zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 3): Chương 2 - Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Báo xấu

10
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 3) - Chương 2 Chiếu sáng tự nhiên, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nguồn chiếu sáng tự nhiên; đánh giá chiếu sáng tự nhiên; yêu cầu chiếu sáng tự nhiên; tính toán chiếu sáng tự nhiên; điều chỉnh ánh sáng mặt trời;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 3): Chương 2 - Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội

CHƢƠNG 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN
2.1. NGUỒN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN • Ánh sáng ban ngày (Day light ) và Ánh sáng mặt trời (Natural light) • Ánh sáng ngoài nhà có thể đến trực tiếp từ mặt trời hoặc nó có thể khuyếch tán bởi khí quyển (như các đám mây) • Thuật ngữ Ánh sáng ban ngày có nghĩa chặt chẽ hơn và thường dùng cho cả 2 thuật ngữ trên. • Về ngôn ngữ kỹ thuật thì chỉ có nghĩa là ánh sáng khuêch tán • Ánh sáng mặt trời vào phòng thông qua lỗ cửa lấy sáng  Ánh sáng mặt trời có 2 thành phần chính: • Ánh sáng trực tiếp là tia sáng xuyên qua khí quyển truyền thẳng tới mặt đất, tạo nên độ rọi trực tiếp (Ett). • Ánh sáng tán xạ (khuyếch tán) của bầu trời là các tia sáng bị tầng khí quyển và các đám mây làm cho tán xạ trước khi truyền xuống mặt đất (Ekt).  Độ rọi toàn phần trên một điểm bất kỳ ngoài nhà, nơi quang đãng: Eng = Ett + Ekt  Tuy nhiên, trong thực tế, ánh sáng trực tiếp có tác dụng tăng cường rất lớn, nhưng thay đổi liên tục, không đủ căn cứ để xét đưa vào tính toán. Vì vậy trong tính toán chiếu sáng tự nhiên: Eng = Ekt
2.2. ĐÁNH GIÁ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN  Kết quả sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng phòng được đánh giá trực tiếp bằng độ rọi tự nhiên tại các điểm khác nhau trên bề mặt làm việc  Khi đô rọi ngoài nhà thay đổi - > Độ rọi tự nhiên trong nhà cũng thay đổi  Hệ số chiếu sáng tự nhiên (Kí hiệu: DF hoặc eM ; %) EM DF  eM   100% EN Trong đó: DF: (hoặc eM) Hệ số chiếu sáng tự nhiên hay hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm M trong nhà, %; EM : độ rọi tự nhiên tại điểm M, lx; EN : độ rọi nằm ngang ngoài nhà ở cùng thời điểm khảo sát do cả bầu trời khuếch tán gây ra, lx.
2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.3.1. Độ rọi tự nhiên yêu cầu : Eyc (lux)  Độ rọi yêu cầu nhằm đảm bảo nhìn rõ các chi tiết để hoàn thành tốt các công việc  Quy định độ rọi tự nhiên yêu cầu là độ rọi tại thời điểm tắt đèn buổi sáng và bật đèn buổi chiều.  Để tránh xảy ra sự điều tiết của mắt khi chuyển từ sử dụng ánh sáng nhân tạo sang ánh sáng tự nhiên (và ngược lại), độ rọi tự nhiên yêu cầu cũng đƣợc chọn đúng bằng độ rọi nhân tạo yêu cầu.  Tại các thời điểm này, độ rọi tự nhiên trong nhà EM phụ thuộc vào đội rọi ngoài nhà (EN) và cách tổ chức lỗ cửa chiếu sáng.  Độ rọi ngoài nhà lúc này được gọi là Độ rọi giới hạn ngoài nhà Egh ((EN = Egh).  Độ rọi Eyc cũng được thể hiện theo hệ số độ rọi tự nhiên yêu cầu (eyc) trong quan hệ với độ rọi giới hạn Egh : E yc DFyc  e yc  100% E gh • Tính toán chiếu sáng tự nhiên tại Việt Nam : Egh = 4000 lux
2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.3.1. Độ rọi tự nhiên yêu cầu : Eyc (lux) (cont)
2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.3.2. Kích thƣớc cửa chiếu sáng  Nếu độ rọi giới hạn nhỏ thì cần diện tích các cửa chiếu sáng lớn và ngược lại nhằm đảm bảo cùng một giá trị độ rọi yêu cầu trong nhà.  Diện tích cửa chiếu sáng liên quan: kinh tế xây dựng, giải pháp kiến trúc xây dựng, chế độ thông thoáng và vệ sinh môi trường…  Yêu cầu mở rộng cửa đối với khí hậu nhiệt đới nóng ấm Việt Nam cần lớn hơn so với các nước có khí hậu lạnh và nóng khô.
