Kỹ thuật điện xây dựng

Kỹ thuật điện xây dựng

KỸ THUẬT ĐIỆN – XDCN116 (2TC)

Giới thiệu môn học

Môn học Kỹ Thuật Điện – XD được thiết kế riêng cho sinh viên chuyên ngành KỹThuật Xây Dựng, môn học giúp sinh viên phân tích, thiết kế, sửa chữa được mạch điện độnglực (mạch điện cung cấp cho các loại máy điện hoạt động) và hệ thống chiếu sáng đạt tiêuchuẩn về độ rọi cũng như về độ an toàn và thẩm mỹ Khi hoàn thành môn học này sinh viêncó đủ khả năng thiết kế mới hoặc giám sát thi công một hệ thống cung cấp điện cho nhữngcông trình xây dựng hạng vừa như là: Nhà ở dân dụng, Tòa nhà chung cư, Trường học, Phânxưởng, Đường giao thông

Nội dung được chia thành năm chương:Chương 1: Các đại lượng đo ánh sángChương 2: Kỹ thuật chiếu sáng trong nhà

Chương 3: Kỹ thuật chiếu sáng đường giao thôngChương 4: Tính toán phụ tải

Chương 5: Chọn khí cụ Điện

Tài liệu của học phần:

Thiết kế lắp đặt điện (tiêu chuẩn IEC) – NXB KHKT

Kỹ thuật chiếu sáng : Lê Văn Doanh - Đặng Văn Đào Nhà xuất bản khoa học kỹ thuậtKỹ thuật chiếu sáng : Th.S Dương Lan Hương - NXB Ðại Học Quốc Gia TPHCMCung cấp điện – Nguyễn Xuân Phú – NXB KHKT

Giáo trình An Toàn Điện – Bộ môn Kỹ Thuật Điện – Khoa Công Nghệ

www.siemens.com.vnwww.duhal.com.vn

CHƯƠNG I

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO ÁNH SÁNGI KHÁI NIỆM CHUNG

I 1: Ánh sáng:

- Ánh sáng là sóng điện từ đặc trưng bởi: bước sóng (), tần số (f), chu kỳ (T)

- Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng 380nm (màu đỏ) đến 780nm(tím) (1nm109m ; 1 m 106m

- (Hình 2) là quang phổ của ánh sáng nhìn thấy có màu biến đổi liên tục từ màu tím đến màu đỏ, có nghĩa là giữa các màu liền kế nhau còn có các màu trung gian, ví dụ giữa màu tím và màu chàm thì còn có các màu trung gian giữa hai màu này.

- Mỗi ánh sáng đơn sắc đều có một màu và đặc trưng bởi một bước sóng nhất định.

Màu Tím Xanh da trời Xanh lá cây Vàng Da cam Đỏ

Trong kỹ thuật chiếu sáng chúng ta chỉ quan tâm đến hai loại nguồn sáng cơ bản:-

Nguồn sáng tự nhiên như mặt trời chiếutrực tiếp, sự phản xạ ánh sáng từ những đám mây, thông qua các cửa lấy sáng

- Nguồn sáng nhân tạo, thường là loại đèn điện.

- Nguồn sáng biến đổi năng lượng mànó tiêu thụ thành một hoặc nhiều trong ba bahiệu ứng sau đây: Hóa năng; nhiệt năng;Điện từ

- Khi quan sát nguồn sáng là mắt đangcảm nhận những sóng điện từ có bước sóngtrong khoảng nhìn thấy (380nm – 780nm)

I 3:Sự cần thiết phải có đơn vị mới đo ánh sáng

- Các nhà vậy lý định nghĩa, năng lượng bức xạ trong một giây theo mọi hướng là

thông lượng năng lượng được tính bằng oát và được tính bằng công thức.

P: Thông lượng năng lượng (w)

 

W : Hàm năng lượng của nguồn phát

: Bước sóng của búc xạ do nguồn phát ra

Thông lượng năng lượng trong phổ nhìn thấy là:

- Trong kỹ thuật chiếu sáng, mục đính chính của chúng ta là bố trí các nguồn sáng saocho hiệu quả, tiện nghi đối với mắt, nói chung là phục vụ việc quan sát của mắt Khi mắt nhận

cùng một thông lượng năng lượng (P) của nguồn nhưng ở những bước sóng khác nhau thì

hiệu qua đối với mắt cũng khác nhau, do vậy khi tính toán lượng ánh sáng mà mắt cảm nhận

cần thiết phải đưa thêm hàm biểu diễn độ lợi của mắt theo bước sóng

 : Quang thông của nguồn sáng

 : Bước sóng của búc xạ do nguồn phát ra

- Như vậy ta có công thức mới và đơn vị mới không phải là Oát để tính toán lượngánh sáng do mắt cảm nhận Đơn vị mới đó gọi là Quang thông có đơn vị tính là lumen.

- Các nhà kỹ thuật đã tính toán thấy sự khác nhau giữ Watt và lumen như sau:

Nếu một nguồn biến đổi toàn bộ năng lượng đầu vào thành ánh sáng thì một oát cungcấp 683 lm trong một tia đơn sắc có bước sóng 555nm, nhưng chỉ cung cấp 200lmtrong phổ liên tục có năng lượng phân bố đều trong phổ nhìn thấy.

I 4:Góc khối ,   , steradian ký hiệu là sr

Định nghĩa góc khối: Ta giả thuyết rằng một nguồn

đặt tại tâm O của

một hình cầu rỗng bán kính R và S là diện tích nguôn tốcủa

mặt cầu này Hình nón có đỉnh tại O cắt S trên hình cầu biểu diễn góc khối   .

Góc khối được định nghĩa là tỷ số diện tích mặtchắn S và bình phương bán kính.

Một steradian là góc khối triển khai trong một hình nón mà một người đứng ở tâm mộtqủa cầu có bán kính là một mét nhìn thấy diện tích là một mét vuông.

I 5: Cường độ sáng (I), Candela (ngọn nến) , ký hiệu là Cd

Để so sánh được giữa các nguồn sáng khác nhau, các nhà kỹ thuật đã đưa ra khái niệm

cường độ sáng (I)

Nhận xét: Quang thông của nguồn phân bố trong một góc khối càng lớn thì cường độsáng càng mạnh, và cường độ sáng luôn liên quan đến một phương cho trước.

4

Định nghĩa đơn vị candela: Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của

nguồn phát một bức xạ đơn sắc có tần số f 540.1012 Hz( 555nm) và cường độ năng

lượng theo phương này là 1/683 oát trên một Steradian.

Bảng cường độ sáng của các nguồn thông dụng:

Đèn sợi đốt 40w/220v 35 cd Theo mọi hướngĐèn sợi đốt 300w/220v 400 cd Theo mọi hướngĐèn sợi đốt 300w/220v

có thêm bộ phản xạ

1.500 cd ở giữa chùm tiaĐèn Iôt kim loại

I 6: Công thức liên hệ giữa quang thông và cường độ sáng

Đơn vị cường độ sáng Candela do nguồn phát ra theo mọi hướng tương ứng với đơn vị

quang thông tính bằng lumen Id

I 7: Độ rọi (E), đơn vị lux (lx)

Độ rọi là mật độ quang thông rơi trên một bề mặt thẳng góc có đơn vị là Lux (lx)

E 1211

mlmlx 

Khi chiếu sáng trên một bề mặt không đồng đều nên tính trung bình số học tại những

diện tích nguên tố khác nhau để tính độ rọi trung bình

 1 2 Bảng độ rọi chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Ngoài trời, buổi trưa trời nắng 100.000 lx Phòng làm việc 400 - 600 lxTrời có mây 2000 - 10.000

Nhà ở 150 - 300Lx

Trăng tròn 0.25 Lx Phố được chiếu sáng 20 - 50 Lx

Khi pháp tuyến của bề mặt được chiếu sáng hợp với cường độ sáng I một góc 

Khi đó góc khối được tính bằng công thức: cos2

d  (1)

Mặt khác

Từ (1) và (2) ta có: cos2 cos2

(3)

Ta có 2

I 7: Độ chói (L), đơn vị cd/m2

Độ chói theo một phương cho trước của một diện tích mặt phát dS là tỷ số của cường

độ sáng dI phát ra bởi dS theo phương này trên diện tích biểu kiến dS

Độ chói nhỏ nhất mà mắt bắt đầu cảm nhân là 105cd/m2 và bắt đầu gây lóa mắt

I 8: Tri giác nhìn thấy và sự tương phản

Đối với mắt khi quan sát một vật có độ chói L0 trên một nền có độ chói Lf , mắt chỉ có

thể phân biệt được ở mức chiếu sáng vừa đủ nếu: 00,01

I 9: Định luật Lamber

Khi áng sáng chiếu đến một bền mặt, thì tùy theo tính chất của bề mặt mà cho ta hiệntượng sau: Một phần hay toàn bộ ánh sáng chiếu tới phát lại theo những cách sau:

- Tuân theo định luật phản xạ hoặc khúc xạ (hình 5A, 5B)

- Phản xạ trưyền khuyếch tán theo định luật Lamber (hình 5C)

6

Khi ánh sáng khuyếch tán theo định luật Lamber thì bền mặt nhận một quang thông cógiá trị là toi ES thì phát lại một quang thông phat ES có cường độ sáng I theo mọi

hướng Như vậy độ chói L của bề mặt S phải là một giá trị không đổi.Nội dung định luật:

Với E: Độ rọi trên bền mặt SL: Độ chói của bề mặt S

 : Hệ số phản xạ của bề mặt SI 10: Bài Tập

Bài 1: Một người ngồi vào bàn đọc sách dưới ánh sáng của một bóng đèn điện có quang

thông 1380lm tỏa tia như nhau theo mọi hướng và được treo ở độ cao 1,3 mét từ gữabàn

A, Khoảng cách từ giữa bàn đến chỗ đặt sách là bao nhiêu để độ rọi của nó bằng 50lx,độ chói trên trang sách bằng bao nhiêu khi biết hệ số phản xạ của trang sách là 0,7

B, Bóng đèn được đặt tại tâm của một qủa cầu mờ có đường kính 30cm khuyếch tántheo định luật Lambert 80% quang thông của nguồn Độ chói của dụng cụ đó bằng bao nhiêu?

Bài 2: Một đèn ống huỳnh quang có chiều dài l=1,2m như một nguồn sáng đường, khuyếch

tán theo đinh luật Lamber Cường độ sáng I được quan sát ở xa trên đường vuông góc với trụccủa ống là 300cd Hãy xác định:

Đường kính đèn ống là 38mm, độ chói bằng bao nhiêu?

Tìm công thức tính độ rọi ngang tại một điểm O(x,y) do một nguyên tố diện tích ống gây ra.Tính giá trị bằng số khi cho y=2,4m ; x=0.8m

Bài 3: Một lỗ lấy sáng tương tự như một mặt phẳng hình tròn bán kính R và khuyếch tán áng

sáng thẳng với độ chói L (độ chói của bầu trời) Tính toán độ rọi ngang ở điểm P trên sàn,

thẳng đứng từ tâm O của lỗ lấy sáng có OP=h.

Xác định độ rọi dE do nguyên tố diện tích của lỗ dS nhìntừ P với góc khối d 

Tính độ rọi ngang E ở P do lỗ lấy ánh sáng gây ra lấy R=1m; h=5m; L=1000cd/m2 (trời có mây)

So sánh với kết quả coi lỗ sáng là một nguồn sáng điểm.

