Bài giảng phần nhiệt - chương 5 pps

Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 1/19
Chơng Iv
Thiết kế che nắng cho nh v cho phòng

Tác động của BXMT lên công trình kiến trúc:

Nung nóng phòng trong mùa hè, nâng cao nhiệt độ không khí và nhiệt độ các bề mặt
trong phòng, làm giảm điều kiện tiện nghi VKH, tăng thêm lợng nhiệt thừa trong
phòng mà thiết bị phải gánh chịu khi điều hoà không khí nhân tạo.
Gây chói chang, căng thẳng, loá mắt, ảnh hởng đến tiện nghi thị giác và chất lợng
công việc trong phòng.

Làm giảm chất lợng thậm chí phá hỏng đồ đạc, thiết bị trong phòng (ví dụ làm các
nguyên vật liệu, vải vóc, tranh nghệ thuật, hoá chất, thuốc chữa bệnh, đồ gỗ).
Vì vậy, đối với những nớc vùng nhiệt đới nh ta, vấn đề che nắng nghĩa là che BXMT trực
tiếp, có ý nghĩa rất lớn để nâng cao điều kiện tiện nghi VKH. Đó là một trong những giải
pháp quan trọng của kiến trúc khí hậu.
Các nội dung chính của chơng trình này đợc trình bày theo trình tự sau đây:
Từ phơng pháp cơ bản xác định bóng của một cây cọc để mở rộng xác định vùng
che nắng của các công trình, hàng cây trên mặt bằng, bóng nắng trên mặt chính công
trình và vùng nắn chiếu vào phòng, thời igan che nắng và chiếu nắng.
Theo yêu cầu che nắng, giới thiệu phơng pháp biểu đồ đơn giản để xác định hiệu
quả che nắng của các kết cấu và thiết kế các kết cấu che nắng.

I. Phơng pháp xác định bóng nắng theo mặt trời
1. Bóng của một vật trên mặt phẳng ngang:
Bài toán thực hiện trên BĐMT - mặt phẳng nằm ngang khi có mọt cây cọc chiều cao H đặt
thẳng đứng tại tâm biểu đồ.
Bóng của cọc H trên mặt phẳng ngang khi đó sẽ phụ thuộc vị trí của Mặt trời, nghĩa là góc
phơng vị A
0
và góc cao h
0
của nó (Hình.1).
Bóng của cọc đợc xác định bởi hớng bóng và chiều dài của nó.
Hớng bóng xác định theo góc phơng vị A

0
của Mặt trời. Trên biểu đồ mặt trời
hớng bóng là nửa đờng thẳng vẽ từ thời điểm khảo sát trên quỹ đạo mặt trời tới tấm
tâm O của biểu đồ.
Chiều dài bóng xác định theo công thức lợng giác đơn giản sau đây:
L
0
= Hcotgh
0
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 2/19

Trong đó:
+ H - Chiều cao của cọc;
+ h
0
- chiều cao của Mặt trời ở thời điểm khảo sát.

Hình 1. Bóng của cọc H trên mặt phẳng ngang
Cũng có thể xác định chiều dài bóng không theo tính toán công thức mà chỉ bằng phơng
pháp dựng hình (Hình.2).

Ví dụ 4.1. Xác định bóng của cọc H trên BĐMT ngày xuân phân, lúc 10 giờ, biết góc cao
của Mặt trời khi đó là h

0
= 54
0
.

