TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO

V – TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO:
1. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN:
1.1 Chọn mức độ chiếu sáng yêu cầu:
Độ rọi yêu cầu phụ thuôc:
-Tính chất, yêu cầu công việc
-Yếu tố con người, độ tuổi
-Sự thích ứng của mắt: đêm, ngày
-Tính động: độ rọi có thể tăng giảm phụ thuộc yêu cầu công việc trong một
không gian
1.2 Chọn loại bóng đèn
Chọn loại đèn theo các tiêu chí:
-Hiệu quả năng lượng và môi trường
-Hiệu quả kinh tế của hệ thống chiếu sáng
-Đặc điểm, chất lượng ánh sáng
-Nhiệt độ màu
1.3 Chọn kiểu chiếu sáng, kiểu đèn
Kiểu chiếu sáng:
-Kiểu chiếu sáng trực tiếp hẹp
-Kiểu trực tiếp rộng và nửa trực tiếp
-Kiểu nửa gián tiếp và gián tiếp
Kiểu đèn:
-Hệ thống chiếu sáng chung
-Hệ thống chiếu sáng làm việc
-Hệ thống chiếu sáng nền
1.4 Chọn độ cao treo đèn
Các chỉ số:
hc là khoảng cách đèn tới trần
Hp khoảng cách đèn tới mặt làm việc
hp khoảng cách sàn tới mặt làm việc
Thường 2hc≤ Hp
Chỉ số treo đèn

J = và 0 ≤ J≤
1.5 Bố trí đèn, số lượng đèn tối thiểu
- chỉ số khoảng cách giữa các đèn (tra bảng 8-8/tr.177 chọn tối ưu )
-Từ =L/Hp ta có
Số lượng đèn phân bố chiều dài phòng:
-Chiều dài A: na=A/L
-Chiều dài B: nb=B/L
Số đèn tối thiểu: N=na.nb
-2 chỉ số tính kinh tế:
b
n
= (lux/watt)
bq = =
(bảng 8 – 8)
Một vài loại đèn Công suất bóng
đèn
∆n=L/H
p
Hai cực trị của
(E
min
K
2
đ
H
p
) của
bóng đèn (lux)
Không
nhỏ

hơn
Không
lớn
hơn
Theo
b
n
Theo
b
q
Nhỏ
nhất
Lớn
nhất
Đèn vạn năng không kính
che
Đèn vạn năng có kính che
Đèn chiếu sau tráng men
Bóng đèn gương đặt trong
đèn chiếu sâu tráng men
Đèn liu xét thủy tinh
Đèn cầu thủy tinh màu sữa
Đèn trần một bóng đèn
Đèn trần 2 bóng đèn
Đèn PH có kính mờ
Đèn CK - 300
100
100
150
300

60
60
40
2x40
40
150
500
500
1000
500
200
1000
100
2x100
200
300
1,9
1,8
1,8
0,9
1,7
2,8
2,8
2,0
2,8
1,7
1,5
1,4
1,4
0,9

1,4
2,0
2,0
1,5
2,0
1,5
150
150
300
2000
150
30
15
50
15
200
1800
1700
5000
4000
700
1800
100
300
200
700
1.6 Xác định tổng quang thông
Tổng quang thông:
nF
đ

= (lm)
-S diện tích phòng
-K
đ
hệ số dự trữ
-Z hệ số độ rọi tối thiểu
-n số lượng đèn
-u hệ số lợi dụng quang thông
Trong đó:
Z = Để đánh giá hoàn cảnh ánh sáng, dùng hệ số độ rọi tối thiểu
1.7 Xác định số lượng đèn
Tính số đèn
n=
: tổng quang thông
: quang thông định mức đèn
-Nếu tổng số đèn cao hơn số đèn tối thiểu thì lắp theo tổng số đèn sau cùng
-Nếu tổng số đèn thấp hơn số đèn tối thiểu thì lắp theo số đèn tối thiểu
2. PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ LỢI DỤNG QUANG THÔNG:
a/ Điều kiện:
phòng kín, không có trang thiết bị cồng kềnh che tối trên mặt làm việc.
F: quang thông tổng tới mặt làm việc
Ftt:Quang thông tổng đèn
Fp: quan thông phản xạ (từ tường, trần, mặt làm việc)
F = Ftt + Fp
*Hệ số phản xạ (%): giá trị cao với các màu sáng (trắng, xám,…) và thấp với các
màu tối (đen, xanh đen,…)
*Hệ số lợi dụng quang thông u:
u =
Quang thông rọi trên mặt làm việc F
Quang thông bức xạ của đèn

