Thiết kế cung cấp điện cho trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương”

Thiết kế cung cấp điện cho trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ theo hướng Công nghiệp hóa Hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện năng trong lĩnh vực công nghiệp tăng cao.Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện năng luôn giữ một vai trò quan trọng. Ngày nay điện năng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, phân xưởng cơ khí mới, một khu dân cư mới. Khi đời sống cao thì nhu cầu càng cao, nhất là với sự Công nghiệp hóa Hiện đại hóa ngày nay, các khu công nghiệp, đô thị, xa lộ, các công trình thể thao càng phát triển nhanh chóng thì việc thiết kế cung cấp điện ngày càng yêu cầu đúng theo các tiêu chuẩn, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đem lại thẩm mỹ cho công trình kể cả nội, ngoại thất và chiếu sáng tạo lên vẻ đẹp vào ban đêm. Nhận thấy sự cần thiết của việc phân tích, thiết kế các hệ thống chiếu sáng,em quyết định chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho Trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương” để hình dung các bước cụ thể trong công việc của người thiết kế, cũng như vẫn dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn, nhằm trang bị cho mình một kiến thức cần thiết cho công việc sau này. 2. Mục đích của đề tài Nghiên cứu lý thuyết về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện để phân tích, tính toán, lựa chọn phương pháp án thiết kế cung cấp điện cho Trường Tiểu học Ngọc Châu. Thành phố Hải Dương 3. Đối tượng, phạm vi đề tài Đối tượng: Thiết kế hệ thống chiếu sáng. Phạm vi đề tài: Hệ thống chiếu sáng cho Trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương 4. Phương pháp thực hiện Tham khảo nguồn tài liệu nghiên cứu: Kỹ thuật chiếu sáng, Khí cụ điện, Hệ thống cung cấp điện; Khảo sát, phân tích, tính toán và tổng hợp các kiến thức từ thực tiễn. 5. Dự kiến đóng góp của đề tài Là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện, điện tử Trường Đại học Hải Dương về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện chiếu sáng; Đề tài có tính thực tiễn cao và có khả năng áp dụng được trong thực tế. Đề tài đã chỉ ra được phương án cấp điện tối ưu cho tòa nhà. 6. Kết cấu của bài Ngoài mục lục, phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, đề tài gồm 3 chương như sau: Chương 1. Giới thiệu chung về chiếu sáng. Chương 2. Các phương pháp tính toán chiếu sáng. Chương 3. Thiết kế chiếu sáng cho nhà Trường Tiểu học Ngọc Châu, thành phố Hải Dương.

LỜI NÓI ĐẦU

Ánh sáng là vấn đề đặc biệt quan trọng trong đời sống Ngoài việc chiếu sáng bằngánh sáng tự nhiên thì ánh sáng nhân tạo đặc biệt quan trọng Lịch sử chiếu sáng nhân tạođược chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn trước khi có đèn điện và giai đoạn sau khi có đènđiện Giai đoạn trước khi có đèn điện thì loài người thường chiếu sáng ban đêm bằng bếplửa, nến, dầu hỏa Những nguồn sáng này có ánh sáng thấp, nguồn sáng cực kì yếu, hạnhẹp và hiệu suất thấp Từ khi ngành điện ra đời đến giữa thế kỉ XIX những ngọn đèn điệnđầu tiên được sáng chế, nhưng hơn một trăm năm gần đây, đèn điện mới được phát triểnkhông ngừng với những tiến bộ vượt bậc, mở ra kỉ nguyên văn minh mới cho loài người.Lúc đầu con người chưa quan tâm lắm đến chiếu sáng cũng như tính mỹ thuật và thẩm

mỹ, khi đời sống cao thì nhu cầu càng cao, nhất là khi sự công nghiệp hóa hiện đại hóanhư ngày nay, các khu công nghiệp, đô thị, xa lộ, các công trình thể thao càng phát triểnnhanh chóng việc thiết kế công trình chiếu sáng phải đúng theo các tiêu chuẩn, đảm bảocác yêu cầu kỹ thuật đem lại thẩm mỹ cho công trình kể cả nội và ngoại thất, chiếu sángtạo lên vẻ đẹp vào ban đêm

Việc thiết kế cho các công trình nói chung và thiết kế cho phòng làm việc nóiriêng, người kỹ sư thiết kế chiếu sáng phải đặc biệt quan tâm đến yếu tố kỹ thuật và thẩm

mỹ của công trình

Được sự giúp đỡ của các thầy/cô trong khoa Hệ thống điện, đặc biệt là sự giúp đỡ

tận tình của giảng viên hướng dẫn: Ths.Lê Thị Nụ em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp

của mình với đề tài“Thiết kế cung cấp điện cho trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương” Trong suốt giời gian làm việc, dưới sự chỉ đạo trực tiếp của cô Ths.Lê

Thị Nụ, em đã hình dung được các bước cụ thể trong công việc của người thiết kế, cũngnhư vẫn dụng các kiến thức đã học, học hỏi thêm ở cô, ở bạn những kiến thức quí báu vàtìm hiểu sâu hơn trong lĩnh vực cung cấp điện để trang bị cho mình một kiến thức cầnthiết cho công việc sau này

Tuy nhiên vì kiến thức và thời gian có hạn nên bản đồ án của em vẫn còn nhiều saisót và hạn chế Em rất mong được sự xem xét và chỉ bảo của các thầy/cô để em có thểhoàn thiện tốt hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ theo hướng Côngnghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện năng trong lĩnh vựccông nghiệp tăng cao.Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện năng luôngiữ một vai trò quan trọng Ngày nay điện năng không thể thiếu được trong hầu hết cáclĩnh vực khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, phân xưởng cơ khímới, một khu dân cư mới

Khi đời sống cao thì nhu cầu càng cao, nhất là với sự Công nghiệp hóa - Hiện đạihóa ngày nay, các khu công nghiệp, đô thị, xa lộ, các công trình thể thao càng phát triểnnhanh chóng thì việc thiết kế cung cấp điện ngày càng yêu cầu đúng theo các tiêu chuẩn,đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đem lại thẩm mỹ cho công trình kể cả nội, ngoại thất vàchiếu sáng tạo lên vẻ đẹp vào ban đêm