Bài 4: Một bóng đèn màu sữa hình cầu 100W-1100Lm có đường kính 8,5cm Cường độ tỏa

tia theo một phương nào đó bằng bao nhiêu, tìm độ chói của đèn.

1 Đèn này được đặt dưới mộ chao đèn hình nón có mặt biểu kiến là một vòng tròn có bánkính R=40cm và chắn quang thông bán cầu trên , mặt trong của chao đèn được sơn màu trắngcó hệ số phản xạ khuyếch tán d 0,7 Độ chói của chao đèn bằng bao nhiêu? (bỏ qua kíchthước của đèn)

2 Gọi I1() là cường độ tỏa tia do chao đèn chỉ theo độ dư vĩ (Coi chụp đèn là mộtnguồn sáng điểm) Lập công thức tính cường độ sáng của bộ đèn.

3 Tính hiệu suất của bộ đèn?

Bài 4: Xác định hiệu suất và cấp của những bộ đèn DF 340; DF 240 ; BLR 2036 có trong

Khi thiết bố một hệ thống chiếu sáng ta phải tìm cách bố trí các đèn sao cho vùng áng sáng do đèn này phát ra phải giao với vùng ánh sáng phát ra của bộ đèn kế cận.

8

3 Phải đảm bảo trung thực về màu sắc

Khi thiết kế chiếu sáng ta thường gặp những đèn kém chất lượng nó làm biến đổi màucủa đối tượng được chiếu sáng, trong hình 2.1, xe có màu đỏ nếu ta bố trí chiếu sáng bằng loại đèn kém chất lượng thì màu của xe bị biến đổi Điều này nên tránh.

4 Khi làm việc không bị bóng che khuất

Khi đọc sách họăc làm việc trên bàn có hiện tượng bóng của chính mình che khuất đốitượng cần được chiếu sáng, nguyên nhân do bộ đèn phía trước có độ sáng yếu hơn bộ đèn phía sau lương

5 Giảm tối đa độ chói:

II.2 Phương pháp hệ số sửa dụngMục đích:

Phương pháp HỆ SỐ SỬA DỤNG dùng để thiết kế mo655t hệ thống chiếu sáng trongmột không gian kín xác định, bằng cách xác định quang thông của các đèn trong chiếu sángchung đồng đều theo yêu cầu độ rọi cho trước trên mặt phẳng nằm ngang của địa điểm cầnchiếu sáng, trong đó có kế đến yếu tố ảnh hưởng đó là sự phản xạ của trần, tường và bề mặthữu ích Phương pháp này còn cho phép ta tính được độ rọi khi biết được quang thông của cácđèn.

II.2: Cơ sở:

- Theo tiêu chuẩn NF C–71–121 của U.T.E và quy chuẩn của S 40-001 của AFNOR - Thiết kế theo từng bước, được giải pháp thiết kế về hình học (sơ đồ bố trí đèn), kiểmtra thiết kế, sửa thiết kế, kiểm tra Chọn ra được giải pháp tối ưu.

II.3: Các bước tiến hành:

II.3.1: Nhận xét địa điểm chiếu sáng:

- Tên công trình cần thiết kế chiếu sáng, địa chỉ, hiện trạng công trình - Màu sơn trần, tường và mặt hữu ích từ đó xác định các hệ số phản xạ

- Căn cứ theo tiêu chuẩn chọn độ rọi theo yêu cầu của công trình cần chiếu sáng.

BẢNG TIÊU CHUẨN ĐỘ RỌI ( Trích một phần trong TCXD chiếu sáng Việt nam)

10Đèn với cánh giảm chói mắt theo phýõng thẳng đứng

Địa điểm chiếu sángĐộ rọi tiêu chuẩn

Cửa hàng, kho tàng

Phòng ăn, xưởng cơ khí nói chungPhòng học, phòng thí nghiệmPhòng vẽ, siêu thị

Công việc với chi tiết rất nhỏ

100 lux200, 300 lux 300 đến 500 lux

750 lux>1000 lux

II.3.2: Chọn loại đèn:

Tùy theo địa điểm chiếu sáng mà ta lựa chọn đèn cho phù hợp, đối với phòng học, hộitrường, thư viện nên chọn đèn huỳnh quang (Neon), phòng khách, phòng ngủ cần cảm giácấm cúng chọn đèn sợi đốt Đôi khi cần phối hợp tinh tế giữa các loại đèn Tuy nhiên khi chọnđèn cần tuân theo tiêu chuẩn sau:

Nhiệt độ màu chọn theo biểu đồ Kruithof, môi trường tiện nghi đối với mắt trong vùnggạch chéo

- Chỉ số màu Ra (0-100), Ra=0 ứng với nguồn phát ra ánh sáng đơn sắc, Ra=100 nguồn là vậtđen.

- Chấp nhận sự phân loại sau đây:

Ra<50 Chỉ số không có ý nghĩa thực tế, các màu hoàn toàn bị biến đổiRa<70 Nguồn sửa dụng cho công nghiệp khi sửa dụng màu thứ yếu

70<Ra<85 Các sửa dụng thông thường ở đó có sự thể hiện màu không quan trọng Ra>85 Các sử dụng trong nhà hay các ứng dụng công nghiệp đặc biệt

Liệt kê các đèn cùng loại để lựa chọn khi sửa thiết kế

II.3.3: Chọn kiểu chiếu sáng và bộ đènPhân lọai chiếu sáng:

 Chiếu sáng trực tiếp, hơn 90% quang thông được chiếu xuống dưới

 Chiếu sáng bán trực tiếp, từ 60% đến 90% quang thông hướng xuống dưới Chiếu sáng hỗn hợp, 40% đến 60% quang thông hướng xuống dưới

 Chiếu sáng bán gián tiếp, 10% đến 40% quang thông hướng xuống dưới Chiếu sáng gián tiếp, hơn 90% quang thông hướng lên trên

Bộ đèn là một trong những thiết bị quan trọng nhằm hướng ánh sáng theo phương yêucầu đồng thời là đế gắn bóng đèn, balat, thiết bị mồi…Bộ đèn có nhiều dạng khác nhau Nhàsản xuất cung cấp đường cong trắc quang (Đường phân bố cường độ sáng), đây chính làchứng minh thư của bộ đèn.