Hình 2. Xác định bóng trên biểu đồ mặt trời
Bài giải: Trên BĐMT ngày xuân phân, xác định vị trí của Mặt trời lúc 10h. Nối điểm này với
tâm 0 biểu đồ và kéo dài ta đợc hớng bóng. Chú ý chiều bóng đổ là từ tâm O (điểm đặt
cọc) về phía đối của vị trí Mặt Trời.
Chiều dài bóng L
0
xác định theo công thức:

L
0
= Hcotg54
0
= 0,73H.
Phơng pháp dựng hình tiến hành nh sau: từ tâm O dựng cọc H vuông góc với đờng hớng
bóng (độ dài H chọn tỷ lệ tuỳ ý). Dựng tia đi qua đỉnh cọc H lập với hớng bóng của một
góc h
0
= 54
0
, ta cũng đợc chiều dài L

0
của bóng cọc.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 3/19
Nhận xét: Khi mặt phẳng P không nằm ngang mà nghiêng một góc với mặt phẳng ngang
(dơng (+) hoặc âm (-) thì chỉ có chiều dài bóng thay đổi (ngắn hơn khi âm), có thể xác
định bằng phép dựng hình nh trên Hình .2 (L' là chiều dài bóng khi mặt nghiêng là - ).

2. Bóng của một vật trên mặt đứng:
Trên Hình.3 giới thiệu hình phối cảnh bóng C
0

D của cọc C
0
C trên mặt đứng (mặt phẳng Q)
khi Mặt trời ở vị trí A
0
và h
0
.

Hình 3. Biểu diễn vẽ bónh của cọc C
0
C trên mặt đứng Q trong hình không gian

Nhận xét:
C
1
C
2
là hình chiếu của CC
0
trên mặt phẳng ngang (mp P).
Tia mặt trời qua C và hình chiếu của nó trên mặt phẳng P qua C
1
tạo thành mặt phẳng
đứng (R) lệch một góc A

0
với hớng Nam, mặt phẳng này cắt mặt phẳng đứng (Q)
bởi giao tuyến D
1
D. Điểm D chính là bóng của đầu cọc C, nằm trên đờng đứng qua
D
1
.
Trên mặt phẳng (R) dựng CD
2
D (trên mặt phẳng R):
góc D

2
CD = h
0
(góc cao của Mặt trời).
D
2
D = CD
2
tgh, chính là độ sâu của điểm D trên đờng D
1
D so với đờng
ngang CD

2
.
Cách dựng trên bản vẽ: tiến hành theo trình tự sau đây (Hình.4):
Xác định C
1
là hình chiếu của C trên mặt bằng.
Dựng hình chiếu bằng của tia mặt trời qua C
1
theo góc A
0
. Xác định D
1

. Bóng của đầu
cọc C nằm trên đờng thẳng đứng vẽ qua D
1
.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 4/19
Dựng đờng ngang C
0
D
2
= C

1
D
1

Từ C
0
dựng góc h
0
so với đờng ngang C
0
D
2

từ đó tìm đợc độ sâu của điểm D so với
C
0
D
2
và xác định nó trên đờng đứng qua D
1
.

Hình. 4. Xác định bónh của cọc C
0
C trên mặt đứng (thực hiện trên bản vẽ)
3. áp dụng trong thực tế :
Vẽ bóng kết cấu che nắng trên mặt bằng và mặt tờng.
Ví dụ 1: Hình vẽ bên mô tả đơn giản mặt
chiếu bằng của 2 ngôi nhà mái dốc, các số
ở các góc hình chữ nhật là chiều cáo của
phần mái. Vẽ bóng đổ của công trình này
trên mặt đất vào lúc 8 h ngày Hạ Chí bằng
biểu đồ bóng cột tại Hà Nội, biết rằng mặt

tờng AB hớng về phía Nam

A
3
3
6
3
4 4
3
B
12
12

8 8 10
14
C
D
12
10 8
8
14
12
E
F G
H

Ví dụ 2: Kết cấu che nắng ngang và đứng kết hợp của cửa sổ hớng Nam có kích thớc cho
trên hình 4.7. Yêu cầu vẽ bóng của nó lên tờng và lên kính cửa khi mặt trời ở vị trí A
0
= -
45
0
; h
0
= 25
0
.
Bài giải: Trình bày trên Hình 5.

Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 5/19

Hình. 5. Vẽ bóng của kết cấu che nắng trên mặt đứng khi A
0
= -45
0
; h
0
= 25
0

.

