De beleving van daglicht

Daglicht vanuit een evolutionair perspectief

Vóór de komst van gebouwen was de mens één met de natuur. Dagelijkse activiteiten werden geholpen of juist beperkt door de aan- of afwezigheid van daglicht en aan de aard van het licht zelf konden de tijd en het weer worden afgelezen. Onze fysiologische systemen, en dan vooral onze slaap-waakritmes, liepen synchroon met het dagelijkse ritme van het daglicht, evenals onze emotionele reacties op licht en duisternis. De sterke, consistente voorkeur voor daglicht in onze bebouwde omgevingen suggereert dat evolutionaire druk waarschijnlijk nog steeds onze reacties beïnvloedt.

Hoewel al onze samenwerkende sensorische systemen belangrijk waren om te overleven, is het visuele systeem onze primaire modus voor het verzamelen van informatie. Licht moet dus een belangrijke rol hebben gespeeld bij het verwerken van informatie en het overleven. In de leefomgeving van onze voorouders had licht waarschijnlijk verschillende belangrijke functies, die ook nu nog relevant zijn voor het ontwerpen en functioneren van bebouwde omgevingen. Hiertoe behoren:

• Indicator van tijd. Natuurlijk licht verandert in de loop van de dag aanzienlijk en vormt daarmee een indicator van de tijd, die in de loop van de geschiedenis van de mensheid cruciaal is geweest om te overleven. Zorgen dat je op een veilige plaats bent als de zon ondergaat, was beslist geen triviale kwestie voor onze voorouders, en is feitelijk nog steeds belangrijk voor het welzijn van de mens.
• Indicator van het weer. Licht verandert ook als het weer verandert. Zo wordt het onheilspellend donker als er een zware regenbui op komst is en verschijnt er een regenboog of breken zonnestralen door het wolkendek als het weer beter wordt. Het rekening houden met de variabiliteit van het licht en de relatie tussen bepaald licht en veranderingen in het weer zou getuigen van een groot aanpassingsvermogen (Orians en Heerwagen, 1992).
• Indicator van uitzicht of schuilplaats. Een uitzichtmogelijkheid wordt aangeduid door helder licht in de verte en een mogelijke schuilplaats wordt aangeduid door schaduw (Appleton, 1975, Hildebrand, 1999). Helder licht in de verte helpt bij de beoordeling en planning omdat goed uitzicht betekent dat je belangrijke informatie tijdig kunt waarnemen waardoor je voldoende tijd hebt om actie te ondernemen. Omgevingen waar je ver uitzicht hebt, zijn open ruimtes met vrij zicht op de horizon en veel heldere lucht ('grote luchten'). Een mogelijke schuilplaats wordt geboden door de schaduw van bomen, overhangende rotspartijen of andere natuurlijke vormen. Mottram (2002) suggereert dat het gunstig kan zijn om de ogen te laten rusten op het oneindige (dat visueel wordt vertegenwoordigd door de horizon) zelfs als het uitzicht perceptueel wordt gemanipuleerd door visuele beelden en niet bestaat uit daadwerkelijke vergezichten. Op die manier zou onze natuurlijke behoefte aan zicht op de horizon op veel manieren kunnen worden bevredigd door de manipulatie van licht en beelden op verticale oppervlakken.

