TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

.1 Chọn mức độ chiếu sáng yêu cầu:Độ rọi yêu cầu phụ thuôc:Tính chất, yêu cầu công việcYếu tố con người, độ tuổiSự thích ứng của mắt: đêm, ngàyTính động: độ rọi có thể tăng giảm phụ thuộc yêu cầu công việc trong một không gian1.2 Chọn loại bóng đènChọn loại đèn theo các tiêu chí:Hiệu quả năng lượng và môi trườngHiệu quả kinh tế của hệ thống chiếu sángĐặc điểm, chất lượng ánh sángNhiệt độ màu

V – TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO:

1 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN:

1.1 Chọn mức độ chiếu sáng yêu cầu:

Độ rọi yêu cầu phụ thuôc:

-Tính chất, yêu cầu công việc

-Yếu tố con người, độ tuổi

-Sự thích ứng của mắt: đêm, ngày

-Tính động: độ rọi có thể tăng giảm phụ thuộc yêu cầu công việc trong một không gian

1.2 Chọn loại bóng đèn

Chọn loại đèn theo các tiêu chí:

-Hiệu quả năng lượng và môi trường

-Hiệu quả kinh tế của hệ thống chiếu sáng

-Đặc điểm, chất lượng ánh sáng

-Nhiệt độ màu

1.3 Chọn kiểu chiếu sáng, kiểu đèn

Kiểu chiếu sáng:

-Kiểu chiếu sáng trực tiếp hẹp

-Kiểu trực tiếp rộng và nửa trực tiếp

-Kiểu nửa gián tiếp và gián tiếp

Kiểu đèn:

-Hệ thống chiếu sáng chung

-Hệ thống chiếu sáng làm việc

-Hệ thống chiếu sáng nền

1.4 Chọn độ cao treo đèn

Các chỉ số:

hc là khoảng cách đèn tới trần

Hp khoảng cách đèn tới mặt làm việc

hp khoảng cách sàn tới mặt làm việc

Thường 2hc≤ Hp

Chỉ số treo đèn

J = và 0 ≤ J≤

1.5 Bố trí đèn, số lượng đèn tối thiểu

- chỉ số khoảng cách giữa các đèn (tra bảng 8-8/tr.177 chọn tối ưu ) -Từ =L/Hp ta có

Số lượng đèn phân bố chiều dài phòng:

-Chiều dài A: na=A/L

-Chiều dài B: nb=B/L

Số đèn tối thiểu: N=na.nb

-2 chỉ số tính kinh tế:

bn = (lux/watt)

bq = = (bảng 8 – 8)

Một vài loại đèn Công suất bóng

đèn

∆n=L/Hp Hai cực trị của

(EminK2 Hp) của bóng đèn (lux) Không

nhỏ hơn

Không lớn hơn

Theo

bn Theo bq Nhỏ nhất Lớn nhất

Đèn vạn năng không kính

che

Đèn vạn năng có kính che

Đèn chiếu sau tráng men

Bóng đèn gương đặt trong

đèn chiếu sâu tráng men

Đèn liu xét thủy tinh

Đèn cầu thủy tinh màu sữa

Đèn trần một bóng đèn

Đèn trần 2 bóng đèn

Đèn PH có kính mờ

Đèn CK - 300

100 100 150

300 60 60 40 2x40 40 150

500 500 1000

500 200 1000 100 2x100 200 300

1,9 1,8 1,8

0,9 1,7 2,8 2,8 2,0 2,8 1,7

1,5 1,4 1,4

0,9 1,4 2,0 2,0 1,5 2,0 1,5

150 150 300

2000 150 30 15 50 15 200

1800 1700 5000

4000 700 1800 100 300 200 700

1.6 Xác định tổng quang thông

Tổng quang thông:

nFđ= (lm) -S diện tích phòng

-Kđ hệ số dự trữ

-Z hệ số độ rọi tối thiểu

-n số lượng đèn

-u hệ số lợi dụng quang thông

Trong đó:

Z = Để đánh giá hoàn cảnh ánh sáng, dùng hệ số độ rọi tối thiểu

1.7 Xác định số lượng đèn

Tính số đèn

n=

: tổng quang thông

: quang thông định mức đèn

-Nếu tổng số đèn cao hơn số đèn tối thiểu thì lắp theo tổng số đèn sau cùng -Nếu tổng số đèn thấp hơn số đèn tối thiểu thì lắp theo số đèn tối thiểu

2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ LỢI DỤNG QUANG THÔNG:

a/ Điều kiện:

phòng kín, không có trang thiết bị cồng kềnh che tối trên mặt làm việc.

