Thiết kế chiếu sáng trường Phổ thông trung học - Amsterdam

cũ có hiệu suất phát quang thấp, có độ suy giảm quang thông lớn. Thiết bị chiếu sáng có tuổi thọ thấp nên chi phí thay thế bảo trì hàng năm lớn. Ngày nay với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật, các loại bóng đèn thế hệ mới có nhiều ưu điểm đã ra đời, người ta gọi đó là các bóng đèn hiệu suất phát quang cao tiết kiệm điện năng (công suất của bóng đèn thấp hơn so với loại bóng đèn thế hệ cũ mà phát ra quang thông lớn hơn). Mặt khác bóng đèn hiệu suất cao lại có độ suy giảm quang thông thấp nên cường độ sáng được duy trì ổn định. Dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS –TS Đặng Văn Đào, đề tài tốt nghiệp của em là thiết kế chiếu sáng Trường PTTH Amsterdam, trong đó em thiết kế chiếu sáng với 02 loại thiết bị chiếu sáng, là thiết bị chiếu sáng thông thường và thiết bị tiết kiệm điện năng. Từ đó thấy được những hiệu quả về ánh sáng và hiệu quả về kinh tế trong việc sử dụng bóng đèn thế hệ mới. Bản đồ án này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót do kiến thức của bản thân và kinh nghiệm thực tế còn ít, vì vậy em rất mong sự góp ý và chỉ dẫn thêm của các thầy các cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Nhân đây cho em được bày tỏ tấm lòng biết ơn chân thành với các thầy cô đã tận tình truyền đạt kiến thức cho chúng em trong những năm học vừa qua và đặc biệt là thầy giáo Đặng Văn Đào, thầy giáo đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.  Phần I : Cơ sở kỹ thuật chiếu sáng Phần này trình bày về lý thuyết chiếu sáng bao gồm phép đo ánh sáng, trình bày về đèn, ống hình quang, thiết kế chiếu sáng trong nhà. Chương I: Phép đo ánh sáng I.Khái niệm về ánh sáng : Sóng điện từ là hiện tượng lan truyền đồng thời theo đường thẳng của điện trường và từ trường. Mọi sóng điện từ 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 sóng khác nhau rõ rệt tuỳ theo năng lượng được truyền, nghĩa là tuỳ theo bước sóng. ánh sáng là một loại sóng điện từ mà bước sóng nằm trong khoảng 780nm và 380nm mà “mắt não” con người có thể cảm nhận trực tiếp. II. Các đại lượng đo ánh sáng : Khái niệm quang thông là quan niệm đầu tiên của con người có quan hệ với các nguồn sáng, đó là ngọn nến, là đèn măng sông không cho cùng một lượng ánh sáng, nhưng khái niệm này không nêu lên bất kỳ sự phân bố ánh sáng trong các miền khác nhau của không gian, hơn nữa nó không thể đo được. Điều đó đã thúc đẩy các nhà vật lý Lambert ở thế kỷ 18 đưa ra các cơ sở của phép đo ánh sáng dựa trên cơ sở quang học, hình học và sinh lý học. 1 Góc khối - Ω , steradian, sr : Có thể nói một cách đơn giản rằng góc khối, ký hiệu Ω, là góc trong không gian. Ta giả thiết rằng một nguồn điểm đặt ở tâm O của một hình cầu rỗng bán kính R và ký hiệu S là nguyên tố mặt của hình cầu này. Hình nón đỉnh O cắt S trên hình cầu biểu diễn góc khối Ω, nguồn nhìn mặt S dưới góc đó. Ω được định nghĩa là tỷ số của S trên bình phương của bán kính : Ta được giá trị cực đại của Ω khi từ O ta chắn cả không gian tức là toàn bộ hình cầu : Do đó Steradian là góc khối tức là “khai triển của hình nón” dưới góc đó một người quan sát đứng ở tâm một quả cầu có bán kính 1m thấy diện tích 1m2 trên hình cầu này. 2. Cường độ sáng I, Candela, cd : Là một thông số đặc trưng cho nguồn sáng. Cường độ sáng luôn liên quan đến một phương cho trước được biểu diễn bằng một vector theo phương này ta có độ lớn tính bằng Candela (cd, còn gọi là nến). Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát một bức xạ đơn sắc có tần số 540.1012Hz (l = 555 nm) và cường độ năng lượng theo phương này là 1/683 oát trên steradian. Trường hợp tổng quát, một nguồn không phải luôn phát sáng một cách giống nhau trong không gian. Chúng ta xét sự phát xạ thông lượng df của nguồn O theo phương của điểm A là tâm của miền dS ta nhìn từ O dưới góc khối dΩ. Khi đó ds tiến tới không, df cũng tiến tới không, thì tỉ số df / dW tiến tới giá trị tới hạn gọi là cường độ sáng của O tới A, tức : Để thấy rõ hơn ý nghĩa của các đại lượng này trong thực tế, sau đây là một số đại lượng cường độ sáng của các nguồn sáng thông dụng : ngọn nến : 0,8 cd (theo mọi hướng) đèn sợi đốt 40 W/ 220V : 35 cd (theo mọi hướng) đèn sợi đốt 300 W/ 220V : 400 cd (theo mọi hướng) có bộ phản xạ : 1500 cd (ở giữa chùn tia) đèn iot kim loại 2 KW : 14.800 cd (theo mọi hướng) Có bộ phản xạ : 250.000 cd (ở giữa chùm tia) 3. Quang thông Φ, lumen, lm : Đơn vị cường độ sáng candela do nguồn sáng phát theo mọi hướng tương ứng với đơn vị quang thông tính bằng lumen. Lumen là quang thông do nguồn sáng này phát ra trong một góc mở bằng 1 steradian. Do đó nếu ta biết sự phân bố cường độ sáng của nguồn trong không gian ta có thể suy ra quang thông của nó : Trường hợp đặc biệt nhưng hay gặp, khi cường độ bức xạ I không phụ thuộc vào phương thì quang thông là : Φ = 4 π I 4.Độ rọi E, Lux, Lx : Người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi có đơn vị là lux : Hoặc 1 lux = 1 lm/m2 Khi sự chiếu sáng trên bề mặt không đều nên lấy trung bình số học ở các điểm khác nhau để tính độ rọi trung bình . Một số giá trị thông dụng khi chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo : Ngoài trời, buổi trưa trời nắng : 100.000 lx Phòng làm việc : 400 đến 600 lx Trời có mây : 2000 đến 10.000 lx Nhà ở : 50 đến 300 lx Trăng tròn : 0,2 lx Phố được chiếu sáng : 20 đến 50 lx Khái niệm về độ rọi, ngoài nguồn sáng còn liên quan đến vị trí của mặt được chiếu sáng. Với : I là cường độ sáng (cd) h là khoảng cách từ điểm sáng tới bề mặt chiếu sáng (m) α là góc hợp bởi pháp tuyến n của ds với phương r r là khoảng cách giữa nguồn sáng đến điểm nhận được chiếu sáng (m) 5. Độ chói L, cd/m2 : Các nguyên tố diện tích của vật được chiếu sáng nói chung phản xạ ánh sáng nhận được 1 cách khác nhau và tác động như một nguồn sáng thứ cấp phát ra cường độ sáng khác nhau theo mọi hướng. Để đặc trưng cho các quan hệ của nguồn, kể cả nguồn sơ cấp lẫn nguồn thứ cấp, đối với mắt cần phải thêm vào các cường độ sáng cách xuất hiện ánh sáng. Độ chói nhìn nguồn sáng là tỉ số giữa cường độ sáng và diện tích biểu diễn của nguồn sáng : Trong đó : : cường độ sáng theo hướng SbK : Diện tích biểu khi nhìn nguồn Khi nguồn sáng là bộ đèn cầu: 6. Độ tương phản : Đối với con mắt quan sát một vật có độ chói Lo trên một nền có độ chói Lf chỉ có thể phân biệt được ở mức độ chiếu sáng vừa đủ nếu : Trong đó : Lo Là độ chói khi nhìn đối tượng Lf Là độ chói khi nhìn nền Để phân biệt đối tượng nhìn C ≥ 0,01 Trong thực tế kích thước và mầu sắc cũng tác động đến khả năng phân biệt của mắt, điều đó kéo theo là mức độ chiếu sáng phù hợp với công trình chiếu sáng. 7. Tiện nghi nhìn và sự loá mắt : Sự loá mắt là sự suy giảm hoặc tức thời mắt bị mất đi cảm giác nhìn do sự tương phản quá lớn. Khái niệm này có liên quan đến khái niệm ở trên. Nói chung người ta chấp nhận độ chói nhỏ nhất để mắt nhìn thấy là: 10-5cd/m2 và bắt đầu gây nên loá mắt ở 5000cd/m2. 8. Độ nhìn rõ và các tính năng nhìn : Tất nhiên cách chúng ta nhìn thấy các vật phụ thuộc vào độ tương phản của nó nhưng cũng còn phụ thuộc vào kích thước của vật và độ chói của nền, điều đó dẫn đến sự kích hoạt của các tế bào hình nón (thị giác ban ngày) hoặc tế bào hình que (thị giác ban đêm) Định nghĩa tương phản C = (L0 – Lf)/ Lf chứng tỏ một vật sáng trên nền tối, C> 0 biến thiên từ , đối với vật trên nền sáng C< 0 biến thiên từ 0 đến -1 Đối với một độ chói của nền và kích thước của vật đã cho ta có thể xác định ngưỡng tương phản Cs ứng với giá trị cực tiểu của C cho phép phân biệt được vật. Blackwell đã đưa ra quan niệm nhìn rõ như tỷ số C/Cs cho phép đánh giá tính năng nhìn. Ta cũng nhận thấy rằng dưới vài phần trăm cd/m2 là thị giác đêm và trên vài cd/m2 trở lên là thị giác ngày. 9. Định luật Lambert : Dù ánh sáng qua bề mặt trong suốt hay ánh sáng được phản xạ trên bề mặt mờ hoặc ánh sáng chịu cả hai hiện tượng trên bề mặt trong mờ, một phần ánh sáng được mặt này phát lại tuỳ theo hai cách sau đây: - Sự phản xạ hay khúc xạ tuân theo qui định luật của quang hình học hay định luật Descartes . Sự phản xạ truyền khuếch tán theo định luật Lambert: : hệ số phản xạ Các hệ số phản xạ thực tế: Mầu trắng rất sáng, thạch cao trắng Các mầu sáng, mầu trắng nhạt Mầu vàng, xanh lá cây sáng, mầu ximăng Các mầu rực rỡ, gạch Các mầu tối kính Nói chung ta gọi độ sáng - là tỷ số quang thông phát bởi nguyên tố diện tích dù là nguyên nhân phát có thể là phản xạ, truyền dẫn có thể là phát xạ nội tại như màn hình của máy thu hình. Độ sáng tính bằng lm.m-2 (nhưng không phải là Lux bởi vì đó là quang thông phát chứ không phải quang thông thu). Khi độ sáng được khuyếch tán, định luật Lambext được tổng quát là : 10. Lux kế: Về nguyên tắc lux kế là dụng cụ để đo tất cả các đại lượng ánh sáng . Dụng cụ gồm tế bào Sêlen quang điện (pin quang điện) biến đổi các năng lượng nhận được thành dòng điện và cần được nối vào một miliampe kế. Đo cường độ sáng: Nếu tế bào chỉ được chiếu sáng trực tiếp bằng một nguồn đặt ở khoảng cách r và toả tia có cường độ sáng I theo phương pháp tuyến với tế bào, biểu thức I = E.r2 cho giá trị của cường độ sáng. Sử dụng phương pháp này rõ ràng bao hàm một điều là không có bất cứ nguồn thứ cấp nào khác chiếu sáng tế bào như các vật hay các thành phần phản xạ đã làm, vì thế người ta sơn mặt đen (r = 0,05) chỗ tiến hành đo cường độ sáng. Đo độ chói Trong trường hợp sự khuyếch tán của tường là thẳng, biết độ rọi của tường là E ta xác định được ngay độ chói L nhờ định luật Lambert III Màu của ánh sáng 1. Nhiệt độ màu cuả ánh sáng Cách chọn nhiệt độ màu của ánh sáng theo tiêu chuẩn tiện nghi Kruithof. Nhiệt độ màu T(k) là nhiệt độ của vật đen lý tưởng phát sáng khi đốt nóng ở nhiệt độ cao. T = 2000k: chủ yếu bức xạ màu đỏ (ánh sáng mặt trời sắp lặn) T = 2500k: ánh sáng bắt đầu trắng lên - trắng ấm (dùng đèn đường Natri cao áp) T = 3000 - 5500k: ánh sáng giữa trời mùa hè. 2 .Chỉ số màu (thể hiện màu, hoàn màu) Đó là khái niệm cực kỳ quan trọng với sự lựa chọn tương lai của các nguồn sáng. Cùng một vật được chiếu sáng bằng các nguồn chuẩn khác nhau nhưng không chịu một sự biến đổi nào . So sánh với một vật đen có cùng nhiệt độ , một nguồn nào đó làm biến màu của các vật được chiếu sáng, sự biến đổi màu này do sự phát xạ phổ khác nhau đượcđánh giá xuất phát từ các độ sai lệch màu và gán cho nguồn một chỉ số màu I.R.C hoặc Ra theo ngôn ngữ Anh). Nó biến thiên từ 0 với một ánh sáng đơn sắc, đến 100 đối với phổ ánh sáng trắng ban ngày. Trong thực tế ta chấp nhận sự phân loại sau đây: Ra < 50 chỉ số không có ý nghĩa thực tế. Các màu hoàn toàn bị biến đổi Ra < 70 sử dụng công nghiệp khi sự thể hiện màu là thứ yếu, 70 < Ra < 85 sử dụng thông thường ở đó sự thể hiện màu là không quan trọng Ra > 85 sử dụng trong nhà ở hay những ứng dụng công nghiệp đặc biệt. IV.Đèn huỳnh quang : Các đèn phóng điện cũng liên quan đến nguyên lý huỳnh quang. 1. Sự huỳnh quang : Khi một tia đơn sắc va chạm vào một chất phát quang thì một phần năng lượng của nó được biến đổi thành nhiệt trong khi đó phần còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục có bước sóng lớn hơn và sự phân bố phụ thuộc vào bản chất của chất. Sự giảm bớt phát xạ sơ cấp tạo nên hiện tượng huỳnh quang được sử dụng để “lấy lại” các bức xạ phát ra trong các tia tử ngoại bằng cách kéo chúng vào miền sáng nhìn thấy. Màu của ánh sáng quan sát phụ thuộc vào bản chất, liều lượng bột huỳnh quang quét trong thành ống cũng như áp suất trong ống. 2. Đèn ống huỳnh quang : a) Giới thiệu : Một ống thuỷ tinh mờ với các tia tử ngoại có các điện cực đốt nóng, bên trong chứa khí hiếm (argon) và một lượng thuỷ ngân rất nhỏ khi phóng điện ở áp suất rất thấp 0,01 torr phát xạ chủ yếu của thuỷ ngân nằm ở 254nm trong khi thuỷ ngân vẫn nguội ở khoảng 500. Để chế tạo : Cần sử dụng một ống dài có nhiệt độ (T0) không cao để không làm tăng áp suất của thuỷ ngân. Bột huỳnh quang hoặc hỗn hợp bột có thể có các đường cong phát xạ phổ ánh sáng màu hay ánh sáng trắng được đặc trưng bằng nhiệt độ màu và giá trị chỉ số màu IRC (hay Ra). Hiệu quả ánh sáng từ 40 đến 95 lm/W Chỉ số màu từ 55-92 Nhiệt độ màu giữa 2800 và 6500K Tuổi thọ lý thuyết vào quãng 7000 giờ . b) Các điều kiện làm việc : +)Nhiệt độ : Trong ống đèn thuộc công nghệ cũ, vì lý do giá thành, cực đại của quang thông ở nhiệt độ xung quanh vào khoảng 250C là thông dụng nhất. Nhưng sự phát xạ có thể giảm đi 30% ở gần 00 (do vậy cần bảo vệ đèn ống bằng một chụp đèn) hoặc ở 600, giá trị nhiệt độ thường gặp bên trong chụp đèn . +)Tuổi thọ : Sự giảm quang thông trong quá trình làm việc có liên quan đến việc biến thiên điện áp lưới và tần số phát sáng, điều đó dẫn hư hỏng chất huỳnh quang ở lân cận các điểm cực, do đó khi hai đầu bóng đèn bị đen chứng tỏ gần hết thời gian sử dụng của đèn. +)Các biến thiên điện áp : Cũng như đối với các đèn phóng điện và phụ kiện kèm theo (chấn lưu, tụ điện, thiết bị mồi) đèn ống huỳnh quang chỉ làm việc tốt ở điện áp định mức . c) Các thiết bị mồi : +)Tăcte có khí : Đó là một bóng đèn có khí rất nhỏ có các điện cực gần nhau trong đó một điện cực lưỡng kim di động, mắc song song với đèn ống. Khi có điện, sự phóng điện xảy ra trong tăcte, các điện cực của nó bị ngắn mạch do nhiệt lượng của sự phóng điện này. Do đó dòng điện chạy qua các điện cực e và e’ làm nóng chúng do hiệu ứng Joule, trong khi đó miếng lưỡng kim nguội đi. Cuối cùng miếng lưỡng kim làm hở mạch, vì cuộn chấn lưu có tính điện cảm làm xuất hiện quá điện áp khi bị ngắt mạch giữa e và e’ sinh ra hồ quang. +)Tăcte nhiệt : Một bóng đèn chân không nhỏ chứa một công tắc lưỡng kim khép mạch khi nguội và một điện trở đốt nóng được mắc theo sơ đồ. Khi có điện, điện trở này và các điện cực mắc nối tiếp bị phát nóng do hiệu ứng Joule làm mở miếng lưỡng kim gây ra quá điện áp khi ngắt mạch giữa e và e’ và sinh ra hồ quang. +)Hệ thống “khởi động nhanh” dùng điện cực phụ : Nếu muốn mồi tức thì, ta có thể loại bỏ thời gian đốt nóng trước bằng một điện cực phụ rất bền đặt trong ống, được đốt với điện cực thứ hai. Như vậy ngay sau khi có điện, sự mồi tiến hành một cách tự phát từ e tới a và hồ quang kéo dài dọc theo điện cực phụ để đạt đến e’. d) Nguồn cung cấp Ta biết rằng ở tần số 50 Hz đèn phát 100 chớp sáng trong một giây, hiệu ứng “chớp nháy” này, người ta không nhìn thấy nhưng gây ra hiệu ứng quay chuyển, ví dụ trong phân xưởng có các máy quay. Vì đèn ống có 2 hoặc 3 ống trong một hộp đèn, tuỳ theo trường hợp mà ta có thể: Cung cấp cho 3 ống của một hộp, đèn bằng điện áp ba pha tạo nên hướng ánh sáng rất đều đặn theo thời gian và cho phép cân bằng các pha với các thiết bị chiếu sáng công suất lớn. Đối với đèn hộp 2 ống thực hiện sơ đồ 2 đèn “vượt trước – chậm sau” chỉ cần nối song song một đèn ống không bù với một ống bù quá sao cho chớp sáng vượt trước và chậm sau điện áp. Lợi ích của sơ đồ ở chỗ có hệ số công suất cao, cỡ 0,85 nhưng cầu dùng hai chấn lưu và hai tắcte Sơ đồ hai đèn lần lượt thì mỗi nửa chu kỳcủa điện áp đèn L2 chỉ được mồi sau đèn L1. Điện áp trên các cực đèn L1 giảm xuống giá trị điện áp hồ quang, L2 nhận được điện áp bổ xung cần thiết cho sự mồi của nó. Sơ đồ này không giảm đi sự nhấp nháy nhưng chỉ cần 1 chấn lưu có công suất nhỏ và tổn hao công suất giảm đi. 3 .Các đèn hộp bộ (đèn Compact) Mặc dù các đèn phóng điện và đèn huỳnh quang được cải tiến không ngừng, nhưng thiết bị phụ của đèn cũng như kích thước của nó làm các đèn này gặp trở ngại khi sử dụng đèn này trong nhà. Việc sử dụng lớp huỳnh quang mịn hơn là nguồn gốc của đèn ống thế hệ thứ hai tạo nên phát xạ 3 dải hẹp (đỏ – xanh lá cây – xanh da trời) tạo nên ánh sáng trắng có chất lượng tuyệt hảo và hiệu quả ánh sáng rất cao. Đèn này có thể thay thế trực tiếp đèn sợi đốt và có hiệu quả ánh sáng vào khoảng 50lm/w và tuổi thọ 5000 giờ, khấu hao vốn đầu tư trước 3000 giờ sử dụng. Các đặc tính của loại đèn hiện nay là: Fw 7 11 15 20 23 Фlm 400 600 900 1400 1800 Còn các loại đèn khác, chấn lưu rời, đui đặc biệt để tránh mắc sai vào lưới, công suất từ 5 đến 55w, có quang thông từ 260 đến 4800lm Chương II chiếu sáng trong nhà I. Thiết kế sơ bộ chiếu sáng trong nhà. Kỹ thuật chiếu sáng là tập hợp các phương pháp cho phép đảm bảo về số lượng và chất lượng phân bố ánh sáng thích ứng với nhu cầu sử dụng. Thiết bị chiếu sáng được tính toán theo hai giai đoạn: Thiết kế sơ bộ xác định giải pháp về hình học và quang học có thể có. Kiểm tra các độ rọi khác nhau được thực hiện một cách chính xác bằng cách sử dụng một trong các quy chuẩn như: NFC – 71 -12 của U.T.E hay quy chuẩn S40 – 001 của AFNOR với mục đích chính là kiểm tra mức độ tiện nghi cuả thiết bị. Trước rất nhiều giải pháp có thể nên tiến hành các lựa chọn theo thứ tự được trình bày dưới đây: 1. Chọn độ rọi : Chọn độ rọi ngang chung trên bề mặt làm việc, còn gọi là “bề mặt hữu ích” có độ cao trung bình là 0,85m so với mặt sàn. Độ rọi này phụ thuộc vào bản chất của địa điểm, vào các tính năng thị giác liên quan đến tính chất công việc (vẽ, dệt, cơ khí, . . .) đến việc mỏi mắt và liên quan đến môi trường chiếu sáng, đến thời gian sử dụng hàng ngày . . . . Hội chiếu sáng Pháp đã công bố các độ rọi trung bình đòi hỏi với mỗi địa điểm, tính đến tất cả các thông số kể trên. Ví dụ đối với các địa điểm thường gặp ta chấp nhận các độ rọi sau đây : - Giao thông cửa hàng, kho hàng . . . 100 lux - Phòng ăn, cơ khí nói chung 200 và 300 lux - Phòng học, phòng thí nghiệm 300 đến 500 lux - Phòng vẽ, siêu thị 750 lux - Công nghiệp màu 1000 lux - Công việc với các chi tiết nhỏ > 1000 lux 2. Chọn loại đèn : Việc lựa chọn đèn thích hợp nhất trong số các loại đèn chính theo các tiêu chuẩn sau đây : Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof và có liên quan đến việc lựa chọn ở trên. Chỉ số màu. Việc sử dụng tăng cường hay gián đoạn của địa điểm. Tuổi thọ các đèn. Hiệu quả ánh sáng của đèn. 3. Chọn kiểu chiếu sáng và bộ đèn : Thường gặp nhất là kiểu chiếu sáng trực tiếp và bán trực tiếp. Kiểu chiếu sáng phụ thuộc vào bản chất của địa điểm có tính đến khả năng phản xạ của thành. Đối với các loại đèn cần chọn, catalo của nhà chế tạo cho phép chọn một kiểu bộ đèn, cấp xác định và nếu có thể người ta đảm bảo sẵn sàng có các công suất khác nhau. 4. Chọn chiều cao treo đèn : Nếu h là chiều cao của nguồn so với bề mặt hữu ích và h’ là khoảng cách từ đèn đến trần ta có thể xác định tỷ số treo j theo công thức : với Thường nên chọn h cực đại bởi vì : Các đèn càng xa với thị trường theo chiều ngang, làm giảm nguy cơ gây loá mắt. Các đèn có công suất lớn hơn và do đó có hiệu quả ánh sáng tốt. Các đèn có thể cách xa nhau do đó làm giảm số đèn. 5. Sự bố trí các đèn (phương pháp đơn giản hoá) : Ta có một không gian hình hộp chữ nhật gọi chung là địa điểm chữ nhật trong đó mặt phẳng của các đèn phân cách với cổ trần. Sự đồng đều của độ rọi bề mặt hữu ích phụ thuộc : Cách các chùm tia sáng của đèn giao nhau cách nhau một khoảng n trên bề mặt hữu ích. Các hệ số phản xạ của vách đóng vai trò của các “nguồn sáng mặt” thứ cấp và càng quan trọng khi các thiết bị là chiếu sáng hỗn hợp. Việc đầu tiên khi bố trí các đèn là cần tôn trọng các giá trị cực đại như hình sau : Cấp A B C D EFGH IJ A. . .J+T T max 0,6 0,8 1 1,2 1,5 1,7 1,5 ≤ 6 Khoảng cách đến tường của các thiết bị chiếu sáng gần nhất được ký hiệu q nói chung trừ những chỗ làm việc dọc theo tường. 6. Quang thông tổng : a) Khái niệm về hệ số có ích : Hệ số có ký hiệu là U, tỉ số quang thông nhận được trên bề mặt hữu ích trên quang thông tổng đi khỏi bộ đèn. Tỷ số này phụ thuộc vào 3 yếu tố : Cấp của bộ đèn, nghĩa là cách phân bố quang thông trên mặt hữu ích, trên tường, cổ trần và trên trần. Các hệ số phản xạ của các vạch được đo bằng dụng cụ đo độ rọi hoặc được ước lượng bằng bảng màu chuẩn trong đó cho giá trị trung bình đối với tường và trần. Ngoài ra người ta định nghĩa hệ số phản xạ với mặt ảo ở độ cao của mặt hữu ích phản chiếu ánh sáng như các vách và các vật dưới bề mặt này. Hệ số phản xạ này chỉ lấy một cách áng chừng với các giá trị 0,1 và 0,3. Kích thước hình học của địa điểm được đặc trưng bằng tỷ số K gọi là chỉ số địa điểm : Các giá trị U được xác định nhờ các bảng hệ số có ích. b)Hệ số suy giảm : Sự già hoá các đèn như sự cáu bẩn của chúng làm thay đổi chất lượng quang học của các bộ đèn dẫn đến việc cần đưa vào sử dụng thiết bị có độ rọi thoả mãn sau một năm làm việc là thời gian cần phải lau thiết bị chiếu sáng. Tuỳ theo mức độ hoạt động trong : - Địa điểm sạch (văn phòng, lớp học . . . ) : 0,9 - Địa điểm công nghiệp (cơ khí, kho . . .) : 0,8 - Không khí ô nhiễm (xưởng cưa, xưởng bột, nơi có khói . . .) : 0,7 Tính đến việc giảm quang thông của đèn để bù lại sự suy giảm này cần dùng hệ số bù , nói chung : c)Quang thông tổng của các đèn : Tập hợp các đèn phải phát xạ quang thông tổng ft bằng với S : diện tích của mặt hữu ích (m2) E : độ rọi của mặt hữu ích (lux) d : là hệ số bù quang thông. Ksd : là hệ số sử dụng của bộ đèn. Nhận xét : Thông thường với một bộ đèn đã cho, nhà chế tạo cho trực tiếp tích số Ksd hay hệ số sử dụng theo các hệ số phản xạ và chỉ số địa điểm chiếu sáng. 7. Công suất đèn : Bằng cách chia quang thông tổng cho số đèn ta được quang thông tương ứng với 1 loại đèn. Vì số đèn chọn là nhỏ nhất ta cần tăng thêm đèn nhưng vẫn bố trí đều đặn cho đến khi sử dụng hợp lý đèn có quang thông nhỏ hơn quang thông đèn đã tính toán. Sự đồng đều độ rọi sẽ tốt nhất. II. Bảng hệ số có ích : Độ rọi một mặt của địa điểm chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông trực tiếp mà mặt nhận được cũng như mặt phản xạ bởi các mặt khác theo hướng này, là hàm số của các hệ số phản xạ, hệ số hình học của địa điểm chiếu sáng. Vì thế nói chung các bảng có hệ số có ích được tính toán với các trường hợp riêng của “địa điểm chiếu sáng chuẩn”, có thể sai khác 1 chút từ các nhà chế tạo này đến nhà chế tạo khác tuỳ theo giá trị của các chỉ số Km và Kp (với Km là chỉ số lưới, Kp là chỉ số gần) III. Kiểm tra thiết kế : ở phần trên mới chỉ là thiết kế sơ bộ, thực tế ta phải kiểm tra lại : Không gian giữa hai bộ đèn liên tiếp không bắt buộc có cùng chiều dài và chiều rộng. Các độ rọi của tường và trần đặc trưng cho môi trường chiếu sáng và do đó mức độ tiện nghi của thiết bị chiếu sáng vẫn còn chưa biết. Các nguyên nhân gây loá mắt trực tiếp hay do phản chiếu phải được nghiên cứu theo các độ tương phản của các bộ đèn tạo nên trong thị trường. 1. Quy chuẩn đơn giản hoá UTE 71-121 : Soạn thảo năm 1968 quy chuẩn AFNORS40-001 cho phép tính toán các độ rọi trung bình, trong địa điểm kín, trên tất cả các vách đối với một bộ đèn hoàn toàn được xác định theo vị trí, hiệu suất và phát xạ ánh sáng trong vùng : , , , Bằng cách bắt đầu tính toán nhiều lần đối với các thiết bị chiếu sáng người ta có thể giải tất cả các trường hợp bố trí đèn, ngay cả khi bố trí không đều. Để dễ dàng tính toán trong trường hợp bố trí đèn thường gặp, UTE năm 1984 đã công bố một quy chuẩn đơn giản hoá dùng cho một mắt lưới hình chữ nhật : m là khoảng cách tâm các nguồn sáng bên cạnh b. n là khoảng cách tâm các nguồn sáng bên cạnh a p là khoảng cách giữa tường và hàng đèn gần a nhất. q là khoảng cách giữa tường và hàng đèn gần b nhất. Do đó các đặc trưng hình học của các thiết bị chiếu sáng được xác định bằng bốn tỷ số sau đây : Chỉ số lưới : Chỉ số gần : Chỉ số địa điểm : Tỷ số treo : Các đặc tính quang học được biểu diễn bằng “nhóm phản xạ” trong đó các chỉ số 1, 2, 3 và 4 lần lượt liên quan đến trần, cổ trần, tường và mặt hữu ích. Tính toán độ rọi trung bình của trần (E1), của cổ trần (E2 = E1), của tường (E3), và của mặt hữu ích (E4) được tiến hành theo hai bước đối với mỗi cấp bộ đèn. a) Xác định quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích : Đó là giá trị quang thông trực tiếp trên mặt hữu ích tính theo phần trăm của quang thông phát ra từ các bộ đèn. Nó phụ thuộc vào các cấp của bộ đèn cũng như các chỉ số K, Km, Kp. Các giá trị này được công bố trong quy chuẩn mà UTE đã cho phép trích một phần dùng cho các ví dụ sau : Nếu cần ta sẽ tiến hành nội suy tuyến tính theo thứ tự sau đây : - Nội suy theo Kp Biểu diễn Kp theo phần trăm Km, tức là Km và tính toán đối với cặp [Kp, Km = α Km] nếu Km gần một trong các giá trị của bảng. Nội suy theo Km Trong trường hợp ngược lại ta bắt đầu tính toán tương tự xuất phát từ một giá trị chuẩn hoá thứ hai Km và Kp = = α Km rồi nội suy. Nội suy theo K : Các tính toán trên đều được thực hiện đối với một giá trị K chuẩn hoá và nhỏ hơn giá trị thực ta tiến hành tương tự với giá trị lớn hơn. b) Tính độ rọi : Các độ rọi trung bình (E1 , E3, E4 ) được xác định bằng biểu thức : Trong đó : N : tổng số bộ đèn F : quang thông phát ra của một bộ đèn Ri và Si : các hệ số trong qui chuẩn UTE theo K, j nhóm phản xạ và các cấp của bộ đèn. Các tính toán này được thực hiện với giá trị chuẩn đoán của j gần giá trị thực nhất. Tuy nhiên ta có thể thực hiện nội suy các độ rọi khi các giá trị j tương đối xa 0 hoặc 1/3. 2. Kiểm tra các điều kiện tiện nghi : Việc bố trí các đèn chiếu sáng tốt phải cho phép nhìn nhanh chóng, chính xác và thuận tiện. a) màu của nguồn : Điểm này được cho để ghi nhớ, bởi vì việc lựa chọn nhiệt độ màu và chỉ số màu nằm trong việc lựa chọn nguồn. b) Không gây loá mắt khó chịu : Cũng có thể ghi nhớ vì sự xem xét các biểu đồ Sollner nằm trong việc lựa chọn bộ đèn. c)Tương phản bộ đèn-trần : Sự cảm nhận tiện nghi có liên quan đến sự cân bằng của các độ chói trong thị trường, nói chung người ta chấp nhận tỷ số r như sau : r = độ chói của đèn quan sát dưới góc độ chói trung bình của trần nhỏ hơn 20 đối với các công việc mức 2 (lao động tinh xảo) và nhỏ hơn 50 đối với các công việc mức 1 (lao động thông thường). d)độ chói của các vách bên : Nói chung chấp nhận được khi 0,5 < E3/E4 < 0,8 Đối với một người lao động nhìn tập trung vào một mảng có hệ thống phản xạ , do đó con mắt chịu ấn tượng 1 độ chói , điều cần thiết là độ chói của các tường mà anh ta quan sát với mỗi chuyển động của đầu không quá tối cũng không quá sáng so với độ chói mà anh ta đã quen. Nếu các tường có hệ số khuyếch tán theo định luật Lambert, tỷ số các độ chói LTV/L3 có thể được biểu diễn theo độ rọi E4 và E3 với đã cho. PHầNII :Thiếtkế chiếu sáng chương i : đề xuất phương án chiếu sáng Một số trương học của nước ta vẫn đang sử dụng loại bóng đèn thế hệ cũ nên thiếu độ rọi và quang thông phát ra không đạt yêu cầu. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật các loại bóng đèn thế hệ mới đã ra đời gọi là đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng có những ưu điểm hơn hẳn đèn huỳnh quang thế hệ cũ như có hiệu suất cao, lại có độ suy giảm quang thông thấp nên cường độ sáng được duy trì ổn định. Vì vậy để đảm bảo chiếu sáng tiện nghi phù hợp cho mọi hoạt động thị giác tại phòng học, thư viện, phòng thực hành,. . . phục vụ cho học sinh học tập nghiên cứu, đồng thời sử dụng nguồn năng lượng điện trong chiếu sáng có thể thực hiện những giải pháp sau : 1. Các hệ thống chiếu sáng phải được thiết đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. sử dụng các nguồn sáng có hiệu suất phát quang cao, có nhiệt độ màu T vàchỉ số thể hiện màu Ra phù hợp với nhu cầu học tập cho học sinh. Để chiếu sáng phòng học có thể thay thế đèn huỳnh quang thế hệ cũ bằng đèn huỳnh quang thế hệ mới sử dụng chấn lưu tổn hao thấp hạn chế sử dụng đèn sợi đốt, nên thay thế đèn huynh quang ở những nơi có thể thay thế được. 2. Sử dụng các nguồn sáng có hiệu suất phát quang cao, có nhiệt độ màu T và chỉ số thể hiện màu ra phù hợp với nhu cầu học tập cho học sinh. Để chiếu sáng phòng học có thể thay thế đèn huỳnh quang thế hệ cũ bằng các bóng đèn huỳnh quang thế hệ mới sử dụng chấn lưu tổn hao thấp, hạn chế sử dụng đèn sợi đốt, nên thay thế bằng đèn huỳnh quang ở những nơi có thể thay thế được. 3. Sử dụng các bộ đèn chiếu sáng có hệ số sử dụng cao, có kết cấu phù hợp với điều kiện môi trường lớp học, các đèn có choá phản xạ tốt nhất, nhằm tăng cường phản chiếu độ rọi lên bề mặt cần chiếu sáng. Nên dùng máng chụp làm từ vật liệu nhôm được anốt hoá thì sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất chiếu sáng. 4.Kết hợp sử dụng ánh sáng tự nhiên và nhân tạo, tận dụng tối đa nguồn sáng tự nhiên dồi dào ở nước ta. 5.Vì môi trường lớp học có thể tắt bật ánh sáng nhân tạo theo giờ, thời gian sử dụng ánh sáng nhân tạo được xác định trên cơ sở đặc điểm khí hậu ánh sáng tự nhiên tại môi trường lớp học, cho nên có thể giảm ánh sáng nhân tạo khi ánh sáng tự nhiên đảm bảo đủ độ rọi làm việc. Để thấy rõ được ưu điểm của đèn huỳnh quang thế hệ mới so với đèn huỳnh quang thế hệ cũ. Dưới đây ta thiết kế mỗi phòng 2 phương án : Phương án 1: dùng đèn huỳnh quang thế hệ cũ và bộ đèn thông thường Phương án 2: dùng đèn huynh quang tiết kiệm điện năng và bộ đèn hiệu suất cao chương ii chiếu sáng phòng học ãKích thước a* b*H = 7,2.6,5.3,6 (m) ãĐộ phản xạ r = 7,51 ãChọn độ rọi E = 300 lux I. Phương án sử dụng đèn huỳnh quang thế hệ cũ và bộ đèn thông thường Chọn loại đèn: Các loại đèn thông thường có hiệu quả ánh sáng trung bình, ta chọn loại đèn P tiện nghi 27 có các thông số kỹ thuật sau: công suất P = 40 (w) chiều dài 1,2m nhiệt độ màu T = 2700K chỉ số màu Ra = 95 quang thông định mức f = 1750 (lm) Chọn phương án chiếu sáng trực tiếp mở rộng. Chọn bộ đèn: dựa vào bảng phụ lục G (trang 127 sách KTCS) ta chọn bộ đèn DF 340 chứa 3 ống đèn. Tính hiệu suất của bộ đèn dựa vào phụ lục ta có: +) F + F + F + F = (185 + 96 + 49 + 36) = 366 ị hiệu suất trực tiếp của bộ đèn là h = 0,366 +) F = 88 ị hiệu suất gián tiếp của bộ đèn là hi = 0,088 Tìm cấp trực tiếp cần tính Fi’ ( trang 92 – sách TKCS ) F1’ = = đ cấp D F1’ + F2’ = đ cấp D,E F1’ + F2’ + F3’ = đ cấp C, D, E, G, H, I đ ta chọn cấp D vì gần với giá trị trung bình nhất. Bộ đèn đặc trưng bằng 0,366.D + 0,088T. Xác định hệ số bù quang thông d: từ công thức Trong đó : v1 là sự suy giảm quang thông của các đèn theo thời gian v2 là ._.sự suy giảm quang thông hàng năm của đèn bởi sự bám bẩn của đèn, theo bảng (trang 171- sách KTCS) ta chọn v1 = 0,85 với đèn ống huỳnh quang tuổi thọ 6000h v2 = 0,95 với bộ đèn có loe và môi trường khí quyển không ô nhiễm chiều cao treo đèn h: được tính theo công thức h = H – h’ – 0,85 chọn h’ = 0,1 (m) h = 3,6 – 0,1 – 0,85 = 2,65 (m) *Tỉ số treo j j = lấy j = 0 * chỉ số địa điểm k được tính theo công thức: Tính hệ số sử dụng của bộ đèn Ksd: Ksd được tính theo công thức: Trong đó Ud là hệ số có ích, tỉ số quang thông nhận được trên mặt hữu ích trên tổng quang thông đi khỏi bộ đèn Ud,Ui được tra trong bảng (trang 101á 106 sách ktcs) Với bộ đèn cấp D, bộ phản xạ r = 751, chỉ số địa điểm K = 1,29, tỉ số treo j = 0, tra bảng trang 102 (sách KTCS) ta có: k 1 1,25 1,5 Ud 71 76 81 ị 0/0  - Với bộ đèn cấp T, bộ phản xạ r = 751, chỉ số địa điểm K = 1,29, tỉ số treo j = 0, tra bảng trang 106 (sách KTCS) ta có k 1,25 1,5 Ud 45 49 ị 0/0 ị suy ra ksd = 0,366.0,768 + 0,0880,456 = 0,31 Quang thông tổng yêu cầu: Số đèn cần dùng đèn = 33 đèn Để phân bố đèn được đồng đều ta sử dụng 12 bộ đèn, mỗi bộ có 3 đèn có nghĩa là có 36 ống đèn. Lưới phân bố các đèn . Ta phân bố làm 3 hàng mỗi hàng 4 bộ đèn như hình vẽ : Kích thước hộp đèn: a = 0,4 (m) b = 1,28 (m) c = 0,106 (m) Các chỉ số hình học : * * * Chỉ số lưới km = * Chỉ số gần kp = * Hệ số a a = Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng: Theo trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp A. . . J + T thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5 ị nmax = 1,5.h = 1,5.2,65 = 3,975 (m) ta đã tính được ở trên m = 2,32 (m) và n = 1,9 (m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều chiếu sáng thoả mãn. kiển tra thiết kế: 11.1 Kiểm tra độ rọi : Sử dụng công thức E = Ed + Ei, trong đó : -Độ rọi trực tiếp là Ed được tính theo công thức: -Độ rọi gián tiếp là Fi được tính theo công thức: ở đây: ãN là số bóng đèn ã F quang thông một bóng đèn. ãhd và hd hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn. ãRi và Si là các hệ số cho phép tính toán độ rọi trung bình a ) Tính các hệ số Fu”: Dựa vào bảng giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116 á 117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn làD và T với các chỉ số km và kp tương ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi ngoại suy cho K = 1,29 Trường hợp K = 1,5 với km = 0,5 ị kp = a. km= 0,4. 0,5 = 0,2 kp 0 0,25 0,5 Fu” 536 619 691 ị Fu” = 536 +  với km = 1 ị kp =0,4 kp 0 0,5 1 Fu” 763 643 765 ị Fu” = 463 +  Suy ra km = 0,79 thì Fu” = 602,4 + Trường hợp k = 2 với k = 0,5 ị kp = a. km= 0,4. 0,5 = 0,2 kp 0 0,25 0,5 Fu” 620 696 761 ị Fu” = 620 +  với km = 1 ị kp = 0,4 kp 0 0,5 1 Fu” 549 715 823 ị Fu” = 549 +  Suy ra km = 0,79 thì Fu” = 680,8 + Từ các kết quả trên suy ra K = 1,29 Fu” = 605 + b) Tính các hệ số Ri và Si Tương tự như tính với hệ số Fu”, tra trong bảng trang 118 (sách KTCS) các hệ dố Ri và Si ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi sau đó ngoại suy cho K = 1,29 K R1 S1 R3 S3 R4 S4 3 -0,176 263 -1,689 1763 0,684 370 2,5 -0,174 257 -1,432 1503 0,694 358 1,29 -0,196 243 -0,81 874 0,718 329 Đèn cấp T K S1 S3 S4 3 1094 368 610 2,5 1096 360 586 1,29 1101 341 528 Sự đóng góp của quang thông gián tiếp chỉ cần các hệ số Si bởi vì hệ số Fu” = 0 ứng với đèn cấp T. c ) Tính độ rọi: Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = Độ rọi gián tiếp Ei : -Trên trần: E1i = -Trên trần: E3i = -Trên mặt hữu ích: E4i = vậy : - Độ rọi trên trần : E1 = E1d + E1i = 55,4 + 100,2 = 155,6(lux) Độ rọi trên tường : E3 = E3d + E3i = 155,4 + 31 = 186,4(lux) Độ rọi trên mặt hữu: E4 = E4d + E4i = 180,6 + 48 = 328,6(lux) d ) Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu 11.2 Kiểm tra trên nghi chiếu sáng Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ê E3/E4 Ê 0,8 Ta có đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần yêu cầu đối với lao động là mức 1 + Độ chói khi nhìn trần: + Độ chói khi nhìn trần: Với Sbk = a.b.cos750 + b.c.sin750 = 0,4.1,28.cos750 + 1,28.0,106 .sin750 = 0,264(m2) Tra bảng trang 127 – phụ lục G (sách KTCS) ta có : I = 18 cd ị (cd/m2) ị suy ra đạt yêu cầu II. phương án sử dụng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng và bộ đèn hiệu suất cao 1.Các kết quả đã tính ở phần I Chỉ số địa điểm K = 1,29 Hệ số bù quang thông d = 1,3 Chiều cao treo đèn h = 2,65 (m) Tỉ số treo đèn j = 0 2. Chọn đèn sử dụng : chọn đèn thế hệ mới theo catalogue Flouróent Lamp của hãng sylania ta chọn loại đèn F36W/830 warm white Deluxe có các thông số kỹ thuật sau: 36w – 1,2m – 3350lm 3.Chọn bộ đèn : dựa vào bảng phụ lục trang 153 (sách KTCS) ta chọn bộ đèn DI 2l 36 có đặc tính quang học 0,54.D + 0,24.T 4. Hệ số sử dụng của bộ đèn ksd ksd được tính theo công thức ksd = hd.Ud + hi.Ui - Với bộ đèn cấp D, bộ phản xạ f = 751, chỉ số địa điểm k = 1,29, tỉ số j = 0 ta có k 1,25 1,5 Ud 76 81 Ud = 0/0 Với bộ đèn cấp T: k 1,25 1,5 Ui 45 49 Ui = 0/0 ị suy ra ksd = 0,54.0,768 + 0,24.0,456 = 0,52 5. Quang thông tổng yêu cầu: 6. Số đèn cần dùng: đèn = 11đèn Để phân bố đèn được đồng đều ta chọn sử dụng 5 bộ đèn, mỗi bộ 2 đèn nghĩa là có 10 ống đèn. 7. Lưới phân bố đèn: Ta bố trí hình như hình vẽ: một bộ đèn được bố trí chiếu sáng tăng cường cho bục giảng (bề rộng 1,2m), còn 4 bộ đèn bố trí làm 2 hàng mỗi hàng 2 bộ đèn. Các chỉ số hình học : * ị * ị *chỉ số lưới * chỉ số gần  * hệ số a 8. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng Theo trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp A...J+T thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5 ị nmax = 1,5.h = 1,5.2,65 = 3,975 (m) Ta đã tính được ở trên m = 3,6(m) và n = 3,3(m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều thoả mãn. 9. Kiểm tra thiết kế: 9.1. Kiểm tra độ rọi Tính các hệ số Fu” Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116-117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn là D và T, với các chỉ số km và kp tương ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi ngoại suy cho K = 1,29. Trường hợp K = 1,5 với km = 1 ị kp = a.km = 0,41 kp 0 0,5 1 Fu” 463 643 756 ị Fu”=  với km = 1,5 ị kp = a.km = 0,41.1,5 = 0,615 kp 0 0,75 1,5 Fu” 392 688 891 ị Fu”=  ị suy ra km = 1,3 thì Fu”= Trường hợp K= 2 với km = 1 ị kp = a.km = 0,41 kp 0 0,5 1 Fu” 549 715 823 ị Fu”=  với km = 1,5 ị kp = a.km = 0,41.1,5 = 0,615 kp 0 0,75 1,5 Fu” 483 748 861 ị Fu”=  ị suy ra km = 1,3 thì Fu”= từ các kết quả trên suy ra chỉ số địa điểm K = 1,29 thì Fu”= Bảng các hệ số Ri và Si đã được tính ở phần I Suy ra các kết quả về độ rọi : Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = Độ rọi gián tiếp Ei : -Trên trần: E1i = -Trên trần: E3i = -Trên mặt hữu ích: E4i = vậy: Độ rọi trên trần : E1 = E1d + E1i = 42,3 + 145= 187,3(lux) Độ rọi trên tường : E3 = E3d + E3i = 117,4 + 45 = 162,4(lux) Độ rọi trên mặt hữu ích : E4 = E4d + E4i = 227 + 69,7 = 296,7(lux) d ) Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng : * Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ta có ị đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần: yêu cầu r = Lden(g = 750)/Ltran Ê 20 Do bộ đèn là cấp D nên tra bang tra bảng trang 153 (sách KTCS) thì I(=75) = 0 ị r = 0 đạt yêu cầu III) Kết luận Theo như các kết quả đã tính ở hai phương án trên thì ta thấy phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm năng có hiệu suất cao hơn , số bóng ít hơn . Vì vậy ta chọn phương án 2: Phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng. Chương iii: chiếu sáng phòng đọc thư viện ã Kích thước : a.b.H = 10,8.6,5.3,6(m) ã Chọn bộ phản xạ : r = 751 ã Độ rọi : E = 300 (lux) i. PHƯƠNG áN Sử DụNG ĐèN HuỳNH QUANG thế hệ cũ và bộ đèn THÔNG THƯờNG 1. Chọn loại đèn : các loại đèn thông thường có hiệu quả ánh sáng trung bình, ta chọn đèn P – trên nghi 27 có các thông số sau: Công suất P = 40(W) Chiều dài 1,2 m Nhiệt độ màu Ra = 95 Quang thông định mức F = 1750(lm) 2. chọn phương án chiếu sáng trực tiếp mở rộng 3. Chọn bộ đèn: dựa vào bảng phụ lục G ( trang 127 sách KTCS) ta chọn bộ đèn DF340 chứa 3 ống đèn. Tính hiệu suất của bộ đèn dựu vào phụ lục ta có: F1 + F2 + F3 + F4 = (185 + 96 + 49 + 36) = 366 hiệu suất trực tiếp của bộ đèn là hd = 0,366 F5 = 88 ị hiệu suất gián tiếp của bộ đèn là hi = 0,088 Tìm cấp trực tiếp cần tính Fi’ (trang 92 – sách KTCS) cấp D cấp D,E cấp C, D, E, G, H, I ị Ta chọn cấp D vì gần với giá trị trung bình nhất. Bộ đèn đặc trưng bằng 0,366.D + 0,088.T 4. Xác định hệ số bù quang thông d Từ công thức Trong đó : v1 là sự suy giảm quang thông của các đèn theo thời gian v2 là sự suy giảm quang thông hàng năm của đèn bởi sự bám bẩn của đèn, theo bảng (trang 171- sách KTCS) ta chọn v1 = 0,85 với đèn ống huỳnh quang tuổi thọ 6000h v2 = 0,95 với bộ đèn có loe và môi trường khí quyển không ô nhiễm 5. Chiều cao treo đèn h: được tính theo công thức h = H – h’ – 0,85 , chọn h’= 0,1m ị h = 3,6 – 0,1 – 0,85 = 2,65(m) Tỉ số treo đèn j: lấy j = 0 Chỉ số địa điểm K: được tính theo công thức 6. Tính hệ số sử dụng của bộ đèn ứng với bộ phản xạ r = 751 và chỉ số địa điểm r = 1,53, dựa vào bảng (trang 101- 106 sách KTCS) - Với bộ đèn cấp D bộ phản xạ r = 781 và chỉ số địa điểm K = 1,53 tỉ số treo j = 0, tra bảng ta có Kp 1,5 2 Ud 81 86 Ud = 0/0 Với bộ đèn cấp T: Kp 1,5 2 Ui 49 55 Ui = 0/0 ị suy ra ksd = 0,366.0,813 + 0,088.0,494 = 0,34 7. Quang thông tổng yêu cầu: 8. Số đèn cần dùng đèn Để phân bố được đồng đều ra chọn sử dụng 15 bộ đèn nghĩa là có 45 đèn 9. Lưới phân bố các đèn Ta bố trí làm 3 hàng, mỗi hàng 5 bộ đèn như hình vẽ Kích thước hộp đèn a = 0,4m b = 1,28m c = 0,106m Các chỉ số hình học : * ị * ị *chỉ số lưới * chỉ số gần  * hệ số a 10. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng Theo bảng trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp A. . . J + T thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5 suy ra nmax = 1,5.h = 1,5.2,65 = 3,975(m) Ta đã tính được ở trên m =2,3(m), n = 2,25(m) đều nhỏ hơn nmax nên điều kiện đồng đều chiếu sáng thoả mãn. 11. Kiểm tra thiết kế 11.1. Kiểm tra độ rọi a) Tính các hệ số Fu” Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116-117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn là D và T, với các chỉ số km và kp tương ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi ngoại suy cho K= 1,29. Trường hợp K = 1,5 với km = 0,5 ị kp = a.km = 0,4.0,5 = 0,2 kp 0 0,25 0,5 Fu” 536 619 691 ị Fu”=  với km = 1ị kp = a.km = 0,4.1 = 0,4 kp 0 0,5 1 Fu” 463 643 765 ị Fu”=  ị suy ra km = 0,68 thì Fu”= Trường hợp K = 2 với km = 0,5 ị kp = a.km = 0,4.0,5 =0,2 kp 0 0,25 0,5 Fu” 620 696 761 ị Fu”=  với km = 1ị kp = a.km = 0,4.1= 0,4 kp 0 0, 5 1 Fu” 549 715 823 ị Fu”=  ị suy ra km = 0,86 thì Fu”= từ các kết quả trên suy ra chỉ số địa điểm k = 1,53 thì Fu”= b) Tính các hệ số Ri và Si Tương tự như tính với hệ số Fu” và tra bảng trang 118 (sách KTCS) các hệ số địa điểm k = 1,5 và k = 2, rồi ngoại suy cho k = 1,53. Đèn cấp D k R1 S1 R3 S3 R4 S4 3 -0,176 263 -1,689 1763 0,684 370 2,5 -0,174 257 -1,432 1503 0,,694 358 1,53 -0,17 245,4 -0,933 998,6 0,713 335 ãĐèn cấp T k S1 S3 S5 3 1094 368 610 2,5 1096 360 586 1,53 1100 344,5 539,4 Sự đóng góp quang thông gián tiếp chỉ cần các hệ số Si bởi vì hệ số Fu” = 0 ứng với đèn cấp T. c)Tính độ rọi Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = Độ rọi gián tiếp Ei : -Trên trần: E1i = -Trên tường: E3i = -Trên mặt hữu ích: E4i = vậy: Độ rọi trên trần : E1 = E1d + E1i = 44,8 + 83,6 =128,4(lux) Độ rọi trên tường : E3 = E3d + E3i = 135,7 + 26,2 = 161,9(lux) Độ rọi trên mặt hữu ích : E4 = E4d + E4i = 243,3 + 41 = 284,3(lux) d)Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng : * Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ta có ị đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần: yêu cầu r = Lđèn(g = 75độ)/Ltrần Ê 50 đối với mức lao động 1 + Độ chói khi nhìn trần: Ltrần = (cd/m2) + Độ chói khi nhìn đèn: với Sbk = a.b.cos750 + b.c.sin750 = 0,4.1,28.cos750 + 1,28.0,106.sin750 = 0,264(m2) Tra bảng trang 127 phụ lục G (sách KTCS) ta có i = 18(cd) ị Lđèn = ị suy ra r = đạt yêu cầu II. phương án sử dụng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng và bộ đèn hiệu suất cao Các kết quả đã tính ở phần I Chỉ số địa điểm k = 1,53 Hệ số bù quang thông d = 1,3 Chiều cao treo đèn h = 2,65(m) Tỉ số treo j = 0 Chọn đèn sử dụng : chọn đèn thế hệ mới theo catalogue Flouresent Lamp của hãng syvania ta chọn loại đèn F36w/830 WarmWhile Deluxe có các thông số kỹ thuật sau: 36W – 1,2m – 3350lm. Chọn bộ đèn : dựa vào bảng phụ lục N trang 153 (sách kỹ thuật chiếu sáng)ta chọn bộ đèn DI 2L36 có đặc tính quang học 0,54D + 0,24T Hệ số sử dụng của bộ đèn ksd được tính theo công thức ksd = hd.Ud + hi.Ui - Với bộ đèn cấp D, bộ phản xạ r = 751, chỉ số địa điểm K = 1,53, tỉ số j = 0 ta có Kp 1, 5 2 Ud 81 86 Ud = 0/0 Với bộ đèn cấp T: Kp 1,5 2 Ui 49 55 Ui = 0/0 ị suy ra ksd = 0,54.0,813 + 0,24.0,494 = 0,56 5. Quang thông tổng yêu cầu: 6. Số đèn cần dùng: đèn = 15đèn Để phân bố đèn được đồng đều ta chọn sử dụng 8 bộ đèn, mỗi bộ 2 đèn nghĩa là có 16 ống đèn. 7. Lưới phân bố đèn: Ta bố trí làm 2 hàng, mỗi hàng 4 bộ đèn như hình vẽ Có các thông số sau: a = 0,266(m) b = 1,28(m) c = 0,106(m) Các chỉ số hình học : * ị * ị *chỉ số lưới *chỉ số gần  * hệ số a 8. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng Theo trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp A . . . J+T thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5 ị nmax = 1,5.h = 1,5.2,65 = 3,975 (m) Ta đã tính được ở trên m = 3,6(m) và n = 2,84(m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều thoả mãn. 9. Kiểm tra thiết kế: 9.1. Kiểm tra độ rọi Tính các hệ số Fu” Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116-117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn là D và T, với các chỉ số km và kp tương ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi ngoại suy cho K = 1,29. Trường hợp K = 1,5 với km = 1 ị kp = a.km = 0,42 kp 0 0,5 1 Fu” 463 643 756 ị Fu”= - với km = 1,5 ị kp = a.km = 0,42.1,5 = 0,63 kp 0 0,75 1,5 Fu” 392 688 819 ị Fu”=  ị suy ra Km = 1,53 thì Fu”= Trường hợp K = 2 với km = 1 ị kp = a.km = 0,42 kp 0 0,5 1 Fu” 549 715 823 ị  với km = 1,5 ị kp = a.km = 0,42.1,5 = 0,63 kp 0 0,75 1,5 Fu” 483 748 861 ị  ị suy ra km = 1,2 thì Fu”= Từ các kết quả trên suy ra chỉ số địa điểm K = 1,53 thì Fu”= Bảng các hệ số Ri và Si đã được tính ở phần A Suy ra các kết quả về độ rọi : Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = ãĐộ rọi gián tiếp Ei : -Trên trần: E1i = -Trên trần: E3i = -Trên mặt hữu ích: E4i = vậy: Độ rọi trên trần : E1 = E1d + E1i = 111,7 + 154= 265,7(lux) Độ rọi trên tường : E3 = E3d + E3i = 130,54 + 48,2 = 178,7(lux) Độ rọi trên mặt hữu ích : E4 = E4d + E4i = 248,4 + 75,5 = 323,9(lux) d ) Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng : * Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ta có ị đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần: yêu cầu r = Lđèn(g = 750)/Lttrần Ê 50 Do bộ đèn là cấp D nên tra bang tra bảng trang 153 (sách KTCS) thì I(=75) = 0 r = 0 < 50 đạt yêu cầu III) Kết luận Theo như các kết quả đã tính ở hai phương án trên thì ta thấy phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm năng có hiệu suất cao hơn , số bóng ít hơn . Vì vậy ta chọn phương án 2: Phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng. chương iV: thiết kế chiếu sáng phòng hội đồng * Kích thước a.b.H = 20.6,5.3,6 (m) * Bộ phản xạ r = 751 Đây là phòng hội đồng của trường dùng để họp, hội thảo tiếp khách, v.v... nên bố trí hai mức chiếu sáng khác nhau: E = 100(lux) và E = 400(lux) a. bố trí chiếu sáng e = 400(lux) i. phương án sử dụng đèn huỳnh quang thế hệ cũ và bộ đèn thông thường 1. Chọn loại đèn : theo trang 74(sách kỹ thuật chiếu sáng) ta chọn đèn P tiện nghi 27 có các thông số kĩ thuật như sau: Công suất p = 40W Chiều dài 1,2(m) Nhiệt độ màu T = 27000K Chỉ số màu Ra =95 quang thông định mức F = 1750(lm) 2. Chọn phương án chiếu sáng trực tiếp mở rộng . 3. Chọn bộ đèn : dựa vào bảng phụ lục G (trang 127 sách KTCS) ta chọn bộ đèn : DF 340 chứa 3 ống đèn có hiệu suất trực tiếp của bộ đèn là hd = 0,366 ị bộ đèn có đặc tính quang học 0,366.D 4. Xác định hệ số bù quang thông d từ công thức Trong đó : v1 là sự suy giảm quang thông của các đèn theo thời gian v2 là sự suy giảm quang thông hàng năm của đèn bởi sự bám bẩn của đèn, theo bảng (trang 171- sách KTCS) ta chọn v1 = 0,85 với đèn ống huỳnh quang tuổi thọ 6000h v2 = 0,95 với bộ đèn có loe và môi trường khí quyển không ô nhiễm chiều cao treo đèn h: được tính theo công thức h = H -h’- 0,85, chọn h’ = 0 ị h = 3,6 - 0,85 = 2,75 (m) *Tỉ số treo đèn j: j = ị lấy j = 0 * Chỉ số địa điểm K được tính theo công thức: Tính hệ số sử dụng của bộ đèn ksd: ksd được tính theo công thức: Trong đó Ud là hệ số có ích, tỉ số quang thông nhận được trên mặt hữu ích trên tổng quang thông đi khỏi bộ đèn Ud,Ui được tra trong bảng (trang 101á 106 sách ktcs) -Với bộ đèn cấp D, bộ phản xạ r = 751, chỉ số địa điểm K = 1,78 tỉ số treo j = 0, tra bảng trang 102 (sách KTCS) ta có: k 1,5 2 Ud 81 86 ị 0/0 ị suy ra ksd = 0,366.0,838 = 0,31 Quang thông tổng yêu cầu: Số đèn cần dùng đèn = 125 đèn Để phân bố đèn được đồng đều ta sử dụng 42 bộ đèn, mỗi bộ có 3 đèn có nghĩa là có 126 ống đèn. Lưới phân bố các đèn . Ta phân bố làm 3 hàng mỗi hàng 14 bộ đèn như hình vẽ : Các chỉ số hình học : * * * Chỉ số lưới km = * Chỉ số gần kp = * Hệ số a a = Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng: Theo trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp A. . . J + T thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5ị nmax = 1,5.h = 1,5.2,75 = 4,125 (m) Ta đã tính được ở trên m = 2,32 (m) và n = 1,45 (m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều chiếu sáng thoả mãn. kiển tra thiết kế: 11.1 Kiểm tra độ rọi : a ) Tính các hệ số Fu”: Dựa vào bảng giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116 á 117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn là D và T với các chỉ số km và kp tương ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2 rồi ngoại suy cho K= 1,78 trường hợp K = 1,5 với km = 0,5 ị kp = a. km= 0,47. 0,5 = 0,235 kp 0 0,25 0,5 Fu” 536 619 691 ị Fu” = 536 +  với k = 1 ị kp = 0,47 kp 0 0,5 1 Fu” 463 643 765 ị Fu” = 463 +  Suy ra km = 0,65 thì Fu” = 614 + Trường hợp K = 2 với k = 0,5 ị kp = a. km= 0,47. 0,5 = 0,235 kp 0 0,25 0,5 Fu” 620 696 761 ị Fu” = 620 +  với km = 1 ị kp = 0,47 kp 0 0,5 1 Fu” 549 715 823 ị Fu” = 549 +  Suy ra km = 0,65 thì Fu” = 691,4 + Từ các kết quả trên suy ra K = 1,78 Fu” = 619,5 + b) Tính các hệ số Ri và Si Tương tự như tính với hệ số Fu”, tra trong bảng trang 118 (sách KTCS) các hệ dố Ri và Si ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K= 2 rồi sau đó ngoại suy cho K = 1,29 Đèn cấp D K R1 S1 R3 S3 R4 S4 3 -0,176 263 -1,689 1763 0,684 370 2,5 -0,174 257 -1,432 1503 0,694 358 1,78 -0,171 248,8 -1,062 1128,6 0,708 340,7 c ) tính độ rọi: Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = d ) Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu 11.2 Kiểm tra trên nghi chiếu sáng Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ê E3/E4 Ê 0,8 Ta có đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần yêu cầu đối với lao động là mức 1 + Độ chói khi nhìn trần: (cd/m2) + Độ chói khi nhìn trần: Với Sbk = a.b.cos750 = 0,4.1,28.cos750 =0,133(m2) Tra bảng trang 127 – phụ lục G (sách KTCS) ta có : I = 18 cd ị (cd/m2) ị ị suy ra đạt yêu cầu. II)phương án sử dụng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng và bộ đèn hiệu suất cao 1.Các kết quả đã tính ở phần I Chỉ số địa điểm k = 1,78 Hệ số bù quang thông d = 1,3 Chiều cao treo đèn h = 2,75 (m) Tỉ số treo đèn j = 0 2. Chọn đèn sử dụng : chọn đèn thế hệ mới theo catalogue Fleruent Lamp của hãng sylvania ta chọn loại đèn F36W/830 warm white Deluxe có các thông số kỹ thuật sau: 36w – 1,2m – 3350lm 3.Chọn bộ đèn : ta chọn bộ đèn thế hệ mới có đặc tính quang học 0,61D 4. Hệ số sử dụng của bộ đèn ksd ksd được tính theo công thức ksd = hd.Ud Trong đó Ud được tra trong bảng 102 (sách KTCS) k 1,5 2 Ud 81 86 Ud = 0/0 ị suy ra ksd = 0,61.0,838 = 0,51 5. Quang thông tổng yêu cầu: 6. Số đèn cần dùng: đèn = 40đèn Để phân bố đèn được đồng đều ta chọn sử dụng 21 bộ đèn có nghĩa là có 42 ống đèn 7. Lưới phân bố đèn: Ta bố trí đèn làm 3 hàng, mỗi hàng 7 bộ, mỗi bộ 2 đèn như hình vẽ Các chỉ số hình học : * ị * ị *chỉ số lưới * chỉ số gần  * hệ số a 8. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng Theo trang 96 (sách KTCS) thì với đèn cấp D thì chỉ số lưới (n/h)max < 1,5 ị nmax = 1,2.h = 1,2.2,75 = 3,3 (m) Ta đã tính được ở trên m = 2,32(m) và n = 2,94(m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều thoả mãn. 9. Kiểm tra thiết kế: 9.1. Kiểm tra độ rọi Tính các hệ số Fu” Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116-117 (sách KTCS), ta tính toán với cấp của bộ đèn là D . Trường hợp K = 1,5 với km = 0,5 ị kp = a.km =0,38.0,5 = 0,19 kp 0 0,25 0,5 Fu” 536 619 691 ị Fu”=  với km = 1 ị kp = a.km = 0,38.1 = 0,38 kp 0 0,5 1 Fu” 463 643 765 ị Fu”=  ị suy ra km = 0,94thì Fu”= ãTrường hợp K = 2 với km = 0,5 ị kp = a.km = 0,5.0,38 = 0,19 kp 0 0,25 0,5 Fu” 620 696 761 ị Fu”= với km = 1 ị kp = a.km = 0,38.1 = 0,38 kp 0 0, 5 1 Fu” 549 715 823 ị Fu”=  ị suy ra km = 0,94 thì Fu”= Từ các kết quả trên suy ra chỉ số địa điểm K = 1,78 thì Fu”= Bảng các hệ số Ri và Si đã được tính ở phần I Suy ra các kết quả về độ rọi : Độ rọi trực tiếp Ed: -Trên trần: E1d = -Trên tườn: E3d = -Trên mặt hữu ích: E4d = d ) Kiểm tra độ rọi: ta thấy DE0/0 < 100/0 ị đạt yêu cầu Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng : ã Độ rọi vách bên : yêu cầu 0,5 Ta có ị đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần: yêu cầu r = Lđèn(g=75°)/Ltrần Ê 50 Do bộ đèn là cấp D nên tra bang tra bảng trang 153 (sách KTCS) thì I(=75) = 0 ị r = 0 đạt yêu cầu III) Kết luận: Theo như các kết quả đã tính ở hai phương án trên thì ta thấy phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm năng có hiệu suất cao hơn , số bóng ít hơn . Vì vậy ta chọn phương án dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng. B. bố trí chiếu sáng e = 100(lux) 1.Các thông số đã tính được ở phần A Chỉ số địa điểm K =1,78 Hệ số bù quang thông d = 1,3 Chiều cao treo đèn h = 2,75m Tỉ số treo đèn j = 0 2. Chọn loại đèn : Compact huỳnh quang, theo trang 75 (sách KTCS) ta có các thông số sau: Công suất p = 23W quang thông định mức F = 1800(lm) 3. Chọn bộ đèn : Dựa vào phục lục I trang 400 sách KTCS ta có : Tính hiệu suất của bộ đèn : +)F1 + F2 + F3 + F4 = 350 + 260 + 127+ 20 = 757 => Hiệu suất trực tiếp của bộ đèn hđ = 0,757 +) F5 = 0 => Hiệu suất gián tiếp của bộ đèn : hi = 0 => Bộ đèn có đặc tính quang học 0,757.E 4. Hệ số sử dụng ksd : Được tính theo công thức ksd = hđ .Ud , trong đó Ud là hệ số có ích được tra trong bảng trang 103 sách KTCS ta có : K 1,5 2 Ud 76 82 => Ud = 76 + (1,78 – 1,5) = 79,4% ịsuy ra : ksd = 0,757 . 0,794 = 0,6 5. Quang thông tổng yêu cầu : ft = = = 28167 (ln) 6. Số đèn cần dùng : N = = = 15,6 (đèn) ằ 16 (đèn) Để phân bố đèn được đòng đều ta sử dụng 16 đèn 7. Phân bố lưới đèn : Ta bố trí làm 2 hàng mỗi hàng 8 đèn như hình vẽ. Hình vẽ Các chỉ số hình học : * m = = 3,6 (m) => p = = 1,45 (m) *n = = 2,56 (m) => q = = 1,05 (m) *Chỉ số lưới : Km = = = 0,492 *Hệ số a = = = 0,45 8. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng : Theo trang 96 ( sách KTCS) thì với đèn cấp E thì chỉ số lưới ()max nmax = 1,5. h = 1,5. 2,75 = 4,125 (m) Ta đã tính được ở trên m = 3,6 (m) và n = 2,56 (m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều chiếu sáng thoả mãn. 9. Kiểm tra thiết kế : 9.1 Kiểm tra độ rọi. a, Tính các hệ số Fu’’ Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối riêng phần trên mặt hữu ích trang 116 ( sách KTCS) và tính toán với cấp bộ đèn là E * Trường hợp K= 1,5 - Với km = 1 => kp = a. km = 0,45. 1 = 0,45 k 0 0,5 1 Fu’’ 432 580 693 => Fu’’ = 432 + = 565,2 - Với km = 1,5 => kp = a. km = 0,45. 1,5 = 0,675 k 0 0,75 1,5 Fu’’ 374 616 750 => Fu’’ = 374 + = 591,8 => Suy ra km = 1,09 thì Fu’’ = 565,2 + (1,09 - 1) = 570,9 * Trường hợp K = 2 - Với km = 1 => kp = a. km = 0,45. 1 = 0,45 k 0 0,5 1 Fu’’ 523 664 769 => Fu’’ = 523 + = 649,9 - Với km = 1,5 => kp = a. km = 0,45. 1,5 = 0,675 k 0 0,75 1,5 Fu’’ 467 691 811 => Fu’’ = 467 + = 668,6 => Suy ra km = 1,09 thì Fu’’ = 649,9 + (1,09 - 1) = 653,3 Từ các kết quả trên suy ra k = 1,78 thì : Fu’’ = 570 + (1,78 – 1,5) = 616,6 b, Bảng các hệ số Ri và Si đã được tính ở phần A. c, Tính độ rọi trực tiếp Fd - Trên trần : E1 = (-0,171. 616,6 + 298,8) =24,9(lux) - Trên tường : E3 = (-0,062. 616,6 + 1128,6) = 61,1(lux) - Trên mặt hữu ích : E4 = (0,708. 616,6 +340,7)=100,3(lux) d, Kiểm tra độ rọi DE% = . 100 = . 100 = 0,3% Ta thấy DE% < 10% 9.2 Kiểm tra độ chiếu sáng * Độ rọi vách bên : Yêu cầu 0,55< < 0,8 Ta có : = = 0,61 => Đạt yêu cầu C. Bố trí chiếu sáng phòng hội đồng với hai mức chiếu sáng E = 400 (lux) và E = 100 (lux)  Chương V: Thiết kế chiếu sáng phòng thực hành sinh vật Kích thước a . b . H = 10,8 . 6,5 . 3,6 (m) Chọn bộ phản xạ: r = 751 Độ rọi: E = 400 (lux) I. Phương án sử dụng đèn huỳnh quang thế hệ cũ và bộ đèn thông thường 1. Chọn loại đèn: Các loại bóng đèn thông thường có hiệu quả ánh sáng trung bình, ta chọn đèn P trên ghi 27 có các thông số kỹ thuật sau: Công suất P = 40 (W) Chiều dài 1,2 (m) Nhiệt độ màu T = 27000K Chỉ số màu Ra = 95 Quang thông định mức f = 1750 (lm) 2. Chọn phương án chiếu sáng trực tiếp mở rộng 3. Chọn bộ đèn: dựa vào bảng phụ lục G (trang 127 - sách Kỹ thuật chiếu sáng) ta chọn bộ đèn DF 340 chứa 3 ống đèn, có đặc tính quang học là 0,366 D + 0,088 T. 4. Xác định hệ số bù quang thông : Theo trang 171 (sách Kỹ thuật chiếu sáng) ta chọn: v1 = 0,85 với đèn ống huỳnh quang tuổi thọ 6000h. v2 = 0,95 với bộ đèn có loe và môi trường khí quyển không ô nhiễm. ị 5. Chiều cao treo đèn h: được tính theo công thức: h = H - h’ - 0,85, chọn h’ = 0,1 (m) ị h = 3,6 - 0,1 - 0,85 = 2,65 (m) * Tỉ số treo đèn j: , lấy j = 0 * Chỉ số địa điểm 6. Hệ số sử dụng của bộ đèn ksd: ứng với bộ phản xạ r = 751 và chỉ số địa điểm K = 1,53 dựa vào bảng (trang 101 - sách Kỹ thuật chiếu sáng). - Với bộ đèn cấp D, bộ phản xạ r = 751 và chỉ số địa điểm K = 1,53: tỉ số treo J = 0, tra bảng ta có: K 1,5 2 ị Ud 81 86 Với bộ đèn cấp T K 1,5 2 ị Ui 49 55 Suy ra Ksd =0,366 . 0,813 +0,088 . 0,494 = 0,34 7. Quang thông tổng yêu cầu (lm) 8. Số đèn cần dùng đèn Để phân bố được đồng đều ta chọn sử dụng 21 bộ đèn, mỗi bộ 3 đèn, có nghĩa là có 63 ống đèn. 9. Lưới phân bố các đèn Ta bố trí làm 3 hàng mỗi hàng 7 bộ như hình vẽ a = 0,4 (m) b = 1,28 (m) c = 0,106 (m) c a b  Các chỉ số hình học * (m) ị (m) * (m) ị (m) * Chỉ số gần * Chỉ số lưới * Hệ số 10. Kiểm tra điều kiện đồng đều chiếu sáng Theo trang 96 (sách kỹ thuật chiếu sáng) thì với đèn cấp A …J + T thì chỉ số lưới ()max < 1,5 ị nmax = 1,5 . 2,65 = 3,975 (m) Ta đã tính được ở trên m = 2,32 (m); n = 2,9 (m) đều nhỏ hơn nmax cho nên điều kiện đồng đều chiếu sáng thoả mãn 11. Kiểm tra thiết kế 11.1 Kiểm tra độ rọi a) Tính các hệ số : Dựa vào bảng các giá trị quang thông tương đối trên phần trên mặt hữu ích (trang 116-117-sách kỹ thuật chiếu sáng) ta tính toán với cấp của bộ đèn là D và T. Trường hợp K =1,5 Với km = 0,5 ị kp = 0,5. 0,4 = 0,2 kp 0 0,25 0,5 ị 536 619 691 - Với km = 1 ị kp = 1. 0,4 = 0,4 kp 0 0,25 1 ị 463 643 765 ịSuy ra km = 0,97 thì ãTrường hợp K = 2 Với km = 0,5 ị kp = 0,5. 0,4 = 0,2 Kp 0 0,25 0,5 ị 620 696 761 Với Km = 1 ị Kp = 1. 0,4 = 0,4 Kp 0 0,25 1 ị 549 715 823 ịSuy ra km = 0,97 thì Vậy suy ra K =1,53 thì b) Tính các hệ số Ri và Si: tra bảng trang 118 (sách kỹ thuật chiếu sáng) các hệ số Ri và Si ứng với chỉ số địa điểm K = 1,5 và K = 2, rồi ngoại suy cho K = 1,53 Đèn cấp D k R1 S1 R3 S3 R4 S4 3 - 0,176 263 - 1,689 1763 0,684 370 2,5 - 0,174 257 - 1,432 1503 0,694 358 1,53 - 0,17 245,4 - 0,933 998,6 0,713 335 Đèn cấp T K S1 S2 S3 3 1094 368 610 2,5 1096 360 586 1 ,53 1100 344,5 539,4 c) Tính độ rọi Độ rọi trực tiếp Ed - Trên trần: (lux) - Trên tuờng: (lux) - Trên mặt hữu ích: (lux) Độ rọi gián tiếp Ei - Trên trần: (lux) - Trên tường: (lux) - Trên mặt hữu ích: (lux) Vậy: - Độ rọi trên trần: E1 = E1d +E1i = 59,7 + 116,6 = 176,3 (lux) - Độ rọi trên tường E3 = E3d + E3i = 189,4+36,5 = 225,9 (lux) - Độ rọi trên mặt hữu ích E4 = E4d + E4i = 304,6 + 57,2 = 397,8 (lux) d) Kiểm tra độ rọi Ta thấy DF% < 10% ị đạt yêu cầu. 11.2 Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng Độ rọi vách bên: yêu cầu Ta có ị Đạt yêu cầu Sự tương phản bộ đèn trần Yêu cầu: đối với lao động mức 2 + Độ chói khi nhìn đèn Có Sbk = ab cos75 + bc sin75 = 0,4.1,28cos75 + 1,28. 0,106 sin75 = 0,264(d/m2) Tra bảng trang 127 phụ lục G (sách kỹ thuật chiếu sáng) ta có (cd). ị (d/m2) +)Độ rọi khi nhìn trần (d/m2) ị ị Đạt yêu cầu II Phương án sử dụng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng và bộ đèn hiệu Suất cao 1. Các kết quả đã tính ở phần I Chỉ số địa điểm K = 1,53 Hệ số bù quang thông Chiều cao treo đèn h = 2,65 (m) Hệ số treo j = 0 2. Chọn đèn sử dụng : Chọn đèn thế hệ mới theo Catalogue của hãng Sylvania ta chọn loại đèn F36w/830 có các thông số kỹ thuật sau: 36w-1,2m – 3350 lm – Warm White Delaxe. 3. Chọn bộ đèn: Dựa ._.