Về mặt kiến trúc, "ánh sáng ban ngày" đề cập đến việc sử dụng ánh sáng tự nhiên để cung cấp cho người ở mức độ ánh sáng cần thiết cho các hoạt động thiết yếu. Đối với một công trình nguồn chiếu sáng ban ngày chính phải là ánh sáng tự nhiên.

Thực tế

Có một vài lý do để các nhà thiết kế chấp nhận sử dụng tối ưu ánh sáng tự nhiên nhằm  giảm nhu cầu năng lượng nhân tạo, dẫn đến chi phí vận hành thấp hơn, tăng cường an toàn ở những nơi công cộng. Tuy nhiên, một trong những lý do thực tế nhất là tác động của ánh sáng tự nhiên đối với những người sống trong tòa nhà; Ngày càng rõ ràng rằng con người khỏe tốt nhất và làm việc hiệu quả nhất khi họ được tiếp cận đầy đủ với ánh sáng tự nhiên.

Hỗ trợ chu kỳ sinh học

Chiếu sáng ban ngày là giúp hỗ trợ chu kỳ sinh học cho con người bởi ánh sáng tự nhiên và bóng tối trong suốt một ngày. Chu kỳ cũng phụ thuộc vào vị trí – các vĩ độ phía bắc sẽ không nhận được mức độ tiếp xúc với ánh sáng giống như những người sống ở các vĩ độ phía nam và ngược lại, Tuy nhiên, việc tiếp xúc với cả ánh sáng và bóng tối theo cách tự nhiên, theo chu kỳ là bắt buộc đối với sức khỏe con người. Khi được áp dụng trong thiết kế kiến trúc, chiếu sáng ban ngày có thể được sử dụng như một cách để bắt chước chu kỳ tự nhiên nhằm đạt được nhiều lợi ích cho sức khỏe cho con người.

Kiểm soát nhịp điệu cơ thể (sinh học). thay đổi nhiệt độ cơ thể và tiết hormone . Khi chúng ta phơi mình với ánh sáng của  tự nhiên một cách hợp lý sẽ làm con người khỏe mạnh hơn và ngủ ngon hơn.

Ảnh hưởng tích cực đến sức khỏe và tâm trạng. Thiếu ánh sáng có thể góp phần gây ra rối loạn trầm cảm. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng những người tiếp cận với ánh sáng tự nhiên và tầm nhìn ra cửa sổ sẽ hạnh phúc hơn, làm việc hiệu quả hơn, ít bị ốm hơn và hồi phục nhanh hơn sau khi ốm.

Tăng cường học tập, năng suất và hiệu suất của não. Con người làm việc và học tập trong các tòa nhà có mức độ chiếu sáng tự nhiên tốt sẽ hoạt động tốt hơn, làm việc nhiều hơn và có hiệu quả và có mặt tại tòa nhà thường xuyên hơn.

Mặc dù có rất nhiều lợi ích của ánh sáng ban ngày, nhưng cũng có những tác động tiêu cực cần phải tránh. Việc lắp đặt cửa sổ và cấu trúc chiếu sáng ban ngày không đúng cách có thể tạo ra một không gian không thoải mái. Do đó, thiết kế và đặc điểm kỹ thuật của khẩu độ cửa sổ và ánh sáng ban ngày phải tránh ánh sáng chói và nhiệt quá mức, cân nhắc cẩn thận cách tốt nhất để đạt được mức độ sáng và tiện nghi nhiệt phù hợp.

Thiết kế năng lượng mặt trời thụ động

Thiết kế năng lượng mặt trời thụ động kết hợp các phương pháp chiếu sáng ban ngày để hỗ trợ sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng tòa nhà.

