›
›

Bài giảng Khí hậu kiến trúc - Nguyễn Tăng Vũ

ppt 107 trang hapham 1370
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Khí hậu kiến trúc - Nguyễn Tăng Vũ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_khi_hau_kien_truc_nguyen_tang_vu.ppt

Nội dung text: Bài giảng Khí hậu kiến trúc - Nguyễn Tăng Vũ

  1.  GIỚI THIỆU MÔN HỌC  TÀI LIỆU THAM KHẢO  NỘI DUNG MÔN HỌC BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 1
  2.  GIỚI THIỆU MÔN HỌC J V gió t BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 2
  3.  TÀI LIỆU THAM KHẢO : • KHÍ HẬU KIẾN TRÚC Nguyễn Ngọc Giả • NHIỆT & KHÍ HẬU KiẾN TRÚC Phạm Ngọc Đăng & Phạm Hải Hà • KiẾN TRÚC SINH KHÍ HẬU Phạm Đức Nguyên BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 3
  4.  NỘI DUNG MÔN HỌC • CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NGOÀI NHÀ • VI TIỂU KHÍ HẬU • THIẾT KẾ CHE, CHIẾU NẮNG • KHÔNG KHÍ ẨM • TRUYỀN NHIỆT ỔN ĐỊNH • TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 4
  5.  Chương I : CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NGOÀI NHÀ I. Tính chất & quy luật biến thiên các yếu tố khí hậu, khí tượng. 1. KHÁI NIỆM Để nghiên cứu thiết kế một công trình kiến trúc thì đặc điểm của các yếu tố khí hậu là : nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió mưa, bức xạ mặt trời, dông bão có một vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn địa điểm xây dựng, lựa chọn giải pháp kiến trúc, kết cấu, sử dụng vật liệu. Số liệu khí hậu, khí tượng được thành lập theo từng địa phương. Công trình ở địa phương nào sử dụng số liệu ở địa phương đó. Những số liệu này thường cho dưới dạng: cực trị, trung bình theo giờ trong ngày đêm theo ngày trong tháng theo tháng trong năm. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 5
  6. 2. QUY LUẬT VẬN HÀNH CỦA MẶT TRỜI VÀ SỰ HÌNH THÀNH 4 MÙA THỜI TIẾT P B N B Mặt trời Mặt hoành đạo N P 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 6
  7. P B P XUÂN PHÂN C ĐÔNG CHÍ T  = - 23027/ Q T/ Q C/ / P/ N P B P P C THU PHÂN Q T Q HẠ CHÍ  = 23027/ T/ C/ / P P/ N 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 7
  8. Trái đất quay xung quanh mặt trời một vòng là một năm, có 4 mùa thời tiết thay đổi. Trái đất tự quay xung quanh trục Bắc – Nam của nó một vòng là một ngày đêm. Trục quay của trái đất luôn giữ một góc không đổi bằng 66033’ với mặt phẳng quỹ đạo (mặt hoành đạo) quanh mặt trời, do đó tia nắng mặt trời rọi xuống mỗi điểm trên mặt đất luôn thay đổi trong năm, tạo nên 4 mùa : Xuân, Hạ, Thu, Đông ngày đêm dài ngắn khác nhau. ❖ Ngày Xuân phân (21/3) tia nắng rọi xuống mặt đất song song với mặt phẳng xích đạo, góc xích vĩ ( góc hợp bởi tia nắng mặt trời và mặt phẳng xích đạo )  = 0 ngày đêm dài ngắn bằng nhau. Mặt trời mọc và lặn vào lúc 6g và 18g đúng chính Đông và chính Tây. Tuy nhiên quỹ đạo vận hành của mặt trời trong ngày luôn ở phía Nam của xích đạo. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 8
  9. Vĩ độ địa lý của Việt nam (từ 8030’ đến 23022’) nằm trong vòng đai nhiệt đới Bắc bán cầu → mùa Xuân nắng vào nhà qua mặt hướng Nam → bóng công trình đổ về hướng Bắc, càng lên phía Bắc nắng vào nhà càng sâu, bóng đổ về phía Bắc càng dài. ❖ Ngày Hạ chí (21/ 6), mặt trời chuyển dần lên phía Bắc, mặt trời mọc và lặn ờ Đông – Đông Bắc, Tây – Tây nam, tia nắng rọi xuống hợp với mặt phẳng xích đạo một góc  = 900 – 66033’ = 23027’ Vĩ tuyến đi qua tiếp điểm này gọi là chí tuyến Bắc Ngày dài , đêm ngắn. Quỹû đạo chuyển động của mặt trời luôn ở phương Bắc , công trình trên lãnh thổ VN nắng vào nhà theo hương Bắc, bóng công trình đổ về hướng Nam. Trong ngày này lúc chính ngọ mọi nơi trên Bắc bán cầu vị trí mặt trời cao nhất, ngày dài nhất. Nam bán cầu là mùa Đông, góc cao h nhỏ nhất. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 9
  10. ❖ Ngày Thu phân (21/ 9), sau ngày Hạ chí Mặt trời di chuyển về phía Nam. Mùa Thu tới giống Xuân phân . Sau ngày Thu phân mặt trời di chuyển dần về phía Nam, mùa Đông tới dần. ❖ Ngày Đông chí (21/ 12), mặt trời mọc và lặn ở Đông – Đông Nam và Tây – Tây Nam . Tia nắng mặt trời rọi xuống hợp với xích đạo một góc  = – 23027’. Vĩ tuyến qua tiếp điểm này gọi là chí tuyến Nam. Quỹ đạo vận hành của mặt trời luôn ở hướng Nam. Công trình trên lãnh thổ VN nắng vào nhà hướng Nam, bóng đổ hướng Bắc càng lên phía Bắc bóng đổ càng dài . Trong lúc này ờ nam bán cầu lúc chính ngọ Mặt trời cao nhất , góc cao h thấp nhất, là mùa Đông, đêm dài nhất. Như vậy, một năm 4 mùa thời tiết theo quy luật biểu kiến, mặt trời di chuyển khép kín trong phạm vi 23027’ về 2 phía của xích đạo . Tại xích đạo ngày đêm dài ngắn bằng nhau bằng 12giờ. Ở cực Bắc và Nam trong một năm có 6 tháng ngày , 6 tháng đêm. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 10
  11. Phân định các mùa Bắc bán cầu Nam bán cầu Dương lịch Truyền thống Khí tượng học Thiên văn Khí tượng học Thiên văn Mùa đông Tháng 1 Mùa đông Mùa hè Mùa đông Tháng 2 Mùa hè Mùa xuân Tháng 3 Mùa xuân Tháng 4 Mùa thu Mùa xuân Tháng 5 Mùa thu Mùa hè Tháng 6 Mùa hè Tháng 7 Mùa đông Mùa hè Tháng 8 Mùa đông Mùa thu Tháng 9 Mùa thu Mùa xuân Mùa thu Tháng 10 Mùa xuân 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 11
  12. HẠ CHÍ CHÍ TUYẾN BẮC XUÂN PHÂN  = 23027/ MẶT PHẲNG Í XÍCH ĐẠO THU PHÂN  = −23027/ CHÍ TUYẾN NAM ĐÔNG CHÍ HÍ 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 12
  13. 3. GÓC CAO h GÓC PHƯƠNG VỊ A Để xác định tọa độ của mặt trời tại một thời điểm bất kỳ trong ngày được xác định bằng 2 tọa độ h và A. THIÊN ĐỈNH THIÊN ĐỈNH VÒNG TRÒN B NGÀY O CAO ĐỘ O XÍCH ĐẠO h NAM A ĐÊM NAM MẶT PHẲNG MẶT PHẲNG CHÂN TRỜI CHÂN TRỜI 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13
  14. 3. GÓC CAO h GÓC PHƯƠNG VỊ A ❖ Góc cao h : là góc hợp bởi mặt phẳng chân trời với độ cao mặt trời tại điểm quan sát. ❖ Góc phương vị A là góc hợp bởi phương chính Nam với hình chiếu của mặt trời trên mặt phẳng chân trời. Tai mọi phương A và h thay đổi từng giờ trong ngày, từng ngày trong năm Trong một ngày bất kỳ, quỹ đạo vận hành của mặt trời đối xứng qua chính ngọ → về giá trị góc A và h đối xứng nhau qua 12g trưa, góc A buổi sáng lấy dấu âm (–) buổi chiều dấu dương (+). Giữa các tháng trong năm giá trị h và A đối xứng qua ngày Hạ chí (21/ 6)và Đông chí (21/ 12). : Vĩ độ địa lý của địa phương  : Góc xích vĩ 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 14
