Ikke-noe-Grønt linje og Grønn-Utsikt faktor, nye arkitektoniske designverktøy

Abstrakt

Artikkelen beskriver et nytt verktøy for evaluering av graden av visuell kontakt med utendørs grøntområder, Grønn-Utsikt faktor (GV), (eng. Greenery-View factor) ment å være lett å forstå, og enkel å bruke. Det starter med konstruksjonen av en Ikke-noe-grønt linje (eng. No-greenery line) (tilsvarende Ingen-himmel linjen) på det vertikale snittet av bygningen med det nærliggende grøntområdet inkludert. Ikke-noe-grønt linjen deler rommet i en del med utsikt til grøntområdet, og resten av rommet som grøntområdet ikke er synlig fra. For å finne den delen av gulvarealet i rommet hvor grøntområdet kan sees, projiseres snittpunktet mellom den ikke-noe-grønt linjen og linjen som representerer øyehøyde ned på plantegningen. GV-faktoren står for den delen av gulvarealet med utsikt til grøntområdet uttrykt som en prosentandel av hele gulvarealet i rommet. Ingen-himmel linjen og Ikke-noe-grønt linjen kan brukes sammen som et par ekstremt enkle og kraftige grafiske verktøy. Artikkelen diskuterer også hvordan GV-faktoren kan implementeres i den nye europeiske dagslysstandarden EN-17037 Daylight in buildings (2018).

1. Introduksjon

Det er økende vekt på at hensyn til at menneskers velvære og helse må adresseres bedre i utformingen av moderne bygninger og urbane områder [1,2]. Bevisene fra forskning om positive effekter av dagslys på menneskers helse viser at tilgang til dagslys ikke er overflødig krav, men en nødvendighet [3,4]. Den nye europeiske standarden EN-17037 (2018) [5] foreslo nye dagslysanbefalinger, der dagslystilgang er ledsaget av anbefalingene for utsyn, tilgang til sollys og beskyttelse mot blending, som er et stort skritt mot mer helhetlig og omfattende håndtering av dagslys.

Et av de enkle verktøyene for estimering av dagslysnivå, brukt over mange år av utøvende arkitekter i mange land, er ingen-himmel linjen (eng. no-sky line) [6,7]. Det er også adressert i EN-17037, fig. 1. Ingen-himmel linjen kan enkelt tegnes på det vertikale snittet av en bygning og nærmeste nabolag fra det høyeste punktet på motsatt bygning til toppen av vindusglasset. Dette er et veldig kraftig verktøy, fordi det deler rommet i to soner, en som mottar lys direkte fra himmelen og den andre som aldri gjør det. Uansett hvor solen er, og uansett hvordan skydekket er, er himmelen kilden til lys. Den delen av rommet som ikke mottar lyset direkte fra himmelen, er i en permanent dagslysskygge.

Et typisk vindu har også andre funksjoner i tillegg til å slippe inn dagslys. Det kan betraktes i forhold til Prospekt-Tilflukt-teorien, som hevder at et optimalt menneskelig miljø er et sted der utsiktene til å overleve er betydelige (naturlig miljø med utsikter til mat), og et sted for tilflukt (en bygning), samtidig som man har muligheten til å observere potensiell fare (gjennom vinduet). Både Prospekt og Tilflukt er nødvendig for å skape optimale omgivelser, som også oppleves som estetisk behagelige [8,9].

Den generelle preferansen for naturlig utsikt [10] stemmer overens med biofili teorien utviklet av Wilson [11] og Ulrich [12] En banebrytende artikkel publisert av Ulrich [13] viser at ikke bare å være i naturen, men også å kunne se naturlige elementer fra vinduet betyr noe. Han rapporterte at sykehuspasienter som hadde utsikt mot trær, i motsetning til pasienter som hadde utsikt mot en tom murvegg, kom seg raskere fra operasjonen og trengte mindre postoperativ smertestillende medisinering.

Forskning viser også at utsikt til grøntområder kan bidra til å beholde og gjenopprette konsentrasjonsevnen. En generelt akseptert teori som forklarer dette fenomenet er teorien om gjenoppretting av oppmerksomhet som er foreslått av Kaplan [14]. I følge dette gir naturlige miljøer gode muligheter for psykologisk restaurering, fordi naturlige miljøer har egenskaper som i kombinasjon sjelden dukker opp i andre typer miljøer. For det første gir de en følelse av å være på utflukt, og for det andre tillater de en følelse av omfang, dvs. det som sees er en del av et større område. Naturlige miljøer gir også en følelse av fascinasjon, noe som betyr at de oppmuntrer til utforskning, og tiltrekker og holder en persons oppmerksomhet uten problemer. Derfor bør det tas hensyn til å sikre utsikt mot et grøntområde fra så mange innvendige rom som mulig både for bygninger og for større perspektiver innen byplanlegging.