Các ô cửa hướng Nam thu năng lượng mặt trời, năng lượng này được lưu trữ trong các vật liệu có khả năng sinh nhiệt cao. Đối lưu tự nhiên và bức xạ sau đó phân phối nó vào không gian bên trong. Khẩu độ hướng Bắc cung cấp thêm ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng. Để loại bỏ các vấn đề về tiện nghi nhiệt, hãy thiết kế các không gian đón nắng tách biệt với phần còn lại của tòa nhà và sử dụng các bộ lọc cũng như các tính năng thiết kế khác để giữ cho tòa nhà ở nhiệt độ dễ chịu.

Ánh sáng trực tiếp so với ánh sáng khuếch tán

Có hai loại ánh sáng tự nhiên được sử dụng trong các tòa nhà:

Ánh sáng trực tiếp: ánh sáng tự nhiên trực tiếp đi qua cửa sổ, cửa ra vào và các khe hở khác mà không bị cản trở hoặc lọc. Bởi vì nó đi qua dưới dạng chùm sáng thẳng, ánh sáng trực tiếp có xu hướng cung cấp ánh sáng mạnh nhất tại điểm vào của nó, ánh sáng này sẽ giảm đi khi bạn di chuyển ra xa hơn. Điều này có thể dẫn đến các khu vực tiếp xúc trực tiếp trong đường đi của ánh sáng bị chói và khó chịu về nhiệt khi có ánh nắng gay gắt. Vì vậy, mặc dù chiếu sáng trực tiếp có lợi trong một số trường hợp, nhưng cần có một cách phân phối ánh sáng ban ngày khác để đạt được ánh sáng xung quanh tốt (đặc biệt là ở những không gian rộng hơn).

Ánh sáng khuếch tán – Với ánh sáng khuếch tán, các chùm ánh sáng trực tiếp bị phá vỡ và phân tán khi chúng đi qua một khe hở, mang lại ánh sáng phân bổ đều hơn trên một khu vực. Kết quả là, ánh sáng dịu hơn và trải rộng hơn, loại bỏ ánh sáng chói, giảm nguy cơ khó chịu về nhiệt.

Tiện nghi nhiệt

Một trong những lập luận chống lại ánh sáng ban ngày là mối quan tâm về sự thoải mái nhiệt; ánh sáng tự nhiên cường độ cao có nhiều nhiệt. Mặc dù đây là mối quan tâm và cần phải cân nhắc cẩn thận khi thiết kế và chỉ định, các phương pháp chiếu sáng ban ngày ngày nay tốt hơn nhiều trong việc giải quyết các vấn đề về tiện nghi nhiệt.

Xác định mức độ chiếu sáng

Để có mức độ chiếu sáng phù hợp với mục đích sử dụng, các yếu tố chiếu sáng ban ngày cần được đánh giá một cách tổng thể: Tòa nhà nằm ở đâu? Hướng của mặt trước của tòa nhà là gì? Bố cục không gian nội thất là gì? Không gian dùng để làm gì? Ngoài ra còn có tính thẩm mỹ, mức độ thoải mái về thị giác (tránh các mảng tối và ánh sáng chói), sự thay đổi ánh sáng theo mùa, thời tiết và ban ngày cũng như các tác động về năng lượng cần xem xét...

Khi thiết kế chiếu sáng thụ động, để sử dụng tối ưu ánh sáng tự nhiên, khẩu độ ánh sáng ban ngày cần phải cao hơn cửa sổ xem. Kích thước và yêu cầu lắp kính cũng khác nhau.

Cửa sổ quan sát phải rõ ràng và ở độ cao thoải mái để quan sát từ tư thế ngồi hoặc đứng.

Các sắc thái, bề mặt phản chiếu có thể được chỉ định tương quan với cả hai để loại bỏ ánh sáng chói và chuyển hướng và phân phối ánh sáng khuếch tán tốt hơn.

Bởi vì khẩu độ cao hơn thường cung cấp ánh sáng tự nhiên tốt nhất, các nhà thiết kế thường sử dụng hệ thống chiếu sáng trên mái nhà. Có một vài kiểu chiếu sáng mái nhà khác nhau để xem xét, bao gồm đèn trần, giếng trời, răng cưa và màn hình. Mỗi loại mang ánh sáng vào một không gian khác nhau, tùy thuộc vào thời gian trong ngày và năm. Xem xét các yếu tố môi trường và bảo trì khi thiết kế và chỉ định loại chiếu sáng trên mái nhà.