II. Thiết kế kết cấu che nắng
1. Phơng pháp đánh giá hiệu quả che nắng của kết cấu
a. Kết cấu nằm ngang (ô văng):
Hãy tởng tợng một mặt phẳng nghiêng đi qua mép dới cửa sổ và mép ngoài kết cấu
che nắng (Hình. 6). Mặt phẳng này sẽ cát bầu trời trở thành một đờng tròn và chia nó thành
hai vùng:
Vùng từ đờng tròn giới hạn đến mặt đứng chứa cửa sổ (gọi là vùng đến 90
0
) là
vùng kết cấu che nắng phát huy hiệu quả, hay gọi là vùng che nắng.

Nếu mặt trời nằm trong vùng này của bầu trời thì nắng không chiếu vào phòng.
Vùng thứ hai từ mặt phẳng chânt rời đến mặt phẳng nghiên ( vùng 0 đến ) là vùng
chiếu nắng, nếu Mặt trời nằm trong vùng này sẽ có nắng chiếu vào pòng. Đờng ranh
giới phân chia hai vùng nói trên chính là đờng tròn giao tuyến của mặt phẳng với
bầu trời, gọi là đờng giới hạn che nắng. Trên biểu đồ của chúng ta (hình chiếu trên
mặt phẳng chân trời) đờng giới hạn là một phần của đờng elip (theo phép chiếu
thẳng góc) hoặc của đờng tròn (phép chiếu nổi).
Nếu chiều rộng kết cấu che nắng càng lớn, góc càng nhỏ thì vùng che nắng càng mở rộng.
Kết luận: Để đánh giá hiệu quả che nắng của các kết cấu che nắng ngang, ta có thể dùng
một họ đờng giới hạn , đợc chia độ từ 0
0
(chân trời) đến 90

0
(thiên đỉnh), thờng cách
nhau 10
0
một. Trên hình 4.13c là biểu đồ các đờng giới hạn che nắng vẽ theo phép chiếu
nổi (những đờng tròn chia độ từ 0
0
đến 90
0
).
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 6/19

Hình. 6. Đánh giá hiệu quả che nắng của kết cấu ngang.
b. Kết cấu che nắng đứng:
Để xác định vùng che nắng và chiếu nắng của kết cấu đứng trên mô hình bầu trời, chúng ta
xác định gần đúng hai mặt phẳng đứng đi qua trục đứng tại tâm cửa và mép ngoài kết cấu
che nắng (Hình. 7), xác định bởi các góc
1
và
p
*)
.

Vùng che nắng giới hạn bởi các mặt phẳng và mặt phẳng chứa cửa sổ.
Vùng chiếu nắng là phần bầu trời nằm giữa hai mặt phẳng .

Hình. 7. Đánh giá hiệu quả che nắng của kết cấu đứng.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 7/19
Trên biểu đồ bầu trời, các mặt phẳng đứng đợc biểu diễn bởi các đờng bán kính và
chúng ta dùng chúng làm các đờng giới hạn xác định vùng he nắng và vùng chiếu nắng của
các kết cấu đứng.
Phối hợp cả hai cách vừa trình bày trên, chúng ta có một biểu đồ hoàn chỉnh để xác định
hiệu quả che nắng của tất cả các loại kết cấu che nắng, gọi là biểu đồ các đờng giới hạn che

nắng. Biểu đồ này trên Hình. 8:
Hình. 8. Biểu đồ các đờng giới hạn che nắng.

Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 8/19

Hình. 9. Đánh giá hiệu quả che nắng của một số kết cấu thờng gặp
2. Thiết kế kết cấu che nắng:
Nội dung thiết kế kết cấu che nắng bao gồm hai bớc"
Bớc 1: Chọn hình dạng kết cấu. Đây là bớc quan trọng nhất trong thiết kế kết cấu che
nắng vì hình dạng quyết định hiệu quả che nắng và ảnh hởng lớn đến kiến trúc mặt chính

công trình. Nếu chọn sai hình dạng, thì dù kích thớc rất lớn, nhiều khi cũng không có tác
dụng che nắng.
Bớc 2. Xác định kích thớc hợp lý của kết cấu. Hình thức kiến trúc và cấu tạo kết cấu không
cho phép kích thớc lớn tuỳ ý, dù là xác định theo yêu cầu kỹ thuật che nắng. Vì vậy ở đây
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 9/19
phải chấp nhận sự dung hoà giữa phần che nắng tích cực và che nắng bổ sung để đạt đợc sự
hợp lý muốn có.
Nhng trớc hết, muốn thiết kế kết cấu che nắng phải đề ta yêu cầu che nắng, nghĩa là phải
biết cần che nắng vào những giờ nào trong ngày, ngày nào trong năm, hay che nắng hoàn
toàn, quanh năm không cho nắng chiếu vào phòng.

a. Yêu cầu che nắng:
Trên cơ sở nghiên cứu về chế độ nhiệt trong phòng, và phản ứng tâm sinh lý của con ngời,
GS. Phạm Ngọc Đăng đã đề nghị thời điểm cần che nắng cho các phòng ở miền Bắc Việt
Nam khi đồng thời xảy ra hai điều kiện sau đây:
Khi nhiệt độ hiệu quả tơng đơng không khí và bức xạ mặt trời chiếu trên mặt nhà
lớn hơn 27 độ;
Khi bức xạ mặt trời chiếu lên mặt nhà 230 kCal/m
2
.h. Từ hai điều kiện này tác giả
đã đa ra biểu đồ "phạm vi cần che nắng" cho nhà ở vùng Hà Nội. (Hình.10).

Hình. 10. Phạm vi cần che nắng cho nhà ở vùng Hà Nội

I- Khi k
bd
= 0,5 ; II - khi k
bd
= 0,7 ; III - khi k
bd
= 0,9
Khi nghiên cứu che nắng cho trờng học, PGS. Hoàng Huy Thắng [6] đề nghị ba điều kiện:
Che nắng khi nhiệt độ không khí trong phòng vợt quá nhiệt độ không khí cho phép.
Ví dụ ở Hà Nội tác giả kiến nghị nhiệt độ cho phép là 28
0
C.

Che nắng khi BXMT trực tiếp chiếu vào phòng vợt quá 230kCal/m
2
.h.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 10/19
Che tán xạ chói chang trong phạm vi 10-20
0
quanh thiên đỉnh của bầu trời phía Bắc
dù không có Mặt trời.

Hình. 11. Biểu đồ tiêu chuẩn che nắng cho trờng học tại Hà Nội

b. Chọn hình dạng kết cấu che nắng:
Chọn hình dạng kết cấu che nắng chủ yếu phụ thuộc:
Yêu cầu che nắng của công trình đợc thể hiện trên biểu đồ Mặt Trời tại địa điểm xây
dựng công trình.
Hớng của cửa lấy ánh sáng.
Hình dạng kết cấu che nắng đợc coi là hợp lý nếu dạng của vùng cần che nắng trên BĐMT
(hoặc vùng chuyển động của Mặt Trời trên bầu trời) gần giống nhất với vùng hiệu quả che
nắng của kết cấu lựa chọn.

Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 11/19

Hình. 12. Các dạng kết cấu che nắng có hiệu quả nh nhau


Hình. 13. Vùng che nắng phụ thuộc góc

1
,

p
Chú ý 1: Có cả một loạt kết cấu che nắng dạng gần nh nhau hoặc khác nhau có hiệu quả
che nắng giống nhau (Hình.12). Ngời thiết kế, khi nắm vững xác định hiệu quả che nắng
của chúng sẽ có một phạm vi lựa chọn rất lớn khi tìm giải pháp cho hình thức mặt chính của

công trình.
Chú ý 2: Khi chọn kết cấu che nắng đứng, vùng che nắng có thể đối xứng hoặc không đối
xứng phụ thuộc góc nghiêng của kết cấu (Hình. 13). Các góc
1
,
p
cần xác định đúng
(tơng ứng bên trái và bên phải cửa sổ).
c. Xác định kích thớc kết cấu che nắng:
Sau khi đã xác định có hình dạng kết cấu thích hợp thì việc xác định kích thớc để ngời
thiết kế có cơ sở xem xét áp dụng cho công trình của mình chỉ còn là bài toán lợng giác
đơn giản.

