Bài giảng Chiếu sáng trong kiến trúc

CHIẾU SÁNG TRONG KIẾN TRÚC How better Lighting improves your operation? Better lighting improves your operations with three sets of benefits: Human Factors, Economic Factors and the Environmental and Social Impact.CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Bức xạ, ánh sáng, màu sắc Ánh sáng – bức xạ nhìn thấy (visible radiation): là từ phổ thông dùng để chỉ một phần nhỏ của bức xạ điện từ, có bước sóng từ 0,38 – 0,78 micromet, (380 – 780 nanomet) – hay là BX điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường; ánh sáng ngoài tính chất sóng còn có tính chất hạt (về mặt năng lượng), ánh sáng có thể được mô tả như nhứng đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon. CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Bức xạ, ánh sáng, màu sắc Bức xạ: sóng điện từ, bước sóng khác nhau, phổ sóng điện từ rất rộng; Ánh sáng lạnh: ánh sáng có bước sóng tập trung gần quang phổ tím; Ánh sáng nóng: ánh sáng có bước sòng gần quang phổ đỏ Ánh sáng trắng: ánh sáng có bước sóng trải đều từ đỏ đến tím Ánh sáng đơn sắc: ánh sáng có bước sóng tập trung tại vùng quang phổ rất hẹpCHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Bức xạ, ánh sáng, màu sắc Phổ của ánh sáng: ánh sáng của nguồn sáng có thể biểu diễn dưới dạng một phổ ánh sáng. Phổ của ánh sáng trắng là phổ liên tục A: đèn nung sáng; B: ánh sáng ban ngày khi trời trong C: Ánh sáng ban ngày khi trời đầy mây W: của đèn hơi xenon Phổ vạch – phổ không liên tục: ánh sáng của đèn phóng điện.Màu và sắc Màu vô sắc: đen, trắng, xám; Màu có sắc: Tất cả các màu có trong phổ ánh sáng (gọi tắt là các màu phổ: đỏ da cam – vàng – lục – lam – chàm tím) và các màu pha trộn giữa chúng 3 chỉ tiêu đánh giá màu có sắc: + Bước sóng của ánh sáng λ (nm) hay tông màu + Độ bão hòa màu p: đặc trưng cho độ đậm của màu khi trộn ánh sáng trắng vào các màu phổ + Độ sáng màu: mức độ ảnh hưởng tới màu do ánh sáng mặt trời Các màu phổ là màu nguyên gốc có độ bão hòa bằng 01.2.Cảm thụ ánh sáng và màu sắc của mắt người Cấu tạo của mắt : SGK ; 1.2.1. Sự nhìn: ảnh của vật thể được hình thành trên võng mạc, trên võng mạc này có các tế bào thần kinh. Trên võng mạc có điểm vàng : tập trung các tế bào nón, nếu ảnh của vật rơi vào điểm vàng : nhìn vật rõ ràng nhất, thông thường mắt điều chỉnh để cho vật rơi vào điểm vàng. Ngoài ra còn có điểm mù : không có tế bào que hay nón, nếu ảnh của vật rơi vào đây thì không nhìn thấy vật. + Tế bào nónsố lượng không nhiều (7 triệu tế bào) : bố trí ở phần trung tâm võng mạc, nhìn ban ngày, chỉ hoạt động khi ánh sáng mạnh, tế bào nón có khả năng phân biệt được chính xác chi tiết và màu sắc, ánh sáng càng mạnh thì cảm nhận này càng tinh vi, càng chính xác ; + Tế bào quesố lượng nhiều hơn (12 tr) : bố trí ở ngoại vi võng mạc, nhìn ban đêm ; ánh sáng yếu, có khả năng bao quát không gian nhưng không có khả năng phân biệt được màu sắc, chi tiết ; Hiện tượng thích ứng sáng : xảy ra khi di chuyển đột ngột chế độ ánh sáng hay môi trường sáng :từ tối sang sáng hay ngược lại : cảm giác lóa không thấy gì hết Hiện tượng thích ứng tối : tương tự ; Trong chiếu sáng, hết sức tránh xảy ra hiện tượng này : sử dụng hệ thống đèn với độ rọi khác nhau… Sự nhìn màu : trong tế bào nón lại chia thành 3 loại : Loại nhạy cảm với màu đỏ (Red) ; Loại nhạy cảm với màu lục (Green) ; Loại nhạy cảm với màu xanh (Blue) ; Sự phối hợp theo 1 tỷ lệ phù hợp nào đó sẽ cho ta cảm thụ được màu sắc của các vật Loại 4 : nhạy cảm với cả 3 màu nhưng cho phép cảm nhận độ chói màu : nhạt, đậm… ; Bệnh mù màu : trong tế bào cảm quang yếu đi 1 trong 3 loại tế bào trên, dẫn đến nhìn màu sai ; Khả năng cảm thụ màu sắc phụ thuộc vào khả năng của mỗi cá nhân ; Độ nhạy cảm theo phổ của ánh sáng: như một hàm số biến đổi theo biến số mà biến số là bước sóng ánh sáng (λ) Trường nhìn : phạm vi không gian mà mắt người có thể bao quát được (SGK :30) : trường nhìn thiết kế là khả năng bao quát phạm vi không gian, chỉ lấy bắng ½ trường nhìn của mắt người ; + Trường nhìn ngang: khoảng 180o; + Trường nhìn đứng: khoảng 130o1.2.2. Tác dụng tâm lý của màu sắc Tác động của màu sắc lên tâm lý con người chủ yếu là do sự “liên tưởng”; Màu nóng:đỏ, da cam, vàng, vàng lục – giống màu ngon lửa; Màu lanh: xanh trời, lục, lam, tím – giống màu bầu trời, biển khơi, kim loại… Cảm giác thích nghi của con người với thiên nhiên xung quanh dẫn đến tỷ lệ độ chói thiên nhiên được coi là hợp lý: bên trên là màu nhẹ bên dưới là màu nặng, tối; Các màu trong đoan phổ sóng ngắn: tím, lam gây tác động yên tĩnh, cấc màu trong đoạn sóng dài có tác dụng kích thích do đó nhanh chóng gây cho ta mệt mỏi. Các màu có bước sóng trung:lục, vàng lục, xanh da trời được coi là màu cân bằng sinh lý, có tác động tốt tới tâm lý con người; Màu càng đậm càng tác động mạnh lên con người;1.3.Các đơn vị quang học cơ bản 1.3.1. Quang thông,F, lumen (lm) Định nghĩa: Quang thông là đơn vị cho biết công suất bức xạ ánh sáng của nguồn phát sáng, là một đại lượng đánh giá năng lượng được mắt người cảm thụ của nguồn sáng hay là đơn vị đo công suất của nguồn sáng đã được hiệu chỉnh theo độ nhạy cảm phổ của mắt người Công thức: Trong đó: •Wλ : phân bố phổ của năng lượng bức xạ; •Vλ: hàm số độ nhạy cảm tương đối, lấy theo bảng 1.5; •λ 1 = 380 nm; λ2 = 780nm1.3.2. Cường độ sáng, I, candela (cd) Giả thiết: Nguồn O bức xạ lượng quang thông dF tới điểm A, tâm diện tích dS. Gọi dΩ là góc khối nhìn diện tích dS từ điểm O. Định nghĩa:• Góc khối, steradian (sr) Định nghĩa: là góc không gian mà qua đó nhìn diện tích S trên mặt cầu từ tâm o của cầu hay là tỷ số giữa diện