2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.3.3. Tiện nghi môi trƣờng ánh sáng trong nhà  Do sự thay đổi rất lớn của độ rọi ngoài nhà (EN), có thể xảy ra độ rọi trong phòng lúc giữa trưa lớn gấp nhiều lần độ rọi tại các thời điểm giới hạn.  Độ rọi quá cao trên mặt phẳng làm việc không hoàn toàn là giải pháp tiện nghi, và sự quá dƣ thừa ánh sáng trong không gian nội thất có thể gây ra tâm lý mệt mỏi, căng thẳng.  Tuy nhiên hiện tượng này có thể dễ dàng khắc phục bằng các cấu tạo điều chỉnh ánh sáng. Giải pháp chiếu sáng tự nhiên phòng học
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.4.1. Ba thành phần của chiếu sáng tự nhiên  Ánh sáng tự nhiên có thể tới một điểm tại mặt phẳng làm việc qua 3 con đƣờng. Độ rọi tự nhiên tại điểm M trong phòng EM , gồm: (1) SC - Độ rọi do phần bầu trời: ánh sáng từ một mảnh nhỏ của bầu trời nhìn thấy từ điểm khảo sát; (2) ERC - Độ rọi do phần phản xạ bên ngoài: ánh sáng phản xạ bởi các đối tượng ở bên ngoài, ví dụ: công trình đối diện. e yc (3) IRC - Độ rọi do thành phần phản xạ bên trong: ánh sáng phản xạ từ các bề mặt trong nhà (trần, tường, sàn) tới điểm khảo sát (AS qua cửa sổ, nhưng không trực tiếp tới mặt phẳng làm việc, chỉ sau khi phản xạ qua các bề mặt bên trong, nhất là trần).  Hệ số chiếu sáng tự nhiên DF (hệ số độ rọi tự nhiên): DF = eM =SC + ERC + IRC
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.2. Các phƣơng pháp tính toán chiếu sáng tự nhiên Có nhiều phương pháp để xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên và 3 thành phần của chiếu sáng tự nhiên:  Biểu đồ Danhiluc (Nga)  Phương pháp CSTB của Pháp  Phương pháp của CIE (Hội chiếu sáng Pháp khuyến nghị sử dụng)  Phương pháp Moon àn Spencer (Anh)  Phƣơng pháp BRE (Building Research Etablishment) dùng nhiều ở Châu Âu (đã được British BRE sáng tạo 1968)
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) DF = SC + ERC + IRC a. Tính SC (Phần ánh sáng do bầu trời tạo ra) Chuẩn bị:  Vẽ mặt bằng và mặt cắt phòng theo cùng 1 tỷ lệ lên giấy can.  Xác định mặt phẳng làm việc, điểm tính toán M. Thƣớc đo góc vòng gồm 2 nửa :  Nửa trên (mặt thứ nhất) dùng với hình vẽ mặt cắt phòng và cửa sổ để được thành phần bầu trời ban đầu (cho cửa sổ băng có độ dài vô tận).  Nửa dưới (mặt thứ 2) dùng với hình vẽ mặt bằng phòng để tìm hệ số hiệu chỉnh cho của sổ có chiều dài nhất định. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) a. Tính SC (Phần ánh sáng do bầu trời tạo ra) (cont) Bƣớc 1: • Đối với nửa trên: đặt thước đo góc lên mặt cắt, đáy trên mặt phẳng làm việc và tâm O của nó tại điểm cần khảo sát (M). • Vẽ hai đường: từ mép trên và dưới cửa sổ (P, R) đến O cắt vòng ngoài biểu đồ, đọc các trị 4.8 số này (trường hợp này là 4,8 và 0,2). 200 • Chênh lệch giữa hai trị số 0.2 này(là 4,6) là thành phần bầu trời ban đầu. (Nếu mép dưới cửa sổ ở đúng hoặc thấp hơn mặt phẳng làm việc thì số đọc trên đường OP là trị số cần tìm). • Xác định trung điểm của cửa sổ và đọc góc cao trung bình cửa sổ từ thang trong (đó là một thước đo góc thông thường), trường hợp này là 200.
