Hướng dẫn sử dụng công cụ tính hệ số phản xạ

Trong những năm gần đây, xu hướng xây dựng các bức tường kính như tường rèm và giếng trời ngày càng phổ biến. Kính không chỉ cải thiện diện mạo bên ngoài mà còn tăng cường ánh sáng tự nhiên bên trong công trình. Tuy nhiên, ánh sáng phản chiếu từ kính đôi khi gây mất an toàn hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường xung quanh. Những vấn đề này thường khó lường trước trong giai đoạn thiết kế và đôi khi chỉ trở nên rõ ràng sau khi công trình hoàn tất.

Chói do phản xạ xảy ra khi ánh sáng mặt trời phản chiếu từ bề mặt tòa nhà vào tầm nhìn của người quan sát xung quanh, gây khó chịu và/hoặc làm giảm khả năng nhìn, từ đó có thể dẫn đến rủi ro an toàn hoặc ảnh hưởng đến tiện nghi. Hiện tượng chói phản xạ đặc biệt phổ biến ở các công trình cao trên bốn tầng. Các bề mặt có độ phản xạ ánh sáng ban ngày cao, chẳng hạn như lớp phủ màu trắng hoặc kính phản quang ở mặt ngoài tòa nhà, sẽ phản xạ lượng lớn ánh sáng vào môi trường xung quanh. Những bề mặt này hoạt động giống như đèn flash, gây hiện tượng chói khó chịu cho những người xung quanh tòa nhà, khiến họ phải chịu tác động này hàng ngày. Tại một số quốc gia, vật liệu có khả năng phản xạ ánh sáng ban ngày cao bị cấm sử dụng ở mặt ngoài tòa nhà để giảm thiểu tác động chói đối với môi trường xung quanh. Ví dụ, tại Singapore, hệ số phản xạ ánh sáng ban ngày của kính ngoài trời không được vượt quá 20%, trong khi các vật liệu không phải kính phải dưới 10%. Các lớp phủ như sơn nhũ tương trên thạch cao hoặc bê tông ở mặt tiền tòa nhà cũng không được phép vượt quá ngưỡng 10%.

Các yếu tố nguy cơ chói sáng phản chiếu

Vị trí nhạy cảm

Nguy cơ chói lóa phản chiếu cao hơn đối với các dự án phát triển trong môi trường đô thị đông đúc, nơi có nhiều công trình dân cư và/hoặc thương mại, hoặc đối với các dự án dễ nhìn thấy từ các điểm quan sát chính như hành lang đường sắt, đường lớn, sân bay, hoặc công viên. Các tòa nhà ở những khu vực phi đô thị cũng có thể gây hiện tượng chói lóa phản chiếu khi tiếp xúc với ánh sáng, đặc biệt nếu bề mặt phản xạ mạnh.

Các yếu tố thiết kế

Một loạt yếu tố thiết kế có thể làm tăng mức độ và loại rủi ro chói lóa phản xạ, bao gồm chiều cao và độ phơi sáng của tòa nhà, hình dạng và thiết kế kiến trúc, cũng như hướng và độ lõm của mặt tiền. Các ví dụ dưới đây minh họa những yếu tố này.

Nguy cơ chói mắt phản chiếu lớn hơn ở những tòa nhà cao hơn 4 tầng và thường liên quan đến các tòa nhà trung bình và cao tầng.

Nguy cơ chói phản xạ tăng cao hơn ở các độ cao hướng theo các hướng chính (bắc, nam, đông, hoặc tây).

Nguy cơ chói phản chiếu tăng cao hơn ở các mặt tiền có độ cong lõm hoặc nhiều cạnh.

Nguy cơ chói mắt phản chiếu lớn hơn đối với kính nghiêng.

Vật liệu xây dựng

Kính và tấm ốp bóng được sử dụng phổ biến trong xây dựng, nhưng khi sử dụng quá nhiều (kết hợp với các yếu tố về vị trí và thiết kế), chúng có thể gây hiện tượng chói phản chiếu cao hơn so với các vật liệu khác.

