รูปที่1 แสดงวิธีการใช้แสงส่องอาคารที่มีชื่อเสียงแห่งหนึ่งของโลกคือ ตืก Empire Stage ในเมืองนิวยอร์ค ไฟส่องอาคาร ของ โครงการนี้ ออกแบบโดย นักออกแบบแสง ชื่อ Douglas Leigh ซึ่งได้ทำการ ออกแบบงานนี้ไว้ ตั้งแต ่ปี พ.ศ. 2519 โดยมีการใช้หลอดไฟ สีแดง ขาว และน้ำเงิน ส่องไปบริเวณยอดอาคาร เพื่อเน้นองค์ประกอบต่างๆ บริเวณนั้น
ในรูปนี้ ยังได้แสดง ให้เห็นว่า อาคารในเมืองใหญ่ๆ ของ สหรัฐ อเมริกา กำลัง แข่งขันกัน เรื่องการให้แสงไฟกับ งานสถาปัตยกรรม ในเวลากลางคืน ทำให้ทัศนีย์ภาพ ของ มหานคร นิวยอร์ค ดูเจิดจ้า และสว่างไสว

บทนำ

บทความนี้เป็น การกล่าวถึง แนวทางการใช้ ไฟแสงสว่าง ในงานสถาปัตยกรรม ที่ออกแบบโดย นักออกแบบแสง (Lighting Designer) ของ สหรัฐอเมริกา และ ชาติทางตะวันตก จากเนื้อหา ที่ท่านจะได้อ่านต่อไปจะเห็นว่า การใช้ ไฟ ส่องอาคาร ไม่ใช่เรื่องที่ทำกันง่ายๆ จำเป็นต้อง อาศัยผู้เชี่ยวชาญ ในด้านนี้โดยตรง เป็นผู้ดำเนินการ ตั้งแต่ การวาง แนวความคิด ในการจัด แสง การเลือกใช้หลอดไฟฟ้า ขนาด ของ ความส่องสว่าง และ ทิศทางการให้แสง องค์ประกอบทั้งหมดนี้ ถ้าเลือกใช้ แตกต่างกัน จะมีผลต่อ ความรู้สึก และ บรรยากาศ ที่ไม่เหมือนกันอย่างสิ้นเชิง

วัตถุประสงค์ ในการนำเสนอบทความนี้ เพื่อให้ ผู้อ่าน รับรู้ถึง ข้อมูลและ ตระหนักว่า การใช้ ไฟส่องอาคาร เป็น ศาสตร์ อีก แขนงหนึ่ง ซึ่งมี รายละเอียดมาก และ ผู้ที่เกี่ยวข้อง ควรศึกษา หา ข้อมูล เพิ่มเติม เพื่อพัฒนาการทำงานต่อไป ในอนาคต

รูปที่ 2 และ 3 เป็นรูปถ่ายด้านหน้า และผังบริเวณของอาคาร RCA ในนครนิวยอร์ค ซึ่งได้รับ การออกแบบแสง และ ไฟส่องอาคารโดย นักออกแบบ ชื่อ Abe Feder การออกแบบ ไฟส่องอาคาร ของ โครงการนี้ ผู้ออกแบบ ได้ใช้วิธีตั้ง โคมไฟหลัก ที่ใช้ส่องอาคาร ไว้บน หลังคาอาคาร ที่อยู่ ฝั่งตรงข้าม เพื่อให้มีระยะ ในการ สาดแสง จับมายังตัวอาคาร ได้ทั้งหลัง
โดยที่ Feder ได้ใช้หลอดไฟประเภท Metal Halide จำนวน 314 หลอด ที่ออกแบบ ขึ้นเฉพาะ สำหรับ โครงการนี้ สร้าง และ ผลิตโดยบริษัท General Electric หลอดดังกล่าง มีกำลังส่องสว่างมากกว่า หลอดธรรมดา ที่มีขนาดเท่ากัน
แนวคิดหลัก สำหรับ การออกแบบ ไฟส่อง อาคารหลังนี้ คือ จัดแสงเพื่อ เน้นให้ อาคาร ที่มีความสูงอยู่แล้ว ให้ดูชะลูดสูงมากที่สุด และ ใช้ส่วนของ อาคารที่มีการ ลดระดับบริเวณ ด้านหน้า และ ด้านข้าง ให้เกิดแสง และเงา
สำหรับ ยอดอาคาร ผู้ออกแบบได้เพิ่ม หลอดไฟ ประเภท โซเดียมความดันสูง จำนวน 28 ดวง ตั้งไว้ให้ส่องที่ ส่วนบน ของอาคาร เพื่อเน้น บริเวณ ยอดอาคาร และ ลดเงาของ อาคารที่เกิดจาก ไฟแสงสว่าง ที่ส่อง มาจากด้านล่างอีกด้วย