tích S trên mặt cầu và bình phương bán kính R của mặt cầu đó Công thức: Ω = S R2 Góc khối có giá trị cực đại khi từ tâm O ta nhìn toàn bộ mặt cầu bao quanh nó: Ωmax = SR2 = 4π R2R2 = 4π (sr) 1 steradiant là một góc khối có dạng hình nón có diện tích bề mặt là 1m2 trong một hình cầu có bán kính là 1m• Biểu đồ cường độ sáng Được lập bởi các giá trị của cường độ sáng theo tất cả các hướng trong không gian, tính từ điểm gốc là tâm quang học của nguồn Chú ý: trong sổ tra cứu các loại đèn, các biểu đồ cường độ sáng được vẽ cho quang thông quy về 1000 lm1.3.3. Độ rọi , E,lux (lx) Định nghĩa: độ rọi là mật độ quang thông trên bề mặt được chiếu sáng Công thức: E = FS (lx) F: quang thông của nguồn; S: diện tích bề mặt nhận quang thông 1 lux = 1lmm2; Hệ số đồng đều độ rọi: tỷ lệ giữa độ rọi ở điểm chiếu sáng yếu nhất và độ rọi trung bình của bề mặt; Quan hệ giữa độ rọi, cường độ và khoảng cách: E = Icosα r2 Khi α = 0: E = Ir21.3.4. Độ chói L , cdm2 Độ chói đánh giá sự chói chang của một nguồn sáng hoặc của một nguồn sáng thứ cấp (bề mặt phản xạ lại ánh sáng chiếu lên nó). Độ chói đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của một nguồn hoặc bề mặt phản xạ gây ra cảm giác chói sáng cho mắt người (2): độ chói của một bề mặt bức xạ không phụ thuộc khoảng cách từ mặt đó tới điểm quan sát Cần phân biệt: + Độ chói của điểm M trên bề mặt nguồn sáng theo phương quan sát: xác định theo (1.8) +Độ trưng: độ chói của điểm M trên bề mặt phản xạ ánh sáng theo phương quan sát: là tỷ số giữa quang thông phản xạ từ bề mặt này và diện tích vuông góc với phương quan sát: L α = Fα dS cosα1.3.4. Độ chói L , cdm2 Các trị số thường gặp:1.3.5. Hệ số phản xạ, xuyên sáng và hấp thụ ánh sáng Hệ số phản xạ ánh sáng (ρ): tỷ số giữu phần quang thông phản xạ và quang thông tới bề mặt; Hệ số xuyên sáng (τ): tỷ số giữa phần quang thông xuyên qua và quang thông tới bề mặt; Hệ số hấp thụ ánh sáng (α): tỷ số giữa phần quang thông bị hấp thụ và quang thông tới bề mặt; Vật liệu đục: τ = 0, ρ = (1 α); Vật liệu trong: ρ = (1 α – τ); Vật đen tuyệt đối: ρ = 0; Vật trắng tuyệt đối: ρ = 1; 1.3.6. Định luật Lambert Đối với bề mặt phản xạ khuếch tán hoàn toàn: L. π = ρ. E Đối với bề mặt xuyên sáng hoàn toàn: L. π = т. E1.4. Tiện nghi nhìn Độ tương phản C: C = (Lv – Ln ) Ln + C có thể dương: độ tương phản của vật sáng trên nền tối; hoặc âm: vất tối trên nền sáng;1.4. Tiện nghi nhìn Sự thích ứng thị giác: + Khi tiếp xúc ánh sáng, đường kính con ngươi sẽ điều chỉnh để kiểm soát tổng lượng ánh sáng tới mắt. Sau đó sẽ xảy ra hiện tượng thích ứng thị giác: tế bào thần kinh thị giác sẽ thích ứng theo tứng mức độ chói trung bình trên võng mạc; + Thích ứng sáng sang tối xảy ra chậm hơn so với thích ứng tối sang sáng; Sự mệt mỏi thị giác: + Sự mệt mỏi do sự điều tiết hội tụ của mắt; + Sự mệt mỏi do các sai sót về khúc xạ ánh sáng của thủy tinh thể; + Sự mệt mỏi do vị trí không bình thường của đầu, mắt, các cơ quan mặt; + Mệt mỏi thị giác làm thu hẹp hoạt động thị giác theo chu vi và giảm độ nhạy cảm khi di chuyển: cải thiện bằng chiếu sáng tốt, môi trường ánh sáng tiện nghi1.4. Tiện nghi nhìn HIện tượng lóa: + Lóa mờ: làm giảm khả năng nhìn do nó làm tăng ngưỡng độ chói tương phản1.4. Tiện nghi nhìn HIện tượng lóa: + Lóa không tiện nghi: xảy ra khi xuất hiện trong trường nhìn những tương phản độ chói cao + L95: cảm nhận màu sắc tốt;CHƯƠNG 2: CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN 2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.1. Các nguồn ánh sáng tự nhiên 2.1.2. Tiềm năng ánh sáng tự nhiên ở Việt Nam 2.1.3. Bầu trời tiêu chuẩn trong thiết kế chiếu sáng 2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.1. Đánh giá chiếu sáng tự nhiên 2.2.2. Hai định luật cơ bản trong chiếu sáng tự nhiên 2.2.3. Yêu cầu thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.1. Ba thành phần của chiếu sáng tự nhiên trong nhà 2.3.2. Phương pháp tính toán 2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiênAn office building near Sheffield Peace Gardens Sheffield City, England, UK Mitsumasa Fujitsuka2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.1. Các nguồn ánh sáng tự nhiên: Ánh sáng trực xạ của mặt trời: + Bước sóng: 380 780 nm; + Tác động: gây nóng, gây lóa vì vậy trong chiếu sáng tự nhiên không coi đây là nguồn ánh sáng chính. + Hằng số ánh sáng: ở ngoài khí quyển, ánh sáng mặt trời có trị số rất lớn:125.400 lux: + Đặc điểm: đem lại độ rọi lớn, độ chói cao, dễ gây hiện tượng lóa, chiếu sáng thất thường, rất không ổn định, nếu dùng để chiếu sáng trong nhà thì dễ gây lóa, tăng nhiệt độ… vì vậy không sử dụng để dùng làm nguồn ánh sáng chính trong nội thất công trình; + Ánh sáng trực xạ phụ thuộc vào tình trạng mây, góc cao của mặt trời; Ánh sáng khuếch tán – ánh sáng tản xạ của bầu trời: + Là ánh sáng tạo bởi sự khúc xạ và phản xạ của các tia mặt trời trong khí quyển, phụ thuộc: Vị trí của mặt trời trên bầu trời; Tình trạng mây của bầu trời; Đặc điểm phản xạ của bề mặt;2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.1. Các nguốn ánh sáng tự nhiên: Ánh sáng khuếch tán của bầu trời: + Đặc điểm: luôn luôn có vào thời gian ban ngày, kể cả khi trời nhiều mây; + Giá trị độ rọi khuếch tán phụ thuộc rất nhiều vào tình hình mây: Dạng mây: mây tích lũ, mây tầng, mây tích…ảnh hưởng rất lớn đến giá trị độ rọi Lượng mây: bầu trời quang mây, bầu trời đầy mây, bầu trời có mây trung bình + Đây là nguồn ánh sáng chính khi tính toán chiếu sáng tự nhiên2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.1. Các nguồn ánh sáng tự nhiên: Độ chói của bầu trời: phụ thuộc vào trạng thái bầu