The Relationship Between Natural Light Intensity and Learning in the Architecture of Safavid-Era Schools (Case Study: Chaharbagh and Jaddeh Bozorg Schools in Isfahan)

Document Type : Research Article

Authors

1 PhD Student, Department of Architecture, University of Tehran, Kish International Campus, Iran

2 Professor, Faculty of Architecture, College of Fine Arts, University of Tehran, Tehran, Iran

10.22034/ahdc.2026.24167.1901

Abstract

Natural light in Iran's historical schools, beyond providing illumination, serves as an influential factor in learning quality. However, its quantitative relationship with learning in Safavid schools—the period representing the zenith of Iranian educational architecture—has remained unexplored. This study employed a quantitative (survey-analytical) approach and was conducted in two Safavid schools in Isfahan (Chaharbagh and Jaddeh Bozorg). Illuminance data (lux) were collected from 12 distinct points during morning and afternoon sessions using a lux meter and classified into five lighting categories. Learning quality was concurrently assessed using standardized questionnaires across three age groups (16–20, 21–30, and 31–50 years) from 28 unique participants, yielding 504 subjective evaluation data points. The data were analyzed using Mann-Whitney and T-test procedures. The findings indicate that: (1) increasing illuminance up to the threshold of 11,000 lux significantly enhanced learning quality across all three learning modes (individual, discussion-based, and lecture-based), while higher intensities yielded no significant effect, suggesting an optimal lighting threshold; (2) the positive effect of light did not differ significantly among the three learning modes; (3) sensitivity to light decreased with advancing age; the 16–20 age group exhibited the greatest responsiveness, whereas the 31–50 age group demonstrated no significant dependency on increased illuminance; (4) spatial light distribution revealed that Chaharbagh School possesses greater lighting diversity compared to Jaddeh Bozorg School, with its central courtyard and northern iwan identified as the most favorable learning spaces; (5) although prevailing educational lighting standards (300–500 lux) are primarily formulated based on artificial lighting requirements, the present findings demonstrate that users of traditional schools perceived illuminance levels well beyond this range (up to 11,000 lux) as conducive to learning. Safavid schools, through elements such as iwans, central courtyards, and trees, effectively modulated sunlight from approximately 50,000 lux on rooftops to below 10,000 lux in educational interiors, and by providing lighting diversity, enabled the selection of appropriate spaces for different age groups and learning modes. Nevertheless, the generalizability of these results to other seasons and times of day requires supplementary studies.

Keywords

References

احمدی مقدم، محمد. گلجان، مهدی. یلفانی، رامین. (1400). نقش مدارس شیعی عصر صفویه در توسعه فرهنگ و تمدن اسلامی (با تأکید بر دو مدرسه‌خان شیراز و مدرسه چهارباغ اصفهان). پژوهش‌های اعتقادی کلامی، 11(41)، 30-7.
اسماعیلی، بیتا. حسینی، اکرم. (۱۳۹۹). تحلیل پیکره‌بندی مسجد مدرسه‌های ایران در دوره صفویه و قاجار. معماری اقلیم گرم و خشک، 8(12)، 244-222.
ایمانی، فاطمه. موحد، خسرو. (1396). سنجش میزان اثربخشی نور طبیعی بر کاهش استرس دانش آموزان در فضاهای آموزشی. فناوری آموزش، 12(1)، 48-41.
پوردیهیمی، شهرام. حاجی سیدجوادی، فریبرز. (1387). تأثیر نور روز بر انسان، فرآیند ادراکی و زیست شناسی-روانی روشنایی روز. صفه، 17(46)، 67-75.
پیرنیا، محمدکریم. (1385). آشنایی با معماری اسلامی ایران. تهران: سروش دانش.
تابان، محسن. اسلامی مقدم، علی. (1400). تعیین تأثیر نور طبیعی بر میزان رضایتمندی دانش آموزان از فضای آموزشی. شهرسازی ایران، 4(7)، 300-288.
حاجی قاسمی، کامبیز. (1394). گنجنامه فرهنگ آثار معماری اسلامی ایران، دفتر پنجم: مدارس. تهران: انتشارات دانشگاه شهید بهشتی
حیاتی، حامد. بهداروند، مهسا. (۱۴۰۱). بررسی تحول سازمان‌دهی فضایی در معماری مدارس دوره اسلامی: مطالعه تطبیقی دوره‌های سلجوقی، تیموری، صفوی و قاجار. پژوهش‌های معماری اسلامی، 10(1)، ۱۲6-101.
حیاتی، زهرا. بهداروند، مهسا. (۱۴۰1). تأثیر سیاست‌های آموزشی بر کالبد معماری مدارس دوره اسلامی، نمونه موردی مدارس دوره تیموری و صفوی. معماری اقلیم گرم و خشک، 10(15). 115-93.
حیاتی، حامد. بهداروند، مهسا. (1400). مقایسه تطبیقی چگونگی ارتباط میان فضای آموزشی و نیایشی در مسجد مدرسه‌های دوره تیموری و صفوی. نشریه علمی فن‌آوری آموزش، 15(3)، 610-591.
حیاتی، حامد. رحمت‌نیا، علیرضا. کاوری‌زاده، حسین. (1398). گونه‌شناسی معماری مدارس سنتی با تأکید بر تأثیر سیاست‌های آموزشی مطالعۀ موردی: دورۀ صفویه. باغ نظر، 16(81)، 82-61.
خدابخشی، سحر. فروتن، منوچهر. سمیعی، امیر. (1394). بررسی سیر تحول فضای معماری مدارس براساس ارزیابی نقش نظام آموزشی حاکم بر آنها (نمونه موردی: مدرسه سپهسالار، دارالفنون و دبیرستان البرز). باغ نظر، 12(37)، 73-61.
سارتن، جورج. 1383. مقدمه‌ای بر تاریخ علم. ترجمه‌ی غلامحسین صدری افشار، تهران: انتشارات علمی و فرهنگی.
سمیع آذر، علیرضا. (1376). تاریخ تحولات مدارس در ایران. تهران: انتشارات سازمان نوسازی، توسعه و تجهیز مدارس کشور.
شفوی مقدم، نسترن. تحصیلدوست، محمد. زمردیان، زهراسادات. (1397). کارآیی شاخص‌های نور روز در تخمین روشنایی کافی در فضا بر اساس ارزیابی کاربران. صفه، 28(80)، 97-79.
طاهرسیما، سارا. ایرانی بهبهانی، هما. بذرافکن، کاوه. (1394). تبیینِ نقشِ آموزشیِ فضای باز در مدارس ایران با مطالعه تطبیقی مدارس سنتی تا معاصر (نمونه‌های موردی: مدرسه‌های چهارباغ، دارالفنون و البرز). فصلنامه پژوهش‌های معماری اسلامی، 3(6)، 70-55.
عطایی، عارفه. تقدیر، سمانه. حمزه‌نژاد، مهدی. (۱۴۰۴). بررسی اولویت فضای باز و نیمه‌باز در ساماندهی فضایی مدارس سنتی ایران. نشریه فرهنگ معماری و شهرسازی اسلامی، 10(1)، 40-21
علاقمند، سپیده. صالحی، سعید. مظفر، فرهنگ. (1396). مطالعه تطبیقی معماری و محتوای مدارس ایران از دوره سنتی تا نوین. باغ نظر، 14(49)، 20-5.
کسایی، نورا... . (1374). مدارس نظامیه و تأثیرات علمی و اجتماعی آنها. تهران: نشر امیرکبیر.
محبیان، مصطفی. ماندگاری، کاظم. (۱۴۰۴). ارزیابی ترجیحات دیداری کاربران از نور در فضاهای معماری. نشریه هنرهای زیبا؛ معماری و شهرسازی، 30(4)، 96-83
محسنی، منصوره. خراباتی، ساجده. (۱۴۰۰). بررسی تطبیقی انعطاف‌پذیری مدارس سنتی ایران از دوره سلجوقی تا قاجار. باغ نظر، 18(98)، 82-67.
میرشمسی، محبوبه السادات. وفامهر، محسن. جهانبخش، حیدر. برزگر، زهرا. (1402). بررسی عملکرد نور روز از طریق سنجش سه شاخص شدت روشنایی، فاکتور و عمق نفوذ نور در الگوی تلفیقی مسجد-مدرسه-مسکن معماری اسلامی ایرانی (نمونه موردی: حوزه علمیه سنتی منصوریه شیراز). پژوهش‌های معماری اسلامی، 11(41)، 136-121.
نظرپور، محمدتقی. حیدری، احمد. سرمدی، سیدمرتضی. (1400). تحلیل و بررسی پیکربندی معماری فضاهای آموزشی مدارس ایرانی- اسلامی؛ مقایسه تطبیقی فضای عمومی و آموزشی در مدارس ایرانی اسلامی و مدل‌های چیدمانی معاصر. تعلیم و تربیت، 37(2)، 176-147.
وحدت طلب، مهسا. خداداد، محسن. (۱۴۰۱). نورکاهی در معماری دوران صفوی نمونه‌های موردی: خانه‌ها، عمارت‌ها و مساجد شهر اصفهان. معماری اقلیم گرم و خشک، 10(16)، 144-130
هراتی، صادق. رحیمی‌مهر، وحیده. سیستانی، محمدعلی. (۱۴۰۴). بررسی رابطه تیپ‌های شخصیتی با ترجیحات بصری به مؤلفه‌های نور و رنگ در محیط مسکونی. معماری اقلیم گرم و خشک، 13(21)، 14-1
هیلن‌براند، رابرت. (1393). معماری اسلامی. ترجمه باقر آیت ا... زاده شیرازی. تهران: انتشارات روزنه.
هیلن‌براند، رابرت. (1390). معماری اسلامی. ترجمه ایرج اعتصام. تهران: انتشارات سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری تهران.
- Çoban, G., & Sali, S. E. (2026). Examination of daylight performance in educational buildings: The case of Afyon Kocatepe University. Ain Shams Engineering Journal, 17(7), 104190.
Gibson, J. J. (1979). The ecological approach to visual perception. Houghton Mifflin.
Mason, L., Ronconi, A., Scrimin, S., & Pazzaglia, F. (2022). Short-term exposure to nature and benefits for students' cognitive performance: A review. Educational Psychology Review, 34,639-647. 
Mirzaei, B., & Adibhesami, M. A. (2026). The geometry of light and learning: Socio-spatial dynamics in a historic school-mosque. International Journal of Building Pathology and Adaptation, 1-17. 
Pallasmaa, J. (2005). The eyes of the skin: Architecture and the senses (2nd ed.). Wiley
Pulay, A. S. (2022). Awareness of daylighting on student learning in an educational facility [Master's thesis]. Florida Atlantic University, Department of Architecture.
Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12(2), 257-285.
Wang, Y., Li, X., & Zhang, J. (2025). Lighting effects on visual and cognitive adaptation in multimedia classrooms: A multimodal neurophysiological study. Building and Environment, 285, 112-128.. 
Journal of Architecture in Hot and Dry Climate
Volume 13, Issue 21
May 2025
Pages 29-44

Files

Share

How to cite

Statistics