Kính là nguồn chính gây chói phản chiếu, với cường độ đặc biệt mạnh và có thể nhìn thấy từ nhiều vị trí, hướng khác nhau suốt cả ngày và cả năm. Ánh sáng phản chiếu thường mạnh nhất khi mặt trời chiếu vào kính từ một góc. Ngay cả kính đã xử lý để giảm chói vẫn có thể gây ra phản xạ chói lóa.

Các bề mặt bóng khác, như lớp phủ bóng, cũng có thể tạo ra ánh sáng phản chiếu mạnh tương tự kính. Các vật liệu ốp như thép không gỉ đánh bóng (hoặc hoàn thiện satin) cũng có thể gây phản xạ ánh sáng mặt trời cực mạnh.

Ngoài ra, các bề mặt mờ hoặc mịn, chẳng hạn như lớp phủ, sơn tường, hoặc bê tông, cũng có thể gây chói, dù phản xạ thường không mạnh như bề mặt kính hoặc bề mặt đánh bóng. Các công trình sử dụng kính và bề mặt bóng có nguy cơ chói phản chiếu cao hơn so với các bề mặt mờ, nhám, hoặc có kết cấu khuếch tán ánh sáng.

2. Phản xạ ánh sáng và tăng năng suất

Nhiều nghiên cứu trong nhiều năm qua đã chứng minh rằng chiếu sáng phù hợp giúp tăng năng suất và cải thiện tâm trạng của nhân viên. Khi các giải pháp tiết kiệm năng lượng và xây dựng xanh trở nên phổ biến, công nghệ cho các hệ thống chiếu sáng thông thường đã được cải tiến đáng kể. Ngày càng có nhiều nhà kho công nghiệp tích hợp các hệ thống chiếu sáng tiên tiến, tiết kiệm năng lượng này vào chi phí vận hành, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, có một điều mà các kỹ sư chiếu sáng không thể kiểm soát được là sự phản xạ ánh sáng.

Chiếu sáng hiệu quả không chỉ đơn thuần dựa vào cửa sổ và bóng đèn, mà còn phụ thuộc vào cách ánh sáng tương tác với các bề mặt trong không gian. Giá trị phản xạ ánh sáng (LRV) là một công cụ hữu ích để xác định mức độ sáng tối của không gian, ảnh hưởng đến các yếu tố như tâm trạng, năng suất và hiệu quả năng lượng. Để đạt được độ phản chiếu cần thiết nhằm tăng cường độ sáng, nâng cao năng suất và tiết kiệm năng lượng, cần xem xét giá trị LRV của các bề mặt như sàn, tường và không gian làm việc.

Nhiều thiết bị chiếu sáng hiện được thiết kế để phản chiếu ánh sáng từ các bề mặt như tường, trần và đồ vật, giúp phân phối ánh sáng đồng đều trong môi trường làm việc. Mức khuyến nghị về tỷ lệ phần trăm ánh sáng phản chiếu từ các bề mặt trong văn phòng thông thường bao gồm:

• Đồ nội thất: 25-45%

• Màn che cửa sổ: 40-50%

• Tường: tối đa 50%

• Thiết bị kinh doanh: tối đa 50%

• Trần nhà: 70-80%

• Sàn: 20-40%

3. Phản xạ ánh sáng ban ngày, màu sắc và độ bóng

Màu sắc và độ bóng thường được các nhà cung cấp vật liệu và công ty xây dựng sử dụng như tiêu chí để kiểm tra chất lượng sản phẩm. Trong khi đó, việc xem xét phản xạ ánh sáng ban ngày là một khái niệm tương đối mới trong ngành xây dựng. Phản xạ ánh sáng ban ngày đang dần trở thành một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất năng lượng và môi trường sống, ảnh hưởng đến cách ánh sáng tự nhiên được tối ưu hóa trong các không gian xây dựng.

