Chương 8: Tính toán chiếu sáng pps

Hệ thống chiếu sáng làm việc * Hệ thống chiếu sáng chung: Là hệ thống chiếu sáng cho bề mặt làm việc của phân xưởng có độ rọi đồng đều tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động trong phâ

2 Các yêu cầu cơ bản:

2 Các yêu cầu cơ bản

a Hệ thống chiếu sáng làm việc

* Hệ thống chiếu sáng chung:

Là hệ thống chiếu sáng cho bề mặt làm việc của phân xưởng có độ rọi đồng đều tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động trong phân xưởng + Phân bố đều:

+ Phân bố chọn lọc:

- Ưu điểm, nhược điểm:

Ưu điểm:

Tạo nên độ rọi đều có ảnh hưởng rất tốt tới mắt, có thể dùng đèn

chiếu sáng công suất lớn để nâng cao hiệu suất chiếu sáng

Nhược điểm:

Lãng phí điện năng vì không phải chỗ nào cũng yêu cầu độ rọi như nhau

+ Tạo ra độ rọi cao ở những nơi cần thiết

+ Có thể điều chỉnh được hướng chiếu sáng

+ Có thể dùng các đèn chiếu sáng điện áp thấp để nâng cao hiệu xuất

b Hệ thống chiếu sáng sự cố.

a Hệ thống chiếu sáng làm việc

Là hệ thống chiếu sáng tạo ra ánh sáng cần thiết, khi xẩy ra sự cố mạng chiếu sáng chính Hệ thống chiếu sáng sự cố phải bảo đảm có đủ ánh sáng để công nhân sơ tán khỏi nơi nguy hiểm hoặc tiến hành thao tác sử

lý sự cố

* Đặc điểm của hệ thống chiếu sáng sự cố:

b Hệ thống chiếu sáng sự cố.

3 Các hình thức chiếu sáng

a Hệ thống chiếu sáng làm việc

- Nhà sản xuất có trên 50 công nhân phải có hệ thống chiếu sáng sự cố

- Nguồn cung cấp cho chiếu sáng sự cố phải lấy từ nguồn dự phòng hoặc tổ ác qui

- Hệ thống chiếu sáng sự cố có thể làm việc đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc hoặc phải có thiết bị tự động đóng tức thời hệ thống chiếu sáng sự cố vào hoạt động khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị sự cố

- Chiếu sáng sự cố có thể có hai bộ phận, một bộ phận làm việc đồng thời với chiếu sáng làm việc, một bộ phận được tự động đóng hoặc đóng bằng tay khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị sự cố

c Hệ thống chiếu sáng ngoài trời.

b Hệ thống chiếu sáng sự cố.

a Hệ thống chiếu sáng làm việc

Chiếu sáng ngoài trời chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu như sương mù, mưa, bụi khói Nên các nguồn sáng phải được lựa chọn đặc biệt

Kλ1 0,8 0,6 0,4 0,2

Lục Lam

Chàm Tím

Quang thông chính là công suất của ánh sáng khi xét đến đặc điểm cảm thụ ánh sáng của mắt người.

Đơn vị quang thông là Lumen, ký hiệu là Lm Cũng có khi đơn vị quang thông là W

)

( 683

1 )

(

1 Lm = W

Quan hệ giữa Lm và W như sau:

Nếu ánh sáng bao gồm nhiều tia sáng với các bước sóng từ (λ1÷λ2) thì quang thông sẽ được tính như sau:

k d k F F

Đơn vị cường độ sáng là Candela, ký hiệu là Cd

Sr1

Lm

1Cd

4r

S

2

2 2

S là diện tích ta nhìn từ tâm 0 với góc không gian là dω, khoảng cách là r

I L

- Iα là cường độ sáng theo hướng α

- ds là diện tích mặt bao nhìn từ hướng

α

Đơn vị của độ chói: Cd/m2

m 1

a) Cấu tạo:

Dây tóc vonfram để thẳng

Hình 8-4: Đèn nung sáng (đèn dây tóc)

Bóng đèn tròn đuôi soánBóng đèn tròn đuôi cài

1 Bóng đèn dây tóc(sợi đốt).

a Cấu tạo:

b Nguyên lý:

c Các thông số của bóng đèn sợi đốt:

d Ưu nhược điểm:

- Tạo ra ánh sáng gần giống với quang phổ của ánh sáng tự nhiên, độ sáng tương đối bằng phẳng ít nhấp nháy theo tần số của nguồn

- Hiệu suất phát quang thấp vì 40% năng lượng điện chuyển thành nhiệt năng, dễ cháy, hỏng khi điện áp làm việc tăng quá 5% so với điện áp định mức

- Khi điện áp tăng, tuổi thọ của bóng đèn giảm rất nhanh, quang thông của bóng đèn suy giảm trong quá trình sử dụng

2 Đèn huỳnh quang.

a Cấu tạo.

Bột phát quang sợi đốt

a Cấu tạo.

c Ưu nhược, điểm.