  15. 4 – BIỂU ĐỒ QUỸ ĐẠO BIỂU KIẾN CỦA MẶT TRỜI Quy luật chuyển động tương đối của mặt trời đối với trái đất gọi là chuyển động biểu kiến của mặt trời. Biểu đồ quỹ đạo biểu kiến của mặt trời mặt trời đã được thành lập sẵn cho từng vùng của mỗi quốc gia. Có nhiều cách thành lập biểu đồ, sau đây ta nghiên cứu cách thành lập biểu đồ dạng thông dụng nhất : ▪ Tính giá trị góc A và h của mặt trời tại từng thời điểm khác nhau trong ngày đặc trưng từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn ▪ Vẽ trên mặt phẳng chân trrời lưới đường tròn đồng tâm cách đầu. Tâm là hình chiếu của thiên đỉnh, ứng với góc cao h = 900 các vòng tròn cách đều tiếp theo biểu thị các vòng tròn cao độ 800, 700, 00 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 15
  16. ▪ Từ tâm vẽ các đường rẻ quạt biểu thị góc phương vị A theo từng giờ trong ngày. ▪ Giao điểm giữa vòng tròn cao độ với đường rẻ quạt là hình chiếu tọa độ mặt trời trên mặt phẳng chân trời tại thời điểm của đường rẻ quạt biểu thị góc phương vị A. ▪ Nối tất cả các giao điểm vừa xác định chính là hình chiếu quỹ đạo mặt trời trong ngày trên mặt phẳng chân trời. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 16
  17. BẮC 5h ĐÔNG TÂY 18h 6h 17h 7h 16 8h h 15h 9h 14h 10h 13h 11h NAM 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 17
  18. 5. CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU a. Cường độ bức xạ mặt trời Năng lượng của mặt trời truyền xuống mặt đất là nguồn gốc dẫn tới mọi thay đổi khí hậu trên mặt đất. Quang phổ BXMT truyền xuống đất có bước sóng  = 0,17  4m. Trong đó bao gồm 52% bức xạ nhìn thấy ( = 0,38  0,76.) 43% bức xạ hồng ngoại ( > 0,76m.) và 5% bức xạ tử ngoại ( < 0,38m.). ❖ Hai đặc điểm cơ bản của bức xạ mặt trời truyền xuống đất là : • Bức xạ nhiệt thường xuyên xuống mặt đất , đặc trưng bằng “ hằng số mặt 2 trời S0 “ là lượng BXMT tới thẳng góc trên 1cm bề mặt ngoài giới hạn của khí quyển trong thời gian 1 phút, khi khoảng cách từ mặt đất đến mặt trời bằng một đơn vị thiên văn (là khoảng cách trung bình từ mặt trời xuống mặt 2 đất, bằng bán trục lớn của quỹ đạo trái đất)S0 = 1,938 cal/cm . Phút. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 18
  19. • Bức xạ ánh sáng thường xuyên xuống trái đất, đặc trưng bằng hằng số độ rọi , theo đo lường châu Âu giá trị của E0 ở ngoài giới hạn của khí quyển 9 E0 =135000 lux tương ứng với độ chói của mặt trời lúc chính ngọ B = 2.10 nit. ❖ Tổng năng lượng BXMT truyền xuống đất J = H + S (Kcal/cm2.phút) Trực xạ S : là những bức xạ mặt trời xuyên suốt qua khí quyển truyền thẳng xuống mặt đất. Trực xạ phụ thuộc vào độ trong suốt của khí quyển. Những đặc điểm của trực xạ : - Cường độ mạnh, tải nhiều năng lượng, gây cảm giác nóng. - Tính định hướng lớn, tạo bóng đổ đậm trên bình diện và trên mặt đứng. - Diệt được một số vi khuẩn, làm sạch môi trường, nhanh liền da các vết thương. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 19
  20. • Tản xạ (Ánh sáng khuếch tán): có thể coi ánh sáng tản xạ là ánh sáng do vòm trời bức xạ xuống mặt đất → số lượng và chất lượng ánh sáng khuếch tán phụ thuộc rất lớn vào tình trạng bầu trời, mức độ ô nhiễm khí quyển, sương mù . Tổng xạ J biến thiên theo vị trí mặt trời chu kỳ 24h trong mỗi mùa thời tiết, có thể thừa nhận tổng xạ J là đại lượng dao động điều hòa. Jmax AJ Jtb AJ Jmin T = 24h 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 20
  21. Kiến trúc quan tâm tới 4 trị số trong một chu kỳ : • Trị số trung bình (Jtb), Trị số cực trị (Jmax, Jmin). • Biên độ dao động AJ ngày đêm (và mùa, năm) AJ = Jmax – Jtb = Jtb – Jmin • Thời điểm xuất hiện Jmax, Jmin trong ngày : - Trên mặt phẳng nằm ngang và hướng Nam, Jmax xuất hiện vào chính ngọ. - Trên các hướng Đông, Tây, Đông – Bắc,Tây – Bắc và Bắc , Jmax xuất hiện khoảng 8h đến 16h. - Đông – Nam, Tây – Nam, Jmax xuất hiện khoảng 9 đến 15h. - Jmin trên các bề mặt xuất hiện khoảng nửa đêm (giờ tý) . Giá trị AJ càng lớn, khí hậu ở đó càng khắc nghiệt. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 21
  22. b. Nhiệt độ không khí Bề mặt trái đất nóng lên do hấp thu nhiệt của BXMT và quay lại bức xạ nhiệt đốt nóng không khí ở phía trên nó. Yếu tố này đóng vai trò chính tạo nên nhiệt độ không khí. Mặt đất đốt nóng không khí bằng phương thức đối lưu, loạn lưu và bức xạ. Nhiệt độ không khí ở mỗi vùng phụ thuộc vào 3 nhóm yếu tố chính là tính chất và trạng thái địa hình, chế độ BXMT, hoàn lưu khí quyển. Nhiệt độ không khí phân bố theo chiều cao so với trái đất. Với tầng khí quyển trên mặt đất trong khoảng 11km, nhiệt độ không khí giảm dần theo chiều cao cách mặt đất với gradien 0,5 đến 0,60C / 100m cao. Bề mặt trái đất luôn hấp thu nhiệt của BXMT, nóng lên rất nhanh, đồng thời khi đêm xuống tản nhiệt, nguội lạnh rất mau → ban ngày bức xạ nhiệt đốt nóng không khí, ban đêm bức xạ lạnh làm mát không khí. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 22
  23. Nhiệt độ không khí thay đổi từng giờ theo sự biến thiên của tổng xạ. Trong mỗi mùa thời tiết nhiệt độ không khí là đại lượng dao động điều hòa với chu kỳ là 24h. tmax At ttb At tmin T = 24h 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 23
  24. Kiến trúc quan tâm : • Trị số cực đại (tmax , tmin ), trị số trung bình (ttb). • Biên độ dao động nhiệt độ ngày đêm At (mùa và năm). • Thời điểm xuất hiện tmax , tmin. Ở nước ta tmax xuất hiện khoảng 14 – 15h, tmin xuất hiện gần sáng 4 – 5 h. Giá trị At càng lớn khí hậu càng khắc nghiệt, cơ thể con người chóng mệt mỏi, vật liệu, kết cấu càng mau hư hỏng. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 24
  25. c. Độ ẩm không khí. Không khí mà chúng ta tiếp xúc hàng ngày là không khí ẩm, một hỗn hợp không khí khô (02, N2) cộng với một số khí khác và hơi nước (hơi ẩm). Độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng môi trường, tới cảm giác nhiệt của con người. ❖ Hai đại lượng đặc trưng - Độ ẩm tuyệt đối f (g/m3 , kg/m3) là lượng hơi nước tính bằng gam hay kg chứa trong 1m3 không khí ẩm. - Độ ẩm tương đối (%) : ở nhiệt độ xác định không khí có thể chứa lượng hơi nước tối đa F (g/m3), f là lượng hơi ẩm thực có trong không khí ở nhiệt độ đó. f P = .100% = k .100% F Ph 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 25
  26. Trạng thái ẩm của không khí đặc trưng bằng 4 mức độ : • Hơi ẩm chưa bão hòa : là không khí chưa no hơi nước , còn có thể lấy thêm hơi nước. • Hơi ẩm bão hoà : là lượng hơi nước tối đa có thể chứa trong không khí ở nhiệt độ xác định (không khí no hơ nước , không thể lấy thêm hơi nước được nữa). • Hơi ẩm quá nhiệt : để 1g nước ở 00C hóa hơi cần lượng nhiệt 597cal → mỗi gam hơi nước ở 00C chứa 597 cal, nếu ta thu hồi lượng nhiệt 597 cal thì hơi nước sẽ nhưng tụ trở thành nước . Nếu lượng nhiệt chứa trong mỗi gam hơi nước > 597cal → gọi là hơi nước quá nhiệt. • Hơi nước quá bão hòa : hơi nước trong không khí đã có một phần ngưng tụ thành những hạt sương lơ lửng trong không khí. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 26