Nhận thấy sự cần thiết của việc phân tích, thiết kế các hệ thống chiếu sáng,em

quyết định chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho Trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phố Hải Dương” để hình dung các bước cụ thể trong công việc của người thiết

kế, cũng như vẫn dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn, nhằm trang bị cho mình mộtkiến thức cần thiết cho công việc sau này

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu lý thuyết về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện để phân tích, tính toán, lựachọn phương pháp án thiết kế cung cấp điện cho Trường Tiểu học Ngọc Châu Thành phốHải Dương

3 Đối tượng, phạm vi đề tài

Đối tượng: Thiết kế hệ thống chiếu sáng

Phạm vi đề tài: Hệ thống chiếu sáng cho Trường Tiểu học Ngọc Châu, Thành phốHải Dương

4 Phương pháp thực hiện

- Tham khảo nguồn tài liệu nghiên cứu: Kỹ thuật chiếu sáng, Khí cụ điện, Hệ

thống cung cấp điện;

- Khảo sát, phân tích, tính toán và tổng hợp các kiến thức từ thực tiễn.

5 Dự kiến đóng góp của đề tài

- Là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện, điện tử Trường Đại họcHải Dương về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện chiếu sáng;

- Đề tài có tính thực tiễn cao và có khả năng áp dụng được trong thực tế Đề tài đãchỉ ra được phương án cấp điện tối ưu cho tòa nhà

6 Kết cấu của bài

Ngoài mục lục, phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, đề tài gồm 3 chươngnhư sau:

Chương 1 Giới thiệu chung về chiếu sáng

Chương 2 Các phương pháp tính toán chiếu sáng

Chương 3 Thiết kế chiếu sáng cho nhà Trường Tiểu học Ngọc Châu, thành phốHải Dương

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CHIẾU SÁNG 1.1 Đặt vấn đề

Trong thời kì Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa như ngày nay, song song với việcchiếu sáng tự nhiên thì chiếu sáng nhân tạo là một điều không thể thiếu với con ngườitrong cuộc sống hiện tại Vậy chiếu sáng là gì?

Khái niệm về chiếu sáng:sóng điện từ là hiện tượng lan truyền theo đường thẳngcủa điện trường và từ trường, mọi sóng điện từ đều tuân theo các định luật vật lý, cụ thể

là các định luật truyền sóng, các định luật phản xạ và khúc xạ, những ảnh hưởng của sóngkhác nhau rõ rệt tùy theo năng lượng được truyền đi, nghĩa là tùy theo các bước sóng

Ánh sáng là một loạt sóng điện từ mà mắt người có thể cảm nhận trực tiếp

Ánh sáng là yếu tố rất quan trọng đối với sức khỏe và khả năng hoạt động của conngười Trong sinh hoạt và lao động, việc chiếu sáng thích hợp sẽ tránh mệt mỏi thị giác,tránh tai nạn lao động vào bệnh nghề nghiệp

Ta thấy màu ánh sáng phụ thuộc vào độ dài sóng Ánh sáng khả kiến (ánh sángnhìn thấy được) là những bức xạ quang học có bước sóng khoảng (0,3800,760) ứng vớicác dải màu: Tím, lam (xanh da trời), lục (xanh lá cây), vàng, cam, hồng, đỏ, tía Tia đỏ(hồng ngoại) và tia tím (tử ngoại) cũng được phân loại là bức xạ sóng ánh sáng, nhưng làánh sáng không nhìn thấy bằng mắt thường của người được

Mắt người nhạy với bức xạ đơn sắc màu vàng lục = 0,555, do đó người ta lấy độsáng tương đối của bức xạ vàng lục làm chuẩn so sánh, đánh giá độ sáng của các bức xạkhác nhau

Ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng 380 nm ÷ 780 nm

Ủy ban quốc tế về chiếu sáng đưa ra các giới hạn cực đại của phổ màu như sau:

Bảng 1.1.Bảng phổ màu

Tử Tím Xanh da trời Xanh lá cây Vàng Da cam Đỏ Hồng

1.2 Phân loại chiếu sáng

- Căn cứ vào dạng chiếu sáng:

+ Chiếu sáng công nghiệp: là ánh sáng cấp cho các khu công nghiệp như: nhàxưởng, kho, bãi…

+ Chiếu sáng dân dụng: là ánh sáng cung cấp cho các căn hộ, gia đình, trườnghọc, bệnh viện, khách sạn…

- Căn cứ vào mục đích chiếu sáng:

+ Chiếu sáng chung: là chiếu sáng tạo ra độ sáng đồng đều trên bề mặt chiếusáng;

+ Chiếu sáng cục bộ: là hình thức ánh sáng tập chung cho một điểm hay cho mộtdiện tích hẹp;

+ Chiếu sáng dự phòng: là chiếu sáng dự phòng khi sẩy ra mất điện

Nhưng mỗi hình thức chiếu sáng đều có yêu cầu riêng, đặc điểm riêngvà phụ tảichiếu sáng phải phù hợp với từng mục đích Do vậy phải có phương pháp tính toán chiếusáng khi thiết kế chiếu sáng trong từng trường hợp để đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật, mĩthuật chiếu sáng

1.3 Hệ thống chiếu sáng của những nơi làm việc

1.3.1 Chiếu sáng chung

Chiếu sáng chung đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích làm việc haytoàn bộ phòng làm việc Đặc biệt, ở những phòng trong đó có chiếu sáng cục bộ, thì chiếusáng chung có mục đích là đảm bảo duy trì trong giới hạn đủ thoả mãn để nhìn

Chiếu sáng chung được dùng trong các phân xưởng có diện tích làm việc rộng cóyêu cầu về độ rọi gần như nhau tại mọi điểm rên bề mặt đó Chiếu sáng chung còn sửdụng phổ biến ở các nơi mà ở đó quá trình công nghệ không đòi hỏi mắt phải làm việccăng thẳng như ở phân xưởng mộc, rèn, hành lang

