THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ docx

Thiết kế sơ bộ: Nhằm xác định các giải pháp về hình học và quang học của địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn và bộ đèn, cách bố trí đèn, số lượng đèn cần thiết đ

4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ

CS cục bộ và chiếu sáng sự cố cần căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định.

Ở đây sẽ trình bày cách thiết kế chiếu sáng chung.

Phân loại hình thức chiếu sáng của các bộ đèn theo IEC

4.1.2 Các yêu cầu cơ bản khi TKCS trong nhà

 Đảm bảo độ rọi theo yêu cầu xác định theo từng loại công việc cụ

 Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày để thị giác phân biệt

 Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng:

 Chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao

 Bố trí nguồn chiếu sáng hợp lý

 Sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng

4.1.3 Trình tự thiết kế chiếu sáng

 GĐ1 Thiết kế sơ bộ: Nhằm xác định các giải pháp về hình

học và quang học của địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn và bộ đèn, cách bố trí đèn, số lượng đèn cần thiết đảm bảo sự phân bố đồng đều của ánh sáng và

độ rọi trên mặt làm việc và không gian nội thất

 GĐ2 Kiểm tra điều kiện tiện nghi đối với phương án đã thiết kế.

 GĐ3 Tính toán chọn hệ thống cung cấp điện và điều khiển hệ

thống chiếu sáng

 GĐ4 Tính toán kinh tế, chi phí vòng đời để lựa chọn phương

án chiếu sáng tối ưu

Ở đây, chủ yếu chỉ trình bày 2 giai đoạn đầu

4.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SƠ BỘ

B1 Thu thập các dữ liệu địa điểm thiết kế chiếu sáng:

Khi thiết kế chiếu sáng trong nhà, cần có các dữ liệu sau:

- Kích thước hình học (mặt bằng, mặt cắt, chiều cao và vị trí đặt máy trên mặt bằng phân xưởng,…) và đặc điểm kiến trúc (cổ trần, trần giả, dầm bê tông, các cấu trúc kim loại của mái, đường dẫn cầu trục hoạt động,…) của địa điểm chiếu sáng để xác định vị trí treo đèn;

- Đặc tính quang học của không gian chiếu sáng để xác định các hệ số phản xạ của: trần ρtr (ρ1), tường ρt (ρ3), và của nền ρn (ρ4).

- Đặc điểm sử dụng của nhà xưởng chiếu sáng, các công việc, công nghệ thực hiện trong khu vực chiếu sáng (làm việc chính xác, cần phân biệt màu sắc, yêu cầu về phòng chống cháy nổ, v.v…).

4.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SƠ BỘ

B2 Chọn độ rọi yêu cầu E yc:

Dựa vào TCXDVN 7114:2002 để chọn độ rọi yêu cầu Khi chọn độ yêu cần lưu ý một số điểm sau:

- Đặc điểm sử dụng và đặc điểm không gian của địa điểm chiếu

sáng;

- Cấp quan chất lượng quan sát các chi tiết của công việc trong

nhà xưởng: A (rất chính xác), B (chính xác cao), C (bình thường), D (thấp) và E (rất thấp)

B3 Chọn nguồn sáng phù hợp: Xem xét các chỉ tiêu sau:

- Nhiệt độ màu T (sử dụng biểu đồ Kruithof)

- Chỉ số hoàn màu IRC (chất lượng ánh sáng của nguồn)

- Tuổi thọ của bóng đèn

- Hiệu suất phát quang (lm/W) Hiệu suất cao sẽ TKĐN

- Đặc điểm sử dụng (liên tục hay gián đoạn)

4.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SƠ BỘ

số bóng và tổng công suất của số bóng trong bộ đèn;…

+ Xem xét đến yếu tố thẩm mỹ của bộ đèn

4.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SƠ BỘ

0,85 H

' h h

' h j





p m

q n

; ) b a ( h

ab K





Bố trí đèn cần lưu ý đến độ đồng đều E trên mp làm việc:

Bố trí đèn cần lưu ý đến độ đồng đều E trên mp làm việc:

2 Đảm bảo khoảng cách:

p m

2

3

m p

m

n q

n

06/27/24 11

4.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SƠ BỘ

B6 Xỏc định tổng quang thụng của cỏc đốn:

d

d.U



i i d

d

yc yc

t

U U

.

S E U

S

E F

• Eyc - độ rọi yờu cầu, lux

• S = axb - diện tớch mặt phẳng làm việc, m 2

• δ - hệ số dự trữ, kể đến sự suy giảm quang thụng sau một thời gian làm việc và bụi bỏm trờn búng và cỏc bộ phận của bộ đốn Tra δ ở phụ lục

• U: Hệ số lợi dụng quang thụng (tra PL) là tỷ số giữa quang thụng rơi xuống mặt làm việc và toàn bộ quang thụng thoỏt ra khỏi đốn (nhà chế tạo cho) Nú phụ thuộc vào: Loại đốn (A→T); cỏc hệ số phản xạ tường và trần; chỉ số phũng k (0,6 ≤ k ≤ 5) và chỉ số treo đốn j (j = 0 hoặc j = 1/3)

là hệ số sử dụng quang thông chiếu sáng trực tiếp của bộ đèn t ơng ứng từ cấp A đến S.

là hệ số sử dụng quang thông chiếu sáng gián tiếp t ơng ứng với bộ

N 

3 Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn: Chọn chiếu sáng

trực tiếp loại B và bộ đèn kiểu GALIA 236 DPB của hãng MAZDA Đặc trưng của bộ đèn: 0,62B+0T, với các thông số như trên hình vẽ (Nhà chế tạo cho trang bên)

1 )

75 , 4 10 ( 15 , 2

75 , 4

10 )

b a h

ab k

1 3

1 3

5

,

2

p q

Bố trí như vậỵ là hợp lý để đảm bảo động đồng đều độ rọi

2,35m

n=2,5m p=1,2m

1,2m q=1,25m

5 Xác định quang thông tổng:

Tra phụ lục:

+ δ = 1,25 (Bóng huỳnh quang, môi trường ít bụi và bảo dưỡng tốt).

+ Từ J=0 và k =1,5 tra đèn cấp B ứng với các hệ số phản xạ: 8:7:3 , được

hệ số lợi dụng quang thông U = 1,06

,

, ,

U

U

S

E U

S

E F

i i d

d

yc yc

061620

25175410

F N

bđ

t

2,35m

n=2,5m p=1,2m

1,2m

q=1,25m

4.3 KIỂM TRA TIỆN NGHI CHIẾU SÁNG

Sau khi thiết kế sơ bộ, ta sẽ tiến hành kiểm tra tiện nghi chiếu sáng.

4.3.1 Kiểm tra độ rọi

F - Tổng quang thông các bóng đèn trong một bộ đèn;

F’u – Quang thông tương đối riêng trên mặt hữu ích Xác định bằng cách tra bảng

… PL theo chỉ số địa điểm K, chỉ số ô lưới k m , chỉ số gần k p và cấp bộ đèn.

)S.F

(R1000.a.b

N.F

δη

a Độ rọi trung bình (tiếp):

Các hệ số Ri, Si tra PL dựa vào K, j, ρ1, ρ3, ρ4 và cấp bộ đèn

η – hiệu suất của bộ đèn

ηd và khi tính độ rọi trung bình gián tiếp phải lấy ηi

- Độ rọi tổng trên bề mặt là tổng độ rọi trực tiếp và gián tiếp

b Độ đồng đều của độ rọi trên mặt phẳng hữu ích:

b) h(a

b.q

a.p k

gÇn sè

ChØ

n) h(m

2.m.n k

l íi sè

(R1000.a.b

N.F

δη

Đặc điểm công trình

Mặt phẳng làm việc Diện tích làm việc

Cách xác định độ rọi Emin, Emax

Độ rọi tại điểm P nào đó:

lx

; h

cos

I α







h S

P

O d

r

I n

α

 Đối với nguồn sáng điểm

 Khi có nhiều đèn, độ rọi tại

e

.

F E

ei – độ rọi tương đối trên điểm

cần kiểm tra, xác định dựa vào

“biểu đồ đẳng lux không gian”

d(m)

 Đối với nguồn sáng đường

Kiểm tra độ rọi yêu cầu theo điều kiện:

Trong đó:

F - quang thông trên đơn vị nguồn sáng:

n - số bóng đèn trong nguồn sáng;

F0 - quang thông một bóng đèn, lm;

L - chiều dài nguồn sáng, m.

- tổng độ rọi tương đối trên điểm

cần kiểm tra, trị số ei tìm được bằng cách tra trên đồ thị dựa vào

tỷ số và Tra đồ thị trang sau

lx ,

e h

h

pA

pBL

 Khi L+λ ≤ 0,5h coi là nguồn liên tục;

 Khi L+λ > 0,5h mỗi bộ đèn tính riêng

Đồ thị xác định độ rọi theo và

1 2 3 4

5

170 150 100 70 50 40

30

20 15 10

h p

h

p

h l

A

B h

h

pA

pBL

l"B

l’B

Ví dụ: Kiểm tra độ rọi tại điểm A, B trên sơ đồ mặt bằng

bố trí đèn gồm 4 dãy, mỗi dãy 9x2=18 bóng Biết độ treo cao đèn h = 2,2m; Bóng HQT10-40W có F0 = 1520lm

e e

e e

eA   i  1  2  3  4,

Gợi ý:

 Quang thông trên đơn vị nguồn sáng:

 Độ rọi tại điểm A:

 Độ rọi tương đối tại A do dãy 1 và 2: e1 = e2 = 125lx (tra đồ thị)

 Độ rọi tương đối tại A do dãy 3: e3 = 40lx (tra đồ thị)

 Độ rọi tương đối tại A do dãy 4: e4 = 12lx (tra đồ thị)

 Tổng độ rọi tương đối tại A: ∑eA = 2e1+e3+e4 = 302lx

Vậy độ rọi tại điểm A là:

 Độ rọi tại điểm B: Làm tương tự, ta được:

m

lm L

F

n

F  . 0 , /

lx x

e h

F

2 , 2 1000

F



4.3.2 Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi

Việc bố trí đèn phải đảm bảo người quan sát làm việc chính xác, không chói lóa mắt gây khó chịu, mệt mỏi thậm chí dẫn đến tai nạn lao động Do đó cần kiểm tra chói lóa mất tiện nghi trong không gian chiếu sáng Nội dung kiểm tra chói lóa mất tiện nghi bao gồm:

 Chói lóa của tường;

 Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra;

a Kiểm tra độ chói của tường hoặc vách bên: Đối với người quan sát, với mỗi chuyển động của đầu, mắt nhìn tường hoặc vách bên yêu cầu độ chói của tường không quá nhỏ cũng không quá lớn so với độ chói trên

bề mặt làm việc Độ chói quan hệ với độ rọi theo định luật Lambert, do

đó qua nghiên cứu nếu tỷ số độ rọi tường (E 3 ) và trên mặt phẳng làm việc – mặt phẳng hữu ích (E 4 ) thỏa mãn điều kiện:

Thì độ chói của tường hoặc vách bên sẽ đảm bảo không quá nhỏ hoặc quá lớn so với độ chói đã làm quen L

805

0

4

3 , E

E

b Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra

Kiểm tra điều kiện này nhằm soát chói lóa do bộ đèn gây ra đối với mắt người

(chiếu sáng công nghiệp yêu cầu góc bảo vệ thỏa mãn γ ≤ 600)

h

b Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra

Khi thiết kế không đảm bảo được góc bảo vệ yêu cầu, cần kiểm tra tỷ số độ chói của bộ đèn và trần để đảm bảo sự cảm nhận tiện nghi liên quan đến công việc và cân bằng các độ chói trong thị trường

Để đảm bảo điều này, tỷ số độ chói r nhỏ hơn 15 đối với công việc quan sát chính xác cao (cấp A, B); nhỏ hơn 20 đối với công việc quan sát chính xác trung bình (cấp C, D) và nhỏ hơn 50 đối với công việc quan sát chính xác thấp (cấp E):

 Lbđ γ=750 – độ chói của bộ đèn dưới góc quan sát 750

 Ltr – độ chói trung bình của trần

Đối với bộ đèn huỳnh quang

 TH1: Người quan sát nhìn

song song với trục dọc của

đèn thì diện tích biểu kiến:

Sbk = abcosγ + acsinγ

 TH2: Người quan sát nhìn

song song với trục ngang

của đèn thì diện tích biểu





Ví dụ: Kiểm tra đối thiết kế chiếu sáng với lớp học

a=12,5m

b =8,5m

1,25m

1,25m m=3m

 Độ rọi yêu cầu 350lux

1 Kiểm tra độ rọi

,

, ,

404 0

488

0 5

5

208

1 3

.1,3 8

12,5.1,25 b)

h(a

b.q a.p

k gÇn sè

ChØ

) 2,6(3

2.3.3,3 n)

h(m

2.m.n k

l íi sè ChØ

p m

) S F

(R 1000.a.b.

F

44

608 0

5 0

0 404 0

463

643 463

404

) ,

(

) ,

F

17

631 0

75 0

0 606 0

392

688 392

606

) ,

(

) ,

5 1

1 208 1

44 608 17

631 44

608

208 1

488

) ,

(

) ,

)(

, ,

( ,

, k

u p

F

a Độ rọi trung bình (tiếp):

Tra bảng và thực hiện nội suy k p, k m, K (tiếp):

+ Khi K = 2:

km = 1; kp = 0,404 Nội suy theo kp:

km = 1,5; kp = 0,404.1,5 = 0,606

Nội suy theo km:

Nội suy theo K:

k p 0 0,5

' u

F

13

683 0

5 0

0 404 0 549 715

549

404

) ,

(

) ,

F

12

697 0

75 0

0 606 0 483 748

483

606

) ,

(

) ,

5 1

1 208 1 13 683 12

697 13

683

208 1

488

) ,

(

) ,

)(

, ,

( ,

, k

u p

F

42 680 5

1 94 1 89 617 95

688 89

a Độ rọi trung bình (tiếp):

 Xác định các hệ số R, S: Tra bảng ở phụ lục theo K, j, (ρ1 :ρ 3 :ρ 4 =7:5:3) và tiến hành nội suy theo K ta được:

Ví dụ: nội suy tuyến tính R 1 và S 1D theo K như sau:

5 2 3

5 2 94 1 044 0 042 0 044

0

) , (

) , ,

( ) , ,

( ,

5 2 94 1 324 335

324

) , (

) , ,

( ) (

E E

E E

E E

b Độ đồng đều của độ rọi trên mặt phẳng hữu ích:

Xác định tương tự ví dụ

đã nêu mục 4.3.1 (b)

Hoặc kiểm tra ĐK:

2 Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi

a Kiểm tra độ chói của tường:

b Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra:

5 0

4

,

E

E E

2

3

m p

m

n q

n

8 0 635

0 17

358

54

227 5

6

2

, ,

, L

h tg

3200 lm.

 Bộ đèn cấp B có hiệu suất sáng = 0,8.