Vấn đề ánh sáng và chiếu sáng luôn quan hệ chặt chẽ với các thành phần kiến trúc liên quan như tường, mái, cửa… Thiết kế chiếu sáng cũng không thể tách rời hoàn toàn với thiết kế kiến trúc, nội thất. Một công trình tốt đồng nghĩa với việc có một hệ thống chiếu sáng tốt – cả chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo.

Đón ánh sáng trời

Ánh sáng mặt trời là món quà vô giá thiên nhiên ban tặng cho trái đất và con người. Trước khi con người tạo ra được những nguồn sáng nhân tạo, thì nguồn sáng dành cho con người và chiếu sáng cho công trình kiến trúc hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên, đó là nguồn sáng mặt trời. Việc khai thác nguồn sáng tự nhiên, nguồn sáng mặt trời để chiếu sáng cho công trình là một điều vô cùng quan trọng. Công trình kiến trúc sẽ không còn ý nghĩa nếu không khai thác được công năng của nó (ở, sinh hoạt, làm việc…), mà để con người có thể hoạt động được trong công trình kiến trúc nhất thiết phải có ánh sáng.

Ở một góc khác, ánh sáng tự nhiên (ánh sáng mặt trời) có chất lượng cao nhất (so với các loại ánh sáng nhân tạo), tốt nhất cho sức khoẻ và thị giác con người, tạo năng suất làm việc, lao động cao. Ánh sáng tự nhiên làm tâm lý con người thoải mái, phấn khởi; và cũng thư thái, bình yên. Ánh sáng tự nhiên còn có ý nghĩa quan trọng cho thế giới tự nhiên, môi trường thiên nhiên (cây cối, động vật) mà một phần cũng gắn liền với cuộc sống và sự làm việc của con người.

1. Các giải pháp kiến trúc khai thác ánh sáng tự nhiên

Theo tiêu chuẩn Việt Nam, trong nhà ở và công trình công cộng phải có chiếu sáng tự nhiên để đảm bảo sự làm việc và hoạt động bình thường của người và các phương tiện vận chuyển. Chiếu sáng trong nhà ở và công trình công cộng được phân chia như sau:

– Chiếu sáng hỗn hợp (bao gồm cả chiếu sáng bên và chiếu sáng trên)

Theo sự phân chia đó, có các giải pháp kiến trúc tương ứng; đó là khai thác ánh sáng qua các hệ kết cấu bao che ở bên (tường, vách, cửa); và khai thác ánh sáng từ mái. Tất cả các bộ phận kiến trúc này ngoài nhiệm vụ bao che, tạo hình kiến trúc, tạo thông thoáng còn có nhiệm vụ cực kỳ quan trọng là đón ánh sáng trời vào trong công trình. Khi thiết kế, kiến trúc sư phải nắm được tương quan và tính toán để đạt yêu cầu trên mọi phương diện: công năng, thẩm mỹ kiến trúc, kinh tế. Trong những trường hợp có những mâu thuẫn thì yếu tố công năng – cụ thể ở đây là chiếu sáng, phải được ưu tiên hơn các yếu tố khác. Không thể vì một hoặc vài ô cửa có kích thước “đẹp” nhưng lại thiếu sáng. Hoặc ngược lại, không thể vì một mặt tiền “đẹp” toàn kính mà lại đón nắng, gây chói sáng. Với hệ thống cửa nói chung – một dạng kết cấu bao che có cơ chế đóng mở linh hoạt, giải pháp chiếu sáng tự nhiên thường song hành với giải pháp thông gió tự nhiên.

2. Các giải pháp vật liệu

Thực ra, giải pháp vật liệu cũng là một phần của giải pháp kiến trúc, có sự gắn bó hữu cơ với giải pháp kiến trúc. Sử dụng các loại vật liệu có thể chủ động khai thác hay điều chỉnh nguồn sáng chính là điều cốt lõi của giải pháp này. Để khai thác nguồn sáng, tức là cho ánh sáng đi vào nơi cần đến, vật liệu cần thiết là các dạng vật liệu cho phép ánh sáng đi qua; mà phổ biến nhất là kính. Kính trắng – trong cho phép ánh sáng đi qua gần đạt mức 100%. Một số loại vật liệu khác cũng được sử dụng thay kính là các loại tấm nhựa, có thể trong suốt hoặc mờ, có thể có màu, tuỳ loại. Vật liệu kính và các loại tấm nhựa trong có tác dụng ngăn kín, và vẫn khai thác được ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên, trong một số trường hợp cần thiết có kết cấu bao che mang tính chất bảo vệ, cần ánh sáng mà vẫn cần thông thoáng, thì có thể sử dụng các loại nan chớp, hệ lam, gạch lỗ, tường hoa…

