ĐỒ án CHIẾU SÁNG đại học công nghiệp hà nội ( có bản cad)

Lời nói đầu
Chiếu sáng có vai trò hết sức quan trọng trong việc đảm bảo điều kiện tiện nghi,
làm việc và sinh hoạt của con người, nâng cao giá trị thẩm mĩ cho các công trình.
Ngày nay, công nghệ chiếu sáng nhân tạo hiện đại cho phép ngoài việc đảm bảo
tiện nghi còn tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Theo mục đích chiếu sáng người ta chia thành nhiều loại chiếu sáng, mỗi loại chiếu
sáng sẽ có phương pháp chiếu sáng và tiêu chuẩn áp dụng riêng. Vì thế, việc đề cập
đến tất cá các loại chiếu sáng là một nhiệm vụ bất khả thi trong khuôn khổ giáo
trình phục vụ học tập, giảng dạy với thời lượng có hạn.
Đồ án này nhằm để thiết kế chiếu sáng cho nhà máy Matsuo. Nhà máy cơ khí là
nơi công nhân vận hành các máy máy móc, cắt, gọt các chi tiết máy. Vì vậy việc
thiết kế phải đảm bảo độ sáng cho nhà máy. Mục đích của thiết kế chiếu sáng đưa
ra được một sự phân bố ánh sáng hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, đảm bảo
được nhu cầu tiện nghi ánh sáng và thẩm mĩ trong nhà máy.
Đồ án gồm 4 phần:
Phần I: Kiến thức chung về chiếu sáng, thiết kế chiếu sáng.
Phần II: Thiết kế dùng phần mềm Dialux.
Phần III: Thiết kế cấp điện cho hệ thống chiếu sáng.
Phần IV: Các bản vẽ.
Mặc dù rất cố gắng, nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên chúng em
không thể tránh hết các thiếu sót trong quá trình làm đồ án. Rất mong được sự
đóng góp của thầy, cô giúp chúng em hoàn thiện đồ án tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm 3


Mục lục


PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG
VÀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

I. Các loại đèn:
- Phân loại đèn theo nguyên lí hoạt động:
Đèn điện

Led

Sợi đốt

Thường

Halogen

Huỳnh
quang

Phóng điện

Thủy ngân
cao áp

Huỳnh quang
ống

Cao áp

Huỳnh quan
compact

Thấp áp

1. Đèn sợi đốt:
a. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt

Đồ án chiếu sáng

Na ( solium)

Page 3

Metal
halide


Hình 1: Cấu tạo bóng đèn sợi đốt
-Cấu tạo cơ bản gồm: dây tóc thường được chế tạo từ vonfram. Bầu đèn làm
từ thủy tinh chịu nhiệt, được hút chân không hoặc bổ sung khí trơ, halogen. Đui
đèn có nhiệm vụ kế nối nguồn điện cấp co sợi đốt, có thể là đui cài hoặc đui xoáy
-Nguyên lý hoạt động: Khi đặt điện áp vào hai đầu dây tóc sẽ có dòng điện
chạy qua dây tóc làm cho dây tóc bị đốt nóng phát ra các bức xạ phần lớn trong
miền hồng ngoại. Khi nhiệt độ tăng đến 9000C thì phổ của các bức xạ bắt đầu dịch
chuyển sang vùng ánh sáng nhìn thấy. Sau đó đèn làm việc ổn định tại nhiệt độ
khoảng 25000C-27000C.
Đèn sợi đốt có hai loại là đèn sợi đốt thường và đèn sợi đốt halogen.
+ Đèn sợi đốt thông thường có dây tóc làm từ vonfram và bên trong bầu
đèn là chân không.
+ Đèn sợi đốt halogen được bơm thêm khí halogen vào trong bầu đèn
giúp tăng tuổi thọ của đè, tăng nhiệt độ màu, tăng hiệu suất phát quang.
b. Đặc điểm của đèn sợi đốt
Ưu điểm:
+ Dễ dàng điều chỉnh quang thông bằng việc điều chỉnh điện áp đặt vào.

