gt kt chieu sang part 1 1478

TRUNG TÂM ĐIỆN TỬ MÁY TÍNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM GIÁO TRÌNH TĨM TẮT KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG (Ấn lần thứ hai) Biên soạn: Vũ Hùng Cường U U TPHCM – Tháng 10/2010 LỜI NÓI ĐẦU U G iáo trình soạn bối cảnh học viên Lớp chuyên đề THIẾT KẾ ĐIỆN HP CHUẨN cần giáo trình hệ thống để tham khảo ôn tập dễ dàng phần Thiết kế chiếu sán g Chuyên đề Mặt khác, tiết kiệm thời gian chép lúc nghe giảng, học viên dàn h nhiều cho việc tiếp thu ví dụ, việc học tập thiết kế mẫu phần mềm thiết kế Chương nói lý thuyết sở kỹ thuật chiếu sáng nhằm nhắc lại cho học viên đại lượn g đơn vị quang trắc, với khái niệm yêu cầu kỹ thuật chiếu sán g Các chương 2,3 có tính hướng đối tượng, nhằm vào kỹ thuật phương pháp tính toán khác cho đối tượn g thiết kế chiếu sán g: chiếu sáng bên (indoor lighting), chiếu sáng bên (outdoor lighting) chiếu sán g đườn g giao thôn g (road lighting) Chương nhằm trình bày đèn chóa đèn vấn đề liên quan, phần kiến thức thực tế thay đổi nhanh theo thời kỳ, mà học viên thường thiếu tài liệu tham khảo bằn g tiến g Việt Giáo trình bám sát yêu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng hàn h Việt Nam y ban Quốc tế Chiếu sáng CIE (Commission Internaltionale D’Eclairage) Đó mục tiêu chủ yếu Lớp chuyên đề THIẾT KẾ ĐIỆN HP CHUẨN Đây khôn g phải giáo trình toàn tập cho người, mà giáo trình tóm tắt cho học viên lớp chuyên đề Do tác giả tham vọng trình bày hết tất vấn đề kỹ thuật chiếu sán g Mặt khác có số nội dung trình bày trực quan hay ví dụ tính toán dài dòng, trình bày giảng lớp học, cũn g không cần trình bày lại giáo trình này, để tiết kiệm giấy in, góp phần bảo vệ môi trườn g Trong giáo trình có sử dụng lại số hình vẽ, liệu, hình ảnh số đồng nghiệp , nhà sản xuất, chuyên gia khác, mà chưa có điều kiện xin phép Mong vị lượn g tình dung thứ Tác giả đặc biệt gửi lời cảm tạ đến PGS TS Nguyễn Hữu Phương, Nhà giáo ưu tú, người thầy kính mến , khuyến khích, chăm sóc cho Chuyên đề THIẾT KẾ ĐIỆN HP CHUẨN Cùng gửi lới cảm ơn đến học viên lớp CĐ83T, CĐ84T CĐ85T, động viên tác giả mau cho giáo trình để phục vụ cho lớp học Đồn g thời tác giả cũn g gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giản g viên đồng nghiệp, nhân viên Trung tâm Điện tử - Máy tính, Trườn g Đại học Khoa học Tự nhiên TP.Hồ Chí Minh, giúp đỡ nhiều để lớp THIẾT KẾ ĐIỆN HP CHUẨN chặng đường đến thành công ngày hôm Giáo trình ấn hàn h lần thứ hai, nhiều sai sót Tác giả cám ơn trước tất bạn đồng nghiệp hay học viên giúp phát sai sót đó, để sửa chữa kịp cho ấn lần sau./Vũ Hùng Cường MỤC LỤC U CHƯƠNG : U U I LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG CÁC ĐẠI LƯNG QUANG TRẮC VÀ ĐƠN VỊ ………………………………………………………………………11 Quang thô ng (luminous flux) …………………………………………………………………………………………………………………………………11 Cườ ng độ sá ng (luminous intensity) ……………………………………………………………………………………………………………………11 a- Khá i niệ m gó c khố i b- Cườ n g độ sá n g c- Đườ n g cong phâ n bố cườ n g độ sá n g IDC (Intensity Distribution Curve) Độ rọ i (illuminance) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………13 a- Định nghóa b-C c trị số độ rọ i thự c tế c- Qu an hệ giữ a độ rọ i cườ n g độ sá n g d- Độ rọ i trung bình Độ chó i (luminance)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 16 a- Định nghóa b-C c trị số độ chó i thự c tế c-Bả n chấ t củ a bề mặ t nhậ n n h sá n g d -Bề mặ t phả n xạ khuyết tá n hoà n n e-Định luậ t Lambert f-Hệ số phả n xạ củ a mộ t số bề mặ t vậ t liệ u Nhiệ t độ mà u (colour temperature) ……………………………………………………………………………………………………………………18 a-Mộ t số ví dụ nhiệ t độ mà u b -Cá c thang nhiệ t độ mà u theo CIE đè n ví dụ c-Biể u đồ Kruithoff Chỉ số truyề n đạ t mà u Ra (Colour Rendering Index) ……………………………………………………………………………….20 a-Định nghóa b -Cấ p chiế u sá n g theo số truyề n đạ t mà u II KHÁI NIỆM CÁC YÊU CẦU CỦA KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ………………………………………20 Cá c yê u cầ u củ a mô i trườ ng chiế u sá ng ………………………………………………………………………………………………………….20 Cá c tiê u chuẩ n thiế t kế chiế u sá ng ……………………………………………………………………………………………………………………21 Phâ n biệ t chiế u sá ng m việ c chiế u sá ng mỹ thuậ t ……………………………………………………………………………21 III PHÂN LOẠI KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG …………………………………………………………………………………….21 1- Chiế u sá ng bê n (indoor lighting) ……………………………………………………………………………………………………………21 2- Chiế u sá ng bê n ngoà i (outdoor lighting) …………………………………………………………………………………………………………22 a-Chiế u sá n g cá c cô n g trình đô thị b-Chiế u sá n g cô n g viê n , vườ n hoa c-Chiế u sá n g cá c cô n g trình kiế n trú c, mỹ thuậ t d-Chiế u sá n g cá c cô n g trình Thể dụ c thể thao ngoà i trờ i 3- Chiế u sá ng đườ ng giao thô ng (road lighting)………………………………………………………………………………………………….22 CHƯƠNG : U U I CHIẾU SÁNG BÊN TRONG ĐẠI CƯƠNG ………………………………………………………………………………………………………………………………………………23 Cá c đố i tượ ng thiế t kế chiế u sá ng bê n ……………………………………………………………………………………………….23 Cá c tiê u củ a mô i trườ ng chiế u sá ng ………………………………………………………………………………………………………….23 Cá c tiê u chuẩ n củ a thiế t kế chiế u sá ng bê n …………………………………………………………………………………….24 II ĐỘ RỌI CHO CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ ………………………………………………………………………………24 Bậ c thang độ rọ i ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….24 Độ rọ i m việ c yê u cầ u theo tiê u chuẩ n ……………………………………………………………………………………………………….25 a-Theo TCXD 16:1986 b-Theo tiê u chuẩ n y ban Quố c tế Chiế u sá n g (CIE) Độ rọ i củ a vù ng cậ n xung quanh (immediate surrounding) ………………………………………………………………….29 Hệ số đồ ng đề u ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….29 Cá c cô ng thứ c tính toá n độ rọ i điể m ………………………………………………………………………………………………………………29 a- Độ rọ i trê n mặ t phẳ n g ngang b- Độ rọ i trê n mặ t phẳ n g đứ n g.c- Độ rọ i trê n mặ t phẳ n g nghiê ng d- Cô n g thứ c củ a nguồ n mặ t (luminous surface ) e- Độ rọ i (b n ) trụ (semi cylindrical illuminance)ï Tính toá n độ rọ i trung bình ……………………………………………………………………………………………………………………………………31 Tính toá n độ rọ i trụ trung bình ……………………………………………………………………………………………………………………………32 a- C ch tính b-Đá n h giá III PHÂN BỐ ĐỘ CHÓI (LUMINANCE DISTRIBUTION) ……………………………………………………….34 Độ chó i thích nghi cho trầ n tườ ng ……………………………………………………………………………………………………………….34 Độ chó i củ a bố i nh …………………………………………………………………………………………………………………………………………………35 Độ tương phả n độ nhìn rõ ……………………………………………………………………………………………………………………………….36 a- Độ tương phả n b-Độ nhìn rõ IV HẠN CHẾ CHÓI LÓA ………………………………………………………………………………………………………………………….37 Chó i ló a giả m khả nă ng quan sá t (Disability Glare) …………………………………………………………………………………37 a- Độ chó i gâ y ló a tương đương b-Hệ số chó i ló a S số chó i ló a P Chó i ló a tiệ n nghi (Discomfort Glare) ………………………………………………………………………………………………….39 a-Theo tiê u chuẩ n TCVN 16:1986 b-Định mứ c chó i ló a thố ng nhấ t UGR (Unified Glare R ating) theo CIE c-Caù ch tính d-Đá n h giá e -Á p dụ n g Biể u đồ Bodman-Sollner để đá n h giá chó i ló a Gó c bả o vệ củ a đè n ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 43 Phò ng m việ c có mà n hình VDT ( Video Display Terminal) ……………………………………………………………….44 V CHIẾU SÁNG SỰ CỐ CHO CÁC TÒA NHÀ …………………………………………………………………………….44 1- Cá c yê u cầ u theo tiê u chuẩ n TC XD 16:1986 ……………………………………………………………………………………………… 44 2- Cá c yê u cầ u theo tiê u chuẩ n C IE S 020/E:2007 ………………………………………………………………………………………….45 a-Yê u cầ u giớ i hạ n độ rọ i b-Yê u cầ u giớ i hạ n độ chó i giả m khả nă n g quan sá t c-Yê u cầ u thờ i gian đá p ứ n g thờ i gian tồ n VI CÁC KIỂU CHIẾU SÁNG – PHÂN LOẠI CHÓA ĐÈN THEO CIE …………………………….47 Cá c kiể u chiế u sá ng …………………………………………………………………………………………………………………………………………………47 Phâ n loạ i chó a đè n theo CIE ………………………………………………………………………………………………………………………………48 Cá ch tính hệ số sử dụ ng củ a mộ t đè n ………………………………………………………………………………………………………48 a- C ch tính b-Ví dụ tính hệ số sử dụn g VII Tỷ số bố trí đè n …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………50 CÁC YẾU TỐ KHÁC TRONG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BÊN TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG……………………………………………………………………………………………………………………………….51 Yế u tố mà u ( colour aspects)……………………………………………………………………………………………………………………………… 51 a- Nhiệ t độ mà u củ a đè n b-Chỉ số truyề n đạ t mà u CRI (colour rendering index) Hạ n chế nhấ p nhá y (flickering)………………………………………………………………………………………………………………………….53 Kế t hợ p vớ i aù nh saù ng ban ngaø y (daylight)…………………………………………………………………………………………………… 53 VIII KINH NGHIỆM CHUYÊN GIA TRONG CÁC KIỂU CHIẾU SÁNG BÊN TRONG…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………54 1- Chiế u sá ng trự c tiế p định hướ ng …………………………………………………………………………………………………………………54 2- Chiế u sá ng trự c tiế p, khuế ch tá n (direct , diffuse lighting) ……………………………………………………………………55 3- Chiế u sá ng giá n tiế p (indirect) ……………………………………………………………………………………………………………………………56 4- Chiế u sá ng trự c tiế p giá n tiế p (direct and indirect) ……………………………………………………………………………57 5- Chiế u sá ng qué t (washlighting) ……………………………………………………………………………………………………………………………59 a- Chiế u sá n g qué t đố i xứ n g (symmetrical washlighting) b-Chiế u sá n g qué t bấ t đố i xứ n g (asymmetrical washlighting) 6- Chiế u sá ng điể m nhấ n (accent lighting)………………………………………………………………………………………………………….63 7- Chiế u sá ng vớ i đè n chiế u hình (projection lighting) …………………………………………………………………………………64 8- Chiế u sá ng dẫ n hướ ng (orientation lighting) ……………………………………………………………………………………………….65 IX MỘT SỐ KÝ HIỆU LOẠI CHÓA ĐÈN TRÊN BẢN VẼ MẶT BẰNG CHIẾU SÁNG ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….66 CHƯƠNG : U U CHIẾU SÁNG BÊN NGOÀI I ĐẠI CƯƠNG …………………………………………………………………………………………………………………………………………….67 Cá c đố i tượ ng thiế t kế chiế u sá ng bê n ngoà i ……………………………………………………………………………… 67 Cá c yê u cầ u tiê u kỹ thuậ t………………………………………………………………………………………………………………………………67 Cá c tiê u chuẩ n chiế u sá ng bê n ngoà i …………………………………………………………………………………………………………….67 II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ……………………………………………………………………………………………………… 67 Phương phá p cườ ng độ sá ng ……………………………………………………………………………………………………………………………….67 Phương phá p quang thô ng ……………………………………………………………………………………………………………………………………68 III HẠN CHẾ CHÓI LÓA …………………………………………………………………………………………………………………………69 Định mứ c chó i ló a GR (Glare Rating …………………………………………………………………………………………………………….69 a- Cô n g thứ c định nghóa b- C ch tính toá n c-Đá n h giá định mứ c chó i ló a GR Chỉ số hạ n chế chó i ló a G (Glare Limit Index) ………………………………………………………………………………………….70 a- Coâ n g thứ c b-C ch tính SLI c-Đá n h giá số hạ n chế chó i ló a G IV YÊU CẦU ĐỘ RỌI CHO KHU VỰC, CÔNG VIỆC VÀ HOẠT ĐỘNG BÊN NGOÀI ………………………………………………………………………………………………………………………………………………71 1- Bậ c thang độ rọ i tiê u chuẩ n ……………………………………………………………………………………………………………………………….71 a- B ậ c thang độ rọ i theo tiêu chuẩ n TCXDVN 333:2005 b-Bậ c thang độ rọ i theo tiê u chuẩ n CIE S 015/E:2005 2- Yê u cầ u độ rọ i trì tố i thiể u …………………………………………………………………………………………………………………………72 a- Theo tiê u chuẩ n TCXDVN 333:2005 b-Theo tiê u chuẩ n CIE S 015/E:2005 V CHIẾU SÁNG MẶT TIỀN KIẾN TRÚC VÀ TƯNG ĐÀI ………………………………………………72 Chiế u sá ng mặ t tiề n kiế n trú c ………………………………………………………………………………………………………………….72 Chiế u sá ng tượ ng đà i ………………………………………………………………………………………………………………………………………74 VI CHIẾU SÁNG THỂ THAO NGOÀI TRỜI …………………………………………………………………………………75 