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

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!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí kiến trúc (Phần 3): Chương 2 - Trường ĐH Kiến trúc Hà NộiCHƢƠNG 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% ENTrong 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 được 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 thước 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 trường 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 dư 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 NHIÊN2.4.1. 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 đường. Độ rọi tự nhiên tại điểm M trong phòng EM , gồm: (1) SC - Độ rọi do phần bầu trời: ánh sáng từmột mảnh nhỏ của bầu trời nhìn thấy từ điểm khảosát; (2) ERC - Độ rọi do phần phản xạ bên ngoài:ánh sáng phản xạ bởi các đối tượng ở bên ngoài, vídụ: công trình đối diện. e yc (3) IRC - Độ rọi do thành phần phản xạ bêntrong: ánh sáng phản xạ từ các bề mặt trong nhà(trần, tường, sàn) tới điểm khảo sát (AS qua cửasổ ...