+ Bật sáng tức thời, cosφ ~ 1 và tuổ thọ hầu như không phụ thuộc vào
điều kiện bật tắt.
+ Cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, nối trực tiếp với nguồn điện,
không cần thiết bị đi kèm, giá thành rẻ.
+ Chỉ số truyền đạt màu tốt, CRI~100.
+ Giống với ánh sáng ban ngày, tạo cảm giác ấm cúng.
Nhược điểm:
Đồ án chiếu sáng

Page 4


+ Khi làm việc tỏa nhiệt lớn gây nóng bức khó chịu vào mùa hè, ảnh
hưởng tới các thiết bị làm lạnh.
+ Hiệu suất phát quang thấp.
+ Quang thông, tuổi thọ thấp và phụ thuộc lớn vào điện áp nguồn cấp.
Lĩnh vực áp dụng
+ Chiếu sáng khi cần tạo ra không khí sang trọng ấm cúng.
+ Mức độ chiếu sáng không đòi hỏi cao.
+ Đèn phải bật tắt liên tục.
+ Hạn chế về chi phí đầu tư ban đầu.
+ Cần thể hiện màu sắc trung thực.
+ Vị trí lắp đèn thuận lợi cho việc thay thế sửa chữa.
Không nên sử dụng khi:
+ Có nguy cơ cháy nổ.
+ Cần tạo ra mức chiếu sáng cao.
+ Đối tượng chiếu sáng bị ảnh hưởng bởi nhiệt.
+ Có hạn chế về điện năng tiêu thụ.
+ Môi trường có độ rung lớn.
+ Vị trí lắp đặt khó khăn cho việc thay thế sữa chữa.

2 .Đèn LED
a

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

Cấu tạo:
- Phần tử phát sáng LED.
Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để
tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện
truyền từ A-nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh
ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất
trong chíp bán dẫn. LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ
trung bình, cỡ lớn.
- Mạch in của bóng đèn
Chất lượng mạch in, chất lượng mối hàn giữa LED với mạch in ảnh hưởng đến lớn
đến độ bền của đèn, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt nam, nếu chất
lượng của mạch in và mối hàn không tốt dễ gây oxi-hóa đứt mạch in, không tiếp
xúc làm cho đèn không thể phát sáng sau một thời gian sử dụng. Trong thực tế
Đồ án chiếu sáng

Page 5


người ta có thể sử dụng mạch in thường, hoặc bằng nhôm, gốm cho phép tản nhiệt
nhanh cho loại LED công suất trung bình và lớn.
- Bộ nguồn
Bộ nguồn cấp điện cho đèn LED phải đảm bảo cung cấp dòng điện và điện áp ổn
định phù hợp lới loại LED đang sử dụng các linh kiện chế tạo bộ nguồn phải có
tuổi thọ sử dụng tương đương với tuổi thọ của LED.
- Bộ phận tản nhiệt

Phần tản nhiệt cho đèn LED được thiết kế nhằm đưa phần tinh thể phát sáng xuống
nhiệt độ thấp nhanh nhất, bộ phận này đặc biệt quan trọng khi thiết kế đèn LED
công suất lớn, nếu bộ phận tản nhiệt này có kết cấu không phù hợp thì phần tử
LED sẽ nhanh bị già, hiệu suất phát sáng giảm đi đáng kể.
- Vỏ
Để đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định và bền, vỏ đèn được chế tạo để có độ
chống thấm nước cao, đồng thời đảm bảo khả năng tỏa nhiệt nhanh chóng.
Nguyên lý hoạt động:
Bóng đèn Led dựa trên công nghệ bán dẫn. Hoạt động của bóng đèn led giống với
nhiều loại điốt bán dẫn. Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang
điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ
trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại
nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang. Kết quả là khối p tích
điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương
(thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số
điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường kết
hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng
năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).
LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng
1,5 đến 3V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó LED rất
dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.
b

Đặc điểm của đèn LED

Ưu điểm:
+ Nhiệt lượng tỏa ra thấp
Đồ án chiếu sáng

Page 6

+ Tiết kiệm năng lượng
+ Tuổi thọ cao
+ Không sinh ra tia hồng ngoại hay tia cực tím
+ Cấu tạo an toàn nhỏ gọn
+ Hoạt động tốt trong các điều kiện môi trường thấp
Nhược điểm:
+ Giá thành cao
+ Đòi hỏi thiết bị đi kèm vì chỉ dùng dòng điện một chiều.
+ Chất lượng đèn phụ thuộc vào chip LED nên chất lượng các đèn chênh
nhau khá xa.
Lĩnh vực áp dụng:
+ Chiếu sáng nội thất
+ Chiếu sáng sân vườn
+ Chiếu sáng trang trí trong các nhà hàng khách sạn.
3. Đèn phóng điện cường độ cao (HID)
a Cấu tạo cơ bản và ngyên lý hoạt động.
Cấu tạo cơ bản: gồm ống phóng điện hồ quang nhỏ hình trị được chế tạo
bằng chất trong suốt hoặc mờ có khả năng chịu nhiệt cao (thạch anh hoặc
gốm sứ). Trong ống, người ta bơm vào hơi thủy ngân, muối kim loại, hay
các loại khí khác để tạo hiện tượng phóng điện hồ quang trong chất khí. Ống
phóng điện và một số chi tiết khác được đặt trong một vỏ thủy tinh chịu
nhiệt (có thể được tráng một lớp bột huỳnh quang) gọi là vỏ bóng đèn.
Nguyên lý tạo ra ánh sáng của đèn HID gồm ba bước:
+ Bức xạ nhiệt
+ Phóng điện hồ quang
+ Bức xạ huỳnh quang
Đồ án chiếu sáng

