Quang học kiến trúc - Bài 6

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

379
lượt xem 91
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN I. ÁNH SÁNG MẶT TRỜI: 1. Độ rọi ngoài nhà. 2.Ưu khuyết điểm của ánh sáng Mặt trời. II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CSTN: 1. Mặt trời. 2. Khí quyển. III. IV. QUANG KHÍ HẬU: CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC KIẾN TRÚC: 1. Định luật hình chiếu góc khối. 2. Định luật gần đúng của kỹ thuật chiếu sáng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quang học kiến trúc - Bài 6

CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN BÀI 6: I. ÁNH SÁNG MẶT TRỜI: 1. Độ rọi ngoài nhà. 2.Ưu khuyết điểm của ánh sáng Mặt trời. II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CSTN: 1. Mặt trời. 2. Khí quyển. III. QUANG KHÍ HẬU: IV. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC KIẾN TRÚC: 1. Định luật hình chiếu góc khối. 2. Định luật gần đúng của kỹ thuật chiếu sáng.
I. ÁNH SÁNG MẶT TRỜI: MAËT TRÔØI KHÍ QUYEÅN Ett Ekt Các hạt huyền phù nhận NL từ BXMT MAËT ÑAÁT  Phản xạ + hấp thụ + xuyên qua 1. Độ rọi ngoài nhà: AS trực tiếp: Ett AS Mặt Trời truyền đến mặt đất gồm: AS khuếch tán: Ekt Độ rọi ngoài nhà do Mặt trời tạo ra: Eng = Ett + Ekt Độ rọi tổng cộng ngoài nhà: Ec = Ett + Ekt + E Khi tính toán CSTN, độ rọi ngoài nhà: Eng = Ekt
2. Ưu khuyết điểm của AS.Mặt Trời: Ưu khuyết điểm của AS trực tiếp: - Tăng cường hiệu qủa sáng vào phòng.(kèm năng lượng nhiệt). - Tạo bóng đổ. - Diệt khuẩn, chống rêu mốc Ưu khuyết điểm của AS khuếch tán:
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CSTN: 1. Mặt Trời: - Là qủa cầu lửa, D = 695.000 km TR.ÑAÁT  Lò phản ứng hạt nhân khổng lồ. M.TRÔØI R - Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời: R = 149,5.106 km = 1 đơn vị thiên văn - Năng lượng của MT truyền đến Trái Đất: B = khoảng 1/ (2 tỉ) NL toàn phần của MT. a. Vị trí Mặt Trời: ho T Ñ O -Ao Góc cao MT: hO Góc định vị MT: Góc phương vị MT: AO
b. Năng lượng của Mặt Trời: Sự phân bố năng lượng trong quang phổ bức xạ của MT: + Bức xạ khả kiến: 52% MAËT TRÔØI + Bức xạ hồng ngoại: 43% + Bức xạ tử ngoại: 5% Năng lượng MT dược đặc trưng bằng 2 đại lượng: Eo So - Hằng số độ rọi: ( EO ) - Hằng số nhiệt : ( SO ) MAËT ÑAÁT Hằng số độ rọi: (EO) - Đặc trưng cho khả năng bức xạ AS thường xuyên xuống Trái Đất của MT. - EO là độ rọi nhận được trên bề mặt mặt đất vuông góc với chùm bức xạ MT với khoảng cách đến MT bằng 1 đv thiên văn. EO 135.000 lux (đo bên ngoài giới hạn khí quyển)
Độ rọi trên các bề mặt khác: - Độ rọi trên bề mặt vuông góc với chùm bức xạ MT: · m/r2 E  = EO.P (lux) Trong đó: r 1. P: độ trong suốt của khí quyển. m: hệ số khối lượng của khí quyển (m = 1/sin hO) - Độ rọi trên mặt phẳng nằm ngang: Eng = E .sin hO (lux)
- Độ rọi trên bề mặt thẳng đứng · (hợp với mp của chùm bức xạ tới 1 góc (A - ) : Etđ = (EO/r2).Pm.cos(A - ).cos hO ( Với : E’ = (EO/r2).Pm.cos(A - ) Etđ = E’.cos hO ) Trong đó : A: góc phương vị của MT : góc phương vị của pháp tuyến hướng ngoại của mặt nghiêng (mp xác định E’  ). Hằng số nhiệt: (SO) - Đặc trưng cho khả năng bức xạ nhiệt thường xuyên xuống Trái Đất của MT. - SO là năng lượng bức xạ của MT tới trên 1 cm2 bề mặt đặt vuông góc với chùm bức xạ trong khí quyển , trong thời gian 1 phút với khoảng cách đến MT bằng 1 đv thiên văn. SO = 0,135 watt /cm2 = 1,938 cal/cm2.phuùt (Mỹ) SO = 0,132 watt /cm2 = 1,895 cal/cm2.phuùt (Châu Âu)
