Bouwfysica.

Presentatie over: "Bouwfysica."— Transcript van de presentatie:

1 Bouwfysica

2 Bouwfysica fotometrische grondwet
voor berekening van de verlichtingssterkte voor een punt P op een vlak als gevolg van één of meerdere puntbronnen.

3 Bouwfysica

4 Bouwfysica Aangezien cosα = geldt ook:
Voor een punt P loodrecht onder het lichtpunt is α = 0° dus cosα = 1, dan geldt:

5 Bouwfysica algemene verlichtingsformule:
voor de berekening van de verlichtingssterkte E in een punt P, als gevolg van de luminantie van één of meerdere vlakken. Voor de berekening dient over punt P een denkbeeldige halve “eenheidsbol” geplaatst te worden. Nu geldt:

6 Bouwfysica

7 Bouwfysica dit betekent bij meerdere vlakken:
E =Σ (L x Sgeprojecteerd) waarin Sgeprojecteerd = het oppervlak van de projectie van het vlak op de omtrek van de halve eenheidsbol, geprojecteerd op het grondvlak.

8 Bouwfysica Voor een enkel vlak met een gelijkmatige luminantie L geldt: E = L.Sgeprojecteerd L is de luminantie van het vlak, S is de projectie van het vlak vanuit P op de omtrek van de halve eenheidsbol Sgeprojecteerd is de projectie van S op het grondvlak

9 Bouwfysica Verlichtingssterkte in een punt op een
horizontaal vlak in het vrije veld: Egale hemelkoepel: E H,VV = L x π CIE-hemelkoepel: E H,VV = 2,44 x Lzenit

10 Bouwfysica Verlichtingssterkte in een punt op een
verticaal vlak in het vrije veld: Egale hemelkoepel: E V,VV = 0,5 x E H,VV CIE-hemelkoepel: E V,VV = 0,396 E H,VV

11 Bouwfysica Daglichtfactor: df df = ( Ep / E H,VV ) x 100% in woorden:
de df is de verhouding tussen de werkelijke verlichtingssterkte in een punt en E H,VV vermenigvuldigd met 100%.

12 Bouwfysica

13 Bouwfysica df = ( dh + der)cr + dir waarin: df = daglichtfactor
dh = hemelcomponent der = externe reflectiecomponent cr = lichtdoorlatendheid van daglichtopening dir = interne reflectiecomponent

14 Bouwfysica Hemelcomponent
De hemelkoepel wordt opgedeeld in 1600 vlakjes SH, die allen een even grote bijdrage leveren aan de verlichtingssterkte in een punt P. Voor ieder vlakje geldt dus : E = L x Sgeproj.

15 Bouwfysica

16 Bouwfysica De projectie van een daglichtopening vanuit punt P op de omtrek van de hemelkoepel valt samen met meerdere vlakjes SH Stel dit aantal vlakjes op n: dan geldt:

17 Bouwfysica

18 Bouwfysica Ter bepaling van het aantal vlakjes dat samenvalt met de projectie van een daglichtopening wordt gebruik gemaakt van een stippendiagram. Dit stippendiagram is de weergave van de vlakjesverdeling op de omtrek van de halve eenheidsbol gezien vanuit punt P In een stippendiagram zijn de vlakjes Sh vervangen door stippen Ter oriëntatie zijn enkele omtrekslijnen weergegeven

19 Bouwfysica Er zijn 4 verschillende stippendiagrammen:
Egale hemelkoepel; horizontaal vlak Egale hemelkoepel; vertikaal vlak CIE hemelkoepel; horizontaal vlak CIE hemelkoepel; vertikaal vlak Er wordt gewerkt met de CIE diagrammen.

20 Bouwfysica

21 Bouwfysica Om de projectie van een daglichtopening in te kunnen tekenen moeten t.o.v. punt P de richtingen van de omtrekslijnen berekend en ingetekend worden. Zie het volgende voorbeeld

22 Bouwfysica

23 Bouwfysica De berekening van de hoeken: Horizontale hoeken:
γlinks: tg γ = 1,75/1 = 1,75 > γlinks = 60° γrechts: tg γ = 0,70/1 = 0,70 > γrechts = 35° vertikale hoeken: δonder: tg δ = 0,27/1 = 0,27 > δonder = 15° δboven: tg δ = 1,60/1 = 1,60 > δboven = 58°

24 Bouwfysica

25 Bouwfysica Het aantal stippen binnen de projectie is ca. 240
De hemelcomponent dh is nu: Als er geen rekening gehouden wordt met vervuiling, in- en uitwendige reflectie zou bij E h,vv = lux Ep 15% van = lux zijn.

26 Bouwfysica De externe reflectiefactor: der
via daglichtopeningen kunnen zowel lucht als belemmeringen (gebouwen, begroeiing, enz.) waargenomen worden. De invloed van deze belemmeringen op de verlichtingssterkte is afhankelijk van de luminatie ervan, gemiddeld is de luminantie van belemmeringen 0,15x die van de achterliggende hemelkoepel

27 Bouwfysica De lichtbijdrage van een belemmering is dan te berekenen als de lichtbijdrage van de hemelkoepel x 0,15. der kan dan berekend worden als:

28 Bouwfysica df = ( dh + der)cr + dir
De lichtdoorlatendheid van glas: cr Als daglichtopeningen een deel van het licht doorlaten wordt zowel het licht van de hemelkoepel als dat van externe reflecties gefilterd. Dit is terug te vinden in de formule voor de berekening van df: df = ( dh + der)cr + dir

29 Bouwfysica De totale cr-factor wordt bepaald door de combinatie van glas, vervuiling en glasroeden. Gemiddeld zal deze dan zijn: 0,7 x 0,9 x 0,85 = 0,54

30 Bouwfysica De interne reflectiefactor: dir
Lichte wanden, vloeren en plafonds reflecteren licht beter dan donkere. D.m.v. een tabel is eenvoudig de globale invloed van interne reflecties op de verlichtingsterkte te berekenen.

31 Bouwfysica

32 Bouwfysica De berekening van de verlichtingssterkte uit
de daglichtfactor. Als er een daglichtfactor van 8,2% berekend is, is de verlichtingssterktein punt P bij E h,vv van lux: Ep = 8,2% van = 3280 lux.

33 Bouwfysica De df bij punten op vertikale vlakken:
Voor punten op vertikale vlakken dient gebruik gemaakt te worden van het stippendiagram voor vertikale vlakken. De zichtbare hemelkoepel voor een punt op een vertikaal vlak is half zo groot als voor een punt op een horizontaal vlak. De hemelcomponent dient bepaald te worden t.o.v. Eh,vv.Vandaar de volgende berekening:

34 Bouwfysica dh voor een punt op een vertikaal vlak:

35 Bouwfysica Externe reflectiefactor bij een punt op een vertikaal vlak.
Dit betekent ook een andere berekening voor de externe reflectiefactor, uitgaande van een luminantieverhouding van 0,15:

36 Bouwfysica Gedurende welk percentage van de arbeidstijd is er kunstlicht nodig? Hiervoor kan gebruik gemaakt worden van een grafiek. Uitgangspunten: periode van 9:00 – 17:00 uur vereiste verlichtingssterkte bv. 500 lux berekende daglichtfactor bv. 6,67% ligging van het gebouw t.o.v. de evenaar bv. 52e breedtegraad (voor Nederland)

37 Bouwfysica df = ( Ep / E H,VV ) x 100% Als df = 6,67% en Ep = 500 lux,
dan is E H,VV = (100 / 6.67) x 500 = 7500 lux

38 Bouwfysica

39 Bouwfysica

40 Bouwfysica