Page 7


Tùy vào hơi kim loại trong ống mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Màu ánh
sáng phát ra là đơn sắc đắc trưng của kim loại.
Bao gồm: thủy ngân cao áp, metal hlide và sodium (hay hơi natri).

b

+ Metal halide: 700 – 100 lm/W, được chế tạo với dải công suất từ 32 –
2000W, nhiệt độ màu 2700 – 45000K, CRI = 65 – 80.
+ Thủy ngân cao áp: 46 – 55lm/W, nhiệt độ màu 3000 – 43000K,
CRI=15– 55.
+ Sodium cao áp: 120lm/W, nhiệt độ màu 2000 – 25000K, CRI = 20 – 65,
tuổi thọ 12000 – 32000 giờ.
Đặc điểm cơ bản của đèn HID

Ưu điểm:
+ Hiệu suất phát quang cao, tuổi thọ và độ bền cơ học cao
+ Đa dạng về hình dáng, kích thước và gam màu sáng
+ Một số đèn có CRI tương đối cao như metal halide và sodium cao áp
Nhược điểm:
+ Đòi hỏi thiết bị đi kèm, chi phí đầu tư ban đầu lớn
+ Gây hiệu ứng nhấp nhát làm đau, mỏi mắt
+ Thời gian khởi động lâu do cần đôt nóng điện cực, sau khi tắt cũng cần
thời gian nghỉ để khởi động lại.
+ Quang thông giảm nhiều nếu điện áp đặt vào bộ đèn giảm.
+ Khi đèn đang làm việc nếu có sự cố có thể gây nổ ống phóng điện gây
nguy hiểm cho người sử dụng.
Lĩnh vực áp dụng:

+ Chủ yếu sử dụng cho chiếu sáng bên ngoài
+ Cần tạo mức sáng cao
+ Cần ánh sáng gần với ánh sáng ban ngày
+ Thiết bị chiếu sáng làm việc trong điều kiện môi trường thấp.
+ Điều kiện thay thế bảo dưỡng khó khăn.
Không sử dụng trong:
+ Đèn cần bật tắt liên tục
+ Cần truyền đạt màu sắc trung thực.
Đồ án chiếu sáng

Page 8


II. BỘ ĐÈN
Bộ đèn là bộ phận bổ sung cần thiết cho mọi nguồn sáng, bộ đèn kết hợp với bóng
đèn tạo ra một đơn vị phát sáng hoàn chỉnh. Bộ đèn có ba bộ phận chính: quang, cơ
và điện.
Bộ đèn

Bộ phân Cơ

Bộ phận Điện

Bộ phận Quang

1.Bộ phận quang:
Bộ phận quang đảm bảo sự phân bố ánh sáng trong không gian theo mục đích
và yêu cầu sử dụng, góp phần nâng cao hiệu quả chiếu sáng. Còn có nhiệm vụ hạn
chế chói lóa của đèn nhằm đảm bảo tiện nghi chiếu sáng tốt nhất.
Ánh sáng từ nguồn sáng trong bộ đèn thường gây chói lóa khó chịu cho con người

nên người ta chú ý góc bảo vệ của đèn γ
Góc bảo vệ thường được quan tâm trong khoảng 90o ≤ γ ≤ 45o
2. Bộ phận cơ:
Bộ phận cơ chức năng định vị, bảo vệ đèn, chống lại các ảnh hưởng từ môi trường
sử dụng như: chống nước, bụi, va đập cơ khí, nổ ,…
Bộ phận cơ có 2 cấp chuẩn bảo vệ là: Độ kín IP và bảo vệ chống chịu va đập cơ
học IK