3. Chắn sáng và lọc sáng

Khai thác ánh sáng tự nhiên là điều cần thiết, song không phải lúc nào cũng cần tới ánh sáng tự nhiên một cách… tự nhiên. Có một số chỗ, một số thời điểm ta không cần hoặc phải giảm bớt cường độ sáng của ánh sáng tự nhiên. Nói một cách khác là phải có giải pháp điều chỉnh, điều hoà ánh sáng tự nhiên để có độ sáng cần thiết tương ứng với hoạt động của con người trong không gian đó, phù hợp với các thời điểm. Ở trong các không gian sinh hoạt và làm việc của con người, ánh sáng tự nhiên không nên nhận từ hướng chiếu trực tiếp của mặt trời; vì khi đó sẽ gây cảm giác thừa sáng, chói loá, khó chịu. Giải pháp quy hoạch – kiến trúc nên ưu tiên các hướng chính của công trình, các hướng khai thác ánh sáng (chính) cho không gian sinh hoạt và làm việc là hướng bắc – nam. Trong các trường hợp khai thác ánh sáng tự nhiên từ hướng đông – tây; cần phải có các kết cấu bao che bên ngoài (cửa chớp, các hệ lam, ô văng chắn nắng…) hoặc bên trong (các loại mành rèm). Phòng ngủ trong nhà ở không thể quá sáng khi ngủ nhưng cũng cần ánh sáng tràn ngập để sinh hoạt, để phấn chấn tinh thần khi ngủ dậy; các không gian cần sự kín đáo, nghiêm túc, tĩnh tại cũng chỉ cần ánh sáng có mức độ, vừa phải. Ở công trình công cộng, một số không gian lớn như sảnh chung, hành lang nếu để trống cũng quá thừa sáng, dễ gây chói (khi trời nắng gắt) công trình cũng nóng hơn khi nhận bức xạ mặt trời ở sâu phía trong. Vì vậy, việc đưa ra một giải pháp chắn sáng, và lọc sáng là điều rất cần thiết để điều tiết ánh sáng tự nhiên cho công trình.

Dù ánh sáng tự nhiên là tuyệt vời, thì mặt trời cũng tắt khi hết ngày. Và để đón một chu kỳ mới của ánh sáng mặt trời, ta phải trải qua một khoảng thời gian tương đương trong bóng tối, không có ánh sáng mặt trời. Khi loài người chưa tìm ra lửa, thì nguồn sáng tự nhiên duy nhất có thể khai thác được vào ban đêm chính là… mặt trăng. Lửa đã chiếu sáng và tạo nên những công cụ chiếu sáng nhân tạo đầu tiên cho con người, là các loại đuốc, đèn, nến… Trải qua hàng ngàn năm, cho tới năm 1879, Thomas Alva Edison, nhà phát minh người Mỹ đã nghiên cứu và chế tạo thành công ra bóng đèn điện, thì loài người đã thực sự bước sang một giai đoạn mới: chiếu sáng nhân tạo bằng năng lượng điện và không cần đốt lửa. Đó là một sáng chế vĩ đại, một trong những ảnh hưởng lớn nhất ở thế kỷ 20. Hơn 100 năm từ chiếc bóng đèn điện đầu tiên, chiếu sáng nhân tạo đã thay đổi bước dài.

Trở lại vấn đề thực tế là chiếu sáng nhân tạo trong công trình xây dựng; đây cũng là một tiêu chuẩn cần thiết như chiếu sáng tự nhiên. Công trình nào cũng cần hệ thống chiếu sáng nhân tạo bởi đều có những hoạt động thường xuyên hoặc không thường xuyên vào buổi tối, ban đêm; hoặc khi ánh sáng tự nhiên ban ngày không đủ đáp ứng (khi trời nhiều mây). Ngoài ra, chiếu sáng nhân tạo còn có tác dụng trang trí công trình một cách chủ động. Hệ thống chiếu sáng nhân tạo là một phần không thể thiếu cùng các hệ thống điện khác trong thiết kế kỹ thuật công trình.

Một hệ thống chiếu sáng nhân tạo tốt, có chất lượng phụ thuộc vào hai yếu tố chính: đó là chất lượng của thiết kế và chất lượng của thiết bị chiếu sáng (đèn). Hiện nay, các công trình kiến trúc ngày càng đòi hỏi chất lượng hệ thống chiếu sáng nhân tạo cao hơn, thậm chí đạt tới tầm nghệ thuật; chứ không đơn thuần chỉ là đủ sáng phục vụ công năng (sinh hoạt, làm việc, giao thông). Tất nhiên chất lượng chiếu sáng không tách rời giá trị thẩm mỹ của kiến trúc công trình và không gian nội – ngoại thất.

