Một đồ án văn phòng có mặt đứng kính từ sàn đến trần, trên phối cảnh trông rất sáng sủa. Khi dựng thật, người ngồi cạnh cửa kéo rèm kín vì chói, còn người ngồi sâu bên trong vẫn phải bật đèn cả ngày. Kính nhiều hơn đã không đem lại ánh sáng tốt hơn.
Ánh sáng tự nhiên là vật liệu thiết kế quan trọng bậc nhất, nhưng cũng dễ hiểu sai nhất. Mục tiêu không phải “càng nhiều càng tốt” mà là đủ, đều và không chói ở nơi con người thật sự làm việc.
Hai loại ánh sáng, hai vai trò
- Nắng trực tiếp: mạnh, có hướng, bóng sắc, mang nhiệt. Tạo kịch tính ở sảnh, hành lang, nhưng gây chói trên mặt bàn và màn hình.
- Ánh sáng khuếch tán: từ vòm trời và từ bề mặt phản xạ. Dịu, đều, ít nhiệt. Đây là ánh sáng để học, đọc, vẽ.
Với phòng học, thư viện, xưởng vẽ, chiến lược cơ bản là đón ánh sáng khuếch tán, chặn nắng trực tiếp. Phần tính toán tấm che nắng theo góc mặt trời là một chủ đề riêng của kiến trúc khí hậu; bài này tập trung vào việc ánh sáng đã vào phòng thì phân bố thế nào.
Quy tắc độ sâu lấy sáng
Một quy tắc thực hành được dùng rộng rãi: vùng sáng hữu ích từ cửa sổ một phía vào trong phòng khoảng 2 đến 2,5 lần chiều cao từ sàn đến đầu cửa sổ.
| Chiều cao đầu cửa | Độ sâu sáng hữu ích (ước lượng) | Hệ quả |
|---|---|---|
| 2,2 m | khoảng 4,4 – 5,5 m | Phòng ngủ, phòng làm việc nhỏ ổn |
| 2,8 m | khoảng 5,6 – 7 m | Phòng học sâu 7 m sáng tương đối đều |
| 3,2 m | khoảng 6,4 – 8 m | Phòng sâu hơn cần cửa cao hoặc lấy sáng hai phía |
Hệ quả trực tiếp: muốn phòng sâu sáng, hãy nâng đầu cửa chứ đừng chỉ mở rộng cửa sang ngang. Phần kính thấp dưới mặt bàn (khoảng dưới 750 mm) đóng góp rất ít cho độ sáng mặt làm việc nhưng lại đưa nhiệt vào và làm phòng khó bố trí đồ. Đây là lý do nhiều trường học cũ có cửa sổ cao sát trần: đơn giản nhưng hiệu quả.
Hệ số chiếu sáng tự nhiên: con số để so phương án
Người thiết kế chiếu sáng dùng khái niệm hệ số chiếu sáng tự nhiên (daylight factor): tỷ lệ phần trăm giữa độ rọi tại một điểm trong phòng và độ rọi ngoài trời dưới bầu trời đầy mây. Con số này không phụ thuộc giờ trong ngày nên dùng để so sánh các phương án.
- Khoảng 2% trung bình: phòng được coi là có ánh sáng tự nhiên ở mức chấp nhận được cho nhiều hoạt động.
- Khoảng 5% trở lên: phòng rất sáng, thường cần kiểm soát chói và nhiệt.
- Dưới 1% ở cuối phòng: vùng đó gần như luôn phải bật đèn.
Các ngưỡng cụ thể cho từng loại phòng nằm trong tiêu chuẩn chiếu sáng hiện hành; khi làm hồ sơ phải tra đúng. Ở giai đoạn đồ án, dùng các mốc trên để biết mình đang ở đâu.
Màu bề mặt: ánh sáng miễn phí thứ hai
Ở sâu trong phòng, phần lớn ánh sáng không đến thẳng từ cửa mà đến từ phản xạ trên trần, tường, sàn. Hệ số phản xạ quyết định lượng ánh sáng “tái sử dụng” này:
- Trần trắng phản xạ khoảng 70 – 85%.
- Tường màu sáng khoảng 50 – 70%.
- Sàn gỗ trung bình, gạch màu đậm chỉ khoảng 20 – 30%.
Trần sơn tối hay tường ốp gỗ sẫm có thể làm cuối phòng tối hẳn dù cửa sổ không đổi. Nếu đồ án muốn dùng vật liệu tối cho cảm xúc, hãy bù bằng cửa cao hơn hoặc lấy sáng hai phía.
Chói lóa: lý do người dùng kéo rèm
Chói lóa xảy ra khi độ tương phản trong tầm nhìn quá lớn: ô cửa rực sáng giữa bức tường tối, hoặc mảng sáng phản chiếu trên bàn bóng. Người dùng không đo gì cả, họ chỉ kéo rèm và bật đèn.
Cách giảm chói:
- Sơn tường quanh cửa và trần màu sáng để giảm tương phản.
- Vát cạnh ô cửa (loe ra phía trong) để chuyển tiếp độ sáng từ kính sang tường.
- Dùng kệ hắt sáng (light shelf) ở độ cao khoảng 2,1 – 2,4 m: che phần dưới, hắt sáng lên trần cho phần trên.
- Bố trí bàn làm việc vuông góc với cửa sổ, không để người quay mặt hay quay lưng vào cửa.
- Lấy sáng từ hai phía đối diện: phòng sáng đều hơn, bớt vùng tối tương phản.
Lấy sáng từ trên: mạnh nhưng phải kiểm soát
Cùng một diện tích kính, cửa mái đem lại nhiều ánh sáng hơn cửa bên nhiều lần vì nó “nhìn” thẳng vào phần sáng nhất của bầu trời. Nhưng ở vĩ độ thấp, nắng trưa qua cửa mái cũng đem theo rất nhiều nhiệt và vệt nắng gắt.
Các cách thường dùng: cửa mái hình răng cưa với mặt kính quay về hướng bắc, giếng trời có mái che cao hơn và mở hông để lấy sáng gián tiếp, tấm khuếch tán dưới kính mái. Với phòng vẽ, xưởng, thư viện, ánh sáng từ trên theo hướng bắc là loại ánh sáng đều và ổn định nhất.
Ánh sáng như chất liệu cảm xúc
Ngoài công năng, ánh sáng tạo không khí. Một vệt nắng chạy dọc tường theo giờ, một khe sáng hẹp trên đầu, một khoảng tối trước khi bước ra vùng sáng: đây là những công cụ mà các kiến trúc sư như Louis Kahn dùng làm chủ đề chính. Trong đồ án, hãy dành nó cho một hai không gian đặc biệt, còn phòng làm việc thì ưu tiên sự đều đặn.
Áp dụng: mô hình hộp sáng trong một buổi chiều
- Làm mô hình một phòng chính của đồ án ở tỷ lệ 1:20 bằng bìa cứng, trần tháo được. Mặt trong dán giấy màu gần vật liệu thật.
- Khoét cửa đúng vị trí, đúng kích thước theo bản vẽ.
- Mang mô hình ra ngoài trời lúc trời nhiều mây nhẹ (ánh sáng khuếch tán), đặt trên bàn thấp.
- Chụp ảnh bên trong qua một lỗ nhỏ ở tường đối diện cửa, cùng chế độ phơi sáng khoá cứng trên điện thoại.
- Thử bốn phương án: cửa rộng thấp, cửa hẹp cao, cửa cao có kệ hắt sáng, trần đổi sang màu tối.
- So bốn tấm ảnh, đánh dấu vùng cuối phòng sáng hay tối.
Ánh sáng không phụ thuộc tỷ lệ, nên mô hình nhỏ cho kết quả gần đúng về phân bố sáng tối. Chỉ cần vài tấm ảnh, bạn sẽ thấy vì sao nâng đầu cửa 400 mm đáng giá hơn mở rộng cửa 1 m. Việc tiếp theo là đưa phương án thắng vào mặt cắt đồ án, vẽ vùng sáng hữu ích bằng một mảng tô nhạt, để thầy chấm nhìn là thấy bạn đã tính.
Câu hỏi thường gặp
Cửa sổ lấy sáng được sâu bao nhiêu vào phòng?
Quy tắc thực hành là khoảng 2 đến 2,5 lần chiều cao từ sàn đến đầu cửa sổ với cửa một phía. Muốn phòng sâu sáng đều hơn, nên nâng đầu cửa hoặc lấy sáng từ hai phía.
Hệ số chiếu sáng tự nhiên là gì?
Là tỷ lệ phần trăm giữa độ rọi tại một điểm trong phòng và độ rọi ngoài trời dưới bầu trời đầy mây. Nó không phụ thuộc giờ trong ngày nên thích hợp để so sánh các phương án cửa.
Kệ hắt sáng là gì?
Là tấm ngang đặt ở độ cao khoảng 2,1 – 2,4 m trên cửa sổ, vừa che phần dưới vừa phản xạ ánh sáng lên trần để đưa sáng sâu hơn vào phòng, đồng thời giảm chói ở vùng gần cửa.
Màu trần và tường ảnh hưởng ánh sáng thế nào?
Ở sâu trong phòng, phần lớn ánh sáng đến từ phản xạ trên trần và tường. Trần trắng phản xạ khoảng 70 – 85%, còn bề mặt màu tối chỉ phản xạ vài chục phần trăm, khiến cuối phòng tối đi rõ rệt.
Làm sao giảm chói lóa từ cửa sổ?
Giảm tương phản bằng tường và trần màu sáng, vát cạnh ô cửa, dùng kệ hắt sáng, lấy sáng hai phía và bố trí bàn vuông góc với cửa sổ. Chói lóa là lý do phổ biến khiến người dùng kéo rèm kín.