Phụ thuộc vào:
- Loại đèn, hiệu suất phát quang
- Chiều cao đèn
- Màu và chỉ số phòng
b/ Tiêu chuẩn UTE – 71-121 (phụ lục III)
Các chỉ số
Chỉ số lưới
i
m
=
Chỉ số biên
i
p
=
Chỉ số phòng
i =
Chỉ số treo đèn
J =
*Sai khác các phòng trong thực tế dẫn đến u khác nhau, hay ip và im khác nhau
*Cấp đèn, hiệu suất bức xạ trực tiếp và gián tiếp:
Tiêu chuẩn UTE.C.71-121 chia các loại đèn thành 10 cấp từ A đến J và T theo
dạng phân bố ánh sáng trong không gian từ trực tiếp đến gián tiếp, với F’i quang
thông vùng tương đối:
F’i=
Tra bảng 8-10/t.185
*Độ rọi trung bình Etb, hệ số rọi Z, quang thông Fđ
Độ rọi trung bình trên bàn làm việc:E
tb
===
F<nF

đ
vì dụng cụ chiếu sang hấp thu bức xạ
Nhiệm vụ: Emin trên mặt làm việc được qui định theo qui phạm và Etb luôn cao
hơn Emin
Để đánh giá hoàn cảnh ánh sang, dùng hệ số độ rọi tối thiểu Z=
Từ biểu thức Emin, Z, Kđ và trị số quang thông:
Fđ = (lm)
3 .PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ RỌI TRỰC TIẾP Ett
3.1. Nguồn sáng điểm
Độ rọi tương đối trên mp ngang xđ từ bóng đèn chuẩn F= 1000 lm:
(lux)
• e là độ rọi tương đối của từng bóng đèn chiếu đến điểm cần xét (Phụ
lục V)
• khi sử dụng đèn có công suất khác nhau.
a. Độ rọi trên mp
ngang
• là độ rọi tăng cường (>1). Bảng 8-13
Nếu cường độ sáng trên phương tuỳ ý tỉ lệ thuận với quang thông của bóng đèn.
Ta có:
E = . (lux)
• là hệ số dự trữ tra bảng 8-7
• Fđ là quang thông của 1 đèn (lumen)
Tính chất các phòng Hệ số dự trữ K
Đèn hùynh
quang
Đèn
nung
sáng
Số lần lau
bóng đèn

(lần/tháng)
Các phòng có nhiều bụi 2,0 1,7 4
Các phòng có bụi, khói trung
bình
1,8 1,5 3
Phòng ít bụi, mồ hóng 1,5 1,3 2
Hệ số dự trữ Kđ phụ thuộc vào độ bụi bẩn của bóng đèn, khi đèn già yếu hoặc
do các bề mặt phản xạ của phòng giảm sút.
Ngoài ra, dựa vào hình vẽ :
E =
• d là khoảng cách giữa hình chiếu của nguồn sáng lên mp ngang tới điểm
tính toán
• Hp là chiều cao nguồn
• là cường độ sáng của nguồn
Trong điều kiện Hp =1m, dùng đường cong độ rọi tương đối
= .
Từ phụ lục V, tra e=
Nếu có nhiều đèn, chiều cao đèn giống nhau thì:
Kết hợp với E = .
Suy ra quang thông bóng đèn cần có Fđ =
b. Độ rọi trên mp đứng
= .
O
d
P
P
(P
)
(Q
)

