intTypePromotion=1

Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo các công trình kiến trúc

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

0
934
lượt xem
279
download

Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo các công trình kiến trúc

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo các công trình kiến trúc trình bày về khí hậu ánh sáng, mô hình tính toán chiếu sáng tự nhiên, yêu cầu về chiếu sáng tự nhiên, tính toán chiếu sáng tự nhiên, các kết luận chính khi dùng ánh sáng tự nhiên.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo các công trình kiến trúc

  1. VẬT LÝ KIẾN TRÚC CHIẾ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN TỰ CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ
  2. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.1 KHÍ HẬU ÁNH SÁNG  Ánh sáng tự nhiên chiếu sáng phòng được lấy trực tiếp từ ánh sáng bên ngoài của mặt trời.  Ánh sáng mặt trời có hai thành phần chính là:  Ánh sáng trực xạ nhận được thông qua các tia nắng của mặt trời.  Ánh sáng tán xạ của bầu trời.  Giá trị của mỗi thành phần thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào quy luật chuyển động của mặt trời, độ trong suốt của khí quyển, lượng mây và dạng mây trên bầu trời.
  3. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.1 KHÍ HẬU ÁNH SÁNG  Phân vùng khí hậu ánh sáng Việt Nam:  Độ rọi giảm từ ven biển vào đất liền và thể hiện sự chênh lệch theo vĩ độ (thường tăng dần từ Bắc vào Nam)  Độ rọi trung bình khác nhau theo mùa, cao nhất là mùa Xuân và mùa Hè.  Độ rọi khuyếch tán phân bố khá đồng đều trên toàn lãnh thổ. Về mùa hè độ rọi ở miền Bắc cao hơn ở miền Nam. Ngược lại, về mùa đông độ rọi ở miền Nam cao hơn miền Bắc rõ rệt.
  4. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN  Độ rọi tổng cộng ngoài nhà gồm hai thành phần:  Độ rọi trực tiếp của bầu trời: có trị số lớn nhưng thay đổi nhiều lần trong ngày. Các tia mặt trời trực tiếp có thể gây chói lóa mất tiện nghi và làm tăng nhiệt độ phòng. Trong tính toán CSTN người ta không xét đến nó.  Độ rọi khuyếch tán của bầu trời: thay đổi phụ thuộc vào lượng mây trên bầu trời nhưng tương đối ổn định theo các mùa trong năm. Sử dụng hợp lý ánh sáng khuyếch tán có thể đạt được môi trường ánh sáng tiện nghi cao cho các không gian làm việc và sinh hoạt nên được coi là là thành phần chủ yếu trong tính toán CSTN.
  5. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN  Độ rọi khuyếch tán ngoài nhà do cả bầu trời có độ chói gây ra. Hai trạng thái của bầu trời cần xem xét là:  Bầu trời đầy mây: Bầu trời bị che khuất hoàn toàn và độ chói thay đổi theo độ cao so với chân trời. Theo phân bố độ chói Moon & Spencer, độ chói của bầu trời cao nhất ở thiên đỉnh và giảm dần đến chân trời.  Bầu trời quang mây: Khi đó mặt trời xuất hiện trên bầu trời và độ chói mặt trời phụ thuộc vào vị trí mặt trời. Sự phân bố độ chói trong trường hợp này khá phức tạp.
  6. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN
  7. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN  Để đơn giản trong tính toán CSTN, người ta chọn bầu trời đầy mây chói đều làm mô hình bầu trời tính toán.  Đó là một bán cầu bán kính đơn vị có độ chói không đổi mà tâm là điểm khảo sát.  Sau đó, tùy theo từng trường hợp cụ thể của địa phương mà đưa vào các hệ số điều chỉnh, xét đến sự phân bố không đều của độ chói trên bầu trời
  8. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.3.1. 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 mặt phẳng làm việc của phòng (thường là mặt phẳng ngang ở độ cao cách sàn 0,85m).  Độ rọi này thay đổi theo độ rọi ngoài nhà nên khó có thể đặc trưng bằng một trị số.  Để tránh nhược điểm này, người ta đưa ra cách đánh giá thứ hai, bằng cách dùng tỷ số giữ độ rọi trong nhà và độ rọi ngoài nhà ở cùng một thời điểm, biểu diễn bằng phần trăm gọi là hệ số độ rọi tự nhiên, kí hiệu là e
  9. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.3.1. ĐÁNH GIÁ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN Như vậy:  EM eM  100% Trong đó: En  eM là hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm M trong nhà, %;  EM là độ rọi tự nhiên tại điểm M, lx;  En là độ rọi nằm ngang ngoài nhà ở cùng thời điểm khảo sát do cả bầu trời khuyếch tán gây ra, lx.
  10. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.3.1. ĐÁNH GIÁ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN  Đánh giá chiếu sáng tự nhiên của toàn phòng bằng cách xác định độ rọi tự nhiên, lx hoặc hệ số độ rọi tự nhiên (%) theo một mạng lưới các điểm trên mặt phẳng làm việc (không ít hơn 5) hoặc tại các điểm trên mặt cắt đặc trưng của phòng.  Trị số trung bình của độ rọi hoặc hệ số độ rọi là trung bình số học của các điểm khảo sát.
  11. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN a, Độ rọi tự nhiên yêu cầu  Độ rọi tự nhiên yêu cầu trong CSTN &NT đều nhằm đảm bảo nhìn rõ chi tiết để hoàn thành tốt công việc.  Độ rọi nhân tạo ổn định trong suốt thời gian làm việc còn độ rọi tự nhiên tăng dần từ sáng sớm đến giữa trưa và giảm dần cho đến chiều tối.  Vì vậy, người ta quy định độ rọi tự nhiên yêu cầu là độ rọi tại thời điểm tắt đèn buổi sáng và bật đèn buổi chiều.
  12. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN a, Độ rọi tự nhiên yêu cầu  Để tránh sự điều tiết của mắt khi chuyển từ AS tự nhiên sang AS nhân tạo người ta chọn độ rọi tự nhiên yêu cầu đúng bằng độ rọi nhân tạo yêu cầu.  Tại thời điểm này, độ rọi TN trong nhà chủ yếu phụ thuộc vào độ rọi nằm ngang ngoài nhà và các tổ chức các cửa chiếu sáng. Độ rọi ngoài nhà lúc này được gọi là độ rọi giới hạn ngoài nhà Egh.  Egh là trị số quan trọng khi định TC CSTN vì nó liên quan đến:  Sự thay đổi độ rọi tự nhiên trong phòng trong một ngày.  Kích thước các cửa chiếu sáng ; Số giờ sử dụng CSTN trong năm.
  13. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN a, Độ rọi tự nhiên yêu cầu  Độ rọi giới hạn ngoài nhà ở một số nước như sau:  Anh và Pháp: Egh = 5000 lx  Đức: Egh = 3000 lx  CIE đề nghị: Egh = 5000 lx  Nước ta, do chưa có quy định, tạm dùng trị số Egh=4000 lx.  Hệ số độ rọi tự nhiên yêu cầu eyc tương ứng với độ rọi yêu cầu xác định theo công thức sau: E yc e yc  100% E gh
  14. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN a, Độ rọi tự nhiên yêu cầu Yêu cầu chiếu sáng tự nhiên ( Egh = 4000 lx) Loại công việc Độ rọi Eyc, lx Hệ số độ rọi eyc, % Thô, lối đi 40 Nửa chính xác 80 Chính xác 150 Rất chính xác 300
  15. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN b, Độ đồng đều của ánh sáng trên mặt phẳng làm việc  Độ đồng đều của ánh sáng được quy định đối với các không gian như lớp học, phòng làm việc, các xưởng sản xuất.  Độ đồng đều được đánh giá bằng tỷ số giữa các điểm có độ rọi lớn nhất Emax nhỏ nhất Emin. Khi đó yêu cầu:  Emax / Emin ≤ 2 – 3 lần.  Lấy bằng 2 cho các công việc yêu cầu độ chính xác cao và lấy bằng 3 cho các công việc chính xác trung bình.  Ngoài ra người ta còn đánh giá hệ số đồng đều độ rọi bằng tỷ số Etb / Emin.
  16. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN c, Sự phân bố không gian và hướng ánh sáng  Phân bố không gian của ánh sáng được đánh giá bằng tỷ số giữa độ rọi trụ và độ rọi ngang (chỉ số nổi).  Trong một số công trình, người ta còn quy định hướng ánh sáng tới vị trí làm việc để tránh tạo bóng gây mất tiện nghi.  Ví dụ trong các lớp học, yêu cầu chiếu sáng từ trái sang phải hoặc từ phía trước.
  17. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN d, Tỷ lệ độ chói nội thất  Độ chói của các bề mặt trong phòng như trần, tường sàn, các thiết bị, bảng đen có ảnh hưởng đến tiện nghi môi trường sáng cũng như tâm sinh lý của con người.  Nếu tỷ lệ giữa chúng quá lớn sẽ gây cảm giác chói chang, căng thằng đối với mắt, nếu quá nhỏ sẽ tạo cảm giác âm u, tối tăm.  Nhiều nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ độ chói trong thiên nhiên là phù hợp nhất với mắt người và nên bắt chước tạo lại trong phòng.
  18. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN d, Tỷ lệ độ chói nội thất  Ở nước ta, bầu trời nhiều mây, độ trong suốt của khí quyển thấp, bầu trời sáng, chân trời có cây xanh bao bọc, mặt đất là cỏ cây ruộng lúa. Tỷ lệ độ chói là: Thiên đỉnh : chân trời : mặt đất = 10 : 7 : 3.  Từ đó có thể tạo màu sắc nội thất một cách thích hợp.  Ví dụ: mặt trần màu sáng, tường sẫm màu hơn, sàn lát màu tối, kết hợp với kết cấu che nắng, rèm cửa và đưa thêm cây xanh vào phòng, trước các lỗ cửa chói chang.
  19. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.3.2 YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN e, Loại trừ chói lóa mất tiện nghi  Tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào phòng, lên mặt phẳng làm việc, lên các thiết bị gây chói lóa.  Không chọn hướng cửa sổ, hướng bàn làm việc về phía bầu trời quá sáng hoặc phía có các bề mặt tường sáng bị mặt trời chiếu vào.  Tránh các kết cấu che nắng có hệ số phản xạ quá cao.
  20. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 2.4. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.4.1. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐỘ RỌI TỰ NHIÊN  Độ rọi TN trong phòng EM được tạo thành bởi ba thành phần:  Độ rọi do phần bầu trời không bị che chắn nhìn thấy từ điểm khảo sát hoặc qua lỗ cửa gây ra, kí hiệu là Etr;  Độ rọi do ánh sáng phản xạ từ các tường nhà đối diện, hoặc từ mặt đất chiếu vào điểm khảo sát qua cửa lấy ánh sáng, kí hiệu là Eρn  Độ rọi do ánh sáng phản xạ từ các bề mặt trong phòng (tường, trần, sàn) tới điểm khảo sát, kí hiệu Eρt.  Như vậy ta có: EM = Etr + Eρn + Eρt

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản