intTypePromotion=1
ADSENSE

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

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:52

533
lượt xem
104
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý kiến trúc - Phần II: Chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo các công trình kiến trúc trình bày các khái niệm về bức xạ, ánh sáng, màu sắc; ánh mắt và sự cảm thụ ánh sáng, màu sắc; các đơn vị cơ bản, tiện nghi nhìn.

Chủ đề:
Lưu

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

  1. VẬT LÝ KIẾN TRÚC PHẦN II CHIẾ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN & NHÂN TẠO TỰ TẠ CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ
  2. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC  Mọi vật thể ở nhiệt độ lớn hơn không độ tuyệt đối (0K) sẽ không ngừng bức xạ năng lượng vào không gian chung quanh nó dưới dạng sóng điện từ.  Bước sóng thay đổi trong một phạm vi rất rộng từ 10-10m đến 2 – 3 km.  Chỉ có một phần bức xạ trong phạm vi bước sóng rất hẹp từ 380 mμ đến 760 mμ mới gây ra trong mắt chúng ta cảm giác sáng và được gọi là ánh sáng.
  3. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC  Mắt người giống như một thiết bị thu nhận ánh sáng theo từng dải rất hẹp trong phạm vi từ 380mμ đến 760mμ.  Mỗi dải hẹp đó cho ta một cảm giác màu sắc khác nhau ứng với các dải màu: tím , lam, xanh, lục, vàng, da cam, hồng đỏ.  Chúng ta có thể xem xét màu sắc khác nhau của một nguồn sáng khi cho ánh sáng chiếu qua một lăng kính theo thí nghiệm của Newton, tương tự như hiện tượng cầu vồng ta thường thấy khi ánh sáng mặt trời chiếu qua một đám mưa.
  4. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC Lăng kính tách ánh sáng thành các tia đơn sắc
  5. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC  Có thể biểu diễn AS của nguồn sáng dưới dạng phổ AS.  Ánh sáng chỉ gồm một bước sóng gọi là ánh sáng đơn sắc, nó chỉ có một màu thuần khiết.  Nếu ánh sáng là một pha trộn liên tục của tất cả các bước sóng (từ 380 mμ đến 760 mμ) với liều lượng khác nhau sẽ cho ta một phổ AS liên tục.  Sự pha trộn của tất cả các màu sắc tự nhiên tạo nên một ánh sáng không màu hay còn gọi là ánh sáng trắng.  Phổ của ánh sáng có thể không liên tục, hay còn gọi là phổ vạch. VD: ánh sáng của một loại đèn phóng điện.
  6. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC  Ánh sáng ban ngày mà mắt chúng ta nhìn thấy được là tập hợp liên tục những ánh sáng đơn sắc từ màu tím đến màu đỏ.  Nhiều ánh sáng đơn sắc sẽ tạo thành ánh sáng phức tạp.  Tính chất của một ánh sáng phức tạp được quyết định bởi tỷ lệ cường độ quang phổ của các ánh sáng đơn sắc thành phần chứa trong tập hợp đó. Vấn đề này rất có ý nghĩa trong chiếu sáng kiến trúc.
  7. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI VÀ SỰ CẢM THỤ ÁNH SÁNG, MÀU SẮC 1.2.1. MẮT NGƯỜI  Mắt người là một cơ quan cảm thụ ánh sáng có khả năng chuyển đổi không tuyến tính và thay đổi theo thời gian các kích thích quang học thành các tín hiệu điện để truyền lên não và tạo nên ở đó một hiện trượng gọi là sự nhìn.
  8. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI VÀ SỰ CẢM THỤ ÁNH SÁNG, MÀU SẮC 1.2.1. MẮT NGƯỜI  Giáp mạc và thủy tinh thể tạo thành một thấu kính để tập trung hình ảnh ở võng mạc.  Nếu ví mắt người như một máy ảnh thì đó là một máy ảnh tự động cực kỳ tinh vi và chính xác. Nó có thể tự động điều chỉnh độ cong của thủy tinh thể (tương ứng với sự thay đổi các kính quang học có tiêu cự khác nhau) để các hình ảnh xa gần khác nhau rơi đúng ở võng mạc. Hiện tượng này gọi là hiện tượng điều tiết của mắt.
  9. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI & SỰ CẢM THỤ AS, MÀU SẮC 1.2.2. SỰ NHÌN  Trên võng mạc có các tế bào thần kinh (các tế bào quang điện) được nối lên não qua các dây thần kinh thị giác. Nhờ vậy, các tín hiệu thần kinh (tín hiệu điện) được truyền lên não tương thích với các kích thích thị giác.  Có hai loại tế bào thần kinh thị giác: loại hình nón và loại hình que.  Tế bào nón, chỉ phản ứng đối với ánh sáng mạnh, hầu như không phản ứng đối với ánh sáng yếu và cho phép cảm thụ màu sắc. Sự nhìn sử dụng tế bào nón là sự nhìn ban ngày hay nhìn trung tâm.  Tế bào que: Ngược lại với tế bào nón, tế bào que chỉ cảm thụ được ánh sáng thấp (như lúc hoàng hôn, lúc ánh trăng, …) và không cho cảm giác màu sắc (vì vậy lúc hoàng hôn chỉ nhìn thấy cảnh vật một màu xám). Sự nhìn sử dụng tế bào que là sự nhìn ban đêm hay nhìn ngoại vi.
