راهکارهای بهینه سازی با بهره گیری از روشنایی طبیعی
روشنایی روز، همانطور که توسط انجمن مهندسی روشنایی تعریف شده است، "به هنر و عمل پذیرش نور پرتو خورشید، نورگیر پراکنده، و نور بازتاب شده از سطوح بیرونی به داخل ساختمان برای کمک به نیازهای روشنایی و صرفه جویی در انرژی از طریق استفاده از کنترل های روشنایی اشاره دارد.
در طول تاریخ، توانایی ارائه و استفاده از نور در فضاهای داخلی برای پیشرفت بشریت و بهبود سبک زندگی و شرایط کاری افراد حیاتی بوده است.تصور جامعه مدرن بدون روشنایی داخلی دشوار است. در واقع، انجام بسیاری از کارهای روزانه ما در شرایط محیطی متفاوت در فضای باز بسیار ناخوشایند یا دشوار خواهد بود. نورپردازی داخلی به درستی به کار گرفته شده به افراد این امکان را می دهد که بدون توجه به زمان روز یا شرایط بیرونی، طیف وسیعی از وظایف را به طور ایمن و مؤثر انجام دهند.
روشنایی روز را می توان به سادگی به عنوان ورود نور طبیعی به فضاهای داخلی تعریف کرد. هر نور طبیعی که از طریق دستگاه های روشنایی روز وارد و استفاده می شود، نوری است که نیازی به تولید نور الکتریکی ندارد. در نتیجه، برق کلی مورد نیاز برای روشنایی فضای داخلی کاهش می یابد. این به نوبه خود به کاهش کلی انرژی مورد نیاز در سطح ملی برای روشنایی کمک می کند. کاهش ملی در انرژی منجر به کاهش آلودگی محیطی تولید شده از طریق تولید برق خواهد شد. نور روز موفق باید از مشکلات رایج پنجره ها و نور مستقیم خورشید جلوگیری کند، به این معنی که آنها باید تابش خیره کننده را ممنوع یا کاهش دهند، و باید هرگونه ناراحتی حرارتی را کاهش دهند. نور مستقیم خورشید در یک روز صاف می تواند سطح روشنایی تا 100000 لوکس را در ظهر ایجاد کند.
نور روز را می توان به عنوان نور پراکنده از میان ابرها یا آسمان نیمه ابری تعریف کرد. در آب و هوای ابری، آسمان پراکنده اغلب منبع اصلی نور مفید روز است. برای شرایط آب و هوایی که در آن پوشش ابر وجود دارد (در درصد قابل توجهی از سال خورشید قابل مشاهده نیست)، ما باید برای بهینه سازی نور روز طراحی کنیم. در این مورد، منبع نور آسمان است، نه خورشید یا سطوح نور خورشید. با این حال، برخی از استراتژیهای نور خورشید برای نور روز نیز کاربرد دارند، مانند استفاده مؤثر از نور، کنترل میزان نور و ادغام با معماری. از آنجا که آسمان ابری منبع نقطه ای نیست، یک منبع پراکنده است.در اینجا رویکرد اساسی به استراتژی های روشنایی روز آمده است:
1. زاویه آسمان را که از روی کار یا سطوح منعکس کننده نور دیده می شود، به حداکثر برسانید. در عمل، این بدان معنی است که سطح کار نمی توانند خیلی دور از دیافراگم باشند. (پنجره و نورگیر). با این حال دیافراگم ها می توانند برای نور روز بزرگتر از نور خورشید باشند.
2. سایه برای جلوگیری از خیرگی. از مشاهده مستقیم آسمان ابری خودداری کنید زیرا منبع درخشانی از تابش خیره کننده بالقوه است. نیازی به سایه اندازی در نمای بیرونی ساختمان نیست زیرا افزایش گرما در شرایط ابری آسمان مشکلی ایجاد نمی کند.
3. نور را مسدود نکنید. از قفسه های نور جامد یا برآمدگی ها استفاده نکنید. آنها برای توزیع مجدد نور در شرایط آسمان ابری موثر نیستند و ممکن است میزان نور روز را کاهش دهند.
4. دهانه ها را در بالا قرار دهید. روزنه ها باید درخشان ترین قسمت آسمان را ببینند. آسمان ابری در اوج حدود 3 برابر روشن تر از افق است. مکان های بلند پنجره ها و نورگیرهای افقی بهترین دسترسی را به نور در آسمان ابری فراهم می کنند
5. فضا را شکل دهید تا جذب نور به حداقل برسد. از روکش های داخلی با رفلکتانس بالا استفاده کنید. ارتفاع سقف را در نزدیکی پنجره ها به حداکثر برسانید تا پنجره های بلند و سقف شیب دار به سمت عقب پایین بیاید تا سطح داخلی به حداقل برسد.
استفاده از نور خورشید به عنوان منبع روشنایی محیط می تواند باعث تابش خیره کننده و افزایش گرما شود. اینها را می توان با سیستم های کنترل نور روز، کنترل کرد. سیستم های کنترل نور روز را می توان به صورت افقی، عمودی یا ترکیبی طبقه بندی کرد که اغلب به جعبه تخم مرغ گفته می شود. همه فرم ها در مقیاس ساختمان، جایی که تأثیر معماری دارند و مانع از نما می شوند، بهترین کار را دارند.
سیستم های افقی
بر اساس زاویه ارتفاع خورشید، سایه ایجاد می کنند. معمولاً به شکل برآمدگی دیده می شوند، به ویژه برای سایه انداختن ارتفاعات ساختمان های شمالی و جنوبی مؤثر هستند. سیستم های افقی نور خورشید را با زاویه کم وارد می کنند و نور خورشید با زاویه بالا را مسدود می کنند. این می تواند برای ساختمان هایی که می توانند از افزایش گرمای زمستانی (زاویه کم) بهره مند شوند، خوب باشد.
سیستم های عمودی
بر اساس زاویه جهت خورشید سایه ایجاد می کنند. کارایی آنها هر روز متفاوت است، زیرا خورشید در اطراف افق حرکت می کند. دستگاه های عمودی این توانایی را دارند که خورشید با زاویه کم را مسدود کنند، و در نتیجه اغلب در دهانه های رو به شرق یا غرب استفاده می شوند. مسدود کردن نور خورشید با زاویه کم، نماها را نیز مسدود می کند. دستگاه های عمودی قابل تنظیم می توانند به تغییرات زاویه خورشید پاسخ دهند.
سیستم های بهره گیری از روشنایی روز
زیبایی شناسی و طراحی سیستمهای روشنایی روز که برای رساندن نور به فضاهای داخلی استفاده میشوند را میتوان به 7 دسته تقسیم کرد. این سیستم ها می توانند براساس کاربرد افقی، عمودی و یا ترکیبی باشند.
1. نورگیرهای سقفی skylight
2. بازتابنده نور عمودی suncatcher
3. دستگاههای نور روز لولهای (یا لولههای نور) Light pipes
4. کلکتورهای خورشیدی و متمرکزکنندههای خورشیدی Solar collector ]1[
5. طاقچه های نور Light shelves
6. لعاب Glazing
7. پرده
هر یک از این انواع سیستم ها (یک دهانه در پوشش ساختمان) گزینههایی برای طراحی را ارائه میدهد که میتواند طیف وسیعی از جلوه ها را در طراحی روشنایی داخلی یک فضا انجام دهد.