  27. Giữa nhiệt độ và độ ẩm không khí luôn có quan hệ tương nghịch nhau. Trong một ngày đêm độ ẩm cực đại vào lúc 4 – 5g sáng (tmin), cực tiểu lúc 14 – 15h(tmax) Độ ẩm không khí còn phụ thuộc vào chế độ gió mùa, nguồn gốc, quá trình biến tính của gió trên đường đi, phụ thuộc vào địa hình. d.Gió Là sự chuyển dịch không khí từ vùng cao áp đến vùng thấp áp. Thực chất là sự chuyển động không khí để lập lại sự cân bằng mới về áp suất. Gió là yếu tố cơ bản để tổ chức thông thoáng. ❖ Hai nguyên nhân gây chênh lệch áp suất Nhiệt lực : do chênh lệch nhiệt độ dẫn tới chênh lệch áp suất, giữa 2 vùng có chênh lệch nhiệt độ sẽ xuất hiện gió 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 27
  28. Động lực : do sự phân bố khí động trên mặt đón gió và khuất gió tạo thành vùng áp suất dương (gió đẩy tới )và vùng áp suất âm (hút gió) hoặc do sự đụng đầu của 2 dòng không khí đối lập về hướng tạo động lực thăng giáng. Ba đặc trưng cơ bản của gió - Hướng gió B - Vận tốc gió - Tần suất gió trên các hướng TẦN SUẤI LẶNG GIÓ Hoa gió : tập hợp 3 đặc trưng trên thành hoa gió, có thể lập hoa gió theo trung bình năm, mùa hoặc tháng. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 28
  29. e. Mưa : Là kết quả do sự nhiễu động không khí ẩm. Không khí ẩm chỉ có tiềm năng gây mưa, còn có mưa được hay không phải do tác nhân khác. Sự nhiễu động thường là tác nhân chính. Kiến trúc quan tâm tới 3 đặc trưng của mưa - Vũ lượng. - Thời gian mưa. - Góc nghiêng của mưa. Những đặc trưng này liên quan tới việc lựa chọn giải pháp thoát nước mái, san nền,tiêu nước, hệ thống cống rãnh, công trình thu nước mặt, lựa chọn vật liệu và cấu tạo chống thấm công trình, lựa chọn kết cấu che mưa. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 29
  30. f. Hệ số bảo đảm và các yếu tố khí hậu (Kbđ) Xác định giá trị Kbđ của từng yếu tố khí hậu và của tập hợp các yếu tố khí hậu ngoài nhà để làm căn cứ thiết kế lựa chọn giải pháp kiến trúc, từ tổ chức không gian quy hoạch, mặt bằng, mặt cắt công trình, lục hóa kiến trúc nhằm đạt được hệ số bảo đảm của vi tiểu khí hậu trong nhà. Kbđ của từng yếu tố khí hậu : thiết kế tính toán lựa chọn giải pháp kiến trúc theo giá trị nào của từng yếu tố khí hậu, với những giá trị tính toán đã chọn, thiết kế đảm bảo được bao nhiêu % của tiện nghi khí hậu → Kbđ từng yếu tố khí hậu. Kbđ tập hợp các yếu tố khí hậu : Các yếu tố khí hậu ngoài nhà J, t , % , V tác dụng lên công trình và con người có tính đồng thời → phải xét tập hợp các yếu tố → Kbđ tập hợp các yếu tố khí hậu. Kbđ = Kbđ(J).Kbd(t) .Kbđ(V). Kbđ( /t) 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 30
  31. II. Đặc điểm khí hậu Việt Nam Vị trí địa lý VN từ vĩ độ 8030’(Cà Mau) đến 23022’(Hà Giang), kinh độ Đông 1020(Pulasan) đến 112020’ (Trường sa), với 2 mặt là đại dương, 2 mặt đối diện là núi → Khí hậu VN là khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, đa dạng và thất thường. III. Những nhân tố ảnh hưởng tới khí hậu Việt Nam Có 4 yếu tố : vĩ độ địa lý, địa hình, thiên văn, hoàn lưu gió mùa. a – Vĩ độ địa lý VN nằm hoàn toàn trong vùng nội chí tuyến Bắc, mặt trời vận hành ra Bắc vào Nam đều đi qua trên lãnh thổ VN → quanh năm mặt trời cao, lượng bức xạ lớn. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 31
  32. Miền Bắc gần chí tuyến Bắc có mùa Đông lạnh tương phản với mùa Hè nóng. Miền Nam gần xích đạo có mùa mưa ẩm trùng với mùa Hè và mùa Thu, mùa khô nóng trùng với mùa Đông và mùa Xụân Mỗi hướng gió chỉ ổn định từ 3 – 5 ngày → sự chuyển tiếp nhanh của các loại gió → không ổn định trong chế độ thời tiết. b – Địa hình Địa hình không phải là động lực và năng lượng cho các quá trình khí hậu, nhưng nó tiếp nhận và phân phối lại những kết quả của bức xạ và hoàn lưu làm biến tính hoặc tăng cường hoăc giảm yếu các yếu tố khí hậu. Vai trò của địa hình đối với khí hậu thể hiện ở những đặc điểm sau : • Sự phân bố các khối núi, bao gồn trên bình diện, chiều cao, hướng đối với BXMT, với hướng gió. • Tương quan giữa núi với biển. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 32
  33. c – Thiên văn. Trong 1 năm, mọi miền của lãnh thổ VN đều có 2 ngày mặt trời đi qua đỉnh đầu, càng ra Bắc 2 ngày mặt trời đi qua đỉnh đầu càng gần nhau, ở phía Nam 2 ngày này cách nhau khoảng 120 – 140 ngày → đặc điểm này là 1 trong những nguyên nhân hình thành biến trình kép về nhiệt độ của khí hậu phía nam, dạng khí hậu xích đạo, một cực đại xuất hiện vào tháng 4, 5 một cực đại phụ vào tháng 8 trùng với thời gian mặt trời đi qua đỉnh đầu lần thứ 2 nhưng khá lu mờ do mùa mưa ẩm ở đây. Biến trình kép về nhiệt độ của dạng khí hậu xích đạo biến mất từ Trung bộ ra Bắc, thay vào đó là 2 cực trị nhiệt độ của dạng khí hậu nhiệt đới, một cực đại vào mùa Hè (tháng 6, 7) và 1 cực tiểu vào mùa Đông (tháng 2) chênh lệch khá 0 lớn. Bắc Bộ biên độ dao động nhiệt độ năm At năm = 10 – 14 C hoặc cao hơn 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 33
  34. 0 0 Trung Bộ At năm = 7 – 9 C, Nam Bộ At năm = 3 – 4 C → Đòi hỏi giải pháp kiến trúc cho miền khí hậu phía Bắc phải đồng thời thỏa mãn 2 yêu cầu chống nóng và chống lạnh ngang nhau, còn ở miền phía Nam kiến trúc luôn đặt yêu cầu thông thoáng lên hàng đầu. Sự phân bố BXMT đúng ra tăng dần từ Bắc vào Nam nhưng do sự chi phối của gió mùa, những điều kiện của địa phương nên khác lý thuyết. Hoàn lưu gió mùa với khả năng tải nhiệt, tải ẩm của nó đóng vai trò chủ đạo cùng với sụ phân bố và đặc điểm của địa hình, với vị trí và khoảng cách tới biển của từng địa phương → tạo nên những nghịch lý trong quy luật phân bố BXMT → hình thành những sắc thái khí hậu đa dạng → không sử dụng thiết kế điển hình → tạo nên những phong cách kiến trúc khác nhau theo điều kiện khí hậu địa phương khác nhau trong khoảng không gian gần nhau. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 34
  35. d – Hoàn lưu gió mùa 3 hệ thống gió mùa châu Á • Hệ thống Đông Bắc Á : mùa Đông lạnh khô hoặc lạnh ẩm. Mùa Hè khá nóng và ẩm ướt. • Hệ thống Nam Á : mùa Đông lạnh khô, mùa Hè nóng và ẩm ướt. • Hệ thốngù Đông Nam Á : mùa Đông ẩm ấm và ổn định, mùa Hè ẩm mát , nhiều nhiễu động, không ổn định, mang nhiều mưa. Do tính chất cửa ngõ của vị trí địa lý → cả 3 hệ thống hoàn lưu gió mùa châu Á luân phiên tràn vào VN, cứ 3 – 5 ngày thì một loại gió khác thay thế → hình thành chế độ gió mùa phức tạp, đa dạng, bất ổn định thường xuyên. Các loại gió tràn vào VN đều bị biến tính sâu sắc (nóng khô, nóng ẩm, lạnh khô, lạnh ẩm) đem đến cho khí hậu những sắc thái đa dạng, không phản ánh quy luật mùa theo quy luật vận hành của mặt trời. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 35
