VẬT LÝ KIẾN TRÚC CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

Bóng đèn được lắp vào trong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng. Đèn sợi đốt thường ít được dùng hơn vì công suất quá lớn (thường là 60W), hiệu suất phát quang rất thấp (chỉ khoảng 5% điện năng được biến thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt nên bóng đèn khi sờ vào có cảm giác nóng và có thể bị bỏng). Đèn dây tóc dùng điện áp từ 1,5 vôn đến 300 vôn

Trang 1

NHÓM 6

ĐỀ TÀI :

CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

Trang 2

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH

PHẦN 1:

ĐÈN VÀ DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG QUY PHẠM TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG

I CÁC LOẠI ĐÈN THÔNG DỤNG.

II DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG.

III QUY PHẠM TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG.

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO TRONG

NHÀI CHỌN THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG VÀ PHƯƠNG THỨC CHIẾU SÁNG.

II XÁC LẬP TIÊU CHUẨN.

III CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.

IV KIỂM TRA TIỆN NGHI NHÌN TRONG PHÒNG.

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO NGOÀI NHÀ

I KHÁI NIỆM CHUNG.

II PHƯƠNG PHÁP TỈ SỐ R.

III KIỂM TRA.

IV BỐ TRÍ ĐÈN HAI BÊN ĐỐI DIỆN.

V PHƯƠNG PHÁP ĐỘ CHÓI ĐIỂM.

VI CHIẾU SÁNG CÔNG TRÌNH THỂ THAO NGOÀI TRỜI.

Trang 4

• Bóng đèn được lắp vào trong đui đèn,

dòng điện sẽ đi

• qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc

làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng

• Đèn sợi đốt thường ít được dùng hơn

vì công suất quá lớn (thường là 60W), hiệu suất phát quang rất thấp (chỉ

khoảng 5% điện năng được biến thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt nên bóng đèn khi sờ vào có cảm giác nóng

và có thể bị bỏng)

• Đèn dây tóc dùng điện áp từ 1,5 vôn

đến 300 vôn

Trang 5

Đặc điểm

• -Chính là phần bao bọc bên ngoài bóng đèn

Phần này có tác dụng cách nhiệt và bảo vệ bên trong bóng, tránh cho dây tóc bên trong tiếp xúc không khí

Phân loại

• Có bóng trắng trơn, có bóng mờ để thay đổi độ chói

CẤU TẠO

Thủy tinh

Trang 6

Cấu tạo

• Phổ biến là dây kim loại TungSten hoặc Volfram, là kim loại có nhiệt độ nóng chảy rất cao(36650˚k) đặt trong ống thủy tinh chịu nhiệt có độ chân không lớn hoặc chứa đầy khí trơ:Nito (N), Argon(Ar), Kripton(Kr)

Đặc điểm

• Chiều dài tóc đèn ở dạng lò xo bằng 1/10 chiều dài ở dạng kéo thẳng Tóc đèn thực chất là một điện trở, nếu tiết diện sợi tóc không đều, sẽ phát nóng cục bộ ở chỗ tiết diện nhỏ, dễ làm đứt tóc đèn, vì vậy tuổi thọ của đèn, phụ thuộc vào độ đồng đều của tóc đèn.

Phân loại

• - Tóc đèn chế tạo với các cơ chế đện áp từ 1.5V – 300V, ở điện áp thấp sợi tóc đèn ngắn và dày, điện

áp cao tóc đèn dài và mảnh.

Dây tóc

Trang 7

Đặc điểm

• Phần vỏ nhựa ở đuôi đèn, còn gọi là đuôi đèn Phần này có điểm tiếp dây điện với 2 phần dây nóng và dây nguội riêng, có tác dụng cách điện giữa 2 múi dây và cách điện với phần bên ngoài của bóng đèn

Đuôi đèn

Trang 8

+ Ngăn cản tạo thành hồ quang điện giữa

2 điện cực

-Nạp khí vào bóng đèn gồm 3 mục đích:

Trang 10

d Quang thông:

Quang phổ của quang thông của đèn

nung sáng chứa nhiều thành phần màu

đỏ, vàng

e Thời gian sử dụng trung bình:

Thông thường tuổi thọ của đèn nung

sáng thông dụng khoảng 1000h, đèn

chu kì I ốt, tuổi thọ trung bình len tới

3000h

Trang 11

Đèn nung sáng

Trang 12

2 ĐÈN HUỲNH QUANG

Trang 13

Bộ phận trọng tâm của đèn huỳnh quang là một ống thủy tinh dài gắn kín, trong đó chứa một lượng nhỏ thủy ngân

(mercury) và một loại khí trơ (inert gas) thường là argon hoặc neon dưới áp suất rất thấp Mặt trong ống quét một lớp bột lưu huỳnh (phosphor) Ống có hai điện cực (electrode) ở hai đầu để nối với dòng điện xoay chiều.

