KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG CD1

17/04/14 KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - ĐHNT BÀI GIẢNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG Môn: Kỹ thuật chiếu sáng GV: Ths BÙI THÚC MINH E-mail: buithucminh@gmail.com ĐT: 0989 712 961 NHA TRANG 2014 MỤC TIÊU • Hiểu đại lượng chiếu sáng • Biết Các loại nguồn sáng, thiết bị chiếu sáng • Biết sử dụng tiêu chuẩn chiếu sáng • Thiết kế chiếu sáng nhà, ngồi trời,… • Ứng dụng phần mềm để thiết kế chiếu sáng 17/04/14 YÊU CẦU • Sinh viên phải hiểu biết về: – Vật lý Quang điện – Tin học bản, autocad,… – Các ký hiệu điện – Các vật liệu điện – Thiết kế cung cấp điện NỘI DUNG Chủ đề Tổng quan chiếu sáng Chủ đề Các thiết bị chiếu sáng Chủ đề Phương pháp thiết kế chiếu sáng Chủ đề Ứng dụng phần mềm thiết kế chiếu sáng 17/04/14 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thúc Minh, Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng, ĐHNT 2013 [2] Dương Lan Hương, Kỹ thuật chiếu sáng, NXB ĐHQG TP HCM 2005 [3] PGS TS Quyền Huy Ánh, CAD kỹ thuật điện, NXB ĐHQG Tp HCM – 2008 [4] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện, NXB KH&KT, HN 2008 [5] Các qui phạm chiếu sáng nhân tạo công trình xây dựng dân dụng TCVN (TCXDVN 333 : 2005; QCXDVN 09: 2013, ) [6] Monika Schnell, Handbook of Lighting Design, Printed in Germany [7] Phần mềm thiết kế chiếu sáng LUXICON, Hãng Cooper lighting [8] Mạng Internet (bản tin dự án chiếu sáng công cộng hiệu suất cao Việt Nam,…) [9] Nguyễn Xuân Phú, Cung cấp điện, NXB KHKT 2012 ĐÁNH GIÁ • Bài tập, kiểm tra, báo cáo: 50% • Thi kết thúc mơn: 50% • Hình thức thi: máy tính (được dùng tài liệu) • Thời gian: 60 phút 17/04/14 Câu hỏi test kiến thức sinh viên Vẽ sơ đồ cung cấp điện chiếu sáng, quạt phòng… SV tìm hiểu mơn kỹ thuật chiếu sáng? Tầm quan trọng chiếu sáng chất lượng tốt? Các loại đèn chiếu sáng thường dùng nay? Cách lựa chọn đèn phù hợp? Báo cáo 10 11 Các loại đèn sợi đốt (lộ trình loại bỏ) Đèn huỳnh quang Tăng phô điện tử Các đèn phóng điện Các nguồn sáng Thiết kế chiếu sáng cho giảng đường Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí Thiết kế chiếu sáng đường giao thơng Hệ thống cung cấp điện chiếu sáng Điều khiển hệ thống chiếu sáng Thiết kế cải tạo hệ thống chiếu sáng 17/04/14 Thời gian • Theo lịch trình giảng dạy trang web môn Điện công nghiệp http://www.ntu.edu.vn/khoadientu/vivn/home.aspx 10 17/04/14 Mục đích chiếu sáng • Chất lượng chiếu sáng có ảnh hưởng đến hoạt động bình thường người, tiêu kinh tế Chất lượng ánh sáng tốt - Tăng hứng khởi sảng khoái tinh thần - Tăng thẩm mỹ - Tăng độ an toàn sức khỏe - Tăng khả sáng tạo - Tăng suất lao động - Giảm tỉ lệ phế phẩm - Giảm thiệt hại kinh tế,… 11 Định nghĩa chiếu sáng Định nghĩa: Kỹ thuật chiếu sáng khoa học nghiên cứu sinh ra, phân bố lan truyền không gian xạ điện từ dải quang phổ Dải quang phổ: dải quang phổ điện từ trường với độ dài bước sóng từ 0,001um đến 1mm 12 17/04/14 Bức xạ chia làm vùng: - Bức xạ tử ngoại: 0,001um-0,38um - Bức xạ nhìn thấy: 0,38um-0,78um - Bức xạ hồng ngoại: 0,78um-1mm 13 Bức xạ nhìn thấy 14 