Thiết kế kếtcấu che nắng gồm 2 vấn đề:
Lựa chọn hỡnh thức kết cấu che nắng thớch hợp với từng cụng trỡnh ứng với từng mặt nhà.
Xỏc định kớch thước hợp lý của kết cấu che nắng. 1/ LỰA CHỌN HèNH THỨC KẾT CẤU CHE NẮNG:
Kết cấu che nắng cú 2 loại:
- Kết cấu cố định: ụ văng, tấm ngang, mỏi đua, ban cụng, hành lang, hiờn,...
- Kết cấu di động: chớp quay, mỏi hiờn di động, cỏnh phờn, mui che,...
Việc lựa chọn hỡnh thức kết cấu che nắng phụ thuộc vào địa điểm xõy dựng và hướng của cửa cần che nắng. Trước hết ta phải biết được khả năng che nắng của từng loại kết cấu để xỏc định nú được ỏp dụng vào với hướng nào, cụ thể:
- Kết cấu nằm ngang: phự hợp với hướng Nam và hướng lõn cận. Loại này ngoài việc che nắng cũn cú tỏc dụng che mưa tốt và ớt cản giú vào phũng.
- Kết cấu thẳng đứng: phự hợp với hướng Đụng-Bắc, Tõy-Bắc, Bắc. Để đảm bảo vấn đề chống mưa hắt và tận dụng tốt giú tự nhiờn cú thể chế tạo kết cấu che nắng thẳng đứng cú thể quay được chung quanh trục đứng.
- Kết cấu che nắng hỗn hợpỹ: ỏp dụng cho cỏc hướng khỏc, đú là loại kết hợp hài hoà giữa kết cấu che nắng ngang và đứng.
- Tấm chắn trước cửa: ỏp dụng cho cỏc cửa hướng Đụng, Tõy hay cỏc hướng lõn cận bị cỏc tia nắng thấp chiếu thẳng vào nhà (nắng xiờn khoai). Đú là dạng che nắng kiểu chuồng chim. Loại này cú nhược điểm là cản giú, giảm ỏnh sỏng, giảm tầm nhỡn của nhà, nờn cần cấu tạo theo kiểu lỗ hoa, tổ ong,...
2/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KẾT CẤU CHE NẮNG:
Dựa vào chỉ tiờu che nắng, thời gian che nắng, ta cú thể dựng phương phỏp giải tớch hoặc phương phỏp biểu đồ để xỏc định kớch thước kết cấu che nắng.
a/ a/ a/
Kết cấu che nắng nằm ngang:
Căn cứ vào giờ cần che nắng của địa phương, xỏc định gúc A và gúc h của mặt trời. Lấy hướng Nam làm chuẩn (hướng gốc của gúc phương vị A), lấy dấu (+) về phớa Tõy, dấu (-) về phớa Đụng.
α là gúc giữa hướng nhà với hướng chớnh Nam, và lấy dấu theo gúc A. Lỳc này độ vươn ra của kết cấu che nắng cú giỏ trị là:
L = H.cotg h . cos γ - d
L : độ dài đua ra của kết cấu che nắng, tớnh từ mộp ngoài của cửa sổ đến mộp ngoài của kết cấu che nắng, [cm]. H : chiều cao cửa sổ, tớnh từ bậu cửa sổ đến tấm che nắng,
[cm].
d : chiều dày hiệu quả của tường, tớnh từ mặt kớnh đến mặt ngoài của tường, [cm].
h : gúc cao mặt trời lỳc tớnh toỏn, [độ].
γ : hiệu số gúc phương vị mặt trời lỳc tớnh toỏn và gúc lệch của hướng nhà so với hướng Nam: γ = A - α.
Trị số h và A được xỏc định theo phụ lục, ứng với cỏc giờ cần che nắng cho cỏc hướng. Phải tớnh L với tất cả cỏc giờ cần che nắng, sau đú lấy trị số lớn nhất để sử dụng.
Trường hợp tấm đua ngang khụng dài liờn tục, tớnh thờm độ dài đua dọc tường D theo cụng thức:
D = H.cotg h.sin γ
Tấm chớp ngang:
Khoảng cỏch giữa cỏc tấm chớp ngang xỏc định theo cụng thức: H = B'.(tg h + tg β).cos γ
B' : bề rộng hiệu quả của tấp chớp: B' = B. cos β B : chiều rộng tấm chớp.
β : gúc nghiờng tấm chớp so với mặt phẳng ngang.