Cấu tạo

Trang 14

a SỰ PHÓNG ĐIỆN TRONG

CHẤT KHÍ VÀ HƠI KIM LOẠI:

• Nguyên lí phát sáng:

Dùng điện năng kích thích những phản ứng phát sáng của một số hóa chất có tiềm năng phát quang, gọi là hiện tượng huỳnh quang

Trang 15

Sơ đồ mạch đèn huỳnh quang

Trang 16

Nguyên lý hoạt động của đèn huỳnh quang

( gỏ enter để bắt đầu )

Trang 17

Khi bắt cơng

tắc

Nguyên lý hoạt động của đèn

huỳnh quang

Trang 18

Khi bắt công

tắc

Trang 19

Khi bắt công

tắc

Trang 20

Trang 21

Điện áp nguồn sẽ áp vào hai tiếp điểm của starter

Trang 22

Điện áp nguồn

Điện áp nguồn sẽ áp vào hai tiếp điểm của starter

Trang 23

Điện áp nguồn

Làm phát sinh một dòng hồ quang phóng qua hai tiếp điểm

Trang 24

Hồ quang

Trang 25

Trang 26

Sức nóng của dòng hồ quang làm tấm lưỡng kim cong lại, hai tiếp điểm chập lại, làm kín mạch

Trang 27

Tiếp điểm

chập lại

Trang 28

Tiếp điểm

chập lại

Trang 29

Tiếp điểm

chập lại

Trang 30

Sẽ có dòng điện chạy qua mạch

( nguồn - chấn lưu - tim đèn - starter - tim đèn - nguồn )

Trang 31

Dòng điện nầy làm nóng đỏ hai tim đèn, làm Ion hóa chất khí bên trong, làm cho chất khí dể dẫn điện hơn

Trang 32

Khi hai tiếp điểm chập lại, dòng hồ quang mất đi, tiếp điểm nguội và hở ra, cắt mạch điện.

Dòng điện qua chấn lưu bị cắt một cách đột ngột sẽ làm phát sinh một điện áp tự cảm rất lớn áp vào 2 điện cực của bóng đèn.

Trang 33

Khi hai tiếp điểm chập lại, dòng hồ quang mất đi, tiếp điểm nguội và hở ra, cắt mạch điện.

Dòng điện qua chấn lưu bị cắt một cách đột ngột sẽ làm phát sinh một điện áp tự cảm rất lớn áp vào 2 điện cực của bóng đèn.

Trang 34

Điện áp nầy tạo ra sự phóng điện giữa 2 điện cực.

Sự phóng điện giữa 2 điện cực làm phát sinh các tia tử ngoại kích thích lớp bột huỳnh quang phát sáng.

Trang 35

Nếu sự phóng điện được duy trì thì đèn sẽ sáng liên tục.

Nếu sự phóng điện không được duy trì thì điện áp nguồn lại áp vào 2 tiếp điểm starter tạo quá trình khởi động mới.

Trang 36

Đèn huỳnh quang

Trang 37

áp suất từ 0.3->3 ata

Đèn thủy ngân siêu cao áp, áp suất từ 3-

> vài trăm ata

b ĐÈN PHÓNG ĐIỆN QUA

CHẤT KHÍ:

Trong các loại nguồn sáng phóng

điện qua chất khí, đèn thủy ngân

thông dụng nhất Theo áp suất hơi

thủy ngân trong đèn, có thể phân

loại như sau:

Trang 38

tử ngoại có thể xuyên qua được

Trong ống đèn chứa hỗn hợp khí thủy ngân argon

Hai điện cực là 2

lò xo kép bằng vonfram

Khi nạp điện, điện phóng qua hỗn hợp khí giữa hai cực, làm xuất hiện những bức xạ tử ngoại, trong

đó, khoảng 80% là bức

xạ ngắn, λ=254mµ Đèn thủy ngân áp suất thấp:

Trang 39

tử ngoại có thể xuyên qua được

Trong ống đèn chứa hỗn hợp khí thủy ngân argon

Hai điện cực là 2

lò xo kép bằng vonfram

Khi nạp điện, điện phóng qua hỗn hợp khí giữa hai cực, làm xuất hiện những bức xạ tử ngoại, trong

đó, khoảng 80% là bức

xạ ngắn, λ=254mµ Đèn thủy ngân áp suất thấp:

Trang 40

0.8ata)

Phần lớn bức xạ khả kiến của đèn thủy ngân thạch anh có màu vàng lục cũng là nguồn bức

xạ nhiều tử ngoạiĐèn thủy ngân áp suất cao:

Trang 41

xạ tử ngoại Áp suất hơi thủy ngân trong ống thủy ngân trong ống thạch anh khoảng 5 ˜ 15 ata,

do đó hiệu suất phát quang của đèn có thể đạt tới 30 ˜ 40

lm/W

công suất của loại đèn này thường chế tạo

từ 80 – 1000w, thời gian sử dụng tới mấy ngàn giờ trong lưới điên áp xoay chiều, đèn làm việc với bộ chấn lưu

Đèn thủy ngân siêu cao áp

Trang 42

nhiều yếu tố như: độ ổn

định của điện áp nguồn tắt

mở nhiều hay ít, nhiệt độ

môi trường

Trang 43

Đèn mắt ếch ánh sáng trắng là dạng đèn huỳnh quang cải tiến, cấu tạo nhỏ gọn, bắt sáng nhanh, không có tiếng ồn khi khởi

động

Bóng đèn chế tạo theo kiểu đèn nung sáng, cực và ca1cc

bộ phận khác của đèn đặt chung trong bóng đèn Quang thong của đèn cũng giống đèn huỳnh quang cùng loại

d ĐÈN HUỲNH QUANG CẢI TIẾN:

Trang 44

e ĐÈN PHÓNG ĐIỆN:

Nguyên lí: dựa theo hiện tượng phóng điện trong chất khí khác nhau, áp suất hơi khác nhau , thường có 3 loại:

- Đèn phóng điện sáng cận âm cực katot

- Đèn phóng điện sáng dương cực anot nguội

- Đèn phóng điện hồ quang

Trang 45

Chỉ sáng ở cận âm

cực Điện cực bằng

sắc hoặc hợp kim, hơi

chứa là thủy ngân

1 lm, cường độ chỉ vài mA, công suất tiêu thụ vài W, thường mắc song song, làm việc với nguồn 1 chiều hay xoay chiều

a) Đèn phóng điện sáng cận

âm cực katot

Trang 46

khoảng 2000 h

b) Đèn phóng điện

sáng dương cực anot nguội

Trang 47

Xuất hiên khi các

chất huỳnh quang

hóa hơi Quang

thông rất lớn, tỏa

sáng rộng Có

nhiều loại tùy

thuộc vào áp suất

khi hóa hơi của

áp suất cao 2 -10

ata + Đèn hồ quang siêu cao áp >

20ata

Cấu tạo: gồm ống phóng điện bằng thạch anh, nhiệt độ tại tâm hồ quang lớn và giảm dần

ra ngoài, 2 đầu ống phóng điện đặt 2 điện cực chính bằng VonFram tẩm chất BaO, Ca,… Đặt thêm 1 hoặc 2 cực phụ mỗi cực phụ đặt gấn một cực chính

và nối với nhau bằng một điện trởc) Đèn phóng điện hồ quang

Trang 48

II DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG:

Bao gồm toàn bộ những thiết bị, phụ kiện kèm theo nguồn sang, tạo thành một hê thống chiếu sang hoàn chỉnh, nhằm đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu và nâng cao hiệu quả làm việc của

nguồn sáng

Trang 49

1 NHIỆM VỤ CỦA DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG

• Phân bố ánh sáng của nguồn phù hợp với mục địch chiếu sáng.

• Bảo vệ, không để mắt nhìn thấy độ chói quá cao của nguồn.

• Bảo vệ nguồn không bị hư hỏng do tác động cơ học, bám bụi,

che mưa, nắng, gió

• Để cố định và đưa điện vào nguồn sáng.

• Bộ phận quang học của chao chụp thay đổi quang phổ của đèn.