trời, vị trí mặt trời, vị trí của từng điểm trên bầu trời; Trạng thái bầu trời đầy mây: khi lượng mây trên bầu trời chiếm từ 8 – 1010 diện tích bầu trời bị mây che phủ, mặt trời hoàn toàn bị che khuất, ở Việt Nam trạng thái này xuất hiện không nhiều, chủ yếu vào mùa đông và xuân. Độ chói của 1 điểm trên bầu trời phụ thuộc góc θ (giống góc ho), tại chân trời độ chói min; L θ = Lz (1 + 2 sin θ)3; cdm2 (định luật moon – spencer) Lz = 0.975 + 12.45 sin ho; kcdm2: độ chói thiên đỉnh của bầu trời VN; Trạng thái bầu trời quang mây: khi lượng mây chiếm từ 0 – 210, độ chói tại 1 điểm trên bầu trời phụ thuộc vào vị trí mặt trời, không khụ thuộc vào góc phương vị hay góc độ cao; Trạng thái bầu trời có mây trung bính: lượng mây: 3 810, có thể có MT hoặc không, không rõ quy luật phân bố độ rọi.2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.2. Tiềm năng ánh sáng tự nhiên ở Việt Nam Tiềm năng lớn do độ rọi phân bố đều quanh năm theo thời gian trong ngày và theo không gian lãnh thổ; Phân bố: + Theo vị trí địa lý: vùng ven biển cao hơn đồng bằng và miền núi; + Theo mùa: mùa hè: các địa phương có độ rọi tương đối đồng đều, các tháng mùa hè, các tháng mùa nóng… + Theo miền, theo vĩ độ: độ rọi ở Miền Bắc các tháng mùa hè cao hơn miền Nam, miền Nam thì mùa đông có độ rọi cao hơn miền Bắc vào mùa đông do sự di chuyển của MT Trị số độ rọi ngoài nhà: + 6h – 7h, 17 – 18h:1000 – 2000lx, 4000 – 8000lx; + 12h các tháng hè: 30000 35000 lx; + 12h các tháng mùa đông: 25000 – 30000 lx Chênh lệch độ rọi nhỏ trong và ngoài nhà nhỏ hơn đáng kể so với cấc nước ở vĩ độ cao;2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.3. Bầu trời tiêu chuẩn trong thiết kế chiếu sáng Bầu trời CIE: L θ = Lz (1 + 2 sin θ)3; cdm2 (định luật moon – spencer) + L θ: độ chói bầu trời tại độ cao góc θ so với chân trời; + Lz: độ chói bầu trời tại thiên đỉnh; Độ chói bầu trời tăng dần từ chân trời tới thiên đỉnh, là hằng số đối với mỗi góc cao của bầu trời mà không phụ thuộc hướng của vị trí khảo sát Bầu trời mây trung bình Bầu trời đầy mây Bầu trời uniform2.1. Khí hậu ánh sáng 2.1.3. Bầu trời tiêu chuẩn trong thiết kế chiếu sáng Bầu trời chói đều + Độ rọi trên mặt ngang: E = π x L + Để đơn giản và thuận tiện hơn trong CSTN, sử dụng bầu trời chói đêu hay uniform sky: bầu trời có độ chói bằng nhau trên toàn bề mặt; + Bầu trời này không có thực trong thưc tế nhưng làm cho bài toán tính toán CSTN trở nên đơn giản;2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.1. Đánh giá CSTN Hệ số độ rọi tự nhiên: tỷ số giữa độ rọi trong nhà và độ rọi nằm ngang ngoài nhà ở cùng một thời điểm eM = EM En x 100% + eM: hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm M trong nhà, %; + E M: độ rọi tự nhiên tại điểm M, lx; + E n: độ rọi nằm ngang ngoài nhà ở cùng thời điểm khảo sát do cả bầu trời khuếch tán gây ra, lx;2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.2. Hai định luật cơ bản trong CSTN Cơ sở thiết kế CSTN được thực hiện theo hai định luật sau: Định luật hình chiếu góc khối: Độ rọi tại một điểm bất kỳ trên mặt phẳng làm việc trong phòng do mảng trời chói đều nhìn thấy từ điểm đó qua cửa chiếu sáng tạo ra, tỷ lệ thuận với độ chói của bầu trời và diện tích hình chiếu lên mặt phẳng được chiếu sáng của mảng trời này. + Độ rọi trên mặt ngang ngoài nhà: E = L x σ + Hệ số độ rọi tự nhiên:eM = σ π Định luật đồng dạng trong chiếu sáng: Độ rọi tại điểm M trong hai ngôi nhà có kích thước đồng dạng với nhau là hoàn toàn như nhau nếu cửa kính và vật liệu cửa cũng như nhau; Hve2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.3. Yêu cầu thiết kế CSTN Đạt được tiện nghi của môi trường sáng phù hợp với hoạt động của con người trong các phòng đó; Về lượng: + Đạt được độ rọi yêu cầu để hoàn thành công việc tương ứng; + Độ đồng đều ánh sáng trên toàn diện tích làm việc; Về chất: + Loại trừ sự chói lóa; + Tỷ lệ độ chói nội thất hợp lý; + Sự phân bố không gian và hướng ánh sáng hợp lý2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.3. Yêu cầu thiết kế CSTN Độ rọi tự nhiên yêu cầu: + ĐN: là độ rọi nhằm đảm bảo nhìn rõ các chi tiết để hoàn thành tốt công việc, là độ rọi tại thời điểm tắt đèn buổi sáng và bật đèn buổi chiều; + Độ rọi nhân tạo: ổn định trong xuốt quá trình làm việc; + Độ rọi tự nhiên: không ổn định: tăng đàn từ sáng đến giữa trưa, rồi giảm dần cho đến chiều tối; Công thức: eyc = Eyc Egh x 100% Egh cho Việt Nam: 4000 lx; Độ đồng đều của ánh sáng trên mặt phẳng làm việc: + ĐN: là tỷ số giữa các điểm có độ rọi lớn nhấ và nhỏ nhất, yêu cầu: Emax E min ≤ 2 – 3 lần + Lấy bằng 2: công việc yêu cầu chính xác và rất chính xác; + Lấy bằng 3: công việc chính xác trung bình;2.2. Cơ sở thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.2.3. Yêu cầu thiết kế CSTN Phân bố không gian và hướng ánh sáng: + Hướng ánh sáng tới vị trí làm việc để tránh tạo bóng gây mất tiện nghi và an toàn; Tỷ lệ độ chói nội thất: + Tỷ lệ độ chói trong thiên nhiên: Các nước xứ lạnh: Thiên đỉnh: chân trời:mặt đất: 5:3:1 Các nước Trung Á: 10:7:3 Việt Nam: 10:3:1 Loại trừ lóa không tiện nghi: + Tránh nắng chiếu vào phòng, lên mặt phẳng làm việc, lên các thiết bị gây lóa; + Tránh hướng cửa sổ, bàn làm việc về phía bầu trời quá sáng hoặc phía có các mặt tường sáng bị mặt trời chiếu vào; + Tránh các kết cấu che nắng có hệ số phản xạ quá cao;2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.1. Ba thành phần của ánh sáng tự nhiên Độ rọi tự nhiên tại một điểm M bất kỳ (EM)trong phòng được tạo bởi 3 thành phần sau: Độ rọi do phần bầu trời không bị che chắn nhìn thấy từ M qua lỗ cửa: Etr: chỉ phụ thuộc hình chiếu xuống mặt