VẬT LÝ KIẾN TRÚC QUANG HỌC CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

1. Nhiệm vụ của dụng cụ chiếu sángPhân phối ánh sáng của nguồn thích hơp ( sử dụng chao hoặc chụp )Tính chất phản xạ hoặc xuyên quaTính chất xuyên sáng : phụ thuộc độ trong suốt ,độ nhám ,độ mịn và hình dáng chao chụp .Tính chất khúc xạ ánh sáng

2.1 Điện áp định mức

Là điện áp làm việc của đèn để phát ra một lượng quang

thông định mức trong thời gian định mức

2.2 Công suất đèn (đv : Watt – W)

2.3 Hiệu suất phát quang (זl)

2.4 Quang thông

2.5 Thời gian sử dụng trung bình

II ĐÈN HUỲNH QUANG

Gồm nhiều loại đèn : đèn phóng điện qua chất khí ,đèn huỳnh quang áp suất thấp ,đèn huỳnh quang cải tiến ,đèn phóng

điện , …

III DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG

a Phân phối ánh sáng của nguồn thích hơp ( sử dụng chao hoặc chụp )

b Tính chất phản xạ hoặc xuyên qua

c Tính chất xuyên sáng : phụ thuộc độ trong suốt ,độ nhám ,độ mịn và hình dáng

a Đường cong phân độ rọi

Mô tả sự phân bố ánh sáng xung quanh đèn Có 2 loại :

+ Đèn phân bố ánh sánh xung quanh trục nó Đướng cong phân bố ánh

a Đường cong phân độ rọi

- Phân bố ánh sáng trực tiếp ,hơn 90% quang thông rọi trực tiếp xuống mặt làm việc ,vì vậy ánh

sáng không mất nhiều do tường và sàn hấp thụ ,tuy nhiên tạo bóng trên MLV nên bố trí nhiều

điểm sáng

- Chiếu sáng bán trực tiếp (60-90% ánh sáng trực tiếp rọi xuống MLV ) bề mặt trần & sàn được rọi

sáng ,hiện tượng tạo bóng giảm

- Phân bố ánh sáng hỗn hợp (40-60%) các bề mặt giới hạn của phòng nên sử dụng màu sáng để phản

xạ xuống MLV.

- Phân bố ánh sáng gián tiếp ( hơn 90% quang thông hướng lên trên) thường dùng trong phòng bệnh

,p.ngủ….

- Đèn kín, chụp đèn là 1 quả cầu thủy tinh xuyên sáng

- Đèn chống ẩm, vật liệu và cấu tạo đảm bảo chống ẩm ướt

- Đèn chống bụi.

- Đèn chống nổ

c Theo mục đích chiếu sáng : chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ

d Theo cách mắt đèn : treo,đèn trần ,đèn tường ,đèn đường …

- Đèn thông dụng : sử dụng trong điều kiện bình thường ,phổ biến nhất là đèn vạn năng.

- Đèn chống nổ : độ an toàn cao ,không nổ ,không cháy

- Đèn sử dụng trong môi trường đặc biệt : ẩm ướt ,nhìu bụi ,có tạp chất hóa học …

b Đèn bòng huỳnh quang : có nhiều chủng loại ,thực dụng và có tính trang trí cao

Yêu cầu : quang thông phân bố rộng và tương đối xa do chiều cao đặc đèn lớn Cấu tạo đảm bảo

chống mưa ,gió ,cách điện cao ,không vào nước

Thường dùng đèn cao áp thủy ngân và đèn huỳnh quang vì nó tạo được độ rọi lớn ,quang phổ tốt

,kiểu dáng đẹp ít hao tốn điện năng ( tuy nhiên giá thành cao )

IV.QUY PHẠM ,TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

1.Những điều kiện và yêu cầu của quy phạm.

2.Quy phạm ,tiêu chuẩn.

3.Quy định chất lượng chiếu sáng.

4.Hệ số dự trữ Kd.

1.Những điều kiện và yêu cầu của quy phạm

-Độ chói hợp lí trên mặt làm việc

-Tương quang độ chói giữa vật quan sát và bối cảnh trong tầm nhìn

-Không gây lóa mắt

-Phân bố dộ rọi đủ và hợp lý trên bề mặt làm việc(cường

độ,chất lượng,tính định lượng của ánh sáng,màu ánh sáng -Tạo được phản ứng tâm sinh lí hưng phấn,năng động,

-Cường độ ánh sáng trên mặt làm việc,biểu thị bằng độ rọi nhỏ nhất

Emin.Giá trị của Emin biểu thị số lượng ánh sáng tối thiểu cần có

trên mặt làm việc.

