VẬT LÝ KIẾN TRÚC CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

TÓC ĐÈNCấu tạoTóc phát sáng thường làm bằng sợi Tung Sten hoặc Vonlgram, đặt trong ống thuỷ tinh chịu nhiệt có độ chân không lớn hoặc chứa đầy khí nitơ.Cơ điện áp từ 1.5V 300VChiều dài ở dạng lò xo bằng 110 chiều dài kéo thẳngHoạt động: Biến điện năng thành nhiệt năng và bức xạ ánh sáng thu hiệu ứng Jamie Lentz

II TRÌNH TỰ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO III CÁC CÔNG TRÌNH THAM KHẢO

Lịch sử tiến triển của loài

người luôn kéo theo sự phát

triển của cấc loại nguồn ánh

sáng nhân tạo

• 1879: Nhà bác học Edison với

các loại đèn carbon.

• 1895: Bóng đèn với tóc kim

loại Osmium.

• 1908: Siemene với bóng đèn

sợi hợp kim TungSten- Wickel

• 1913: Phương pháp luyện

TungSten

• Thập niên 30 ở thế kỉ 20 : Đèn

huỳnh quang ứng dụng hiện

tượng phóng điện

I 2 ĐÈN NUNG SÁNG :

TÓC ĐÈN

NHỮNG THÔNG SỐ ĐẶC TÍNH

KHÍ

TRỤ ĐÈN

BÓNG ĐÈN

2 ĐIỆN CỰC

1 Cấu tạo:

- Tóc phát sáng thường làm bằng sợ Tung Sten hoặc Volgram ,

đặt trong ống thủy tinh chịu nhiệt có độ chân không lớn hoặc

chứa đầy khí trơ

- Cơ điện áp từ 1,5V – 300V

- Chiều dài ở dạng lò xo bằng 1/10 chiều dài kéo thẳng

2 Hoạt động: Biến điện năng thành nhiệt năng và bức xạ ánh

sáng thu hiệu ứng Janle _ Lentz

Nối nguồi với dây tóc bóng đèn , gồm 3 đoạn :

- Nằm trong bóng đèn

- Nằm trong trụ thủy tinh

- Nằm trong đuôi đèn bằng đồng

I 2 2 HAI ĐIỆN CỰC:

I 2.5 KHÍ TRONG BÓNG ĐÈN:

- Bằng thủy tinh chịu nhiệt.

- Đường kính phụ thuộc vào công suất.

- Thường được làm bằng thủy tinh borocilicate hoặc

làm bằng thủy tinh chì.

- Chịu nhiệt cao

I 2 3 BÓNG ĐÈN:

I 2 4 TRỤ ĐÈN:

- Giảm tốc độ bốc hơi.

- Giảm khả năng truyền nhiệt.

- Ngăn cản sự tạo thành hồ quang giữa 2 điện cực ,

Đèn công suất nhỏ không nên nạp khí trơ vào bóng

đèn.

a Về điện áp định mức: tính bằng Vôn(V)

b Công suất đèn: Tính bằng Watt(W)

c Hiệu suất phát quang:

I 2 6 NHỮNG THÔNG SỐ ĐẶC TÍNH:

d Quang thông

e Thời gian sử dụng trung bình

SỰ PHÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ VÀ HƠI KIM LOẠI

ĐÈN HUỲNH QUANG ÁP SUẤT THẤP

ĐÈN HUỲNH

QUANG CẢI

TIẾN

ĐÈN PHÓNG ĐIỆN

ĐÈN PHÓNG ĐIỆN QUA CHẤT KHÍ

-Nguyên lí phát sáng của đèn huỳnh

quang là dùng điện năng kích thích

những phản ứng phát sáng của một số

hóa chất có tiềm năng phát quan, gọi

là hiện tượng huỳnh quang.

-Thường sử dụng phản ứng quang

điện, phản ứng phát sáng của bột tinh

thể do sự kích thích của bức xạ tử

ngoại.

I 3 2 Cấu tạo:

(+)

- Xuất hiện một điện trường

giữa hai cực , điện trường

này tác động lên những

điện từ và ion tự do trong

hơi thủy ngân.

- Điện tử đi về phía anot và

ion đi về phía katot hình

thành dòng điện

- Các điện tử di chuyển với

động năng đầy đủ sẽ ion

hóa các nguyên tử của khí

mà nó gặp trên đường đi

làm xuất hiện những điện tử

và ion mới dưới tác dụng

của điện áp cao những ion

có gia tốc lớn đập vào

katot gây ra sự phát quang

không nhiệt

I 3.5 Đèn phóng điện qua chất khí

ĐÈN PHÓNG ĐIỆN QUA CHẤT KHÍ

ĐÈN THỦY NGÂN ÁP

Cường độ ánh sáng cao

ĐÈN THỦY NGÂN SIÊU CAO ÁP 3 ->vài trăm ata

Công suất sử dụng lớn

- Vùng sáng dương cực: thường áp dụng trong quảng cáo.

- Vùng sáng âm cực: hiệu suất thấp, chỉ dùng làm đèn tính hiệu,

biển báo

I 3 4 Quá trình phóng điện lạnh và độ chói phân bố

trên chiều dài bóng đèn :

Một trong những loại

đèn rất thông dụng

và được sử dụng phổ

biến hiện nay:

I 3 7 Khắc phục hiện tượng ẩn hiện do thay đổi pha điện:

1 Nhiệm vụ của dụng cụ chiếu sáng

2 Đặc tính kỹ thuật của dụng cụ chiếu sáng

3 Phân loại đèn

4 Đèn chiếu sáng trong nhà

5 Đèn chiếu sáng ngoài nhà

6 Một số nguồn sáng cấu tạo theo kiến trúc

I 4 1 Nhiệm vụ của dụng cụ chiếu sáng:

a Nhiệm vu:ï

- Phân bố ánh sáng của nguồn phù hợp với

mục đích chiếu sáng.

- Bảo vệ, không để mắt nhìn thấy độ chói

quá cao của nguồn sáng.

- Bảo vệ nguồn sáng không bị hư hỏng do

tác dụng cơ học, bám bụi, che mưa,

nắng, gió.

- Để cố định và đưa điện vào nguồn sáng.

b.Phân phối ánh sáng của nguồn phù hợp với

mục đích sử dụng:

c.Tính chất phản xạ hoặc xuyên qua.

d.Tính chất xuyên sáng.

e.Tính chất khúc xạ ánh sáng.

I 4 2 Đặc tính kỹ thuật của dụng cụ chiếu sáng:

a Đường cong phân bố

độ rọi:

-Đèn phân bố ánh

sáng đối xưng chung

quanh trục của no.ù

-Đèn phân bố ánh

sáng không đối xứng

trong khung gian chung

quanh đèn

b Hiệu suất phát

quang và tính năng

phản xạ của chụp

đèn:

Hiệu suất phát quang

của đèn đo bằng tỉ số

giữa quang thông

của đèn (đèn và

chụp) với quang

thông của bóng đèn

(nguồn) :

I 4 3 Phân loại đèn :

.a Theo đặc trưng phân bố ánh sáng có 4 loại

cơ bản.

-Phân bố ánh sáng trực tiếp, hơn 90% quang

thông rọi trực tiếp xuống mặt làm việc.

-Chiếu sáng bán trực tiếp, có 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.

I 4 3 Phân loại đèn:

b Theo kiểu dáng cấu tạo dụng cụ chiếu

sáng: (gồm 5 loại)

-Đèn hở, chụp đèn có miệng mở.

-Đèn kín, chụp đèn là một quả cầu tròn bằng

thủy tinh xuyên sáng.

-Đèn chống ẩm, vật liệu và cấu tạo đảm bảo

chống được ẩm ướt.

-Đèn chống bụi.

-Đèn chống nổ, đảm bảo không xuất hiện tia

lửa điện, nếu có nổ , chỉ xảy ra trong nội bộ

đèn, hoặc không xảy ra nổ.

a Nhiệm vu:ï

- Phân bố ánh sáng của nguồn phù hợp với

mục đích chiếu sáng.

- Bảo vệ, không để mắt nhìn thấy độ chói

quá cao của nguồn sáng.

- Bảo vệ nguồn sáng không bị hư hỏng do

tác dụng cơ học, bám bụi, che mưa,

nắng, gió.

- Để cố định và đưa điện vào nguồn sáng.

b.Phân phối ánh sáng của nguồn phù hợp với

mục đích sử dụng:

c.Tính chất phản xạ hoặc xuyên qua.

d.Tính chất xuyên sáng.

e.Tính chất khúc xạ ánh sáng.

c Theo mục đích chiếu sáng :

Đặc điểm :

• Sử dụng chiếu sáng đa hướng

Vấn đề loạn bóng đổ, có thể tạo hiệu quả ngược lại

• Hiệu quả về chiếu sáng nghệ thuật hay công năng thấp

• Là điểm nhấn trong một không gian kiến trúc

•Tác động đến khả năng cảm thụ của con người

• Bản thân nguồn sáng mang tính chất trang trí nhiều hơn

Chiếu sáng trang trí

Đặc điểm :

•Aùnh sáng phát ra cực mạnh

• Tia sáng hẹp theo mộït hướng

duy nhất

Ứng dụng cho các lễ hội văn

hoá, sân khấu biểu diễn hoành

tráng,… …

• Chủ động trong bố cục,

không phụ thuộc vào không

gian kiến trúc

I 4 4 Đèn chiếu sáng trong nhà :

b.Đèn huỳnh quang:

a.Đèn nung sáng:

I 4 6 Một số nguồn sáng cấu tạo kiến trúc :

I 4 8 Một số kiểu dáng dụng cụ chiếu sáng thường thấy:

Aùnh sáng tự nhiên có tính năng lí do -> những nghiên cứu

sáng chế nguồn sáng nhân tạo đều hướng tới mục tiêu tạo

được hoàn cảnh ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên

II 1 1 QUY PHẠM TIÊU CHUẨN, CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO:

ĐIỀU KIỆN VÀ YÊU CẦU QUY PHẠM

TIÊU CHUẨN QUY PHẠM

QUY PHẠM

QUY ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CHIẾU SÁNG

- Không gây lóa mắt.

