Role of Façade Elements in Daylight Control for Improving the Quality of Indoor Environment

Abstract

The issue of maximum utilization of natural light is of a great importance in modern architecture. Natural light is proven to play major roles not only in the overall quality of indoor environment, but also in minimizing energy consumption, and helping physical/psychological health of occupants. However, modern mass constructions struggle with lack of space, windows and access to sunlight. Contemporary architecture, specifically in developing countries relies on artificial lighting rather than daylighting. As a matter of fact, daylight utilization can be assumed as a concept with two contradictory sides. In one perspective, daylight utilization enhances the quality of indoor environment and decreases energy consumption for artificial lighting; but alternatively, direct sunlight particularly in hot climates leads to glare, visual and thermal discomfort. These issues can be addressed by innovative daylight utilization and control strategies as well as lessons learnt from traditional architecture. This study aims at identifying daylighting strategies and more specifically facade elements for daylight utilization and control. To fulfill this aim, the merits of daylight utilization in architecture are firstly analyzed. It is shown that efficient daylight utilization and control significantly improves the quality of indoor environment from different aspects. Having highlighted these aspects, facade elements for daylight utilization and control are described. Then, case studies in Iranian traditional and contemporary architecture are investigated to identify how different façade elements and their arrangements for daylighting in residential buildings contribute to the quality of indoor environment. Iranian traditional architecture is well known for its sustainability and therefore three traditional cases are picked from hot climate regions iv in Iran as illustrative cases. The contemporary case studies are featured residential buildings with innovative designs. The results of the case studies uncover valuable clues about how façade elements and design strategies for daylighting enhances the quality of indoor environment. Finally, recommendations for daylighting are given for the designers to integrate lessons learnt from traditional architecture in modern designs. Keywords: Daylight utilization, Daylight control, Facade elements, Indoor Environment, Iranian contemporary architecture, Iranian traditional architecture.

ÖZ: Doğal ışığın azami kullanılması konusu modern mimaride büyük önem taşıyor. Doğal ışığın, sadece iç ortamın genel kalitesinde değil, aynı zamanda enerji tüketimini en aza indirmede ve kullanıcının fiziksel / psikolojik sağlığına yardımcı olmasında da önemli roller oynadığı kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, modern yapılar alan eksikliği, pencereler ve güneş ışığına erişim ile mücadele etmektedir. Çağdaş mimarlık, özellikle gelişmekte olan ülkelerde gün ışığından ziyade yapay aydınlatmaya dayanır. Nitekim, gün ışığı kullanımı iki çelişkili yanı olan bir kavram olarak kabul edilebilir. Bir bakış açısıyla, gün ışığı kullanımı iç mekan ortamının kalitesini arttırır ve yapay aydınlatma için enerji talebini azaltır; ancak diğer taraftan, özellikle sıcak iklimlerde doğrudan güneş ışığı parlama, görsel ve ısısal rahatsızlığa yol açar. Bu konular yenilikçi gün ışığı kullanımı ve kontrol stratejileri ile geleneksel mimariden alınan dersler ile ele alınabilir. Bu çalışma, günışığı stratejileri ve daha özel olarak gün ışığı kullanımı ve kontrolü için cephe elemanlarının tespit edilmesini amaçlamaktadır. Bu amacı gerçekleştirmek için öncelikle mimaride gün ışığı kullanımının yararları analiz edilir. Etkin gün ışığı kullanımı ve kontrolünün, iç ortamın kalitesini farklı yönlerden önemli ölçüde iyileştirdiği gösterilmiştir. Bu özellikleri vurguladıktan sonra, gün ışığı kullanımı ve kontrolü için cephe ve çatı elemanları açıklanmaktadır. Daha sonra, İran'ın yerel ve çağdaş mimarisindeki örneklarin incelemeleri, farklı cephe elemanlarının ve konut yapılarında günışığı düzenlemelerinin iç mekan kalitesine nasıl katkıda bulunduğunu tespit etmek için incelenmiştir. İran yerel mimarisi sürdürülebilirliği ile ünlüdür ve bu nedenle İran'daki sıcak iklim bölgelerinden üç yerel örneği olarak seçilmiştir. Çağdaş çalışmaları, ise, yenilikçi tasarımlara sahip konut binaları ile donatılmıştır. Örnek incelemelerinin sonuçları, cephe elemanlarının ve günışığı aydınlatması için tasarım stratejilerinin iç ortamın kalitesini nasıl artırdığı hakkında değerli ipuçlarını ortaya koymaktadır. Son olarak, tasarımcılara yerel mimariden öğrenilen dersleri modern tasarımlara dahil etmeleri için günışığına yönelik tavsiyeler verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Günışığı kullanımı, Gün ışığı kontrolü, Cephe elemanları, İç Ortam, İran çağdaş mimarisi, İran yerel mimarisi.