Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng - Bùi Thúc Minh

46
12/09/13 91
BÓNG PHÓNG ĐIỆN
Phóng điện trong môi 
trường khí hoặc hơi kim 
loại
Ống thạch anh
Dòng HQ
Nguyên tử
Bầu thủy tinh
Bức xạ UV
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 92
HID LPS HPS
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
47
12/09/13 93
2.5.1. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
• Phãng ®iÖn trong h¬i thñy ng©n
cã ¸p suÊt cao tõ 1 ®Õn 10 at bøc
x¹ ¸nh s¸ng gåm bèn v¹ch chÝnh
lµ 400, 430, 540, 560 nm vµ cã
mµu tr¾ng.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 94
2.5.1. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
• §Ìn h¬i thuû ng©n ®îc ph¸t triÓn ®Çu tiªn tõ n¨m
1901 nhng ®Ìn thñy ng©n cao ¸p ®îc sö dông
chiÕu s¸ng trong nhµ tõ n¨m 1960, sau ®ã ®îc c¶i
tiÕn nhê sö dông thªm phèt pho t¹o nªn mµu tr¾ng
deluxe.
• HiÖu qu¶ ¸nh s¸ng kho¶ng 50 lm/W, chØ sè thÓ
hiÖn mµu thÊp. Do ®Æc tÝnh cña ®Ìn thñy ng©n bÞ
xuèng cÊp nhanh vµ hiÖu qu¶ n¨ng lîng thÊp nªn
®Ìn thñy ng©n cao ¸p cã xu híng bÞ lo¹i bá.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
48
12/09/13 95
2.5.2. ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE)
• Nguyªn lý phãng ®iÖn cña h¬i
halogen kim lo¹i ®îc Steinmetz m«
t¶ ®Çu tiªn tõ n¨m 1911 vµ ®îc c«ng
ty General Electric øng dông ®Çu
tiªn trong c«ng nghiÖp.
• Nã lµ ®Ìn thñy ng©n CA cho thªm
vµo m«i trêng thñy ng©n muèi ièt
cña c¸c kim lo¹i nh Indi, Thali,
Natri. V× ièt thuéc nhãm halogen
nªn nh÷ng ®Ìn cã m«i trêng nµy gäi
lµ ®Ìn halogen kim lo¹i (Metal
halide).
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 96
2.5.2. ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE)
• C¸c lo¹i ®Ìn nµy cã hiÖu qu¶ s¸ng
kho¶ng 70-100 lm/W vµ ®îc chÕ
t¹o víi d¶i c«ng suÊt tõ 32 ®Õn
2000 W nhiÖt ®é mµu 2700-
45000K, CRI = 65-80.
• §Ìn Metal halide thay thÕ TNCA
trong chiÕu s¸ng nhµ xëng, s©n thÓ
thao, qu¶ng trêng, cÇu c¶ng nh»m
TK§N.
• Nhîc ®iÓm cña ®Ìn nµy lµ gi¸
thµnh cao, sau mét thêi gian sö
dông mµu bÞ thay ®æi.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
49
12/09/13 97
2.5.3. ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS)
• §Ìn Sodium ¸p suÊt cao xuÊt hiÖn
n¨m 1961 vµ ®îc th¬ng m¹i hãa vµo
n¨m 1965, sö dông trong chiÕu s¸ng
ngoµi trêi, chiÕu s¸ng c¸c c«ng
tr×nh c«ng nghiÖp, v¨n hãa thÓ thao
vµ lµ nguån s¸ng lý tëng cho chiÕu
s¸ng ®êng giao th«ng.
• CÊu t¹o ®Ìn gåm bãng thñy tinh
alumin h×nh « van, kÝch thíc t¬ng
®èi nhá, cã h¬i Natri víi ¸p suÊt 250
mm Hg, ®ui xo¸y, c«ng suÊt tõ 35
®Õn 1000W.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 98
2.5.3. ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS)
• ë nhiÖt ®é trªn 10000C vµ ¸p suÊt
cao Natri bøc x¹ c¸c phæ s¸ng
tr¾ng cã nhiÖt ®é mµu tõ 2000
®Õn 25000K.
• HiÖu suÊt s¸ng cã thÓ ®¹t 120
lm/W nhng chØ sè thÓ hiÖn mµu
t¬ng ®èi kÐm, CRI = 20. Tuæi thä
lý thuyÕt cã thÓ tíi 10.000 giê.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
50
12/09/13 99
2.5.4. ĐÈN NATRI ÁP SUẤT THẤP LPS (SODIUM TA)
 Được sử dụng từ 1940 ở châu âu và năm 1970 ở Mỹ.