Trờng hợp kết cấu nằm ngang:

Hình. 14. Xác định kích thớc kết cấu che nắng ngang
Trờng hợp kết cấu đứng:
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 12/19

Hình. 15. Xác định kích thớc kết cấu che nắng đứng
Các góc , xác định nhờ biểu đồ các đờng giới hạn che nắng và biểu đồ Mặt trời
tại địa điểm xây dựng công trình.
Trờng hợp không muốn dùng tính toán, chúng ta có thể xác định trực tiếp kích thớc

kết cấu theo tỷ lệ bản vẽ.

Ví dụ:
Thiết kế kết cấu che nắng cho cửa sổ cao 2,0m hớng Nam của một trờng học ở Hà Nội.
Bài giải:
a. Xác định thời gian cần che nắng
Theo yêu cầu bảo đảm tiện nghi thị giác, không đợc có nắng chiếu lệ bàn học sinh trong
giờ lên lớp từ 7 đến 17 giờ. Xét thực tế mùa đông ở Hà Nội xác suất có nắng ít, nên chọn yêu
cầu che nắng nh sau:
Ngày hạ chí: từ 7 đến 17 giờ.
Ngày xuân, thu phân: từ 7 đến 17 giờ.
Ngày đông chí: từ 10 đến 14 giờ.

Vùng tô đậm trên BĐMT (Hình.16) là vùng cần che nắng cho lớp học.
b. Chọn hình dạng kết cấu.
Theo hình dạng vùng cần che nắng của cửa sổ hớng Nam thì kết cấu hợp lý phải có dạng
chính nằm ngang chạy dài suốt trên cửa sổ.
c. Xác định đờng giới hạn che nắng và góc


Phối hợp biểu đồ các đờng giới hạn che nắng (hình.8) với BĐMT Hà Nội (vẽ cùng một tỷ
lệ, đặt đúng hớng Nam) ta tìm đợc đờng giới hạnc ho vùng che nắng yêu cầu và xác định
đợc = 45
0
(đờng chấm chấm trên hình 16).

d. Lựa chọn phơng án, xác định kích thớc.
Biết = 45
0
, chúng ta đa ra ba phơng án kết cấu cụ thể để ngời thiết kế lựa chọn:
Phơng án a: một kết cấu ngang, kích thớc
B
n
= 2,0 - 0,25 = 1,75m.
Có lẽ phơng án này không hợp lý về kết cấu.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 13/19

Phơng án b: độ cua của kết cấu ngang chỉ 0,25m nhng mặt chính có nhiềuphần vị
ngang. Cũng phơng án này, nếubỏ tấm ngang thấp nhất, thì nắng chỉ vào phòng
trong phạm vi một lối đi sát tờng cửa sổ, có thể chấp nhận đợc.
Phơng án c: Cùng hiệu quả che nắng nhng mặt chính sẽ có một hình thức khác.
Nhận xét: Để che nắng hoàn toàn ở hớng Nam cần kết cấu ngang có độ đua ra khá lớn. Nếu
tổ chức một hành lang phía Nam, thì nó cũng làm nhiệm vụ che nắng nh một kết cấu
ngang. Tiêu chuẩn thiết kế trờng học ở nớc ta đòi hỏi mặt chính nhà có hành lang hớng
Nam là hợp lý cả về che nắng và thông gió phòng.

Hình. 16. Thiết kế kết cấu che nắng cho cửa sổ hớng nam của lớp học tại Hà Nội
Ví dụ 4.10. Yêu cầu thiết kế kết cấu che nắng cho cửa sổ 2,0 x ,30m (cao x rộng) hớng Tây
Bắc của một nhà văn phòng ở Hà Nội (nhà có hành lang hớng Đông Nam).