Fotografie: Gerry Johansson

• Indicator van veiligheid, warmte en comfort. Hoewel we meestal denken aan de zon als de primaire lichtbron in de natuurlijke omgeving, diende vuur ook als een bron van licht en comfort, zowel fysiek als psychologisch. Antropoloog en arts Melvin Konner (1982) suggereert dat het kampvuur belangrijke cognitieve en sociale functies vervulde bij de ontwikkeling van menselijke samenlevingen. Het kampvuur verlengde de dag, waardoor mensen hun aandacht niet alleen konden richten op de dagelijkse sleur van het vinden van voedsel en het vermijden van roofdieren, maar ook op het nadenken over de toekomst, het vooruit plannen en het versterken van sociale relaties door middel van verhalen vertellen en het delen van de ervaringen van de dag.
• Hulp bij de verwerking van perifere informatie. Licht biedt ook informatie over wat er gebeurt buiten het beperkte gebied vlak om iemand heen. Het verlicht de omringende omgeving die voortdurend een beroep doet op ons perifere verwerkingssysteem. Het belang van het perifere licht blijkt uit het ongemak dat veel mensen voelen als ze zich in een verlichte ruimte bevinden met weinig licht aan de randen. In dat geval ervaren ze de ruimte als schemerig en onbehaaglijk. Lichtonderzoekers suggereren dat negatieve reacties op schemerigheid kunnen worden gekoppeld aan de natuurlijke functie ervan als een vroegtijdig waarschuwingssignaal dat de visuele omstandigheden verslechteren (Shepherd et al., 1989).
• Synchronisatie van bio- en sociale ritmes. Omdat wij een dagactieve soort zijn, speelt licht een cruciale rol in onze slaap-waakcycli en zijn ook onze sociale activiteiten afgestemd op het licht. Hoewel we dankzij elektrisch licht onze activiteitscyclus nu naar wens kunnen aanpassen, toont onderzoek toch aan dat 's nacht werken nog steeds moeilijk is en vaak resulteert in slaperigheid, slaapproblemen, stemmingsstoornissen en grotere cognitieve problemen op het werk (Golden et al, 2005). Op sommige plekken waar nachtwerk wordt verricht, wordt heldere binnenverlichting gebruikt om biologische ritmes te verschuiven en de alertheid te vergroten. Er zijn ook aanwijzingen dat mensen die een seizoensgebonden depressie ervaren, de voorkeur geven aan helder verlichte ruimtes (Heerwagen, 1990).

Fotografie: Gerry Johansson

Kortom, licht biedt essentiële informatie en dankzij deze informatie kunnen mensen zich oriënteren, hun veiligheid waarborgen, hun leefomgeving bewaken, sociale signalen interpreteren en bronnen identificeren en zijn ze zich bewust van gevaren. Of het nu gaat om de veranderende kleur van het licht die wijst op het ondergaan van de zon of het naderen van een regenbui, de beweging van vuur of bliksem, de helderheid in de verte die mensen helpt te plannen en zich te verplaatsen, of de schittering van licht op water - al deze aspecten van licht hebben onze voorouders geholpen om te beslissingen te nemen bij vragen, als: waar moeten we naartoe, hoe moeten we ons door de omgeving bewegen, wat moeten we eten en hoe kunnen we gevaren vermijden.

Hoe mensen daglicht ervaren in een bebouwde omgeving

Uitzicht naar buiten vormt een van de belangrijkste criteria voor de acceptatie van gebouwen. Een uitzicht zorgt niet alleen voor variatie in de routine van het dagelijkse leven, maar helpt ook om claustrofobische gevoelens te voorkomen. Gezien het feit dat wij als homo sapiens gedurende onze gehele ontstaansgeschiedenis ons leven hebben doorgebracht in een op natuurlijk wijze verlichte omgeving, is het niet verwonderlijk dat bewoners van gebouwen juist prijs stellen op de eigenschappen die kenmerkend zijn voor daglicht in natuurlijke landschappen.

Onderzoek naar kantoorgebouwen laat zien dat mensen een grote voorkeur hebben voor ruimtes met daglicht en voor specifieke eigenschappen van daglicht. In een onderzoek naar zeven kantoorgebouwen in de Pacific Northwest (Heerwagen et al., 1992) zei meer dan 83% van de gebruikers dat ze 'heel erg' van daglicht en zonlicht hielden in hun werkruimte en dat ze de seizoensveranderingen in daglicht zeer waardeerden. Vreemd genoeg is het 'daglichtontwerp' van een gebouw er in het algemeen op gericht om directe zonnestraling in de werkomgeving te elimineren vanwege verblinding en warmtewinst.

Toen werd gekeken wat uit de gegevens kon worden opgemaakt met betrekking tot de plaats van gebruikers binnen een gebouw, werd duidelijk dat 100% van de mensen die zich in kantoren op de hoeken van het gebouw bevonden, de hoeveelheid daglicht 'precies goed' vond, wat eveneens gold voor meer dan 90% van de gebruikers van wie de bureaus zich langs de ramen bevonden. Zelfs degenen die zich meer binnen in het gebouw bevonden, waren tevreden over het daglicht, zolang ze maar zicht hadden op een ruimte die werd verlicht door daglicht.

Daglicht enwerk

Natuurlijk licht op de werkplek is niet alleen een kwestie van zien. Uit onderzoek blijkt dat mensen veel waarde hechten aan daglicht, zelfs als dit schadelijk is voor het gezichtsvermogen.

