الگوهای هندسی انتشار نور روز و ادراکات حسی ساکنان در ساختمان‌های مسکونی

دوره 21، شماره 134
مرداد 1403
صفحه 5-20

نوع مقاله : مقالۀ پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکدة معماری و شهرسازی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

2 دانشیار گروه معماری، دانشکدة معماری و شهرسازی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

چکیده
بیان مسئله: نور روز ماهیتی پویا و متغیر دارد که می‌‌تواند با ‌توجه به مشخصه‌های معمارانۀ طراحی جداره‌های نور‌گذر، به‌‌خصوص هندسة آن، لکه‌‌های تیره و روشن متفاوتی در فضای داخلی خلق کند و با تأثیر بر حواس و ادراکات حسی ساکنان که از ‌طریق واکنش‌های احساسی آن‌ها بروز می‌یابد، تجربۀ فضایی متمایز و معناداری برای آن‌ها فرآهم کند. بااین‌‌حال، به‌نظر ‌می‌‌رسد ساختمان‌های مسکونی امروزی، حد مطلوبی از تأثیرات ادراکی نور روز در فضاهای داخلی را برای ساکنان خود فراهم نمی‌آورند که این ‌امر می‌تواند ریشه در عدم آگاهی قاعده‌مند، شفاف و دقیق معماران از اثرات ادراکی نور روز داشته باشد. 
هدف پژوهش: این پژوهش با‌ هدف تبیین رابطۀ الگوهای هندسی انتشار نور روز، ادراکات حسی ساکنان و شناسایی قابل‌اتکاترین شاخص‌های عددی پردازش تصویر به‌منظور پیش‌بینی رابطۀ بین این ‌دو در بستر ساختمان‌های مسکونی انجام شده است.
روش پژوهش: این پژوهش با استفاده از روش تحقیق پیمایشی و روش پردازش تصویر در محیط شبیه‌سازی‌شده انجام شده ‌است.
نتیجه‌گیری: یافته‌های پژوهش پیمایشی نشان می‌دهد با تغییر الگوهای هندسی انتشار نور روز، میانگین شاخص‌‌های ارزیابی ادراکات حسی به‌‌شکل معناداری تغییر می‌‌کند که این امر به اهمیت توجه معماران بر هندسة جداره‌های نورگذر و دستکاری آن برای خلق حس یا مجموعة حس‌‌های مطلوب محیطی تأکید دارد. همچنین یافته‌‌های ارتباط بین پژوهش پیمایشی با شاخص‌‌های پردازش تصویر مطالعه‌شده حاکی از آن است که شاخص‌های Michelson, mean-RMS, Fractal D، حجم فایل در قالب GIF و RAW-PRIM8، به‌ترتیب قابل‌‌اتکا‌‌ترین شاخص‌ها در پیش‌بینی حس خوشایندی، شاخص‌های TIFF-SOBEL, JPEG -PERIM, Michelson، حجم فایل در قالب JPEG و حجم فایل در قالب PNG به‌ترتیب قابل‌اتکا‌‌ترین شاخص‌ها در پیش‌بینی حس جذابیت، شاخص‌های TIFF-SOBEL, Mean mSC, JPEG-PERIM8، حجم فایل در قالب JPEG و JPEG-PERIM 4 به‌ترتیب قابل اتکاترین شاخص‌ها در پیش‌بینی حس هیجان و شاخص‌هایRAW-PRIM 4 ،RAW-PRIM 8 ، Michelson، Fractal D و CANNY 2014-RAW  به‌ترتیب قابل اتکاترین شاخص‌ها در پیش‌بینی حس آرامش فضا هستند. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Geometric Patterns of Daylight Distribution and Sensory Perceptions of Residents in Residential Buildings

نویسندگان English

Sohrab Rezaei 1
Ali Sharghi 2
1 Ph.D. Candidate in Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran.
2 Associate Professor of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran.
چکیده English