Trong hình thức chiếu sáng này thông thường các bóng đèn được treo cao trên trầnnhà theo một quy luật nào đó để tạo nên độ rọi đồng đều trong phân xưởng

a).Phương pháp bố trí so le b) Phương pháp bố trí đường thẳng

Hình 1.1 Một số phương án bố trí đèn trong phương pháp chiếu sáng chung

1.3.2 Chiếu sáng cục bộ

Ở những nơi cần quan sát chính xác, tỉ mỉ, phân biệt rõ các chi tiết… thì cần có độrọi cao mới làm việc được Muốn vậy phải dùng phương pháp chiếu sáng cục bộ, nghĩa làđặt đèn vào gần nơi cần quan sát Vì khi để gần chỉ cần bóng đèn có công suất nhỏ cũngtạo nên độ rọi lớn trên bề mặt chi tiết cần quan sát, do đó giảm được chi phí về vốn đầutư

Chiếu sáng cục bộ thường được dùng để chiếu sáng các chi tiết gia công trên máycông cụ, chiếu sáng ở các bộ phận kiểm tra, lắp máy, hoặc khi làm việc trong các nồi hơi,máng ống nước… Tại những nơi này, chiếu sáng chung thường không đủ độ rọi cần thiết,nên phải dùng thêm các đèn chiếu sáng cục bộ Các loại đèn chiếu sáng cục bộ trên cácmáy công cụ hoặc các đèn cầm tay di động thường phải dùng với điện áp 36 V hoặc 12V

1.3.3 Chiếu sáng hỗn hợp

Chiếu sáng hỗn hợp là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung với chiếusáng cục bộ Chiếu sáng hỗn hợp được dùng ở những phân xưởng có những công việcthuộc cấp I, II, III ghi trong bảng phân cấp công việc Nó cũng được dùng khi cần phânbiệt màu sắc, độ lồi lõm, hướng sắp xếp các chi tiết… Chiếu sáng hỗn hợp thường đượcdùng ở các phân xưởng gia công nguội, các phân xưởng khuôn mẫu, đúc ở các nhà máy

cơ khí

1.4 Một số đại lượng dùng trong tính toán chiếu sáng

1.4.1 Quang thông- Đơn vị Lumen,viết tắt [lm]

Là năng lượng do một nguồn sáng phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thờigian, là thông lượng của năng lượng.

Những ánh sáng từ nguồn quang phát ra gồm nhiều sóng điện từ có bước sóngkhác nhau, do đó năng lượng của nó được biểu hiện:

e λ là hàm phân bố năng lượng;

Thông lượng toàn phần:

1.4.2 Cường độ sáng I - Đơn vị Candela [cd]

Nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong một góc đặc (hay góckhối) dw nó truyền đi một quang thông dF thì đại lượng dF/dw gọi là cường độ ánh sángcủa nguồn sáng trong phương đó

Độ rọi E:của một diện tích ở tại một điểm, là tỉ lệ giữa quang thông dF nhận

được bởi một vi phân diện tích ở xung quanh điểm này với diện tích dS của nó (hình 1.2):



n

S

dS dw



Hình 1.2 Minh họa công thức tính độ rọi

E=dF/dS

Đơn vị E là lux [lx], 1 lux = 1 lm/m2

Giả sử có một nguồn sáng S, chiếu vào diện tích dS có pháp tuyến n→ như

dI



Hình 1.3 Minh họa nguồn sáng S

Thông lượng của nguồn S đi qua diện tích là:

Tóm lại: độ rọi là mật độ quang thông rơi trên bề mặt diện tích(đơn vị lux).

Độ trưngR: của một bề mặt của một nguồn sáng có kích thước giới hạn tại một

điểm của nó, là tỉ lệ giữa quang thông dF phát ra từ một bề mặt so cấp xung quanh điểmnày và diện tích dS của nó: R=dF/dS

Như vậy, độ trưng là quang thông bức xạ trên một đơn vị diện tích của nguồn

Độ chói L:Đơn vị [cd/m2]

Người ta định nghĩa độ chói L của một diện tích của một nguồn sáng ở một điểmcủa nó, trong một phương cho trước (phương tạo lên góc α ) là tỉ lệ giữa cường độ ánhsáng đi theo một phương đã nêu của một vi phân diện tích dS xung quanh điểm này,vớidiện tích d δ =dS cos α

(d δ - là hình chiếu của dS lên mặt phẳng vuông góc với phương đã chọn)

L=

dλI

dS cos α =

dλI dλδ [

giảm năng suất phát quang của đèn Ngoài ra bóng có thể là loại thủy tinh mầu dùng đểtrang trí hoặc làm đèn báo hiệu.

Hình 1.5 Cấu tạo đèn sợi đốt

Để tránh cho sợi dây tóc không bị đốt cháy do tác dụng của oxy, bóng được hútchân không và thay vào một ít chất hiếm như Argon, Krypton và Nitơ Kích cỡ bóng phải

đủ lớn để không bị hơi nóng của nhiệt tỏa ra làm nổ Hầu hết bóng đèn đều được lắp vàotrong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nónóng lên và đến mức phát ra ánh sáng

1.5.2.2 Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện chạy qua bóng đèn, dây tóc khi bị nung tới nhiệt độ 2400 –

340000K và phát ra ánh sáng Ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần lớn là tia hồngngoại nên gần giống với ánh sáng tự nhiên Khi nhiệt độ của sợi đốt càng tăng (nhỏ hơnnhiệt độ nóng chảy của Vonfram (3650K))thì phổ ánh sáng dịch chuyển từ hồng ngoạisang miền ánh sáng nhìn thấy

Trong môi trường chân không và nhiệt độ 2400 – 2600K, cực đại toả tia nằm ở lâncận 1100 nm và hiệu quả ánh sáng kém nên ngày nay bóng đèn chân không chỉ dùng chocác đèn có công suất <25W

Với t = 2700 – 3000K hiệu quả ánh sáng tăng một cách rõ rệt do trong miền ánhsáng nhìn thấy Nhưng bắt đầu có hiện tượng bay hơi kim loại dẫn đến dây đốt bị đứt.Hiện tượng này có thể bị chậm đi một cách đáng kể khi có thêm khí trơ (nitơ, agon,kripton), với mục đích tăng áp suất mặt ngoài của dây tóc nhưng lại có hiện tượng đối lưu

trong bóng, có sự truyền nhiệt và mất mát năng lượng từ trong bóng ra ngoài không khíxung quanh Do đó, hiện nay chỉ với bóng có công suất lớn hơn 60W người ta mới nạpkhí nêon và argon

Ở trạng thái đốt nóng, sợi đốt được bao bọc bởi một lớp khí tĩnh.Tổn thất nhiệtcàng nhiều nếu lớp khí tĩnh này càng dày.Để giảm tổn thất này, Langmuir đã quấn sợi đốthình xoắn rất dày sao cho lớp khí nằm trong đường kính của dây xoắn dầy hơn lớp khícủa sợi đốt

Ngày nay, dây tóc được dùng là dây xoắn kép (sợi đốt xoắn kép), thêm vào khí trơcác thành phần halogen (iốt hoặc brom) cho phép vonfram bay hơi lắng đọng trên sợi đốt

mà không ngưng đọng trên bóng đèn, hiệu quả ánh sáng đạt tới 20 đến 27 lm/W và tuổithọ trung bình 2000 giờ

Tổn thất càng giảm khi:

- Đường kính xoắn càng lớn;

- Chiều dài càng nhỏ;

- Bề mặt tiếp xúc có hiệu quả với khí càng nhỏ

Phương pháp dùng sợi đốt xoắn kép thường dùng cho các bóng có công suất25100 W vì nếu công suất lớn sẽ làm giảm một cách rõ rệt hiệu quả ánh sáng so vớinhững dây tóc quấn xoắn đơn

Ω, lm Hiệu suất sáng, Lm/W Ω, lm Hiệu suất sáng, Lm/W

200 3430 17,5 2990 14,9

1.5.2.4 Các ưu nhược điểm và ứng dụng của đèn sợi đốt

Các đèn sợi đốt có nhiệt độ thấp, thuận tiện cho việc chiếu sáng mức thấp và trungbình ở các khu vực dân cư như: chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng trang trí

Ngoài ra đèn sợi đốt còn được dùng làm đèn tín hiệu (tuổi thọ sợi đốt đến 8000h),các đèn phát tia hồng ngoại được sử dụng rất nhiều trong sưởi ấm, đốt nóng

- Ưu điểm:

+ Nối trực tiếp vào lưới điện;

+ Bòng đèn có nhiều loại kích thước, chế tạo với nhiều cấp điện áp và công suấtkhác nhau, thích ứng với mọi điều kiện sử dụng: 12, 36, 110, 127, 220V;

+ Bật sáng ngay, dễ điều khiển, kiểm soát phân bố ánh sáng;

+ Kích thước nhỏ, giá thành rẻ;

+ Hầu như hoàn toàn không phụ thuộc vào điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ

ẩm (thậm chí có thể được ngâm trong nước);

+ Sợi đốt dễ bị ảnh hưởng bởi rung động;

+ Tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo biến thiên điện áp nguồn

Biến thiên điện áp dẫn tới biến thiên dòng điện và do đó biến thiên sự đốt nóng,làm ảnh hưởng đến quang thông và tuổi thọ của đèn

Gọi 0, I0 , P0 và D0 lần lượt là quang thông phát ra, dòng điện, công suất tiêu thụ

và tuổi thọ của đèn ở điện áp định mức U0 thì ở điện áp U:

Tuổi thọ của đèn giảm từ 3700 giờ khi điện áp giảm đi 10% sang nhỏ hơn 500 giờkhi quá áp 5%

Để đảm bảo tuổi thọ đúng định mức, hiệu suất quang tốt, điện áp đặt lên hai cựcchỉ được giao động trong phạm vi  2,5%

Ví dụ: Sự thay đổi thông số của bóng đèn khi điện áp thay đổi  1%

- Sự già hoá của các đèn:

Việc suy giảm tính năng theo thời gian chủ yếu là do sự bốc hơi của sợi đốt kếthợp với không khí, hơi nước còn sót lại trong bóng Quang thông phát xạ thường nhỏ hơn

do bụi bám bên ngoài bóng đèn vì vậy cần định kỳ lau bóng đèn

- Các ứng dụng:Vì nhiệt độ màu thấp nên các loại đèn sợi đốt thích hợp với chiếu

sáng khu vực nhà với độ rọi thấp và trung bình

1.5.3 Đèn huỳnh quang

1.5.3.1 Đặc điểm

Là loại đèn phát ra ánh sáng lạnh, nhiệt lượng toả ra ít Đèn làm việc dựa trênnguyên tắc phóng điện giữa các điện cực và dưới tác dụng của tia cực tím lên lớp bộthuỳnh quang tráng bên trong ống đèn thuỷ tinh làm phát ra ánh sáng Màu sắc ánhsáng phát ra từ đèn tuỳ thuộc vào thành phần lớp bột huỳnh quang bao quanh gồmcác chất tungstène, calci, silicat kẽm+glucinium…

1.5.3.2 Cấu tạo

Gồm một ống thỷ tinh chứa khí trơ áp suất thấp, lớp trong được phủ một lớp bộtphát quang, và hai điện cực anot và catot

Hình 1.6 Cấu tạo đèn huỳnh quang

- Bóng là một ống phóng điện (ống thủy tinh mờ) bên trong chứa khí hiếm (acgon)với hai điện cực và và 1 lượng nhỏ hơi thuỷ ngân Ở thành trong của ống có phủ một chấtphát sáng (huỳnh quang) Trên mặt các điện cực có bôi điôxit bari hoặc strôni để dễ phát

xạ điện tử

Đèn huỳnh quang được nạp đầy khí argon ở áp suất (34)mmHg và một vài

mg thuỷ ngân (khoảng 12mg) Việc nạp khí argon vào đèn với áp suất thích hợp làmcho quá trình mồi phóng điện xảy ra dễ dàng hơn, bảo vệ cho các điện cực khỏi bịphá hỏng

Áp suất của hơi thủy ngân trong đèn phụ thuộc vào nhiệt độ của đèn, áp suất tốtnhất là 0,01 mm Hg Khi đèn làm việc thuỷ ngân lỏng biến thành khí, áp suất hơi thuỷngân bão hoà trong đèn được giới hạn trong khoảng (0,8  1,3) at và chỉ ở áp suất ấyphát sáng có trị số lớn nhất