We weten dat mensen zich graag in door daglicht verlichte ruimtes bevinden en dat ze houden van binnenvallend zonlicht. Toen echter aan de gebruikers van kantoorgebouwen in het hiervoor genoemde onderzoek werd gevraagd wat ze vonden van het licht voor werkdoeleinden, zei slechts 20% dat daglicht voldoende was voor hun werk. De overgrote meerderheid zei dat ze 'gewoonlijk' of 'altijd' elektrische plafondverlichting gebruikten om het daglicht aan te vullen. Zelfs degenen die het daglicht als 'precies goed' hadden beoordeeld, gebruikten ook regelmatig elektrisch licht. Hoewel niet precies duidelijk is wat de redenen hiervoor zijn, zijn er aanwijzingen dat gebruikers van een gebouw ook daglicht aanvullen met werklampen. Mogelijk zorgt elektrisch licht, of het nu gaat om licht aan het plafond of een bureaulamp, voor minder contrast tussen licht en donker op het werkoppervlak, want te veel contrast kan bepaalde werkzaamheden waarbij je je ogen moet inspannen, bemoeilijken.

Fotografie: Gerry Johansson

Een evaluatie na de ingebruikneming van het eerste LEED Platinum-gebouw in de Verenigde Staten, het Philip Merrill Environmental Center, laat zien dat gebruikers van dat gebouw zeer tevreden zijn over het daglicht, ondanks zorgen over visueel ongemak (Heerwagen en Zagreus, 2005). Dit suggereert dat mensen de psychologische voordelen van daglicht kunnen waarderen, zelfs wanneer daglicht problemen oplevert tijdens het werk omdat het verblindt of als gevolg van ongelijkmatige lichtverdeling.

Natuurlijk verschillen de visuele taken die we in de hedendaagse werkomgevingen uitvoeren, sterk van de dagelijkse taken van onze voorouders. Koken, gereedschap maken, gesprekken voeren, foerageren en jagen zijn activiteiten die allemaal effectief kunnen worden uitgevoerd onder een breed scala aan lichtomstandigheden. Daarentegen vereisen lezen en werken op de computer een veel grotere mate van gezichtsscherpte, die in sommige door daglicht verlichte omgevingen mogelijk lastiger te bereiken is. Toch mist een uniform verlichte omgeving die geschikt is voor kantoorwerk, de psychologische, en misschien ook biologische, waarde van daglicht.

De houding van mensen ten opzichte van daglicht en elektrisch licht

In een onderzoek onder kantoormedewerkers in een flatgebouw in Seattle werd aan de respondenten gevraagd om de relatieve voordelen van daglicht en elektrisch licht met elkaar te vergelijken en daarbij te kijken naar psychologisch comfort, algemene gezondheid, visuele gezondheid, werkprestaties, werk waarvoor nauwkeurige observatie nodig is en de esthetiek van het gebouw (Heerwagen en Heerwagen, 1986). De resultaten laten zien dat de respondenten het daglicht in alle opzichten als beter dan elektrisch licht beoordeelden, vooral op het gebied van psychologisch comfort, gezondheid en esthetiek. Ze beoordeelden daglicht en elektrisch licht even goed voor visuele taken.

Ten tijde van dit onderzoek in 1986 was er weinig bewijs dat daglicht koppelde aan gezondheid. Sinds die tijd is er echter een golf van onderzoeken uitgevoerd naar het verband tussen licht en gezondheid. Veel van die onderzoeken richten zich op het circadiaanse systeem (slaap-waakritme) en de seizoensafhankelijke depressie (winterdepressie). Dit onderzoek is hoofdzakelijk uitgevoerd in klinische omgevingen met lichttherapie.

Het is nog wel interessant om te vermelden dat er een laboratoriumonderzoek is gedaan naar de verlichtingsvoorkeuren van personen met een seizoensafhankelijke depressie in vergelijking met personen die geen seizoensafhankelijke stemmingswisselingen of ander gedrag ervaren (Heerwagen, 1990). Mensen die last hadden van seizoensafhankelijke stemmingswisselingen, kozen voor significant hogere helderheidsniveaus voor alle lichtbronnen in vergelijking met mensen die daar geen last van hadden. Dit suggereert dat mensen met een winterdepressie inderdaad 'lichthonger' kunnen hebben en dat zij zouden kunnen profiteren van binnenomgevingen waar relatief veel daglicht binnenvalt, zoals een atrium of serre of een plek bij een raam.

