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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo các công trình kiến trúcVẬT LÝ KIẾN TRÚC CHIẾ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN TỰ CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾCSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.1 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.CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.1 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.CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.2 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.CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.2 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.CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2. CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.2 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 trờiCSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.3.1. 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 eCSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.3.1. 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.CSTN& NT CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KIẾ2.3. YÊU CẦU CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN2.3.1. 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 ...