A
θ
θ
O’
h
Nếu P=d, với tan== .tan
• tanlà hàm tự biến của độ rọi tương đối
c. Độ rọi trên mp nghiêng
= .
d= Hp.cos θ ± P.sin θ
P: khoảng cách ngắn nhất giữa hình chiếu của nguồn
tới giao tuyến của mp (P) và (Q).
= . = .
Đặt = cos θ ± .sin θ là hệ số chuyển hoán. Tra bảng 8-29
3.2 NGUỒN SÁNG ĐƯỜNG
Nguồn đường là nguồn sáng thiết đặt thành hàng, thàng dãy, tạo thành 1 hay
nhiều đường sáng, thường là đèn huỳnh quang, hoặc đèn nung sáng.
Nếu gọi L là độ dài nguồn đường, có thể coi nguồn đường là tổng hữu hạn
những nguồn điểm liên tiếp
L= dl
2
cos.
r
d
dEA



P
i

P
i
A
H
dI
H
dlI
dE


.cos cos.
2
2

r
L
arcta

a. Tính độ rọi theo cường độ sáng
Các bước:
1. Ta có công thức tính độ rọi tại 1 điểm trên MLV do nguồn điểm gây ra là:
2. Xét dEA là độ rọi do nguồn điềm dl gây ra tại điểm A bất kì trên mp nằm
ngang vuông góc với đơn vị chiều dài trục đèn:
Với r = OA = ; dl= dβ(do dβrất bé)
Như vậy, độ rọi do nguồn đường rọi tới A là:
3. Gọi B là điểm vừa nằm trên MLV vừa nằm trên mặt cong SS’
+bán kính là h
1
=H
p

+ AB
+cos=H
p
/h1
E
b
= E’
b
cos =
4. Xét B có β là góc nhìn toàn nguồn đường của B
Ta có ; với BC =
5. Với L ≥3,5 H P, L → ∞, khi đó (arctg + ) =
 E
B
=
6. Tại điểm O, tia tới vuông góc với MLV,
 E
O
=
b. Theo độ rọi tương đối
a) Xác định mật độ quang thông (lý thuyết) của nguồn đường
- Ta có F’ xác định bằng tỉ số quang thông của toàn bộ nguồn đường so với chiều
dài của nguồn đường (F/L) .
Xét trường hợp
- MLV song song với MP nằm ngang:
F’=
Ψ : Hệ số, phụ thuộc vào số góc và tỉ lệ P/H
p
: Hệ số độ rọi tăng cường
: Hệ số dự trữ

: Chiều cao treo đèn tính từ điểm tính toán
: Tổng độ rọi tương đối
- MLV nghiêng 1 góc so với MP nằm ngang:
F’=
Ψ : Hệ số, phụ thuộc vào số góc và tỉ lệ P/H
p
: Hệ số độ rọi tăng cường
: Hệ số dự trữ
: Chiều cao treo đèn tính từ điểm tính toán
: Tổng độ rọi tương đối
b) Xác định độ rọi tương đối
Giả định Điều kiện chuẩn:Mật độ
quang thông của nguồn đường
F’=1000lm/m; Độ cao treo đèn
H
P
=1m, trên mặt làm việc.
Từ đó, thiết lập đường đẳng lux.
Tung độ là L’=L/Hp, hoành độ là
p’=P/Hp
- Độ rọi tương đối là hàm số của L’
và P’
Trường hợp:
- Hình chiếu của đầu đèn trùng với điểm tính toán
- Điểm tính toán A nằm trong hàng đèn CD
- Điểm tính toán A nằm ngoài hàng đèn CD
Trường hợp có nhiều đèn trong cùng 1 hàng đèn
Xét m là khoảng cách gián đoạn giữa các
đèn trong cùng một hàng đèn:
- khi m ≤ 0,5 H