- Tắc te nhiệt: thực chất là công tắc tự động làm việc dưới điện thế thích hợp.Cấu tạo tắc te bởi một lưỡng kim nhiệt được đặt trong một bóng chứa đầy néon vàbình thường hai điện cực này hở mạch Để triệt tiêu phóng điện giữa hai điện cực tắc

te chấn lưu nhờ một tụ điện mắc giữa hai điện cực và cũng có tác dụng làm đèn khởiđộng nhanh

Công suất tiêu tán thường xuyên trên tắc te khoảng 1W để tránh cho miếng lưỡngkim không bị nguội khi ngắt mạch ống

Điện dung C= 5–7 nF có tác dụng làm tăng thời gian quá điện áp khi ngắt làm choviệc mồi dễ dàng, đồng thời để tiêu từ trường cuộn kháng trên chấn lưu

- Chấn lưu: đối với loại đèn phóng điện, khi làm việc, điện trở của đèn có đặc tính

âm sẽ càng lúc càng giảm khi cường độ dòng điện qua đèn tăng và sẽ làm hỏng đèn Dovậy cần phải mắc thêm một cuộn cảm nối tiếp với đèn nhằm mục đích giữ ổn định dòngđiện qua đèn để duy trì sự phóng điện ổn định và đồng thời tạo điện thế cao để dễ khởiđộng đèn lúc ban đầu Do nhiệm vụ trên lên cuộn cảm kháng còn được gọi là ballast

Để đèn làm việc luôn luôn được tốt phải duy trì không làm thay đổi áp suất củahơi trong đèn:

+ Áp suất của hơi tăng lên (dù rất nhỏ), sẽ làm đèn khởi động khó khan;

+ Áp suất của hơi giảm đi (dù rất nhỏ), sẽ làm giảm hiệu quả phát sáng của đèn, đểduy trì sự phóng điện bóng đèn phải tương đối dài để có nhiệt độ thấp, không làm tăng ápsuất của thủy ngân

1.5.3.3 Nguyên lý làm việc

Nguyên lý phát sáng của bóng đèn huỳnh quang: là sự phóng điện trong chất khí,hơi thuỷ ngân phát ra tia tử ngoại, kích thích lớp bột huỳnh quang ở vách bên trong ống,bức xạ thành ánh sáng nhìn thấy

- Khi chưa đóng mạch điện, hai tiếp điểm của tắc-te ở trạng thái mở;

- Khi đóng mạch điện, toàn bộ điện áp đặt trên hai cực tắc-te, gây nên sự phóngđiện nháy sáng (phóng điện hồ quang giữa các tiếp điểm trong tắc te) Hồ quang đốt nónglưỡng kim loại, làm cho nó giãn nở và cong đi, đầu các tiếp điểm được nối với nhau làmcho mạch điện được nối liền

Sự co dãn của lá kim loại làm cho tiếp điểm của tắc-te đóng lại, mạch điện đượcnối liền và dòng điện đi qua các cực (dây tóc) của bóng đèn Lúc này hai cực nóng lên vàbắn ra điện tử tự do được gia tốc bởi điện trường, i-on hoá khí argon ở hai đầu cực làmcho nhiệt độ hai đầu cực tăng lên Động năng của các điện tử tự do biến đổi thành nănglượng kích thích các nguyên tử thủy ngân, thuỷ ngân bốc hơi dẫn đến sự i-on hoá toàn bộlượng khí có trong bóng đèn, đèn phát sáng.

Khi đèn sáng, sự phóng điện của tắc-te ngừng lại do điện áp ở hai cực của tắc-tetụt xuống, lá kim loại kép nguội, co lại về vị trí ban đầu, tiếp điểm của tắc-te mở ra vàdòng điện rẽ nhánh qua tắc-te bị ngắt Bóng đèn đã làm việc thì tắc-te không còn tácdụng, nếu rút tắc-te ra, bóng đèn vẫn làm việc bình thường

Hộp chấn lưu được tính toán sao cho dòng đốt nóng sơ bộ các điện cực bằng(1,21,8) Idm của đèn Do cuộn chấn lưu có điện cảm lớn, tại thời điểm các điện cực củatacte tách ra, trong cuộn chấn lưu xuất hiện xung điện áp lớn do dòng bị cắt đột ngột,xung điện áp này đặt lên đèn làm phát sinh sự phóng điện trong chất khí giữa hai đầu cựcbóng đèn và mồi đèn

Sự mồi đèn thường xảy ra sau (25) lần tác động của tacte.Thời gian khởi độngđèn từ 2-5 giây

- Khi các tia hồ quang phóng điện đập vào chất phát sáng, một phần năng lượngcủa chúng biến thành nhiệt năng, phần lớn còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục

có bước sóng phân bố tùy thuộc bản chất của chất huỳnh quang thành ánh sáng;

- Màu của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào lượng chất huỳnh quang và áp suấttrong ống

1.5.3.4 Ưu điểm, nhược điểm đèn huỳnh quang

- Ưu điểm:

+ Có hiệu suất gấp 3 đến 4 lần và có tuổi thọ gấp 10-20 lần đèn sợi đốt;

+ Hiệu suất phát sáng cao, có thể đạt 80 lm/W;

+ Tuổi thọ lớn, có thể đạt 10.000 h;

+ Có thể tạo được nguồn sáng với những tập hợp quang phổ khác nhau;

+ Độ chói tương đối ít (5000 – 8000 cd/m2);

+ Quang thông của đèn ít bị phụ thuộc khi điện áp lưới giảm;

+ Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp (khoảng 450 C)

- Nhược điểm:

+ Sơ đồ đấu phức tạp vì cần thêm tắc te;

+ Kích thước bóng đèn phụ thuộc vào điện áp, công suất;

+ Phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường làm việc, số lần bật tắt: đèn có quangthông cực đại khi nhiệt độ môi trường khoảng 250C Ngoài giới hạn nhiệt độ trên hiệusuất của bóng đèn bị giảm, nếu nhiệt độ của môi trường nhỏ hơn 100C, bóng đèn khônglàm việc;

+ Quang thông giảm nhiều khi dùng đèn lâu;

+ Khi nhìn sẽ bị hại mắt nếu lắp 1 đèn, gây ảo giác;