Problem statement: Daylight is inherently dynamic and variable, which, depending on the architectural design characteristics of light-transmitting surfaces, especially their geometry, can create different patterns of light and shadow within the interior space. This, in turn, can affect the senses and sensory perceptions of residents, manifesting through their emotional responses and providing a distinctive and meaningful spatial experience. However, it appears that contemporary residential buildings do not provide an optimal level of perceptual effects of daylight in interior spaces for their residents. This may be due to architects’ lack of systematic, clear, and precise awareness of the perceptual effects of daylight.
Research objective: This study aims to explain the relationship between geometric patterns of daylight distribution and the sensory perceptions of residents, as well as to identify the most reliable numerical indices for image processing to predict the relationship between these two aspects within the context of residential buildings.
Research method: This study has been conducted using a survey research method and an image processing method in a simulated environment.
Conclusion: The survey findings indicate that changes in the geometric patterns of daylight distribution significantly alter the average sensory perception assessment indices. This highlights the importance for architects to consider and manipulate the geometry of light-transmitting surfaces to create desirable environmental sensations. Additionally, the correlation findings between the survey research and the studied image processing indices suggest that the Michelson, mean-RMS, Fractal D, GIF file size, and RAW-PRIM8 indices are the most reliable for predicting pleasantness. The TIFF-SOBEL, JPEG-PERIM8, Michelson, JPEG file size, and PNG file size indices are the most reliable for predicting attractiveness. The TIFF-SOBEL, Mean mSC, JPEG-PERIM8, JPEG file size, and JPEG-PERIM4 indices are the most reliable for predicting excitement. The RAW-PRIM4, RAW-PRIM8, Michelson, Fractal D, and CANNY 2014-RAW indices are the most reliable for predicting spatial calmness.

