1. Lý thuyết cơ bản về ánh sáng

(1)

Ánh sáng chỉ là một phần của rất nhiều loại sóng điện từ bay trong không gian. Những loại sóng này có cả tần suất và chiều dài, hai giá trị này giúp phân biệt ánh sáng với những dạng năng lượng khác trên quang phổ điện từ.

1. Lý thuyết cơ bản về ánh sáng

Ánh sáng được phát ra từ vật thể là do những hiện tượng sau:

 Nóng sáng.

 Phóng điện.

 Phát quang điện.

 Phát sáng quang điện

(2)

Lumen: Đơn vị của quang thông; thông lượng được phát ra

trong phạm vi một đơn vị góc chất rắn bởi một nguồn điểm với cường độ sáng đều nhau là một Candela. Một lux là một

lumen trên mỗi mét vuông.

2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng

Hiệu suất tải lắp đặt: Đây là độ chiếu sáng duy trì trung bình

được cung cấp trên một mặt phẳng làm việc ngang trên mỗi Oát công suất với độ chiếu sáng nội thất chung được thể

hiện bằng lux/W/m².

(3)

Hệ số hiệu suất tải lắp đặt: Đây là tỷ số của hiệu suất tải mục tiêu và tải lắp đặt.

2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng

Nguồn phát sáng: Bộ đèn là một đơn vị phát sáng hoàn chỉnh, bao gồm một hoặc nhiều đèn cùng với các bộ phận được thiết kế để phân phối ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, và nối đèn với nguồn điện.

(4)

Lux: Đây là đơn vị đo theo hệ mét cho độ chiếu sáng của một bề mặt. Độ chiếu sáng duy trì trung bình là các mức lux trung bình đo được tại các điểm khác nhau của một khu vực xác định. Một lux bằng một lumen trên mỗi mét vuông.

Độ cao lắp đặt: Độ cao của đồ vật hay đèn so với mặt

phẳng làm việc.

(5)

Hiệu suất phát sáng danh nghĩa: Tỷ số giữa công suất lumen danh nghĩa của đèn và tiêu thụ điện danh nghĩa, được thể hiện bằng lumen trên oát

Chỉ số phòng: Đây là một hệ số thiết lập quan hệ giữa các

kích thước dự kiến của cả căn phòng và độ cao giữa bề

mặt làm việc và bề mặt của đồ đạc.

(6)

Hiệu suất tải mục tiêu: Giá trị của hiệu suất tải lắp đặt

được xem là có thể đạt được với hiệu suất cao nhất, được thể hiện bằng lux/W/m².

Hệ số sử dụng (UF): Đây là tỷ lệ của quang thông do đèn

phát ra tới mặt phẳng làm việc. Đây là đơn vị đo thể hiện

tính hiệu quả của sự phối hợp chiếu sáng.

(7)

Quang thông và cường độ sáng:

Đơn vị quốc tế của cường độ sáng I là Candela (cd). Một lumen bằng quang thông chiếu sáng trên mỗi mét vuông (m2) của một hình cầu có bán kính một mét (1m) khi một nguồn ánh sáng đẳng hướng 1 Candela (nguồn phát ra bức xạ đều nhau tại mọi hướng) có vị trí tại tâm của hình cầu.

vậy quang thông do một nguồn ánh sáng đẳng hướng có cường độ I sẽ được tính theo công thức:

Quang thông (lm) = 4π × cường độ sáng(cd)

(8)

3.1 Đèn sợi đốt (GLS):

Đặc điểm

Hiệu suất – 12 lumen/Oát Chỉ số hoàn màu – 1A

Nhiệt độ màu – Ấm (2.500K – 2.700K) Tuổi thọ của đèn – 1 – 2.000 giờ

3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

(9)

3.2 Đèn Halogen-Vonfam: Đèn halogen là một loại đèn nóng sợi đốt.

Đặc điểm

Hiệu suất – 18 lumen/Oát

Chỉ số hoàn màu – 1A

Nhiệt độ màu – Ấm (3.000K- 3.200K)

Tuổi thọ của đèn – 2 – 4.000 giờ

(10)

3.2 Đèn Halogen-Vonfam: Đèn halogen là một loại đèn nóng sợi đốt.

Nhược điểm Giá cao hơn

Nhiều tia hồng ngoại hơn

Nhiều tia cực tím hơn

Khó cầm giữ

Ưu điểm Gọn hơn

Tuổi thọ dài hơn

Sáng hơn

Ánh sáng trắng hơn (nhiệt độ màu cao hơn)

3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

(11)

3.3 Đèn huỳnh quang: Đèn huỳnh quang có hiệu suất lớn hơn đèn sợi đốt tiêu chuẩn từ 3 đến 5 lần và có tuổi thọ từ 10 đến 20 lần.

(12)

4.1 Lượng ánh sáng cần thiết: Mọi công việc đều yêu cầu mức chiếu sáng nhất định lên bề mặt cơ thể. Đảm bảo

chiếu sáng tốt là điều cần thiết để thực hiện các công việc cần chiếu sáng.

4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng

(13)

(14)

4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:

Quy trình thiết kế chiếu

sáng từng bước được minh họa phía dưới có kèm theo ví dụ. Hình sau nêu các

thông số của một không gian thường gặp.

(15)

4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:

Bước 1: Quyết định mức chiếu sáng cần thiết lên bề mặt làm việc, loại đèn và nguồn phát sáng:

 Phải tiến hành đánh giá sơ bộ về loại chiếu sáng cần thiết, thường thì quyết định được đưa ra dựa trên tính

kinh tế và tính thẩm mỹ. Đối với các công việc văn phòng bình thường cần mức chiếu sáng 200 lux.



Đối với không gian văn phòng sử dụng điều hòa, chúng ta nên chọn đèn

tuýp huỳnh quang 36W bộ đôi.

(16)

Bước 2: Thu thập số liệu phòng theo mẫu dưới đây:

(17)

Bước 2: Thu thập số liệu phòng theo mẫu dưới đây:

(18)

Bước 3: Tính chỉ số đo phòng:

= 10 X 10 / [2 *(10 + 10)] = 2,5

(19)

Bước 4: Tính hệ số sử dụng:

Hệ số sử dụng được định nghĩa như là tỷ lệ phần trăm của lumen đèn trần phát ra nguồn sáng và truyền đến bề mặt làm việc. Nhà sản xuất sẽ cấp cho mỗi bộ đèn một bảng CU riêng lấy từ báo cáo thử nghiệm trắc quang.

(20)

Bước 5: Tính số mối lắp cần thiết bằng cách áp dụng công thức sau:

Trong đó:

N = Số mối lắp

E = Mức lux cần thiết lên bề mặt làm việc A = Diện tích (L x W)

F = Tổng lượng dòng (lumen) của tất cả các đèn trong một mối lắp

(21)

UF = Hệ số sử dụng lấy từ bảng đối với mối lắp

LLF = Hệ số thất thoát ánh sáng. Hệ số này tính độ hao mòn theo thời gian của lượng ánh sáng phát ra từ đèn và lượng bụi tích tụ trên mối lắp và trên tường nhà.

(22)

LLF = Lumen đèn MF x Nguồn sáng MF x Bề mặt căn phòng MF

(23)

Bước 6: Bố trí các bộ đèn để đảm bảo tính đồng đều:

(24)

 Thiết kế chiếu sáng cho cửa hàng bán điện thoại di động diện tích 10mx10m.

VÍ DỤ ÁP DỤNG

VÍ DỤ ÁP DỤNG 1

 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí có chiều rộng 20m, chiều dài 50m, chiều cao 4.5m, độ cao bề mặt làm việc 0.8m và bộ phản xạ là 751.

(25)

 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng dệt có chiều rộng 24m, chiều dài 42m, chiều cao 5.85m, độ cao bề mặt làm việc 0.8m và bộ phản xạ là 753.

 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng có chiều rộng 30m,

chiều dài 60m, chiều cao 4.8m, độ cao bề mặt làm việc 0.8m và bộ phản xạ là 873.

(26)

 Đây là bài toán thiết kế chiếu sáng dân dụng, không đòi hỏi chính xác về độ rọi nên thiết kế theo suất phụ tải chiếu sáng.

GIẢI VÍ DỤ 1

 Chọn suất chiếu sáng: P₀ = 30W/m² .

 Tổng công suất chiếu sáng cần cấp cho cửa hàng:

P_cs = P₀.S = 30x100 = 3000 W

 Chọn đèn tuyp 1m2, 40W. Số đèn là:

N= 3000/40 =75 bóng

 Bố trí đèn:

Chia làm 5 dãy, mỗi dãy 5 cụm, mỗi cụm 3 bóng

(27)

 Đây là bài toán thiết kế chiếu sáng công nghiệp, đòi hỏi chính xác về độ rọi tại bề mặt làm việc nên thường thiết kế chiếu sáng theo phương pháp quang thông tổng.

GIẢI VÍ DỤ 4

1. Kích thước:

2. Hệ số phản xạ:

2

a 60m b 30m

H 4.8m S 1800m

 

tr 0.8, tg 0.7, lv 0.3

      (Bộ phản xạ: 873)

(28)

3. Độ rọi yêu cầu:

4. Hệ chiếu sáng: Chung đều 5. Chọn khoảng nhiệt độ màu:

6. Chọn bóng đèn:

E

tc

 500lux

0

T

m

 3100 5100 K 

0

m a

d d

T 4000 K R 76

P 36W 2500 lm

 

  

(29)

7. Chọn bộ đèn:

8. Chiều cao treo đèn:

9. Các thông số kỹ thuật của ánh sáng:

Chỉ số địa điểm:

h '  0m hlv  0.8m

tt lv

h H h ' h

4.8 0 0.8 4m

   

   

60 30 ( ) 4 (60 30) 5

tt

K ab

h a b

   

  

Mã hi u: ệ RI-GT grille défilement Cấp b đèn: ộ D

Hi u suất: ệ 0.61D Số đèn/1 b :ộ 2

Quang thống/1 b : ộ 5000 lm Cống suất/1 b :ộ 72W

L_docmax: 1.4h_tt L_ngangmax: 1.75h_tt

(30)

Tỉ số treo đèn:

Hệ số có ích:

Hệ số sử dụng:

Hệ số bù: Chọn d = 1.25

' 0

' _tt j h

h h

 



Tra bảng với bộ đèn cấp D, tỉ số treo j=0, bộ phản xạ 873, ta được hệ số có ích là: u_d= 1.2

0.61

_d

0.61 1.2 0.73

U   u   

(31)

BẢNG TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ

(32)

10. Quang thông tổng:

11. Số bộ đèn:

12. Kiểm tra sai số quang thông:

Chọn số bộ đèn: 300 bộ.

500 1800 1.25

1541096( ) 0.73

tc tong

E S d U lm

   

  



1

1541096 5000 308

tong bd

bo

N    



* 1 300*5000 1541096

% 2.7%

1541096

bd bo tong

tong

N  

     

 

Sai số quang thông trong giới hạn cho phép.

(33)

13. Kiểm tra độ rọi trung bình trên mặt bằng làm việc:

Thời điểm ban đầu:

Sau một năm làm việc:

14. Phân bố các bộ đèn:

1 300 5000 0.73

608( ) 1800

boden bo

tb

U lux

S

   

    



1 300 5000 0.73

487( ) 1800 1.25

boden bo

tb

U lux

S d

   

  

 

 



Bố trí 20 dãy đèn, mỗi dãy 15 bộ đèn.

n = 20, m =15, N_bd =20x15=300.

Khoảng cách giữa dãy ngoài cùng và tường bằng ½ khoảng cách giữa các dãy đèn.

(34)

Kiểm tra các khoảng cách phân bố đèn:

max max

1.4 1.4 4 5.6 1.75 1.75 4 7.0

doc tt

ngang tt

L h m

    

max

30 2.0 15

60 3.0 20

2.0 3.0

doc doc

ngang ngang

doc ngang

L b m L

m

L a m L

n

L m L m

   

  

 Thỏa mãn yêu cầu về khoảng cách giữa các bộ đèn.

(35)

L_doc

L ngang