17/04/14 15 • Quang phổ (phổ): tập hợp xạ điện từ có tần số khác xếp theo bước sóng • Ánh sáng: xạ điện từ có bước sóng khoảng 0,38-0,78um, mà mắt người cảm thụ • Màu sắc: – Màu vơ sắc: đen, trắng xám – Màu hữu sắc: tất màu có quang phổ ánh sáng 16 17/04/14 Nguồn sáng • Nguồn sáng: vật thể mà phát chùm phân kỳ ánh sáng – Nguồn sáng điểm: tập trung điểm – Nguồn sáng đường: trải dài theo đường thẳng – Nguồn ánh sáng sơ cấp: biến đổi dạng lượng khác thành ánh sáng – Nguồn ánh sáng thứ cấp: phát trở lại ánh sáng tới, sau ánh sáng được giữ lại phần hấp thụ bị đổi hướng truyền phản xạ hay khúc xạ 17 Các đại lượng đo ánh sáng • Quang thông • Quang hiệu • Cường độ ánh sáng • Độ rọi • Độ chói 18 17/04/14 4.1 Quang thơng • Ký hiệu: ɸ • Đơn vị: Lumen (Lm) • Là đại lượng đặc trưng cho khả nguồn xạ ánh sáng không gian hay • Lượng ánh sáng phát từ nguồn sáng 19 4.1 Quang thông 20 10 17/04/14 4.2 Quang hiệu (Hiệu suất phát sáng) • Ký hiệu: H • Đơn vị: lm/W • Quang hiệu nguồn sáng xác định: tỷ số quang thông phát cơng suất nguồn sáng H= ɸ/P Ví dụ: đèn huỳnh quang có cơng suất 40W, quang thơng 2400lm => Quang hiệu: 2400/40=60lm/W 21 4.3 Cường độ ánh sáng • Ký hiệu: I; Đơn vị: Candela (cd) • Mật độ không gian quang thông nguồn sáng phát theo hướng 22 11 17/04/14 4.3 Cường độ ánh sáng • Góc khối có giá trị lớn tâm điểm nhìn tồn mặt cầu 23 4.4 Độ rọi E (lx lux) • Mật độ phân bố quang thơng bề mặt chiếu sáng • Hệ số đồng độ rọi: tỷ số độ rọi yếu giá trị trung bình • Độ rọi tiêu chuẩn cần thiết yêu cầu chiếu sáng cho tài liệu thiết kế 24 12 17/04/14 Giá trị độ rọi thực tế: • Độ rọi mặt đất trưa nắng hè: 35000 70000 lux • Độ rọi trưa mùa đơng: 25000 - 35000 lux • Đêm trăng rằm: 0,25 lux • Phòng làm việc: 300 - 600lux • Nhà ở: 150 - 300lux • Đường phố có đèn chiếu sáng: 20 - 50lux 25 => Độ rọi: tỷ lệ với cường độ sáng tỷ lệ nghịch với khoảng cách đến bề mặt chiếu sáng 26 13 17/04/14 Kiểm tra độ rọi 27 • Nguồn sáng đường 28 14 17/04/14 • Tại điểm Q bề mặt làm việc cách điểm P khoảng l: 29 • Điểm P số vị trí đặc biệt 30 15 17/04/14 31 4.5 Huy độ (Độ chói) L • Độ chói bề mặt chiếu sáng theo hướng quan sát tỷ lệ cường độ sáng I theo hướng diện tích nhìn S từ hướng 32 16 17/04/14 • Một bóng đèn sợi đốt có I=500 cd xạ ánh sáng lên tồn diện tích bóng đèn S=100cm2 độ chói 5.104cd/m2, dùng chao thủy tinh mờ có diện tích bề mặt S=706,5cm2 độ chói lúc L=7077cd/m2 – – – – – Độ chói mặt trời 165.107cd/m2 Mặt trăng: 2500 cd/m2 Đèn sợi đốt 100W – 6.106 cd/m2 Đèn huỳnh quang 40W – 7000 cd/m2 Trang giấy trắng 80cd/m2 • Chú ý: Độ chói L < 5000cd/m2 chưa gây cảm giác chói mắt 33 34 17 17/04/14 35 36 18 17/04/14 37 Câu hỏi • Cách tính độ rọi, độ chói loại nguồn sáng • Cấu tạo, nguyên lý làm việc thiết bị đo độ rọi ánh sáng 38 19 17/04/14 Bài tập Mặt trời đỉnh tạo bề mặt trái đất E=116.103lux Bán kính trái đất rd=6300km • Hỏi: – Quang thơng xạ mặt trời xuống trái đất – Cường độ sáng xạ từ mặt trời Biết khoảng cách trái đất mặt trời d=150.106km – Độ chói quan sát từ trái đất? Biết bán kính mặt trời rmt=695.103km 39 Bài tập Một đèn điện 75W, 220V treo độ cao h=1,35m so