QUANG HỌC KIẾN TRÚC PHẦN 07: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN

BÀI 7
BÀI 7
:
:
THIẾT KẾ CSTN
THIẾT KẾ CSTN
I KHÁI QUÁT VỀ THIẾT KẾ CSTN:
1. Tiêu chuẩn thiết kế CSTN.
2. Những qui đònh chung
II. XÁC ĐỊNH TIÊU CHUẨN CSTN (e
Tc
):
 1. Cường độ AS lấy vào phòng
2. Chất lượng AS trong phòng
III. LỰA CHỌN HỆ THỐNG CỬA:
1. Phân loại cửa
 2. Các hệ thống cửa
 3. Hình dạng cửa
4. Vò trí cửa cửa
IV. SƠ BỘ XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH CỬA:
- Dùng kinh nghiệm
- Phương pháp tính gần đúng
IV. KIỂM TRA:
1. Kiểm tra hiệu qủa lấy sáng
2. Xác đònh Hệ số ĐRASTN hình
học theo p.p Đa-nhi-lúc
3. Vẽ biểu đồ đường cong phân
bố AS
4. Kiểm tra
I. KHÁI QUÁT VỀ THIẾT KẾ CSTN:
VN có 2 tiêu chuẩn chiếu sáng:

- TCXD - 29 - 1968 Tiêu chuẩn thiết kế CSTN
- TCXD 29 : 1991 Chiếu sáng tự nhiên trong công trình
dân dụng (tiêu chuẩn hiện hành)
-
Tiêu chuẩn TCXD 29 : 1991 được áp dụng để thiết kế mới
hoặc cải tạo CSTN bên trong nhà ở và nhà công cộng.
-
CSTN trong nhà ở và nhà công cộng được chia ra:
+ Chiếu sáng bên.
+ Chiếu sáng trên
+ Chiếu sáng hỗn hợp
1. Tiêu chuẩn thiết kế CSTN:
2. Những qui đònh chung (TCXD 29 : 1991):
-
Ánh sáng tự nhiên tại 1 điểm bất kỳ trong phòng được đặc
trưng bằng hệ số độ rọi ASTN (viết tắt ĐRASTN)
Hệ số ĐRASTN tại điểm M e
M
= E
M
/ E
ng
(xét cùng thời điểm)
-
Khi thiết kế CSTN phải tính đến hệ số dự trữ (phụ thuộc số lần
lau cửa trong một năm).
2. Những qui đònh chung (TCXD 29 : 1991):
II. XÁC ĐỊNH TIÊU CHUẨN CSTN (e
Tc
):

Tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên bao gồm 2 nội dung cơ bản:
+ Cường độ ánh sáng lấy vào phòng.
+ Chất lượng ánh sáng trong phòng.
1. Cường độ ánh sáng lấy vào phòng:
Yêu cầu lượng AS lấy vào phòng nhiều hay ít  phụ thuộc vào chức
năng sử dụng của phòng.
 Tiêu chuẩn qui đònh bằng Hệ số ĐRASTN tiêu chuẩn(e
Tc
, tính theo %)
· TCXD 29 : 1991: Hệ số ĐRASTN trên mặt làm việc (hoặc trên vật
cần phân biệt) trong các phòng của nhà ở và nhà công cộng không được nhỏ
hơn các trò số quy đònh trong bảng 2, bảng 3 và bảng 4. 
Tiêu chuẩn qui đònh Hệ số ĐRASTN dựa trên kích thước vật cần phân
biệt và tính chất thời gian của công việc.
Xác đònh HSCSTN tiêu chuẩn:
e
Tc

= (E
Tc
/ E
ng
).100%
- Chiếu sáng bên: e
min

- Chiếu sáng trên và chiếu sáng hỗn hợp: e
tb
Vd: Thiết kế 1 phòng học CSTN bằng cửa bên: e
min

= 2 %
Chú ý:
-
Được phép tăng trò số ĐRASTN quy đònh trong Bảng 2 lên một cấp khi
có yêu cầu đặc biệt về chuyên ngành hoặc về mặt vệ sinh.
-
Đối với các phòng trong nhà công cộng không nêu trong Bảng 3: đïc
phép lấy trò số ĐRASTN theo Bảng 2.
-
Không được phép tăng trò số ĐRASTN lớn hơn trò số quy đònh trong
Bảng 2 và Bảng 3 khi các phòng có đặt máy điều hòa không khí.
1./. Hệ số ĐR.ASTN tính toán: e
tt
= e
Tc
10%
Vd: Đ/v phòng vẽ kỹ thuật chiếu sáng hỗn hợp: e
tb
= 5 %
 e
tt
= (5  0,5) %
Lưu ý các qui đònh quan trọng của tiêu chuẩn:
2./. Các điểm tính toán CSTN nằm trên giao tuyến của mặt cắt đặc trưng
của phòng với MLV quy ước (hoặc sàn):
+ Điểm đầu và cuối cách mép trong của tường 1m.
+ Các điểm còn lại cách đều nhau
và khoảng cách giữa các điểm  2(m)
+ Số lượng điểm  5 điểm.
B

B C
C
A A
MẶT BẰNG
Lưu ý các qui đònh quan trọng của tiêu chuẩn:
3./. Khi chiếu sáng 1 bên, hệ số ĐR.ASTN nhỏ nhất được xác đònh tại
điểm tính toán cách mép trong của tường đối diện với cửa lấy sáng 1,0 (m).
4./. Khi chiếu sáng 2 bên, hệ số ĐR.ASTN nhỏ nhất được xác đònh tại
điểm tính toán ở giữa phòng.
5./. Khi chiếu sáng trên hoặc chiếu sáng hỗn hợp, hệ số ĐR.ASTN trung
bình được xác đònh bằng giá trò trung bình của các điểm tính toán.
Vd: Xác đònh mặt cắt đặc trưng:
 Dùng trục tung biểu diễn e
tt
(với tỉ lệ tùy chọn)
 e
tt
min
= e
tt
6

 Kiểm tra: e
min
- 10% e
tt
6
 e
min
+ 10%

Vd: Xác đònh HS RASTN tính toán Đ e
tt

e
tt
1
= 5 %
e
tt
2
= 2,8 %
……
e
tt
6
= 0,9 %
2. Chất lượng ánh sáng trong phòng
Kiểm tra độ đồng đều: e
max
/ e
min
 Chỉ quy đònh độ đồng đều đ/v chiếu sáng trên hoặc chiếu sáng hỗn
hợp và các phòng của nhà trẻ, trường mẫu giáo, trường học sử dụng hệ
thống chiếu sáng bên
Tiêu chuẩn quy đònh: e
max
/ e
min
≤ 3/ 1
II. LỰA CHỌN HỆ THỐNG CỬA:

1. Phân loại cửa:
Có 2 loại cửa: cửa bên và cửa mái.
a. Cửa bên:
- Ưu : + Giá thành rẻ, không hạn chế số tầng nhà.
+ Cấu tạo, quản lý và sử dụng đơn giản.
+ AS lấy vào có tính đònh hướng mạnh.
- Khuyết : + AS lấy vào phân bố không đều
+ Hạn chế chiều sâu lấy sáng  Hạn chế
chiều rộng nhà
b. Cửa mái:
SỰ KHÁC BIỆT VỀ ĐƯỜNG CONG PHÂN BỐ AS
GIỮA CỦA BÊN VÀ CỬA BÊN CAO
CỬA BÊN CAO
CỬA BÊN
MLV
2. Các hệ thống cửa:
+ Hệ thống cửa bên
+ Hệ thống cửa trên
+ Hệ thống cửa hỗn hợp: cửa bên + cửa
trên.
Cửa bên ở trên cao
Cửa mái
ĐƯỜNG CONG PHÂN BỐ ÁNH SÁNG CỬA MÁI
ph
e
M
tr
e
MLV
th

e
3. Hình dạng cửa:
+ Phổ biến nhất là cửa hình vuông, hình chữ nhật.
 + Cửa có hình dạng đặc biệt: khi tính toán phải qui đổi diện tich cửa
thành hình chữ nhật, hình vuông hoặc nhân thêm hệ số.
ĐƯỜNG CONG PHÂN BỐ ÁNH SÁNG CỬA MÁI
(M: ĐIỂM NHÌN CỬA MÁI VỚI GÓC KHỐI LỚN NHẤT)
M
MLV
 Cửa bên ở trên cao có đường
cong phân bố AS hoàn toàn giống
cửa mái.
a
b
0,885 a
0,885 b
0,885 d
d
BIẾN ĐỔI CỬA VỀ HÌNH DẠNG THƯỜNG GẶP
4. Vò trí cửa:
Cửa trên cao có nhiều ưu điểm:
+ Lấy AS vào nhiều hơn cửa bên.
+ Khả năng diệt khuẩn cao (AS lấy vào chứa nhiều bức xạ tử ngoại).
+ Phân cách quan hệ không gian trong - ngoài.
 Cửa trên thường được dùng trong kho tàng, nhà vệ sinh…
III. SƠ BỘ XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH CỬA:
Có 2 phương pháp
- Dùng kinh nghiệm.
- Tính gần đúng.
PP tính gần đúng:

Hệ số diện tích cửa lấy sáng:
m = 100.S
0
/S
S
= e
Tc
.K./ 
cs
.r
Với S
0
là diện tích cửa, S
S
là diện tích sàn
Khi chiếu sáng bên:
m = 100.S
cs
/S
s
= e
Tc
min
.K.
cs
/ 
cs
.r
1
Khi chiếu sáng trên:

m = 100.S
tr
/S
s
= e
Tc
tb
.K.
cm
/ 
cs
.r
2
.K
cm
Trong đó:

cs

: hệ số xuyên sáng toàn phần của cửa
(đ/v hệ thống cửa hỗn hợp thì 
cs
tính theo loại cửa chủ đạo).

cs
= 
1
. 
2
. 

3
. 
4
.
5


1
: Hệ số xuyên suốt AS của các vật liệu  Xác đònh theo Bảng 6

2
: Hệ số xuyên suốt AS có tính đế ảnh hưởng của khuôn cửa  Xác
đònh theo Bảng 7

3
: Hệ số xuyên suốt AS có tính đến ảnh hưởng do các kết cấu chòu lực
che AS  Xác đònh theo Bảng 8 (Khi chiếu sáng bên thì 
3
= 1)

4
: Hệ số xuyên suốt AS có tính đến ảnh hưởng của các kết cấu che
nắng  Xác đònh theo Bảng 9

5
: Hệ số xuyên suốt AS có tính đến lưới bảo vệ đặt ở dưới cửa mái
 
5
= 0,9
K : Hệ số dự trữ tính theo bảng 1: (K = 1,2)


cs

: chỉ số AS của cửa bên  xác đònh theo bảng 5

cm

: chỉ số AS của cửa mái  xác đònh theo bảng 14
r
1
: hệ số tăng AS do phản xạ bên trong phòng và từ mặt đất ở trước cửa
sổ  xác đònh theo bảng 10
r
2
: hệ số tăng AS do phản xạ bên trong phòng khi CS bằng cửa trên
 xác đònh theo bảng 12
K
cm
: Hệ số theo loại cửa mái  xác đònh theo bảng 13
K
ch
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các công trình đối diện  bảng 11

tb
: hệ số phản xạ trung bình của các bề mặt trong phòng:


tb
= (
tr

.S
tr
+ 
tư
.S
tư
+ 
s
.S
s
+ …)/ (S
tr
+ S
tư
+ S
s
+ …
(Với 
tr
, 
tư
, 
s
,…:hệ số phản xạ của các bề mặt trần, tường, sàn.
S
tr
, S
tư
, S
s

, …: diện tích tương ứng của trần, tường, sàn).
IV. KIỂM TRA:
- Sau khi tính toán được sơ bộ diện tích cửa lấy sáng.

Chọn kiểu dáng và kích thước cửa
 Xác đònh số lượng cửa và cách bố trí hệ thống cửa phù hợp.
1. Kiểm tra lại hiệu quả lấy sáng:
Kiểm tra cụ thể hệ số ĐRASTN tại mặt cắt đặc trưng và các điểm
quan trọng trong phòng theo công thức:
Khi chiếu sáng bên: e
bt
= (ε
b
.q + ε
ch
.R).r
1
.τ
cs
/K (1)
Khi chiếu sáng trên: e
tt
= [ε
t
+ ε
tb
(r
2
. 
cm

- 1)].τ
cs
/K (2)
Khi chiếu sáng hỗn hợp: e
ht
= e
tt
+ e
bt
(3)
Trong đó:
e
bt
: hệ số ĐRASTN tính toán khi chiếu sáng bên
e
tt
: hệ số ĐRASTN tính toán khi chiếu sáng trên
e
ht
: hệ số ĐRASTN tính toán khi chiếu sáng hỗn hợp
ε
b
: hệ số ĐRASTN hình học tại điểm cần kiểm tra khi chiếu sáng bên, có
tính đến AS trực tiếp cửa bầu trời  xác đònh theo biểu đồ Đa nhi luc I và II
(hình 1 và 2)
q : Hệ số hiệu chỉnh độ chói không đều của bầu trời  Bảng 15
ε
ch
: hệ số ĐRASTN hình học tại điểm cần kiểm tra khi chiếu sáng bên,
có tính đến AS phản xạ từ các ngôi nhà đối diện  xác đònh theo biểu đồ I