-Chất lượng ánh sáng trên mặt làm việc và trong toàn không gian

phòng,bao gồm độ đồng đều của trường sáng,không lóa mắt,tương

quan độ chói giữa vật quan sát và bối cảnh trong tầm nhìn,tính định

hướng cần có của ánh sáng tới,màu của ánh sáng.

2.1.Quy phạm

Phân biệt tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo cho nhà ở và công trình công cộng,cho

công nghiệp và cho chiếu sáng ngoài nhà như quảng trường,đường phố,sân vận

động ,sân ga,bến bãi,công viên…

Tương ứng với 2 phương thức chiếu sáng là chiếu sang chung và chiếu sang cục bộ

trong chiếu sáng cục bộ gọi la chiếu sáng hỗn hợp.

chiếu sáng nhân tạo cho công trình công nghiệp

triễn lãm,gian trưng bày,phòng đọc

-Nhóm 3 :phòng hòa nhạc,hội trường ,phòng

kháng giả,phòng giải lao trong nhà hát,CLB,

Phân cấp chiếu sáng nhà sản xuất

2.3.Chiếu sáng sự cố

-chiếu sáng sự cố để làm việc tiếp tục khi mất điện.

-chiếu sáng sự cố để thoát người khi mất điện.

2.5.Những căn cứ để lựa chọn

phương thức chiếu sáng.

-Phương thức chiếu sáng chung phân bố ánh sáng đều áp dụng trong trường hợp vị

trí làm việc phân bố đều và ổn định trên diện tích rộng,tính chất công việc giống

nhau,không cân quan sát chi tiết,chỉ cần quan sát chung,không yêu cầu tính định

hướng

-Phân bố ánh sáng không đều áp dụng trường hợp nhiều nhóm công việc khác

nhau,yêu cầu độ rọi khác nhau

2.6.Chiếu sáng nhân tạo cho công trình thể thao

3.Quy định chất lượng chiếu

sáng

-Lưu ý 3 chỉ tiêu chất lượng ánh sáng:

+Độ rọi trụ ETR ,,đánh giá mức độ no quang thông của trường ánh sáng trên hai phương ngang đứng.

+Hiện tượng lóa mắt,đặc trưng bằng chỉ số lóa mắt M,N

M là chỉ số lóa mắt tiện nghi nhìn,đánh giá chất lượng sáng của trường sáng trong phòng ,xác định trên suốt chiều dọc giữa phòng,cách nền 1.5m.

N là chỉ số lóa mắt đánh giá chất lượng phát quang của hệ thống chiếu sáng.

Giá trị Etr bằng tổng 2 độ rọi của đèn rọi tới Etr,đ và các bề mặt giới hạn của

phòng phản chiếu tới Etr,p

Etr =Etr,đ + Etr,p

Về kích thước hình học của phòng,chiều cao treo đèn Hp đặc trưng bằng chỉ số

3.2.Các toán đồ áp dụng để tính độ

rọi.

-Thực tế,chủng loại đèn rất đa dạng phong phú,để tiện sử dụng có thể quy các loại

đèn thành 4 nhóm điển hình.

-Độ rọi trụ Etr nhỏ nhất và độ rọi trên mp nằm ngan tiêu chuẩn En trong phòng có

quan hệ như sau

Tỉ số m,chỉ số phòng I và hệ số phản xa p của các bề mặt giới hạn trong phòng có

quan hệ qua lại hoàn toàn xác định,kết quả thực nghiệm ghi lại trong đồ toán

Bài tập ví dụ:

cao treo đèn hp = 3,6m.Hệ số phản xạ của tường pt =0,3 của sàn ps =0,1 Tiêu chuẩn độ rọi trên mp nằm ngan cách sàn 0,8m la En = 200 lux Độ rọi trụ tiêu chuẩn Etr =50lux(đèn huỳnh quang)

Đường cong quan hệ i,m loại I

3.3.Chỉ số lóa mắt mất tiện nghi M

-Phương pháp đánh giá chất lượng chiếu sáng trong các công trình công cộng theo

Nếu i > [ ib ] : thì đạt yêu cầu

Nếu i < [ ib ] : thì không đạt yêu cầu,

Baì ví dụ 2

Một xưởng thiết kế , cao x rộng x dài = 3 x 6 x 12(m3 ).Hệ số phản xạ của trần Ptr

=0,7 ,Pt = 0,5 và Ps = 0,1 Sử dụng 2 loại đèn la đèn phân nhóm 7 thuộc nhóm I(I7) và đèn phân nhóm 2 thuộc nhóm III.Chỉ số lóa mắt tiện nghi tiêu chuẩn M=40

V TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

1. Phân loại nguồn sáng

2. Độ rọi ,độ lệch quang thông

3. Phương pháp bố trí đèn

4. Trình tự tính toán chiếu sáng chung

5. Phương pháp hệ số lợi dung quang thông

Nguồn sáng thiết đặt thành dãy dài hoặc liên tục thuồng thấy khi sử dụng đèn huỳnh quang hoặc

panel với chiều dài dãy tương đương với khoảng cách từ nguồn tới MLV

Phân bố quang thông của nguồn đường đặc trưng bằng đường cong cường độ sáng trong chiều dài

l=1m của nguồn trên MP dọc và ngang

-Theo tính chất và yêu cầu đối với công việc

-Tổ chức thẩm mĩ nội thất kiến trúc, tạo được tâm sinh lý đối với người sử dụng

a. 2 phương pháp bố trí đèn trong phương thức chiếu sáng chung:

- Bố trí phân tán đều theo lưới ô cờ hoặc so le Áp dụng khi công việc không cần tính định hướng

của ánh sáng

- Bố trí phân tán từng nhóm đều, trong mỗi nhóm đèn bố trí theo lưới ô cờ hoặc so le Áp dụng

khi công việc cần tính định hướng của ánh sáng, có trang thiết bị che tối trên MLV

Cả 2 phương pháp trên phải thõa mãn 2 nội dung:

-Khoảng cách tối ưu giữa các đèn đảm bảo hiệu quả kinh tế

-Đảm bảo hoàn cảnh ánh sáng phù hợp, tạo được tâm sinh lý hưng phấn, một nội thất mĩ cảm

c Bố trí đèn chiếu sáng tại chỗ (chiếu sáng cục bộ)

Do tính chất phức tạp nên không có quy tắc chung để bố trí đèn Cần nghiên cứu trong những trường

hợp cụ thể , yêu cầu và tính chất công việc để bố trí cho phù hợp

Chiếu sáng bằng đèn cấp E, với i=3,6 ; im=1,2 ; ip= 0,3 ; như vậy ip = 0,25.im Quang thông F’I nằm

giữa các giá trị i=3 và i=4

( Sử dụng bảng 8-11)

F’I = 695 + (760 – 695).(3,6 – 3)/(4 – 3) = 743

1.Khái niệm chung :

Chiếu sáng nhân tạo ngoài nhà khi không có mặt trời, bao gồm chiếu sáng để làm việc ngoài trời, để nhìn rõ lối đi, đảm bảo an toàn giao thông v.v

Về hình thức ,có thể chiếu sáng gần, hoặc từ xa Về giải pháp có chiếu sáng tập trung hoặc là phân tán trải rộng

Từ 1965 ,CIE đưa ra phương pháp tính tỉ số R thay thế phương pháp độ rọi PP này xét đến độ chói trung bình và hệ số phản xạ mặt đường

1975, CIE công bố phương pháp tính độ chói điểm Phương pháp này cho phép kiểm tra và đánh giá chất lượng chiếu sáng thực tế của thiết kế

100m,thời tiết khô rao )

TCVN 682 1996 chỉ định đọ rọi tối thiểu Emin(Lx) với 5 cấp đô thị bản 9.2

e : là khoảng cách 2 đèn liên tiếp

S : khoảng cách hình chiếu của đèn đến chân cột

a ; khoản cách hình chiếu của đèn đến mép đường.

2.Phương pháp bố trí đèn.

a.Bố trí 1 bên đường.

Áp dụng khi lòng đường hẹp,một bên đường có cây xanh,chỗ đường lượn cong v v

b.bố trí đen so le ở 2 bên đường.

Áp dụng khi long đường rộng 2 chiều vân chuyển

c.bố trí dọc theo tâm đường

Áp dụng cho đường đôi có bờ phân cachs ở giữa

d.khoảng cách đèn.

Khoảng cách đèn liên tiếp xác định theo căn cứ.