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) a. Tính SC (Phần ánh sáng do bầu trời tạo ra) (cont) Bƣớc 2: • Đối với nửa dƣới: đặt thước đo góc lên mặt bằng, tậm O của nó tại điểm cần khảo sát M. • Vẽ các đường tia từ điểm O đến hai mép cửa sổ (M và N). • Từ góc cao đã tìm được trong bước 1 (20o), trên trục tung biểu đồ xác định vị trí trị số này. Từ đây vẽ một cung tròn tâm tại O, cắt 2 tia OM và ON, gióng xuống thang trong của biểu đồ, xác định được 2 trị số (trường hợp này là 0,32 và 0,18). • Nếu điểm khảo sát M ở khoảng trƣớc cửa sổ (2 trị số ở 2 bên của tâm điểm), hệ số hiệu chỉnh sẽ là tổng hai trị số đó (0,32+0,18=0,5). Nếu M nằm ngoài khoảng trƣớc cửa sổ (2 trị số cùng ở một bên), thì hệ số điều chỉnh phải là hiệu số của hai trị số đó. • Thành phần bầu trời sẽ là: Khoảng trước cửa sổ SC = 4,6 x 0,5 = 2,3%. H-Hệ số hiệu chỉnh thành phần bầu trời
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) b. Tính ERC (Phần ánh sáng phản xạ từ bên ngoài) TH1: Nếu bên ngoài không có công trình che chắn, sẽ không có giá trị này. TH2: Trƣờng hợp có công trình che chắn, sẽ tính toán nhƣ sau: 1. Xác định hệ số bầu trời do công trình che chắn như các bước trên. 2. Nhân giá trị tìm được với tỷ lệ độ chói của mặt tường nhà so với độ chói bầu trời.  Tỷ lệ này tính bằng 0,5 x hệ số phản xạ của mặt tường.  Nếu không biết hệ số phản xạ, có thể lấy bằng 20% Kết quả tính được là ERC hệ số độ rọi của ánh sáng phản xạ ngoài.
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) b. Tính ERC (Phần ánh sáng phản xạ từ bên ngoài) PP1: Sử dụng công thức: Trong đó: W - Diện tích cửa sổ (m2), A - Tổng diện tích trần, sàn và tường bao gồm cửa sổ. fw - Hệ số phản xạ trung bình của 3 bức tường nằm dưới đường đi qua tâm cửa sổ (loại trừ bức tường có cửa sổ), cw - Hệ số phản xạ trung bình của trần và phần trên của 3 bức tường nói trên, C - Hệ số phụ thuộc góc che ngoài
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) b. Tính IRC (Phần ánh sáng phản xạ từ bên trong) A1 PP2: Sử dụng toán đồ 1. Tìm tỉ lệ của diện tích cửa sổ với diện tích của các bề mặt trong phòng (trần+ sàn+ các tường, kể cả cửa sổ) và đặt trị số này vào thang A. C1 2. Tính hệ số phản xạ trung bình (theo diện tích) của tất cả các bề mặt B1 trong phòng kể cả cửa sổ, đặt vào cột B. Vẽ đường thẳng nối 2 điểm ở cột A và B 3. Giao điểm của đường thẳng với cột C chính là hệ số độ rọi do phản xạ trong, nếu bên ngoài không có công toán đồ IRC trình che chắn. Sử dụng Toán đồ IRC A-Tỉ số diện tích cửa sổ/tổng diện tích bề mặt; B-Hệ số phản xạ trung bình; C- thành phần ERC không có che chắn; D - Góc che (độ); E-thành phần ERC có che chắn;