Đồ án chiếu sáng

Page 9


Bộ phận cơ có 2 cấp chuẩn bảo vệ là: Độ kín IP và bảo vệ chống chịu va đập cơ
học IK
Độ kín IP: x (0 đến 6) chỉ mức độ chịu vật rắn và bụi thâm nhập vào thiết bị
y (0 đến 8) chỉ mức độ chịu nước của thiết bị
Bảo vệ chống chịu va đập cơ học IK có 11 mức từ IK00 đến IK10 tương đương
với khả năng chịu va đập tăng dần của bộ đèn
3. Bộ phận điện:
Bộ phận điện gồm đui đèn, thiết bị mồi đèn, cùng các cầu đấu để kết nối bóng và
thiết bị mồi đèn với nguồn điện.
Cấp an toàn điện của bộ đèn được chia làm 3 cấp:
+Class 1:nối đất các bộ phận dẫn điện của bộ đèn để đảm bảo an toàn.
+Class 2:sử dụng cách điện dự phòng.
+Class 3:sử dụng điện áp an toàn.
Bộ đèn chiếu sáng trong nhà:
Trên cơ sở phân bố ánh sáng trong không gian của bộ đèn CIE đã dùng 20 chữ cái
từ A đến T để phân loại bộ đèn chiếu sáng trong nhà. Theo cách phân loại này toàn
bộ không gian xung quanh đèn được chia thành 5 vùng từ F1 đến F5. Trong đó từ

F1 đến F4 là khoảng không gian chiếu sáng trực tiếp của đèn, F5 là khoảng không
gian chiếu sáng gián tiếp.
Bộ đèn chiếu sáng trong nhà

Trực tiếp

Hỗn hợp

Gián tiếp

(14 loại, A -> N)

(5 loại, O -> S)

(1 loại T)

Trực tiếp hẹp

Trực tiếp rộng

Bán trực tiếp

(5 loại, A -> E)

(5 loại, F -> J)

(4 loại, K -> N)

Đồ án chiếu sáng

Page 10


Bộ đèn chiếu sáng ngoài trời
Trong chiếu sáng ngoài trời bộ đèn đường và đèn pha là 2 loại bộ đèn thường được
sử dụng.
Bộ đèn đường
Đây là loại bộ đèn chuyên sử dụng trong chiếu sáng đường
Bộ đèn chiếu sáng đường được chia làm 3 loại: phân ánh sáng hẹp, phân bố ánh
sáng bán rộng và phân bố ánh sáng rộng
Loại bộ đèn phân bố ánh sáng hẹpvà bán rộng được sử dụng cho chiếu sáng đường,
vì nó hạn chế lóa mắt, để các tài vế có thể thuận tiện trong việc lái xe vào ban đêm,
tuy nhiên nó sẽ gây ra hiệu ứng ánh sáng bậc thang
Loại bộ đèn phân bố ánh sáng rộng không được sử dụng trong chiếu sáng đường có
mật độ các phương tiện giao thông di chuyển với tốc độ cao vì loại bộ đèn nay gây
chói lóa mắt, nhưng được sử dụng chiếu sáng ở các khuôn viên cho người đi bộ
hoặc phương tiện qua lại với tốc độ rất thấp.
Bộ đèn pha
Đây là loại bộ đen mà có quang thông tập trung chủ yếu xung quanh trục quang, bộ
đèn này có quang thong tập trung nên cường độ ánh sáng lớn và chiếu sáng được
xa.
Đèn pha được sử dụng trong việc chiếu sáng diện tích lớn như quảng trường, vườn
hoa, các sân thể thao, sân ga, bến cảng, sân bay v.v… Chiếu sáng trang trí các công
trình kiến trúc, tượng đài, phong cảnh, bảo vệ các khu du lịch, nhà ở, văn phòng,
khu công nghiệp ...
III. BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG
Biểu đồ cường độ ánh sáng là đặc tính quan trọng nhất của bộ đèn, nhờ biểu đồ này
ta xác định được cường độ ánh sáng I theo 1 hướng nào đó từ đó xác định được độ
rọi độ chói và xác định được sự phân bố của bộ đèn trong không gian.

Đồ án chiếu sáng

Page 11


Biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng của đèn được xác định và vẽ bằng thiết bị
goniophotometer - quang học kế.
Nhìn chung biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng đều được nhà sản xuất ghi trong
catalo với trị số cường độ ánh sáng I với nguồn sáng chuẩn có quang thông 1000lm
ứng với 1 hoặc nhiều mặt phẳng đứng (đặc biệt các mặt phẳng theo phương dọc 00
và 1800 hoặc theo phương ngang 900 và 2700).\
IV. ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
1. Điều khiển bật tắt (on - off)
Là phương pháp điều khiển đóng ngắt từ đơn giản: công tắc, cầu dao, aptomat đến
hệ thống điều khiển thông minh phức tạp hơn như: công tắc tơ kết hợp với bộ điều
khiển tự động (role, PLC, …) với tín hiệu điều khiển do các phản ánh.
Tùy theo công việc cần độ rọi yêu cầu cho thực hiện công việc của đối tượng chiếu
sáng có thể thực hiện điều khiển chiếu sáng: 1 mức, 2 mức, hoặc nhiều mức để tiết
kiệm điện.
Việc thực hiện điều khiển có thể thực hiện bằng tay hoặc kết hợp thực tế để đảm
bảo an toàn tin cậy thường dùng phương pháp kết hợp.
2. Điều khiển quang thông, độ rọi:
Về cơ bản phương pháp này là phương pháp giảm điện áp đặt vào đèn để giảm
thấp quang thông đèn.
Đối với đèn sợi đốt và LED để giảm điện áp có thể sử dụng bằng cách dùng máy
biến áp hoặc bằng triết áp.
-

Đối với đèn phóng điện: nhìn chung việc làm giảm điện áp đặt vào đèn hạn
chế vì nếu điện áp suy giảm quá lớn sẽ làm cho đèn không hoạt động nên

việc điều khiển điện áp đặt vào đèn chỉ thực hiện trong các trường hợp sau:

Đồ án chiếu sáng

Page 12


+ đèn dùng chấn lưu sắt từ: sử dụng loại chấn lưu 2 hay nhiều mức để điều
khiển giảm thấp quang thông sử dụng.
+ đèn dùng chấn lưu điện tử: có thể bổ sung bộ điều chỉnh điện áp bên trong
chấn lưu hoặc cũng có thể sử dụng điện áp ngoài để điều chỉnh.
V. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ
1. Những vấn đề chung
1.1. Phân loại các hình thức chiếu sáng trong nhà
CS BÊN TRONG

SỰ CỐ

LÀM VIỆC

TRANG TRÍ

CỤC BỘ

CHUNG

CS cục bộ và chiếu sáng sự cố cần căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định.
Ở đây sẽ trình bày cách thiết kế chiếu sáng chung.
Phân loại hình thức chiếu sáng của các bộ đèn theo IEC
T

T

Loại đèn

% Quang
thông phía
trên

% Quang
thông phía
dưới

1

CS trực tiếp

0 – 10

100 – 90

2

CS nửa trực tiếp

10 – 40

90 – 60

3

CS khuếch tán chung

40 – 60

60 – 40

4

CS trực tiếp – gián tiếp

40 – 60

60 – 40

5

CS nửa gián tiếp

60 – 90

40 – 10

6

CS gián tiếp

90 – 100

100 – 0

1.2. Các yêu cầu cơ bản khi TKCS trong nhà
- Đảm bảo độ rọi theo yêu cầu xác định theo từng loại công việc

Đồ án chiếu sáng

Page 13


cụ thể.

- Không có bóng tối, độ rọi phải đồng đều trên diện tích chiếu
sáng (trừ trường hợp riêng).
- Không gây chói lóa trực tiếp cũng như chói lóa phản xạ để tránh

mỏi mắt, thần kinh căng thẳng làm việc mất hiệu quả và có thể
gây tai nạn lao động.

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày để thị giác phân biệt.
- Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng:


Chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao

Bố trí nguồn chiếu sáng hợp lý

Sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng
1.3. Trình tự thiết kế chiếu sáng
- GĐ1. Thiết kế sơ bộ: Nhằm xác định các giải pháp về hình

học và quang học của địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu

sáng, lựa chọn loại đèn và bộ đèn, cách bố trí đèn, số lượng
đèn cần thiết đảm bảo sự phân bố đồng đều của ánh sáng và
độ rọi trên mặt làm việc và không gian nội thất.

- GĐ2. Kiểm tra điều kiện tiện nghi đối với phương án đã thiết
kế.
- GĐ3. Tính toán chọn hệ thống cung cấp điện và điều khiển hệ

thống chiếu sáng.

- GĐ4. Tính toán kinh tế, chi phí vòng đời để lựa chọn phương
án chiếu sáng tối ưu.
Ở đây, chủ yếu chỉ trình bày 2 giai đoạn đầu
2. Thiết kế chiếu sáng sơ bộ
B1. Thu thập các dữ liệu địa điểm thiết kế chiếu sáng:
Khi thiết kế chiếu sáng trong nhà, cần có các dữ liệu sau:
- Kích thước hình học (mặt bằng, mặt cắt, chiều cao và vị trí đặt máy
trên mặt bằng phân xưởng,…) và đặc điểm kiến trúc (cổ trần, trần
giả, dầm bê tông, các cấu trúc kim loại của mái, đường dẫn cầu trục
hoạt động,…) của địa điểm chiếu sáng để xác định vị trí treo đèn;
- Đặc tính quang học của không gian chiếu sáng để xác định các hệ số phản xạ của:
trần ρtr(ρ1), tường ρt (ρ3), và của nền ρn (ρ4).
- Đặc điểm sử dụng của nhà xưởng chiếu sáng, các công việc, công
nghệ thực hiện trong khu vực chiếu sáng (làm việc chính xác, cần
phân biệt màu sắc, yêu cầu về phòng chống cháy nổ, v.v…).
- Khả năng sử dụng ánh sáng tự nhiên.
Đồ án chiếu sáng