-độ đồng đều của độ rọi trên phương doc của mặt đường.

a.Độ rọi trung bình trên mặt đường Etb :

Bằng thực nghiệm , tỉ số R được xác định như sau

Khi đảm bảo được độ chói trung bình cần thiết, phải tăng độ rọi càng cao khi mặt đường càng tối

b Hệ số sử dụng của đèn

Hệ số sử dụng của đèn được xác định bằng số % quang thông do đèn rọi xuống diện tích hữu ích

của mặt đường rộng l

Trục tâm đèn chia chùm sáng làm 2 phần :

-Phần từ trục trung tâm đèn đến bờ hè phía chân đèn ,khoảng cách a dương , được xác định bằng a/h

-Phần từ trục trung tâm đến bờ hè đối diện, xác định bằng (l-a)/h

Tương ứng ta có được Fu.t , Fu.s

-Khi a>0 : Fu= Fu.t +Fu.s

Một số nhà sản xuất đề nghị dùng chỉ số (ISL) xác định tính chất khuếch tán ánh sáng của đèn, để

đánh giá chất lượng của đèn trên phương diện gây lóa mắt.(chỉ số cao ít lóa mắt )

Thông thường ISL dao động trong khoảng 3-6

Lóa mắt phụ thuộc vào :

-Độ cao của đèn tính từ tầm mắt : h’=h-1,5m

-Độ chói trung bình của mặt đường :Btb

-Số lượng đèn trên mỗi kilomet đường : P

Chỉ số tiện nghi :

G= I.S.L +0,97 logBtb +4,41logh’ -1,46logP ( giá trị G theo tiêu chuẩn của CIE (bảng 9-1)

2 Kiểm tra hiện trường

Khi thiết kế đã thực hiện cần tiến hành thực đo phân bố độ chói B và độ rọi E trên mặt đường

Theo CIE cần đo độ chói và độ rọi tại các góc của ô lưới kiểm tra (hình 9-7)

Thí dụ 1 : Chiếu sáng cho đường cấp C (bảng 9-1), đường dài 1600m, mặt đường trung bình, lòng đường rộng

l=8m Vỉa hè rộng mỗi bên 3m Tốc độ lưu thông trung bình, có người đi bộ Không tính ánh sáng do 2

mặt phố buôn bán rọi ra đường Độ chói yêu cầu Btb=2cd/m2 Cột đèn caoh=8,1 hoặc 12m , độ vươn

ra S=2,4m

Sử dụng đèn có chụp hình, không dùng đèn ống Đặc tính kĩ thuật của đèn mô tả trên hình

Với h= 12m ; e=42m ; Btb=2,14cd/m2 , ISL 3,2 , P=24,4 , h’= 10,5m

Do đó G= ISL +0,97logBtb +4,41.log h’ – 1,46logp

=3,2.+0,97.log2,14 + 4,41log10,5- 1,46log 24,4 = 6 chấp nhận được

IV BỐ TRÍ ĐÈN HAI BÊN ĐỐI DIỆN

Thí dụ: lòng đường rộng 14m, lớp phủ mặt đường

màu sáng, hai bên đường là phố buôn bán chính,

ánh sáng của các tủ kính bày hàng và ánh sáng

quảng cáo rọi trên mặt đường thành những vệt sáng

Do đó, độ chói trung bình trên mặt đường B tb = 2,2

cd/m 2 mới xóa được những vệt sáng đó Cột đèn đặt sát lonh2 đường, trục tâm đèn trùng với mép bờ lề, tức là a= 0, sử dụng đèn của hãng philips, loại HGS, chụp sâu, R= 14, ánh sáng trắng, R a = 65.

Cột đèn cao 8m, khoảng cánh cực đại e= 3h=

24m, bố trí hai bên đối diện, vì a= 0, nên hai đèn

có cùng hệ só sử dụng phía trước( phía lòng

đường), xem hồ sơ bố trí

 Lưu ý :

quá trình thích nghi của mắt tài xế Chỉ số tiện nghi G chỉ áp dụng cho những tuyến đường thẳng và củng đã kể tới hoàn cảnh ánh sáng của phố xá buôn bán, nhưng khi độ rọi của 2 mặt phố quá cao, cần phải xem xét cụ thể

nghi không cao.

V PHƯƠNG PHÁP ĐỘ CHÓI ĐIỂM

1 Độ chói của mặt đường

R 1 : lớp phủ bitum với vật liệu nhân tạo màu

sáng ít hơn 15% hoặc 30% cốt liệu sáng.

R 2 : bitum chứa 10 – 15% chất màu trắng nhân tạo Bitum có đa số hạt cốt liệu lớn hơn

3 Trình tự tunh độ chói trung bình trên mặt đường

Đặc tính quang học của đèn, cường độ bức xạ của đèn, đặc tính quang học của đường

Mạng lưới điểm tính toán

Độ rọi tại mọi điểm tính toán

Độ rọi tại mọi điểm tính toán là tổng độ rọi của chính nó với đèn phía trước và phía sau rọi tới.

GROUP 5

1.Trương Hoàng Nghĩa

2.Bùi Văn Tuyên