- Hiệu suất phát quang lớn, khoảng (40÷105)

W

Lm

- Phát sáng không kèm theo nhiệt độ

- Có thể cải thiện được màu sắc của ánh sáng nên chế tạo được nhiều loại đèn màu khác nhau để trang trí

- Tuổi thọ của bóng đèn cao khoảng (2000÷7000) h

- Cosϕ thấp, sơ đồ đấu dây và chế tạo phức tạp, giá thành cao

- Quang thông dao động theo tần số gây cảm giác khó chịu, mỏi mắt

- Khi điện áp giảm nhỏ thì khó khởi động, nếu điện áp giảm quá 30% thì không khởi động được

- Khi đóng điện không sáng ngay trong lần mồi đèn đầu tiên, khi điện áp dao động thì lúc tắt lúc sáng

- Khi nhiệt độ thấp hơn 500 C đèn rất khó khởi động

a Cấu tạo.

a Cấu tạo. 1- Bóng ngoài: trong có nạp khí trơ

(nitơ, agôn), thành bóng có quét bột huỳnh quang

2- Bóng thạch anh: nằm bên trong bóng thuỷ tinh, trong bóng cũng đư

ợc nạp khí trơ (nitơ, agôn), và còn có một lượng nhỏ thuỷ ngân

3- Cực chính 1

4- Cực chính 2

5- Cực phụ

6- Điện trở (15 ữ 100)kΩ.7- Chấn lưu

8- Cầu chì

9- Tụ bù cosϕ

1 2 3

4 5 6

Sơ đồ cấu tạo bóng đèn thuỷ

ngân cao áp chấn lưu ngoài

b Nguyên lý làm việc.

a Cấu tạo.

c Ưu nhược, điểm.

- Có hiệu suất phát quang lớn (40÷50)

W

Lm

- Tuổi thọ cao (vì không có dây tóc) khoảng 40000C

- Ánh sáng của đèn có độ xuyên thấu qua sương mù và bụi khói cao

- Ánh sáng không thích hợp với những công việc cần độ chính xác cao,

dễ gây ảo giác như văn phòng, gia công chi tiết quay

- Thời gian khởi động lớn khoảng (3÷7) phút

- Thời gian khởi động lại rất lâu (10÷15) phút

- Khi điện áp giảm quá mức khoảng 20% thì không khởi động được

4 §Ìn Compact

1 2 3

Sơ đồ cấu tạo của đèn Halogen

a Cấu tạo.

- Ống thuỷ tinh thạch anh 1 có nhiệt độ nóng chảy cao khoảng

40000C, được hút chân không và nạp vào đó khí halogen để sử dụng tính chất hoàn nguyên kim loại của halogen

- Khí halogen 2 là các muối iốt

- Sợi đốt 3 có cấu tạo tương tự như sợi đốt của đèn nung sáng

5 Đèn Halogen.

a Cấu tạo.

b Ưu nhược điểm:

- Có hiệu suất phát quang lớn

- Có ánh sáng khá gần với ánh sáng tự nhiên

- Có thể chế tạo với công suất lớn để tiết kiệm điện năng

Chao đèn là bộ phận bao bọc ngoài bóng đèn Nó có tác dụng sau:

- Phân phối quang thông theo yêu cầu sử dụng

- Bảo vệ mắt khỏi bị loá do độ sáng của nguồn

- Bảo vệ bóng đèn khỏi các tác dụng cơ học, hoá học, bụi bặm, phòng nổ

và nước

- Trang trí đẹp

2 Chỉ tiêu chủ yếu của chao đèn:

a Hiệu suất

1 Tác dụng của chao đèn

Hiệu suất của chao đèn là tỷ số giữa quang thông của đèn có chao và quang thông của bản thân đèn Vì chao đèn hấp thụ một số quang thông của nguồn sáng nên hiệu suất của chao đèn chỉ vào khoảng (0,5÷0,9) tuỳ theo loại chao đèn

Là góc β trên (hình 10-11) Góc bảo vệ càng lớn càng hạn chế được sự chói mắt do nhìn trực tiếp vào nguồn sáng và ngược lại.

2 Chỉ tiêu chủ yếu của chao đèn:

a Hiệu suất

1 Tác dụng của chao đèn

b Góc bảo vệ

R r

h tg

- r là bán kính của vùng dây sợi đốt của đèn

- R là bán kính của miệng chao đèn

2 Chỉ tiêu chủ yếu của chao đèn:

2 Chỉ tiêu chủ yếu của chao đèn:

a Hiệu suất

1 Tác dụng của chao đèn

b Góc bảo vệ

c Các loại chao đèn

* Theo cách phân bố quang thông của nguồn sáng

* Theo cấu tạo chia ra:

- Kiểu hở: Nguồn sáng thông với bên ngoài

- Kiểu kín: Nguồn sáng được cách ly với bên ngoài

- Kiểu phòng nổ: Dùng ở nơi dễ nổ

l

a)

La

1 Bảo đảm đủ độ rọi và ổn định.

2 Quang thông phân bố đều trên toàn bộ mặt công tác

3 Không có ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt

4 Phải tạo ra ánh sáng gần giống ánh sáng ban ngày

1 Mặt bằng của xí nghiệp, phân xưởng, vị trí đặt các máy trên mặt bằng phân xưởng.

2 Mặt bằng và mặt cắt nhà xưởng để xác định vị trí chao đèn

3 Những đặc điểm của quá trình công nghệ

4 Số liệu về nguồn điện vật tư

- Các nơi cần phân biệt màu sắc như xưởng in màu, xưởng dệt, xưởng may.

