Điện, điện tử - Chương 1: Thiết kế chiếu sáng

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 điệnLumen: 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. 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. 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. 2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng Độ cao lắp đặt: Độ cao của đồ vật hay đèn so với mặt phẳng làm việc. 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 2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng 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. 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. 2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng 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. 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)2. Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng 3.1 Đèn sợi đốt (GLS):Đặc điểmHiệu suất – 12 lumen/Oát Chỉ số hoàn màu – 1A Nhiệt độ màu – Ấm (2.500K – 2.700K)Tuổi thọ của đèn – 1 – 2.000 giờƒ ƒ ƒ ƒ 3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG3.2 Đèn Halogen-Vonfam: Đèn halogen là một loại đèn nóng sợi đốt. Đặc điểmƒ Hiệu suất – 18 lumen/Oát ƒ Chỉ số hoàn màu – 1A ƒ Nhiệt độ màu – Ấm (3.000K- 3.200K) ƒ Tuổi thọ của đèn – 2 – 4.000 giờ ƒ ƒƒ 3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG3.2 Đèn Halogen-Vonfam: Đèn halogen là một loại đèn nóng sợi đốt. Nhược điểmƒ Giá cao hơn ƒ Nhiều tia hồng ngoại hơn ƒ Nhiều tia cực tím hơn ƒ Khó cầm giữ Ưu điểmƒ Gọn hơn ƒ Tuổi thọ dài hơn ƒ Sáng hơn ƒ Ánh sáng trắng hơn (nhiệt độ màu cao hơn) ƒ ƒ 3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG3.3 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. ƒ ƒ 3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG4.1 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. ƒ ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 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. ƒ ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 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. ƒ Đối với không gian văn phòng sử dụng điều hòa, chúng ta nên chọn đèn tuýp huỳnh quang 36W bộ đôi. ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 2: Thu thập số liệu phòng theo mẫu dưới đây: ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 2: Thu thập số liệu phòng theo mẫu dưới đây: ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 3: Tính chỉ số đo phòng: ƒ 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng = 10 X 10 / [2 *(10 + 10)] = 2,5 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 4: Tính hệ số sử dụng: ƒ 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.4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất: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 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 5: Tính số mối lắp cần thiết bằng cách áp dụng công thức sau: 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. 4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 5: Tính số mối lắp cần thiết bằng cách áp dụng công thức sau: LLF = Lumen đèn MF x Nguồn sáng MF x Bề mặt căn phòng MF4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất:Bước 6: Bố trí các bộ đèn để đảm bảo tính đồng đều:4. Thiết kế hệ thống chiếu sáng Thiết kế chiếu sáng cho cửa hàng bán điện thoại di động diện tích 10mx10m.VÍ DỤ ÁP DỤNGVÍ DỤ ÁP DỤNG 1VÍ DỤ ÁP DỤNG 2 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.VÍ DỤ ÁP DỤNG 3 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.VÍ DỤ ÁP DỤNG 4 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. 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:Pcs = 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 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 41. Kích thước:2. Hệ số phản xạ:(Bộ phản xạ: 873)3. Độ rọi yêu cầu:4. Hệ chiếu sáng: Chung đều5. Chọn khoảng nhiệt độ màu:6. Chọn bóng đèn:7. Chọn bộ đèn:8. Chiều cao treo đèn:9. Các thông số kỹ thuật của ánh sáng: Chỉ số địa điểm:Mã hiệu: RI-GT grille défilementCấp bộ đèn: DHiệu suất: 0.61DSố đèn/1 bộ: 2Quang thông/1 bộ: 5000 lmCông suất/1 bộ: 72WLdocmax : 1.4httLngangmax: 1.75htt Tỉ số treo đèn: Hệ số có ích: Hệ số sử dụng: Hệ số bù:Chọn d = 1.25 Tra bảng với bộ đèn cấp D, tỉ số treo j=0, bộ phản xạ 873, ta được hệ số có ích là: ud = 1.2BẢNG TÓM TẮT CÁC THÔNG SỐ10. Quang thông tổng:11. Số bộ đèn:12. Kiểm tra sai số quang thông:Chọn số bộ đèn: 300 bộ.Sai số quang thông trong giới hạn cho phép.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: Bố trí 20 dãy đèn, mỗi dãy 15 bộ đèn. n = 20, m =15, Nbd =20x15=300. Khoảng cách giữa dãy ngoài cùng và tường bằng ½ khoảng cách giữa các dãy đèn. Kiểm tra các khoảng cách phân bố đèn: Thỏa mãn yêu cầu về khoảng cách giữa các bộ đèn.Ldoc Lngang