  36. IV. Những nhiễu động trong cơ chế gió mùa 1. Nhiễu động do tác dụng Fơn 2. Nhiễu động dạng Frôn 3. Nhiễu động dạng hội tụ nội chí tuyến V. Đặc điểm chế độ thời tiết Việt Nam - Loại hình thời tiết đa dạng - Những điều kiện động lực mạnh mẽ trong cơ chế hoàn lưu gió mùa - Nhịp điều mùa theo quy luật vận hành của mặt trời cũng bị sai lệch đáng kể - Hai yếu tố nhiệt và ẩm luôn luôn nổi trội trên mọi loại hình khí hậu VI. Khí hậu các vùng trên lãnh thổ Việt Nam Phân vùng khí hậu, khí tượng và phân vùng xây dựng. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 36
  37. Chương II : VI TIỂU KHÍ HẬU I . Sự hình thành vi tiểu khí hậu Vi tiểu khí hậu là khí hậu trong phạm vi nhỏ như góc phòng , trong phòng, dưới gốc cây, trong vườn , trong một không gian tiểu khu quy hoạch. Nhân tố chính ảnh hưởng tới vi tiểu khí hậu • Nhân tố khách quan : Các yếu tố khí hậu : BXMT, nhiệt độ, độ ẩm, gió, mưa • Nhân tố chủ quan : Thiết kế, lựa chọn mặt bằng, vật liệu xây dựng, kết cấu bao che, thiết bị nội ốc 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 37
  38. II . Tác động của vi tiểu khí hậu đối với cảm giác nhiệt của con người Đặc điểm của cơ thể người là luôn giữ thân nhiệt ổn định 36,5 – 37 0C, đồng thời do tác dụng của sinh lý, cơ thể người luôn sản ra một lượng nhiệt M (kcal/h) gọi là lượng nhiệt sinh lý, lượng nhiệt này phụ thuộc trạng thái lao động, lứa tuổi, môi trường con người lao động. Trạng thái lao động M (Kcal/h) Nằm 70 Đứng 85 Đánh máy, điều hành máy 120 – 170 Luyện kim 150 – 250 Đào đất 250 – 420 Đọc sách 100 Làm việc máy tính 115 Giảng bài 170 – 270 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 38
  39. Cảm giác nóng lạnh của con người quyết định bởi hiệu quả cân bằng nhiệt giữa cơ thể người với môi trường, tức là cân bằng giữa lượng nhiệt sinh lý M với lượng nhiệt từ cơ thể trao đổi với môi trường chung quanh. Cơ thể trao đổi nhiệt với môi trường bằng những phương thức cơ bản : • Trao đổi bằng bức xạ • Trao đổi bằng đối lưu • Trao đổi bằng bốc hơi mồ hôi • Trao đổi bằng hơi thở (nhỏ có thể bỏ qua) 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 39
  40. 1 – TRAO ĐỔI NHIỆT GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VỚI MÔI TRƯỜNG BẰNG BỨC XẠ (Qbx) Trao đổi nhiệt bằng bức xạ giữa mặt da người với các bề mặt giới hạn của phòng (trần, tường, nền nhà) và bức xạ trực tiếp ngoài trời rọi tới chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mặt da người và nhiệt độ bề mặt phòng. Cường độ của quá trình tuân theo định luật Stepan – Bolzman. q = C.(T/100)4 (kcal/h) Nếu nhiệt độ mặt da (d) chênh lệch quá nhiều với nhiệt độ bề mặt chung quanh () sẽ cảm thấy nóng hoặc lạnh. Có 3 loại nhiệt độ cần nghiên cứu. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 40
  41. a – Nhiệt độ không khí trong phòng (t0C) Nhiệt độ không khí trong phòng trực tiếp ảnh hưởng tới cảm giác nhiệt của con người, làm tăng hay giảm cường độ trao đổi nhiệt giữa cơ thể người với môi trường. Nhiệt độ không khí trong phòng thay đổi từng giờ trong ngày theo sự thay đổi nhiệt độ không khí ngoài nhà với sự lệch pha nào đó. Tính ổn định nhiệt của phòng biểu thị bằng biên độ dao động nhiệt At 0 At = tmax – ttb = ttb – tmin ( C) Giá trị của At càng nhỏ phòng càng ổn định nhiệt, nếu nhiệt độ trung bình không vượt nhiệt độ sinh lý con người sống và làm việc trong phòng sẽ cảm thấy dễ chịu. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 41
  42. b – Nhiệt độ bức xạ của phòng tR n  Fi τi i=1 t R = n  Fi i=1 c – Nhiệt độ mặt trong kết cấu bao che () Nhiệt độ mặt trong của kết cấu bao che khác với nhiệt độ không khí trong phòng. Nếu nhiệt truyền từ trong nhà ra ngoài nhà t >  Nhiệt truyền từ ngoài nhà vào trong nhà t <  Trong tính toán : nhiệt độ không khí trong phòng xấp xỉ nhiệt độ mặt nền nhà và bề mặt của vách ngăn. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 42
  43. Cường độ trao đổi nhiệt bằng bức xạ giữa cơ thể người với môi trường trong phòng : Công thức thực nghiệm B. Ginôvi Qbx = 2,161.2 (35 – tR) (kcal/h) Trong đó : 2,16 kcal/h 0C : hệ số trao đổi nhiệt bằng bức xạ giữa cơ thể người với các bề mặt trong phòng 1 hệ số kể tới mức độ nặng nhọc của công việc ( tra bảng) 2 hệ số kể tới khả năng cách nhiệt của quần áo (tra bảng) 350C nhiệt độ trung bình mặt da người. 0 Qbx có thể lấy dấu (+) hoặc (−). Khi lấy dấu âm tức là tR > 35 C môi trường cấp nhiệt đốt nóng cơ thể 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 43
  44. 2 – TRAO ĐỔI NHIỆT GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VỚI MÔITRƯỜNG BẰNG ĐỐI LƯU (Qđl ) Qđl = 8,87 1.2 (35 – tt) kcal/h V : vận tốc gió quanh cơ thể người (m/s) 8,87 kcal/h. 0C : Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể người với môi trường trong phòng tt : nhiệt độ không khì trong phòng 0 Lượng nhiệt Qđl lấy dấu âm , tức là tt > 35 C môi trường đốt nóng cơ thể 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 44
  45. 3 – TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG BỐC HƠI MỒ HÔI ( Qmh ) Theo Givôni 0,8 Qmh max = K.V (42 – et) kcal/h Trong đó : K hệ số hấp thụ nhiệt từ cơ thể để hóa hơi mồ hôi K < 29,1 42 mm Hg : áp suất riêng của hơi nước bão hòa của không khí ở nhiệt độ bằng nhiệt độ mặt da 350C et : áp suất riêng của hơi nước thực tế của không khí ở trong phòng. Lượng Qmh max phụ thuộc vào tốc độ gió và độ ẩm không khí trong phòng y/c Trong thiế`t kế luôn luôn Q mh < Qmh max 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 45
  46. 4 – CÂN BẰNG NHIỆT GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VỚI MÔI TRƯỜNG. Phương trình cân bằng nhiệt : M Qbx Qdl – Qmh = Q Q = 0 → Cơ thể cân bằng nhiệt với môi trường → Cảm thấy dễ chịu Q 0 → Nhiệt sinh ra nhiều hơn nhiệt mất đi , cảm thấy nóng. Sự cân bằng nhiệt phụ thuộc các yếu tố : - t, , , V và J - Nhiệt sinh lý M 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 46
  47. 5 – CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ VI TIỂU KHÍ HẬU Thực tế trạng thái vi tiểu khí hậu là tổng hợp đồng thời phức hợp của nhiều yếu tố khí hậu, do đó cần tìm một chỉ tiêu đặc trưng chung của phức hợp các tham số đồng thời tác động đến cảm giác nhiệt của con người. Có 3 chỉ tiêu sau : a – Chỉ tiêu nhiệt độ sinh lý – nhiệt độ hiệu quả thq Chỉ tiêu này đặc trưng phức hợp cho 3 yếu tố : nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió : - Theo Webb thq = 0,5(tk + tư) – 1,94 + V 0 tk nhiệt độ không khí đo bằng nhiệt kế thủy ngân bình thường C 0 tư : nhiệt độ không khí đo trên nhiệt kế thủy ngân bầu ướt C 0 thq = 20 – 27 là tốt, lớn hơn thì nóng , nhỏ hơn thì lạnh 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 47
