Rapport om brukerundersøkelse av visuelle forhold i et kontor med installert horisontalt dagslys tube

Basert på rapporten i IEA SHC Task 61 Integrated solutions for daylighting and electric lighting, Subtask D

I denne langtids pilotstudien ved Norconsult AS ble en horisontal lyssjakt (horizontal light pipe/HLP) brukt for å tilføre dagslys til den bakre delen av
kontorrommet. HLP ga opptil 400 lux med naturlig lys til skrivebordet i den bakerste delen av kontoret, og både økte brukerens trivsel på arbeidsplassen og sparte energi. Kortversjonen av rapporten i dette magasinet vil ta for seg delen som omfatter brukernes oppfatning.

Prosjektet
Blå himmel og sollys er høyt verdsatt i skandinaviske land, men relativt enkle solavskjermingsløsninger kan ikke effektivt lede sollys og transformere det til funksjonelt dagslys. Folk reagerer umiddelbart og lukker solavskjermingen når de opplever for mye lys, og åpner dem ikke før lenge etter at blendingen er borte.

Denne studien med en horisontal lyssjakt (HLP) ble hovedsakelig initiert av dette problemet. Norconsult AS satte av et helt eget kontorrom ved hovedkontoret i Sandvika for denne studien (Figur 1).

Fig. 1

Testkontoret hadde standard utførelse og fargevalg, og med et areal på 13 kvadratmeter. Vinduene er orientert mot sørvest, og HLP ble installert 45° på sørøstveggen, se figur 2. Dette designet ble valgt for å plassere sjaktens utgang over skrivebordet nærmest døren uten å bruke noen buede elementer(dvs sjakten var rett), og også for å orientere innløpet av sjakten mot sør. Den installerte HLP har en diameter på 22 cm, begrenset av
bygningens utforming, og en lengde på 375 cm (lengde/breddeforhold på
17). I en optimal løsning ville det blitt brukt HLP med en diameter på ca 30
cm. Lyssjakten har en klar diffusor og en spesialdesignet refleks or for å lede lyset fra sjakten ned til arbeidsområdet.
Refleksoren bidro til å opprettholde dagslysets kvalitative egenskaper som
dynamikk, variasjon og farge på lyset.
Mellom klokka 10.00 og 14.00, og ved sollys, ga reflekoren delikate og balanserte lysende felter, både på pulten og veggen (figur 3). Brukernes reaksjon på lysende felter er generelt positive hvis de har en spesifikk størrelse og avstand fra observatøren.

Fig. 2

Da lysnivået på pulten var omtrent 350 lux, ble en merkbar del av dagslyset tilført av HLP. Ved slike tilfeller ga deltakerne interessante kommentarer som:

«det føles behagelig, og øynene mine kan slappe av.»

fig. 3

Kontoret har også to vinduer mot sørvest. Manuelt betjent solavskjerming ble satt i en fast posisjon under studien, lukket og med en vinkel på 40° på lamellene, noe som tidligere er funnet å være en passende vinkel på stedet. Denne avskjermingsstrategien ble utviklet for å gi tilfredsstillende visuell komfort til enhver tid, ved å skape et blendingsfritt kontor. Figur 4 viser de visuelle forholdene sett fra inngangen av rommet. Hypotesen var at ved
å redusere blendingen så vil dette begrense antall ganger der solavskjermingen blir lukket helt, noe som igjen vil gi en energisparing for lys. Dagslysberegninger viste at ved en overskyet himmel ville lysstyrken være 120 lux og 50 lux ved pulten henholdsvis nærmest vinduet og nærmest døren (fi ur 5 til venstre). Ved f.eks. klar himmel på en sommerdag, klokken 17:00 (solvinkel 30°, asimut 245°), vil lysstyrken vært 1000 lux og 500 lux ved skrivebordet henholdsvis nærmest vinduet og nærmest døren (fi ur 5 til høyre). To LED-armaturer, hver på 22W ble brukt
til å gi kunstig belysning i henhold til NS-EN 12464-1: det vil si 500lux på
begge arbeidsfla ene, med jevnhet ≥ 0,6 og UGR ˂ 19. CCT var 4000 K, og
CRI var 80. Hver armatur hadde sitt eget styringssystem med dagslyssensor
(daylight-linked control system/DLCs).
Armaturene skal kun supplere med ekstra lys når dagslys fra vinduet og lyssjakten ikke nådde 500 lux (figur 6).

fig. 4

«Førsteinntrykket var at rommet ikke var like lyst, sammenlignet med belysningen i korridoren og naborommene, men rommet er likevel lyst nok til å kunne utføre arbeid.»
fig.5
fig. 6

