Rengin Ünver

Yıldız Teknik Üniversitesi

Mimarlık Bölümü, Mimarlık Fakültesi

Özet

Kentler, insanların oluşturdukları, çok büyük ölçekli yerleşim birimidir. Kent kullanıcılarının yaşam ve etkinliklerini çağdaş bir biçimde sürdürebilmeleri için gerekli koşulların tümü eksiksiz bir biçimde sağlanmalıdır. Söz konusu koşullardan biri de özellikle geceleri çevrenin algılanabilmesi, eylemlerin gerçekleştirilebilmesi ve yaşamının sürdürülebilmesi için yapay ışık kullanılarak yapay aydınlatmanın yapılmasıdır. Kente yönelik yapay aydınlatmalar kurgulanırken, kullanıcı güvenliği ve konunun estetik görünümünün yanı sıra elektrik enerjisinin ışığa ve aydınlığa dönüşümü konuları da ele alınmalıdır.

Bu bildiride EEMKON 2017 - Kent ve Elektrik Sempozyumu’nda yer alan “Kent ve Aydınlatma” başlıklı oturumun ana teması bağlamında kent, ışık, elektrik, aydınlatma ve enerji verimliliği konularına yönelik genel bilgiler sunulmuştur.

1. Giriş

Binaları, ulaşım ağları, alt yapıları, çeşitli fiziksel mekanları, doğal çevresi, sosyal-kültürel olanakları ve kullanıcıları ile bütün olan kentler, günde 24 saat yaşayan bir organizma olarak tanımlanabilir. Kentlerde temel amaç sağlıklı, huzurlu, güvenli bir ortam oluşturarak yaşamı kolaylaştırmak ve kullanıcıların belli bir kalitede yaşamlarını sürdürmelerini olanaklı kılmaktır [1]. Bu bağlamda kentler,

•        Kent kullanıcılarının yaşamsal açıdan zorunlu ve yaşamı kolaylaştırıcı gereksinimlerinin (su, güvenlik, ulaşım, alt yapı, kent mobilyaları vb.) en iyi biçimde karşılanması,
•        Sosyal ve kültürel olanakların iyileştirilmesi, artırılması,
•        Kent görünümü ile ilgili estetik özelliklerin (yapı ve açık mekanların gece aydınlatılması, yapı yüzeylerinin renksel özellikleri, kent mobilyalarının dış görünümü vb.) korunması ve/ ya da iyileştirilmesi gibi yaşam kalitesinin yükseltilmesi sağlayıcı çeşitli olanaklar sağlamalıdır.

Kentlerde kullanıcıların yaşamlarını güvenli ve belli bir kalitede sürdürmeleri, fiziksel mekanları kullanmaları, sosyal - kültürel olanaklardan gereği gibi yararlanmaları gece de sağlanabilmelidir. Belirtilen durum, kentteki yaşamın gece boyunca devam etmesi büyük oranda “yapay ışık”a dayanır. Çünkü ışık olmadan “çevrenin algılanması” dolayısıyla yerleşimin kentin olanaklardan yararlanılması olanaksızdır.

Bu bildiride EEMKON 2017 - Kent ve Elektrik Sempozyumu’nda yer alan “Kent ve Aydınlatma” başlıklı oturumun ana teması bağlamında kent aydınlatma, ışık, aydınlatma ve enerji verimliliğikonularına yönelik genel bilgiler sunulmuştur.

2.      Kentler ve Aydınlatma

Işığın kullanıldığı aydınlatılmış ortamlar yeni oluşumları, yeni oluşumlar yeni çevreyi, yeni çevre ise yeni değerleri ortaya çıkarır. Bu nedenle, kentlerin gece aydınlatılması kent-insan-çevre ilişkisinde en önemli konulardan birini oluşturur [2], [3]. Doğru ve uygun aydınlıklar oluşturan aydınlatma düzenleri ile çevrenin algılanması kolaylaşır, iyi görme koşullarının sağlanabildiği kentlerin gece görünümleri de gündüze oranla çok daha ilgi çekici, gizemli ve görkemli olabilir [3].

Çevre algılama ile ilgili olarak kentlerdeki açık mekanların gece aydınlatılması,

•          Kent-insan ilişkisi açısından, iyi görme koşulları yaratılarak, yaşamın kolaylaştırılması, güvenliğin sağlanması, kent olanaklarının ve kentin kullanılması,
•          Kentin genel görünümü açısından “kente özgü” bir kimlik oluşturulması ve/ya da kentin var olan kimliğinin vurgulanması, kentin güzelleştirilmesi yönlerinden zorunludur [4].

Kentlerin gece yaşaması için yapılan dış aydınlatma yani kent öğelerine yönelik aydınlatma konuları,

•          İşlevsel aydınlatmalar; yaya ve araç ulaşım öğeleri (yol, meydan, köprü vb.), açık spor alanı vb.
•          Mimari aydınlatmalar; tarihi, çağdaş, mimari, yaşamsal, sanatsal, kültürel, doğal değer taşıyan yapı, öğe, mekan, vb. olmak üzere iki grupta ele alınır [4].

Birinci grupta yer alan konuların aydınlatılmasında temel ilkeler kullanıcıların eylemlerini en kısa sürede, en güvenli biçimde yapabilmelerini sağlayacak iyi görme koşullarını oluşturulmasıdır. Bu konularda çevre algılama bakımından, genelde eylem türü aynı olup, belli bir bakış noktası ve doğrultusu vardır. Örneğin, yolda ilerleyen bir araç sürücüsünün belli bir bakış doğrultusu vardır. Sürücü görme alanındaki tüm ayrıntıları rahatça görebilmeli, çevresinde yer alan ya da aniden önüne çıkan engellerden kolayca kaçabilmelidir [5]. Birinci grup konular, kentin yaşayabilmesi için kesinlikle aydınlatılması gereken ve işlevsel olarak ta adlandıran dış aydınlatma konulardır.

İkinci grupta yer alan konuların aydınlatılmasındaki temel ilkeler ise kullanıcılarda iyi görme koşullarının sağlanmasının, rahat ve güvenli bir ortam oluşturulmasının yanı sıra etkileyici, çekici, özendirici bir görsel çevre yaratılması olarak sıralanabilir. Bu konularda çevre algılama bakımından birden fazla eylem, birden fazla bakış noktası ve doğrultusu olabilir. Örneğin, bir dikilitaşın çevresinde dolaşanların belli, kesin bir bakış noktası, doğrultusu yoktur ve bu nedenle de birden fazla sayıda görme alanı vardır [5]. Söz konusu olgu, aydınlatma konusuna her farklı bakış doğrultusu için uygun izlenimler yaratılması gereğini ortaya koyar. Burada hedef, aydınlatma konusunu görünür kılacak gerekli teknik özelliklerin yanı sıra; konunun sanatsal, tarihsel, mimari ve estetik niteliklerine, insan doğasına, isteklerine, psikolojisine, sosyal ve kültürel yapısına cevap verebilecek biçimde ışığı kullanarak aydınlatmaktır. Bu grupta yer alan konular “mimari aydınlatma” olarak ta adlandırılan dış aydınlatma konularıdır.

Kentlerin gereği gibi aydınlatılması da, ancak kentle ilgili olan her konuda olduğu gibi belli bir düzeni içeren aydınlatma planlamalarının yapılması ile olanaklıdır. Bir başka deyişle her yerleşimin, her kentin kendi özellikleri doğrultusunda kurgulanmış bütüncül bir aydınlatma master planına gereksinimi vardır. Kent Aydınlatma Master Planı olmadığı koşullarda, bireysel ölçekte ve rastgele yapılan aydınlatmalar kent kullanıcıları, kentin değerlerinin görünür kılınması, enerji kullanımı vb. açılardan ışık ve renk kirliliğine varan çeşitli olumsuzluklara yol açacaktır.

Genelde, ışığın yol açtığı herhangi bir olumsuz etki "ışık kirliliği" olarak tanımlanır [6]. Kentlerde, eylem ve etkinliklerin gece de sürdürülmesi için yapılan dış aydınlatmaların yol açtığı ışık kirliliği kapsamına giren olumsuz etkiler,

•          Görsel eylem ve çeşitli etkinliklerin güçleşmesi ya da engellenmesi,
•          Kent görünümünün bozulması,
•          Enerji kaybı,
•          Astronomik gözlemlerin güçleşmesi ya da engellenmesi

vb. olarak sıralanabilir. Işık kirliliğinin önlenmesinin, yani yapay ışığın yol açtığı olumsuzlukların giderilmesi, ancak tekniğine uygun ve doğru bir biçimde kurulmuş aydınlatma düzenleri ile olanaklıdır. Bir başka anlatımla, bir aydınlatma düzeni tasarımında,

•          aydınlığın niceliği (aydınlık düzeyi),
•          aydınlığın niteliği

o   aydınlatan ışığın renksel özellikleri

o   aydınlatan ışığın doğrultusal yapısı

o   aydınlıkta oluşan gölgelerin özelliği

o   aydınlık düzeyi dağılımları

gibi aydınlatma tekniği ölçütlerine ilişkin ulusal ve uluslararası standartlarla belirlenmiş değerlere uyularak, ışık kirliliği önlenebilir. Örneğin, herhangi bir kent aydınlatma konusu için gerekli olandan daha az aydınlık, yapılan eylemin yapılamaması sonucunu doğururken, gereğinden fazla aydınlık da çok ışıklı yüzeyler ve görünümler yaratarak görsel açıdan konforsuzluğa, ışık kirliliğine yol açabilir ve enerji kaybına neden olur. Nitekim 2015 yılı Birleşmiş Milletler örgütü tarafından “Uluslararası Işık Yılı” olarak ilan edilmiştir [7], [8], [9]. Işık yılının başlıca amacı toplumda “ışık ve aydınlatma konularında bilgilenme ve farkındalığın arttırılması” olarak özetlenebilir.  Uluslararası Işık Yılı kapsamında Uluslararası Aydınlatma Komisyonu (CIE)  ve Aydınlatma Türk Milli Komitesi (ATMK)  de birçok etkinlik ve çalışmalar gerçekleştirilmiştir.

Kentlerdeki yüzey ve nesneleri geceleri aydınlatan yapay ışığın renksel özellikleri doğru belirlenmediğinde, aydınlanan yüzeylerde renk algılama yanılgılarına, yüzeylerin günışığı altındaki gerçek renklerinde algılanmamasına bağlı türlü olumsuzluklar oluşabilmektedir. Ayrıca, kentin biri birinden farklı renklerde ışıklarla aydınlatılması, çok değişik renkli yüzeylerin yan yana gelmesine ve bu bağlamda gece görünümünde renk kirliği oluşuma yol açabilmektedir. 

3. Işık, Elektrik, Aydınlatma ve Enerji Verimliliği

Uluslararası Aydınlatma Komisyonu (CIE, Commission Internationale de L’éclairage) tarafından aydınlatma "nesnelere, bunların çevrelerine ya da bir bölgeye, bir kent bölgesine görülebilmeleri için ışık uygulamak" olarak tanımlanmaktadır [10], [11]. Bu tanımdan hareket edildiğinde, aydınlatmanın temel malzemesi Işık’tır ve aydınlatma ışığın uygulanmasıdır.Herhangi bir konunun aydınlatılmasında kullanılacak ışık biçimlendirilerek, amaca uygun nicelik ve nitelikte bir aydınlık oluşturulmalıdır. Özellikle kentsel yaşamın gece de sürdürülebilmesi için yapay ışığın kullanıldığı aydınlatmalar, aydınlatma tekniğinin tüm gereklerini yerine getirebilmeli, kullanıcıların değişik ihtiyaçlarını karşılayabilmelidir.

Bilindiği gibi “ışık” bir enerji türüdür ve günümüzde yapay ışığın elde edilmesinde “elektrik enerjisi” nden yararlanılmaktadır. Bu nedenle yapay aydınlatma düzenlerinde elektrik ve ışık olan her iki enerji türünün de boşa harcanmadan, verimli bir biçimde kullanılması gereklidir. Türkiye’de 2007 yılında yürürlüğe giren “Enerji Verimliliği Kanunu” çerçevesinde yürütülen bina, sanayi, ulaşım sektörlerindeki verimlilik arttırıcı çalışmalar da giderek hız kazanmıştır.