Utsikten fra vinduet har vært gjenstand for flere studier. De fleste av dem hadde som mål å etablere tiltak for tilgang til utsyn, ofte ved bruk av minimum synsvinkler, horisontale og / eller vertikale, som også ble brukt i standarder [5,15], eller den minste av de to synsvinklene, som foreslått av Heschong Mahone Group [16]. Hellinga [17] foreslo en Daylight & View-metode for samtidig evaluering av dagslys og utsyn i et rom. Metoden er å bruke de horisontale og vertikale synsvinklene laget av vindusglasset fra et gitt synspunkt.

Andre standarder bruker enklere mål, som avstand fra vindusveggen, f.eks. Krever WELL v2 [18] og DIN 5034 [19] at arbeidsplasser er innen 10 meter fra et vindu, ANSI / ASHRAE, [20] gir anbefalinger for vindu-til-vegg-forhold, og EN-17037 [5] gir råd om minste avstand til vinduet i forhold til summen av bredden på vinduene. BREEAM-standarden [21] anbefaler også en minimums utendørs avstand for øynene til å refokusere, det vil si minst 10 m til en bakvegg for gårdsplass/atrium.

Noen studier vurderte innvirkningen av partisjonering av utsynet (mange vinduer eller en oppdeling av vindusflaten i små biter) eller innvirkningen av de optiske egenskapene til fasadematerialene på klarheten i en utsikt. En interessant studie av synsklarhet (eng. view clarity) [22] har ført til utviklingen av synsklarhetsindeksen view clarity index (VCI), der åpenhetsfaktoren og den synlige transmittansen av overflatens skygge brukes i beregninger.

Innholdet i utsikten har vært mer utfordrende å måle. De mest anerkjente kriteriene for kvaliteten på utsikten er antall utsiktslag og visningsavstand [5,15]. SLL inkluderer også miljøinformasjonskriterier: beliggenhet, tid, vær, natur og mennesker. Det gjøres oppmerksom på at bare ett av kriteriene “natur” eller “mennesker” er nødvendig for å oppnå «god» kvalitet.

Mange studier har vist at utsikt med naturlige elementer foretrekkes av beboere fremfor overveiende urbane scener [12,23-25]. I den urbane skalaen er «visuell grønn indeks» blitt foreslått som et mål på grønne områder i byer [26].

Både vitenskapelig litteratur og standarder fremmer tilstedeværelsen av naturlige objekter [15,27,28]. Likevel mangler det et enkelt mål på den visuelle kontakten fra innsiden til det utendørs grøntområdet. Denne artikkelen foreslår et slikt verktøy som er lett å forstå og enkel å bruke, nemlig Grønn-Utsikt Faktor (eng. Greenery-View factor) (GV-factor).

2. Ikke-noe-Grønt linje/No-greenery line

La oss vurdere en “ikke-noe-grønt linje”, en lignende som “ingen-himmel linjen”. Den tykke stiplede grønne linjen (ikke-noe-grønt linje) deler rommet i rommet i to soner, med og uten utsikt til grøntområdet, som her vises som en gruppe på 8 meter høye trær som ligger omtrent 10 meter fra bygningen i Fig. 2.

Ikke-noe-grønt linjen kan vises sammen med ingen-himmel linjen, figur 3. I motsetning til tilgangen til himmel (og sol) er utsikten til grønt ofte best i de nederste etasjene og mest begrenset i de øverste etasjene, der brukeren må gå nær vinduet for å se trærne i det nære nabolaget i det hele tatt.

Fra den delen av rommet som ikke er skravert, er både himmelen og det grønne synlig. Ellers er utsikten mot grøntområdet og utsikten mot himmelen ikke mulig fra henholdsvis det grønne og det blå skraverte området.

I vårt tilfelle, som figur 3 viser, har bare en liten del av rommet utsikt både mot himmelen og til grøntområdet (ikke skravert); dette arealet er i nærheten av vinduet.