Kết cấu che nắng thẳng đứng:
L = B . cotg γ - d
B : khoảng cỏch từ tấm đứng đến cạnh cửa đối diện.
d : chiều dày hiệu quả của tường, tớnh từ mặt kớnh đến mặt ngoài của tường, [cm].
H D D L h γ A Nam α
Hỡnh 7: kết cấu che nắng nằm ngang
B' h h H B β Hỡnh 8: Tấm chớp ngang B L γ Nam H ươ ùng n ha ỡ Hỡnh 9: kết cấu che nắng thẳng đứng
Tấm che trước cửa:
Trước tiờn chọn trị số Lc theo yờu cầu cấu tạo (thụng giú, chiếu sỏng, kiến trỳc), thụng thường lấy bằng 0,6 - 1,2m tuỳ theo kớch thước cửa sổ. Khi đú ta sẽ xỏc định được chiều cao Hc và chiều dài đua dọc Dc:
Hc = Lc . tg h . cos γ - d Dc = H . cotg h . sin γ H : chiều cao cửa sổ.
b/ Xỏc định kớch thước kết cấu che nắng bằng phương phỏp biểu đồ: b/ Xỏc định kớch thước kết cấu che nắng bằng phương phỏp biểu đồ:b/ Xỏc định kớch thước kết cấu che nắng bằng phương phỏp biểu đồ: b/ Xỏc định kớch thước kết cấu che nắng bằng phương phỏp biểu đồ:
Kết cấu che nắng sẽ che khuất một mảng trời từ điểm quan sỏt (điểm cần che nắng), do vậy khi mặt trời nằm trong phạm vi mảng trời bị che khuất sẽ khụng thể chiếu nắng vào nhà. Việc xỏc định phạm vi bầu trời bị che khuất đú hỡnh thành nờn khỏi niệm biểu đồ đường viền che nắng.
Cỏch xỏc định biểu đồ đường viền che nắng được thể hiện theo hỡnh vẽ sau:
- Bỏn cầu tõm O, bỏn cầu gọi là vũm cầu giả tưởng. - O là điểm quan sỏt.
- ABCD là kết cấu che nắng nằm ngang. - abcd là mảng trời bị che khuất.
- Hỡnh chiếu a'b'c'd' của abcd lờn mặt phẳng ngang gọi là đường viền che nắng của kết cấu ABCD.
DC LC
HC
h
Hỡnh 10: Tấm che trước cửa
O a d a d c b A B C D a' b' c' d' O
Để xỏc định được đường viền che nắng đơn giản và dễ dàng người ta sử dụng biểu đồ mạng lưới hai hệ đường cong chiếu cỏch đều của Dunaev và Olguay như hỡnh vẽ:
Để thuận tiện trong khi thiết kế che nắng, người ta thành lập biểu đồ này cú kớch thước bằng biểu đồ chuyển động biểu kiến của mặt trời. Chỉ cú như vậy mới xỏc định được chớnh xỏc kớch thước của kết cấu che nắng.
Căn cứ vào biểu đồ trờn ta xỏc định được đường viền che nắng của cỏc kết cấu che nắng cú kiểu dỏng khỏc nhau:
Xỏc định kết cấu che nắng bằng phương phỏp biểu đồ được thực hiện bằng cỏch lựa chọn hỡnh thức kết cấu cú biểu đồ đường viền che nắng cú khả năng che khuất được biểu đồ chỉ tiờu che nắng.
Phương phỏp xỏc định kết cấu che nắng bằng biểu đồ: vẽ biểu đồ phụ trợ hai hệ đường cong chiếu đều (Dunaev) lờn giấy can, đặt chồng lờn biểu đồ "chỉ tiờu che nắng", tõm của hai biểu đồ trựng nhau, trục 0-0 của biều đồ Dunaev trựng với hướng cửa sổ. Phần diện
α' α α α' α' β1 β2 β1 β2 α1 α2 α1 α2
Hỡnh 14: đường viền che nắng của một số kết cấu che nắng thụng dụng
Hỡnh 13: biểu đồ hai hệ đường cong cỏch đều Dunaev và Olguay
tớch chỉ tiờu che nắng nằm ở phớa nửa vũng trũn theo hướng cửa sổ chớnh là phạm vi chỉ tiờu che nắng của cửa đang xột. Sau đú tỡm cỏc đường cong nào (đối với kết cấu nằm ngang) hay đường xuyờn tõm nào (đối với kết cấu thẳng đứng) của biểu đồ Dunaev cú thể trựm kớn phạm vi chỉ tiờu che nắng thỡ cỏc trị số đú ứng với cỏc gúc α và β của kết cấu che nắng cần tỡm.