Phản xạ ánh sáng ban ngày và màu sắc

Phản xạ ánh sáng ban ngày toàn phần và khuếch tán có mối liên hệ trực tiếp với màu sắc của vật liệu. Vật liệu có màu sáng thường có khả năng phản xạ ánh sáng ban ngày toàn phần hoặc khuếch tán cao, trong khi vật liệu có màu tối có khả năng phản xạ thấp hơn. Mặc dù mắt chúng ta không thể định lượng chính xác phản xạ ánh sáng ban ngày, nhưng chúng có thể đánh giá nó một cách định tính.

Hầu hết các thiết bị đo màu hiện đại với hình học hình cầu tích hợp có khả năng đo màu ở chế độ SCI (specular component included) hoặc chế độ SCE (specular component excluded). Màu sắc được đo ở chế độ SCI tương đương với hệ số phản xạ ánh sáng ban ngày toàn phần, trong khi màu sắc đo ở chế độ SCE tương đương với tổng phản xạ ánh sáng ban ngày khuếch tán.

Độ phản xạ ánh sáng ban ngày và độ bóng 

Độ phản xạ ánh sáng ban ngày có mối liên hệ trực tiếp với độ bóng của vật liệu. Các vật liệu có độ bóng cao thường có độ phản xạ ánh sáng ban ngày cao, trong khi vật liệu có độ bóng thấp có độ phản xạ ánh sáng ban ngày thấp. Mắt chúng ta có thể đánh giá định tính bề mặt đó là có độ bóng cao hay thấp.

Máy đo độ bóng có khả năng xác định mức độ bóng của vật liệu. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa số đọc của máy đo độ bóng và độ phản xạ ánh sáng ban ngày chỉ mang tính chất định tính, và không thể so sánh chúng một cách định lượng.

4. Yêu cầu trong Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả

Điều 2.1.2 – QCVN 09:2017/BXD Yêu cầu về tổng nhiệt trở R₀ của phần không xuyên sáng đối với tường bao che bên ngoài và mái công trình:

• Tường bao ngoài công trình trên mặt đất (phần tường không xuyên sáng) của không gian có điều hòa không khí phải có giá trị tổng nhiệt trở nhỏ nhất R_0.min không nhỏ hơn 0,56 m²K/W;
• Kết cấu mái bằng và mái có độ dốc dưới 15⁰ nằm trực tiếp trên không gian có điều hòa không khí phải có giá trị tổng nhiệt trở R_0.min không nhỏ hơn 1,00 m²K/W.
  • CHÚ THÍCH:
    • Mái bằng vật liệu phản xạ: có thể sử dụng trị số nhiệt trở R_0,min nhân với hệ số 0,80 đối với mái được thiết kế bằng vật liệu phản xạ có độ phản xạ trong khoảng 0,70÷0,75 nhằm làm tăng độ phản xạ của bề mặt mái bên ngoài;
    • Mái có độ dốc từ 15⁰ trở lên: có thể xác định tổng nhiệt trở tối thiểu của mái bằng cách nhân các trị số R_0.min với hệ số 0,85;
    • Các trường hợp kết cấu mái không phải tuân thủ mục 2.1.2: hơn 90 % bề mặt mái được che chắn bằng một lớp kết cấu che nắng cố định có thông gió. Lớp kết cấu che nắng phải cách bề mặt mái ít nhất 0,3 m thì mới được xem như là có thông gió giữa lớp mái và lớp che nắng cho mái (mái 2 lớp có tầng không khí đối lưu ở giữa).

Để có thêm thông tin chi tiết về tính chất phản xạ ánh sáng ban ngày đối với Vật liệu xây dựng, vui lòng liên hệ với Phòng thử nghiệm Tiết kiệm năng lượng – Trung tâm Thiết bị, Môi trường và An toàn Lao động – Viện Vật liệu Xây dựng để được hỗ trợ.

Liên hệ: Trung tâm Thiết bị, Môi trường và An toàn lao động
Địa chỉ: 235 Đường Nguyễn Trãi – Thanh Xuân – Hà Nội
Điện thoại: 024.8582217 (102)
Fax: 024.38581112
Mobile: 0912.181.479 hoặc 0915.502.834
Email: thietbimoitruong@vibm.vn; tamnt.tbmt@gmail.com; lecaochien@gmail.com
Website: https://vibm.vn