p
nguồn đường là liên tục.
- Khi m >0,5 H
p
nguồn đường gián đoạn,
phải tính độ rọi theo từng đèn riêng biệt.
c) Xác định mật độ quang thông thực tế
: Thông số quang thông tiêu chuẩn của mỗi loại bóng (Phụ lục IV)
: Chiều dài mỗi đèn
: Số lượng bóng của mỗi loại đèn
+ Vì mật độ quang thông thực tế luôn cần đảm bảo lớn hơn mật độ quang thông
trên lý thiết F’ → xác định chỉ số n ≥
d) Xác định độ rọi thực tế
A
B
Hp
90o
Hp
B
A
3.3 NGUỒN SÁNG MẶT
Sau khi có trình tự tính toán đối với phương pháp chiếu sáng chung, dựa vào
công thức quan hệ giữa độ rọi E và độ chói B của nguồn, ta có PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH ĐỘ RỌI do NGUỒN SÁNG MẶT (mặt phát sáng)
E = B. ω. cos ; lux
Nguồn sáng mặt có 2 dạng:
o Song song mặt phẳng làm việc – là một phần hoặc phần lớn S trần,
hoặc những ô phát sáng phân bố đều trên mặt trần.
o Vuông góc mặt phẳng làm việc – do ý đồ kiến trúc nên có trường
hợp thiết kế mặt phát sáng trên tường (dạng cửa sổ phát sáng)

a. Nguồn mặt song song:
• Từ quan hệ độ chói B của mặt phát sáng và độ rọi E của mặt được rọi
sáng, với tính chất phân bố đều, ta có :
E =
Với R = độ trưng
e = hệ số độ rọi – xác định dựa vào biểu đồ Ratne (hình 8.41)
= hệ số độ rọi tăng cường. Mang giá trị 1,3 nếu điểm tính toán Ở SÁT
TƯỜNG và 1,1 nếu điểm tính toán Ở GIỮA PHÒNG
K
đ
= hệ số dự trữ = 1,5
M
L
V
Chú ý: Khi sử dụng biểu đồ Ratne, điểm tính toán phải trùng với hình chiếu trên
mặt phẳng làm việc của một trong 4 góc của mặt phát sáng hình chữ nhật
• Nếu E = E
yc
thì:
R = lm/m
Quang thông cần thiết của các bóng đèn trong mặt phát sáng bằng:
F = lm
Với: = Diện tích mặt phát sáng (m
2
)
=Hiệu suất của đèn đặt trong mặt phát sáng
= Hệ số xuyên sáng của chụp che sáng , thường là mặt thuỷ tinh hoặc chất
dẻo trong suốt hoặc mờ
= Hệ số tác dụng của các ô chắn sáng trong cấu tạo mặt phát sáng, (0,9 –
0,95)

= Hệ số kể tới phần quang thông của đèn không rọi tới mặt phát sáng (0,85 –
0,9)
• Công suất và số lượng bóng đèn trong mặt phát sáng, thường quyết định
bởi yêu cầu phân bó độ chói đồng đều trên bề mặt phát sáng. Độ đồng
đều cho phép:
= ≤ 1,5
Để bảo đảm phân bố độ chói được đồng đều ~> bố trí đèn:
1m ≤ khoảng cách giữa các đèn ≤ 1,5m => 0,4m ≤ h
treo đèn
cách mặt phát sáng ≤
0,6m
1,5 m ≤ khoảng cách giữa các đèn ≤ 2,4m => 0,6m ≤ h
treo đèn
cách mặt phát sáng
≤ 0,8m
Thông thường h
treo đèn
cách mặt phát sáng ≤ 1m
• Cơ sở đảm bảo độ đồng đều tuỳ thuộc vào quang thông F
đm
loại đèn.
=
Với n = số lượng đèn cần thiết.
b. Nguồn mặt vuông góc:
Trình tự tính toán:
1. Xác định quang thông của một cửa phát sáng F
F = nF
đ
Với n = số lượng bóng đèn trong một cửa sổ
F

đ
= quang thông một bóng đèn trong cửa sổ
2. Xác định độ trưng R của một cửa sổ
R =
Với = hiệu suất
3. Tính độ rọi tại điểm A tính toán trên mặt làm việc với cửa sổ phát sáng gần
nhất:
E
A1
=
Với = 1,1 – 1,2
Lần lượt tính tại các cửa sổ xa hơn (không xét các cửa sổ quá xa điểm tính toán)
 E
A
= E
A1
+ E
A2
+ E
A3
+… + E
An
= E
yc
≤ 10%