Page 14

- Đặc điểm nguồn cung cấp điện và các yêu cầu về điều khiển chiếu
sáng.
- Khả năng tài chính và khấu hao của công trình.
B2. Chọn độ rọi yêu cầu E
Yêu cầu:
chọn độ yêu cần lưu ý một số điểm sau:
- Đặc điểm sử dụng và đặc điểm không gian của địa điểm chiếu
sáng;
- Cấp quan chất lượng quan sát các chi tiết của công việc trong
nhà xưởng: A (rất chính xác), B (chính xác cao), C (bình
thường), D (thấp) và E (rất thấp).
B3. Chọn nguồn sáng phù hợp: Xem xét các chỉ tiêu sau:
- Nhiệt độ màu T (sử dụng biểu đồ Kruithof)
- Chỉ số hoàn màu IRC (chất lượng ánh sáng của nguồn)
- Tuổi thọ của bóng đèn
- Hiệu suất phát quang (lm/W). Hiệu suất cao sẽ TKĐN
- Đặc điểm sử dụng (liên tục hay gián đoạn)
B4. Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn:
Việc chọn bộ đèn cần căn cứ vào mục đích chiếu sáng và đặc điểm của đối
tượng được chiếu sáng.
-

Chọn phương pháp chiếu sáng (tham khảo bảng 2.4 PL)

-

Chọn bộ đèn phù hợp. Cần chú ý đến các yếu tố sau:

+ Các thông số kỹ thuật của bộ đèn: Công suất, hiệu suất và cấp bộ đèn; biểu

đồ phân bố cường độ ánh sáng; kích thước; số bóng và tổng công suất của số bóng
trong bộ đèn;….
B5. Bố trí bộ đèn
+ Xem xét đến yếu tố thẩm mỹ của bộ đèn.
- Chọn độ cao treo đèn,
từ đó xác định chỉ số địa điểm K và chỉ số treo đèn J:
K=

ab
;
h( a + b )

j=

Thường h ≥ 2h’, do đó: 0 ≤ j ≤ 1/3

Đồ án chiếu sáng

- Bố trí đèn
Điều này phụ thuộc vào:

m

h'
h + h'

p
Page 15

h h’

Bố trí đèn cần lưu ý đến độ đồng đều E trên mp làm việc:
Đảm bảo khoảng cách:
n
n
≤
q
≤
 3
2

m ≤ p ≤ m
 3
2

Đồ án chiếu sáng

Page 16


Ft =

E yc .S .δ

B6. Xác định tổng quang thông của các đèn:
•
•

ηU

=

E yc .S .δ

η d .U d + ηiU i

Eyc - độ rọi yêu cầu, lux
S = axb - diện tích mặt phẳng làm việc, m2

•

δ - hệ số dự trữ, kể đến sự suy giảm quang thông sau một thời gian làm việc
và bụi bám trên bóng và các bộ phận của bộ đèn. Tra δ ở phụ lục .

•

U: Hệ số lợi dụng quang thông (tra PL) là tỷ số giữa quang thông rơi xuống
mặt làm việc và toàn bộ quang thông thoát ra khỏi đèn (nhà chế tạo cho) .
Nó phụ thuộc vào: Loại đèn (A→T); các hệ số phản xạ tường và trần; chỉ số
phòng k (0,6 ≤ k ≤ 5) và chỉ số treo đèn j (j = 0 hoặc j = 1/3)

B7. Xác định số lượng bộ đèn:

N=

Ft
Fbđ

3. Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng

Sau khi thiết kế sơ bộ, ta sẽ tiến hành kiểm tra tiện nghi chiếu sáng.
3.1. Kiểm tra độ rọi
a. Độ rọi trung bình:

Ei =

N.F.η
(R i .Fu'' + S i )
1000.a.b.δ

Độ rọi trên trung bình trên trần (E1) trên tường
(E3) và trên bề mặt hữu ích (E4) xác định theo công thức sau:

Đồ án chiếu sáng

Page 17


Trong đó: i = 1, 3, 4 tương ứng với độ rọi E1, E3 và E4;
N - Tổng số bộ đèn;
F - Tổng quang thông các bóng đèn trong một bộ đèn;
F’u – Quang thông tương đối riêng trên mặt hữu ích. Xác định bằng cách
tra bảng … PL theo chỉ số địa điểm K, chỉ số ô lưới km, chỉ số gần kp và cấp bộ
đèn.