- Phân bố độ rọi đủ và hợp lí.

- Tạo được phản ứng tâm sinh lí.

- Tăng sức biểu hiện.

QUY PHẠM, TIÊU CHUẨN

ĐỘ RỌI NHỎ NHẤT

Emin

CHẤT LƯỢNG A/S TRÊN MẶT LÀM VIỆC VÀ TOÀN KHÔNG GIANG PHÒNG

a Phân cấp chiếu sáng theo đặc điểm công việc và kích thước vật quan sát.

Xem theo Bảng 8-2 Phân cấp chiếu sáng và tiêu chuẩn chiếu sáng sản xuất trong nhà TCXD 16:1986

-Căn cứ vào yêu cầu, mục đích sử dụng và không gian làm việc mà phân

ra các loại:

-Chiếu sáng chung phân bố ánh sáng đều áp dụng cho trường hợp làm

việc phân bố đều và ổn định.

-Chiếu sáng chung phân bố ánh sáng không đều.

-Chiếu sáng hỗn hợp.

II.1.5 Quy định chất lượng chiếu sáng:

-3 chỉ tiêu chất lượng ánh sáng:

+ Độ rọi Etr: đánh giá mức độ no quang thông của trường sáng trên hai phương ngang và đứng.

( Xem hình 8-14 trang 165 )

+ Hiện tượng lóa mắt, đặc trưng bằng chỉ số lóa mắt M và N.

+ Chỉ số màu của ánh sáng Ra.

Trình tự tính toán

-Lựa chọn phương thức chiếu sáng ( chung hoặc hỗn hợp )

-Chọn loại đèn phù hợp

-Xác định độ rọi, chất lượng ánh sáng theo quy phạm

-Lựa chọn cách bố trí đèn, tính số đèn và công suất tiêu thụ

-Kiểm tra và điều chỉnh

-Tổ chức thẩm mĩ nội thất

II 2 1 Phân loại nguồn sáng:

a Nguồn điểm:

Kích thước nguồn sáng =< 0,2 khoảng cách chiếu sáng

b Nguồn đường:

Nguồn sáng thiết kế đặt thành dãy dài , hoặc liên tục hoặc cách quảng

c Nguồn mặt( mặt phát sáng):

Trần phát sáng , cửa sổ phát sáng, tập hợp nhiều panel phát sáng, kích thước các cạnh của mặt xấp xỉ bằng khoảng cách chiếu sáng

-Ett : do cường độ phát sáng của nguồn và tương gian giữa nguồn với điểm tính toán trên mặt làm việc.

-Ep : phụ thuộc vào lượng quang thông ở nguồn, hệ số phản xạ, tỉ lệ kích thước hình học của phòng

- Khi tính toán quang thông Fđ luôn có lượng sai lệch F so với quang thông cần thiết Ft xác định từ đọ rọi tiêu chuẩn

- Nếu F trong giới hạn từ 10-20% có thể chấp nhận được

a Hai phương pháp bố trí đèn trong phương thức chiếu sáng chung:

- Bố trí phân tán đều theo lưới ô cờ hoặc sole ( áp dụng khi công việc không cần tính định hướng của ánh sáng )

- Bố trí phân tán từng nhóm điều (áp dụng khi có trang thiết bị che tối )

- Trong chiếu sáng nhân tạo thường dùng chỉ số

- L: Khoảng cách giữa các đèn

- Hp : Chiều cao treo đèn tính từ mặt làm việc Thường chọn n < 1,25

b Hai chỉ số kinh tế :

- Tỉ số giữa độ rọi tối thiểu Emin với công suất đơn vị Pđ ( W/m2)

bn càng lớn càng tiết kiệm

=> bn chính là hiệu suất phát quang của nguồn sáng

+ S : diện tích MLV (m2)

⇒ Căn cứ vào bn và bq để chọn khoảng cách tối ưu

+ Bố trí đèn ô cờ hình chữ nhật

a Trình tự tính toán gồm 5 bước

-Chọn loại đèn phù hợp

-Xác định chỉ số khoảng cách n= L/Hp tối ưu.-Xác định chiều cao treo đèn Hp có lợi nhất