phẳng làm việc của mảng trời nhìn thấy qua lỗ cửa; Độ roi do ánh sáng phản xạ từ các bề mặt của các công trình xung quanh: tường nhà đối diện, mặt đất qua cửa… tới trực tiếp điểm M hoặc tới các bề mặt phòng rối hắt tới M: Eρn:; Độ rọi do ánh sáng phản xạ từ các bề mặt trong nhà (trần, tường, sàn) tới M: Eρt Vây, độ rọi tự nhiên tại điểm M: E M = E tr + E ρt + E ρn Hệ số độ rọi tự nhiên trong nhà: eM = etr + e ρt + e ρn Đặc điểm: + Ebt phụ thuộc vào diện tích của mảng trời và độ chói của bầu trời; + Eρn: phụ thuộc vào các bề mặt bên ngoài: màu sắc, chất liệu…: bê tông, cỏ… + Eρt: phụ thuộc vào màu sắc của các bề mặt bên trong.2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp gần đúng: nhằm xác định độ rọi trung bình trên toàn mp làm việc khi chiếu sáng bằng cửa sổ quy ước: cửa sổ là cửa bố trí trên tường – phương pháp Frueling Etb = Egh x C x η x ScsSs (lx) Egh: theo TCVN, Egh = 4000 lx; C: hệ số che chắn của cửa sổ: 0,5 50%; (khi của sổ không bị che chắn, C = 50%); η:hiệu suất của cứa sổ: 40%: lượng quang thông rơi trên mp làm việclượng quan thông đi qua cửa Scs: tổng diện tích cửa sổ; Ss: diện tích sàn; Coi bầu trời có độ chói phân bố đều: trạng thái bầu trời đơn giản nhất; phương pháp này giúp xác định sơ bộ diện tích cửa sổ cần thiết cho một mức độ rọi yêu cầu = bao nhiêu lx, từ đó tính được: e tb = C x η x ScsSs Biểu đồ xác định C SGK 1242.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp gần đúng tính diện tích cửa mái (gs. Gucev):2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp gần đúng tính diện tích cửa mái (gs. Gucev): Scm:tổng diện tích cửa mái (m2); Ss: diện tích sàn; km: hệ số kể đến ảnh hưởng của dạng cửa mái; To: hệ số xuyên sáng của toàn cửa mái: To = T1 x T2 x T3 x T4 x T5 + T1 : hệ số xuyên sáng của kính ; + T2 : hệ số ánh sáng giảm sút do bụi bám vào của kính ; + T3 : hệ số giảm sút ánh sáng do khung cửa và đố kính ; + T4 : hệ số giảm sút ánh sáng do kết cấu chịu lực của mái ; + T5 : hệ số giảm sút ánh sáng do KCCN ; r: hệ số tăng ánh sáng phản xạ do phản xạ nhiều lần giữa các bề mặt bên trong phòng;2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp biểu đồ Danhiluc • Phương pháp xác định hệ số độ rọi bằng biểu đồ Danhiluc Nguyên tắc: Chia bầu trời thành 10.000 phần bằng nhau bằng 100 đường vĩ tuyến và kinh tuyến sao cho diện tích hình chiếu của chúng xuống mặt phẳng ngang của mỗi phần là bằng nhau Dùng cho mặt cắt2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp xác định hệ số độ rọi bằng biểu đồ Danhiluc Dùng cho mặt bằng2.3. Tính toán chiếu sáng tự nhiên 2.3.2. Phương pháp tính toán • Phương pháp xác định hệ số độ rọi bằng biểu đồ Danhiluc Giới thiệu biểu đồ Đanhiluc (H37) + Biểu đồ 1 : Đ1(mp YOY) : Nối tâm O với các giao điểm của các kinh tuyến cắt đường cong YOY : sử dụng để xác định chiều cao của cửa, dùng với mặt cắt : gọi giới hạn chiều cao này là m; + Biểu đồ 2 : Đ2 (mp XOX) : cắt bán cầu bầu trời theo các đường vĩ tuyến (song song với mp YOY) : tạo thành các ô vuông có diện tích = nhau = Π 10000 : nối tâm O với các giao điểm của các vĩ tuyến cắt đường cong XOX : dùng để xác định giới hạn của bậu cửa hay chiều rộng cửa : n ; + Giá trị ebt (bằng biểu đồ Đanhiluc) = m x n (%) ; (của mảng trời nhìn thấy qua cửa sổ) Cách sử dụng biểu đồ : + Chuẩn bị : Vẽ MB, MC nhà có kích thước của cửa cùng tỷ lệ ; + Ấn định các điểm kiểm tra trên mp làm việc : trên mỗi mặt cắt, số điểm >5 điểm, khoảng cách giữa 2 điểm từ 2 – 3m + B1 : Đặt MC lên Đ1 sao cho : điểm kiểm tra trùng với tâm O của Đ1, đường đáy của Đ1trùng với mp làm việc, từ O xác định 2 tia giới hạn chiều cao cửa, dựng tia đi qua C : tâm cửa, xác định r = OC (khoảng cách từ tâm của đến điểm tính toán), ghi lại giá trí góc θ ; xác định số tia m đi qua lỗ cửa; + B2 : đặt MB lên Đ2 sao cho tâm biểu đồ cách mép của một khoảng r, trục OO trùng với nét cắt, xác định số tia n của BĐ đi qua các lỗ cửa + B3 : Tính ebt Cách sử dụng biểu đồ : + Trường hợp sử dụng bầu trời CIE cần xét: Hệ số q: thể hiện sự phân bố không đều của độ chói trên bầu trời (H 2.18); Hệ số xuyên sáng chung của cửa т: thể hiện sự suy giảm ánh sáng khi xuyên qua cửa (bảng 2.6)Trường hợp đặc biệt• Xác định phần ánh sáng phản xạ từ bên ngoài Chấp nhận giả thiết tường nhà đối diện phản xạ khuếch tán đều e n: hệ số độ rọi tạo bởi phần bầu trời bị tường nhà đối diện che mất (tính như chưa bị che• Xác định phần ánh sáng phản xạ từ bên trong• Phương pháp BRE Ưu điểm: Thao tác thuận tiện, sử dụng được cho nhiều mô hình bầu trời khác nhau; Đơn giản hơn khi xác định các thành phần phản xạ bên trong và bên ngoài nhờ sử dụng các hệ số hiệu chỉnh2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụng Yêu cầu CSTN Dẫn dắt người sử dụng từ sảnh, không gian phụ, theo các trục giao thông đến không gian chính; Tại không gian chính phải nhấn mạnh ý đồ tư tưởng nghệ thuật của công trình Nhóm 1 Công trình tưởng niệm; Nhà thờ, đền đài, lăng tẩm; Cung quốc gia, cung chính trị; Tòa án;Tautra Island, NorwayCathedral of Christ the Light – Oakland, California Location: Harrison St, Oakland, CA Architect: Skidmore, Owings Merrill Structural Engineer: Mark Sarkisian2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụng Nhóm 2 Bảo tàng tranh tượng; Triển lãm Biểu diễn thi đấu thể thao Yêu cầu CSTN: Ánh sáng được sử dụng như phương tiện tạo ảo giác một không gian và cảnh quan rộng lớn xung quanh người xem, nơi diễn ra các sự kiện khác nhau hoặc trưng bày tranh, tượng, hiện vật – cần phân bố ánh sáng không đều và chú ý đến hiện tượng thích ứng AS của mắt người xem2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụngArchitects: Querkraft – Jakob Dunkl, Gerd Erhartt, Peter Sapp Location: Neuhaus, Carinthia, Austria Project Architect: Erwin StättnerArchitects: Foster partner Location: London, UK Project: British MuseumNelson Fine Arts Center Tempe, Arizona Location: Arizona State University, Tempe, Arizona Architect: Antoine Predock2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụng Nhóm 3 Trường phổ thông, ĐH; Viện nghiên cứu NHà văn phòng, làm việc Yêu cầu CSTN: Đạt được môi trường ánh sáng tiện nghi, thỏa mãn tốt nhất yêu cầu công năng vệ sinh Tỷ lệ đôi chói hợp lý giữa các bề mặt nội thất Sự đồng đều độ rọi trong phòng và sự chan hòa ánh sáng – trong điều kiện nhiệt đới nên giảm bớt ánh sáng trong những ngày nắng ráo và giữa trưa.Early discussions included massing strategies and floor heighttodepth ratios. From there the lab worked with the project’s designers and engineers (Stantec) to test the daylight performance of a variety of design options, both as physical and digital models Terry Thomas Office Building – Seattle – won AIA Top ten green award Architects: Weber + ThompsonEarly discussions included massing strategies and floor heighttodepth ratios. From there the lab worked with the project’s designers and engineers (Stantec) to test the daylight performance of a variety of design options, both as physical and digital models2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụng Nhóm 4 NHà an dưỡng; Nhà trẻ, mẫu giáo; Nhà ở, nhà nghỉ; Yêu cầu CSTN: Đạt được môi trường ánh sáng tiện nghi, thỏa mãn tốt nhất yêu cầu công năng vệ sinh: một số giờ nhất định có nắng chiếu vào phòng: lúc sáng sớm đối với nhà an dưỡng, phòng bệnh, nhà trẻ, nhà ở… Không yêu cầu độ rọi lớn và đồng đều; Yêu cầu có thiết bị che nắng hiệu quả về chiếu sáng và thông gió tự nhiênAll the school’s classroom corridors run east to west, optimizing the southern exposure of the triangular, southfacing roof monitors, which receive sunlight and direct it into the classrooms. Daylighting saves energy by decreasing the need for electric light and reducing the heat given off by the lights, thereby reducing the building’s cooling load. Smith Middle School, Chapel Hill, North Carolina, USA http:townhall.townofchapelhill.orgplanningsolarchapelhillsolar_revised032305graphicsinteriorsmithmiddle.j pg2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà dân dụngCác giải pháp chiếu sáng dành cho các không gian đặc biệt2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà công nghiệp • Chiếu sáng cửa bên2.4. Các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên 2.4.1. Giải pháp chiếu sáng nhà công nghiệp • Chiếu sáng cửa mái, cửa trờiCHƯƠNG 3 CHIẾU SÁNG NỘI THẤT3.1. Nguồn chiếu sáng nhân tạo 3.1.1. Bóng đèn 3.1.1.1. Đặc điểm chung 3.1.1.2. Các loại bòng đèn; 3.1.2. Đèn chiếu sáng 3.2. Kỹ thuật chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ chiếu sáng nội thất 3.2.2. Kiểm tra sự lóa mất tiện nghi3.1. Nguồn chiếu sáng nhân tạo Xuất hiện từ giữa thế kỷ 19, trở thành nguồn chiếu sáng ban đêm chính cho con người 3.1.1. Bóng đèn 3.1.1.1. Đặc điểm chung: dùng các chỉ tiêu sau để đánh giá các loại bóng đèn và ánh sáng do chúng phát ra Hiệu suất sáng: tỷ số giữa quang thông do đèn phát ra và công suất điện tiêu thụ ( lmW). Hiệu suất sáng càng cao càng có lợi. Đèn có hiệu quả năng lượng là đèn khi tiêu thụ điện năng thấp nhưng lại cho nhiều quang thông. Đèn phóng điện có hiệu quả năng lượng hơn đèn nung sáng do quá trình chuyển hóa điện thành ánh sáng của loại đèn này sinh ra lượng nhiệt thừa lớn. Max: 200 lmW Hiệu suất của một số loại bóng đèn: Ngọn nến: 0,3 lmW Đèn nung sáng 40W: 12,6 lmW Đèn nung sáng 100W: 18,8 lmW Đèn Điôt phát sáng (LED): 10 90 lmW Đèn tuyp: 70 – 100 lmW3.1.1.1. Đặc điểm chung: Nhiệt độ màu Tm: dùng để đánh giá mức độ tiện nghi môi trường sáng. Nhiệt độ màu càng cao, môi trường ánh sáng càng “lạnh”, nhiệt độ màu càng thấp thì môi trường sáng cáng “nóng”. Nhiệt độ màu dao động từ 2000 – 8000 oK;3.1.1.1. Đặc điểm chung: Nhiệt độ màu: có thể thể hiện thành 1 điểm trên biểu đồ màu XYZ Chỉ số truyền màu CRI: cho biết chất lượng ánh sáng, đánh giá theo sự cảm thụ chính xác màu sắc của mắt người, thay đổi từ 0 100; Nguồn sáng chuẩn được chọn là snags sáng bầu trời ngoài nhà có CRI = 100 hoặc đèn nung sáng có CRI = 99; Tuổi thọ của bóng đèn: đạt được từ 1000h( đèn nung sáng – 20000 giờ(một số loại đèn phóng điện). CHỉ mang tính chất thống kê, chỉ số giờ bóng đèn hoạt động trước khi giảm yếu 50% quang thông3.1.1.2. Các loại bóng đèn 1. Bóng đèn nung sáng Bóng đèn lâu đời nhất (150 tuổi). Phát minh ra từ năm 1854, sau đó được Thomas Edison phát triển và cải tiến đưa vào sử dung năm 1879 Cấu tạo: dây tóc kim loại (tungstene), phát sáng khi có dòng điện chạy qua, đặt trong một bóng thủy tinh có chứa khí trơ (azoot, argon, krypton) ở áp suất rất nhỏ, và một đuôi đèn để lắp vào lưới điện. Khí trơ có tác dụng làm giảm sự bốc hơi của dây kim loại. Mặt trong có quét chất bột trơ để giảm độ chói của nó; Đặc tính: hiệu suất nhỏ, công suất từ 20 – 100 W, hiệu suất của đèn cao khi công suất lớn và điện áp làm việc nhỏ; Nhiệt độ màu: 2500 – 3000 oK; CRI: 100; Tuổi thọ: 1000h3.1.1.2. Các loại bóng đèn 2. Bóng đèn phóng điện Cấu tạo: gồm ống làm bằng thạch anh hoặc keenamic haai đầu đặt hai điện cực, bên trong có chưa hơi kim loại ở áp suất thaaso hoặc áp suất cao: hơi thủy ngân, natri (sodimu) hoặc hơi Iodure kim loại ( metal halide). Phải tạo ra điện áp đủ lớn giửa hai điện cực để châm đèn và giảm điện áp để giữ ánh sáng ổn định Đặc tính: lúc đầu chỉ được dùng trong chiếu sáng ngoài nhà hoặc chiếu sáng công nghiệp sau đó được cải thiện về màu, hiệu suất sáng, bóng đèn công suất thaaso và compact, đã được áp dung trong chiếu sáng dân dụng. HIếu suất sáng cao, tuổi thọ dài, không nhạy cảm với nhiệt độ môi trường, có màu sắc tốt.3.1.1.2. Các loại bóng đèn 2. Bóng đèn phóng điện Một số lọai đèn phóng điện thường gặp: • Bóng đèn hơi thủy ngân : Công suất: 50 – 100 W; HIệu suất sáng: 30 – 60 lmW; NHiệt độ màu: 3000 – 4000 o K; Chỉ số truyền màu: 40 – 60; Tuổi thọ: 4000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: đường giao thông, đường và lối đi bộ, các vùng ven vườ hoa, sân chơi trẻ em, trong các công xưởng3.1.1.2. Các loại bóng đèn 2. Bóng đèn phóng điện Một số lọai đèn phóng điện thường gặp: • Bóng đèn iodure kim loại : Công suất: 32 2000 W; HIệu suất sáng: 50 100 lmW; NHiệt độ màu: 3000 – 6500 o K; Chỉ số truyền màu: 65 75; Tuổi thọ: 10.000 – 20.000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: + Trong nhà: tiền sảnh, khách sạn nhà hàng, hội chợ triển lãm ,văn phòng, trường học nhà thi đấu, chiếu sáng thẩm mỹ trong kiến trúc; + Ngoài nhà: Sân thể thao, tượng đài, công viên3.1.1.2. Các loại bóng đèn 2. Bóng đèn phóng điện Một số lọai đèn phóng điện thường gặp: • Bóng đèn natri cao áp : Công suất: 50 1000 W; HIệu suất sáng: 70 120 lmW; NHiệt độ màu: 2000 2200 o K; Chỉ số truyền màu: 65; Tuổi thọ: 24.000 – 40.000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: phố, sân thể thao, trong nàh công nghiệp, chiếu sáng sân vườn3.1.1.2. Các loại bóng đèn 2. Bóng đèn phóng điện Một số lọai đèn phóng điện thường gặp: • Bóng đèn natri thấp áp : Công suất: 18 200 W; HIệu suất sáng: 100 200 lmW; Chỉ số truyền màu: 0; Tuổi thọ: 18.000 – 20.000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: đường giao thông chính, đường hập, kênh rạch, cửa cống do đặc biệt kinh tế. Không được sự dụng rộng rãi do bức xạ ánh sáng đơn sắc3.1.1.2. Các loại bóng đèn 3. Bóng đèn huỳnh quang Nguyên tắc phát sáng tương tự như bóng đèn phóng điện Cấu tạo: gồm bóng là một ống phóng điện với hai điện cựu và hơi thủy ngân. Ở bên trong thành ống có phủ chất phát sáng (huỳnh quang). Màu của ánh sáng phát ra sẽ phụ thuộc vào lượng và chất huỳnh quang và áp suất trong bóng; Chấn lưu: bộ phận cung cấp điện thế ban đầu cho sự phóng điện dầu tiên, sau đó hạn chế dòng điện qua bóng đèn để duy trì sự phóng điện ổn định; Chấn lưu điện từ: thay đổi điện áp nhưng không thay đổi tần số, làm cho bức xạ ánh sáng nhấp nháy 120 lần; Chấn lưu điện tử: giảm được nhấp nháy đến mức không thể nhận ra được, kích thước nhỏ gọn, không gây tiếng ồn, giảm bớt năng lượng tiêu thụ3.1.1.2. Các loại bóng đèn 4. Bóng đèn halogen tusngten Đèn nung sáng chứa hơi halogen, cho phép nâng cao nhiệt độ nung sáng của dây tóc, nhờ đó nâng cao chất lượng ánh sáng mà giảm được sự bố hơi của dây tóc – nguyên nhân làm đen dần bóng đèn; Do ưu điểm: tuổi thọ cao hơn, hiệu suất sáng cao hơn, ánh sáng trắng hơn nên dần được thay thế bóng đèn nung sáng; HIệu suất sáng: 15 21 lmW; NHiệt độ màu: 3000 4000 o K; Chỉ số truyền màu: 90 100; Tuổi thọ: 3000 6000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: nội thất, trang trí kiến trúc, quầy hàng, mặt chính các công trình kiến trúc3.1.1.2. Các loại bóng đèn 5. Bóng đèn compact huỳnh quang Dạng mới của bóng đèn halogen, có cấu trúc ống đèn nhỏ và uốn cong; Công suất: 5 – 70 W; HIệu suất sáng: 55 75 lmW; NHiệt độ màu: 2700 4000 o K; Chỉ số truyền màu: 85; Tuổi thọ: 10.000 – 12.000 H; Sử dụng trong chiếu sáng: nội thất, trang trí kiến trúc, quầy hàng, mặt chính các công trình kiến trúc3.1.1.2. Các loại bóng đèn 6. Bóng đèn không điện cực Loại bỏ catot giúp kéo dài tuổi thọ của bóng đèn và nâng cao hiệu quả phát sáng; Lợi dung năng lượng tần số radio để ion hóa hơi thủy ngân tương tự như trong bóng đèn huỳnh quang3.1.1.2. Các loại bóng đèn 7. Điôt phát sáng LED Là thiết bị điện tử tạo ra ánh sáng bằng cách chuyển đổi trực tiếp dóng điện thành năng lượng bức xạ trong cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn; Vật liệu của chất bán dẫn quyết định màu sắc của ánh sáng đèn LED: đỏ, cam, vàng, lục , lam, trắng; LED tiêu thụ điện rất ít, tuổi thọ dài, phí bảo dưỡng và vận hành rất thấp; Kích thước nhỏ giúp tạo ra các cách thức chiếu sáng mới mẻ, kết hợp từ vài chục đến vài trăm LED để tạo ra những modun chiếu sáng trang trí có tính thẩm mỹ cao;3.1.2. Đèn chiếu sáng Bao gồm: bóng đèn + chấn lưu, vỏ đèn Vỏ đèn: + Tác dụng: bộ phận phản xạ, bảo vệ, khuếch tán ánh sáng và phần không gian cần chiếu sáng. Ngăn chặn tầm nhìn của mắt người vào nơi có độ chói cao, gây lóa; Giảm bớt ánh sáng tới mắt người , phản xạ lại ánh sáng, tập trung ánh sáng hoặc làm đều dịu ánh sáng, lỏng bớt nhiệt thừa, tia tử ngoại, tần số radio hoặc bảo vệ đèn + Cấu tạo: vật liệu phải có hệ số phản xạ cao: vỏ mạ nhôm (phản xạ 85 90%), mạ bạc (phản xạ 91 – 95%), thép sơn trắng (phản xạ 90 92%). Có thể bằng kính, nan chớp. + Khả năng: cho ánh sáng phản xạ kiểu định hướng, khuếch tán hoặc trung gian giữa chúng; Đánh giá đèn: + Hiệu quả không chỉ ở hiệu suất của bóng đèn; + Đèn hiệu quả là đèn đưa được ánh sáng vào vùng cần thiết và tạo được hiệu quả ánh sáng ở đó. Mục đích của thiết kế chiếu sáng nội thất là chọn được hệ thống chiếu sáng cho phân bố ánh sáng tốt nhất và hiệu quả cao nhấtĐể thiết kế được chiếu sáng nội thất hợp lý và hiệu quả, cần phải biết: + Các thông số quang học của đèn do nhà sản xuất cung cấp; + Nắm vững kiểu phân bố ánh sáng của đèn trong không gian; + Chia thánh 5 kiểu chiếu sáng và 20 loại đèn• Thông số quang học của đèn do nhà sản xuất cung cấp: 1. Biểu đồ cường độ sáng: Đặc trưng quan trọng nhất của đèn, cho biết sự phân bố quang thông do đèn bức xạ trong không gian; Đèn phát sáng điểm: được biểu diến trên mặt phẳng chứa trục tròn xoay của đèn; Đèn dạng ống: biểu đồ được lập trên hai mặt phẳng vuông góc với đèn: nằm ngang và thẳng đứng; Biểu đồ được lập trên cơ sở thực nghiêm, quang thông quy chuẩn là 1000 lm;• Thông số quang học của đèn do nhà sản xuất cung cấp: 2. HIệu quả chiếu sáng của đèn: Định nghĩa: là tỷ số phần trăm giữa quang thông thoát ra khỏi đèn và quang thông do đèn bức xạ ra; Công thức: η = Fd Fb x 100% Trong đó: Fd: quang thông bức xạ của đèn (lm); Fb: quang thông thoát ra khỏi bong đèn (lm); Thường thay đổi trong phạm vi: 40 – 80%; 3. Hệ số suy giảm ánh sáng Xét đến sự suy giảm quang thông bức xạ của đèn theo thời gian hoạt động và tổn hao do bụi bẩn bám vào theo thời gian; Trong tính toán đã đưa vào hệ số dự trữ (δ) để xét đến yếu tố này• Các kiểu chiếu sáng Kiểu trực tiếp: có trên 90% quang thông do đèn bức xạ hướng xuống phía dưới; + Trực tiếp hẹp; + Trực tiêp rộng; Áp dụng: chiếu sáng ngoài nhà, trong nhà xưởng, văn phòng, cửa hàng lớn, đặc biệt hiệu quả kinh tế cho nhà có độ cao lớn Kiếu nửa trực tiếp: 60 – 90% quang thông do đèn bức xạ hướng xuống phía dưới; tường bên và trần cũng được chiếu sáng, môi trường tiện nghi hơn Áp dụng: nhà ở: phòng khách, phòng ăn…, văp phòng.• Các kiểu chiếu sáng 3. Hệ số suy giảm ánh sáng Kiểu hỗn hợp: 40 – 60% quang thông do đèn bức xạ hướng xuống phía dưới. Tường bên, trần được chiếu sáng nhiều hơn, môi trường cang tiện nghi hơn; + Hỗn hợp thường; + Hỗn hợp khuếch tán; Áp dụng: trong không gian có trần và tường phản xạ ánh sáng mạnh vì lý do kinh tế chiếu sángKiểu chiếu sáng trực tiếp Kiểu chiếu sáng nửa trực tiếpKiểu chiếu sáng hỗn hợp khuếc tán• Các kiểu chiếu sáng Kiểu nửa gián tiếp: có 10 – 40% quang thông do đèn bức xạ hướng xuống phía dưới; Kiếu gián tiếp: trên 90% quang thông do đèn bức xạ hướng lên phía trên; Áp dụng: phòng khán giả, nhà hàng, nhà ănKiểu chiếu sáng gián tiếpKiểu chiếu sáng gián tiếp4.Các kiểu chiếu sáng (5 kiểu) Được phân loại theo sự phân bố ánh sáng của đèn Kiểu trực tiếp Kiểu gián tiếp Kiểu hỗn hợp 90 ~ 100% 40 ~ 60% 90 ~ 100% 40 ~ 60% Kiểu nửa gián tiếp 60 ~ 90% 10 ~ 40% Kiểu nửa trực tiếp 60 ~ 90%• Các loại đèn• Các loại đèn• Ủy ban chiếu sáng quốc tế CIE phân loại đèn trên cơ sở 5 kiểu chiếu sáng. • Có > 20 loại đèn, ký hiệu A,B,C,D ….T. • A,B,C,D,E ( 5 loại) trực tiếp hẹp • F,G,H,I,J ( 5 loại) trực tiếp rộng • K,L,M,N ( 4 loại) nửa trực tiếp • T ( 1 loại) gián tiếp • Tổng quang thông bức xạ của đèn F 0 = F4 + F5 = F4’ + F3’+ F2’+ F1’+ F5 Các loại đèn F 5 F 4 F 2’ F 1 F 3’ F 4’ 2π 3π2 π π2 2π 2πCác loại đèn và các kiểu chiếu sángCác loại đèn và các kiểu chiếu sáng3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ Nội dung Xác định yêu cầu tiện nghi nhìn và tiện nghi môi trường sáng E yc, sự đồng đều AS, tính không gian, phân biệt màu sắc, độ chói nội thất Đặc điểm AS của nguồn ( loại bóng, loại đèn…) Xác định các thông số hình học của hệ đèn ( độ cao treo đèn,số đèn, khoảng cách giữa hai đèn gần nhau nhất. Xác định tổng công suất các đèn3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ Các bước B1: Chọn độ rọi yêu cầu B2: Chọn bóng đèn B3: Chọn kiểu chiếu sáng và loại đèn B4: Chọn độ cao treo đèn h B5: Bố trí đèn và xác định số đèn tối thiểu đảm bảo AS đồng đều trên mplv, B6: Xác định tổng quang thông của các đèn B7: Xác định số lượng đèn.3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B1: Chọn độ rọi yêu cầu • Eyc tìm trong các tiêu chuẩn chiếu sáng hoặc trong các kiến nghị của các hội chiếu sáng, hoặc của các hãng SX đèn. • Cần xem xét : đặc điểm sử dụng và đặc điểm của không gian nội thất; độ lớn của vật nhìn, sự mệt mỏi của mắt người làm việc. • Cần chú ý đến: + Yếu tố con người: 200 lx cho học sinh trung học – 500 lx cho người lớn tuổi; + Sự thích ứng mắt: trong điều kiện thích ứng tối người ta cần ánh sáng thấp hơn thích ứng sáng; + Tính động của ánh sáng; + Theo đặc điểm phổ của nguồn sáng3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B2: Chọn loại bóng đèn • HIệu quả năng lượng và môi trường; • HIệu quả kinh tế của hệ thống chiếu sáng; • Đặc điểm và chất lượng của ánh sáng: + Tm (oK): môi trường ấm ( Tm = 2700 ÷ 3000 oK), trung tính ( Tm = 3500 oK), VD: Văn phòng: huỳnhquang 4100 oK; + CRI: càng cao càng tốt: 85 100, 6570: giá trị tối thiểu cho một số không gian thương mại và công nghiệp;3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B3: Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn • Kiểu chiếu sáng trực tiếp hẹp: nhà có độ cao lớn, đạt hiệu quả kinh tế cao, trần và tường bên tối; • Kiểu trực tiếp rộng và nửa trực tiếp: môi trường tiện nghi hơn do trần và tường bên cúng được chiếu sáng; • Kiểu gián tiêp + nửa gián tiếp: ưu tiên sử dụng trong nhà công cộng có đông người qua lại: phòng khán giả, nàh ga, nhà ăn, đại sảnh… Áp dung cho không gian không yêu cầu độ rọi cao nhưng lại muốn có một môi trường ánh sáng tiện nghi; • Các hệ thống chiếu sáng: + Hệ thống chiếu sáng chung: đèn bố trí theo mạng lưới, tạo ra độ rọi đồng đều trong phòng: văn phòng, không gia thương mại; + Hệ thống chiếu sáng nền: chỉ thiết kế để đạt 33 – 67% mức độ rọi của hệ thống ánh sáng chung. Phần độ rọi còn lại do hệ thống chiếu sáng làm việc đảm trách;3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B4: Chọn độ cao treo đèn3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B5: Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu đảm bảo độ đồng đều ánh sáng trên mplv3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B5: Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu đảm bảo độ đồng đều ánh sáng trên mplv3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B6: Xác định tổng quang thông của các đèn trong phòng F t = EycSδ ηU Trong đó: • S: diện tích mặt phẳng làm việc, m2; • Eyc: độ rọi yêu cầu trên mplv, lx; • η: hiệu suất của đèn; • U: hệ số lợi dung quang thông, xác định theo bảng lập sẵn của NSX; • δ: hệ số dự trữ Hệ số lợi dung quang thông U: tỷ số quang thông roi xuống mplv và quang thông thoát ra khỏi đèn, phụ thuộc vào loại đèn và hệ số không gian k, tra PLB.1 cuối sách; k = ab h (a+b) k: thay đổi từ 0,6 – 5, a,b, h: kích thước của phòng theo hình 3.11, 3.12 Hệ số dự trữ δ: tra PLB.2: xét đến sự suy giảm quang thông của đèn, do hãng đèn cung cấp;3.2. Kỹ thuật Chiếu sáng nội thất 3.2.1. Thiết kế sơ bộ B7: Xác định số lượng đèn N = F t Fd Trong đó: • N: số lượng bóng đèn; • Ft: tổng quang thông cấn thiết; • Fd: quang thông của đèn; Nếu N > số lượng đèn tối thiểu: N chính là số lượng đèn cần lắp đăt; Nếu N < số lượng đèn tối thiểu: lấy số lượng đèn tối thiểu để lắp đặt. Khi đó quang thông của bóng đèn có thể giảm nhỏ hoăn loại bóng đèn đã chọn ở B5: F d = Ft Nmin3.2.2. Kiểm tra sự lóa mất tiện nghi PA bố trí đèn có thể gây mất tiện nghi cho người sử dụng phụ thuộc các yếu tố:BÀI TẬP LỚP SỐ 3 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO Thiết kế chiếu sáng nhân tạo cho một phòng họp có các thông số sau: Kích thước:a x b = 15 x 9 (m), H = 3,3 m; Eyc = 500 lx; Hệ số phản xạ trần: tường:sàn theo tỷ lệ sau: 0,8 : 0,5 : 0,3 Yêu cầu: Thể hiện bản vẽ bố trí đèn trên khổ giấy A3; Thuyết minh tính toán trên khổ giấy A4; 2 người 1 nhóm; Ngày nộp: vào ngày thi lần 1;CHƯƠNG 5: CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ 5.1. Chiếu sáng đường và phố 5.2. Chiếu sáng đường đi bộ 5.3. Chiếu sáng công cộng bằng đèn pha5.1. Chiếu sáng đường và phố 5.1.2. Mục đích và yêu cầu chiếu sáng đường phố • Mục tiêu: Giảm tội phạm đường phố; Làm đẹp đô thị Bảo đảm giao thông an toàn • Mục đích Tạo môi trường ánh sáng tốt, giúp người lái xe xử lý nhanh chóng chính xác các tình huống xảy ra trên đường, đảm bảo lái xe an toàn; Giảm đến mức thấp nhất tai nạn giao thông; Đảm bảo an ninh cho người đi bộ, xe đạp, xe máy lưu thông trên đường; Chỉ dẫn giao thông đô thị; Làm đẹp cảnh quan đô thị• Yêu cầu chiếu sáng đường giao thông Phải làm lộ rõ tất cả các đặc điểm của đường và dòng giao thông, bao gồm các phương tiện giao thông chạy trên đường,người đi bộ, biển báo, chướng ngịa vật… Các hệ đèn phải có hình thức hài hòa cả ban ngày lẫn ban đêm, phải quan tâm ảnh hưởng của nó đến cảnh quan đô thị5.1.3. Đặc điểm sự nhìn của người lái xe trên đường a, Độ tương phản giữa vật cần nhìn và nền Yếu tố quyết định khả năng nhận ra người hoặc chướng ngại vật trên đường; do độ chói khác nhau tạo ra b, Kích thước của vật; c, Thời gian quan sát; d, Điều kiện thời tiết5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 1. Độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 1. Độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 1. Độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 1. Độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 2. Độ đồng đều độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 2. Độ đồng đều độ chói mặt đường5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 3. Hạn chế lóa Lóa không tiện nghi Khó chịu, không thoải mái nhưng không gây rối sự nhìn; + Đối với đường đi bộ, đánh giá bằng chỉ số D:5.1.4. Yêu cầu và tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đường phố 3. Hạn chế lóa Lóa mờ3. Hạn chế lóa Lóa mờ3. Hạn chế lóa Lóa mờ5.1.5. Nguồn chiếu sáng đường phố • Đường cao tốc, đường lớn, đường mạng lưới: Đèn với bóng Natri cao áp: 100, 150, 250, 400W; Đèn hơi thủy ngân 250 W • Phố chính, phố phụ, bãi đỗ xe, khu nhà ở: Natri cao áp 70 100W, Hơi thủy ngân 125W • Đường hầm, đường ô tô lớn, nhỏ: Đèn huỳnh quang 18,36,58 W; Compact huỳnh quang5.1.5. Nguồn chiếu sáng đường phố5.1.5. Nguồn chiếu sáng đường phốĐường cong phân bố cường độ sáng5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 1. Chọn kiểu bố trí đèn Kiểu đơn phương: h ≥ l: đường phố hẹp, có cây cối ở một phía đường, khi có đoạn đường uốn cong; Kiểu so le: h ≥ 23 l: đường phố có hai chiều chuyển động; Kiểu đối mặt: h ≥ 0,5 l: khi chiều rộng đường giao thông lớn; Kiểu trục giữa: h ≥ l: khi có đường đôi, ở giữa có dải phân cách; Kiểu bố trí đèn hai phía: h ≥ l : áp dụng cho đường đôi có dải phân cách chiều rông lớn;5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 2. Xác định khoảng cách cực đại giữa các đèn5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 3. Xác định quang thông yêu cầu của đèn – phương pháp tỷ số R5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 3. Xác định quang thông yêu cầu của đèn – phương pháp tỷ số R5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 3. Xác định quang thông yêu cầu của đèn – phương pháp tỷ số R5.1.6. Thiết kế chiếu sáng đường phố 5.1.6.1. Thiết kế sơ bộ 3. Xác định quang thông yêu cầu của đèn – phương pháp tỷ số RHệ số suy giảm quang thông V5.1.6.2. Phương pháp độ chói điểm kiểm tra hệ thống chiểu sáng5.1.6.2. Phương pháp độ chói điểm kiểm tra hệ thống chiểu sáng5.1.6.2. Phương pháp độ chói điểm kiểm tra hệ thống chiểu sáng5.2. Chiếu sáng đường đi bộ Yêu cầu: độ rọi ngang + độ rọi đứng trên mặt đường là quan trọng5.2. Chiếu sáng đường đi bộ Yêu cầu:5.2. Chiếu sáng đường đi bộ Tính toán độ rọi ngang trên mặt đường5.2. Chiếu sáng đường đi bộ Tính toán độ rọi ngang trên mặt đường