Nghệ thuật chiếu sáng

Các nguồn sáng tự nhiên có thể khai thác

Nguồn sáng ban ngày chính là do mặt trời cung cấp. Nhưng ánh sáng mặt trời khi đến trái đất đã bị tán xạ một phần bởi bầu khí quyển và những điều kiện khí hậu địa phương, do đó chất lượng ánh sáng này đến từng ngôi nhà cũng sẽ khác nhau. Nguồn sáng này là duy nhất có thể khai thác vì thực tế còn một nguồn sáng tự nhiên nữa cung cấp từ mặt trăng về đêm không thể dùng để chiếu sáng mà chủ yếu chỉ để gây ấn tượng về cảm xúc nghệ thuật các công trình kiến trúc vào những đêm trắng hoặc những đêm có trăng.
Từ một điểm trong ngôi nhà dưới hiệu quả của ánh sáng mặt trời có thể thấy các hình thức chịu tác động như sau về sự tiện ích cũng như chất lượng thẩm mỹ (hình 2.33): ánh sáng tự nhiên thâm nhập ngôi nhà.

Hình 2.33: a) Ánh sáng tán xạ hay trực xạ của bầu trời đi qua lổ cửa sổ hay các dạng kiến trúc
mở khác (cửa mái, sân trời, atrium..); b) Ánh sáng đã bị phản xạ từ các bề mặt bên ngoài (mặt
đất, mặt tường nhà, cây xanh); c) Ánh sáng dã bị phản xạ từ các mặt phẳng bên trong ị tường, sàn, trần, các thiết bị trong phòng); d) Tia nắng trực tiếp của mặt trời đến điểm đó.

Các điều kiện khí hậu có ảnh hưởng rất lớn đến tổng số lượng ánh sáng lẫn tỷ lệ của các ánh sáng thành phần.
Tất cả những giá trị này thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào quy luật chuyển động của mặt trời (các giờ trong ngày, các mùa trong năm, vĩ độ địa lý của địa điểm khảo sát), độ trong suốt của khí quyển, lượng mây và dạng mây trên bầu trời.
Riêng điều kiện Việt Nam qua khảo sát ta thấy:
1. Độ rọi giảm từ ven biển vào đất liền và có sự chênh lệch theo vĩ độ, càng tăng từ Bắc vào Nam.
2. Độ rọi trung bình khác nhau theo mùa: cao nhất vào mùa xuân hè (33 – 37klx) đối với ánh sáng khuếch tán, và 75 – 85klx đối với ánh sáng tổng hợp).
3. Độ rọi khuếch tán phân bố khá đểu trên toàn lãnh thổ vào mùa thu và mùa xuân. Mùa hè độ rọi ở miền Bắc có phần cao hơn miền Nam, nhưng về mùa đông lại ngược lạ

2. Khí hậu và ánh sáng đặc thù địa phương
Trong điều kiện khí hậu lạnh (những miền đất cao) bầu trời thường đóng vai trò nguồn sáng chủ yếu. Bản thân bầu trời có độ chói hay độ sáng đủ để cung cấp ánh sáng tự nhiên cho các phòng bình thường. Trên cơ sở nhiều quan sát, CIE đã thiết lập được hàm số phân phối độ chiếu sáng đặc trưng cho bầu trời theo vị trí mặt trời (góc phương vị và góc độ cao):

 

Khí hậu sa mạc nóng khô được đặc trưng bởi ánh sáng mặt trời trực tiếp khá rrnnh xuyên qua bầu trời không gợn mây. Ánh sáng trực tiếp có thể làm tăng nhiệt độ phòng bất lợi cho nên thường bị loại bỏ khi trang trí chiếu sáng tự nhiên. Bầu trời tiêu biểu thuộc loại này có thể xem như là bầu trời không mây hay trong xanh và độ chiếu sáng có thể chỉ đến 1700cd/m2, cũng không đủ để duy trì một sự chiếu sáng hợp lý. Bầu trời loại này thường có độ chói cao nhất ở gần vùng chân trời và thấp nhất ở những vùng đối diện với mặt trời. Mặt đất khô của nắng chiếu và những bức tường mầu sáng của các tòa nhà sẽ phản xạ nhiều ánh sáng đến điểm tính toán trong ngôi nhà có thể được xem là nguồn sáng tự nhiên chủ yếu của nội thất. Nhưng nó cũng có thể là nguồn của sự chói lóa bất tiện cho mắt nhìn nằm trong vùng thị trường của con người. Những lớp bụi nhẹ trong không gian dưới dạng lơ lửng thường tạo ra những lớp gần như sương mù có thể làm tăng độ sáng của bầu trời lên tới 1000cd/m2, nhưng ngược lại lớp bụi nặng nếu có thường xuyên trong khí quyển cũng có thể giảm độ sáng này xuống dưới 850cd/m2.
Đối với vùng khí hậu nóng ẩm có độ ẩm cao, bầu trời nhiều mây có thể có độ chói sáng vượt qúa 7000cd/m2. Và tỷ lệ của ánh sáng tán xạ hay ánh sáng từ bầu trời thường chiếm ưu thế và mặt trời có thể gây nên sự lóa mắt khó chịu nếu từ trong phòng nhìn ra phía mặt trời.
Những vùng có khí hậu hỗn hợp tạo nên sự thay đổi tính chất nguồn sáng tự nhiên từ mức độ bầu trời âm u đầy mây đến trong xanh.