Trang 50

a Phân phối ánh sáng của nguồn phù hợp mục đích sử dụng

• Có các loại chao chụp phản xạ, xuyên qua, khúc xạ ánh

sáng

• Nhiều loại chao chụp phản xạ ánh sáng và xuyên sáng

đều có chung đặc tính như định hướng, khuếch tán, hỗn hợp định hướng khuếch tán, khuếch tán hoàn toàn

Trang 51

b Tính chất phản xạ hoặc xuyên qua• Tính chất này hình thành do lớp phủ hoặc bằng tác dụng cơ học

như mài mờ, đánh bóng… trên bề mặt chao chụp lớp phủ có thể tráng men, mạ kim loại, hoá chất,…

• Hình dạng cấu tạo chao chụp có tính chất quyết định để phân bố ánh sáng.

Tính chất của lớp phủ quyết định hệ số phản xạ ρ.

Trang 52

c Tính chất xuyên sáng:

• Khả năng xuyên sáng phụ thuộc vào độ trong suốt, độ nhám,

độ mịn và hình dạng cấu tạo của chao chụp

Trang 53

d Tính chất khúc xạ ánh sáng:

• Ánh sáng sẽ đổi phương truyền khi liên tiếp đi qua các lăng kính, chao chụp khúc xạ ánh sáng, cấu tạo bằng thủy tinh hoặc bằng nhựa trong suốt 1 mặt phẳng lá, 1 mặt răng cưa Góc nhọn của răng cưa phải nghiên cứu khi chế tạo nhằm phân tán hoặc tập trung ánh sáng theo vị trí nguồn

Trang 54

• gồm các loại chao, chụp, máng đèn đưa ánh sáng tới khoảng cách gần.

• Chủng loại của dụng cụ chiếu sáng rất phong phú,

chung quy chỉ có 2 loại cơ bản:

Trang 55

2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA DỤNG CỤ

CHIẾU SÁNG:

a Đường cong phân bố độ rọi

• Theo sự phân bố ánh sáng trong không gian chung quan đèn, có thể

chia đèn làm 2 loại như sau:

• Đèn phân bố ánh sáng đối xứng chung quanh trục của nó: đường

cong phân bố ánh sáng thành lập trên mặt phẳng thẳng đứng bất kì chứa trục đèn (mp kinh tuyến)

• Đèn phân bố ánh sáng không đối xứng trong không gian chung

quanh đèn: thường sử dụng đường cong đẳng Candéla trong toạ cực hoặc toạ độ vuông góc, căn cứ vào kết quả đo cường độ sáng trên nhiều mặt phẳng chứa trục đèn (mp kinh tuyến (α)), đồng thời xác định trên nhiều mặt phẳng vĩ tuyến dọc trục đèn (φ)

Trang 56

Đường cong Iα, φ trên mặt phẳng kinh tuyến chứa rục đèn của nguồn sáng đối xứng.

Trang 57

b Hiệu suất phát quang η và tính năng phản xạ của chụp đèn

• Hiệu suất phát quang của đèn được đo bằng tỉ số

giữa quang thông của đèn (đèn và chụp) Fđ với

quang thông của đèn (nguồn) Fb:

Trang 58

• Quang thông toàn phần đi qua miệng mở của chụp bằng tổng quang

thông trực tiếp đi qua miệng mở và những quang thông phản xạ lần một, hai,… đi qua miệng mở:

Trang 59

c Góc bảo vệ β

• Góc bảo vệ β là góc hợp bởi đường thẳng nằm ngang đi qua

tim bóng đèn với đường thẳng nối tim đèn đến mép miệng mở của chụp

R là bán kính chụp đèn, r là bán kính tóc nung sáng, và h là chiều cao từ miệng

mở của chụp tới tim tóc nung, ta có:

Góc bảo vệ và chiều cao treo đèn liên quan tới hiện tượng loá mắt, vì vậy căn cứ vào giá trị của , để xác định độ cao treo đèn.

Trang 60

Kết luận:

• Giảm hệ số hấp thụ α, η tăng lên.

• Tăng hệ số thu nhận ánh sáng β của chụp, η giảm.

• Giá trị β phụ thuộc hình dáng, kích thước của chụp, phụ

thuộc vào vị trí tương đối giữa bóng với chụp

• Hiệu suất của đèn phụ thuộc vào chất liệu chế tạo, hình

dáng, kích thước của chụp đèn, phụ thuộc tính chất của bề mặt phản xạ, vị trí tương đối giữa bóng với chụp

Trang 61

Phân bố trực tiếp, hơn 90%

quang thông rọi trực tiếp xuống mặt làm việc.

Chiếu sáng bán trực tiếp, khoảng 60% - 90% ánh sáng trực tiếp rọi xuống mặt làm việc.

Phân bố ánh sáng hỗn hợp, khoảng 40% - 60% ánh sáng trực tiếp rọi xuống mặt làm việc

Phân bố ánh sáng gián tiếp, hơn 90%

quang thông hướng lên trên.

3 PHÂN LOẠI ĐÈN ( bao gồm nguồn

sáng và dụng cụ chiếu sáng)

a) Theo đặc trưng phân bố ánh sáng có 4 loại cơ bản:

Từ 4 loại phân bố trên, mỗi loại chia thành một số nhóm nhỏ, tính chất phân bố ánh sáng rất khác nhau Ủy ban chiếu sáng quốc tế C.I.E phân thành 20 cấp phân

bố ánh sáng từ phân bố trực tiếp A đến gián tiếp T.

Trang 62

là 1 quả cầu thủy tinh xuyên sáng.

Đèn chống

ẩm, vật liệu cấu tạo

chống được

ẩm ướt

Đèn chống bụi.

Đèn chống nổ, đảm bảo không xuất hiện tia lửa điện, nếu nổ chỉ xảy ra trong nội

bộ đèn, hoặc không xảy ra nổ

chiếu sáng chung chiếu sáng cục bộ.

đèn treo đèn treo đèn tường đèn cột

b) Theo kiểu dáng cấu tạo dụng cụ chiếu sáng:

c) Theo mục đích chiếu sáng:

d) Theo cách mắc đèn:

Trang 63

đèn thông

dụng , đèn chống nổ đèn sử dụng trong

môi trường đặc biệt

4 ĐÈN CHIẾU SÁNG

TRONG NHÀ:

a) Đèn nung sáng:

Trang 64

Đèn thông dụng: sử dụng trong điều kiện bình thường, phổ biến nhất là đèn vạn năng, phía trong mặt phản xạ trán men silicat trắng, mặt tán xạ bằng thủy tinh mờ, bọc kính bóng nung để chống bụi và chống chói.

• Đường cong cường độ sáng I thành lập với quang thông giả định

F = 1000 lm Hiệu suất của đèn 70% Góc bảo vệ B từ 15 - 30 độ

Trang 65

2- Đèn chống nổ:

Tùy vào môi trường làm việc, chọn sử dụng đèn có

độ an toàn cao, không nổ, không cháy.

• Độ an toàn quyết định những vòng đệm đàn hồi không bắt lửa đặt giữa mối liên kết các bộ phận Trong cổ chụp đèn có hộp dập hồ quang Chụp đèn có thể có hoặc không có mặt phản quang, mặt xuyên sáng bằng vật liệu trong suốt hoặc mờ khi không có mặt phản quan hiệu suất đạt 70%, khi

có mặt phản quan 45%, góc bảo vệ <15 độ, Chụp đèn thường bằng nhôm, bầu xuyên sáng bằng vật liệu trong suốt hoặc mờ, đủ độ bền với áp suất làm việc 10 ata, đủ sức chống nổ Hơi nóng trong đèn qua làm nguội và thoát ra ở nắp chụp chổ liên kết giữa thân với bầu chụp.

Trang 66

3- Đèn sử dụng trong môi trường không bình thường:

• Loại đèn này có thể phân thành 2 nhóm đèn dùng trong

môi trường ẩm ướt, nhiều bụi, có tạp chất hóa học, và đèn dùng trong môi trường như trên nhưng ít bụi.

• Cấu tạo đèn thuộc nhóm thứ nhất: chụp bằng sứ hoặc

nhôm, lắp đặt kính không thấm ẩm và hơi, có hoặc

không có mặt phản quang, bóng đèn bằng thủy tinh mờ hoặc trong suốt Đuôi đèn cấu tạo đặc biệt, các bộ phận tiếp xúc với môi trường không bị ăn mòn, dây dẫn cách điện tốt.

• Đèn thuộc nhóm 2, tương tự như trên, có mặt phản xạ

hoặc khuếch tán bằng thủy tinh.

Trang 67

b) Đèn bóng huỳnh quang:

• Hiện nay đèn huỳnh quang rất phong phú và đa dạng, từ loại

rất thực dụng đến loại có tính trang trí cao

Định dạng
Số trang	192
Dung lượng	19,38 MB