  10. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI & SỰ CẢM THỤ AS, MÀU SẮC 1.2.2. SỰ NHÌN
  11. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI & SỰ CẢM THỤ AS, MÀU SẮC 1.2.2. SỰ NHÌN
  12. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI & SỰ CẢM THỤ AS, MÀU SẮC 1.2.2. SỰ NHÌN  Khi chuyển từ nhìn ban ngày sang nhìn ban đêm hoặc ngược lại, cảm giác sáng không xảy ra tức thời, mà phải qua một thời gian. Đó là hiện tượng thích ứng của mắt.  Gọi là thích ứng sáng khi chuyển từ tối sang sáng và thích ứng tối khi chuyển từ sáng sang tối.  Sự thích ứng sáng sảy ra nhanh hơn thích ứng tối và và chúng rất có ý nghĩa trong thiết kế chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo.
  13. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 BỨC XẠ, ÁNH SÁNG, MÀU SẮC  TÁC DỤNG SINH LÝ CỦA MÀU SẮC  Khi cảm thụ màu sắc, mắt chúng ta còn đồng thời chịu tác động về mặt tâm lý của nó: VD  Màu đỏ mang đến những cảm xúc yêu thương, ấm áp, sự kích động, sự bốc đồng.  Màu xanh dương có thể mang đến những cảm xúc về sự tin cậy, sự điềm tĩnh, sức mạnh và tính chuyên nghiệp.
  14. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2. MẮT NGƯỜI & SỰ CẢM THỤ AS, MÀU SẮC 1.2.3. SỰ NHÌN MÀU  Trong mắt người có ba loại tế bào cảm thụ màu của ánh sáng:  Loại trội với màu đỏ  Loại trội với màu lục  Loại trội với màu lam.  Tùy theo tương quan giữa cảm giác của ba loại tế bào trên với ánh sáng mà chúng ta cảm nhận được màu sắc của mọi vật.  Một bằng chứng của lý thuyết ba màu là bệnh mù màu sắc ở một số người. Có một số người không cảm nhận được màu đỏ hoặc màu lục hoặc màu xanh. Lúc đó cảm giác về màu sắc so với người xung quanh hoàn toàn đảo lộn so với người bình thường.
  15. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.1. QUANG THÔNG F, LUMEN (lm)  Bức xạ ánh sáng của một nguồn vào không gian trước hết được đánh giá bằng năng lượng bức xạ đo bằng oát (W). Oát là một đơn vị thuần túy vật lý.  Các thực nghiệm về ánh sáng cho thấy, cùng một năng lượng nhưng bức xạ dưới các bước sóng khác nhau lại không gây hiệu quả giống nhau trong mắt chúng ta. Vì vậy cần phải hiệu chỉnh đơn vị đo theo độ nhạy cảm phổ của mắt người (đường cong νλ) đơn vị mới này được gọi là quang thông, kí hiệu là F, và được biểu diễn theo công thức sau:
  16. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.1. QUANG THÔNG F, LUMEN (lm) 2 F   kW v d 1  Wλ là phân bố phổ của năng lượng bức xạ;  νλ là hàm số độ nhạy cảm tương đối;  k là hệ số chuyển đổi đơn vị;  λ1 = 380 mµ, λ 2 = 760 mµ,
  17. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.1. QUANG THÔNG F, LUMEN (lm) Nếu năng lượng bức xạ đo bằng oát, quang thông đo bằng lumen (viết tắt là lm), thì theo thực nghiệm k = 683 lm/W. Khi đó ta có : 2 F  683  W v d 1 Như vậy, quang thông là một đơn vị đo ánh sáng đã xét đến đặc điểm cảm thụ của mắt người.
  18. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.2. CƯỜNG ĐỘ SÁNG I, CANDELA (cd)  Xét trường hợp chung khi một nguồn sáng bức xạ quang thông không đồng đều vào vào không gian quanh nó.  Giả thiết một ngồn sáng O bức xạ một năng lượng quang thông dF tới một điểm A – tâm của một diện tích dS. Gọi dΩ là góc khối nhìn diện tích dS từ O. Ta định nghĩa Cường độ sáng I là : dF I  lim OA d 0 d
  19. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.2. CƯỜNG ĐỘ SÁNG I, CANDELA (cd) Nếu trong góc khối Ω, quang thông F phân bố đều thì: F I  
  20. CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.3. CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN 1.3.2. CƯỜNG ĐỘ SÁNG I, CANDELA (cd)  Cường độ sáng luôn gắn liền với một hướng đã cho và được biểu diễn bằng một véctơ theo hướng đó. Mô đun của nó được đo bằng candela (cd).  Nói cách khác, cường độ sáng là mật độ không gian của quang thông do nguồn bức xạ.  Cường độ sáng của một số nguồn thường gặp:  Ngọn nến: 0,8 cd theo mọi hướng không gian  Đèn nung sáng 40W/220V: 35 cd theo mọi hướng  Đèn nung sáng 300W/220V: 400 cd theo mọi hướng  Đèn nung sáng 300W/220V: 1500 cd (hướng trung tâm – có chao đèn)
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2