รูปที่ 4 และ 5 แสดงวิธี การออกแบบ ไฟส่องอาคาร ของ ธนาคาร Fleet National โดยมี R.I. Hok เป็น สถาปนิก ผู้ออกแบบ อาคาร และ ไฟส่องอาคาร แนวความคิด ในการใช้ ไฟส่องอาคาร ของสถปนิกผู้นี้ ใช้วิธี แตกต่างจาก โครงการอื่นๆ คือ แทนที่จะใช้ ไฟส่องเข้าหา ตัวอาคาร ผู้ออกแบบ ได้ใช้วิธี ซ่อนไฟ ไว้บริเวณ หลังคาอาคาร ที่มีการ ลดระดับ เป็น ชั้นๆ แสงไฟที่จัดไว้ จะเน้นเฉพาะ ตัวอาคารส่วนกลาง เป็น ส่วนใหญ่ หลอดไฟ ที่ใช้ในโครงการนี้ เป็น หลอด ชนิด โซเดียม ความดันสูง แสงของ หลอดชนิดนี้ จะช่วยเน้นสีเทาของ หิน Linestone ที่ใช้บุอาคารนี้ดูเด่น โดยที่ได้ เลือกใช้ หลอดประเภท เมคิวรี่ มาส่องเน้น ที่ยอดอาคาร เพื่อให้เกิด สีแตกต่าง จาก บริเวณอื่นๆ ของ อาคาร

รูปที่ 6 และ 7 แสดงถึงการออกแบบไฟ ของ อาคาร Vemont Statehouse ซึ่งเป็นตัวอย่างอาคารแบบ โปราณ ออกแบบโดยสถาปนิกชื่อ Vt. Robert Barley และออกแบบไฟส่องอาคาร โดย Sylvan Shemitz and Associates วิธีการ ออกแบบไฟส่องอาคาร สำหรับ สถาปัตยกรรม โบราณ แตกต่างจาก การ ออกแบบไฟส่อง อาคาร สมัยใหม่ เนื่องจาก อาคาร โบราณ มักมีรูปทรง หลายเหลี่ยม และ ใช้วัสดุ บุผิวภายนอก หลายชนิด มากกว่า อาคารใน ปัจจุบันมาก ทำให้ การจัดแสง ทำได้ยากกว่า แต่ถ้าทำได้ดี จะดูน่าสนใจ
สำหรับโครงการนี้ ผู้ออกแบบได้ใช้แสงจาก หลอดไฟ สองชนิด มาประกอบกัน คือ หลอด HPS. เป็นไฟหลักใช้ส่องแบบ มุมกว้าง บริเวณ ด้านหน้า อาคาร และ ใช้หลอด Metal halde เสริมในบางจุด เช่น บริเวณเงามืด ที่เกิดจากไฟหลัก ทำให้สีของ อาคารดู น่าสนใจยิ่งขึ้น