Từ đường cong trắc quang đối với nguồn 1000 lm, dùng phương pháp tích phân số

Tchebycheff xác định quang thông phát ra trong vùng khác nhau của không gian, từ đó xác

định tổng quang thông phát xạ và hiệu suất của bộ đèn.

Xuất phát từ tâm vùng không gian được chia thành năm hình nón triển khai xungquanh trục bộ đèn dưới góc khối khối

, và  , 23

, 2

Đường cong trắc quang Vùng khônggian

Góc dư vĩ

cường độ

A đến E F đến JCấp K đến NCấp O đến SCấp CấpTTrực tiếp

Tăng cường Trực tiếpmở rộng trực tiếpBán Hỗn hợp

Bán gián tiếp

Gián tiếp

(Hình 2)

Hình nón góckhối

Giữ hình nón2

và 

Giữ hình nón và

Giữa hình nón2

và 2

Bán cầu trên

6 Ii

6 Ii

6 Ii

6 Ii

F    

 , hiệu suất gián tiếp

Hiệu suất của bộ đèn d i

Ví dụ 1: Nhà sản xuất cho biết quang thông phân bố trong các vùng:

F → Cấp EFGH666

1F  

F → Cấp GH1

Chiều cao treo đèn được đặc trưng bởi tỉ số

 điều kiện h2h nên chỉ

số treo chỉ có giá trị trong khoảng

n: Khoảng cách giữa hai bộ đèn liên tiếph: Chiều cao đèn - mặt hữu ích

Nhận xét:

- Vùng phân bố áng sáng của đèn này phải giao với vùng phân bố ánh sáng của đèn kế cận

- Cùng kích thước phòng, nếu đèn treo càng cao

thì số lượng đèn giảm, nhưng vẫn đảm bảo sự chiếu sáng đồng đều lúc đó độ rọi trên mặt hữuích sẽ giảm xuống.

b, Tiêu chuẩn hoá U.T.E

14

Chỉ số địa điểm: Kh(aabb)

Chỉ số gần: KPhap(abqb)

Chỉ số lưới: Kmh(2mmnn)

Chỉ số treo:

Các bảng hệ số quy chuẩn đã được thiết lập đối với:

10 giá trị của K 0.60 0.80 1.00 1.25 1.50 2.00 2.5 3.00 4.00 5.004 giá trị của Km 0.5 1.0 1.5 2

Chú ý: Nếu không bố trí bàn làm việc sát tường thì cần tôn trọng điều kiện sau:

hoặc

 tùy theo mức độ ưu tiên cho vách tường b hoặc vách tường a, nếu thỏa cả

hai điều kiện thì càng tốt.

II.3.6: Xác định quang thông tổnga, Khái niệm hệ số có ích U

Gọi boden : Là quang thông do bộ đèn phát raGọi huuicha: Quang thông rơi trên bề mặt hữu ích

Giá trị hệ số có ích U được tra trong bảng tiêu chuẩn U.T.E phụ lục B

b, Khái niệm hệ số suy giảm quang thông: Hai nguyên nhân chính làm cho bộ đèn saumột năm sử dụng suy giảm quang thông là: Bóng đèn bị gìa hóa, bộ đèn bị bán bụi.

 : Hệ số suy giảm quang thông do bóng đèn bị già hóa

 : Hệ số suy giảm quang thông do bộ đèn bị bám bụi

 : Hệ số suy giảm quang thông của bộ đèn sau một năm sửa dụng

c, Công thức xác định quang thông tổng



E: Độ rọi tiêu chuẩn đã chọn cho bề mặt hữu íchS: Diện tích phòng chiếu sáng

 : Hệ số suy giảm quang thông sau một năm

 : Hiệu suất bộ đèn

U  : Hệ số sử dụng bộ đèn

Chú ý: Thông thường các nhà sản xuất đèn cho giá trị udUd iUi trong bảng tra kèm

theo bộ đèn Quang thông của một bộ đèn là :

1 ; N: Là tổng số bộ đèn đã xácđịnh được ở trên, biết được quang thông của đèn ta tiến hành đi chọn loại đèn mà đã liệt kê ởtrên Có hai xu hướng: Một là tăng hay giảm số bóng đèn trong một bộ, xung hướng thứ haigiữ nguyên số bóng đèn trong một bộ đèn, tăng hay giảm số bộ đèn Như vậy ta đã sửa thiếtkế và có sự thay đổi về kích thước hình học với mục tiêu sao cho độ rọi thực tế tiến gần đếnđộ rọi chuẩn.

