Daylight Variability in Contemporary Architectural Design: A Typological Approach [Elektronnyy resurs]. URL: https://www.pallor.ru/files/booklets/lt_biologicheski_effektivnoe_osveshenie_87.pdf (data obrascheniya: 17.11.2019).

Рецензент:

Савинкин Владислав Владимирович - АНО ВО «Институт бизнеса и дизайна», Москва, Россия (129090, г. Москва, Протопоповский переулок, 9), доцент кафедры дизайна, член Союза архитекторов, дизайнеров и художников России, vvspart@mail.ru, +7-985-233-27-93.

Savinkin Vladislav Vladimirovich - Institute of Business and Design (B&D), Moscow, Russia (Russia, 129090, Moscow Protopopovskiy lane, 9), assistant professor of art, vvspart@mail.ru, +7-985-233-27-93.

Работу поступила в редакцию: 09.01.2020