+ Cần lắp thêm tụ điện để giảm lượng công suất vô công mà nó tiêu thụ do mạchcủa đèn huỳnh quang có tiêu thụ công suất phản kháng (cuộn chấn lưu) làm cho hệ sốcông suất cos thấp (0,50,6);

+ Khi điện áp giảm quá thì khó khởi động (< 10% Udm), nếu điện áp giảm quá30% thì không khởi động được Khi không ổn định làm cho chất huỳnh quang ở 2 đầuđiện cực bị hư hỏng, catốt phản xạ kém Điện áp và tần số lưới biến thiên ảnh hưởngnhiều đến quang thông và chất lượng chiếu sáng;

+ Giá thành cao

*)Hiện nay, bên cạnh đèn huỳnh quang, người ta còn dùng bóng đèn compacthuỳnh quang Đây là một dạng mới của bóng đèn huỳnh quang với cấu trúc ống đèn nhỏhơn nhiều có thể cạnh tranh với các loại đèn nóng sáng và uốn cong Với cùng hiệu suấtsáng, bóng đèn compact có công suất nhỏ hơn

Hình 1.8 Hình ảnh đèn thủy ngân

b) Cấu tạo

Hình 1.9 Cấu tạo đèn thủy ngân

Đây là loại đèn phát quang có âm cực nóng được cấu tạo bởi hai bóng, mộtbóng nhỏ bằng thạch anh, ở hai đầu bóng có điện cực và bên trong ống có chứa hơithuỷ ngân với một ít khí hiếm (argon) dưới áp suất cao(3) Bóng ngoài bằng thuỷ tinhđược rút chân không (5), bên trong có phủ một lớp phát quang được tráng lớp bột phố-pho(8) Để cho lớp phát quang khỏi bị bong người ta cho vào trong bóng khí CO2.Các điện cực chính là (1 và 1’), điện cực phụ (2), các điện cực ra (6, 7) và điện trở dâyquấn (4)

Điện áp cung cấp để đèn khởi động khoảng 300- 500V, nên khi đèn sử dụng vớinguồn điện 110/220V cần phải có một máy biến áp tăng áp để ổn định dòng điện quađèn.

c) Nguyên lý hoạt động

Đèn được mắc nối tiếp với chấn lưu (cuộn dây lõi thép có điện cảm lớn) Khi sơ

đồ được đóng vào mạng có điện áp, giữa cực mồi (2) và cực (1’) có sự phóng điện ở chế

độ toả sáng Nhiệt độ ở trong ống thuỷ tinh thạch anh (3) tăng cao, thuỷ ngân bắt đầu bayhơi Áp suất thuỷ ngân bão hoà trong ống khá lớn (57)at, đồng thời khí argon và hơithuỷ ngân bị ion hoá

Khi có dòng qua cực (2) và (1’), có sụt áp trên điện trở R, làm cho điện áp trên cực(2) và (1’) giảm xuống, còn điện áp trên hai cực chính (1, 1’) bằng điện áp lưới, do trongđèn khí và hơi thuỷ ngân đã bị ion hoá (dẫn điện), sự phóng điện giữa cực (1) và (1’) diễn

ra

Sự phóng điện có tính chất chập chờn, chấn lưu sẽ cảm ứng một sức điện động tựcảm có tác dụng cưỡng bức sự phóng điện trong đèn Nhờ có chấn lưu mà có sự lệch phagiữa dòng điện và điện áp, do đó dòng phóng điện liên tục hơn và vì vậy dòng ánh sángcũng liên tục hơn

Khi đèn đã làm việc chấn lưu có tác dụng hạn chế dòng điện chạy qua đèn đếntrị số định mức Khi hơi thuỷ ngân bị ion hoá và phát ra tia tử ngoại, đập vào lớphuỳnh quang quét ở vách trong bóng chính tạo ra ánh sáng rất mạnh, lúc này áp suấthơi trong bóng thạch anh tương đối cao (3-5 at) Và tạo ra 4 tia sáng chính: 400, 430,

540, 560 nm

Ánh sáng của đèn thuỷ ngân áp suất cao có tỷ lệ ánh sáng xanh tím nhiều, đỏ, vàng

ít nên ánh sáng của nó khác với ánh sáng ban ngày Dòng khởi động của đèn bằng 2,5 lần

+ Tuổi thọ cao vì không có dây tóc;

+ Hệ số công suất gần bằng 1;

+ Độ chói thấp;

+ Thích nghi với môi trường có nhiệt độ từ -300 C đến 600 C;

+ Ánh sáng của đèn có độ xuyên thấu qua sương mù và bụi khói cao nên đèn thuỷngân áp suất cao thường được dùng cho chiếu sáng ngoài trời và chiếu sáng trong cácphân xưởng có nhiều bụi khói như phân xưởng luyện thép

- Nhược điểm:

+ Thời gian khởi động lớn, lớn hơn hoặc bằng 7 phút;

+ Thời gian khởi động lại rất lâu (2  6) phút phụ thuộc vào điều kiện làm mát,thành phần và áp suất khí trong đèn;

+ Khi điện áp giảm quá mức không khởi động được

- Ứng dụng: Bóng đèn hơi thủy ngân dùng cho chiếu sáng tất cả các loại đường

giao thông, đường đi và lối đi bộ, chiếu sáng công xưởng

Hình 1.10 Cấu tạo đèn halogen kim loại

Đèn halogen giống bóng đèn hơi thủy ngân, chỉ khác trong bóng Halogen kimloại, ngoài thuỷ ngân và acgon, người ta còn cho thêm các hợp chất của halogen với Iốt,Brôm, Clo và các khí trơ như Argonm Kripton để làm tăng hiệu quả năng lượng cũngnhư tuổi thọ của đèn Ngoài ra, người ta còn cho thêm vào môi trường thủy ngân muối iốtcác kim lại như indi, thali và natri

Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 2500C.Ởnhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh

để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao, cao hơn thủytinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường

Hợp chất Halogen của nhiều kim loại có tính bốc hơi dễ dàng hơn chính kim loại

đó và không huỷ hoại kính thạch anh

b) Nguyên lý làm việc

Sau khi có phóng điện, khi nhiệt độ làm việc của bóng đạt tới mức nhất định thìcác hợp chất Halogen kim loại dần dần chuyển sang dạng hơi, các điện tử rơi vào vùngtrung tâm với nhiệt độ lớn (vài ngàn độ K)