Bài giải:
a. Xác định thời gian cần che nắng
Nhà làm việc văn phòng, yêu cầu không có nắng vào chỗ làm việc trong giờ hành chính từ 8
giờ đến 17 giờ hàng ngày. Vùng che nắng yêu cầu đợc tô đậm cho hớng TB trên Hình 17.
b. Chọn hình dạng kết cấu
Kết cấu hợp lý là kết cấu đứng nghiêng bảo đảm một góc che nắng
1
= 62
0
. Khi đó, trừ
ngày hạ chí chỉ che nắng đến 17giờ, còn các ngày khác trong năm gần nh đợc che nắng
hoàn toàn.

Có thể sử dụng thêm một kết cấu ngang để kết cấu đứng không phải kéo dài và kết hợp che
ma.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 14/19
c. Lựa chọn phơng án, xác định kích thớc
Trên hình 4.29 chúng tôi giới thiệu 2 phơng án:
Phơng án a: Chỉ dùng một kết cấu đứng nghiêng cho cả cửa sổ rộng 3m. Khi đó độ
đua của kết cấu khỏi mặt tờng chọn 15m và độ dài của kết cấu là 2,66m. Phía bên
phải cửa sổ không cần che nắng, nhng nếu ngời thiết kế muốn tạo đối xứng thì đặt
thêm một tấm thứ hai. Phơng án này cha hợp lý vì kích thớc kết cấu quá lớn.
Phơng án b: chia cửa sổ thành ba phần 3x1,0m. Kết cấu che nắng đứng lúc này gồm

3 tấm đua khỏi tờng 0.7m và rộng 0.91m, hiệu quả che nắng vẫn giữ đúng góc
t
=
62
0
.
Chú thích: Khi thiết kế kết cấu che nắng nh trên, tác giả có thể thay đổi vị trí đặt cửa sổ mở
rộng thêm sàn nhà (đờng nét mảnh trên Hình 17). Khi đó chúng ta lại có một giải pháp mặt
chính công trình mới.

Hình. 17. Thiết kế kết cấu che nắng cho cửa sổ hớng TB của nhà VP tại Hà Nội

III. Xác định thời gian che nắng v chiếu nắng
Các ví dụ trên (Hình 16, 17) cho thấy bài toán chiếu nắng là bài toán ngợc của che nắng,
nghĩa là ngoài những giờ công trình đợc che nắng, là những giờ ban ngày có nắng chiếu
vào.
Nội dung của bài toán chúng ta xem trong mục này là với một ngày bất kỳ nào đó trong
năm, xác định số giờ có nắng chiếu vào phòng hoặc chiếu vào một vị trí nằm trong sân vờn
ngoài nhà. Đồng thời khi đó ta cũng xác định đợc số giờ mà vị trí khảo sát đợc che nắng.
Bài toán này giúp ngời thiết kế biết đợc mức độ vi phạm điều kiện tiện nhi vi khí hậu
(nhiệt và ánh sáng) của phòng, cho họ thêm một thông số để chọn hớng nhà, chọn các vị trí
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 15/19

thích hợp ngoài nhà khi bố trí sân chơi, sân phơi, nơi đặt tợng đài thích hợp nhất, hoặc chỗ
ngồi sởi nắng mùa đông cho các cụ già.
Để giải bài toán này, chúng ta vẫn áp dụng phơng pháp biểu đồ đã giới thiệu từ chơng đầu
(biểu đồ Mặt trời) cho đến các vùng hiệu quả che nắng trình bày trong phần trớc của
chơng này. Chúng ta hãy làm hai ví dụ sau đây:
Ví dụ 4.11. Một nàh làm việc văn phòng xây dựng ở thành phố Huế (vĩ độ 16
0
B) có cửa sổ
nhìn về hớng Đông Nam với hai loại kết cấu che nắng nh hình trên 4.30. Hãy xác định số
giờ phòng đợc che nắng và bị chiếu nắng trong các ngày hạ chí, xuân thu phân, và đông
chí.

Bài giải. Theo hình dạng và kích thớc kết cấu che nắng áp dụng biểu đồ 4.15 chúng ta dễ
dàng xác định đợc phạm vi hiệu quả che nắng của các kết cấu (các hình vẽ bên phải mỗi
kết cấu trên (Hình.18).

Hình. 18. Hai loại kết cấu che nắng và vùng hiệu quả che nắng của chúng
Nhận xét: Trờng hợp kết cấu che nắng phối hợp (có hai thanh đứng bên cạnh) vùng hiệu
quả che nắng đợc mở rộng thêm ở hai phía ngoài, từ vòng độ cao 0
0
đến 30
0
so với loại ô
văng bình thờng.

Đa các biểu đồ hiệu quả che nắng vào biểu đồ mặt trời ở Huế theo đúng hớng cửa sổ
Đông Nam khi vẽ cùng một tỷ lệ (Hình. 19) Khi để ý đến tơng quan giữa vùng quỹ đạo mặt
trời và các vùng hiệu quả che nắng của hai dạng kết cấu, chúng ta dễ dàng xác định đợc số
giờ phòng đợc che nắng và bị chiếu nắng nh trong bảng dới đây:
Bảng .1 Ví dụ xác định thời gian che và chiếu nắng cho phòng
Ô văng Kết cấu phối hợp
Ngày
Chiếu nắng Che nắng Chiếu nắng Che nắng s
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 16/19
Giờ

trong
ngày
Tổng
số
giờ
Giờ
trong
ngày
Tổng
số
giờ
Giờ

trong
ngày
Tổng
số
giờ
Giờ
trong
ngày
Tổng
số
giờ
Hạ chí

5
40
đến
7
50
2
10
7
50
đến 11
30
4

30
5
40
đến
7
10
1
30
7
10
đến
11

30
4
20
Xuân,
thu
phân
6
00
đến
9
20
3

20
9
20
đến
13
10
3
50
6
00
đến
9

20
3
20
9
20
đến
13
10
3
50
Đông
chí

6
40
đến
11
00
4
20
11
00
đến
14
40

3
40
6
40
đến
11
00
4
20
11
00

đến
14
40
3
40

Hình. 19. Xác định thời gian che nắng và chiếu nắng cho phòng
Nhận xét:
1. Hai dạng kết cấu che nắng trong ví dụ trên tuy khác nhau nhiều về hình dạng, nhng cho
hiệu quả che nắng gần nh nhau đối với cửa sổ về hớng Đông Nam ở Huế. Kết cấu che
nắng phối hợp chỉ có hiệu quả hơn trong ngày hạ chí (và một số ngày lân cận ngày này)
khoảng 20 phút vào lúc sáng sớm (từ 7

h
20 đến 7
h
40).
2. Trong những ngày mùa xuân và mùa thu nắng chiếu vào phòng từ lúc Mặt trời mọc đến 9
- 10 giờ, còn những ngày mùa đông đến 10 - 11 giờ. Nh vậy tùy theo đặc điểm sử dụng của
phòng mà ta có các giải pháp phù trợ để khắc phục vùng bị chiếu nắng cho thích hợp.
Ví dụ 4.12. Xác định vùng hiệu quả che và chiếu nắng của điểm P ở ngoài nhà trong mặt
bằng quy hoạch một khu xây dựng ở thành phố Hồ Chí Minh, giới thiệu trên Hình 20. Từ đó
xác định thời gian nắng chiếu tới điểm này trong bốn ngày đặc trng của năm.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 17/19
Bài giải. Theo tỷ lệ đã cho trên bản vẽ (Hình 20), thực hiện các mặt cắt theo các tia từ A đến
K để xác định các góc hiệu quả che nắng của các công trình, cây xanh hoặc đồi đất chung
quanh đối với điểm P. Trên hình 4.32, a chỉ thực hiện làm ví dụ mặt cắt qua A và xác định
đợc góc
1
=15
0
. Đồng thời trên mặt bằng cũng xác định các góc bao công trình nhìn từ
điểm P (các góc ). Trên bản vẽ cũng xác định làm ví dụ góc bao từ tia A đến hớng chính
động là
1