 èng ph¸t hå quang (h×nh ch÷ U) lµm tõ thñy tinh chÞu
nhiÖt, chøa Natri vµ mét lîng nhá khÝ argon vµ neon. ¸p suÊt
trong èng kho¶ng 10-3mm Hg, kho¶ng gi÷a èng phãng ®iÖn
vµ èng phÝa ngoµi lµ ch©n kh«ng. ¸nh s¸ng ®îc ph¸t ra bëi
®iÖn tö t¸c ®éng lªn c¸c nguyªn tö Natri g©y ra hå
quang. Nguyªn tö Natri ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch khi chuyÓn
vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n sÏ ph¸t ra ¸nh s¸ng ®¬n s¸c mµu vµng,
trong ®ã 95% t¹i bíc sãng 589nm cßn l¹i 5% ph¸t t¹i bíc
sãng 586nm.
 Bøc x¹ ®Ìn Sodium ¸p suÊt thÊp ®¬n s¾c mµu da cam, víi bíc sãng nµy ¶nh
cña ®èi tîng ®îc tiªu tô ®óng trªn vâng m¹c, v× thÕ ®Ìn Sodim ¸p suÊt thÊp
thÝch hîp cho viÖc chiÕu s¸ng hÖ thèng giao th«ng, dÔ dµng quan s¸t c¸c ®èi t-
îng ®ang chuyÓn ®éng.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 100GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
51
12/09/13 101GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 102GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
52
12/09/13 103GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 104GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
53
12/09/13 105GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 106GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
54
12/09/13 107GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 108GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
55
12/09/13 109GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 110GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
56
12/09/13 111GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 112GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
57
12/09/13 113GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 114
2.5. CÁC NGUỒN SÁNG MỚI
2.5.1. Đèn sulfur
 Lµ lo¹i ®Ìn kh«ng cã ®iÖn cùc,
¸nh s¸ng ph¸t ra do bøc x¹ cña
c¸c nguyªn tö sulphur trong m«i
trêng khÝ Argon khi bÞ kÝch thÝch
b»ng vi sãng (®îc ph¸t minh n¨m
1990).
 Kh«ng chøa thñy ng©n, bÒn mµu, Ýt bÞ giµ hãa, thêi gian khëi ®éng rÊt ng¾n, bøc
x¹ hång ngo¹i Ýt, bøc x¹ cùc tÝm còng rÊt yÕu, hiÖu suÊt cao (kho¶ng 100 lm/W),
rÊt s¸ng vµ ph©n bè phæ ®Çy trong vïng nh×n thÊy. §©y lµ ®Ìn lý tëng ®Ó chiÕu
s¸ng trong nhµ t¹i nh÷ng n¬i diÖn tÝch réng nh nhµ m¸y, kho hµng, nhµ thi ®Êu vµ
c¸c phè bu«n b¸n. Nã còng lµ nguån s¸ng lý tëng cho chiÕu s¸ng ngoµi trêi, cho
chiÕu s¸ng kiÕn tróc.
§ §Ìn Sulphur cã thÓ ®iÒu chØnh quang th«ng ®Õn møc 30% cung cÊp ¸nh s¸ng cã
nhiÖt ®é mµu ®Õn 6.000 K víi CRI = 80. Do kh«ng cã sîi ®èt nªn lo¹i ®Ìn nµy
kh«ng thay ®æi mµu vµ cêng ®é s¸ng theo thêi gian.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
58
12/09/13 115
2.5. CÁC NGUỒN SÁNG MỚI
2.5.2. Đèn LED (Light Emitting
Diode)
PhÇn chñ yÕu cña mét LED lµ tinh thÓ
b¸n dÉn InGaN t¹o nªn chuyÓn tiÕp P-
N. Khi ®Æt ®iÖn ¸p nhá lªn chuyÓn tiÕp
sÏ t¹o nªn c¸c ®iÖn tÝch di ®éng ch¹y
qua chuyÓn tiÕp vµ biÕn ®æi n¨ng lîng d
thµnh ¸nh s¸ng.