Khi đó hợp chất Halogen kim loại lại bị phân tích thành Halogen và kim loại Cácnguyên tử của kim loại dễ bị kích thích và bức xạ thành những phổ đặc trưng của chúng,khuyếch tán ra khỏi vùng phóng điện, rơi vào vùng có nhiệt độ thấp hơn và sẽ lại bốc hơi

c) Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm:

+ Cho màu ánh sáng ban ngày, dễ kiểm soát và phân bố ánh sáng;

+ Hiệu suất phát quang cao hơn bóng thuỷ ngân;

+ Do sử dụng có bộ mồi xung quanh điện áp làm việc nên khi tăng điện áp hoặcgiảm nhiệt độ môi trường xung quanh, quá trình làm việc của bóng không bị ảnh hưởngnhiều;

- Phạm vi sử dụng: Bóng đèn halogen kim loại là sự lựa chọn ưu tiên cho chiếu

sáng với chất lượng ánh sáng cao với yêu cầu cao trong việc thể hiện màu sắc như chiếusáng trong và ngoài nhà: tiền sảnh khách sạn, nhà hàng, hội chợ, triển lãm, sân thể thao,tượng đài, công viên, bảo tàng, phòng họp quan trọng hoặc làm đèn pha, đèn chiếu sángcông suất nhỏ nhất là 175W hoặc thực hiện những công việc đòi hỏi chi tiết, tỉ mỉ cần

có sự nhìn nhận rõ ràng về màu sắc, chi tiết

Nguyên lý của bóng Halogen còn được ứng dụng trong Đèn sưởi Halogen.Đượcthiết kế trên nguyên tắc sử dụng bóng phát nhiệt siêu bền, tỏa nhiệt nhanh và rộng khắp,không gây đốt oxy nên không sợ thiếu ôxy.Đây cũng là một giải pháp tiết kiệm nănglượng rất tốt cho nhu cầu sưởi ấm trong mùa đông với các kết cấu đèn sưởi Halogen treotường và có thể dịch chuyển

Ngoài ra còn có các loại đèn khác như:Đèn sodium hay còn gọi là đèn Natri (đènnatri áp suất cao, đèn natri thấp áp); Các nguồn sáng mới (đèn huỳnh quang không điệncực,đèn sulful, đèn Laser, đènLED – điốt phát quang)…

Kết luận chương 1:

Kết thúc chương 1 em đã đi tìm hiểu, phân tích sâu hơn về các khái niệm về chiếusáng, phân loại chiếu sáng và một số đại lượng sử dụng cho công việc tính toán và thiết

kế, tìm hiểu kĩ hơn về các loại bóng đèn

Hiểu và nắm được cách vận hành của một số loại bóng đèn:

- Huỳnh quang;

- Sợi đốt;

- Các loại đèn phóng điện

Qua đó là cơ sở để em tính toán, thiết kế lựa chọn bóng đèn cho toà nhà

Nắm chắc được các đơn vị tính toán chiếu sáng

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG

2.1 Phương pháp hệ số sử dụng

Phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chungcó chú ý đến hệ số phản xạcủa tường, trần nhà và của vật cảnh, dùng để chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tíchlớn hơn 10 m2

Phương pháp này có thể xác định được lượng quang thông cần thiết của mỗi bóngđèn ứng với độ rọi quy định trên mặt làm việc

Thông thường khi tính toán người ta thường chọn độ rọi tối thiểu,số lượng đèn,kiểu đèn và cách bố trí đèn rồi sau đó chọn được công suất của bóng đèn

Hệ số sử dụng Ksd là tỉ số giữa quang thông mà mặt công tác nhận được với tổngquang thông của các nguồn sáng:

Ksd=

F c

nF (*)

Trong đó:

- F c là quang thông mà mặt công tác nhận được [Lm];

- F là quang thông của mỗi đèn lm;

- n là số bóng đèn

h lvh

Hình 2.1 Sơ đồ để tính toán chiếu sáng

*) Xác định chỉ số phòng ϕ =

a.b H( a.b)

Trong đó:

- a,b là chiều dài, chiều rộng của phòng (m);

- hlà chiều cao của phòng;

- hlvlà khoảng cách từ sàn nhà đến mặt công tác;

- H là khoảng cách từ đèn tới mặt công tác

Từ hệ số phản xạ của tường, của trần và chỉ số phòng ta tra bảng 2-70 (sách CCĐcủa Nguyễn Xuân Phú) tìm được hệ số sử dụng Ksd

Dựa vào công thức (*) ta tính được Fc=Ksd.n.F

*) Bảng trị số L/H hợp lý (Sách CCĐ của Nguyễn Xuân Phú )

Tốtnhất

Chophépcực đại

Tốtnhất

Chophépcực đại

chao mờ hoặc sắt tráng men

Chiếu sáng phân xưởng,

E tb

Emin ;S=a.bTrong đó:

- Z là tỉ lệ rọi bình quân so với độ rọi tối thiểu.Z nói lên mức độ không đồng đềucủa độ rọi lên bề mặt làm việc

Đối với loại đèn khi đặt ở vị trí có lợi nhất thì Z=1,1 đến 1,2

Đối với gian phòng có diện tích nhỏ hơn 10m2 thì lấy Z = 1

- Emin là độ rọi tối thiểu (lux) ứng với từng loại công việc, Emin (tra trong bảng 36) và (13-37sách CCĐ của Nguyễn Xuân Phú)

(13-Từ (**) ta tính được quang thông cần thiết của nguồn sáng:

F= Emin Z S

K sdλ n

Để bù lại sự giảm quang thông của đèn trong quá trình làm việc người ta đưa thêm

hệ số dự trữ Kdt vào công thức trên khi đó:

Phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng cho các phân xưởng có yêu cầuquan trọng và khi tính không quan tâm đến hệ số phản xạ Để đơn giản trong tính toánngười ta coi đèn là một điểm sáng để áp dụng được định luật bình phương khoảng cách.Trong phương pháp này ta phải phân biệt để tính độ rọi cho 3 trường hợp điển hình sau:

- Tính độ rọi trên mặt phẳng ngang Eng;