Overvåkning
Kontoret med pilotstudien ble kontinuerlig overvåket fra mars 2020 til mars 2021. Overvåkingen var delt i to deler: en testperiode der HLP var aktiv og tillot dagslys (21.06.2020 til 21.12.2020), og en referanseperiode der HLP var deaktivert. Innendørs lysstyrkeverdier ble registrert ved å logge verdier hvert minutt fra lysmålere som dekker horisontale og vertikale punkter på kontoret. En utendørs lysmåler ble plassert vertikalt, på samme vertikale plan som sjaktens kuppel der lyset kommer inn, og en annen ble plassert horisontalt på høyde med taket. Bruk av energi til belysning ble hvert minutt ble målt av separate effektmålere 10- 20A, en for hver armatur. Denne rapporten presenterer foreløpige resultater av brukernes perspektivstudie i testperioden, mens rapporten om energibruk og fotometri snart vil være tilgjengelig.

Sirkadisk potensiale
Det tilsvarende melanopiske lux-nivået (EML) i testkontoret, oppnådd med den elektriske belysningsløsningen, er estimert til å være 385 EML. I tillegg sørger den vedtatte dagslysstrategien som gir blendingsfrie forhold for at det ikke er behov for å stenge solavskjermingen og få total utestenging av dagslyset. Med det muliggjøres en permanent tilstedeværelse av naturlig
lys hele dagen og hele året i hele rommet. Dette gir en tydelig
innvirkning på det sirkadiske potensialet i rommet.

Brukerperspektiv
Brukerundersøkelsene ble utført i løpet av september 2020 (soljevndøgn) for å dekke en årlig gjennomsnittlig dagslystilstand. Femti ansatte fra Norconsult deltok i studien, 26 menn og 24 kvinner, med alder fra 23 til 65 år. Deltakerne var uten arkitektonisk eller lysteknisk bakgrunn for å unngå forutinntatte oppfatninger. Deltakerne besøkte bare rommet, og de brukte ikke kontoret permanent. Værforholdene varierte under undersøkelsene, fra klar himmel og sol til helt overskyet himmel.
Følgelig var dagslyset som ble tilført av lyssjakten (HLP) ulikt for de forskjellige deltakerne. For å teste hypotesen om brukernes inntrykk av rommet ble deltakerne delt inn i to grupper, en med merkbart høyere dagslys som ble tilført av HLP, og den andre uten merkbart høyere dagslys. Det var 27 deltakere i HLP-gruppen (“test”) og 23 deltakere i gruppen uten dagslys fra HLP (“referanse”). For testgruppen var det i gjennomsnitt 70% av lyset på testbordet som ble levert av HLP, og bare 9,5% som kom fra
kunstig belysning, mens for referansegruppen var disse verdiene
14% av lys fra HLP og 70% fra kunstig belysning.
Deltakerne fikk muligheten til å bli værende og jobbe (på den bærbare datamaskinen) i en halv time før undersøkelsen. Da deltakerne ble bedt om å fylle ut spørreskjemaet, satte de seg ved pulten nærmest døren for å oppleve et arbeidsplass med dagslys fra lyssjakten.

Konklusjon
De foreløpige analysene av deltakernes innspill gitt for testkontorets visuelle opplevelse og perseptuelle inntrykk er lovende. Det er notert en mer positiv evaluering av rommet som romslig, åpent, ensartet og lesbart i testgruppen. Det var en betydelig bedre evaluering av testrommet som hyggelig, interessant og spennende i testgruppen. Rommets lysnivå fikk en bed e evaluering av referansegruppen. Dette var forventet, siden høyere innendørs belysningsnivåer ble registrert bare ved overskyet himmel, hvor
forventet lysnivå på 500 lux ble gitt kun av det elektriske lyset (referansegruppe). Testgruppen evaluerte integrasjon av dagslys og kunstig lys mer positivt enn referansegruppen. Den viktigste forskjellen i vurdering er hvordan integrert lysnivå var oppfattet i hele rommet, framfor kun deler av rommet, slik som arbeidsplass.

Forfatteren er takknemlig for støtte fra: Norconsult AS, NFR,
NTNU, Enova, Glamox Norge, og Carlo Gavazzi Norge. Støtte på
stedet: vaktmestere i Norconsults hovedkontor: Pål, Henning og
Anders. Spesiell takk til deltakerne i studien og professor Barbara Matusiak fra NTNU, dr Ing. Pål Johannes Larsen og Dr Arch. Shabnam Arbab fra Norconsult AS.