Chiếu sáng nhân tạo trong công trình phải được nghiên cứu kỹ cùng kiến trúc, nội thất công trình ở cả phương diện mỹ thuật và kỹ thuật. Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo được các giá trị công năng và tăng giá trị thẩm mỹ cho công trình, tôn hình khối và không gian công trình lên, nhấn mạnh các yếu tố tạo hình, trang trí, các điểm nhấn về chi tiết kiến trúc, nội thất. Tuỳ từng không gian, từng trường hợp cụ thể mà sử dụng ánh sáng trực tiếp (chiếu từ đèn) hay ánh sáng gián tiếp (qua các mảng chắn, khe hắt trên trần, tường).

Trong mỗi không gian cần phân loại rõ các hệ thống chiếu sáng để thiết kế cục bộ và phối hợp. Thường có thể có tới ba hệ thống chiếu sáng. Đó là:

+ Chiếu sáng chung không gian: đó là hệ thống chiếu sáng chung cho không gian, đảm bảo đều, khắp cho những sinh hoạt, giao tiếp thông thường và cho giao thông. Chiếu sáng chung phải “phủ” được những không gian và diện tích người ta có thể lui tới và sinh hoạt trong phạm vi đó. Chiếu sáng chung cần ánh sáng đều, không chói.

+ Chiếu sáng tập trung (còn gọi là chiếu sáng cục bộ): là loại chiếu sáng dành cho các công việc hay sinh hoạt đặc thù; ví dụ như khu vực tiếp khách, khu vực làm việc, bàn ăn... Chiếu sáng tập trung cần nghiên cứu kỹ tính chất, yêu cầu công việc (sinh hoạt) để đưa ra công suất bóng đèn phù hợp. Chiếu sáng tập trung có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý người sinh hoạt và làm việc.

+ Chiếu sáng trang trí: là hệ thống chiếu sáng nhằm làm tăng giá trị thẩm mỹ công trình kiến trúc. Chiếu sáng trang trí có thể là hệ thống quy mô lớn ở các công trình công cộng, nhằm làm nổi bật công trình hay một phần công trình; cũng có thể là chiếu sáng tạo điểm nhấn ở một số vị trí. Trong nội thất, chiếu sáng trang trí có thể đặc tả một góc, một diện có những chi tiết hay vật liệu cần nhấn mạnh như mảng tường âm, tranh, tượng… Chiếu sáng trang trí hiện nay cũng được đầu tư khá nhiều trong các công trình nhà ở gia đình.

Nói chung, chiếu sáng nhân tạo trên thực tế không dễ, đòi hỏi người thiết kế phải am hiểu trên nhiều phương diện: kiến trúc – nội thất, vật lý kiến trúc, kỹ thuật điện… và phải biết lựa chọn, ứng dụng những loại đèn và các thiết bị chiếu sáng hiện có trên thị trường. Việc thiết kế hệ thống quản lý và điều khiển chiếu sáng (cầu dao, aptomat, công tắc, chiết áp…) phải thật khoa học, có nguyên tắc rõ ràng; để thuận tiện trong quá trình vận hành, sử dụng cũng như sửa chữa, thay thế.

Chiếc đũa thần ánh sáng

Ánh sáng là một phần của kiến trúc. Ánh sáng góp phần làm tăng những giá trị của kiến trúc, tôn vinh kiến trúc, nâng giá trị thẩm mỹ của kiến trúc lên cao hơn. Chiếu sáng tự nhiên được nhiều kiến trúc sư ứng dụng như một yếu tố cấu thành tác phẩm. Ánh sáng tự nhiên luôn tạo nên cảm xúc về sự bất ngờ và biến đổi qua cường độ, qua thời gian, qua chất cảm vật liệu và tạo nên sự thanh khiết, hướng thiện trong tâm hồn con người. Ánh sáng, và bóng đổ trên bề mặt kiến trúc làm cho hình khối, đường nét kiến trúc phong phú hơn, đẹp hơn, có chiều sâu và tạo nên những so sánh, liên tưởng thú vị. Chiếu sáng nhân tạo thường lại gây ấn tượng một cách khác, gây sự chú ý và đẩy mạnh cảm xúc, lưu giữ hình ảnh. Chiếu sáng nhân tạo còn được sử dụng như một thủ pháp nội thất để phân định không gian, dẫn tuyến cho công trình.

Khai thác ánh sáng thiên nhiên và thiết kế hệ thống chiếu sáng (nhân tạo) luôn song hành, gắn liền với nhau, không tách rời. Thậm chí khi sử dụng cũng cần thường xuyên kết hợp ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo. Câu chuyện chiếu sáng có thể sẽ còn dài nữa khi vấn đề tiết kiệm năng lượng có ý nghĩa toàn cầu nhưng nhu cầu chiếu sáng nhân tạo cũng ngày càng tăng lên do tính chất công trình và do cả cuộc sống hiện đại không ngưng nghỉ.