  48. Bằng thực nghiệm, các chuyên gia của Mỹ đề xuất biểu đồ dải lụa để xác định thq 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 48
  49. b – Chỉ tiêu Chỉ số tổng hợp H = 0,24(tk + tR ) − 0,1d + 0,09(37,8 − tK ) V c – Chỉ tiêu cường độ nhiệt y/c Lấy tỷ số giữa Q mh và Qmh max để đánh giá mức độ nóng của môi trường gọi là chỉ tiêu cường độ nhiệt ( ) y / c Q mh M Q Q π = .100% = bx d l Qmh max Qmh max Vùng tiện nghi được xác lập khi có 70 – 80% số người chấp nhận. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 49
  50. III – Tiện nghi vi tiểu khí hậu trong phòng Khi sống và làm việc trong phòng, cơ thể người chịu ảnh hưởng của 2 tác động : • Tác động của tiểu khí hậu toàn phòng • Tác động của vi khí hậu trong phạm vi cục bộ của phòng ở vị trí làm việc. Nếu cả 2 tác động này đồng thời đều nằm trong vùng tiện nghi thì con người cảm thấy dễ chịu, hưng phấn trong làm việc. Do đó dùng mức độ hưng phấn để đánh giá vi tiểu khí hậu trong phòng. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 50
  51. 1 – TIỆN NGHI VI TIỂN KHÍ HẬU TOÀN PHÒNG ĐỐI VỚI CON NGƯỜI. Để đáng giá chất lượng tiểu khí hậu toàn phòng, thường dùng nhiệt độ phòng cho 0 phép [tf] C là đại lượng đặc trưng tổng hợp các yếu tố của tiểu khí hậu ảnh hưởng tới con người. Để có vùng dễ chịu tiểu khí hậu toàn phòng phải đảm bảo điều kiện sau A – Mùa nóng 0 0 Giới hạn trên vùng tiện nghi là thq = 27 tương ứng tK = 29,5 C 0 tf [tf] = 29,5 C tf = Kv.tK + (1 – Kv).tR [tf] Trong đó Kv hệ số kể đến ảnh hưởng của gió đối với nhiệt độ (tra bảng). 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 51
  52. KV tR  29,5 + (29,5 − tK ) 1 − KV Nếu thông gió tốt với tK xác định thì nhiệt độ bề mặt cho phép của mặt trong kết cấu bao che càng cao. Cho nên tăng cường thông gió trong phòng sẽ giảm được yêu cầu cách nhiệt của kết cấu bao che. B – Mùa lạnh Ngược với mùa nóng , giảm nhỏ thông gió trong phòng sẽ giảm được yêu cầu cách nhiệt của kết cấu bao che. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 52
  53. 2 – TIỆN NGHI VI KHÍ HẬU (tiện nghi cục bộ trong phòng). Vị trí làm việc cục bộ trong phòng có thểà gần những bề mặt bất lợi , hoặc là mặt nóng hoặc là mặt lạnh, hoặc là góc chết Mặt nóng là mặt giữ nhiệt , lượng nhiệt tỏa ra không nhỏ hơn 5 kcal/m2.h. Mặt lạnh là mặt tản nhiệt , nhiệt lượng tỏa ra không quá 60 kcal/m2.h. Nhiệt độ mặt nóng cho phép : 4 4   t  + = 29 + n f Nhiệt độ mặt lạnh cho phép : 8 8   t  − = 27 − l f 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 53
  54. Trong đó : là hệ số góc bức xạ giữa mặt da người với bề mặt kết cấu tính toán. Có thể tính gần đúng : X 1− 0,8 l X : khoảng cách từ cơ thể người đến bề mặt tính toán l : kích thước đặc trưng của bề mặt kết cấu tính toán có diện tích F = ( a b) và l = F = ab 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 54
  55. Chương III : THIẾT KẾ CHE NẮNG VÀ CHIẾU NẮNG Bức xạ mặt trời truyền xuống trái đất gồm 3 thành phần : • Bức xạ tử ngoại  380 m • Bức xạ nhìn thấy  = 380 – 760m • Bức xạ hồng ngoại  760 m.  Tác dụng hữu ích của bức xạ mặt trời : Tác dụng đối với sức khỏe và phát triển của cơ thể (tạo vitamin D). Tác dụng làm sạch môi trường, rọi sáng, sưởi ấm, làm khô. Tác dụng tạo bóng trên mặt đứng và bình diện. Chuyển hóa năng lượng mặt trời. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 55
  56. ❑ Tác dụng xấu của BXMT : Tia tử ngoại gây ung thư da, ánh nắng gây chói chang, lóa mắt, nâng cao nhiệt độ không khí, làm giảm thậm chí phá hỏng đồ đạc thiệt bị trong phòng ( tranh, vật liệu, hóa chất, thuốc chữa bệnh ). Chiếu nắng và che nắng là giải pháp khai thác BXMT. I – Yêu cầu đối với thiết kế che nắng và chiếu nắng Số giờ cần che nắng trong ngày cho công trình gọi là tiêu chuẩn che nắng Điều kiện cần và đủ đồng thời để xử lý che nắng theo GS Phạm Ngọc Đăng là : 0 • Đ/K cần : khi thq 27 , tốc độ gió trong phòng V = 0,3 – 0,5 m/s tương 0 ứng với tf = 29 – 30 C bắt đầu cảm giác nóng. • Đ/K đủ : khi tổng xạ trên mặt nhà J 230 kcal/m2.h 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 56
  57. Tổng hợp phân tích đo đặc số liệu ở địa phương về nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió tổng xạ mặt trời → Xác định được những giờ theo từng tháng trong năm thỏa mãn 2 Đ/K nói trên. Ghi những giờ cần che nắng theo từng tháng lên biểu đồ chuyển động biểu kiến của mặt trời . Đường bao những giờ cần che nắng của các tháng gọi là chỉ tiêu che nắng của địa phương. Yêu cầu che nắng và chiếu nắng đối với các loại công trình. • Số lượng và chất lượng ánh sáng lấy vào phòng vừa đủ tạo được một hoàn cảnh ánh sáng hợp lý đối với công việc, gây hưng phấn trong lao động. • Chống nóng, không để trực xạ rọi trên mặt làm việc và trong tầm nhìn. Đối với một số công năng như bảo tàng tranh ảnh, thực phẩm, hóa chất kỵ nắng. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 57
  58. • Những kiến trúc công cộng như nhà trẻ, mẫu giáo, viện dưỡng lão Những khu phụ như nhà vệ sinh, bếp, sàn , sân phơi , hành lang cần một số giờ che nắng chiếu nắng nhất định trong ngày. • Yêu cầu giải pháp hỗ trợ che nắng cho hệ thống cửa lấy ánh sáng. Cửa lấy sáng , kết cấu che nắng là 2 yêu tố cơ bản cấu thành mặt đứng kiến trúc . Phải kết hợp hài hòa giữa thẩm mỹ kiến trúc và che, chiếu nắng . II – Thiết kế kết cấu che nắng ❑ Lựa chọn hình thức kết cấu che nắng : phù hợp với từng loại mặt nhà theo ý đồ tổ chức thẩm mỹ mặt đứng kiến trúc đồng thời phản ánh được công năng bên trong. ❑ Xác định kích thước kết cấu che nắng : bằng giải tích và biểu đồ 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 58
  59. 1 – LỰA CHỌN HÌNH THỨC KẾT CẤU CHE NẮNG Đảm bảo những yêu cầu sau : ➢ Yêu cầu che nắng tảùn xạ hay trực xa, chiếu sáng tự nhiên về số lượng và chất lượng ánh sáng lấy vào phòng, thông gió tự nhiên, che mưa, màu sắc độ chói, khả năng hấp thụ và tản nhiệt bức xạ mặt trời. ➢ Thẩm mỹ mặt đứng kiến trúc. ➢ Cấu tạo đơn giản, nhẹ , dễ sử dụng và kinh tế. Các hình thức kết cấu che nắng cơ bản : Tấm che nắng nằm ngang Tấm che nắng thẳng đứng Tấm chắn trước cửa Kết cấu che nắng hỗn hợp 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 59
  60. A – Tấm che nắng nằm ngang Bao gồm ôvăng, mái đua, hành lang, ban công phía trên cửa. Chỉ che nắng khi góc cao mặt trời (h) lớn từ 60 – 1200 . Tấm che nắng nằm ngang kết hợp được với yêu cầu che mưa, đồng thời không ảnh hưởng thông gió tự nhiên, có thể sử dụng vật liệu rẻ tiền , cấu tạo linh hoạt, màu sắc phong phú. Thường sử dụng cho nhà hướng Nam và lân cận Nam. B – Tấm che thẳng đứng Sử dụng che nắng khi góc mặt trời thấp ( > 1200 và < 600 ) hướng cửa lệch với hướng mặt trời. Tấm che nắng đứng không che mưa, hạn chế thông gió tự nhiên. Thường sử dụng nhà hướng Bắc và lân cận Bắc. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 60
