Waarom is natuurlijk daglicht zo belangrijk bij het ontwerpen van scholen?

Iedereen kent het beste medicijn tegen winterdepressie: er even tussenuit naar een warme, zonnige omgeving met witte stranden en een helderblauwe zee.

Het verkwikkende effect van natuurlijk licht en warmte kun je ook op kleinere schaal en in allerlei omgevingen ervaren, van huizen tot kantoren en van openbare gebouwen tot scholen en universiteiten. Toen er onderzoek¹ werd gedaan naar de invloed van het fysieke ontwerp van scholen op de leerresultaten van scholieren, was het weinig verrassende resultaat dat licht een van de belangrijkste individuele parameters bleek te zijn.

Gratis E-book  Betere scholen bouwen  Download dit e-book voor inspiratie over gezonde scholen. E-book direct downloaden

Waarom daglicht?

Uit verschillende onderzoeken is gebleken dat daglicht niet alleen goed is voor de gezondheid en het welzijn van kinderen, maar dat daglicht ook de leerprestaties aanzienlijk kan verbeteren.

Een van deze onderzoeken1 werd uitgevoerd door de Universiteit van Sorbonne, die het SINPHONIE-onderzoek bekeek waar 2.387 kinderen uit 13 Europese landen aan meededen. De conclusie luidde dat de schoolprestaties met 15% kunnen toenemen als leerlingen zich in klaslokalen met grotere ramen bevinden, zowel door het extra daglicht als door een beter uitzicht naar buiten.

Het Clever Classrooms-onderzoek2, dat werd uitgevoerd door de Universiteit van Salford (Verenigd Koninkrijk), concludeerde dat goed daglicht bijdraagt aan fysiek en mentaal welzijn. De voordelen gaan veel verder dan alleen beter kunnen zien.

Ontwerpen met daglicht

Daglicht moet soms worden aangevuld met voldoende, kwalitatief hoogwaardig kunstlicht als er te weinig licht binnenvalt. We moeten er echter naar streven dat daglicht de belangrijkste lichtbron is in scholen. Als zonlicht goed wordt gereguleerd, wordt dat over het algemeen ervaren als een prettige bron van verlichting in gebouwen door heel Europa.

Als ramen of lichtstraten op het noorden worden geplaatst, valt er over het algemeen zachter en diffuser licht naar binnen. Licht dat gedurende de dag subtiel verandert van hoeveelheid en kleursamenstelling. Als de ramen op een andere richting worden georiënteerd, versterkt zonlicht de algehele helderheid van de binnenruimtes, met specifieke gebieden van geconcentreerd licht.

Het is vooral uitdagend om daglicht goed te gebruiken in diepe klaslokalen, als er veel afstand is tussen de ramen en de achterzijde van het lokaal. Er is dan vaak sprake van een verschil in lichtniveau: vlakbij het raam is het licht en achterin is het donkerder. Als adequate lichtniveaus in de gehele ruimte niet mogelijk zijn door de vorm of grootte van klaslokalen en/of als de mogelijkheid om ramen te plaatsten beperkt is, kunnen lichtstraten uitkomst bieden. Als er geen directe toegang is tot de lucht omdat er vloeren boven het lokaal zitten, kunnen lichttunnels een effectief alternatief zijn.

Een van de bijkomende voordelen van het creëren van openingen voor daglicht is dat we ook verbinding krijgen met de buitenwereld. Hierdoor zien we veranderingen in het weer, het tijdstip van de dag en de seizoenen.

Er zijn verschillende factoren die invloed hebben op de hoeveelheid daglicht die binnenvalt via ramen of lichtstraten. Denk bijvoorbeeld aan daglichttoetreding, dikte van de muren, externe blokkades, overhangende uitbouwen aan de bovenkant (zoals balkons) en zijkanten (zoals een uitbouw van het gebouw zelf), diepte van de kamer, enz. Als er rekening wordt gehouden met al deze factoren, laat een lichtstraat meestal twee keer meer daglicht binnen dan een even groot gevelraam.

Schittering reguleren

Schittering ontstaat in ruimtes die te licht zijn en zich binnen het gezichtsveld bevinden, of daar waar sprake is van een hoge contrastratio. Schittering die wordt veroorzaakt door daglicht is anders dan schittering door kunstverlichting. Het verschilt in omvang, complexe luminantiedistributie en acceptatie van de gebruiker (mensen zijn sneller geneigd om schittering te accepteren in een daglichtomgeving)3.

Veel daglicht dat een klaslokaal binnenvalt via grote ramen en lichtstraten is misschien optimaal, maar moet ook worden gereguleerd om schittering als gevolg van direct zonlicht te voorkomen. Tegenwoordig is dit zelfs van groot belang, aangezien er in klaslokalen veel gebruik wordt gemaakt van interactieve whiteboards en beamers.

Bij het reguleren van schittering en contrast is het belangrijk om goed rekening te houden met de oriëntatie van de ramen. Grotere ramen worden idealiter op het noorden geplaatst, zodat er gedurende de hele dag en het hele jaar zo veel mogelijk diffuus daglicht binnenvalt.

Het plaatsen van eenvoudig bedienbare, ondoorzichtige rolgordijnen is ook een effectieve manier om daglicht te reguleren. Een alternatief voor rolgordijnen is permanente buitenzonwering. Echter, dan is er misschien alsnog behoefte aan aanvullende vormen van zonwering, afhankelijk van individuele omstandigheden en wensen.

Andere soorten zonwering zijn bijvoorbeeld gordijnen of rolgordijnen die gemaakt zijn van textiel of van andere dunne of geperforeerde ondoorzichtige materialen. Hoe veel de schittering zal afnemen, hangt af van de optische eigenschappen van het materiaal, de oriëntatie van het raam, de geografische ligging, het jaarlijks aantal zonuren, het glasoppervlak, de transmissie en de afstand tussen gebruiker en lichtbron. De materiaaleigenschappen en de mate van bescherming tegen schittering voor dit soort zonwering worden gedefinieerd in de Europese Norm EN 14501 Zonneschermen en luiken en in het voorstel Europese Norm FprEN 17037 Daglicht in gebouwen.

Contrast net zo belangrijk. Bij zowel schittering als contrast is het verschil tussen absolute helderheid en relatieve helderheid van cruciaal belang. Felle koplampen hebben ‘s nachts een verblindend effect, maar zijn overdag nauwelijks zichtbaar. Op dezelfde manier zal een sterke lichtbron veel minder schittering en contrast veroorzaken in een lichte kamer, dan in een donkere kamer met één groot raam waar direct zonlicht door naar binnenvalt.

De aanbevolen ‘luminantieverhouding’ tussen visuele taak en directe omgeving is 1:10 binnen het gezichtsveld. De luminantieverhouding geeft de verhouding weer tussen de helderheden binnen het gezichtsveld en het perifere zicht op de omgeving4.

Gevelkozijnen versus lichtstraten

Een goede daglichtverdeling in een ruimte wordt doorgaans het eenvoudigst bereikt door verschillende bronnen van daglicht te gebruiken, zoals een combinatie van lichtstraten en gevelkozijnen. Dit zorgt ook voor minder schittering en contrast. Laten we echter niet vergeten hoe belangrijk uitzicht is: ‘Als we naast een gevelkozijn zitten, accepteren we liever een grote hoeveelheid daglicht waardoor we naar buiten kunnen kijken, dan dat we de rolgordijnen sluiten en kunstverlichting aandoen.3

Als een ruimte zo groot is dat zelfs grote gevelkozijnen niet voor voldoende daglicht zorgen, of als het simpelweg niet mogelijk is om gevelkozijnen te plaatsen (bijvoorbeeld in zeer grote klaslokalen, auditoria of gezamenlijke ruimtes middenin een gebouw), kunnen lichtstraten een goede oplossing zijn. Lichtstraten, met op afstand bedienbare ramen, die strategisch in het algehele ontwerp worden opgenomen, laten in de donkere wintermaanden voldoende daglicht binnen. Daarnaast zorgen ze gedurende het hele jaar voor frisse lucht, waardoor de luchtkwaliteit verbetert en de temperatuur beter op peil blijft.

Bouwnormen en lichtniveaus

Daglichtprestaties in binnenruimtes zijn grotendeels afhankelijk van de aanwezigheid en de eigenschappen van het daglicht in de omgeving van het gebouw (bijv. overheersende klimaatomstandigheden). De voorgestelde Europese Daglichtnorm (FprEN 17037) stelt voor om de basis van daglichtevaluatie te veranderen naar een gemiddelde daglichtfactor, die wordt gebaseerd op de aanwezigheid van daglichtniveaus uit geregistreerde klimaatgegevens.

De ‘climate connectivity’ van het voorstel bepaalt dat een ruimte een bepaald daglichtniveau moet bereiken op werkhoogte, op een bepaald percentage van het relevante vloeroppervlak, gedurende de helft van het aantal daglichturen in het jaar. Het te bereiken daglichtniveau moet hoger of gelijk zijn aan 300 lux, wat overeenkomt met de vereiste hoeveelheid licht op werkplekken (zie hieronder). Het te bereiken daglichtniveau moet op 50% van het relevante vloeroppervlak worden bereikt in ruimtes met gevelramen of ramen in een hellend dak.

Daarnaast moet er op 95% van het werkvlak een minimumniveau aan daglicht worden bereikt dat hoger of gelijk is aan 100 lux. In een ruimte die alleen wordt verlicht door dakramen in een bijna horizontale dakconstructie, moet het te bereiken daglichtniveau op 95% van het relevante vloeroppervlak worden bereikt. De te bereiken daglichtfactoren per Europese hoofdstad vindt u terug in de norm. De waardes liggen hoger voor landen in Noord-Europa dan voor landen in Zuid-Europa, aangezien er in het noorden minder natuurlijk daglicht is.

De absolute lichtniveaus die nodig zijn voor een specifieke visuele taak, hangen af van het soort taak en de visuele omgeving waar de taak wordt uitgevoerd. A European Standard, EN 12464-1: Light and lighting — Lighting of work places — Part 1: Indoor work places, verstrekt informatie over het lichtniveau dat van toepassing is op scholen. Over het algemeen worden de volgende lichtniveaus voor binnen aanbevolen.

Een overzicht van de juiste hoeveelheid licht voor diverse ruimtes:

  • 100 lux is voldoende voor ruimtes waarin visuele activiteiten beperkt zijn, zoals passages en gangen

  • 300 lux is voldoende voor ruimtes waarin visuele activiteiten vrij eenvoudig zijn zoals klaslokalen, studie- en computerruimtes
  • 500 lux is voldoende voor ruimtes waarin visuele activiteiten vrij gecompliceerd zijn en waar ook  kleurperceptie invloed heeft. Voorbeelden zijn auditoria, collegezalen, praktijkruimtes, laboratoria, bibliotheken/leesruimtes, schoolbord/whiteboards in klaslokalen
  • 750-1000 lux is voldoende voor ruimtes waarin visuele activiteiten vrij gecompliceerd zijn

Bronnen

  1. Impact of Lighting on School Performance in European Classrooms (2016) C. Maesano and I. Annesi-Maesano, CLIMA 2016, 12th REHVA World Congress 2016, Aalborg
  2. Clever Classrooms (2015), Summary report of the HEAD project, University of Salford, Manchester
  3. CLEAR Luminance Ratios 
  4. "Design Innovations for Contemporary Interiors and Civic Art", Luciano Crespi, 2016