II.3.7: Kiểm tra thiết kế

a, Kiểm tra độ rọi trung bình ban đầu thiết kế

N : Tổng số bộ đèn

F: Quang thông của một bộ đèn

R ; : Các hệ số cho trong quy chuẩn UTEtheo K, j, nhóm phản xạ: trần, tường, mặt

hữu ích và cấp của bộ đèn Tra bảng 3 và 4

 iUi

với (i= 1, 2, 3 hoặc 4)

b, Độ chói vách bên: 0.5 0.843

là đạt yêu cầu, E3: Độ rọi trên tường, E4: độ rọi trênmặt hữu ích.

c, Độ tương phản đèn và trần (r) L1: Độ chói trung bình của trần, tính được nhờ định luậtLamber :

E1: Độ rọi trung bình trên trần lúc ban đầu 1: Hệ số phản xạ của trần

 : Hệ số suy giảm quang thông

EL 

L75: Độ chói của đèn khi quan sát đèn dưới góc dư vĩ 750 :

 

16

Các nghiên cứu sinh lý và thống kê đã chỉ ra rằng đối với một người lao độngnhìn ngang, một đèn gây cảm giác khó chịu hơn khi đèn nằm trong thị trường vuônggóc với người quan sát.

Trong thực tế với góc 450 thì sự khó chịu đối mắt là không đáng kể, trong hình 5chỉ số L/H=2 gây khó chịu cho mắt.

Như vậy đối với các loại đèn có chụp loe tròn, thì chúng ta không nên để góc xuất hiệncủa đèn lớn hơn 600 (hình 5)

Đối với đèn huỳnh quang ta kiểm tra điều kiện không bị lóa mắt bằng cách vẽ cácđường cong độ chói dọc trên biểu đồ 1 của Sollner Điều kiện lóa mắt được thỏa mãnkhi đường đồ thị vừa vẽ nằm rất gần bên phải của đường đồ thị chuẩn ứng với độ rọitiêu chuẩn.

sincos acb

LLr 

Ví dụ 1: Thiết kế chiếu sáng lớp học

Một phòng học có chiều dài 12m, chiều rộng 8m, chiều cao từ sàn tới trần nhàlà 2,75m Trần và tường sơn màu sáng có hệ số phản xạ 0,7, mặt hữu ích là bànbằng gỗ nâu sáng có hệ số phản xạ là 0,1 Độ rọi yêu cầu E=300Lux, bố trí đèn

18

treo sát trần Lấy hệ số suy giảm quang thông do bám bụi là 0,9 chỉ dùng bộ đèn BLR3036 bóng đèn có ba loại để lựa chọn trong bảng 1.

Thiết kế chiếu sáng theo thứ tự sau:1 Chọn loại đèn

2 Chọn kiểu chiếu sáng

3 Tính hệ số suy giảm quang thông4 Tính chỉ số địa điểm (Room Index)

5 Tính hệ số sử dụng bộ đèn (udud iui)6 Quang thông tổng

7 Sơ đồ bố trí đèn

8 Tính chỉ số gần, chỉ số lưới9 Kiểm tra độ rọi trên mặt hữu ích10 Kết luận

Bảng 1: Ngoài thị trường có các loại bóng đènSTT Loại bóng đèn Quang

chỉ sốmàu

nhiệt độmàu

Hệ số suy giảm quangthông

- Chỉ số màu: RA 75 phù hợp với chiếu sáng phòng học- Nhiệt độ màu 4000K , theo biểu đồ Kruithof tiện nghi với mắt2 Chọn kiểu chiếu sáng : Trực tiếp mở rộng, cấp từ F tới J

Phù hợp với lớp học

3 - Môi trường sạch, hệ số suy giảm quang thông do bám bụi là 0,9- Hệ số già hóa: 0,9

4 - Chiều cao treo đèn h=2,75-0,85=1,9m

5 Hệ số sử dụng bộ đèn:

- K=2 , ứng với bộ số 7:7:1 thì u=71/100=0,71- K=3 , ứng với bộ số 7:7:1 thì u=66/100=0,66

- K=2,5 , ứng với bộ số 7:7:1 thì u=(0,66+0,71)/2=0,6856 Quang thông tổng:

- Ta bố trí :n=3m ; p=1,5m, m= 4m ; q=2m

8 Chỉ số gần: 0,9)812(9,1

9 - Kiểm tra độ rọi trên mặt hữi ích:

20

- K=2,5 ; bộ số 7:7:1 ; R1= 0,516 ; S1=544- K=2,5 ; Km=2 ; Kp=1 ; cấp E ; Fu780

Độ rọi đầu năm:

  (0,516.780544)5298

Độ rọi cuối năm:

10 - Với thiết kế trên ta bố trí được 8 bộ đèn mỗi bộ ba bóng

- Đảm bảo chiếu sáng đồng đều theo chiều dọc vì khoảng cáchgữi hai đèn liên tiếp theo chiều dọc (a=12m) là n=3m nằm tronggiới hạn cho phép

- Không đảm bảo chiếu sáng đồng đều theo chiều ngang (b=8m)vì khoảng cách gữi hai đèn liên tiếp theo chiều ngang là n=4mlớn hơn giới hạn cho phép

- Khắc phục: nên dùng bộ đèn hai bóng, như thế số bộ đèn sẽ tănglên khi đó sẽ đảm bảo chiếu sáng đều cả theo chiều ngang vàtheo chiều dọc

- Nếu dùng thiết kế này ta nên để lối đi ở giữa, như thế phần tốigiao giữa hai bộ đèn theo chiều ngang sẽ rơ vào phần dành cholối đi không rơi trên mặt bàn học.

- Bảng bố trí song song với bộ đèn, tránh độ chói theo chiều dọc.11 - Tính suất chiếu sáng

- Công suất 24 bóng đèn: Pden 960W

- Công suất 24 ballast: Pden 24*15360W

- Diện tích chiếu sáng: S=8*12=96

I.5: CHIẾU SÁNG PHÒNG KHÁCHNhững nguyên tắc chiếu sáng phòng khách

Phòng khách gia đình phải tạo được không khí ấm cúng, gần gũi chứ không thể lạnh lẽo như công sở hay sáng rực như ở quảng trường Đèn chính của phòng khách nên là những loại đèn mang đến sự sang trọng như đèn chùm, quạt trần gắn đèn chùm

Cần tạo sự ấm cúng cho phòng khách.

Tường có thể dùng đèn trang trí để chiếu sáng phụ, nếu phòng rộng Trong trường hợptường nhà bạn trang trí bằng gạch thẻ thì có thể dùng đến đèn góc chiếu hắt để tạo chiều sâu,nổi bật các mạch vữa với nhiều cung bậc màu sắc khác nhau Tường có treo tranh nên bố tríhai đèn âm tường cân xứng hai bên bức tranh Bộ ghế salon nên có đèn để bàn hoặc đèn sàn.Phòng khách nhỏ hoặc trần thấp không thích hợp với đèn chùm, bạn nên thay bằng ngọn đèntreo có công tắc giật thấp gần bàn khách Nhớ là không để ánh sáng chiếu thẳng vào mặtkhách

Đối với các loại đèn âm trần nên bố trí các loại đèn bóng tròn, halogen, neon, compactđể cho một ánh sáng nền vừa phải Còn các đèn rọi tranh, đèn nơi tủ tường nên bố trí chiếusáng trực tiếp làm nổi bật các chi tiết trang trí Gian phòng khách có sofa màu ấm hay sángnên dùng những cây đèn nhỏ chiếu từng góc để tạo nên sự ấm cúng Nếu tường sơn sáng màuvà có lắp gương lớn thì không cần mắc nhiều bóng đèn

Đối với đèn cây bạn nên nhớ nhất thiết phải có chao vải hoặc chao kim loại hắt ngượclên trần cho ánh sáng dịu phản quang Chỉ nên dùng một loại sợi đốt vàng, tránh dùng đènneon cho phòng khách Phòng khách có diện tích nhỏ chỉ nên dùng bộ đèn chùm một tầng từ4 đến 6 bóng Còn những bộ đèn chùm nhiều tầng nên dành cho các đại sảnh hoặc các kiếntrúc cổ chiều cao trần từ 4 m trở lên

CHƯƠNG III: CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI

Những công trình chiếu sáng ngoài trời như đường giao thông, tượng đài, bến cảng …là những công trình chịu nhiều tác động của thời tiết, do vậy khi thiết kế lựa chọn thiết bịchúng ta phải tính tới yếu tố tác động này, cụ thể như khi chọn cột đèn chiếu sáng ta nên chọncột có mạ kẽm để tránh ăn mòn và luôn giữ được màu đẹp, bộ đèn phải kín nước, các mối nốiđiện phải kín và bền với sự tác động của môi trường Đối với những công trình chiếu sáng22

ngoài trời nằm trong khu vực ô nhiễm bụi như khu vực khai thác than… Ta phải có kế hoạchbảo trì thích hợp để bộ đèn luôn sạch tránh suy giảm quang thông do bám bụi.

Trong khuôn khổ giáo trình này ta chỉ quan tâm nhiều đến thiết kế hệ thống chiếu sángcho đường giao thông.

1: Nguyên lý Cơ bản: Đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng đường bộ, đòi hỏi chophép một tri giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi.

Độ chói trung bình của mặt đường do lái xe quan sát khi nhìn mặt đường ở tầm xa 100mHạn chế lóa mắt không tiện nghi (gây khó chụi cho mắt), nguồn cản trở và sự mệt mỏi do sốlượng và quang cảnh của các đèn xuất hiện trong thị trường nhìn liên quan đến độ chói trungbình của con đường Được đặc trưng bằng chỉ số lóa mắt G (1 đến 9), G=1 không chịu đựngđược, G=9 không cảm nhận được.

Để đảm bảo tri giác nhìn chính xác người ta đưa vào hệ số đồng đều U0 và U1 với U0 0.4có thể đảm bảo tri giác nhìn chính xác khi nhì mặt đường thấy phong cảnh thấp thoáng còngọi là “hiệu ứng bậc thang” Nếu độ đồng đều theo chiều dọc U1 0.7thì hiệu ứng nàykhông còn nữa.

Chú ý đến hiệu qủa dẫn hướng và tín hiệu báo cho lái xe khi vào đoạn đường cong, đườngvòng, chỗ thu lệ phí , ngã tư, lối vào con đường …

Độ đồng đềunói chung

Độ đồng đềuchiều dọc

Chiasố tiệnnghi

LLU 

6C Thành phố hoặc

đường có ítngười đi bộ

6D Các phố chính

Các Phố cóbuôn bán

5- Trên đây là giá trị duy trì sau một năm hệ thống chiếu sáng hoạt động, nhưng vì bóngđèn dùng lâu sẽ bị già hoá và do bám bụi là hai nguyên nhân làm suy giảm quang thông Dovậy ngay từ khi thiết kế ta có thể tăng độ chói trung bình khi vận hành.

- Giá trị U0 0,4 đã đảm bảo tri giác nhìn chính xác khi lưu thông trên đường.

- Giá trị U1: là chỉ số cho biết độ chiếu sáng đồng đều theo chiều dọcU1 0,7 xuất hiệntrên đường theo chiều dọc những điểm sáng tối xen kẽ Khi lưu thông nhìn mặt đường sẽ thấythấp thoáng, hiện tượng này gọi là hiệu ứng bậc thang gây mất chú ý người lái xe Nếu

U thì hiện tượng này không còn nữa.