ประเภทของหลอดไฟฟ้าที่ใช้กับงานภายนอก

เทคโนโลยี่ในเรื่อง หลอดไฟฟ้า ได้ก้าวกระโดดไปอย่างมาก ภายหลังจากที่มีการคิดค้น หลอดฟลูออเรเซน และ หลอดประเภท high intensity discharge ซึ่งให้แสงสว่างมาก แต่กินไฟน้อย และ อายุการใช้งานยาวนาน กว่า หลอดไส้ธรรมดา หลังจากหลอดทั้งสองชนิดได้เกิดขึ้นแล้ว มีการพัฒนา หลอดไฟ ที่มีคุณสมบัติ ดีขึ้นเรื่อยๆ ดังจะได้นำเสนอต่อไป
ในปัจจุบัน หลอดไฟฟ้าที่ นักออกแบบ นิยมนำมาใช้โดยเฉพาะกับอาคารสาธารณะต่างๆนั้นได้แก่ หลอดประเภท โซเดียมความดันสูง high pressure sodium (HPS) คุณสมบัติ ของหลอดชนิดนี้ คือ มีกำลังส่องสว่างสูง แต่กินไฟต่ำ (ประมาณ 140 lumens ต่อ วัตต์) และมีอายุหลอดยาวนานมาก (12,000-20,000 ชั่วโมง) แต่ข้อจำกัดคือ เรื่องสีของวัตถุ ที่แสงนี้ ตกกระทบ จะให้ สีที่ไม่ครบถ้วน ตามธรรมชาติ
จากผลการทดลองในห้องทดลองที่ Lawrence Berkeley ณ ประเทศสหรัฐอเมริกา พบว่า ลูกตาดำ ของ มนุษย์ จะขยายตัวมาก ภายใต้แสงไฟ จาก หลอด high pressure sodium (HPS) ยังผลให้ ความสามารถ ในการมองเห็น ลดลง การทดลองนี้ทำให้เกิดการต่อต้านหลอดชนิดนี้ เป็นอย่างมาก แต่มีผู้ไม่เห็นด้วยกับ ผลการทดลอง ดังกล่าว และ คัดค้านแนวความคิดนี้ โดยให้ เหตุผลว่า การที่แสงไฟจากหลอด HPS ทำให้ม่านตาขยายนั้น มีผลเพียงเล็กน้อยต่อการมองเห็น และ ยังได้อ้างถึง ข้อมูล จาก ห้องทดลอง ของ ประเทศยุโรป ที่ให้ข้อมูลว่า คนสามารถ มองเห็นได้ดีขึ้น ภายใต้แสงไฟ จาก หลอด high pressure sodium เสียด้วยซ้ำ
มีเมือง และ รัฐหลายแห่งในประเทศสหรัฐอเมริกาได้ออกคำสั่งให้ใช้หลอด HPS กับ โคมไฟ ส่องถนน และ ทางเดินสาธารณะ เพราะ ได้คำนึงถึง ความประหยัดพลังงาน และ กระแสไฟฟ้า เป็นหลักใหญ่
คำสั่งนี้ ก่อให้เกิดกระแส การคัดค้าน ในหมู่นักออกแบบแสง (Lighting Designer) ที่มีความเห็นว่า คุณสมบัติ ของแสง และ การมองเห็นที่ดี เป็น เรื่องของ การสร้าง สภาวะแวดล้อม ที่มีคุณภาพ และ การเปิดไฟเหล่านี้จะเปิดเฉพาะกลางคืน ซึ่งค่าไฟฟ้า ในช่วงนั้นมีราคาต่ำกว่าเวลากลางวัน ข้อมูลนี้ เป็นจริงเฉพาะในประเทศสหรัฐฯ เนื่องจาก ในประเทศไทย มีการเก็บ ค่าธรรมเนียมการไฟฟ้าเพิ่มสำหรับองค์กรธุรกิจในช่วง 6 โมงเย็น ถึง 3 ทุ่ม - (ผู้เขียน) ทำให้ ผลทาง ด้าน ประหยัด พลังงาน ไม่ควรนำมากล่าวอ้างในการออกกฎนี้
สาเหตุที่ เหล่านักออกแบบแสง มีความรู้สึกรังเกียจ หลอด HPS เป็นอย่างมากนั้น เนื่องจาก หลอดชนิดนี้ ให้แสงที่ดูดีเฉพาะ ในโทน สีเทา หรือ น้ำตาลเท่านั้น เหมาะ สำหรับวัสดุประเภท ผิวคอนกรีต หิน ผิวทราย และ พวก Linestone แต่ให้สี ที่แย่มากๆ ในโทนของ สีแดง เขียว น้ำเงิน และ ฟ้า ยังผลให้ สีผิวของ คน และ ใบไม้ ภายใต้ แสง ของหลอด ชนิดนี้ ดูผิด ธรรมชาติไปเป็น อย่างมาก
ปัญหาเหล่านี้นักออกแบบแสงทราบดี จึงพยายาม แนะนำให้ใช้ หลอดชนิดอื่นๆ มาใช้แทน เช่น หลอดประเภท metal halide ซึ่งให้ แสงในโทน สีแดง เขียว และ น้ำเงินใบไม้ และ สีผิวของ มนุษย์ จะดูเป็นธรรมชาติ แต่ปัญหาใหญ่ของหลอด metal halide คือ มีประสิทธิภาพต่ำ ทั้งในเรื่องอายุการใช้งาน และ การให้แสงไฟ เมื่อเทียบกับ หลอด HPS
ทางแก้ไข คือ การผสมประสานหลอดไฟหลายๆ ชนิด ในการออกแบบแสงสำหรับสถานที่หนึ่งๆ ที่มีวัสดุต่างๆ แบบ ตัวอย่างเช่น บนพื้นผิวขนาดใหญ่ และ โค้งมน เช่น โดมหลังคา เสาโรมัน สามารถใช้แสงไฟจากหลอด HPS ฉายลงบนผิวนั้นเพื่อให้อาคารสว่างไสวแล้วใช้หลอด metal halide หรือ หลอด mercury เสริมเข้าไปโดย ส่องใน มุมที่ แตกต่างกัน เพื่อช่วยเพิ่มสีต่างๆ ที่ขาดหายไป ของ หลอด HPS

สำหรับไฟสนาม หรือ สวนสาธารณะ สามารถใช้หลักการเดียวกัน คือ ใน บริเวณกว้าง ให้ใช้หลอด HPS เพราะหลอดชนิดนี้ มีประสิทธิภาพสูง ประหยัดไฟ และ ส่องสว่างได้บริเวณกว้าง ส่วน พื้นที่ที่จะเป็นจุดเด่น เช่น รูปปั้น อนุสาวรีย์ หรือ รูปประติมากรรม ให้ใช้ หลอดไฟประเภท metal halide หรือหลอด tungsten-halogen ซึ่งมีสีสดใส ส่องเน้นเป็นบริเวณๆ ตามความต้องการ

สำหรับหลอดไฟประเภทอื่นๆ มีคุณสมบัติของสีแตกต่างออกไป โดย สามารถให้ข้อมูลคร่าวๆ ได้ดังนี้
-หลอดไฟพวก tungsten-halogen จะเหมาะกับวัตถุพื้นสีแดง -หลอด low-pressure sodium ใช้กับพื้นผิวสีเหลือง
-ส่วนพื้นสีขาวควรใช้หลอด metal halide
-และสุดท้าย หลอด mercury ควรใช้กับ พื้นที่มีโทน สีน้ำเงิน และ ฟ้า

รูปที่ 12 อาคาร Centrust Towers ในเมือง Miami ออกแบบไฟส่องอาคารโดย Douglas Leigh ได้ใช้หลอดไฟ Metal halide วางตามแนว ขวางอาคารเป็นขั้นๆ เพื่อเน้น เส้นสาย และความโค้งของตัวอาคาร นั่นเอง

รูปที่ 13 หลอดโซเดียมความดันสูง ได้ถูกใช้ ประดับ อนุสาวรีย ที่สะพาน The Hope Memorial ที่เมือง Cleveland ซึ่งใช้หินทรายเป็นวัสดุบุผิว

อุตสาหกรรม ไฟสนามในประเทศอเมริกาแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ อุตสาหกรรม ที่ผลิตโคมไฟสนาม แบบสมัยใหม่ ลวดลายน้อย ใช้เส้นสายง่าย ปริมาณการผลิต ของ ธุรกิจแบบนี้ จะผลิต เป็นจำนวนมากเพื่อให้ต้นทุนต่ำ ทำให้สามารถขายในราคา ต่อหน่วยต่ำ โรงงาน ที่ผลิตสินค้า แบบนี้ จะมีเป็นจำนวนมาก ในขณะ ที่อีกอุตสาหกรรมหนึ่งจะมีจำนวนที่น้อยกว่า ซึ่งเป็น โรงงาน ที่ผลิต โคมไฟสนาม ที่เลียนแบบโคมโบราณ ของ ศตวรรษที่ 18 และ 19