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) 2.4.3. Toán đồ xác định hệ số chiếu sáng tự nhiên (PHƢƠNG PHÁP BRE) b. Tính IRC (Phần ánh sáng phản xạ từ bên trong) (cont) A1 PP2: Sử dụng toán đồ (cont) 4. Nếu có công trình che chắn, xác D1 định góc cao của nó trên cột D. (Cách xác định góc cao như của cửa sổ trong bước 1) C1 • Từ đó, vẽ đường thẳng từ điểm này E1 qua điểm vừa tìm trên trục C, kéo dài B1 cắt trục E. Đó là hệ số độ rọi do phản xạ trong cần tìm toán đồ IRC Sử dụng Toán đồ IRC A-Tỉ số diện tích cửa sổ/tổng diện tích bề mặt; B-Hệ số phản xạ trung bình; C- thành phần ERC không có che chắn; D - Góc che (độ); E-thành phần ERC có che chắn;
2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN (cont) Ví dụ: Một phòng kích thước 5x4x2,7 m3 , có một cửa sổ 2,5 x1,5 m2 . Diện tích bề mặt tổng cộng là 5x4x2+2x(5+4) x2,7 = 88,6m2, diện tích cửa sổ là 3,75m2, như vậy tỉ lệ là 3,75/88,6 = 0,042. Nếu tường =0,3, thì từ Bảng 1 của D.2.4, trị số trung bình sẽ là 0,35 (35%). Xác định theo đường 1 trong H.2.26 được IRC bằng 0,55%. Nếu góc cao của vật che cản là 150 thì theo đường 2, hiệu chỉnh IRC thành 0,5%.
2.5. ĐIỀU CHỈNH ÁNH SÁNG MẶT TRỜI Tia nắng mặt trời rất có ích trong những diện tích công trình mà ánh sáng tự nhiên không tới được qua cửa sổ bên. Có thể áp dụng một số kỹ thuật : 1.Kính lăng trụ: • Thường ở 1/3 khoảng trên cửa sổ • Để làm chệch hướng tia ánh sáng mặt trời (bằng cách khúc xạ) lên phía trên, đến trần và khuếch tán xuống phía xa của phòng. Kính lăng trụ hƣớng ánh sáng tự nhiên với góc lệch 76 độ
2.5. ĐIỀU CHỈNH ÁNH SÁNG MẶT TRỜI (cont) 2. Tấm LCP (laser cut panel):  bằng nhựa acrylic trong suốt.  cắt tấm nhựa có độ dày khoảng từ 2mm đến 20mm thành nhiều mảnh qua các lát cắt song song.  ráp lại với nhau thành một tấm LCP như hình trên. Tấm LCP khi lắp đặt có thể được bảo vệ bằng 2 tấm kính trong suốt bọc 2 bên.  hiệu quả khi mặt trời có góc cao lớn, tức là 10h đến 14h trong ngày.
2.5. ĐIỀU CHỈNH ÁNH SÁNG MẶT TRỜI (cont) 3. Tấm phản xạ ánh sáng  Được sử dụng một cách đơn giản từ lâu.  Là kết cấu nằm ngang trên cửa sổ, tại độ cao khoảng 2,1m, có mặt phản xạ ở phía dưới, trực tiếp hắt ánh sáng lên trần.  Thực hiện tốt tại phòng cao vừa phải (khoảng 3m).  Nếu muốn treo ở bên ngoài, chúng cũng phải sử dụng như một bộ phận che chắn cho phần thấp nhất của cửa sổ, nhưng khó giữ được bề mặt trên cho sạch sẽ. Đặt ở phía trong thì dễ giải quyết hơn. Tấm phản xạ ánh sáng ngang đặt ngoài và trong phòng Phòng học nhà H2 Đại học Xây dựng

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.