- Các nơi không có ánh sáng tự nhiên, nơi cần tập chung đông người và lâu như phòng đợi nhà ga, phòng họp

+ Hệ thống chiếu sáng hỗn hợp :

+ Hệ thống chiếu sáng chung :

+ Hệ thống chiếu sáng chung phân bố chọn lọc

Bước 3 chọn độ rọi và hệ số dự trữ

Đèn điện được chọn theo ba điều kiện.

- Đặc tính môi trường

- Đặc tính phân bố quang thông và đặc tính quang học không gian của môi trường, yêu cầu đối với chiếu sáng

- Chỉ tiêu kinh tế

L >

1 Phương pháp hệ số sử dụng (phương pháp quang thông).

Tính quang thông cần thiết của mỗi đèn

n k

S Z

E F

sd

min

=

n k

S Z E

.

k F

sd

min dt

=

hay+ Hệ số dự trữ kdt (tra bảng 10-5)

+ Emin là độ rọi tối thiểu (Lx) ứng với từng loại công việc (tra bảng)

+ Z là tỷ lệ độ rọi bình quân so với độ rọi tối thiểu Thường chọn

Z = (1,1÷1,2) Phòng diện tích nhỏ hơn 10 m2 thì lấy Z = 1 min

+ ksd được tra bảng theo loại đèn, hệ số phản xạ của tường và trần nhà, chỉ số phòng ϕ Ksd = f(φ,ρtg , ρtr )

Bước 6 các phương pháp tính toán chiếu sáng.

1 Phương pháp hệ số sử dụng (phương pháp quang thông)

+ Chỉ số phòng:

) b a

.(

H

b

a

+

= ϕ

+ a, b là chiều dài và chiều rộng của phòng (m)

+ H là khoảng cách từ đèn tới mặt công tác

Căn cứ vào quang thông vừa tính được tra bảng ta xác định được công suất của mỗi đèn Khi chọn công suất tiêu chuẩn người ta cho phép quang thông chênh lệch từ (- 10%) đến (+20%) so với tính toán

1 Phương pháp hệ số sử dụng (phương pháp quang thông).

Ví dụ:

Một phòng có a = 30 m, b = 20 m, cao 4, 5 m Điện áp mạng điện cung cấp cho phòng là 220 V Hãy xác định công suất mỗi đèn, số lượng đèn chiếu sáng cho phòng với yêu cầu độ rọi tối thiểu là 30 Lx Để chiếu

sáng người ta sử dụng đèn vạn năng Ym (đèn có chụp băng thuỷ tinh, chao bằng sắt) Biết kdt = 1,2; hc = 0,7 m; hlv = 0,8 m

H = 3

hc = 0,7

hlv= 0,8a)

3

16

28)

ba

.(

H

b

+

=+

=ϕ

Tra bảng hệ số Ksd = f(φ,ρtg ,ρtr ) ta có hệ số Ksd = 0,46

Chọn Z = 1,2 và với n = 18 đèn

) (

2520 46

, 0 18

16 28 2 , 1 30 3 ,

1

. min

lm n

K

S Z E

K F

sd

=

Tra bảng ta thấy có chọn loại đèn có quang thông gần nhất là

Fđ = 2528 lm tương ứng với công suất Pđ = 200 W

Vậy công suất chiếu sáng tổng cộng là:

PΣ= n 200 W = 18 200 = 3600 W

2 Phương pháp tính gần đúng đối với đèn nung sáng.

a) Phương pháp thứ nhất.

) (

Căn cứ vào những điều kiện chủ yếu của công trình kiến trúc ảnh

hưởng đến việc lắp đặt các thiết bị chiếu sáng và yêu cầu chiếu sáng

ta bố trí đèn cho thích hợp

b) Phương pháp thứ hai.

Bước 6: các phương pháp tính toán chiếu sáng.

2 Phương pháp tính gần đúng đối với đèn nung sáng

Phương pháp này thích hợp để tính chiếu sáng cho các phòng nhỏ hoặc chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5 Yêu cầu tính toán không cần chính xác lắm Phương pháp gần đúng này có hai cách tính

* Phương pháp thứ nhất.

Phương pháp này xác định theo suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2) đối với từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau

S P

P∑ = 0

P0 là suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích w /m2

S là diện tích cần chiếu sáng m2

b) Phương pháp thứ hai.

Bước 6: các phương pháp tính toán chiếu sáng.

2 Phương pháp tính gần đúng đối với đèn nung sáng

* Phương pháp thứ hai.

b) Phương pháp thứ hai.

2 Phương pháp tính gần đúng đối với đèn nung sáng

* Phương pháp thứ hai.