Enerji verimliliği, 2011 yılında yayınlanan “Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik” te “Binalarda yaşam standardı ve hizmet kalitesinin, endüstriyel işletmelerde ise üretim kalitesi ve miktarının düşüşüne yol açmadan birim hizmet veya ürün miktarı başına enerji tüketiminin azaltılması” biçiminde tanımlanmıştır [12]. Aydınlatma açısından, enerji verimliliğini ise “gerekli aydınlatma koşullarından ödün vermeden aydınlatmada tüketilen enerjinin azaltılması” biçiminde ele alınmalıdır [1], [13].

Uluslararası Enerji Ajansının 2016 yılı verilerine göre aydınlatma için harcanan elektrik enerjisi, küresel elektrik tüketiminin yaklaşık %20'sini temsil etmektedir [14]. Konutlarda harcanan enerjinin yaklaşık %12’si, konut dışı kullanımlarda ise %25-%40’ını “Aydınlatma” için tüketilen enerji miktarı oluşturmaktadır. Bu nedenle kentlerin gece yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli olan yapay aydınlatma yükünün azaltılarak enerjiyi etkin bir biçimde kullanan aydınlatma sistemlerinin tasarlanması güncel bir konu haline gelmiştir.

Elektrikve Işık enerjileri kullanılarak kurulan yapay aydınlatma düzenlerinde, değişik aşamalarda çeşitli boşa harcamalar/kayıplar olabilmekte, bir başka anlatımla enerjilerden verimli bir biçimde yararlanılamamaktadır. Enerji tüketimini arttırıcı söz konusu kayıplar,

•          Işık enerjisinin elde edilmesindeki kayıplar (elektrik enerjinin boşa harcanması),
•          Işık enerjisinin yararlı ışığa dönüşümündeki kayıplar (ışık niceliğinin boşa harcanması),
•          Işık enerjisinin yararlı aydınlığa dönüşümündeki kayıplar (aydınlığın niteliğinin boşa harcanması),
•          Aydınlatma düzenin bakımına bağlı kayıplar

olarak sıralanabilir.

Işık ve Elektrik enerjisi kayıplarının gerçekleştiği durumlar daha basit bir anlatımla, 

•          Işık kaynağındaki kayıplar (lambalar; lamba verimi; lm/w),
•          Işık niceliğindeki kayıplar (aygıtlar; aygıt/armatür geriverimi; %),
•          Işığın oluşturduğu aydınlığın niteliğindeki kayıplar (ışık rengi, doğrultusal yapı, gölge, aydınlık düzeyi dağılımları),
•          Bakıma bağlı kayıplar (temizlik, lamba değişimi vb)

biçiminde açıklanabilir.

3.1.Lambalar ve Verimlilik

Günlük yaşamda enerji kaybı ya da verimlik konusu genelde ilk aşama olan ışık kaynağı/lamba verimi (lm/w) olarak ele alınmaktadır. Elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüştüğü yer olan lambalardan verimi yüksek olanın seçilmesi gerektiği açıktır.

Tarihsel süreç içinde akkorlarla (enkandesant) başlayan lamba türlerinin gelişimi, sırasıyla flüoresan, yüksek basınçlı civa buharı lambası, yüksek basınçlı soydum buharı lambası, metal halide, kompakt flüoresanlarla devam etmiş ve günümüzde LED chip’ lerle yapılmış lambalara kadar gelmiştir (Şekil 1-2). Doğal olarak her lamba bir öncekinden daha iyi özellikte ve daha verimli olmuştur. Örneğin 19 yüzyılda kullanıma sunulan akkor lambaların verimleri ortalama olarak 10 lm/w dolaylarında iken 2017 de üretilen bir LED chip’in verimi 350 lm/w dolaylarında olabilmektir. Ancak, LED chip’in aydınlatma amacıyla kullanılabilir bir sisteme dönüşmesi için sürücü, soğutucu gibi ek parçaların yanı sıra uygulanan gerilim vb. etkenlerde LED chip kullanılan kaynağın verimini azalmasına neden olmaktadır. Burada verimi yüksek lamba seçmek kadar, lambadan yayımlanan ışık enerjisinin/ışık akısının (lümen; lm) da yüksek olması gerektiği unutulmamalıdır.

3.2.Aydınlatma Aygıtları ve Verimlilik

Aydınlatma aygıtı (armatürü) lambadan yayımlanan ışık enerjisini biçimlendirerek çevresine yayımlar. Bu biçimlendirme sırasında, lambanın ışık enerjisinin olabildiğince büyük bölümü aygıt dışına çıkabilmeli, yani aygıtın geriverimi (%) yüksek olmalıdır (Şekil 3). Ayrıca, kullanılan aygıtın yayımladığı ışığı “aydınlanması istenilen alana yönlendirebilecek uygun ışık yeğinlik dağılımına” sahip olanlardan seçilmelidir. Bu bağlamda aygıtlar ışık kirliliğine yol açmamalıdır.

Verimi yüksek bir lambanın, geriverimi düşük ve ışık yeğinlik dağımı uygun olmayan bir aydınlatma aygıtında (armatüründe) kullanılması durumunda ışık enerjisinden gereği gibi yararlanılamayacak ve ışık enerjisi verimli kullanılmamış olacaktır. Bu durum hem konvansiyonel lambalar hem de güncel ışık kaynağı olarak kullanımda olan LED chipler için oluşturulan aygıtlar için geçerlidir.

3.3.Aydınlığın Niteliği ve Verimlilik

Aygıttan yayımlanan ışık enerjisinin rengi, doğrultusal yapısı, oluşturduğu gölgeler ve aydınlık düzeyinin dağılımları konunun özelliklerine uygun olarak seçilmediğinde kurgulanan aydınlatma düzeni gereksinimleri karşılayamayacağından ışığın oluşturduğu aydınlık boşa harcanmış, verimli kullanılmamış olacaktır (Şekil 4-5). Örneğin, renkli ışıklarla aydınlatılan bir yapı yüzeyi günışığı altındaki gerçek renkleri farklı renklerde izlenimler yaratabilecektir. Işığın doğrultusu uygun seçilmediğinde yine bir yapı yüzünün girinti ve çıkıntıları gereği gibi algılanmayacaktır. Böylece yapılan aydınlatmada, aydınlığın niteliği bakımından da verimlilik sağlanamayacaktır.

3.4.Bakım ve Verimlilik

Aydınlatma düzeninde yer alan lamba ve aygıtların kullanım sırasında belli aralıklarla temizlik ve bakımın yapılması elektrik, ışık enerjilerinin ve aydınlatmanın verimli kullanılmasını sağlayacaktır. Bu bağlamda, aydınlatma aygıtları ve aydınlanan yüzeyler temizlenmeli, lambalar nominal ömürleri bittiğinde değiştirilmelidir.

3.5.Aydınlatmanın Evreleri ve Verimlilik

Bir ortamdaki aydınlatmanın başarılı olarak nitelendirilebilmesi enerji kullanımının verimli olabilmesi, aydınlatma sürecinde birbirlerinin tamamlayıcısı olan tasarım, uygulama ve kullanım evrelerindeki gereksinimlerin eksiksiz olarak yerine getirilmesine bağlıdır. Enerji ve verimlilik, aydınlatmanın özellikle tasarım ve kullanım evrelerinde özenle üzerinde durulması gereken konulardır [15].

Aydınlatmanın tasarım evresi, konuya ilişkin verilerin ve ilgili standart/yönetmeliklerdeki sağlanması gereken değerlerin belirlenmesi, veri ve değerler bağlamından oluşan aydınlatma düzenin temel ilkeleri için alternatif çözümler/tasarımlar üretilmesi ve tasarım seçeneklerinin karşılaştırılarak değerlendirilmesi/sıralanması ile uygulanacak seçeneğin belirlenmesi işlemlerini kapsar. Bu aşamada yapılacak seçimlerde yol gösterici temel konular hem ilk yatırım maliyeti hem de kullanım giderlerinin belirleyicileri olan ışık enerjisi, elektrik enerjisi ve aydınlatmadaki kayıplar olmalıdır.

Aydınlatmanın kullanım evresinde, aydınlatma düzenin tasarımına uygun bir biçimde uzun bir süre hizmet edebilmesi için kullanım ve bakım kılavuzlarında belirtilen özelliklere bağlamında tüm gerekleri yerine getirmelidir. Unutulmamalıdır ki, herhangi bir aydınlatma düzeninin kullanımı, doğrudan doğruya kullanıcının yükümlüğünde olup bu evrede sorumluluk kullanıcınındır. Işık ve elektrik enerjisi kayıpları önleyebilmek, kısaca enerjiyi verimli kullanılabilmek için ışık kaynakları nominal ömürleri dolunca değiştirilmeli, aydınlatma aygıtlarının ve aydınlanan yüzeylerin temizliğinin belli zaman aralıkları ile yapılmalıdır.

4.      Sonuç 

Kişilerin içinde bulundukları ortamda, güvenli, huzurlu, etkin bir biçimde yaşamlarını sürdürebilmeleri ve ortamı sevmeleri kent-insan-çevre ilişkisi bakımından sağlanması gereken bir zorunluluktur. Aydınlatılmış ortamlar, kişilerin bulundukları ortamı - kenti sevmelerinde önemli rol oynar. Bu bağlamda, kentlerin yaşam etkinliği açısından göz ardı edilemez hayati önem taşıyan ışık-aydınlık gerekli ve yeterli bir biçimde sağlanmalıdır.

Kentlerin aydınlatılmasında, aydınlığı elde etmek için ışığın doğduğu yer olan ışık kaynaklarının (lambaların) ve ışığı biçimlendiren aygıtlarının özellikleri aydınlatma tekniğine ve gereksinimlere uygun seçilmelidir. Aydınlatma düzeni, aydınlatılacak kentteki her konuya özgü kurgulanmalı, aydınlatma aygıtlarının konumları ve dış görünümleri içinde yer aldığı çevre ile bütünleşmelidir. Sözü edilen bu durumlar, ancak her kent/kent bölgesi için aydınlatma tekniği gereklerini ve enerji verimliliğini dikkate alan aydınlatma planları ile sağlanabilir.

Sonuç olarak, gerekli planlamalar yapılmadan, üzerinde fazla düşünülmeden konuya yalnızca kişisel beğeniler açısından yaklaşan aydınlatmalarla bireysel ölçekten dünya ölçeğine kadar değişik kayıpların yanı sıra kentlerde ışık ve renk kirliğine varan çok çeşitli olumsuzlukların ortaya çıkabileceğini açıktır.

5.      Kaynaklar

[1]   Ünver, R., "Kentler, Işık ve Enerji Verimliliği", 10. Ulusal Aydınlatma Kongresi-ATMK, ISBN: 978-975-561-459-5, 2015, 33-36.

[2]   Ünver, R., ”Kent, İnsan ve Çevrenin Algılanması”, Kent Yönetimi, İnsan ve Çevre Sorunları Sempozyumu, ISBN 975-8215-66-3, 1999, Cilt 1, 14-23.

[3]   Ünver, R ,”Kent ve Aydınlatma”, Elektrik, Sayı 128, 131-140, 1999.

[4]   Ünver, R., Sürdürülebilir İstanbul Kentsel Tasarım Rehberi, Aydınlatma, ISBN 978-605-9607-07-3, İBB, İstanbul, 185-227.

[5]   Ünver, R., “Dış Aydınlatma Konularının Karşılaştırılması”, Şehir Aydınlatması Kolokyumu, TMMOB Kocaeli, 1992,.7-17.

[6]   Ünver, R., ”Işık Kirliliği”, Elektrokent – Perpa, Sayı. 80, 138-140, 2001.

[7]   http://www.light2015.org

[8]   http://www.atmk.itu.edu.tr

[9]   http:// cie.co.at