- Tính độ rọi trên mặt phẳng đứng Eđg;

- Tính độ rọi trên mặt phẳng nghiêng một góc , Engh

Theo định luật về bình phương khoảng cách đã giới thiệu trong sách cung cấp điện,khi có quang thông rọi theo phương thẳng góc với mặt phẳng S ta có độ rọi:

Nhưng nếu điểm mà ta đang xét có đường pháp tuyến không trùng với trục quang

của nguồn điểm thì I phải thay bằng I (hình 2.2):

Hình 2.2 Tính độ rọi tại một điểm theo mặt phẳng bất kì

Nguyên tắc chung bao giờ cũng phải quy tia I về tia có phương vuông góc vớimặt phẳng đang xét

- Tính độ rọi của điểm A trên mặt phẳng ngang: E ng=

Iα cos α

r2

Mà: r2= h2

cos2α

cosα cosθ+sin α sin θ cosα =cosθ+tgα sin θ

Do đó ta có: E ngh = E ng ( cosθ+tg α sin θ )

Trong đó: tg α =

P h

Sử dụng công thức trên ta biết được I α

Trong các sổ tay, người ta cho sẵn các giá trị I α ứng với các loại đèn khác nhau

và điều chỉnh với loại bóng đèn có 1000 lm

Trường hợp cụ thể đang tính toán nếu bóng đèn có giá trị quang thông khác 1000(lm) thì phải quy đổi theo biểu thức:

k h2 F dλ

1000

Trong đó: k - là hệ số an toàn; F dλ - là quang thông thực của đèn sử dụng

Các công thức trên để tính độ rọi trên một điểm đang xét với trường hơp cómột đèn, nếu có nhiều đèn thì quang thông của một đèn cần có để đáp ứng độ rọi yêucầu E là:

F ldλ =1000.

Emin.k

Trong đó: F ldλ - là quang thông một đèn cần có;

Emin-độ rọi tối thiểu tại một điểm đang xét;

E - độ rọi tính toán ứng với bóng đèn có 1000 lm

(Với mặt phẳng ngang thìE =

Iα cos2α

k - hệ số an toàn, tuỳ tình trạng bụi nhiều hay ít;

 - hệ số kể đến độ rọi của các đèn thường lấy  = 1,1  1,2;

1000- hệ số quy đổi

2.3 Phương pháp tính toán gần đúng

2.3.1 Phương pháp tính toán gần đúng với đèn sợi đốt

Phương pháp này thích hợp cho tính toán chiếu sáng các phòng nhỏ hoặc có chỉ sốphòng nhỏ hơn 0,5.Yêu cầu tính toán không chính xác lắm,phương pháp này có hai cáchtính:

Cách thứ nhất:

Phương pháp này được sử dụng trong thiết kế và tính toán sơ bộ.Theo phươngpháp này chỉ cần xác định suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (w/m2) theotừng yêu cầu chiếu sáng khác nhau, sau đó nhân với diện tích cần chiếu sáng là đượccông suất chiếu sáng tổng Sau khi được công suất chiếu sáng tổng rồi mới xác định sốloại đèn, độ cao treo của đèn Khi cần có thể kiểm tra lại độ rọi theo phương pháp tính độrọi từng điểm:

P=P0.STrong đó: - P0 là suât phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diên tích (w/m2);

- S là diện tích cần chiếu sáng (m2)

Bảng 2.2 Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của một số phân xưởng cơ khí:

Dạng chiếu sáng

cho

Độ dài trongchiếu sángchung (lx)

Độ cao treođèn (m)

Suất phụ tảichiếu sáng (W/

m2

)

Công suất củamột bóng đèn( W)

P= 10 Emin K dλt

E (W /m

2)

Trong đó:

- P suất phụ tải chiếu sáng tính theo độ rọi yêu cầu (W/m2);

- Emin là độ rọi tối thiểu cần có đối với nơi cần tính toán chiếu sáng (lx);

- E độ rọi tra trong bảng đã tính sẵn với tiêu chuẩn 10W/m2 với các loại bóng đènnung sáng khác nhau ( bảng 2.3);

- Kdt là hệ số dự trữ

Khi biết công suất đèn ta tìm được số lượng bóng đèn là:n=

¿ ¿

Rồi tuỳ vào yêu cầu chiếu sáng mà bố trí đèn cho hợp lý

Bảng 2.3 Độ rọi theo tiêu chuẩn 10W/m 2

2.3.2 Phương pháp tính toán gần đúng với đèn ống

Đèn ống hay dùng để chiếu sáng chung, đèn ống có ưu điểm là công suất tiêu thụ ítnhưng có độ rọi cao, ánh sáng dịu mát Đèn ống là một nguồn quang có kích thước chứkhông phải là một nguồn điểm, do đó trong tính toán phải chấp nhận một số giả thiết cần

có, tuy vậy phương pháp tính toán dưới đây không gây sai số quá 5%

Trong đó: I - cường độ ánh sáng của một kích thước nguồn quang;

r - cự li từ nguồn quang đến điểm M;

h - độ treo cao so với mặt công tác;

 - góc giữa r và h;

l - chiều dài của nguồn quang

Từ hình 2.3 ta có thể suy luận rằng: muốn tính độ rọi tại điểm M’ ta phải tính độrọi với chiều dài của đèn là A’C, sau đó trừ đi độ rọi ứng với nguồn quang có độ rọi làA’A, nghĩa là: E”M = EA’C - EA’A

Trường hợp muốn tính độ rọi tại điểm E’M ta sẽ dùng phương pháp tương tự:

Trong đó:I - cường độ ánh sáng ứng với nguồn có quang thông 1000

F - quang thông thực tế trên đơn vị dài của mỗi nguồn sáng

Với  - là độ rọi tương đối trên đơn vị dài của một nguồn sáng độ dài một mét cóquang thông 1000 lm, treo ở độ cao 1 mét.

Hình 2.4.Mối quan hệ

l

h=

P h

Tóm lại chỉ cần tính

P

h và

1

h tra được  là tính được độ rọi E cần thiết.

2.3.3 Phương pháp tính toán gần đúng với đèn huỳnh quang

Ở phương pháp này người ta đã tính sẵn đối với một phòng được chiếu sáng bởihai đèn ống 30w (30.2 = 60w)