  61. C – Tấm chắn trước cửa Để tăng khả năng thông gió nên làm hở, lỗ hoa, nan chớp. Thường sử dụng hướng Tây, Đông. D – Kết cấu che nắng hỗn hợp Thường sử dụng trên các hướng Đông – Nam, Tây – Nam, Đông – Bắc, Tây – Bắc. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 61
  62. 2 – XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KẾT CẤU CHE NẮNG A – Phương pháp giải tích • Xác định kích thước tấm che nắng nằm ngang Căn cứ vào giờ cần che nắng của địa phương xác định góc A và h l/ d l l/ / / A H h HướNG CắT M – M NHÀ 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 62
  63. Lấy hướng chính Nam làm chuẩn (hướng gốc của góc phương vị A), lấy dấu (+) về phía Tây, dấu (–) về phía Đông. là góc giữa hướng nhà với hướng chính Nam và lấy dấu theo góc A ’ = – A Theo phương tia nắng l/ = H.cotg h Ở mặt bằng l = l/ cos ’ Vậy l = H. cotgh. cos ’ d = H. cotgh.sin ’ 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 63
  64. • Xác định kích thước tấm che nắng đứng l = B.cotg ’ B / A l / Hướng Nam Hướng nhà 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 64
  65. B – Phương pháp biểu đồ Cho đến nay có nhiều nghiên cứu đề nghị nhiều loại biểu đồ sử dụng để xác định kích thước kết cấu che nắng, xác định vùng bóng đổ kiến trúc, phạm vi lục hóa để giảm BXMT cải thiện vi tiểu khí hậu. Sau đây nghiên cứu phương pháp biểu đồ bóng cột. A Nguyên lý biểu đồ 2 H 1 / / O 1 2 h A/ H/ = H.cotg h 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 65
  66. Biểu đồ bóng cột vẽ theo một tỷ lệ nhất định thường là 1/100. CÁCH LẬP BIỂU ĐỒ • Tính góc A và h của mặt trời tại những thời điểm khác nhau trong ngày từ lúc mọc đến lúc lặn. • Vẽ hướng biểu đồ. • Từ O vẽ những đường rẻ quạt tương ứng với góc phương vị A tại những thời điểm khác nhau trong ngày. • Xác định vết bóng của cột cao khác nhau trên các đường rẻ quạt, theo công thức H’ = H. cotg h . Chỉ cần xác định vết bóng của đầu cột cao 1m từ đó suy ra vết bóng của cột cao 2,3,4, m • Cuối cùng nối các vết bóng A’ của cột trên các đường phương vị ,đó chính là vết bóng của cột trong ngày. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 66
  67. ỨNG DỤNG BIỂU ĐỒ Biểu đồ bóng cột thành lập như trên gọi là thước vẽ bóng. Ứng dụng biểu đồ dùng để: • Vẽ bóng đổ công trình • Xác định vết bóng công trình • Xác định thời gian che và chiếu nắng cho công trình • Xác định kích thước tấm che nắng • Xác định hiệu quả che nắng. III – Lục hóa kiến trúc cải thiện điều kiện khí hậu. Trồng cây cỏ, tổ chức sân vuờn hợp lý tạo môi trường mát mẻ , che chắn gió lạnh, đón gió mát chống bụi cách ồn, làm đẹp cảnh quan kết hợp với sản xuất gọi là lục hóa kiến trúc . 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 67
  68. Chương IV KHÔNG KHÍ ẨM I – Các thông số thường gặp của không khí ẩm 1 – Áp suất không khí ẩm P – Áp suất khí quyển B B = P = Ph + Pk 2 – Nhiệt độ không khí ẩm T 0K hoặc t 0C T = Tk = Th hoặc t = th = tk 3 – Thể tích không khí ẩm V (m3) V = Vk = Vh 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 68
  69. 4 – Khối lượng của không khí ẩm G (kg) G = Gk + Gh 5 – Độ ẩm tương đối (%) 6 – Điểm sương ts hay nhiệt độ đọng sương 7 – Dung ẩm (độ chứa hơi ẩm) d (g/kg không khí khô) 8 – Nhiệt dung I (Entanpi) – lượng nhiệt chứa trong không khí ẩm I = (1,006 + 0,0018d).t + 2,5d (kcal/kg không khí khô). II – Biểu đồ I – d của không khí ẩm Để giải các bài toán về không khí ẩm ta dùng biểu đồ (I – d) 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 69
  70. Chương V TRUYỀN NHIỆT ỔN ĐỊNH I – Khái niệm cơ bản 1 – CHỈ TIÊU NHIỆT KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU a – Khối lượng riêng của vật liệu TrongP đó P : Khối lượng của vật liệu (kg) = 3 V V : Thể tích của vật liệu (m ) Hầu hết vật liệu xây dựng đều có lỗ rỗng, khi khô ráo không khí lấp đầy các lỗ rỗng, do đó tuy cùng chất nhưng khối lượng riêng của vật liệu không giống nhau. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 70
  71. b –Độ rỗng của vật liệu V − V = d .100% V Trong đó V : thể tích của vật liệu ( gồm cả rỗng và đặc ) (m3) 3 Vđ : thể tích phần đặc của vật liệu (m ) c – Độ ẩm vật liệu Tùy thuộc độ ẩm ướt , lượng nước chứa trong lỗ rỗng của vật liệu nhiều hay ít. Lượng nước này xác định theo thể tích hay khối lượng ta có : • Theo khối lượng Paâ − Pk Wop = .100% Pk 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 71
  72. • Theo thể tích : V1 Wov = .100% V2 Trong đó Pâ : Khối lượng vật liệu ở trạng thái ẩm (g) Pk : Khối lượng vật liệu ở trạng thái khô (g) 3 V1 : Thể tích nước chứa trong vật liệu ẩm (cm ) 3 V2 : Thể tích vật liệu ở trạng thái khô (cm ). d – Độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng Độ dẫn nhiệt của vật liệu là khả năng dẫn nhiệt qua chiều dày của vật liệu đó và đặc trưng bằng hệ số dẫn nhiệt  (kcal/m.h.0C) . 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 72
  73. Vật liệu xây dựng  = 0,035 – 3 kcal/m.h.0C Kim loại  = 5 – 400 kcal/m.h.0C Các chất khí  = 0,005 – 0,5 kcal/m.h.0C Vật liệu có  < 0,2 thường dùng để cách nhiệt.  phụ thuộc vào : khối lượng riêng, độ ẩm (W0), thành phần khoáng hóa của vật liệu và nhiệt độ của vật liệu. Khi bị ẩm ướt tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che càng lớn, vật liệu có thể mất hoàn toàn khả năng cách nhiệt. t = 0 (1 + at) 0 t : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở t C 0 0 : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0 C a : Hệ số tỷ lệ với VLXD thông thường a = 0,0025 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 73
  74. 2 – BẢN CHẤT QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT Trong môi trường vật chất luôn luôn có một phân bố nhiệt độ nhất định và được gọi là trường nhiệt . Khi có sự chênh lệch nhiệt độ trong trường nhiệt sẽ xảy ra truyền nhiệt. Truyền nhiệt có thể xảy ra dưới 3 hình thức riêng lẻ hoặc đồng thời : • Truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt, gọi tắt là dẫn nhiệt. • Truyền nhiệt bằng đối lưu, gọi tắt là đối lưu nhiệt. • Truyền nhiệt bằng bức xạ, gọi tắt là bức xạ nhiệt. 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 74