F: quang thông tổng tới mặt làm việc

Ftt:Quang thông tổng đèn

Fp: quan thông phản xạ (từ tường, trần, mặt làm việc)

F = Ftt + Fp

*Hệ số phản xạ (%): giá trị cao với các màu sáng (trắng, xám,…) và thấp với các màu tối (đen, xanh đen,…)

*Hệ số lợi dụng quang thông u:

u = Quang thông rọi trên mặt làm việc F

Quang thông bức xạ của đèn

Phụ thuộc vào:

- Loại đèn, hiệu suất phát quang

- Chiều cao đèn

- Màu và chỉ số phòng

b/ Tiêu chuẩn UTE – 71-121 (phụ lục III)

Các chỉ số

Chỉ số lưới

im =

Chỉ số biên

ip=

Chỉ số phòng

i = Chỉ số treo đèn

J =

*Sai khác các phòng trong thực tế dẫn đến u khác nhau, hay ip và im khác nhau

*Cấp đèn, hiệu suất bức xạ trực tiếp và gián tiếp:

Tiêu chuẩn UTE.C.71-121 chia các loại đèn thành 10 cấp từ A đến J và T theo dạng phân bố ánh sáng trong không gian từ trực tiếp đến gián tiếp, với F’i quang thông vùng tương đối:

F’i=

Tra bảng 8-10/t.185

*Độ rọi trung bình Etb, hệ số rọi Z, quang thông Fđ

Độ rọi trung bình trên bàn làm việc:Etb===

F<nFđvì dụng cụ chiếu sang hấp thu bức xạ

Nhiệm vụ: Emin trên mặt làm việc được qui định theo qui phạm và Etb luôn cao hơn Emin

Để đánh giá hoàn cảnh ánh sang, dùng hệ số độ rọi tối thiểu Z=

Từ biểu thức Emin, Z, Kđ và trị số quang thông:

Fđ = (lm)

3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ RỌI TRỰC TIẾP Ett

3.1 Nguồn sáng điểm

Độ rọi tương đối trên mp ngang xđ từ bóng đèn chuẩn F= 1000 lm:

(lux)

• e là độ rọi tương đối của từng bóng đèn chiếu đến điểm cần xét (Phụ lục V)

• khi sử dụng đèn có công suất khác nhau

a Độ rọi trên mp

ngang

• là độ rọi tăng cường (>1) Bảng 8-13

Nếu cường độ sáng trên phương tuỳ ý tỉ lệ thuận với quang thông của bóng đèn

Ta có:

E = (lux)

• là hệ số dự trữ tra bảng 8-7

• Fđ là quang thông của 1 đèn (lumen)

Đèn hùynh quang

Đèn nung sáng

Số lần lau bóng đèn (lần/tháng)

Các phòng có bụi, khói trung

Hệ số dự trữ Kđ phụ thuộc vào độ bụi bẩn của bóng đèn, khi đèn già yếu hoặc

do các bề mặt phản xạ của phòng giảm sút

Ngoài ra, dựa vào hình vẽ :

E =

• d là khoảng cách giữa hình chiếu của nguồn sáng lên mp ngang tới điểm tính toán

• Hp là chiều cao nguồn

• là cường độ sáng của nguồn

Trong điều kiện Hp =1m, dùng đường cong độ rọi tương đối

=

Từ phụ lục V, tra e=

Nếu có nhiều đèn, chiều cao đèn giống nhau thì:

Kết hợp với E =

Suy ra quang thông bóng đèn cần có Fđ =

b Độ rọi trên mp đứng

=

O

d P P

(P )

(Q )

A

θ O’

h

Nếu P=d, với tan== tan

• tanlà hàm tự biến của độ rọi tương đối

c Độ rọi trên mp nghiêng

=

d= Hp.cos θ ± P.sin θ

P: khoảng cách ngắn nhất giữa hình chiếu của nguồn

tới giao tuyến của mp (P) và (Q)

= =

Đặt = cos θ ± sin θ là hệ số chuyển hoán Tra bảng 8-29

3.2 NGUỒN SÁNG ĐƯỜNG

Nguồn đường là nguồn sáng thiết đặt thành hàng, thàng dãy, tạo thành 1 hay

nhiều đường sáng, thường là đèn huỳnh quang, hoặc đèn nung sáng

Nếu gọi L là độ dài nguồn đường, có thể coi nguồn đường là tổng hữu hạn

những nguồn điểm liên tiếp

cos r

d dEA 

P

i P

i A

H

d I

H

dl I

dE .cos .cos2.

2 



r

L arcta





a Tính độ rọi theo cường độ sáng

Các bước:

1. Ta có công thức tính độ rọi tại 1 điểm trên MLV do nguồn điểm gây ra là:

2. Xét dEA là độ rọi do nguồn điềm dl gây ra tại điểm A bất kì trên mp nằm

ngang vuông góc với đơn vị chiều dài trục đèn:

Với r = OA = ; dl= dβ(do dβrất bé)

Như vậy, độ rọi do nguồn đường rọi tới A là:

3. Gọi B là điểm vừa nằm trên MLV vừa nằm trên mặt cong SS’

+bán kính là h1=Hp + AB

+cos=Hp/h1

Eb= E’bcos =

4. Xét B có β là góc nhìn toàn nguồn đường của B

5. Với L ≥3,5 H P, L → ∞, khi đó (arctg + ) =

 EB=

6. Tại điểm O, tia tới vuông góc với MLV,

 EO=

b Theo độ rọi tương đối

a) Xác định mật độ quang thông (lý thuyết) của nguồn đường

- Ta có F’ xác định bằng tỉ số quang thông của toàn bộ nguồn đường so với chiều dài của nguồn đường (F/L)

Xét trường hợp

- MLV song song với MP nằm ngang:

F’=

Ψ : Hệ số, phụ thuộc vào số góc và tỉ lệ P/Hp

: Hệ số độ rọi tăng cường

: Hệ số dự trữ

: Chiều cao treo đèn tính từ điểm tính toán

: Tổng độ rọi tương đối

- MLV nghiêng 1 góc so với MP nằm ngang:

F’=

Ψ : Hệ số, phụ thuộc vào số góc và tỉ lệ P/Hp

: Hệ số độ rọi tăng cường

: Hệ số dự trữ

: Chiều cao treo đèn tính từ điểm tính toán

: Tổng độ rọi tương đối

b) Xác định độ rọi tương đối

Giả định Điều kiện chuẩn:Mật độ

quang thông của nguồn đường

F’=1000lm/m; Độ cao treo đèn

HP=1m, trên mặt làm việc

Từ đó, thiết lập đường đẳng lux

Tung độ là L’=L/Hp, hoành độ là

p’=P/Hp

- Độ rọi tương đối là hàm số của L’

và P’

Trường hợp:

- Hình chiếu của đầu đèn trùng với điểm tính toán

- Điểm tính toán A nằm trong hàng đèn CD

- Điểm tính toán A nằm ngoài hàng đèn CD

Trường hợp có nhiều đèn trong cùng 1 hàng đèn

Xét m là khoảng cách gián đoạn giữa các

đèn trong cùng một hàng đèn:

- khi m ≤ 0,5 Hp nguồn đường là liên tục

- Khi m >0,5 Hp nguồn đường gián đoạn,

phải tính độ rọi theo từng đèn riêng biệt

c) Xác định mật độ quang thông thực tế

: Thông số quang thông tiêu chuẩn của mỗi loại bóng (Phụ lục IV)

: Chiều dài mỗi đèn

: Số lượng bóng của mỗi loại đèn

+ Vì mật độ quang thông thực tế luôn cần đảm bảo lớn hơn mật độ quang thông trên lý thiết F’ → xác định chỉ số n ≥

d) Xác định độ rọi thực tế

B Hp

90o

Hp

B

A

3.3 NGUỒN SÁNG MẶT

Sau khi có trình tự tính toán đối với phương pháp chiếu sáng chung, dựa vào công thức quan hệ giữa độ rọi E và độ chói B của nguồn, ta có PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ RỌI do NGUỒN SÁNG MẶT (mặt phát sáng)

E = B ω cos ; lux Nguồn sáng mặt có 2 dạng:

o Song song mặt phẳng làm việc – là một phần hoặc phần lớn S trần, hoặc những ô phát sáng phân bố đều trên mặt trần

o Vuông góc mặt phẳng làm việc – do ý đồ kiến trúc nên có trường hợp thiết kế mặt phát sáng trên tường (dạng cửa sổ phát sáng)

a Nguồn mặt song song:

• Từ quan hệ độ chói B của mặt phát sáng và độ rọi E của mặt được rọi sáng, với tính chất phân bố đều, ta có :

E =

Với R = độ trưng

e = hệ số độ rọi – xác định dựa vào biểu đồ Ratne (hình 8.41)

= hệ số độ rọi tăng cường Mang giá trị 1,3 nếu điểm tính toán Ở SÁT TƯỜNG và 1,1 nếu điểm tính toán Ở GIỮA PHÒNG

K đ= hệ số dự trữ = 1,5

Chú ý: Khi sử dụng biểu đồ Ratne, điểm tính toán phải trùng với hình chiếu trên

mặt phẳng làm việc của một trong 4 góc của mặt phát sáng hình chữ nhật

• Nếu E = Eyc thì:

R = lm/m Quang thông cần thiết của các bóng đèn trong mặt phát sáng bằng:

F = lm Với: = Diện tích mặt phát sáng (m2)

=Hiệu suất của đèn đặt trong mặt phát sáng

= Hệ số xuyên sáng của chụp che sáng , thường là mặt thuỷ tinh hoặc chất dẻo trong suốt hoặc mờ

= Hệ số tác dụng của các ô chắn sáng trong cấu tạo mặt phát sáng, (0,9 – 0,95)

= Hệ số kể tới phần quang thông của đèn không rọi tới mặt phát sáng (0,85 – 0,9)

• Công suất và số lượng bóng đèn trong mặt phát sáng, thường quyết định bởi yêu cầu phân bó độ chói đồng đều trên bề mặt phát sáng Độ đồng đều cho phép:

= ≤ 1,5

Để bảo đảm phân bố độ chói được đồng đều ~> bố trí đèn:

1m ≤ khoảng cách giữa các đèn ≤ 1,5m => 0,4m ≤ htreo đèn cách mặt phát sáng ≤

0,6m

1,5 m ≤ khoảng cách giữa các đèn ≤ 2,4m => 0,6m ≤ htreo đèn cách mặt phát sáng

≤ 0,8m

Thông thường htreo đèn cách mặt phát sáng ≤ 1m

• Cơ sở đảm bảo độ đồng đều tuỳ thuộc vào quang thông Fđm loại đèn

= Với n = số lượng đèn cần thiết

b Nguồn mặt vuông góc:

Trình tự tính toán:

1. Xác định quang thông của một cửa phát sáng F

F = nFđ Với n = số lượng bóng đèn trong một cửa sổ

Fđ = quang thông một bóng đèn trong cửa sổ

2. Xác định độ trưng R của một cửa sổ

R = Với = hiệu suất

3. Tính độ rọi tại điểm A tính toán trên mặt làm việc với cửa sổ phát sáng gần nhất:

EA1 = Với = 1,1 – 1,2

Lần lượt tính tại các cửa sổ xa hơn (không xét các cửa sổ quá xa điểm tính toán)

 EA = EA1 + EA2 + EA3 +… + EAn = Eyc ≤ 10%