นักออกแบบไฟสนาม ได้แบ่งตัวเองเป็น สองประเภท เหมือน อุตสาหกรรม การผลิต โคมไฟสนาม ดังกล่าวข้างต้น คือนักออกแบบไฟสนามพวกหนึ่ง จะต่อต้านการใช้โคมไฟแบบโบราณ และ ใช้แต่ โคมไฟ สมัยใหม่ รวมทั้ง หลอดไฟ ที่มี ประสิทธิภาพ และ การส่องสว่างสูง นักออกแบบ พวกนี้ ถูกล้อเลียนว่าเป็นพวก ออกแบบ ก้านแสง ที่ปวดตา (glare sticks)
ขณะเดียวกัน นักออกแบบไฟสนามอีก พวกหนึ่ง นิยมใช้ โคมไฟรูปแบบโบราณในการออกแบบไฟสนามโดยให้เหตุผลว่า โคมไฟ เหล่านี้มีคุณค่า เกินกว่า เป็นเพียง ตัวให้แสงสว่าง เท่านั้น แต่ยังช่วยสร้าง บรรยากาศ และ การใช้โคมเหล่านี้ช่วยลดแสงจ้า เพราะ หลอดไฟ ที่ใช้กับ ดวงโคม เหล่านี้ มักมีกำลัง ไฟต่ำ ดังนั้น การตั้งโคม จะต้อง วางตำแหน่ง ค่อนข้างชิดกัน เพื่อให้ปริมาณความสว่างเพียงพอ

มีกฎหมาย หลายฉบับในสหรัฐอเมริกา ที่บังคับเกี่ยวกับวิธีการออกแบบไฟสนาม เช่น กฎหมายเรื่อง มลภาวะทางแสง ระบุว่า แสงไฟ จาก หลอดไฟ จะต้อง ไม่รบกวน บริเวณข้างเคียง มีผลให้เกิด การพัฒนา หลอดไฟชนิดใหม่ ซึ่งมีครอบ และตัวสะท้อนแสงที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ สามารถ ควบคุม การส่องออก ของ แสง ไว้ให้มี มุมน้อย กว่าสิบแปดองศา จากแนวราบ (ฃึ่งเป็น บริเวณ ที่ไม่ก่อให้เกิด ความระคายเคือง แก่สายตา) หลอด และ โคมชนิดนี้ทำให้นักออกแบบแสงไฟ สามารถ ควบคุมปริมาณ และ ลำแสงได้ใน ตำแหน่งที่ต้องการ

รูปที่ 14 การให้แสงของนักออกแบบ Howard Brandston เป็นตัวอย่างที่ดีของ การจัดไฟ ในสวนและทางเดินสาธารณะตัวอย่างหนึ่ง นักออกแบบ ไฟแสงสว่าง ผู้นี้ ได้ใช้หลอด Incandescent ชนิดหลอดใส ติดตั้งใน โคมอลูมิเนียม ซึ่งช่วย บังคับแนว ของแสงไฟ ให้ส่องเป็น สอง ทิศทาง คือ ส่องขึ้นำปที่พุ่มไม้ด้านบน และ ส่องลง บนทางเดิน เบื้องล่าง

พื้นที่การใช้งาน

Footcandles

Lux

5

50

1

10

15

150

20

200

30

300

50

500

10

100

15

150

20

200

25

250

5

50

10

100

15

150

20

200

0.5

5

1

10

2

20

5

50

5

50

10

100

20

200

2

20

0.9

10

4

43

2

20

0.6

6

2

22

0.5

5

0.2

2

0.8

9

ชนิดของวัสดุ

%
สะท้อน แสง

หลอดไฟฟ้าที่ให้แหล่งกำเนิดแสง

หลอด Clear Mercury

หลอด Metal Halide

หลอด High Pressure Sodium

78% - 85%

/

/

/

/

/

/

/

/

/

40%-70%

/

/

/

/

20% - 45%

/

/

/

/

/

/

/

-อิฐแดงเข้ม

10% - 20%

/

-หิน Brownstone

/

/

-อิฐสีเทาเข้ม (Dark Gray Brick)

/

/

/