کلیدواژه‌ها English

  • Daylight
  • Sensory perceptions
  • Emotional responses
  • Simulated environment
  • Image processing indices
رضایی، سهراب و شرقی، علی. (1399). کارایی ادراکی نور روز: یک مطالعه مروری ساختاریافته از نقش الگوهای انتشار نور روز بر ادراکات ساکنان در فضاهای داخلی. معماری اقلیم گرم و خشک، 8 (11)،251-211 . https://doi.org/10.29252/ahdc.2020.1988
سرمدی، صدف؛ شاه چراغی، آزاده وکریمی فرد، لیلا. (1399). فرایند ادراک منظر بر پایه‌‌ی ادراکات حسی و عقلی. باغ نظر، 17(88 )، 27-38.
https://doi.org/10.22034/bagh.2020.195136.4236
Abboushi, B., Elzeyadi, I., Taylor, R., & Sereno, M. (2019). Fractals in architecture: The visual interest, preference, and mood response to projected fractal light patterns in interior spaces. Journal of Environmental Psychology, 61, 57-70. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2018.12.005
Amundadottir, M. L., Rockcastle, S., Khanie, M. S., & Andersen, M. (2017). A human-centric approach to assess daylight in buildings for non-visual health potential, visual interest and gaze behavior. Building and Environment, 113, 5-21. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.09.033
Andersen, M. (2015). Unweaving the human response in daylighting design. Building and Environment, 91, 101-117. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.03.014
Boubekri, M., Hull, R. B., & Boyer, L. L. (1991). Impact of Window Size and Sunlight Penetration on Office Workers’ Mood and Satisfaction A Novel Way of Assessing Sunlight. Environment and Behavior, 23(4), 474–493. https://doi.org/10.1177/0013916591234004
Boyce, P. R. (2014). Human factors in lighting. Crc Press.
Chamilothori, K. (2019). Perceptual effects of daylight patterns in architecture. EPFL. https://doi.org/10.5075/epfl-thesis-9553
Chamilothori, K., Chinazzo, G., Rodrigues, J., Dan-Glauser, E. S., Wienold, J., & Andersen, M. (2019). Subjective and physiological responses to façade and sunlight pattern geometry in virtual reality. Building and Environment, 150, 144-155. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.01.009
Ekman, P. E., & Davidson, R. J. (1994). The nature of emotion: Fundamental questions. Oxford University Press.
Ergan, S., Shi, Z., & Yu, X. (2018). Towards quantifying human experience in the built environment: A crowdsourcing based experiment to identify influential architectural design features. Journal of Building Engineering, 20, 51-59. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.004
Friedenberg, J., & Liby, B. (2016). Perceived beauty of random texture patterns: A preference for complexity. Acta Psychologica, 168, 41-49. https://doi.org/10.1016/j.actpsy.2016.04.007
Kullback, S., & Leibler, R. A. (1951). On Information and Sufficiency. The Annals of Mathematical Statistics, 22(1),79–86. http://www.jstor.org/stable/2236703
Lang, P. J. (1995). The emotion probe: studies of motivation and attention. American Psychologist, 50(5), 372-385. https://psycnet.apa.org/doi/10.1037/0003-066X.50.5.372
Lang, P. J., Greenwald, M. K., Bradley, M. M., & Hamm, A. O. (1993). Looking at pictures: Affective, facial, visceral, and behavioral reactions. Psychophysiology, 30(3), 261-273. https://doi.org/10.1111/j.1469-8986.1993.tb03352.x
Leite, S., Dias, M. S., Eloy, S., Freitas, J., Marques, S., Pedro, T., & Ourique, L. (2019). Physiological Arousal Quantifying Perception of Safe and Unsafe Virtual Environments by Older and Younger Adults. Sensors, 19(11), 2447. https://doi.org/10.3390/s19112447
Moscoso, C., Chamilothori, K., Wienold, J., Andersen, M., & Matusiak, B. (2020). Window Size Effects on Subjective Impressions of Daylit Spaces: Indoor Studies at High Latitudes Using Virtual Reality. LEUKOS, 17(3), 242-264. https://doi.org/10.1080/15502724.2020.1726183
Nasar, J.L. (2011). Environment Psychology and Urban Design. Routledge.
Plutchik, R. (1980). A general psychoevolutionary theory of emotion. In R. Plutchik & H. Kellerman (eds.), Theories of emotion. Academic Press. (pp. 3–33). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-558701-3.50007-7
Rockcastle, S. F. (2017). Perceptual Dynamics of Daylight in Architecture. Lausanne, EPFL. https://doi.org/10.5075/epfl-thesis-7677
Rockcastle, S., & Andersen, M. (2014). Measuring the dynamics of contrast & daylight variability in architecture: A proof-of-concept methodology. Building and Environment, 81, 320-333. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.06.012
Rockcastle, S. F., Chamilothori, K., & Andersen, M. (2017a). An Experiment in Virtual Reality to Measure Daylight-Driven Interest in Rendered Architectural Scenes. Proceedings of Building Simulation. San Francisco, USA. https://doi.org/10.26868/25222708.2017.828
Rockcastle, S., Amundadottir, M. L., & Andersen, M. (2017b). A simulation-based workflow to assess human-centric daylight performance. Proceedings of the 8th Symposium on Simulation for Architecture and Urban Design. Toronto.
Rockcastle, S., Amundadottir, M. L., & Andersen, M. (2017c). Contrast measures for predicting perceptual effects of daylight in architectural renderings. Lighting Research & Technology, 49(7). https://doi.org/10.1177/1477153516644292
Russell, J. A., Ward, L. M., & Pratt, G. (1981). Affective quality attributed to environments: A factor analytic study. Environment and Behavior, 13(3). https://doi.org/10.1177/0013916581133001
Spehar, B., Wong, S., Van de Klundert, S., Lui, J., Clifford, C. W. G., & Taylor, R. P. (2015). Beauty and the beholder: the role of visual sensitivity in visual preference. Frontiers in Human Neuroscience, 9, 514. https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00514
Van Den Wymelenberg, K. G. (2012). Evaluating human visual preference and performance in an office environment using luminance-based metrics. University of Washington.
Van Erp, T. (2008). The effects of lighting characteristics on atmosphere perception. Unpublished Manuscript for Philips Research, Eindhoven, Netherlands.
Veitch, J. A. (2001). Psychological processes influencing lighting quality. Journal of the Illuminating Engineering Society, 30(1), 124-140. https://doi.org/10.1080/00994480.2001.10748341
Vogels, I. (2008). Atmosphere metrics. In W. JHDM (Ed.), Probing experience: from assessment of user emotions and behaviour to development of products.  Springer.  (p.p. 25–41). http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4020-6593-4_3
Zou, Z., & Ergan, S. (2019a). A Framework towards Quantifying Human Restorativeness in Virtual Built Environments.  EDRA50. arXiv:1902.05208. https://doi.org/10.48550/arXiv.1902.05208
Zou, Z., & Ergan, S. (2019b). Where do we look? An eye-tracking study of architectural features in building design. Advances in Informatics and Computing in Civil and Construction Engineering: Proceedings of the 35th CIB W78 2018 Conference: IT in Design, Construction, and Management, 439–446. https://doi.org/10.1007/978-3-030-00220-6_52
in architecture: isovists and occlusion maps in AutoLISP. Environment and Planning B: Planning and Design, 37(6), 1128–1136. https://doi.org/10.1068/b36076