Các ứng dụng khác của ánh sáng tự nhiên

Ngoài việc chiếu sáng và tạo ra năng lượng mặt trời, ánh sáng tự nhiên có thể được sử dụng trong tòa nhà cho các mục đích khác. Bao gồm:

Nhận thức: Thay đổi nhận thức của một người về không gian và hình dạng để tạo ra khung cảnh dễ chịu.

Tiêu điểm: Hướng sự chú ý đến hoặc tránh xa các yếu tố không gian nhất định.

Cân nhắc thiết kế

Bất kể kiểu chiếu sáng ban ngày nào được chọn, có một số điều cần xem xét:

Cân bằng nhu cầu nhiệt và ánh sáng: Các lỗ lắp kính tạo ra một điểm yếu về nhiệt, vì vậy việc đánh giá lượng nhiệt sẽ thất thoát trong những tháng lạnh giá và lượng nhiệt thừa vào trong những tháng ấm áp là rất quan trọng để tạo ra sự cân bằng giữa nhu cầu chiếu sáng và nhu cầu nhiệt.

Bảo vệ và lọc tia cực tím . Một số vật liệu (giấy, tác phẩm nghệ thuật, hàng dệt, v.v.) bị phai màu hoặc hư hỏng trong một số điều kiện ánh sáng nhất định. Vì vậy các tòa nhà như phòng triển lãm, thư viện, bảo tàng và phòng trưng bày nghệ thuật phải đặc biệt lưu ý khi xác định mức độ chiếu sáng ban ngày và lọc tia cực tím.

Giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn. Mức độ thâm nhập của âm thanh phải được tính đến đối với các tòa nhà nằm trong khu vực ồn ào hoặc cấu trúc tạo ra nhiều tiếng ồn bên trong.

Tiếp xúc với gió. Vì lỗ hở chiếu sáng ban ngày có xu hướng cao hơn trong tòa nhà hoặc trên mái nhà, nên việc nên tạo ra áp suất gió tối đa là điều cần thiết.

Ô nhiễm khí quyển. Ở những khu vực ô nhiễm cao, các lỗ ngang và dốc có thể nhanh chóng thu gom bụi bẩn, làm giảm chức năng. Do đó, những kiểu lỗ hở lấy sáng ban ngày này có thể yêu cầu lắp kính đáp ứng về tính thực tế.

Kết Luận:

Chiến lược chiếu sáng ban ngày là một phần không thể thiếu trong thiết kế của bất kỳ tòa nhà nào được sử dụng. Nghiên cứu cho thấy rằng, con người hạnh phúc hơn, khỏe mạnh hơn và làm việc tốt hơn khi được tiếp xúc đầy đủ với ánh sáng tự nhiên. Trong các tòa nhà chăm sóc sức khỏe, ánh sáng tự nhiên hỗ trợ quá trình chữa bệnh và phục hồi của bệnh nhân, ánh sáng ban ngày cũng làm giảm tải năng lượng của tòa nhà

 Ánh sáng ban ngày nên được kết hợp trong giai đoạn lập kế hoạch và thiết kế sớm nhất. Cách tiếp cận tốt nhất là tổng thể, tính đến vị trí và hướng tòa nhà, cách bố trí với mục đích, tính thẩm mỹ, mức độ tiện nghi về thị giác và nhiệt độ, sự thay đổi ánh sáng theo mùa, thời tiết và ban ngày cũng như các tác động về năng lượng. Các cân nhắc bổ sung bao gồm an toàn, ô nhiễm tiếng ồn và các sự biến đổi khí hậu, chi phí và dễ dàng bảo trì.

https://www.thenbs.com/knowledge/daylighting