= 55
0
.
Sau khi xác định đợc tất cả các góc và nh vậy, đa vào BĐMT của thành phố Hồ Chí
Minh theo đúng hớng của mặt khu đất, chúng ta đợc phạm vi hiệu quả che nắng của công
trình đối với điểm P (phần gạch chéo trên biểu đồ Hình 20,b).
Chú ý: Khác với hiệu quả che nắng của kết cấu, hiệu quả che nắng của công trình nằm trong
phạm vi từ góc 0
0
(chân trời) đến góc .

Hình. 20. Xác định thời gian chiếu nắng tới điểm P

Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 18/19
So sánh các quỹ đạo Mặt trời với vùng hiệu quả che nắng ta dễ dàng xác định đợc thời gian
nắng chiếu tới điểm P (xem bảng .2).
Bảng .2. Thời gian nắng chiếu tới điểm P
Ngày Giờ trong ngày Tổng số giờ, h
Hạ chí
Xuân, thu phân
Đông chí
Từ 7
h

40 đến 18
h
20
Từ 7
h
50 đến 17
h
50
Từ 8
h
40 đến 18
h

20
10
h
40
10
h
00
8
h
35

Ví dụ 4.13. Quy hoạch tổng thể một tiểu khu nhà ở tại Hà Nội cho trên Hình 21. Hãy xác

định thời gian nắng chiếu vào điểm P ở chính giữa sân trong tiểu khu khi cho biết hai mặt
cắt ngang theo hớng TĐ và NB qua điểm này, với các thông số nh sau:
1
= 50
0
;
2
= 20
0
;

3

=
4
= 35
0
;
1
= 60
0
;
2
= 80
0

;
3
=
4
= 100
0
(các góc nằm đối xứng với các trục TD
và NB).


Hình. 21. Tổng mặt bằng một tiểu khu và mặt cắt ngang
Bài giải: Theo các trị số các góc và trên mặt bằng và mặt cắt, áp dụng biểu đồ các đờng

giới hạn che nắng chúng ta dễ dàng xác định đợc vùng hiệu quả che nắng của các công
trình và dải cây xanh, và thể hiện trên Hình 22.b.
Bài giảng Phần Nhiệt - Chơng iV: thiết kế che nắng kiến trúc - GV: THS.KTS. Nguyễn đăng thịnh

Trang 19/19

Hình. 22. Xác định thời gian chiếu nắng
Chú ý rằng cách vẽ vùng hiệu quả này chỉ là gần đúng. Muốn chính xác hơn phải tiến hành
nhiều mặt cắt, nh ví dụ 4.12.
Để giải bài toán cần đa biểu đồ hiệu quả che nắng của điểm P vào BĐMT Hà Nội theo
đúng hớng của tổng mặt bằng (Hình .22.b). Thời gian nắng chiếu vào điểm P là những giờ
Mặt trời nằm ngoài phạm vi hiệu quả che nắng đã xác định, giới thiệu trong bảng 3.

Bảng .3. Xác định thời gian nắng chiếu vào điểm P ngoài nhà.
Ngày Giờ trong ngày Tổng số giờ, h
Hạ chí
Xuân, thu phân
Đông chí
6
h
50 đến 14
h
50
7
h

25 đến 14
h35
8
h
15 đến 16
h
35
8
h
00
7
h

10
8
h
20
Khi lần lợt thay đổi vị trí điểm P trong phạm vi sân trong, ta có thể tìm đợc những vùng
nắng chiếu thiên về buổi sáng, thiên về buổi chiều hoặc tra, nhờ đó có thể xác định vị trí
thích hợp cho sân chơi trẻ em, sân dới nắng cho cụ già
Hết Chơng IV