2. Khí quyển: - Đặc điểm của khí quyển ảnh hưởng lớn đến độ rọi của AS khuếch tán. - Các yếu tố ảnh hưởng đặc điểm của khí quyển: + Mây + Độ trong suốt khí quyển. + Hệ số phản xạ của Mặt Đất. + Sự phân bố độ chói của bầu trời. a. Mây: - Đặc tính của mây: phụ thuộc loại mây + Mây cao: cách Mặt Đất từ vài km đến 12 km. (gồm mây cuộn, mây cuộn lớp, mây tầng tích). + Mây thấp: cách MĐ khoảng 1 km. (gồm mây lớp, mây mưa, mây tích). - Lượng mây: đánh giá bằng cấp mây. + Trời trong: cấp 0  2 + Trời nửa trong: cấp 3  7 + Trời đầy mây: cấp 8  10
b. Độ trong suốt của khí quyển (P) : Được đánh giá bằng Hệ số trong suốt của không khí: QY QX 1km P = QX / QY < 1 (P  0,5  0,9) Trong đó: QX : là lượng quang thông sau khi xuyên qua 1 km không khí. QY : là lượng quang thông trước khi xuyên qua 1 km không khí. c. Hệ sồ phản xạ của Mặt Đất (): Tính chất phản xạ của các lớp phủ khác nhau trên Mặt Đất được đặc trưng bằng hệ số phản xạ của Mặt Đất (). d. Hệ số độ chói của bầu trời: Trong tính toaùn: đoä choùi cuûa baàu trơøi sẽ cực đaïi ơû thiên đỉnh vaø giaûm daàn đeàu đeán chân trơøi.
Bz z B B C MLV T M Ñ  M N Hệ số độ chói không đều của bầu trời (q) q = B / Bz = 3(1 + 2sin)/7. Trong đó: B : độ chói trung bình của mảng trời nhìn thấy từ điểm tính toán qua cửa lấy sáng Bz : độ chói ở thiên đỉnh  : góc cao của mảng trời nhìn thấy từ điểm tính toán qua cửa lấy sáng
III. QUANG KHÍ HẬU: Là khí hậu AS, là đặc điểm AS của 1 địa phương. Biểu đồ quang khí hậu: Giá trị độ rọi trung bình từng giờ trong tháng  Thành lập biểu đồ đường cong độ rọi trung bình ngoài nhà cho mỗi địa phương
Biết độ rọi giới hạn ngoài nhà (Eng.gh ) là độ rọi ngoài nhà mà lúc đó trong nhà phải mở đèn:  Xác định được thời gian chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo cần thiết. TCVN qui định : Eng.gh = 5000 lux. Nếu thiết kế CSTN tốt: Eđ = etc .Eng.gh (lấy AS ban ngày ngoài nhà để sử dụng trong nhà) Trong đó: Eđ là độ rọi tiêu chuẩn của CS nhân tạo (qui phạm hiện hành Eđ = 3000 – 5000 lux) etc là hệ số CSTN tiêu chuẩn.
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC KIẾN TRÚC: 1. Định luật hình chiếu góc khối: B = Const a. Trường hợp MLV nằm ngang: B S Giả thuyết là độ chói của mặt bán cầu R=1 C  EM phân bố đều. MLV  M Độ rọi tại M do phần diện tích S của mặt bán cầu rọi đến: EM = (I/ R2).cos  Vì R = đơn vị  EM = I.cos  = (B.S).cos  EM M Vì S.cos  =   EM = B.  (*) ÑOÄ ROÏI NGOAØI NHAØ Độ rọi tại 1 điểm ngoài nhà: EM = Ekt = Eng Vì độ rọi tại 1 điểm ngoài nhà do diện tích toàn bán cầu gây ra:  Eng = B.(.R2) = B.(.12) = B.
Ta có: eM = (EM / Eng ).100% = (B. / B.).100%.  eM = ( / ).100% (gọi là ĐL hình chiếu góc khối). Trong đó: : là hình chiếu của diện tích mảng trời S tạo độ rọi tại M xuống mp chân trời (mp nằm ngang, MLV). : là hình chiếu của diện tích toàn vòm trời (mặt bán cầu) xuống mp chân trời.  Biết eM, ta xác định được giá trị tương đối của độ rọi tại 1 điểm bất kỳ trên mặt làm việc trong phòng được lấy sáng qua hệ thống cửa bên hay cửa mái (so với độ rọi ngoài nhà ở cùng thời điểm đó). Độ rọi trên mp thẳng đứng: Etđ = B.(.r2/2) = B./2  Etđ = En.ngang /2  Thực tế thì Etđ > En.ngang /2
S' B = Const a. Trường hợp MLV nằm nghiêng: B Vì giả thuyết độ chói của 1 S R=  MLV bầu trời phân bố đều C EM  Có thể xoay bầu trời M  theo phương của MLV. MLV NAÈM NGHIEÂNG 2. Định luật gần đúng của kỹ thuật chiếu sáng: Nếu: 1 = 2 =  B = Const Thì : E1M = E2M (Dù F1 =/= F2 ) Ứng dụng: + Khi sử dụng biểu đồ trong thiết kế, S  F1 F EM 2 MLV có thể vẽ tỉ lệ tùy ý. M + Có thể dùng mô hình để kiểm tra hiệu quả thiết kế CS trước khi XD thực tế. (Nên thu nhỏ mô hình tối đa là1/20).