Diệ n tích cá c sâ n thể thao hồ bơi ……………………………………………………………………………………………………………………75 Tó m tắ t cá c yê u cầ u chiế u sá ng cá c sâ n thể thao …………………………………………………………………………………………75 Cá c yê u cầ u cao độ đặ t đè n ………………………………………………………………………………………………………………………………76 a- C ao độ đặ t đè n cho sâ n bó n g đá sâ n vậ n độ n g đa c nă n g b-Cao độ đặ t đè n chiế u sá n g cho sâ n quầ n vợ t c-Cao độ đặ t đè n chiế u sá n g cho sâ n bó n g chuyền , bó n g rổ , cầ u lô n g d-Cao độ đặ t đè n chiế u sá n g cho bể bơi ngoà i trời Các t hiết kế điển hình chiếu sáng thể thao ………………………………………………………………………………………………79 a- Chiếu sán g sân bón g đá b- Chiếu sán g sân quần vợt c-Chiếu sán g hồ bơi VII CÁC YÊU CẦU KHÁC CHO CHIẾU SÁNG NGÒAI TRỜI ……………………………………81 1- Độ rọ i trì vù ng cậ n xung quanh vù ng m việ c …………………………………………………………………………….81 2- Lướ i đo kiể m ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………81 a- Lướ i đo kiể m cho chiế u sá n g cá c khu vự c m việ c ngoà i nhà b-Lướ i đo kiể m cho cá c sâ n thể thao 3- Vấ n đề ô nhiễ m nh sá ng hay nh sá ng n trở (obstrusive light) ……………………………………………………82 VIII CÁC LOẠI ĐÈN PHA ……………………………………………………………………………………………… 84 Đè n pha chó a trò n, chỉnh tiê u cự … …………………………………………………………………………………………………………………………84 Đè n pha chó a trò n cô ng suấ t cao……………………………………………………………………………………………………………………………85 Đè n pha vạ n nă ng chó a vuô ng.……………………………………………………………………………………………………………………………….86 CHƯƠNG : CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG U U I ĐẠI CƯƠNG ………………………………………………………………………………………………………………………………………………87 Đố i tượ ng thiế t kế chiế u sá ng giao thô ng …………………………………………………………………………………………… 87 Cá c tiê u kỹ thuậ t ………………………………………………………………………………………………………………………………………87 Cá c tiê u chuẩ n thiế t kế ………………………………………………………………………………………………………………………………….87 a-Tiê u chuẩ n Việ t Nam b -Tiê u chuẩ n quố c tế tham khả o II MỨC ĐỘ CHÓI (LUMINANCE LEVEL) ……………………………………………………………………………………88 Hệ số độ chó i (luminance coefficient) …………………………………………………………………………………………………………….88 Phương phá p độ chó i trung bì nh ……………………………………………………………………………………………………………………….89 a-Cô n g thứ c b-Cá ch tính toá n III HỆ SỐ ĐỒNG ĐỀU CỦA ĐỘ CHÓI …………………………………………………………………………………………….92 Hệ số đồ ng đề u chung (overall uniformity) Uo ………………………………………………………………………………………….92 Hệ số đồ ng đề u dọ c (longitudal uniformity) Ul ………………………………………………………………………………………… 92 IV HẠN CHẾ CHÓI LÓA …………………………………………………………………………………………………………………………93 Mứ c tă ng ng ưỡ ng tương đố i (Relative Threshold Increment ) …………………………………………………………….93 a- Cô n g thứ c b- C ch tính c- Đá n h giá Mứ c tă n g ngưỡn g tương đố i TI Chỉ số hạ n chế chó i ló a G (glare control mark) …………………………………………………………………………………………94 a-Cô n g thứ c b-Cá ch tính SLI c-Đá n h giá số hạ n chế chói ló a G V QUANG PHỔ CỦA ĐÈN ……………………………………………………………………………………………………………………95 VI BỐ TRÍ ĐÈN VÀ TÁC DỤNG DẪN ĐƯỜNG ………………………………………………………………………….95 Cá c cá ch bố trí đè n …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 95 Cá ch bố trí đè n trê n đoạ n đườ ng cong ………………………………………………………………………………………………………………96 Bố trí đè n tạ i cá c giao lộ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………96 VII CHÓA ĐÈN ĐƯỜNG…………………………………………………………………………………………………………………….97 Cá c loạ i đè n đườ ng trang trí đô thị ……………………………………………………………………………………………………………………97 Cá c loạ i đè n đườ ng cộ t cao ……………………………………………………………………………………………………………………………………98 Đè n đườ ng đạ t chuẩ n ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….99 CHƯƠNG : U U ĐÈN VÀ CHÓA ĐÈN I CÁC LOẠI ĐÈN (LAMPS) ……………………………………………………………………………………………………………101 Đè n sợ i đố t (Incandescent lamps) ……………………………………………………………………………………………………………….101 a-Đè n sợ i đố t thô n g dụng (GSL) b-Đè n sợ i đố t đa nă n g (đè n A) c-Đè n R PAR d -Đè n tungsten – halogen Đè n phó ng điệ n (Discharge lamps) …………………………………………………………………………………………………………….103 a-Đè n huỳ n h quang thô n g dụ n g (General Fluorescent lamps) b-Đè n huỳ n h quang compact c-Đè n Sodium cao p HPS (High p ressure sodium lamps) d -Đè n Metal Halide (MH) e-Đè n sodium thấ p p (Lo w pressure sodium lamp s) f-Đè n cao p thủ y ngâ n HP-M V (High pressure - Mercu ry Vapour Lamps) g-Đè n thủ y ngâ n trự c tiế p (hỗ n hợ p ) (Blended lamps) Dữ liệ u chi tiế t cá c đè n thô ng dụ ng …………………………………………………………………………………………………………108 Ứ ng dụ ng thích hợ p cho cá c nguồ n sá ng t hô ng dụ ng …………………………………………………………………………….109 II CÁC MÃ ĐÈN QUỐC TẾ ……………………………………………………………………………………………………………… 109 1- Mã đè n ILCOS …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………109 2- Mã đè n LBS……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….109 3- Mộ t số mã đè n tiê u biể u tương đương giữ a hệ thố ng mã đè n ILCOS LBS ……………………….111 III ĐẶC TÍNH CÁC ĐÈN THÔNG DỤNG …………………………………………………………………………………….114 IV CÁC MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN …………………………………………………………………………………………………127 1- Vấ n đề tiế t kiệ m nă ng lượ ng …………………………………………………………………………………………………………………………….127 2- Cá c phụ tù ng củ a điề u khiể n đè n …………………………………………………………………………………………………………….127 a-B allast b -Bộ mồ i c-Tắ c-te (starte r) 3- Cá c mạ ch đè n ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….128 a-M ch đè n metal halide sodium cao p b -Mạ ch đè n sodium thấ p p c- M ch đè n huỳ n h quang d-M ch đè n khẩ n cấ p (emergency light) V LOẠI ĐÈN CHO CÁC KHÔNG GIAN VÀ HOẠT ĐỘNG ……………………………………………….129 VI CHÓA ĐÈN DÙNG CHO CHIẾU SÁNG BÊN TRONG …………………………………………………….132 1- Ray đè n (light tracks) …………………………………………………………………………………………………………………………………………….132 2- Đè n chiế u điể m (spotlights)………………………………………………………………………………………………………………………………….132 3- Đè n pha (floodlights) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………134 4- Đè n qué t tườ ng (wallwashers) ……………………………………………………………………………………………………………………………134 5- Kế t cấ u sá ng (light structures) ………………………………………………………………………………………………………………………….137 6- Đè n chiế u xuố ng (downlights) ……………………………………………………………………………………………………………………………140 7- Đè n bà n (task lights)……………………………………………………………………………………………………………………………………………….144 8- Chó a đè n lắ p tườ ng (wallmounted luminaire) ……………………………………………………………………………………………145 9- Đè n chiế u biê n (perimeter luminaires) ………………………………………………………………………………………………………….146 10- Đè n â m nề n (recessed floor luminaires) ……………………………………………………………………………………………………….148 11- Đè n dẫ n hướ ng (oriention luminaires) ………………………………………………………………………………………………………….149 12- Đè n dẫ n (directive luminaires) ………………………………………………………………………………………………………………….149 PHUÏ L UÏ C A : U U CÁ C YÊ U CẦ U ĐẠT CHUẨN CHO CHIẾ U SÁ NG BÊ N TR ONG T HEO CIE/ISO 8995 :2002 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…….151 PHUÏ L UÏ C B: U U CÁ C YÊ U CẦ U ĐẠT CHUẨN CHO CHIẾ U SÁ NG BÊ N NGOÀ I THEO CIE/ISO 8995 :2005……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………163 PHUÏ L UÏ C C : U U CÁ C YÊ U CẦ U ĐẠT CHUẨN CHO CHIẾ U SÁ NG T HỂ THA O THEO EN 12193 :1999……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………….171 PHỤ L Ụ C D: PHÂ N BỐ QUA NG T HÔ NG C ỦA CÁ C LOẠI CHÓ A ĐÈ N…………………………………………….177 PHỤ L Ụ C E: HỆ SỐ LỢI DỤNG QUANG THÔ N G C ỦA CÁ C CHÓ A ĐÈ N ……………………………………….178 PHỤ L Ụ C F: THÔ N G SỐ KỸ THUẬ T CỦ A MỘ T SỐ BÓ N G ĐÈ N T HÔ N G DUÏ N G ………………………189 PHUÏ L UÏ C G: BẢ NG PHẢ N XẠ CHO CÁ C LOẠI MẶT ĐƯỜNG R1, R 2, R 3, R4 …………………………….191 U U U U U U U U PHUÏ L UÏ C H : BẢ N G CÁ C CHÂ N ĐÈ N……………………………………………………………………………………………………………………195 U U PHỤ L Ụ C I : U U CÁ C THUẬ T NGỮ CĂ N BẢ N VỀ CHIẾ U SÁ NG ……………………………………………………………….197 CÁ C TÀ I LIỆ U THAM KHẢ O ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 202 U U -oOo - 10 CHƯƠNG : U LÝ THUYẾT CƠ SỞ U VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁ NG I CÁC ĐẠI LƯNG QUANG TRẮC VÀ ĐƠN VỊ: U U Q uang thông (luminous flux): U U Quang thôn g nă ng lượ ng án h sán g, đượ c phá t bở i mộ t nguồn sá ng, hay thu nhậ n bở i mộ t mặ t đượ c chiếu sá n g, mộ t đơn vị thờ i gian Ký hiệ u quang thôn g  (phi), đơn vị lumen (lm), i số lumen kilolumen (klm) : Klm = 1.000lm Ví dụ : Mộ t đè n sợ i đố t cô ng suấ t 100W cho quang thô ng 1.600lm; mộ t đè n huỳ nh quang 40W cho quang thô ng 3.350lm U • U Quang hiệu (luminous efficacy): U U Quang hiệu, hay hiệ u suấ t phá t quang, quang thô ng (lm) phá t tính theo mỗ i đơn vị cô ng suấ t (watt) củ a bón g đèn : η= Φ P (1) Ký hiệ u củ a quang hiệ u  (ê -ta), đơn vị củ a quang hiệ u lumen/watt (lm/W) Ví dụ : Theo Ví dụ kia, bón g đèn sợ i đố t có quang hiệu bằ ng:  = 1.600/100 = 16 lm/W; U U bón g đèn huỳn h quang có quang hiệ u baè ng:  = 3.350/40 = 84 lm/W Quang hiệu mỗ i loạ i bón g đè n có trị số khác tùy nguyên lý phá t quang côn g nghệ chế tạ o Đèn huỳn h quang có quang hiệu cao đèn sợ i đố t, đè n sodium cao p có quang hiệ u cao đèn thủ y ngâ n cao p, đèn sodium thấp áp có quang hiệu cao nhấ t Ta xem quang thô ng củ a mộ t bó ng đèn có côn g suấ t P, quang hiệ u củ a cá c loạ i đè n bằ ng cá ch xem catalogue củ a hãn g sản xuấ t hoặ c xem Bả ng 33, Phụ Lụ c 9, TCXDVN 333, đượ c trích Phụ lụ c F giáo trình nà y Cường độ sáng (luminous intensity): U U a- Khá i niệ m gó c khố i: U • U Góc phẳn g: mộ t đườ ng trò n tâ m O, bán kính R, xem mộ t cung tròn AB chắ n bở i mộ t góc α tâm O U U 11 Góc α (alpha), đo bằn g đơn vị radiant (r), có trị số : α= AB R (2) Như vậy, từ tâ m O nhìn đườ ng trò n, ta góc phẳng củ a mặ t phẳ ng bằ ng 2πR/R = 2π radiant • Góc khố i: tương tự vậy, mộ t mặ t cầu tâ m O, bán kính R, xem mộ t diện tích chỏ m cầ u A Từ tâ m O kẻ cá c đườn g sinh tự a o mặ t A, ta có mộ t góc khố i  (ô -mê -ga) nhìn U U mặ t A từ tâ m O Góc khố i, đo đơn vị steradiant (sr), có trị số : ω= A R2 (3) Như từ tâ m O nhìn mặ t cầu, ta có gó c khố i củ a khôn g gian bằ ng 4πR2 /R2 = 4π sr Tương tự , gó c khố i củ a nử a khô ng gian 2π sr Góc khố i nhìn mộ t chỏm cầ u từ tâ m O củ a hình cầu có thể tính theo cô ng thức theo nử a gó c đỉnh  (gamma)  = 2π(1 – cos) (4) Ví dụ: gó c khố i nhìn mộ t phần mặ t cầu từ tâ m củ a , U U vớ i trị số  sr, nử a góc đỉnh bằng: •  = Arccos [1 - /2] = /3 r = 60 o Góc khố i từ điể m O nhìn mộ t mặ t A bấ t kỳ: U U Xem mộ t mặ t phẳ ng (A) bấ t kỳ , có diệ n tích A, có tâm M, phá p tuyến vớ i A tạ i M m mộ t gó c α vớ i tia OM Góc khố i nhìn (A) từ mộ t điể m O ngoà i (A) định nghóa theo cô ng thức: A.cosα ω= R (5) Góc khố i  có trị số lớn nhấ t pháp tuyế n mặ t A trù ng vớ i tia OM ( = 0) Ví dụ: Mộ t mặ t phẳng (A), diện tích m2, đượ c quan sá t từ điểm O, cá ch xa 20m, gó c nhìn từ O đến (A) tạ o vớ i phá p tuyến củ a (A) mộ t góc 60 o Gó c khố i nhìn (A) từ O :  = x cos60 / 20 U U = 0,005 sr b- Cườ ng độ sán g: U U 12 Cườ ng độ sán g quang thông phá t xạ mộ t đơn vị gó c khố i, theo mộ t phương xác định Ký hiệ u củ a cườn g độ sá ng I, đơn vị củ a cườn g độ sá ng laø candela (cd) : 1cd = lm / sr Bộ i số củ a candela kilocandela (kcd): kcd = 1.000 cd Côn g thứ c định nghóa củ a cườn g độ sá ng: I= Φ (6) ω Nguồn sá ng đẳ ng hướn g nguồn sá ng có cườ ng độ sán g đồn g theo mọ i phương Ví dụ : Mộ t đè n sợ i đố t cô ng suấ t 60W, quang thô ng  = 730lm, khô ng chó a, xem U U mộ t nguồn sán g có cườn g độ sá ng đẳ ng hướn g: I = 730 / 4π = 58 cd c- Đườ ng cong phâ n bố cườn g độ sá ng IDC (Intensity Distribution Curve): U U Để biể u diễn cườ ng độ sán g theo phương củ a mộ t đè n (chó a đè n ), ngườ i ta dùn g đườn g cong phâ n bố cườn g độ sá ng IDC Đó đườn g cong đặ c trưng củ a đè n Nếu đèn có đố i xứ ng tròn xoay (ví dụ đèn lon chó a trò n ), ngườ i ta cần mộ t đườ ng IDC mộ t mặ t phẳn g kinh tuyến củ a tọ a độ cầ u đủ Nế u đè n có đố i xứn g trục (ví dụ hộp đè n ố ng huỳ nh quang), ngườ i ta phả i dùn g đườn g IDC trê n mặ t phẳ ng kinh tuyế n , 0-180 o (mặ t C0) 90-270o (mặ t C90), cù ng vẽ trê n mộ t biểu đồ IDC, để biể u diễn đặ c tính củ a đè n Khi lập đườ ng cong IDC củ a mộ t đè n , ngườ i ta chuẩn hó a quang thôn g củ a bón g đèn bằ ng 1klm = 1.000lm Giá trị cườn g độ sá ng theo mộ t phương, theo biên độ củ a đườn g cong IDC, giá trị tương đố i: I' = I ΦL (7) Trong : I’ (cd/klm): cườn g độ sán g tương đố i theo nguồ n 1klm; I(cd): cườ ng độ sán g thự c củ a đè n theo phương α; đ(klm): quang thôn g củ a bón g đèn Suy cườn g độ sá ng thực : I = I’ L (8) Ví dụ : Mộ t đè n chiếu sán g đườ ng phố đạ t chuẩn TCVN 5828 IDC dạn g bán rộ ng Ở gó c α = 60 o, mặ t phẳ ng kinh tuyến -180 o, có cườn g độ sá ng tương đố i 300 cd/klm U U Vậ y nế u lắ p đè n vớ i bó ng đè n metal halide 250w có quang thôn g 30,5 klm, theo I = 300 x 30,5 = 9.150 cd phương 60o, đè n có cườn g độ sá ng : Độ rọi (illuminance) : U U 13 a Định nghóa: U U Độ rọ i tạ i mộ t điểm trê n mộ t mặ t phẳn g quang thông rơi trê n mộ t đơn vị diện tích tạ i điểm Ký hiệu độ rọ i E, đơn vị lux (lx): Φ E= A (9) E (lx): độ rọ i;  (lm): quang thôn g; A (m2 ): diện tích Độ rọ i thường i đế n độ rọ i ngang, nghóa độ rọ i bình quân mặ t phẳn g ngang Độ rọ i có đượ c thực tế cò n tùy thuộ c hệ số sử dụ ng củ a đè n, hệ số trì củ a thiế t kế , khảo sá t cá c chương sau b Cá c trị số độ rọ i thực tế: U U E(lx) Độ rọ i 0,25 Đêm trăn g rằ m 200-500 Côn g việ c bằn g mắ t đơn giả n Đủ tìm đườ ng thoá t nạn khỏ i nhà 300-750 Côn g việ c bắn g mắ t, khó trung bình 20 Nhận rõ mặ t ngườ i 500-1000 Côn g việ c bằn g mắ t, mứ c độ khó cao 20-50 75 E(lx) Lố i khu vực m việ c ngoà i trờ i Độ rọ i 1000 Trờ i nhiề u mây 1000-2000 Khu vực đỗ xe Côn g việ c rấ t phứ c tạ p , quan sá t tỷ mỷ 50-100 Định hướ ng nơi khô ng lâu 2000 Độ rọ i tố i đa tạ i nơi m việ c 100-200 Phòn g m việ c khôn g liên tục 5.000 Độ rọ i tiêu điểm trê n bà n mổ 200 Độ rọ i tố i thiể u cho cô ng việc liê n tụ c 100.000 Nắ ng giữ a trưa nhiệ t đớ i c Quan hệ giữ a độ rọ i cườ ng độ sán g: U U Xem mộ t điểm M trê n mặ t phẳ ng ngang S, cá ch nguồn sá n g O mộ t khoả ng r Gó c giữ a phương chiếu từ O đến M pháp tuyến củ a S tạ i M α Độ rọ i ngang tạ i điể m M đượ c tính theo cô ng thứ c: E= I α cosα r hoaëc: E= I α cosα3 (11) h2 14 (10) Nhận xé t: cườn g độ sá ng I phụ thuộ c phương, khôn g phụ thuộc khoản g cách, độ rọ i E vừ a phụ thuộ c phương, vừ a phụ thuộ c khoảng cá ch Ví dụ : Hai cộ t đè n đườ ng cao 8m, cách 30m, dù ng đèn có IDC tiêu chuẩ n TCVN 5828, vớ i bó ng đèn cao p sodium 150W / 15klm Hỏ i độ rọ i tạ i điể m giữ a cộ t đèn ? U U Khoả ng cá ch từ chân cộ t đến điểm giữ a: d = 30/2 = 15m Suy : α = arctan (15/8) = 62o Trê n đườ ng cong IDC củ a đèn , ta có : I’62 = 290 Vaäy: I62 = I’62 Φ L = 290 x 15 = 4.350 cd; cos 62 o = 0,469 Suy độ rọ i bở i đè n tạ i điểm giữ a cộ t : E = x Iα cos3α / h = 2x4.350 x 0,469 /82 = 14 lx Chú ý , kế t củ a bà i toá n chưa kể đến hệ số trì d Độ rọ i trung bình: Ngườ i ta thườ ng dùn g côn g thứ c độ rọ i trung bình để thiế t kế chiế u sá n g đơn giản : U U E av = n.Φ L U F M F (12) A Etb (lx): độ rọ i trung bình; n: số đè n ; L (lm): quang thôn g tổn g củ a cá c bón g đèn đè n ; A (m2): diệ n tích đượ c chiếu sá ng;UF (Utilization factor): hệ số sử dụ ng quang thô ng củ a đèn (theo catalog đè n , thường có trị số từ 0,35 đế n 0,7); M F(Maintenance factor): hệ số trì củ a thiế t kế ( thườ ng có trị số từ 0,67 đế n 0,80 CIE khuyến nghị nên thiế t kế cho M F nhấ t bằn g 0,7 để tiế t kiệm nă ng lượn g) Đô i ngườ i ta định nghóa hệ số dự trữ : k= (13) MF Khi hệ số trì M F bằn g 0,7 hệ số dự trữ bằn g: 15 k = / 0,7 = 1,43 Ví dụ : Mộ t hộ i trườ ng diệ n tích 100m2 , thiế t kế chiế u sán g vớ i độ rọ i 400lx, dù ng đè n huỳ nh quang chó a tá n xạ 2x18w/2400lm Cho biế t hệ số sử dụ ng 0,52 hệ số trì bằn g 0,8 Hỏ i phả i dùn g bao nhiê u đè n cho thiế t kế này? U U n = A.Eav / (L UF.M F) = (100 x 400) / (2400 x 0,52x0,8) = 40 Độ chói (luminance) : U U a Định nghóa: U U Độ chó i củ a mộ t nguồn mặ t, hay củ a mộ t mặ t chiế u sá n g phản xạ , tỷ số củ a cườ ng độ sán g theo phương quan sá t chia cho diệ n tích hiệu dụn g củ a mặ t nhìn theo phương quan sá t I L = α α A.cosα Độ chó i ký hiệ u L, có đơn vị candela / m2 (cd/m2): (14) Lα (cd/m2): độ chó i theo phương α; Iα (cd): cườn g độ sá ng; A(m2): diệ n tích mặ t phá t sá ng; α: gó c giữ a phương quan sá t phá p tuyến mặ t phá t sá ng Ví dụ : mộ t đèn huỳn h quang đô i 2x36w, lắp liề n trầ n , diện tích mặ t phá t sá ng khuyế ch tán 0,2m x 1,3m, có quang thôn g đè n 4800 lm, có cườ ng độ sán g tương đố i IDC gó c 65o mặ t phẳ ng 0-180o 85 cd/klm Hỏ i theo gó c đèn có độ chó i bằ ng bao nhiê u? U U I = I’.L= 85 x 4,8 = 408 cd Suy độ chó i theo phương 65o củ a đè n : L = I / (A.cos65o) = 408/(0,2x1,3x0,4226)= 3.713 cd/m2 b Cá c trị số độ chó i thự c tế: U U L (cd/m2) Độ chó i L (cd/m2) Độ chó i 1,5 x 10 Mặ t trời giữ a trưa x 10 Mặ t trời mọ c x 10 Dâ y tó c bó ng đèn > 500.000 Đè n Metal halide 20.000 - 50.000 Đè n compact 30.000 Mặ t giấy trắn g nắn g 20.000 Bóng đè n mờ 5.000 Độ chó i gâ y ló a mắt 2.500 Tră n g rằ m 1.000 Bóng đè n huỳn h quang Độ chó i trê n mặ t đườ ng >10 Chỉ có tế bà o hình nón m việc 0,06 Mặ t giấy trắn g tră ng 10 -5 Mắ t m nhậ n 0,4; Bề mặ t phả n xạ trung bình: 0,2 <  < 0,4; Bề mặ t tố i:  < 0,2 Ví dụ : Mộ t mặ t tiề n kiến trú c bằn g gra-nít có hspx 0,45, muốn có mộ t độ chó i bằ ng 10 cd/m2, phả i chiế u sán g vớ i độ rọ i bằ ng bao nhiêu? E = L π /  = 10 x 3,14 / 0,45 = 70 lx U  U Nhiệt độ màu (colour temperature): U U Mộ t vậ t đen tuyệ t đố i, đượ c nung nón g lên từ 2.000oK đế n 10.000 oK, ngườ i ta có phổ màu củ a để so sán h vớ i mà u củ a cá c nguồn sá ng 18 a M ộ t số ví dụ nhiệ t độ màu: U U Nhiệ t độ mà u ( oK) Nguồ n sá ng Nguồ n sá ng 1.900 Đè n nế n 2.700 Đè n sợ i đố t 3.000 Đè n halogen n h sá n g tră n g (moonlight) 4.100 n h sá n g mặ t trờ i (sunlight) 5.000 – 6.000 n h sá n g ban ngà y (daylight) 5.800 – 6.500 Bầ u trờ i xanh 2.800 – 7.500 Đè n huỳ n h quang Nhiệ t độ mà u (oK) 10.000 – 26.000 b Cá c thang nhiệ t độ màu theo CIE đèn ví dụ: U U Tê n gọ i thang nhiệ t độ mà u Viế t tắ t Ấ m (warm ) ww Trung hò a (intermediate ) Lạ n h (cool) o K Á nh sá ng Mã đè n h/q tiê u biể u (Phillips) < 3.300 Đỏ cam 29,33,82,83,92,9330,31,32,41 nw 3.300 – 5.300 Vaø n g 84, 9420, 21, 22, 25 dw > 300 Xanh 25, 76, 86, 9610, 11, 12, 72 c Biể u đồ Kruithoff: U U Thực nghiệm cho thấ y nguồ n sán g có nhiệ t độ mà u thấp (mà u ấ m) phù hợp cho việc chiế u sá n g vớ i độ rọ i thấ p Vớ i nhữn g nơi có yêu cầ u chiếu sáng vớ i độ rọ i cao, ngườ i ta phả i dùn g nguồn sá ng có nhiệ t độ màu cao (mà u lạ nh) Ví dụ thiế t kế chiếu sán g vớ i độ rọ i 300 lx, ngườ i ta nên dù ng đèn có nhiệ t độ màu > 3.000 o K 19 ... biể u (Phillips) < 3.300 Đỏ cam 29,33,82,83,92,9330, 31, 32, 41 nw 3.300 – 5.300 Vaø n g 84, 9420, 21, 22, 25 dw > 300 Xanh 25, 76, 86, 9 610 , 11 , 12 , 72 c Biể u đồ Kruithoff: U U Thực nghiệm cho thấ... …………………………………………………………………………………………? ?14 5 9- Đè n chiế u biê n (perimeter luminaires) ………………………………………………………………………………………………………… .14 6 10 - Đè n â m nề n (recessed floor luminaires) ……………………………………………………………………………………………………… .14 8 11 - Đè... THA O THEO EN 12 193 :19 99……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………… .17 1 PHỤ L Ụ C D: PHÂ N BỐ QUA NG T HÔ NG C ỦA CÁ C LOẠI CHÓ A ĐÈ N…………………………………………… .17 7 PHỤ L Ụ C