với bề mặt làm việc, phát quang theo hướng với quang thông 970lm Xác định: • Độ rọi bề mặt làm việc điểm thẳng góc với đèn • Độ rọi điểm cách điểm l=0,6m theo phương nằm ngang 40 20 17/04/14 Bài tập Một đèn điện gồm bóng đèn sợi đốt 100W/220V treo độ cao 1,5m so với bề mặt làm việc, phát quang theo hướng với quang thơng bóng 1390lm Hãy xác định: a Độ rọi bề mặt làm việc điểm thẳng góc với đèn b Độ rọi điểm cách điểm Là 0,84m theo phương nằm ngang 41 Bài tập Một đèn huỳnh quang dài 1,2m có cơng suất 40W, hiệu suất phát quang 50lm/W, treo độ cao 1,45m so với bề mặt làm việc Hãy tính độ rọi điểm P bề mặt làm việc thẳng góc với đèn độ rọi điểm Q bề mặt làm việc cách điểm P khoảng 1,67m theo phương nằm ngang (đèn khuếch tán hoàn toàn) 42 21 17/04/14 Bài tập Một đèn gồm bóng đèn huỳnh quang dài L=1,2m có cơng suất 36W, quang thơng 2850lm, treo độ cao h=1,55m so với bề mặt làm việc • Hãy tính độ rọi điểm P bề mặt làm việc thẳng góc với đèn độ rọi điểm Q bề mặt làm việc cách điểm P khoảng l=2m theo phương ngang 43 Bài tập Một đèn huỳnh quang dài L=1,2m treo độ cao h=1,5m so với bề mặt làm việc • Hãy tính độ rọi điểm P bề mặt làm việc thẳng góc với điểm O (nằm A B) cách đầu A đoạn L/3 độ rọi điểm Q bề mặt làm việc, cách điểm P khoảng l=1,6m theo phương nằm ngang 44 22 17/04/14 Bài tập Một đèn huỳnh quang dài L=1,2m treo độ cao h=1,5m so với bề mặt làm việc • Hãy tính độ rọi điểm P bề mặt làm việc thẳng góc với điểm O (nằm ngồi đoạn AB) cách đầu A đoạn lAO=L/3 độ rọi điểm Q bề mặt làm việc, cách điểm P khoảng l=1,6m theo phương nằm ngang 45 Bài tập Hai đèn huỳnh quang dài L=1,2m treo nối tiếp độ cao h=2m so với bề mặt làm việc • Hãy tính độ rọi điểm P bề mặt làm việc thẳng góc với điểm tiếp giáp đầu bóng đèn điểm Q bề mặt làm việc, cách điểm P khoảng l=2,6m theo phương nằm ngang 46 23 17/04/14 Bài a Coi quang thông mặt trời xạ xuống trái đất rơi vào bề mặt pi.r2 vng góc MTTĐ – Từ thơng = E.S=E.pi.r2 b Góc nhìn trái đất từ mặt trời – Góc khối=pi.r2/d2 • Cường độ xạ=từ thơng/góc khối 47 Bài    Max  4 Đèn chiếu theo hướng: Cường độ sáng bóng đèn: a Độ rọi điểm b Độ rọi điểm I  970   77,2cd  4.3,14 I cos  77,2.1   42,36lux h2 1,352 l 0,6   arctg  arctg h 1,35  cos   0,914 E1  I cos  77,2.0,9143 E2    32,33lux h2 1,352 48 24 17/04/14 Bài   H P  50.40  2000lm I  2000   180,12cd 9,25.L 9,25.1,   arctg L 1,2  arctg  0,69rad h 1,45  cos   0,77; sin   0,37 l 1,67  arctg  0,855 h 1,45  cos   0,656   arctg 49 25 ... Các nguồn sáng Thiết kế chiếu sáng cho giảng đường Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí Thiết kế chiếu sáng đường giao thơng Hệ thống cung cấp điện chiếu sáng Điều khiển hệ thống chiếu sáng Thiết... thức sinh viên Vẽ sơ đồ cung cấp điện chiếu sáng, quạt phòng… SV tìm hiểu mơn kỹ thuật chiếu sáng? Tầm quan trọng chiếu sáng chất lượng tốt? Các loại đèn chiếu sáng thường dùng nay? Cách lựa chọn... quan chiếu sáng Chủ đề Các thiết bị chiếu sáng Chủ đề Phương pháp thiết kế chiếu sáng Chủ đề Ứng dụng phần mềm thiết kế chiếu sáng 17/04/14 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thúc Minh, Bài giảng Kỹ thuật