3. GV-faktor, Grønn-Utsikt faktor

Siden utsikten til grøntområdet er både viktig og gunstig for mennesker, er det rimelig å definere området i rommet med utsikt mot grøntområdet. Åpenbart er utsikten til grøntområdet viktigst i øyehøyde. Derfor er horisontale linjer som representerer synsplanet på to nivåer: 1,2 m for en sittende voksen (eller et stående 8 år gammelt barn) og 1,75 m for en høy stående voksen, lagt til på snitt-tegningen, fig. 4. Ikke-noe-grønt linjer er også vist på plantegningene. For å finne ut hvilken del av gulvarealet i rommet hvor noe grønt kan sees, er et snittpunkt av den Ikke-noe-grønt linjen og linjen som representerer øyehøyde i vertikal snitt projisert ned på de respektive plantegningene. Deretter vises den delen av rommet med utsikt mot noe grønt fra øyehøyden på 1,2 m og 1,75 m i de respektive etasjene med henholdsvis mørke og lyse skraveringer.

Størrelsen på det grønne utsiktsområdet er beregnet for de respektive rommene (A – D) og gulv (1 – 6) i prosent av gulvarealet, se tabell 1 og 2. Vi kan kalle det en Grønn-Utsikt faktor (eng. Greenery-View-faktor (GV-faktor).

Den høyeste GV-faktoren (92%) finnes i rom A i etasje 1-3. Bare små områder i hjørnene gir ikke utsikt mot trærne. Å utvide vinduet ut til begge sidevegger vil øke GV-faktoren opp til 100%.

Den laveste GV-faktoren er i øverste etasje (6) for øyehøyde 1,2 m. For å øke GV-faktoren kunne vinduet utvides ned til gulvet, noe som alene ville øke GV-faktoren på opptil 23%.

4. GV-faktor i sammenheng med EN-17037-standarden

EN-17037-standarden inkluderer utsikt som et av de fire temaene innenfor dagslys i bygninger: i) dagslys, ii) utsikt, iii) eksponering for sollys og iv) blending.

I vedlegg A til standarden er det gitt tre enkle og objektive kriterier for estimering av utsiktskvaliteten fra et gitt sted i bygningen: horisontal synsvinkel fra stedet, utenfor avstanden til utsikten (til andre bygninger eller landskapsformasjoner), og et antall visningslag (bakken, landskapet og himmelen) I tillegg foreslås tre rangeringstrinn, Minimum, Medium og High, Tabell 3.

En ny studie utført i et undervisningsbygg i Gdansk, Polen, viser at resultatet av den subjektive vurderingen av utsikten skiller seg fra resultatene som genereres gjennom beregningssimuleringer basert på EN-17037-rangeringene (presentert i tabell 3) [29]. Dette kan indikere at noen viktige visningsparametere ikke er inkludert i standarden. Kan utsikten til naturlige landskapselementer og spesielt til grøntområdet være en slik parameter?

Tatt i betraktning utsikten ut av vinduet, kan vi skille mellom:

• utsynstilgang  som hovedsakelig avhenger av vindusglassets størrelse fra et gitt utsiktspunkt i bygningen og kan estimeres nøyaktig i form av synsvinkler (horisontal og vertikal) eller omtrentlig ved å angi avstand til vinduet eller til vindusveggen,

• utsynsklarhet som avhenger av partisjonering av vindusflaten, bruk av solskjerming eller dekorative elementer på vinduet som hindrer utsikten, og eventuelle visuelle forvrengninger forårsaket av vindusglasset (farge og/eller form). Visningsklarheten kan også betraktes som en del av tilgangen til utsikt,

• utsynsinnhold, som avhenger stort sett av den urbane konteksten, spesielt av det nærliggende utendørs miljøet.

Den første av vurderingsparameterne av utsyn som brukes i EN-17037, den horisontale synsvinkelen, er kriteriet for utsynstilgang. Den andre og tredje parameteren gir bare en veldig vag og svært begrenset informasjon om innholdet, ettersom vi kan forvente at mengden visuell informasjon som formidles av vinduet øker med utsiden av utsikten så vel som med antall visningslag. De to parameterne estimerer potensialet for visuell informasjonsbelastning, men de gir ingen anelse om typen visningsobjekter. Vi kan ikke vite om bygninger, trær, fjell, vann osv. er inkludert i utsikten eller ikke. GV-faktoren kan legges til denne tabellen som en fjerde parameter, da den også er objektiv og enkel å estimere, og den gir en viktig indikator på visningsinnholdet, og som diskutert tidligere, livskvaliteten, se tabell 4.

Utsiktspunktet (H = 1,2 m eller 1,75 m) kan velges avhengig av bruken av rommet, f.eks. for de fleste arbeidsområder med sittende arbeidsplasser bør 1,2 m anbefales, mens f.eks. i foajeer eller andre kommunikasjonsområder er 1,75 m mer hensiktsmessig. Slike tilpasninger av funksjonen kan være rimelige også for rom der barn leker på gulvet H = 0,0 mens på sykehuspasientrom kan høyden være av øyehøyden til en person som ligger på en seng.