và II (hình 1 và 2)
R : hệ số độ chói tỉ đối của ngôi nhà đối diện  xác đònh theo bảng 16
ε
t
: hệ số ĐRASTN hình học tại điểm cần kiểm tra khi chiếu sáng trên
 xác đònh theo biểu đồ III và II (hình 3 và 2)
ε
t b
: hệ số ĐRASTN hình học trung bình của các điểm tính toán khi chiếu
sáng trên (các điểm nằm trên giao tuyến của mặt cắt đặc trưng của phòng và
mặt làm việc quy ước)  xác đònh theo công thức:
ε
tb
= (ε
t1
+ ε
t2
+ … + ε
tN
)/ N
- Với N: số điểm cần kiểm tra
- ε
t1
, ε
t2
, ε
tN
: Hệ số ĐRASTN hình học tại từng điểm cần kiểm tra
Hệ số ĐRASTN trung bình Khi chiếu sáng trên hoặc chiếu sáng hỗn hợp
xác đònh bằng công thức:

e
tb
tt
= (e
1
/2 + e
2
+ e
3
+ …+ e
N-1
+ e
N
/2)/ (N-1)
- Với N: số điểm tính toán
- e
1
, e
2
, e
3
, e
N
: hệ số ĐRASTN khi chiếu sáng trên hoặc chiếu
sáng hỗn hợp tại từng điểm nằm trên giao tuyến của mặt cắt đặc trưng của
phòng và mặt làm việc quy ước)  xác đònh theo công thức (2) và (3)
Nguyên tắc xác đònh hệ số ĐRASTN hình học theo phương pháp biểu
đồ Đa-nhi-lúc:
e
M

= (E
M
/ E
ng
).100 (%)
 e
M
= ( / 

).100 (%)
2./. Xác đònh hệ số ĐRASTN hình học theo phương pháp Đa-nhi-lúc:
Chia bầu trời thành 10.000 mảnh d

 xác đònh số mảnh trời nhìn
thấy từ điểm cần tính toán qua cửa lấy sáng.
a. Khi chiếu sáng bên (có tính đến AS trực tiếp):
ε
b
= 0,01. (n1 . n2)
-
Với n1: số lượng tia sáng từ bầu trời qua cửa lấy sáng tới điểm cần kiểm
tra trên mặt cắt ngang của phòng  xác đònh theo Biểu đồ I
- n2: số lượng tia sáng từ bầu trời qua cửa lấy sáng tới điểm cần kiểm tra
trên mặt bằng của phòng  xác đònh theo Biểu đồ II
+ Biểu đồ Đa-nhi-lúc 1 áp dụng cho mặt cắt:

Xác đònh được n
1



Xác đònh luôn OC để tìm n
2
.
(Trường hợp MB khác tỉ lệ với mặt cắt phải nhân hệ số cho OC).
+ Biểu đồ Đa-nhi-lúc 2 áp dụng cho mặt bằng:

Điểm O của biểu đồ đặt vuông góc
và cách tâm cửa 1 đoạn OC .

Xác đònh được n
2

b. Khi chiếu sáng trên:
ε
t
= 0,01. (n3 . n2)
-
Với n3: số lượng tia sáng từ bầu trời qua cửa lấy sáng tới điểm cần kiểm
tra trên mặt cắt ngang của phòng  xác đònh theo Biểu đồ III
- n2: số lượng tia sáng từ bầu trời qua cửa lấy sáng tới điểm cần kiểm tra
trên mặt cắt dọc của phòng  xác đònh theo Biểu đồ II
* Khi chiếu sáng bên (có tính đến AS phản chiếu từ ngôi nhà đối diện):
ε
ch
= 0,01.(n’1. n’2)
-
Với n’1: số lượng tia sáng phản xạ từ ngôi nhà đối diện qua cửa lấy sáng
tới điểm cần kiểm tra trên mặt cắt ngang của phòng  xác đònh theo Biểu
đồ I
- n’2: số lượng tia sáng phản xạ từ ngôi nhà đối diện qua cửa lấy sáng tới

điểm cần kiểm tra trên mặt bằng của phòng  xác đònh theo Biểu đồ II
Xác đònh hệ số ĐRASTN hình học
(có tính đến AS trực tiếp và AS phản xạ)
3. Veừ ủửụứng cong phaõn boỏ aựnh saựng: