CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI 1. Khái niệm chiếu sáng Ánh sáng là một trong những yếu tố quan trọng không thể thiếu được để chúng ta có thể hoạt động, làm việc 1 cách hiệu quả. Trong đó, ngoài ánh sáng tự nhiên còn có ánh sáng nhân tạo chiếm cũng khá lớn so với lĩnh vực tiêu thụ điện khác. Để có thể sử dụng năng lượng hiệu quả trong lĩnh vực chiếu sáng, cũng như nâng cao chất lượng chiếu sáng, rất cần những người hiểu biết chuyên sâu về lĩnh vực chiếu sáng, để có thể lựa chọn các thiết bị, phân bố thiết bị, đạt được các tiêu chuẩn chiếu sáng 1.
Các đại lượng đo sáng và hình thức chiếu sáng 1. Quang thông ∅ (lm) Quang thông chính là thông lượng bức xạ hữu ích trong hệ ánh sáng hay nói cách khác, quang thông chính là lượng ánh sáng do nguồn sáng phát ra. Cùng một công suất nên chọn đèn có quang thông càng lớn càng tốt. Đơn vị của quang thông là lumen (lm) 1.
Độ rọi E (lx) Mật độ quang thông rơi trên bề mặt được chiếu sáng gọi là độ rọi, hay nói một cách khác độ rọi chính là độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng. 𝑑∅ E= 𝑑𝑠 Đơn vị độ rọi: lux (lx) Khi độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng không đều, nên tính trung bình số học ở các điểm khác nhau để tính độ rọi trung bình. ∅𝑐𝑠 𝐸𝑡𝑏 = 𝑆𝑐𝑠 Độ rọi trên mặt đất trong một số trường hợp: - Giữa trưa, trời không mây: E=100000 lux - Đêm trăng tròn không mây: E=0.25 lux Ban đêm với hệ chiếu sáng công cộng: E=10:30 lux 1. Độ chói L (cd/m2) Huy độ bức xạ trong hệ ánh sáng hay còn gọi là độ chói.
Độ chói nhìn nguồn là tỉ số giữa cường độ ánh sáng và diện tích biểu diễn của nguồn sáng: 𝑑𝐼𝛼 𝐿𝛼 = 𝑑𝐴𝛼 Trong đó: Iα : cường độ sáng theo hướng Aα : diện tích biểu kiến khi nhìn nguồn 1. Độ đồng đều chiếu sáng Mức độ đồng đều của độ rọi là tỉ số của giá trị độ rọi tối thiểu và giá trị độ rọi trung bình. 13 Khóa luận tốt nghiệp Nhóm sinh viên Độ rọi phải thay đổi dần dần. Vùng làm việc phải được chiếu sáng đồng đều nhất có thể.
Mức độ đồng đều của độ rọi vùng làm việc không được nhỏ hơn 0,7. Mức độ đồng đều của độ rọi xung quanh lân cận vùng làm việc không được nhỏ hơn 0,5. Chỉ số hoàn màu Chỉ số hoàn màu được ký hiệu là CRI (color rendering index) phản ánh độ trung thực màu sắc của vật khi được nguồn sáng chiếu tới. Ánh sáng mặt trời (ánh sáng ban ngày) là có chỉ số hoàn màu cao nhất, Ra = 100.
Nguồn sáng đèn đường cao áp Natri có chỉ số hoàn màu thấp Ra = 26, Nguồn sáng huỳnh quang cho chỉ số hoàn màu Ra > 70, loại chất lượng cao (đèn huỳnh quang 3 phổ của Rạng Đông) có chỉ số hoàn màu Ra > 84. Chỉ số hoàn màu thấp sẽ phản ánh sai lệch màu sắc của vật. Chẳng hạn dưới ánh sáng đèn cao áp Natri, màu hồng sặc sỡ của bông hoa hồng sẽ biến thành màu đỏ sẫm. Hiệu suất ánh sáng Là hiệu quả phát sáng của bóng đèn, bằng tỷ số giữa quang thông của bóng đèn và công suất tiêu thụ.
Đèn có hiệu suất phát sáng cao là đèn cho quang thông lớn mà tiêu thụ năng lượng điện ít. Các hình thức chiếu sáng Chiếu sáng trực tiếp: Hơn 90% ánh sáng được chiếu xuống dưới, vì thế ánh sáng ít bị tường hoặc sàn hấp thụ nhưng tạo nên bóng dâm. Kiểu chiếu sáng này thích hợp với chiếu sáng bên ngoài (trực tiếp, tăng cường) cho các phân xưởng và cho các văn phòng có diện tích lớn. Chiếu sáng bán trực tiếp: Từ 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống dưới.
Kiểu chiếu sáng này thích hợp với các văn phòng, nhà ở và nhà hàng Chiếu sáng hỗn hợp: Từ 40% đến 60% ánh sáng chiếu xuống dưới, nó chỉ được sử dụng cho những địa điểm có các bề mặt phản chiếu tốt. Chiếu sáng bán gián tiếp: Từ 10% đến 40% ánh sáng chiếu xuống dưới. Không gây chói lóa, sấp bóng và tạo môi trường dễ chịu. Phù hợp chiếu sáng trong văn phòng, nhà ở và một số không gian sinh hoạt, giao tiếp chung.
Chiếu sáng gián tiếp: Hơn 90% ánh sáng chiếu lên trên. Chiếu sáng có hiệu quả thấp nhất, nhưng tiện nghi nhìn tốt, không chói và sấp bóng 1. Khái niệm ánh sáng Ánh sáng là một loại sóng điện từ mà mắt người có thể cảm nhận được trực tiếp. Ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng 380nm-780nm.
Ủy ban quốc tế về chiếu sáng mã hóa đưa ra các giới hạn cực đại của phổ màu: 380nm 439nm 498nm 568nm 592nm 631nm 780nm 1. Màu sắc ánh sáng Mắt thường phân biệt được 150 loại màu sắc, ánh sáng nhìn thấy được chia thành các vùng màu sau: Đỏ (red): 0.57 𝜇𝑚 14 Khóa luận tốt nghiệp Nhóm sinh viên Lục (green): 0. Nhiệt độ màu của ánh sáng Chọn nhiệt độ màu của ánh sáng theo tiêu chuẩn tiện nghi Kruithof. Nhiệt độ màu T là nhiệt độ của vật đen lý tưởng phát sáng khi đột nóng ở nhiệt độ cao.
Chỉ số màu Đó là khái niệm cực kì quan trọng với sự lựa chọn tương lai của các nguồn sáng. Ta có các sự phân loại sau đây: - CRI=0 màu hoàn toàn biến đổi. - CRI<50 chỉ số không có ý nghĩa thực tế. Các màu hoàn toàn bị biến đổi - CRI<70 sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiện màu là thứ yếu.
- 70<CRI<85 sử dụng thông thường ở đó sự thể hiện màu là không quan trọng. - CRI>85 sử dụng trong nhà ở hay những ứng dụng công nghiệp đặc biệt. Nguồn ánh sáng trắng Ánh sáng trắng là ánh sáng có phổ quang nằm trong vùng phổ nhìn thấy được. Nguồn ánh sáng trắng đặc trưng bằng 2 đại lượng: nhiệt độ màu Tm và chỉ số màu Rn.
Nhiệt độ màu Tm là nhiệt độ của vật đen có màu sắc bức xạ giống như màu sắc của bức xạ khảo sát ứng với nhiệt độ thực của nó. Ánh sáng trắng có nhiệt độ màu từ 2500-3000oK: ánh sáng mặt trời lặn, đèn nung sáng, ánh sáng nóng, giàu bức xạ màu đỏ. Ánh sáng trắng có nhiệt độ màu từ 4500-5500oK: ánh sáng ban ngày trời sáng Ánh sáng trắng có nhiệt độ màu từ 6000-8000oK: ánh sáng trời có mây, ánh sáng lạnh giàu bức xạ màu xanh da trời. Rn thể hiện sự phản ánh màu sắc trung thực của một nguồn sáng, nó biến thiên từ 0 đối với ánh sáng đơn sắc đến 100 đối với đèn màu.5 So sánh và nhận xét So sánh: Bảng 1.