Terskelverdiene til GV-faktoren (5%, 20% og 50%) for de respektive nivåene (minimum, middels og høy) foreslått i tabell 4 er foreløpige. De bør sees på nytt etter at GV-faktoren blir anvendt i forskjellige prosjekter.

Det skal legges til at EN-17037 gir følgende anbefaling i den obligatoriske delen:

“- glassmaterialet i utsynsåpningen skal gi et syn som oppfattes som klart, uforvrengt og nøytralt farget”.

Imidlertid inkluderer den ikke noen parameter for evaluering av synsklarhet, f.eks. VCI.

Åpenbart er en høy grad av synsklarhet nødvendig for å opprettholde den visuelle kontakten med utendørsområdet, men tilstedeværelsen av trær kan også være hyggelig med en viss visuell forvrengning, men hvor stor forvrengning kan være akseptabelt er et spørsmål for fremtidige studier.

5. Konklusjoner
Etter introduksjonens begrunnelse er det behov for et designverktøy som estimerer i hvilken grad beboerne har visuell kontakt med det utendørs grøntområdet. Ikke-noe-grønt linjen betraktes som et søsken til ingen-himmel linjen, som begge deler rommet i rommet i soner «med» og «uten» den visuelle forbindelsen til henholdsvis grøntområder og himmel.

Krysningen mellom den ikke-noe-grønt linjen og øyenivå-linjen leder til Grøn-Utsyn faktoren. Den uttrykker størrelsen på et gulvareal som trær er synlige fra som prosentandel av gulvarealet. Det er foreslått to øyenivåer, henholdsvis 1,2 m og 1,75 m over gulvet for en sittende og en stående person. GV-faktoren er et veldig enkelt verktøy som er utviklet for å brukes av arkitekter og byplanleggere. Det kan brukes til å sammenligne forskjellige rom i en bygning, sammenligne bygninger med hverandre, eller til og med kvartaler og distrikter.

Artikkelen diskuterer også hvordan GV-faktoren kan implementeres i EN-17037-standarden. Tillegg av GV-faktoren til denne standarden bør vurderes seriøst, ettersom et slikt tillegg ikke kompromitterer andre utsynskvalitetsparametere.

For kommuner kan det være fordelaktig å samle erfaring med GV-faktor fra forskjellige prosjekter, og å finne ut et optimalt utvalg av GV-faktornivå i forskjellige bystrukturer; da kan anbefalinger for et minimum GV-faktor i rom for varig opphold formuleres tilstrekkelig. Det er unødvendig å si at GV-faktoren kan inkluderes i reguleringsplanene for byer og distrikter.

I byplanleggingen kan en lav GV-faktor bli et argument for å regulere områder i byen til parker og små grønne torg eller for å plante flere trær på eksisterende grøntområder eller plener.

Ettersom forskjellige treslag har forskjellig høyde og vekst, kan GV-faktoren brukes til å planlegge hvilke treslag (forutsatt at vi vet vekstraten) som er mest passende på det gitte stedet og i et bestemt tidsperspektiv.

Det må nevnes at en høy GV-faktor ikke alltid vitner om de beste generelle forholdene. En veldig høy GV-faktor for en bygning med flere etasjer kan være resultatet av høye trær som omgir bygningen, noe som kan føre til lavt dagslysnivå i de nedre etasjene. Tilstanden er selvsagt avhengig av trærnes avstand fra fasader og av lysets transparens for trær, som kan variere fra 40% for en bjørk til 5% for mange arter fra bartrærfamilien. Det bør også vurderes bruk av GV-faktor i kombinasjon med Ingen-himmel linjen. Disse to enkle verktøyene, hvis brukt sammen, gir et verdifullt estimat av begge deler, tilgang til dagslys i rommet og utsikt til grønne områder.

Erklæring om konkurrerende interesse
Forfatteren erklærer at det ikke finnes noen interessekonflikt.

Av Barbara Szybinska Matusiak, Fakultet for arkitektur og Design, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim

Artikkelen er publisert i Magasinet Lyskultur 01/2021. Magasinet distribueres fire ganger i året til Lyskulturs medlemmer (gratis) og abonnenter. Abonner her: https://lyskultur.no/produkt/arsabonnement-pa-magasinet-lyskultur/
Siste nummer kan bestilles separat frem til nytt nummer er i salg.

Referanser

[1] PR. Boyce, Human factors in lighting, CRC Press., Taylor & Francis Group, 2014. 