- Chỉ số tiện nghi G: Chỉ số này được tính từ công thức thực nghiệm, chỉ số này càng caothì càng ít gây loá mắt Chỉ số này đưc chia từ theo thang từ 1 tới 9

G=1: lóa mắt không chịu đượcG=9: Không cảm nhận đượcCần giữ G=5: Chấp nận được

3: Thiết bị chiếu sáng:

3.1: Bóng đèn

24

3.2: Bộ đèn (Chao đèn):

Là thiết bị che chắn bảo vệ cho bóng đèn vận hành anh toàn và bền bỉ theo thời gianvà cũng là bộ phận hướng ánh sáng của đèn phát ra tập trung theo một hướng nhất định, cụ

thể ở đây là mặt đường cần chiếu sáng Mỗi bộ đèn được trặc trưng bằng một thông số đó làhệ số sử dụng của bộ đèn:

Hệ số sử dụng của bộ đèn là phần trăm quang thông do đèn phát ra chiếu trền hữu íchcủa con đường có chiều rộng là L.

Gọi den là quang thông do bóng đèn phát raGọi matduong là quang thông rơi trên mặt đường

Hệ số sử dụng của bộ đèn là:

Đối với bộ đèn đã cho, hệ số sử dụng fu phụ thuộc vào độ mở của góc nhị diện củachùm tia sáng cắt mặt đường, do vậy mà hệ số sử dụng fu được chia làm hai phần và tra trênđồ thị mà nhà sản xuất cung cấp.

Phần phía đường : f1

Phần phía vỉ hè: f2

Hệ số sử dụng của bộ đèn là:

21 fffu 

Ví dụ: Nhà sản xuất cung cấp:

Ta bố trí đèn như sau:

26

Cột đèn bố trí đặt tại mép đường:

f tra đồ thị 3.2 phần

haL 

f tra đồ thị 3.2 phần

21 fffu 

(Hình 3.4)Cột đèn bố trí đặt cách mép

đường :1

f tra đồ thị phần haL 

f tra đồ thị phần h

21 fffu 

(Hình 3.5)

Hình dạng:

Thông số kỹ thuật:

3.3: Cột đèn: Chiều cao thường 8m, 19m và 12m

Đường 3/2 TP.CT Đường trần văn hoài – TP.CT

3.4: Thiết bị phụ trợ

+ Tụ: Khi dùng tụ ta cần chú ý hai thông sồ chính sau: Chọn Điện áp nguồn phải có

giá trị giống như điện áp nghi trên tụ, công suất đèn phải có giá trị nằm trong giới hạn ghi trênvỏ tụ.

Khi thcách ly tụ ra khỏi mạch để sửa chữa ta phải dùng dây dẫn điện nối hai đầu tụ để xả điệntích đã tích trên hai bản tụ nhằm đảm bảo an toàn khi sửa chữa.

+ Tăng phô:

Tăng phô hay còn gọi là chấn lưu (Ballast), khi dùng phải để ý tới thông số vềcông suất của đèn sẽ gắn chung vào mạch Công suất của đèn phải nằm trong giới hạngiá trị ghi trên vỏ Ballast.

4: Phương pháp tỷ số R:

32

4.1: Nội dung:

Gọi L:chiều rộng con đường; e: Khoảng cách giữa hai đèn ; h: Chiều cao treo đèn ; a:Khoảng cách từ hình chiếu vuông góc của đèn xuống đường đến mép đường ; s: Khoảng cáchtừ hình chiếu vuông góc của đèn xuống đường đến chân cột đèn.

Trường hợp a>0

(Hình 3.2)Trường hợp a<0

(Hình 3.3)

4.2: Bố trí đèn theo từng loại đường:

Tuỳ theo độ rộng của từng loại đường giao thơng và chiều cao treo đèn mà ta chọn

thiết kế cho phù hợp, trên thị trường cĩ sẵn cột đèn cao 8m, 10m , 12m , khi cần cột cao hơnta phải đặt hàng cho cơng trình của mình.

a, Bố trí hai hàng song song đối diện

Giải pháp đề nghị h0.5L

b, Bố trí hai hàng song song so le

Giải pháp đề nghị hL

c, Bố trí một bên đường

Giải pháp đề nghị h L

d, Bố trí trên trục giữa đường

Giải pháp đề nghị: nên dùng vì bố trí cách này đảm bảo tầm nhìn rất tốt và rất ít ngây lĩa mắt.

4.3: Khoảng cách giữa các đèn

Tùy theo kiểu chụp đèn mà ta bố trí khoảng cách sao cho phù hợp

Kiểu bộ đèn Hướng Imax Imax dưới góc 900 Imax dưới góc 800

Chụp sâuChụp vừa Chục rộng

0 đến 650

0 đến 750

0 đến 900

10cd/1000 lm50cd/1000 lm

1000 cd

30cd/1000 lm300cd/1000 lm

(Hình 3.3)

Để chiếu sáng đồng đều ta phải phối hợp giữa chiều cao cột đèn và khoảng cáchgiữa hai đèn liên tiếp Sự phối hợp thể hiện qua chỉ số e/h cho trong bảng dướiđây:

Vì chiều rộng của đường tương đốiRộng chia làm 4 làn xe, hai làn xe ở giữa phục vụ phương tiện giao thơng lưu thơng nhanh, nên ta phải tăng cường ánh sáng ra giữa đường, mặt khác tầm nhơ của cột đèn chỉ cĩ hạn (khoảng 2,4m) do vậy phải chọn gĩc bẻ gĩc nhằm hướng ánh sáng ra giữa đường.800

(3)(4)

Hai beân so le 2.73.2

4.4: Độ rọi trung bình

Định nghĩa:

R ETB độ rọi trung bình trên mặt đường

L độ chói trung bình trên mặt đường

Tiêu chuẩn: Tỉ số R phải tuân theo bảng dưới đây:

Sạch Bẩn Sáng Trung bình Tối Hè đườngKiểu chụp sâu

Kiểu chụp vừa

4.5: Hệ số sử dụng

Cột đèn bố trí đặt cách mép đường:

f tra đồ thị 3.2 phần

haL 

f tra đồ thị 3.2 phần

(Hình 3.4)Cột đèn bố trí đặt tại mép đường

f tra đồ thị 3.2 phần

haL 

f tra đồ thị 3.2 phần

(Hình 3.5)Bố trí đèn ở con lươn nằm giữa đường

Vì chiều rộng của đường tương đốiRộng chia làm 4 làn xe, hai làn xe ở giữa phục vụ phương tiện giao thông lưu thông nhanh, nên ta phải tăng cường ánh sáng ra giữa đường, mặt khác tầm nhô của cột đèn chỉ có hạn (khoảng 2,4m) do vậy phải chọn góc bẻ góc nhằm hướng ánh sáng ra giữa đường.800

(Hình 3.6) Cánh bố trí này phù hợp với loại đường

có con lươn ở giữ, phần đường bên đèn số 1 được hỗ trợ ánh sáng từ đèn số 2 và ngược lại Do vậy khi tính hệ số sử dụng ta phải công thêm phần chiếu sáng của đèn 2 Hệ số sử dụng :

)( 3 42

tra được f1

Cạnh sau:

tra được f2

Cạnh sau:

tra được f3

Cạnh sau:

has 

tra được f4

Đối với đường quá rộng ta bố trí 4 đèn như hình vẽ

Vì chiều rộng của đường tương đốiRộng chia làm 4 làn xe, hai làn xe ở giữa phục vụ phương tiện giao thông lưu thông nhanh, nên ta phải tăng cường ánh sáng ra giữa đường, mặt khác tầm nhô của cột đèn chỉ có hạn (khoảng 2,4m) do vậy phải chọn góc bẻ góc nhằm hướng ánh sáng ra giữa đường.800

(2)

(Hình 3.7) Cánh bố trí này phù hợp với loại đường

đại lộ có chiều rộng lớn và con lươn ở giữ, phần đường bên đèn số 1 và 3 được chiếu sángtừ đèn 1 và đèn 3 đồng thời được hỗ trợ ánh sáng từ đèn số 2 và ngược lại Do vậy khi tính hệ số sử dụng ta phải cộng thêm phần chiếu sáng của đèn 2 đèn 4 ở quá xa nên bỏ quaHệ số sử dụng :

1 f (ff ) fff

Cạnh trước:

haL 

tra được f1

Cạnh sau:

tra được f2

Cạnh sau:

tra được f3

Cạnh sau:

has 

tra được f4

Cạnh trước:

haL 

tra được f5

Cạnh sau:

haL 

tra được f6

Đồ thị tra hệ số sử dụng (Nhà sản xuất cung cấp)

(Hình 3.8)

4.6: Suy giảm quang thông:

Có hai nguyên nhân gây ra sự suy giảm quang thông: Đó là sự già hoá của đèndo sử dụng lâu ngày và do bộ đèn bị bám bụi từ môi trường không khí.

6000 h

8,01

4.7: Chọn công suất bóng đèn

E: Khoảng cách ngắn nhất giữa hai cột đèn

L : Độ chói trung bìnhR: tỉ số R

V: Hệ số già hoá

f : Hệ số sử dụng

Chú ý: Nên chọn bóng đèn có quang thông lớn hơn hoặc bằng với quang thông tính

toán như trên.

4.8: Kiểm tra thực địa:

- Khi tiếp nhận một công trình chiếu sáng cần phải tiến hành đo độ chói trên mặtđường xem có đúng như yêu cầu thiết kế hay không, đây cũng là một tiêu chuẩn để nghiệmthu Theo tiêu chuẩn C.I.E cần tiến hành đo độ rọi ở các góc của mắt lưới tạo nên bởi:

- Chiều dọc bố trí mắt lưới cách nhau một khoảng e/3

- Chiều rộng bố trí mắt lưới cách nhau V/2 (Chiều rộng của một làn đường)

Hai làn xe, cốt đèn bố trí một bên

(Hình 3.9)

Ba làn xe, cốt đèn bố trí hai bên đối diện

Kiểm tra chỉ số tiện ghi (G) có giá trị từ 1 tới 9

 G = 1 : Không chịu được

 G = 9 : Không cảm nhận được

 G = 5 : Trung bình

Biểu thức tính

G0.97log( TB)4.41log1.46log

 ISL: chỉ số gấy lóa mắt

 h: Chiều cao từ đèn tới vị trí quan sát cách mặt đường 1.5m hh 1.5

 P: Số bộ đèn trên một Km tuyến đường LTB : Độ chói trung bình

5 : Chiếu sáng đường giao thông

Ví dụ 2: Thiết kế hệ thống chiếu sáng Đường Trần Việt Châu – Phường An Hòa – Quận Ninh

Kiều - Thành Phố Cần Thơ:

Khảo sát địa điểm chiếu sáng:

Đường Trần Việt Châu, rộng 10m, vỉ hè hai bên, mỗi bên rộng 5m, chiều dài 500m, mộtđầu thông ra đường Nguyễn Văn Cừ, đầu còn lại thông ra đường Phạm Ngũ Lão, lớp phủ mặtđường bê tông nhựa nóng do vậy mặt đường tương đối sáng, mặt đường sạch

Chọn cấp nhiếu sáng:

Đường Trần Việt Châu – Phường An Hoà – Quận Ninh Kiều – TP.CT thuộc loại đườngphố nên chọn cấp chiếu sáng và tiêu chuẩn như bảng dưới đây.

Tiêu chuẩn cần đạt được

Cấp Loại đường Mốc Độ chóitrung bình(Cd/m2)LTB

Độ đồng đềunói chung

LLU 

Độ đồng đềuchiều dọc

LLU 

Chiasố tiệnnghiGD Các phố chính

Các Phố cóbuôn bán

 Bố trí hai bên so le

 Tạo góc bẻ để hướng ánh sáng ra giữa đường

40