Maar wat weten we over andere gezondsheidsaspecten van daglicht in de bebouwde omgeving? Uit onderzoek in ziekenhuisomgevingen, waarbij werd gekeken naar de relatie tussen de hoeveelheid binnenvallend daglicht en de resultaten van de patiëntenzorg, kwam naar voren dat patiënten met een bipolaire stoornis in lichte, op het oosten gelegen ziekenhuiskamers gemiddeld 3,7 dagen korter in het ziekenhuis verbleven dan patiënten met dezelfde stoornis in kamers op het westen (Benedetti en anderen, 2001). Vergelijkbare resultaten werden gevonden door Beauchamin en Hays (1996) voor patiënten in een psychiatrisch ziekenhuis: zij die de kamers bewoonden met het meeste daglicht, verbleven gemiddeld 2,6 dagen korter in het ziekenhuis. Geen van deze onderzoeken verschaft echter gegevens over de feitelijke lichtniveaus in de patiëntenkamers of het licht dat op het netvlies valt, zodat het moeilijk is conclusies te trekken over de blootstellingsniveaus.

Tijdens meer recent onderzoek in een ziekenhuis in Pittsburgh is de lichtsterkte in de kamer daadwerkelijk gemeten. Walch en anderen (2005) bestudeerden 89 patiënten die een electieve cervicale of spinale operatie moesten ondergaan. De helft van de patiënten bevond zich aan de zonnige kant van het ziekenhuis, terwijl de andere helft in een ziekenhuisvleugel lag waar een aangrenzend gebouw de zon zodanig blokkeerde, dat er in die kamers geen zonlicht binnenkwam. Het onderzoeksteam onderzocht de medicatietypes en de kosten, evenals het psychologisch functioneren de dag na de operatie en bij ontslag.

De onderzoekers voerden ook uitgebreide fotometrische metingen uit van het licht in elke kamer, inclusief lichtniveaus bij het raam, op de muur tegenover het bed van de patiënt en aan het hoofdeinde van het bed (waarschijnlijk ongeveer ter hoogte van de ogen van de patiënt). De resultaten lieten zien dat in de lichtere kamers de intensiteit van het zonlicht 46% hoger was. Patiënten in de lichtste kamers gebruikten 22% minder pijnstillende medicijnen en hadden minder stress en iets minder pijn. Dit resulteerde in een daling van 21% van de kosten van medicijnen voor mensen in de lichtste kamers. De mechanismen die helder licht koppelen aan pijn, zijn op dit moment echter niet bekend.

Andere potentiële voordelen van daglicht binnenshuis zijn een verbeterd gevoel van vitaliteit, minder slaperigheid overdag en verminderde angst. Zo laat een grootschalig onderzoek naar de blootstelling van kantoormedewerkers aan licht tijdens de winter in Zweden zien dat de stemming en vitaliteit werden versterkt bij gezonde mensen met een hogere blootstelling aan helder daglicht (Partonen en Lönngvist, 2000). Een andere studie laat zien dat bij gezonde volwassen proefpersonen blootstelling van een halfuur aan helder daglicht door naast de ramen te zitten de slaperigheid in de middag vermindert (Kaida et al., 2006). In die studie varieerden de intensiteit van het daglicht van ongeveer 1000 lux tot meer dan 4000 lux, afhankelijk van de aanwezigheid en mate van bewolking. Kaida et al. ontdekten dat daglicht bijna net zo effectief was als een kort dutje voor het verminderen van de normale slaperigheid na de lunch en het verhogen van de alertheid.

Fotografie: Gerry Johansson

Is daglicht biofiel?

E.O. Wilson populariseerde de term 'biofilie' in 1984 met de publicatie van zijn boek Biophilia. Daarin beschrijft hij biofilie als de menselijke neiging om zich verbonden te voelen met het leven en met 'levensachtige processen'. Wilson heeft nooit precies uitgelegd wat hij bedoelde met 'levensachtige processen' (life-like processes), maar als we kijken naar de kenmerken van het leven, kunnen we daglicht beschouwen als iets dat enkele van deze kenmerken heeft. Het daglicht wordt sterker in de loop van de dag als de zon zich langs de hemel beweegt, het verandert van kleur en intensiteit en het zorgt ervoor dat mensen over voedsel kunnen beschikken. 's Nachts veroorzaakt de afwezigheid van daglicht gedragsveranderingen en als de dagen langer worden na de lange wintermaanden, roept dat vreugde en een gevoel van welzijn op.