  75. II – TRUYỀN NHIỆT BẰNG DẪN NHIỆT 1. Các khái niệm cơ bản ➢ TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ Tổng quát t = f (x, y, z, ) Ổn định t = f (x, y, z) ➢ MẶT ĐẲNG NHIỆT – GRADIEN NHIỆT ĐỘ ✓ Mặt đẳng nhiệt : là quỹ tích của các điểm có cùng nhiệt độ tại một thời điểm nào đó. Tại một thời điểm chỉ có một giá trị nhiệt độ duy nhất → các mặt đẳng nhiệt không cắt nhau, nó chỉ khép kín hoặc kết thúc trên bề mặt vật. Nhiệt độ của vật chỉ thay đổi theo phương cắt các mặt đẳng nhiệt 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 75
  76. ✓ Gradien nhiệt độ Δt Δt n x Ta nhận thấy n Δn Δx Vậy sự thay đổi nhiệt độ theo phương Δt t + t pháp tuyến là lón nhất Δn Gradien nhiệt độ là 1 vectơ t • Có phương : vuông góc với các mặt đẳng nhiệt • Có hướng : theo chiều tăng nhiệt độ t t • Có độ lớn Gradt = lim = n→0 n n 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 76
  77. ➢ DÒNG NHIỆT VÀ MẬT ĐỘ DÒNG NHIỆT Mật độ dòng nhiệt : là lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt đẳng nhiệt vuông góc với hướng truyền nhiệt trong một đơn vị thời gian q (W/m2 ) Dòng nhiệt : là toàn bộ lượng nhiệt truyền qua bề mặt đẳng nhiệt trong 1 đơn vị thời gian Q (W) ∂ t • Định luật Furie q = − gradt = − ∂ n 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 77
  78. 2. Dẫn nhiệt qua vách phẳng một lớp đồng chất Biết : b , h , ,  = const t Nhiệt độ bề mặt   1 2 dx Xác định : quy luật phân bố nhiệt độ lượng nhiệt truyền qua vách q Từ Furie  1 t dt q = − gradt = − = − ∂ n dx  2 → q dt = − dx x   với  = const , tích phân 2 vế có: q t = − x + C  13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 78
  79. Kết hợp điều kiện biên ta có : - Khi x = 0 ; t =  1 = C q - Khi x =  và t =  →  =  −  2 2 1   Vậy q = ( −  )  1 2  Đặt : R = Nhiệt trở dẫn nhiệt ( m2 độ/W )  t Ta có q = (W/m2) Q = q.F (W) R 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 79
  80. 3. Dẫn nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp Biết : 1 , 2 , 3, 1 , 2 , 3 Nhiệt độ bề mặt ngoài 1, 4 Xác định : 2, 3 và q = ? Q 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 80
  81. Với lớp 1 ta có 1 − 2 = q.R1  1 −  4 Với lớp 2 ta có 2 − 3 = q.R2 → q = R 1+ R 2+ R 3 Với lớp 3 ta có 3 − 4 = q.R3 Tổng quát với n lớp ta có 1 − ( n + 1) q = n  Ri 1 i Với R i = i 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 81
  82. III – TRUYỀN NHIỆT BẰNG ĐỐI LƯU 1. Khái niệm • Là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra khi có sự dịch chuyển của lưu thể trong không gian giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau. • Trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn và môi trường xung quanh → Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu. 2. Những nhân tố ảnh hưởng tới quá trình trao đổi nhiệt đối lưu • Nguyên nhân gây ra chuyển động : - Đối lưu tự nhiên - Đối lưu cưỡng bức • Chế độ chuyển động • Tính chất vật lý của lưu thể • Hình dáng, kích thước, vị trí bề mặt trao đổi nhiệt 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 82
  83. 3. Xác định lượng nhiệt trao đổi • Xác định lượng nhiệt trao đổi giữa bề mặt vật rắn với lưu chất . Ta dùng công thức Newton q = (t – ) (W/m2 ) Q = q. F (W) • Trong đó : q là mật độ dòng nhiệt (W/m2) Q là lượng nhiệt trao đổi (W)  nhiệt độ bề mặt vách t nhiệt độ môi trường F diện tích bề mặt trao đổi nhiệt 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 83
  84. ❖ Hệ số tỏa nhiệt (W/m2 độ) ; = f (, , , C, , b, h, ) Xác định rất phức tạp. Trong xây dựng thường xác định bằng thực nghiệm như sau : - Trong phòng kín cửa 3 t = b t b = 1,43 Tường thẳng đứng b = 1 Sàn nằm ngang nhiệt truyền từ trên xuống b = 1,86. Sàn nằm ngang nhiệt truyền từ đưới lên. - Phòng mở cửa 0,8 t = 3,8.Vt - Ngoài nhà X : kích thước của cạnh ngắn bề mặt 0,8 −0,2 Vt : Vận tốc gió trong nhà (m/s) n = 5,1.Vn X Vn : Vận tốc gió ngoài nhàø (m/s) BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 84
  85. IV – TRUYỀN NHIỆT BẰNG BỨC XẠ 1. Khái niệm cơ bản - Trao đổi nhiệt bức xạ là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện bằng sóng điện từ. - Một vật bất kỳ ở nhiệt độ nào > 00K luôn luôn có sự chuyển biến nội năng của vật thành năng lương sóng điện từ, các sóng điện từ này truyền đi trong không gian theo mọi phương với vận tốc ánh sáng và có chiều dài bước sóng  = 0  + - Trong kỹ thuật nhiệt ta chỉ khảo sát các tia mà ở nhiệt độ thường gặp, chúng có hiệu quả nhiệt cao . → gọi là tia nhiệt Tia nhiệt bao gồm : tia sáng ( = 0,4 0,8m) và tia hồng ngoại có ( = 0,8  400m) 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 85
  86. - Quá trình trao đổi nhiệt dưới dạng các tia nhiệt → trao đổi nhiệt bức xạ 2. Hệ số hấp thụ – Hệ số phản xạ – Hệ số xuyên qua Q n Q ➢ Có dòng bức xạ Q tới bề mặt thì : R • Một phần bị phản xạ QR • Một phần được hấp thụ QA • Một phần xuyên qua vật QD QA Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có : QD Q = QA + QR + QD BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 86
  87. ➢ Hay ta có : QA • Hệ số hấp thu = A A = 1 → Vật đen tuyệt đối (hấp thu hết) Q QR • Hệ số phản xạ = R R = 1 → Vật trắng tuyệt đối (phản xạhết) Q QD • Hệ số xuyên qua = D D = 1 → Vật trong suốt tuyệt đối Q Các vật rắn và chất lỏng có thể coi D = 0 → Vật đục A + R = 1 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 87
  88. 3. Năng suất bức xạ • Dòng bức xa Q (W)ï Dòng bức xạ là tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích F của vật theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vị thời gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng (  = 0  ). Bức xạ đơn sắc → dòng bức xạ đơn sắc Q chỉ tính tương ứng với một khoảng hẹp của chiều dài bước sóng từ  đến  + d • Năng suất bức xạ E (W/m2) Là năng lượng bức xạ phát đi từ một đơn vị diện tích bề mặt theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vị thời gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng dQ E = dF BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 88
  89. 2 • Năng suất bức xạ hiệu dụng Eh (W/m ) Ehd = Ebt + (1 – A)Et Et • Năng suất bức xạ của vật đen tuyệt đối 4 AE (1-A)E T t t E0 = C0 (W/m2) 100 Ebt C0 Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối 2 0 4 C0 = 5,67 W/m . K 4 T ❖ Đối với vật xám E = C C – Hệ số bức xạ của vật xám 100 4 E C T  = = → C = .C0 → E = .C0. E0 C0 100 13/06/2021 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 89
  90. Trong đó  : Độ đen của vật ;  = 0  1 Được xác định bằng thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ và trạng thái bề mặt 4. Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 bề mặt phẳng rộng vô hạn và đặt song song • Khi không có màn chắn ở giữa E Bề mặt 1 : T1, A1, 1 hd 1 Bề mặt 2 : T2, A2, 2 giả thiết T1 > T2 q12 = Ehd1 – Ehd2 Ehd 2 Ehd 1 = Ebt 1 + (1 – A)Ehd 2 Ehd 2 = Ebt 2 + (1 – A)Ehd 1 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 90
  91. 5. Trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 vât bọc nhau T1 T2 Q12 =  .C0.F1 − qd 100 100 Trong đó qd là độ đen quy đổi 1 qd = 1 F1 1 2 + −1 1 F2 2 6. Thực tế các công thức trên thường viết dưới dạng sau : Q = bx(1 – 2)F (W)ï BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 91
  92. V – TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG MỘT LỚP • Nhiệt truyền từ môi trường nóng tới bề mặt vách q = (t –  ) q 1 1 1 1 t1 • Dẫn nhiệt qua vách 1  −   q = 1 2 2 2 R t 2 • Nhiệt truyền từ bề mặt vách tới môi trường lạnh  q3 = 2 (2 – t2) 2 Truyền nhiệt ổn định ta có : q = q1 = q2 = q3 (W/m ) BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 92
  93. Giải hệ 3 phương trình trên ta được : t − t q = 1 2 t1 − t2 1  1 Hay q = (W/m2) + + R0 1  2 Trong đó R0 nhiệt trở toàn phần của kết cấu 1  1 (m2.0C/W) R0 = + + 1  2 Nhiệt độ tại bề mặt kết cấu 1 1 1 = t1 − q 2 = t2 + q 1 2 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 93
  94. VI – TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG NHIỀU LỚP Q t t t 1 2 n 1 2 3 tng 1 2 3 1 2 3 • Truyền nhiệt từ môi trường tới bề mặt vách phẳng 2 0 q1 = t (tt – t) q3 = n (n – tn) (W/m . C) BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 94
  95. HỆ SỐ TỎA NHIỆT TRONG VÀ NGOÀI NHÀ t , n ▪ Đối với phòng kín cửa Với kết cấu mặt phẳng hoặc có sườn với a : khoảng cách giữa các sườn h : chiều cao của sườn Khi h/a 0,3 lấy t = 7,5. Khi h/a > 0,3 lấy t = 6,5. 0,8 ▪ Phòng mở cửa t = 4,3 + 3,8Vt ▪ Mặt ngoài tường n = 5 +10 Vn ▪ Mặt ngoài mái n = 7,5+2,2Vn BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 95
  96. VI – Thiết kế cách nhiệt KHÁI NIỆM Quá trình truyền nhiệt giữa hai môi trường qua kết cấu ngăn cách, đòi hỏi kết cấu này phải có nhiệt trở phù hợp đảm bảo tiện nghi trong phòng, không bị đọng sương và hợp lý về kinh tế. Lớp cách nhiệt là một bộ phận nằm trong kết cấu bao che, nó phải được thiết kế đảm bảo được các điều kiện trên. 1 – Điều kiện tiện nghi nhiệt tt t → và tt − tn y / c tt − tn 8  = tt − y / c Rt Ro Rt  27 − Ro tt − t  BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 96
  97. 2 – Điều kiện chống đọng sương t ts y / c tt − tn Ro Rt tt − ts 3 – Điều kiện kinh tế y/c Với 3 điều kiện trên ta chọn được R0 max là thông số để thiết kế cách nhiệt BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 97
  98. Chương VI TRUYỀN NHIỆT TRONG TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ DAO ĐỘNG I – KHÁI NIỆM Attg tb ttg ng Attg t tb Lớp dao dộng mạnh tt BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 98
  99. Trường nhiệt độ tác động lên kết cấu bao che vào mùa Hè là trường nhiệt độ dao động điều hòa, dưới tác dụng của BXMT chu kỳ dao động là 24h. Đặc điểm của truyền nhiệt dao động điều hòa qua kết cấu có những đặc điểm sau : • Khi nhiệt độ tổng ngoài nhà dao động hình sin theo chu kỳ 24h, thì dòng nhiệt truyền qua kết cấu, nhiệt độ mặt trong, ngoài và trong nội bộ kết cấùu cũng dao động theo. • Dao động nhiệt độ trong kết cấu là dao động tắt dần từ ngoài vào trong. Kết cấu dày dao động sẽ tắt trong kết cấu ở một chiều dày nào đó. Nếu kết cấu rất mỏng dao động nhiệt giữa mặt trong và mặt ngoài có thể xảy ra đồng thời. • Dao động nhiệt truyền từ ngoài vào trong nhà làm cho nhiệt độ trong yc nhà dao động theo. Kết cấu ngăn cách ngoài Ro còn phải có thêm một đặc tính nữa đó là duy trì độ ổn định về nhiệt. BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 99
  100. II – TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA QUA KẾT CẤU NGĂN CHE 1 – Độ ổn định nhiệt : là khả năng của kết cấu có thể giữ nhiệt độ tương đối ổn định khi dòng nhiệt truyền qua nó dao động. 2 – Hệ số tắt dần O At tg  = lần O A t 3 – Độ trễ pha O max max Độ trễ pha tổng hợp O = Z t – Z tng (h) max max Độ trễ pha kết cấu  = Z t – Z ng BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 100
  101. Độ trễ của dao động và hệ số tắt dao động đặc trưng cho tính ổn định nhiệt của kết cấu. Nếu O, O càng lớn thì tính ổn định nhiệt càng cao. 3 – Hệ số hàm nhiệt bề mặt của kết cấu (Y) Khả năng hấp thu hay tản nhiệt của bề mặt kết cấu dưới tác dụng của nhiệt độ dao động điều hòa gọi là khả năng hàm nhiệt của bề mặt kết cấu A (kcal/ m2h0C) Y = q A Hệ số hàm nhiệt của vật liệu S (kcal/ m2h0C) : Là khả năng hấp thu, tàng trữ và giải phóng nhiệt của vật liệu (tra bảng) Độ trễ pha  và hệ số tắt dần  của dao động truyền qua các lớp kết cấu chủ yếu phụ thuộc vào tích số giữa hệ số hàm nhiệt S và nhiệt trở R của lớp đó. BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 101
  102. 4 – Chỉ số quán tính nhiệt D ▪ Khi D 1 lớp dao động mạnh vượt ra ngoài bề dày của lớp kết cấu, gọi là kết cấu mỏng về nhiệt, không cách nhiệt được. Nếu cộng lớp tiếp theo trở thành D 1 thì Nếu cộng thêm vẫn mỏng thì ▪ Khi D 1 lớp dao động mạnh nằm trong bề dày của lớp kết cấu, gọi là kết cấu dày về nhiệt Yi = Si ▪ Đối với kết cấu 1 lớp D = R.S ▪ Đối với kết cấu nhiều lớp D = RiSi BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 102
  103. III - TÁC ĐỘNG CỦA BỨC XẠ MẶT TRỜI TỚI MẶT NGOÀI KẾT CẤU ttg ttđ Attđ tn Atn Attg T = 24h BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 103
  104. Mặt ngoài kết cấu chịu tác động của 2 thành phần : ▪ Tác động của môi trường không khí ngoài nhà q1 = n (tn - n) ▪ Tác động của bức xạ mặt trời q2 = J Tổng lượng nhiệt tác động lên mặt ngoài : J q = q1 + q2 = n (tn - n) + J → q = n(tn + − n) n J Trong đó ttñ = n ttg = ttđ + tn Cuối cùng ta có : q = n (ttg - n) BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 104
  105. ttg phụ thuộc vào hướng kết cấu, hướng gió, khả năng hấp thu bức xạ của bề mặt. Cuối cùng ta có : q = n (ttg - n) max Thời điểm xuất hiện nhiệt độ tổng cực đại Z tng max max Z ttg = Z J +  (h) Attg = (Attd + Atng)  max max Hai hệ số hiệu chỉnh  và  tra bảng Z = ZJ - Ztng Attđ/Atng 1 1,5 2 3 4 5 6 7 Z = 1  0,5 0,4 0,35 0,25 0,2 0,16 0,15 0,12  0,99 0,99 0,99 0.99 0,99 0,99 0,99 0,99 Z = 3  1,5 1,2 1 0,7 0,52 0,45 0,4 0,35  0,93 0,93 0,93 0,94 0,95 0,96 0,96 0,97 BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 105
  106. Biên độ do động của dòng nhiệt Attg Aq= t o Dòng nhiệt cực đại qmax = qtb + Aq Dòng nhiệt trung bình Độ trễ dao động nhiệt o = 2,7D – 0,4 (h) BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 106
  107. IV - THIẾT KẾ CÁCH NHIỆT VÀO MÙA HÈ. max Từ điều kiện bề mặt nóng t t với Ta có nhiệt trở yêu cầu Trong đó Khi không có tầng không khí kín Vk = 1. Hệ số hàm nhiệt S1, S2 của lớp cách nhiệt và chịu lực, tính theo chiều sóng nhiệt BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ 13/06/2021 107