En banbrytande studie utförd på EPFL visar att mängden dagsljus i ett rum kan påverka vår termiska komfort och hur väl vi tål värme och kyla. Resultaten skulle kunna användas för att förbättra befintliga byggnadsstandarder och minska energiförbrukningen.

Skillnaden mellan verkligheten och vår verklighetsuppfattning har länge fascinerat västerländska filosofer. Idag har forskare vid EPFL:s Laboratory of Integrated Performance in Design (LIPID) kastat intressant nytt ljus över ämnet med en studie som just publicerats i Vetenskapliga rapporter .

Deras forskning tar en banbrytande titt på hur variationer i dagsljus påverkar vår termiska respons. Tidigare studier om termisk respons undersökte endast effekterna av elektrisk belysning. Men EPFL-forskarna upptäckte en betydande psykologisk faktor som är associerad med dagsljus och förändrar hur vi uppfattar den termiska miljön i ett rum.

För att genomföra studien, Giorgia Chinazzo, huvudförfattaren, rekryterade 42 män och 42 kvinnor i åldern 18–25 för att delta i ett experiment. Deltagarna tillbringade vardera tre timmar i ett rum vid en av tre omgivningstemperaturer (19°C, 23°C och 27°C) och tre dagsljusnivåer (låg, medium och hög). Belysningsstyrkan reglerades med hjälp av färgneutrala filter och ställdes in slumpmässigt för deltagarna. Deltagarnas kroppstemperaturer mättes också kontinuerligt under experimentet.

Förvrängda uppfattningar

Deltagarna fick inte veta syftet med studien för att inte påverka deras svar. De fick istället tester av kognitiva prestationer (logisk resonemangsförmåga, skriftlig förståelse, etc.) som inkluderade några frågor om termisk uppfattning (kändes de varma eller kalla) och övergripande komfort i rummet (hur de bedömde den omgivande miljön i termer av ljus, temperatur, etc.).

Det visade sig att deltagarna i 19°C-rummet kände sig mer bekväma och tyckte att temperaturen var mer acceptabel när rummet var fyllt med dagsljus – i motsats till att ha lite dagsljus – även om deras kroppstemperaturer var desamma i båda fallen. Och när rummet var varmare, deltagarna kände sig mer bekväma när rummet inte var lika ljust, fastän, ännu en gång, det var ingen skillnad i kroppstemperatur. Det innebär att effekten är rent psykologisk.

Forskarna jämförde sedan sina fynd med en termisk komfortmodell som utvecklades på 1970-talet och som fortfarande används i stor utsträckning idag. Dock, den modellen utvecklades med hjälp av data som erhållits under elektrisk belysning. Forskarna fann att i förhållande till modellens förutsägelser, deltagare i sin studie rapporterade en lägre termisk känsla – de kändes mindre varma – i 27°C-rummet när rummet var fyllt med dagsljus.

Potentiella energibesparingar

Eftersom den största skillnaden mellan forskarnas studie och modellens beräkningar var typen av belysning, dessa resultat indikerar att nyckelfaktorn bakom deltagarnas lägre termiska uppfattning kan vara närvaron av dagsljus. Med andra ord, forskarna antar att människor bättre skulle kunna tolerera ett varmt rum om rummet är upplyst med naturligt snarare än artificiellt ljus. Forskarna tror att detta kan bero på att människor i ett rum fyllt med solljus redan förväntar sig att känna sig varm.

Deltagarnas termiska förnimmelser var jämförbara med en upplevd temperatur på 1,7°C lägre än den faktiska rumstemperaturen. Detta är en statistiskt signifikant skillnad, och det betyder att byggnadsoperatörer kan använda mindre energi för att kyla sina byggnader, speciellt om byggnaderna är designade för att släppa in mycket solljus.

"Våra resultat tyder på att vi kanske använder för mycket luftkonditionering - särskilt i byggnader med glasväggar, eftersom det naturliga ljuset gör värmen mer tolerabel, " säger Chinazzo. "Om vår hypotes visar sig vara korrekt, byggnader skulle kunna göras mer energieffektiva genom att skapa ytterligare utrymme för naturligt ljus under antingen bygg- eller renoveringsfasen. Det skulle också göra byggnader mer bekväma för sina boende."

Vägar för vidare forskning

Enligt Chinazzo, denna studie understryker vikten av att ta hänsyn till de psykologiska effekterna av dagsljus i praktiken, till exempel genom att uppdatera befintliga byggstandarder. Dock, hon anser att det behövs mer forskning om termisk perception för att bekräfta dessa fynd och utvidga dem; detta kan innefatta att utvärdera de långsiktiga effekterna av olika dagsljusnivåer och testa kulturella och säsongsbetonade faktorer.

Chinazzos avhandling, som hon försvarade i mars, undersökte de faktorer som påverkar en byggnads termiska och visuella komfort. Tidningen publicerad i Vetenskapliga rapporter bygger delvis på hennes avhandling. Chinazzo har också studerat hur färgade fönsterglas kan påverka värmeuppfattningen och hur rumstemperatur kan påverka uppfattningen om färg och dagsljusintensitet. Hon har genomfört experiment med totalt över 500 personer.