Hp = H – (hc + hp)

J = hc/(Hp + hc)

H: chiều cao phòng

hp : chiều cao mặt làm việc

hc : chiều cao cổ trần

J : chỉ số treo đèn

b Cơ sở để xác định phương

pháp tính toán có 3 căn cứ

- Tính khoảng cách các đèn

L= n Hp

- Tính số lượng đèn cần thiết theo

chiều dài A , chiều rộng B của phòng

na= A/L

nb= B/L

N = na x nb

F = Ftt+ Fp

Ftt : tổng quang thông trực tiếp

Fp : quang thông phản xạ

a Hệ số lợi dụng quang thông của đèn ( còn gọi là hệ số có ích )

u = F/ (n.Fđ)

Phụ thuộc các yếu tố:

- Loại đèn, hiệu suất phát quang F càng lớn u càng tăng

- Chiều cao treo đèn (độ cao treo đèn càng cao u càng giảm)

- Màu của các bề mặt giới hạn của phòng

Chỉ số phòng i = S/Hp(a+b); với 0,6 <= i <= 5

-Các màu rất sáng, màu trắng nhạt 70%

-Màu vàng, xanh lá cây nhạt, màu ciment 50% -Các màu nguyên chất, gạch trần 30%

-Các màu tối, kính thủy tinh 10%

Mặt làm việc nếu có chỉ số phản xạ ánh sáng chừng khoảng 0,1 – 0,3

- Do tính chất hấp thụ của bề mặt nhân sáng nên F < n.Fđ

Đặc trưng hình học của hệ thống bố trí đèn xác định bằng 4 chỉ số

-Phương pháp này áp dụng để tính độ rọi tại 1 điểm trên MLV, nằm ngang, thẳng đứng, nghiêng.

* Nhược điểm: Bỏ qua các tác dụng của ánh sáng phản xạ do các bề mặt tạo nên trên mặt làm việc

a Tính độ rọi trên mặt phẳng ngang:

- Dùng bóng đèn chuẩn có quang thông F= 1000 Lm

- Độ rọi tại một điểm nào đó trên mặt phẳng bất kì do đèn rọi tới :

-Ngoài ra còn có các nguồn ở xa => kết quả phải

nhân thêm hệ số tăng cường M ( M>1)

Nếu sử dụng đèn có công suất khác nhau thì phải tính riêng từng đèn

Fđ : Quang thông thực của bóng đèn đã chọn

Kđ : Hệ số dự trữ bằng độ rọi tính toán Eu/Eđm độ rọi định mứ

Độ rọi định mức Eđm= Eo/Et ( Eo là độ rọi lúc đầu, Et là độ rọi sau thời gian t

sư dụng )

Nếu dùng đèn cùng công suất :

Nếu hình chiếu của tia sang ( OA= r ) vuông góc với mặt phẳng đứng Q, thì :

Trong đó, P Khoảng cách

gàn nhất giữa hình chiếu B

của nguồn tới giao tiếp

giữa 2 mặt phẳng P và Q

chúng thành đường dài

a Tính theo cường độ sáng

Khi a= 0 , thì cosa =1, cho nên

tại điểm O, độ rọi Eo bằng:

-Tính từng điểm

Để đơn giản khí tính toán cần thiết phải áp dụng khái niệm ( hệ số độ rọi e )

B : độ chóio: diện tích hình chiếu

Lần lượt tính độ rọi tại A do các mặt phát sáng xa hơn : Ea1 , Ea2 ,… như vậy độ rọi tại A bằng

F = n.Fđ Fđ : Quang thông của một bóng đèn

Xác định độ trưng R :

Trong đó: n , F và S lần lượt là hiệu suất quang thông của nguồn mặt và diện tích của nguồn mặt

Tính độ rọi tại điểm tính toàn trên mặt làm việc với mặt phát

sáng gần nhất , điểm A chẳng hạn như EA1 bằng:

Nhằm đảm bảo một hoàn cảnh ánh sáng tốt.

( đối với các công việc tinh xảo , chính xác cao r <

20 và đối với công việc bình thường r <5 )

Khi nhìn vật quan sát trên mặt làm việc, hệ số phản xạ hỗn hợp của vật quan sát và nền đặt vật quan sát trong giới hạn đủ để nhìn rõ là Pn, ánh sáng phản xạ tuân theo định luật Lambert, khi đó , độ chói quan sát Bn bằng:

Độ rọi trung bình của trần và cổ trân E1, của tương E3 và của mặt làmviệc E4, có thế xác định bằng biểu thức:

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI

• NGUYỄN NGỌC QUIÙ

• TRẦN NGỌC NAM

• LÂM QUỐC THÀNH

• LÊ NGUYỄN ÁI NHÂN

• ĐOÀN KIM KHẢI

• HỒ QUANG VŨ