[2] M. B.C. Aries, J. A. Veitch, G. R. Newsham, Windows, view, and office characteristics predict physical and psychological discomfort, Journal of environmental Psychology 30 (2010) 533-41. 

[3] M. Rea, M. Figueiro, Light as a circadian stimulus for architectural lighting, Lighting Research & Technology 50 (2018) 497–510. 

[4] P. Boyce, C. Hunter, O. Howlett, The benefits of daylight through windows. New York Lighting Research Center Rensselaer Polytechnic Institute Troy, 2003. 

[5] EN 17037:2018, Dayligth in buildings European committee for standardization. 

[6] No-sky line, BREEAM Wiki, part of Designing Buildings Wiki https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/No-sky_line .

[7] ML. Malin Alenius, Architectural Repertoire and Daylight Metrics, Nordisk arkitekturforskning 32 (2020). 

[8] D. Dutton, Aesthetics and Evolutionary Psychology, The Oxford Handbook for Aesthetics, New York: Oxford University Press, 2003. 

[9] J. Appleton, The Experience of Landscape London, John Wiley, 1975. 

[10] J. Dewey, Experience and Nature, Chicago, Open Court., 1925. 

[11] EO. Wilson, Biophilia, Cambridge: Harvard University Press, 1984. 

[12] RS. Ulrich, Natural Versus Urban Scenes: Some Psychophysiological Effect, Environment and Behavior 13 (1981) 523–56. 

[13] RS. Ulrich, View Through a Window May Influence Recovery from Surgery, Science 224 (1984) 4647. 

[14] S. Kaplan, The restorative benefits of nature: Toward an integrative framework, Journal of Environmental psychology 15 (1995) 169-182. 

[15] SLL, Lighting Guide 10: Daylighting – A Guide for Designers, Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE), 2014, London, United Kingdom. 

[16] H. Mahone Group, Windows and Offices: A Study of Office Worker Performance and the Indoor Environment, CEC, Fair Oaks, California, 2003, available at: http://h-m-g.com/downloads/Daylighting/A-9_Windows_Offices_2.6.10.pdf (accessed 16 April 2018). 

[17] H. Hellinga, and T. Hordijk, The D&V analysis method: A method for the analysis of daylight access and view quality, Building and Environment 79 (2014) 101–114. 

[18] IWBS, WELL Building Standard V2, 2020, available at: https://a.storyblok.com/f/52232/x/36d47d3797/well-certification-guidebook-with-q2-2020-addenda.pdf (accessed 1 October 2020). 

[19] DIN, DIN 5034: Daylight in Interiors, Deutsches Institut fur Normung E.V. (DIN), 2011, Berlin, Germany, available at: https://www.din.de/en/getting-involved/standards. 

[20] ANSI/ASHRAE, ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2019: Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings (SI Edition), American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2019, Atlanta, GA, US. 

[21] BREEAM-NOR, New Construction TECHNICAL MANUAL SD5075NOR – Ver: 1.2, 2016, accessible online at: www.breeam.com. 

[22] W.H. Ko, G. Brager, S. Schiavon, and S. Selkowitz, Building envelope impact on human performance and well-being: experimental study on view clarity, 2017, available at: https://escholarship.org/uc/item/0gj8h384. 

[23] B. Grinde and G.G. Patil, Biophilia: Does Visual Contact with Nature Impact on Health and Well-Being?, International Journal of Environmental Research and Public Health 6 (2009) 2332–2343. 

[24] T.R. Herzog, A cognitive analysis of preference for urban nature, Journal of Environmental Psychology 9 (1989) 27–43. 

[25] R. Kaplan, The role of nature in the context of the workplace, Landscape and Urban Planning 26 (1993) 193–201. 

[26] W. Wang, Z. Lin, L. Zhang, T. Yu, P. Ciren, and Y. Zhu, Building visual green index: A measure of visual green spaces for urban building, Urban Forestry & Urban Greening 40 (2019) 335-343, 

[27] B. S. Matusiak and C.A. Klöckner, How we evaluate the view out through the window, Architectural Science Review 59 (2016) 203–211. 

[28] MOHRUD, GB/T 50378-2014 Assessment Standard for Green Building, The Ministry of Housing and Urban-Rural Development and the General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine, 2014, China, available at: https://www.codeofchina.com/standard/GBT50378-2014.html (accessed 28 May 2020). 

[29] M. Waczynska, N. Sokol, J. Martyniuk-Peczek, Computational and experimental evaluation of view out according to European Standard EN17037, Building and Environment, online 7th November 2020.