N¨ng lîng gi¶i phãng do sù t¸i hîp
®iÖn tö lç trèng gÇn chuyÓn tiÕp sÏ lµm
ph¸t sinh c¸c ph«ton.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 116
2.5.2. Đèn LED
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
59
12/09/13 117GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 118GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
60
12/09/13 119GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 120GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
61
12/09/13 121GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 122GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
62
12/09/13 123GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 124GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
63
12/09/13 125GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 126GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
64
12712/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Giảng đường Đại Học Nha Trang
12812/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
65
Xưởng cơ khí
12912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Phòng thiết kế vẽ tranh tường
13012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
66
Phòng thí nghiệm
13112/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
13212/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
67
Trình tự thiết kế chiếu sáng trong nhà
Bước 1. Chọn độ rọi yêu cầu
Bước 2. Chọn kiểu bóng đèn
Bước 3. Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn
Bước 4. Chọn độ cao treo đèn
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu
Bước 6. Xác định tổng quang thông của các bộ đèn
chiếu sáng
Bước 7. Xác định số lượng đèn cần thiết
Bước 8. Kiểm tra độ rọi
13312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 1. Chọn độ rọi yêu cầu
• Căn cứ vào các yếu tố:
– Đặc điểm sử dụng và không gian.
– Tính chất hoạt động (Văn phòng, xưởng, phòng
học, lắp ráp chi tiết, hội trường,)
– Môi trường chung.
– Chọn độ rọi theo Tiêu chuẩn
13412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
68
Bước 2. Chọn kiểu bóng đèn
• Theo tiêu chí:
– Nhiệt độ màu
– Chỉ số hoàn màu IRC
– Hiệu suất phát quang, tuổi thọ bóng đèn,
13512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 3. Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn
• Chiếu sáng trực tiếp
• Chiếu sáng bán trực tiếp
• Chiếu sáng gián tiếp
13612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
69
Bước 4. Chọn độ cao treo đèn
13712/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng 
đèn tối thiểu
• Độ đồng đều ánh sáng phụ thuộc:
– Khoảng cách giữa các đèn L
– Hệ số phản xạ của tường, trần, sàn
– Loại đèn
– Tỷ số L/h (giá trị cực đại của nó được cho ứng với
từng loại đèn do các hãng SX cung cấp)
13812/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
70
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu
• Thõa:
13912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 6. Xác định tổng quang thông của 
các bộ đèn chiếu sáng
14012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
71
• Hệ số sử dụng của một số đèn thông dụng
14112/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
14212/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
72
Bước 7. Xác định số lượng đèn cần thiết
14312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 8. Kiểm tra độ rọi
• Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt chiếu
sáng (độ rọi thực tế)
14412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
73
Bài tập
• Thiết kế chiếu sáng cho một xưởng cơ khí có
kích thước axbxH là 20,0x40,0x5,0m. Yêu
cầu:
– Đảm bảo độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn. (TCVN
7114:2002 và QCXDVN 09:2005)
– Đảm bảo phân bố ánh sáng đồng đều trên bề mặt
làm việc
14512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
14612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
74
147
Phần mềm thiết kế chiếu sáng
• Một số phần mềm thiết kế chiếu sáng:
– Luxicon
– Dialux
– Visual professional Edition
– CalcuLux
– AGI 32
– Ulysse,
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
148
Trình tự thiết kế chiếu sáng 
bằng phần mềm Luxicon
Bước 1. Tạo mặt bằng
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
Bước 3. Chọn và phân bố bộ đèn
Bước 4. Tạo lưới tính toán và tính toán
Bước 5. Xuất kết quả
(tài liệu hướng dẫn thiết kế chiếu sáng)
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
75
Bước 1. Tạo mặt bằng
• Các thông tin về căn phòng cần xác định?
– Kích thước? Chiều dài, rộng, cao
– Màu sắc? Của trần, tường, sàn
– Tính chất hoạt động? Ví dụ: giảng đường, thư
viện, phòng thí nghiệm, xưởng cơ khí,
14912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 1. Tạo mặt bằng
• Chọn độ rọi theo thang đo
150
Nguồn: TCXDVN 333:2005
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
76
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
• Dựa vào đâu?
151
1. Nhiệt độ màu: Thể hiện màu sắc của ánh sáng do vật phát ra 
(Kelvin)
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
2. Chỉ số hoàn màu: thể hiện chất lượng của ánh sáng
152
TCVN 7114:2002
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
77
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
• Thư viện các bộ đèn
– Hơn 500 đèn Ies, nhiều kiểu đèn.
Catalogue PHILIPS
- Lamps & Gears Catalogue
• Luminaries catalogue:
• 
15312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 3. Chọn và phân bố bộ đèn
• Thõa điều kiện:
15412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
78
• Bước 4. Tạo lưới tính toán và tính toán
• Bước 5. Xuất kết quả
15512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bài tập
1. Sử dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một xưởng cơ khí (kích thước tự
chọn)
2. Ứng dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một giảng đường của trường Đại học
Nha Trang.
15612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh