BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CHIẾU SÁNG ĐIỆN BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

Phần 1: Các khái niệm cơ bản về chiếu sáng và đèn chiếu sáng trong nhà Ánh sáng là gì? Công dụng của ành sáng. Quang thoâng (F) Luminous lux. Cường độ sáng (I) Luminous intensity. Độ rọi (E) – Illuminance. Độ chói (L) – Luminance. Tiêu chuẩn chiếu sáng. Đặc điểm kỹ thuật. Phần 2: Chiếu sáng nhân tạo trong nhà

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TP HCM

KHOA KỸ THUẬT ĐÔ THỊ

GV: LÊ NGỌC THIÊN BM: K KỸ THUẬT ĐÔ THỊ

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN

CHIẾU SÁNG ĐIỆN BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

Phần 1: Các khái niệm cơ bản về chiếu

sáng và đèn chiếu sáng trong nhà

ÁNH SÁNG LÀ GÌ?

CÁC CÔNG DỤNG CỦA ÁNH SÁNG

Tác dụng chiếu sáng ( visual functions )

Tác dụng sinh học ( biological effects )

Tác dụng cảm xúc ( emotional perception )

Các tham số cơ bản trong kỹ thuật chiếu

sáng

Quang thông: Luminous flux Cường độ sáng: Luminous intensity

Độ rọi: Illuminance

Độ chói: Luminance

1 Quang thông (F) - Luminous lux

Quang thông là một đơn vị đo lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng

Đơn vị đo quang thông: lumen (lm) là quang thông do một nguồn sáng điểm có cường độ sáng một candela phát đều trong một góc khối (Ω) một steradian (sr)

1 Quang thông (F) - Luminous lux

Các thông số cơ bản của nguồn sáng thông dụng

Tổng thông lượng là đại lượng đo công suất của một nguồn sáng

Bảng 2.1

Nguồn sáng Công suất (W) Quang thông (lm) Hiệu suất (lm/W)

2 Cường độ sáng (I) - Luminous intensity

Biểu diễn lượng ánh sáng phát ra theo một hướng nhất định

Được sử dụng để vẽ nên đường cong phân bố cường độ sáng của các bộ đèn

Bảng 2.2

Nguồn sáng Cường độ sáng (cd)

Ngọn nến 0,8cd (theo mọi hướng không gian)

Đèn nung sáng 40W/220V 35cd (theo mọi hướng)

Đèn nung sáng 300W/220V 400cd (theo mọi hướng)

Đèn nung sáng 300W/220V (có chao đèn) 1500cd (hướng trung tâm)

3 Độ rọi (E) – Illuminance

Độ rọi là mật độ quang thông trên bề mặt được chiếu sáng.Như vậy, nếu một bề mặt diện tích S nhận được một

quang thông F thì độ rọi E được xác định theo công thức

E = F/S

Đơn vị độ rọi là lux (lx), 1lux = 1 lm/m2

Kết quả tính toán trên, chúng ta được độ rọi trung bình của bề mặt S

Tỷ số giữa độ rọi ở điểm chiếu sáng yếu nhất và độ rọi trung bình của một bề mặt được gọi là hệ số đồng đều độ rọi.

Minh họa hệ số đồng đều độ rọi – TH 1

E tb =452 lux; E min = 250 lux

E min /E tb = 0,55

Minh họa hệ số đồng đều độ rọi – TH 2

E tb =403 lux; E min = 285 lux

E min /E tb = 0,71

Mô phỏng chiếu sáng – TH 2

E tb =403 lux; E min = 285 lux

E min /E tb = 0,71

3 Độ rọi (E) – Illuminance

Minh họa độ rọi

Máy đo đợ rọi

4 Độ chói (L) – Luminance

Độ chói L của một bề mặt phát sáng dS theo một hướng khảo sát là tỷ số giữa cường độ sáng Iα theo hướng đó và diện tích mặt bao nhìn thấy

dS từ hướng đó

Độ chói đặc trưng cho mức độ sáng tối của các bề mặt được chiếu sáng

CÁC TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG TRONG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Hạn chế

chói

Phân bố sáng đồng

đều

Mức độ ánh sáng

phù hợp Hạn chế phản xạ Độ hoàn màu thích hợp

Màu chính xác

Mô hình tốt

Thay đổi kịch bản chiếu sáng

Người dùng điều

khiển

Hiệu quả năng lượng Ánh sáng tự nhiên

Ánh sáng là yếu tố

thiết kế nội thất

Hiệu quả sử dụng và tính năng kỹ thuật các loại đèn

D a vào các chỉ tiêu kỹ thuật sau ự

_ Hiệu suất sáng

_ Nhiệt độ màu Tm(0K)

_ Chỉ số hoàn màu CRI (Color rendering Index)

_ Tuổi thọ bóng đèn

Cách chọn nguồn sáng

_ Tạo ánh sáng tốt nhất khi làm việc

_ Tạo môi trường sáng tiện nghi thể hiện qua nhiệt độ màu (Tm) của nguồn sáng _ Chất lượng chiếu sáng của nguồn sáng thể hiện qua chỉ số hoàn màu IRC

_ Hiệu suất sáng (lm/W) của nguồn sáng

_ Đảm bảo tuổi thọ của nguồn sáng

_ An toàn điện và phòng cháy nổ

CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA ĐÈN CHIẾU SÁNG

1 Nhiệt độ màu (color temperature)

Nhiệt độ màu Tm( 0K) dùng để đánh giá chính xác hơn các loại nguồn sáng

Ba mốc nhiệt độ màu

2500 - 3000oK

4500 – 50000K

6000 – 80000K

ỨNG DỤNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÀU

Nhiệt độ màu Tm( 0K) là tiêu chuẩn đầu tiên để lựa chọn nguồn sáng trong không gian có độ rọi yêu cầu đã biết nhằm đem lại một môi trường ánh sáng tiện nghi

Qua nghiên cứu thực nghiệm về tiện nghi môi trường ánh sáng:

-Các nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp chỉ dùng thích hợp cho những nơi có yêu cầu độ rọi thấp

-- Ngược lại những nơi có yêu cầu độ rọi cao lại đòi hỏi các nguồn sáng có nhiệt độ màu lớn (ánh sáng lạnh)

2 Phân bố phổ ánh sáng của nguồn sáng

Phân bố công suất phát trong bức xạ vùng nhìn thấy

ĐÈN HALOGEN

2 Phân bố phổ ánh sáng của nguồn sáng

Phân bố công suất phát trong bức xạ vùng nhìn thấy

ĐÈN NATRI ÁP SUẤT THẤP

3 Chỉ số hoàn màu CRI (Color Rendering Index)

Chỉ số hoàn màu Ra cho biết chất lượng nguồn sáng, đánh giá theo sự cảm thụ chính xác của màu sắc Chỉ số hoàn màu Ra thay đổi từ 0 ( đối với ánh sáng đơn sắc ) đến 100 ( đối với ánh sáng trắng) Chỉ số CRI càng cao thì chất lượng ánh sáng càng tốt

Trong kỹ thuật chiếu sáng thường chia chất lượng chiếu sáng làm ba mức độ sau:

CRI = 66 – Chất lượng kém, dùng trong công nghiệp không đòi hỏi phân biệt màu sắc

CRI ≥ 85 – Chất lượng trung bình, dùng trong công việc bình thường, khi chất lượng nhìn màu không thật đặc biệt

CRI ≥ 95 – Chất lượng cao, dùng cho các công việc đặc biệt đòi hỏi cần chất lượng cao và các công việc đòi hỏi cần phân biệt màu sắc

HIỆU QUẢ CỦA CHỈ SỐ HOÀN MÀU

HIỆU QUẢ CỦA CHỈ SỐ HOÀN MÀU

HIỆU QUẢ ÁNH SÁNG CỦA CÁC LOẠI ĐÈN THÔNG

DỤNG

ĐÈN HALOGEN

ĐÈN SỢI ĐỐT ĐÈN HƠI NATRI

ĐÈN METAL HALIDE

CHỈ SỐ HOÀN MÀU CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐÈN THÔNG DỤNG

Một số ứng dụng của chỉ số hoàn màu

Chiếu sáng bên ngoài

Mối quan hệ giữa độ rọi và nhiệt độ màu Đường cong

Kruithof

Vùng môi trường sáng tiện nghi

Phương pháp cải thiện nhiệt độ màu của nguồn

sáng nhân tạo

Phần 2: Chiếu sáng nhân tạo trong nhà

BỘ ĐÈN

MỘT SỐ KIỂU CHAO ĐÈN

1 Chao phản xạ có tráng một lớp men sứ hoặc lớp gương

phản xạ (bằng kính hoặc bằng kim loại), hướng ánh sáng theo các hướng chiếu sáng được chỉ định.

2 Chao tán xạ bằng thủy tinh có quét một lớp hóa chất mờ,

hoặc bằng thủy tinh được mài mờ, màu đục hoặc màu trắng với mục đích phân bố ánh sáng tỏa đều ra xung quanh và giảm độ chói của nguồn sáng.

3 Chao phản xạ khuyếch tán (có bộ phận tán xạ) là loại

chao đèn sau khi phản xạ và khuyếch tán rộng một mét lại được bộ phận tán xạ phân bố ánh sáng đều ra chung quanh.

ĐƯỜNG CONG PHỐI QUANG CỦA BỘ ĐÈN

Có thể dùng vectơ hiển thị cường độ của một nguồn sáng phát ra theo một phương cho trước Độ lớn của vectơ được lấy theo tỷ lệ tương ứng với trị số cường độ sáng Khi có một chùm vectơ cường độ sáng xuất phát từ một điểm gốc và tỏa ra trong không gian theo mọi phương, nếu nối các điểm cuối của các vectơ đó lại sẽ có một bề mặt gọi là mặt phẳng phối quang.

Đường cong phối quang của nguồn sáng điểm (như đèn nung sáng) được biểu diễn trên một mặt phẳng chứa trục tròn xoay của nguồn sáng Đối với nguồn sáng có dạng hình ống (đèn huỳnh quang) đường cong được lập trên hai mặt phẳng vuông góc với đèn, theo phương dọc và theo phương ngang.

Đường cong phối quang được lập trên cơ sở thực nghiệm, dựng cho quang thông qui chuẩn là 1000 lm Đối với mỗi loại nguồn sáng riêng biệt thì có đường cong phối quang riêng biệt Do đó người ta gọi nó là

“thẻ căn cước” của nguồn sáng

ĐƯỜNG CONG PHỐI QUANG CỦA

NGUỒN SÁNG ĐIỂM

ĐƯỜNG CONG PHỐI QUANG CỦA NGUỒN SÁNG

HÌNH ỐNG (ĐÈN HUỲNH QUANG)

CÁC LOẠI CHIẾU SÁNG TRONG

NHÀ

CHIẾU SÁNG CHUNG: (General lighting)

• Tạo độ sáng đồng đều cho cả khu vực

• Thỏa mãn độ đồng đều ngang

• Không tạo bóng

CÁC LOẠI CHIẾU SÁNG TRONG

NHÀ

CHIẾU SÁNG CÔNG VIỆC: (Task lighting)

• Tăng cường ánh sáng vùng làm việc

• Ánh sang trực tiếp

CÁC LOẠI CHIẾU SÁNG TRONG

NHÀ

CHIẾU SÁNG KIẾN TRÚC: (Architectural lighting)

• Nhấn mạnh yếu tố kiến trúc căn phòng

• Tường, trần, sàn nhà

CÁC LOẠI CHIẾU SÁNG TRONG

NHÀ

CHIẾU SÁNG NGHỆ THUẬT: (Accent lighting)

• Chiếu sáng phòng tranh, triển lãm, shop thời trang

• Tranh, tượng, áo quần trưng bày

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG

Kiểu chiếu sáng trực tiếp: 0-10%/ 90-100%

-Trực tiếp hẹp: Quang thông tập trung chính vào mặt phẳng làm việc, các tường bên đều bị tối

- Trực tiếp rộng: Quang thông phân bố rộng hơn trong nửa không gian phía dưới, các tường bên cũng được chiếu sáng

Dùng chiếu sáng bên ngoài, nhà xưởng, chiếu sáng văn phòng, cửa hàng lớn, những nhà có độ cao trần lớn

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG TRỰC TIẾP TRONG

CÔNG NGHIỆP

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG

Kiểu chiếu sáng nửa trực tiếp: 10-40%/ 60-90%

-Các tường bên và trần đều được chiếu sáng, bóng tối giảm đi

- Tạo môi trường sáng tiện nghi

Thích hợp cho văn phòng, nhà ở (phòng khách, phòng sinh hoạt chung), phòng trà, phòng ăn,…

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG NỬA TRỰC TIẾP TRONG

NHÀ Ở

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG

Kiểu chiếu sáng hỗn hợp: 40-60%/ 40-60%

-Hỗn hợp thường: phân chia ánh sáng theo 2 hướng rõ rệt

- Hỗn hợp khuếch tán: ánh sáng gần như bức xạ đều theo mọi hướng

Thích hợp cho không gian có tường và trần phản xạ mạnh ánh sáng, tạo môi trường chiếu sáng tiện nghi

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG HỖN HỢP TRONG

NHÀ Ở

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG Kiểu chiếu sáng nửa gián tiếp: 60-90%/ 10-40%

Kiểu chiếu sáng gián tiếp: 90-100%/ 0-10%

Thích hợp cho không gian khuếch tán hoàn toàn hoặc một phần, thường sử dụng cho các phòng khán giả, nhà hàng, nhà ăn,…

CHỌN KIỂU CHIẾU SÁNG GIÁN TIẾP TRONG TRONG

PHÒNG NGỦ

Đe n huy nh quang T12 – D=38mm ̀ ̀

GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG

THÔNG DỤNG

Đe n huy nh quang T8 – D=26mm ̀ ̀

Đe n huy nh quang T5 – D=16mm ̀ ̀

THE END