1 so sánh kết quả tính theo lí thuyết và phần mềm Tính theo phương Kết quả Tính theo dialux evo pháp hệ số sử dụng Số đèn bố trí 9 9 1.4 Các vấn đề khi thiết kế chiếu sáng 1. Chọn nguồn sáng Chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau đây: - Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof - Chỉ số màu - Tuổi thọ của đèn - Quang hiệu đèn 1. Lựa chọn hệ thống chiếu sáng Gồm các hệ chiếu sáng sau: 15 Khóa luận tốt nghiệp Nhóm sinh viên - Hệ chiếu sáng chung: không những bề mặt làm việc đều chiếu sáng mà các phòng nói chung đều được chiếu sáng - Hệ chiếu sáng chung đều: khoảng cách các đèn trong 1 dãy và giữa các dãy được đặt đều nhau. Sự phân bố đều được sử dụng trong các trường hợp khi cần có các điều kiện chiếu sáng giống nhau trên diện tích phòng.
- Hệ chiếu sáng khu vực: khi cần phải thêm những phần chiếu sáng, mà những phần này chiếm diện tích khá lớn hoặc theo điều kiện làm việc không thể sử dụng các bộ phận chiếu sáng tại chỗ, thì người ta dùng phương thức chiếu sáng khu vực.Các đèn được chọn lựa theo hướng phân bố có lợi của quang thông và khắc phục các bóng tối trên bề mặt được chiếu do các công cụ máy móc đặt sát gần nhau. - Hệ chiếu sáng hỗn hợp: Gồm các đèn được đặt trực tiếp tại chỗ làm việc, dùng để chiếu sáng chỗ làm việc và các đèn chiếu sáng chung dùng để khắc phục sự phân bố không đều của huy độ trong tầm nhìn và thiết bị, tạo một độ rọi cần thiết tại các lối đi trong phòng.5 Chọn thiết bị chiếu sáng Thiết bị chiếu sáng không chỉ liên quan đến mặt kinh tế, mà còn liên quan đến mặt tin cậy khi làm việc. Việc chọn thiết bị không hợp lý sẽ làm cho công suất tiêu thụ và chi phí vận hành tăng lên. Lựa chọn dựa trên điều kiện sau: - Tính chất của môi trường xung quanh - Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và sự giảm chói - Các phương án kinh tế 1.6 Chọn độ rọi Độ rọi được chọn phải đảm bảo nhìn rõ mọi chi tiết mà mắt nhìn không bị mệt mỏi.
Việc chọn độ rọi phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Loại công việc, kích thước các vật. - Mức độ căng thẳng của công việc. - Lứa tuổi người sử dụng. - Hệ chiếu sáng, loại nguồn sáng lựa chọn.7 Chọn hệ số bù d Trong thiết kế chiếu sáng, cần phải chú ý trong quá trình vận hành của hệ chiếu sáng, giá trị độ rọi trên mặt phẳng làm việc giảm.
Những nguyên nhân chính làm giảm độ rọi E là: giảm quang thông của nguồn sáng trong quá trình làm việc, tường, trần bị bẩn. Như vậy, khi tính công suất nguồn sáng để đảm bảo giá trị tiêu chuẩn trên mặt phẳng làm việc trong quá trình vận hành của TBCS cần phải cho thêm một hệ số tính đến sự giảm độ rọi E. Hệ số đó gọi là hệ số dự trữ k (Liên Xô cũ) hay hệ số bù d (Pháp). Hệ số bù d phụ thuộc vào: - Hệ số suy giảm quang thông - Hệ số suy giảm do các bề mặt phản xạ bị bẩn.8 Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng [1] 1.
Cơ sở lý thuyết Bước 1: Kích thước Chiều dài a = .(m) 16 Khóa luận tốt nghiệp Nhóm sinh viên Chiều cao H = .(m2) Bước 2: Màu sơn Trần:. Hệ số phản xạ trần ρtr =. Hệ số phản xạ tường ρtg =. Hệ số phản xạ sàn ρlv =.
Bước 3: Độ rọi yêu cầu: Etc = .(lux) Bước 4: Chọn hệ chiếu sáng:. Bước 5: Chọn khoảng nhiệt độ màu: Tm = .(K) theo đồ thị đường cong Kruithof. Bước 6: Chọn bóng đèn: Mã hiệu: .(lm) Bước 7: Chọn bộ đèn: Mã hiệu:. Hiệu suất, cấp bộ đèn:.
Số đèn/1 bộ:. Quang thông các bóng trên 1/bộ: .(lm) Bước 8: Phân bố các bộ đèn Cách trần: h’= .(m) Bề mặt làm việc: hlv = .