Wilson en anderen beschrijven biofilie als een geëvolueerde aanpassing die is gekoppeld aan onze overlevingsdrang. Het in dit artikel aangehaalde bewijs suggereert dat daglicht niet alleen 'levensachtig' is, maar ook diepgewortelde gezondheids- en psychologische voordelen heeft, die mogelijk moeilijk in stand zijn te houden in omgevingen met elektrisch licht. Natuurlijk kunnen we interieurs ontwerpen met elektrisch licht dat in de loop van de tijd van kleur verandert en dat andere kenmerken van daglicht nabootst. Maar voelt dat hetzelfde? Kunnen omgevingen die worden verlicht met elektrisch licht, dezelfde biologische voordelen bieden als daglicht? We weten de antwoorden op deze vragen nog niet, maar we weten wel dat dergelijke inspanningen energie-intensiever en duurder zouden zijn.

De 'levensachtige' en levensondersteunende eigenschappen van daglicht wijzen er sterk op dat daglicht een fundamentele menselijke behoefte is en geen lichtbron die simpelweg volgens de grillen van de eigenaar of ontwerper van het gebouw kan worden ingezet of weggelaten. De aanwezigheid van daglicht en zonlicht in gebouwen is duidelijk van invloed op onze psychologische en fysiologische beleving van een ruimte. De afwezigheid ervan creëert levenloze, saaie, onverschillige ruimtes die ons loskoppelen van onze biologische erfenis.

Referenties

1. Appleton, J. 1975. The Experience of Landscape. London: Wiley. Beauchemin, K.M. and Hayes, P. 1996. Sunny hospital rooms expedite recovery from severe and refractory depressions. Journal of Affective Disorders, 40(1): 49–51.
2. Benedetti, F., Colombo, C., Barbini, B., Campori, E., and Smeraldi, E., 2001. Morning sunlight reduces length of hospitalization in bipolar depression. Journal of Affective Disorders, 62(3): 221–223. Golden, R.N., Gaynes B.N., Ekstrom, R.D., Hamer, R.M., Jacobsen, R.M., Suppes, T., Wisner, K.L. and Nemeroff, C.B. 2005. The efficacy of light therapy in the treatment of mood disorders: a review and meta-analysis of the evidence. American Journal of Psychiatry, 162: 656–662.
3. Heerwagen, J.H. 1990. Affective Functioning, “Light Hunger,” and Room Brightness Preferences. Environment and Behavior. 22(5): 608–635.Heerwagen, J. H. and Heerwagen, D.R.1986. Lighting and Psychological Comfort. Lighting Design and Application, 16(4): 47–51.
4. Heerwagen, J.H. and Zagreus, L. 2005. The Human Factors of Sustainability: A Post Occupancy Evaluation of the Philip Merrill Environmental Center, Annapolis MD. University of California, Berkeley, Center for the Built Environment. Heerwagen, J.H. and Orians, G.H 1993. Humans, Habitats and Aesthetics. In Kellert, S.R. and Wilson, E.O. (Eds.) The Biophilia Hypothesis. Washington DC: Island Press.
5. Hildebrand, G. 1999. Origins of Architectural Pleasure. Berkeley: University of California Press.Kaida, K., Takahshi, M., Haratani, T., Otsuka, Y., Fukasawa, K. and Nakata, A. 2006. Indoor exposure to natural bright light prevents afternoon sleepiness. Sleep, 29(4): 462–469.
6. Konner, M. 1982. The Tangled Wing: Biological Constraints on the Human Spirit.
7. NewYork: Holt, Rhinehart & Winston Mottram, J. 2002. Textile Fields and Workplace Emotions. Paper presented at the 3rd International Conference on Design and Emotion, 1–3 July, Loughborough, England.
8. Orians, G.H. and Heerwagen, J.H. 1992. Evolved Responses to Landscapes. In Barkow, J., Cosmides, L. and Tooby, J.(Eds). The Adapted Mind: Evolutionary Psychology and the Generation of Culture. New York: Oxford University Press.
9. Partonen, T. and Lönngvist, J. 2000. Bright light improves vitality and alleviates distress in healthy people. Journal of Affective Disorders, 57(1): 55–61.
10. Shepherd, A.J., Jullien, W.G. and Purcell, A.T. 1989. Gloom as a psychophysiological phenomenon. Lighting Research and Technology, 21(3): 89–97.
11. Walch, J. M., Rabin, B. S., Day, R., Williams, J. N., Choi, K. and Kang, J. D. 2005. The effect of sunlight on postoperative analgesic medication use: a prospective study of patients undergoing spinal surgery. Psychosomatic Medicine, 67: 156– 163.Wilson, E.O. 1984. Biophilia. Cambridge, MA: Harvard University Press.