Ei =

2.m.n
h(m + n)
a.p + b.q

kp =
h(a + b)
km =

N.F.η
(R i .Fu'' + S i )
1000.a.b.δ

Các hệ số Ri, Si tra PL dựa vào K, j, ρ1, ρ3, ρ4 và cấp bộ đèn
η – hiệu suất của bộ đèn.
Chú ý: - Khi áp dụng tính độ rọi trung bình trực tiếp phải lấy ηd và khi tính độ rọi
trung bình gián tiếp phải lấy ηi.
- Độ rọi tổng trên bề mặt là tổng độ rọi trực tiếp và gián tiếp.

b. Độ đồng đều của độ rọi trên mặt phẳng hữu ích:
Đặc điểm công trình

Mặt phẳng làm việc

Diện tích làm việc

E
E

E
E

min
max

E
E

min
tb

min
max

Công nghiệp loại A-C

0,3

0,65

0,65

Công nghiệp loại D-E

0,2

0,4

0,65

Đồ án chiếu sáng

Page 18

Dân dụng

-

0,5

0,65

Cách xác định độ rọi Emin, Emax


Đối với nguồn sáng điểm

❧

Khi có một nguồn sáng:

r

Độ rọi tại điểm P nào đó:
EP =

I. cos α

r

2

d

O

I . cos 3 α
=
; lx
h2

S

h
P

Đối với nguồn sáng điểm
- Khi có nhiều đèn, độ rọi tại một điểm P nào đó:
n

EP =

I

n = 2n1

n

α

F0 .∑ ei
i =1

1000

h1

Trong đó:
F0 - quang thông của nguồn sáng (lm);

Đồ án chiếu sáng

Page 19


ei – độ rọi tương đối trên điểm cần kiểm tra, xác định dựa vào “biểu đồ đẳng lux
không gian”.

Đối với nguồn sáng đường
Khi L+λ ≤ 0,5h coi là nguồn liên tục;
Ei =

p

F
∑ ei , lx
1000h

h1
Khi L+λ > 0,5h mỗi bộ đèn tính riêng.

Kiểm tra độ rọi yêu cầu theo điều kiện:
mn.F0 , lm / m
F=

L

Trong đó:

F - quang thông trên đơn vị nguồn sáng:
n - số bóng đèn trong nguồn sáng;
F0 - quang thông một bóng đèn, lm;
L - chiều dài nguồn sáng, m.
l p
h h

tổng độ rọi tương đối trên điểm

cần kiểm tra, trị số ei tìm được
bằng cách tra trên đồ thị dựa vào tỷ số

và

. Tra đồ thị trang sau

3.2. Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi
Việc bố trí đèn phải đảm bảo người quan sát làm việc chính xác, không chói lóa
mắt gây khó chịu, mệt mỏi thậm chí dẫn đến tai nạn lao động. Do đó cần kiểm tra
chói lóa mất tiện nghi trong không gian chiếu sáng. Nội dung kiểm tra chói lóa mất
tiện nghi bao gồm:
- Chói lóa của tường;
- Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra;
Đồ án chiếu sáng

Page 20

0,5 ≤

E3
≤ 0 ,8
E4

Kiểm tra độ chói của tường hoặc vách bên: Đối với người
quan sát, với mỗi chuyển động của đầu, mắt nhìn tường hoặc vách bên yêu
cầu độ chói của tường không quá nhỏ cũng không quá lớn so với độ chói
trên bề mặt làm việc. Độ chói quan hệ với độ rọi theo định luật Lambert, do
đó qua nghiên cứu nếu tỷ số độ rọi tường (E3) và trên mặt phẳng làm việc –
mặt phẳng hữu ích (E4) thỏa mãn điều kiện:

a.

Thì độ chói của tường hoặc vách bên sẽ đảm bảo không quá nhỏ hoặc quá lớn so
với độ chói đã làm quen Lq.
b. Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra
Kiểm tra điều kiện này nhằm soát chói lóa do bộ đèn gây ra đối với mắt người.
- Trường hợp thiết kế đảm bảo góc bảo vệ của bộ đèn:
(chiếu sáng công nghiệp yêu cầu góc bảo vệ thỏa mãn γ ≤ 600).

Trường hợp thiết kế không đảm bảo được góc bảo vệ yêu cầu:
Khi thiết kế không đảm bảo được góc bảo vệ yêu cầu, cần kiểm tra tỷ số độ
chói của bộ đèn và trần để đảm bảo sự cảm nhận tiện nghi liên quan đến công
việc và cân bằng các độ chói trong thị trường.

r=

Lbđ γ =750
Ltr

Để đảm bảo điều này, tỷ số độ chói r nhỏ hơn 15 đối với công
việc quan sát chính xác cao (cấp A, B); nhỏ hơn 20 đối với công việc quan sát

Đồ án chiếu sáng

Page 21


chính xác trung bình (cấp C, D) và nhỏ hơn 50 đối với công việc quan sát chính
xác thấp (cấp E):

Ltr =

ρE1
π

Lbđ γ=750 – độ chói của bộ đèn dưới góc quan sát 750

Ltr – độ chói trung bình của trần.

Lbđ γ =750 =

I bđ γ =750
Sbk

Đối với bộ đèn huỳnh quang

TH1: Người quan sát nhìn song song với trục dọc của đèn thì diện tích biểu kiến:
Sbk = abcosγ + acsinγ

TH2: Người quan sát nhìn song song với trục ngang của đèn thì diện tích biểu
kiến:
Sbk = abcosγ + bcsinγ

E
E

min
tb

=

E
E

min

Đồ án chiếu sáng

4

≥ 0 ,5

Độ đồng đều của độ rọi trên mặt phẳng hữu ích:

Page 22

n
n
 3 ≤ q ≤ 2

m ≤ p ≤ m
 3
2

0 ,5 ≤

Hoặc kiểm tra ĐK:

E3 227 ,54
=
= 0 ,635 ≤ 0 ,8
E4 358,17

Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi

a. Kiểm tra độ chói của tường:
b. Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra:

tg γ =

h 2 ,6
=
= 0 ,26 → γ =
L 9 ,9

VI.CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI
1.Giới thiệu chung
Chiếu sáng ngoài trời được chia làm 3 loại:
+ Chiếu sáng giao thông.
+ Chiếu sáng các công trình thể thao ngoài trời.
+ Chiếu sáng trang trí.
2. Chiếu sáng đường
2.1 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống chiếu sáng đường:
- Chất lượng chiếu sáng đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn quy định.
- Đảm bảo chức năng định vị dẫn hướng.
Đồ án chiếu sáng

Page 23


- Có tính thẩm mỹ hài hòa với cảnh quan xung quanh.
- Hiệu quả kinh tế cao, mức tiêu thụ điện năng thấp, thuận tiện trong quá trình vận
hành và duy tu bảo dưỡng.
2.2. Phân cấp và tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường.
Theo tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường (TCXDVN 259:201 và CIE 115:1995)
được phân cấp theo nhiều yếu tố:
- Theo vận tốc: đường cao tốc, đường tốc độ trung bình , v.v…
- Theo vị trí: đường đô thi, đường khu vực và đường nội bộ.
- Theo tiêu chuẩn chiếu sáng chia đường thành các loại A, B, C, D, E.
3. Thiết kế chiếu sáng đường

GĐ
I

Bước thực hiện
1

2

Thu thập dữ liệu thiết
kế

Chọn độ chói
theo tiêu chuẩn

3
Chọn hình thức
bố trí bộ đèn

4
Chọn bộ đèn

Đồ án chiếu sáng

Tóm tắt nội dung
- Loại đường
- Kích thước đường: chiều dài, chiều rộng lòng đường l, số làn
đường, vỉa hè.
- Đặc tính quang học của lớp phủ bề mặt đường
- Đặc điểm nguồn cung cấp điện và yêu cầu về điều khiển
chiếu sáng.
- Dựa vào TCXDVN 259:2001, TCVN 1404:2005 hoặc CIE để
lựa chọn Ltp phù hợp với loại đường.

Tuỳ theo loại đường và kích thước đương, làn đường để chọn
hình thức bố chí đèn hợp lý.
- 1 bên 2 bên đường ở dải phân cách hoặc hỗn hợp.
- Chọn độ cao đèn h, độ vươn đèn S, vị trí chôn cột đèn.
Tra catalo nhà sản xuất bộ đèn, chọn:
- Loại chụp đèn: rộng, bán rộng hoặc chụp hẹp.
- Xác định các thông số: SLI, góc nghiêng α, hệ số sử dụng
bộ đèn.

Page 24


5

Xác định khoảng
cách giữa các cột
đèn e, số lượng
cột đèn n

6
Xác định tổng
quang thông tính
toán của mỗi bộ
đèn

7

II

III

Lựa chọn loại đèn
chiếu sáng phù
hợp
Kiểm tra tk sợ bộ

Thiết kế ccđ và đk cs

- Dựa vào bộ đèn sử dụng, độ cao h để xác định khoảng cách
giữa các cột đèn đảm bảo độ đồng đều độ chói dọc đường Ul
- Từ chiều dài đường suy ra số lượng cột đèn cần thiết n.

- Xác định quang thông tính toán của mỗi đèn:
Fn =

- Chỉ số hoàn màu CRI.
- Hiệu suất phát quang.
- Tuổi thọ bóng đèn.

- Tính G:
- Tính Ltb, Uo, UL bằng phương pháp lập lưới kiểm tra theo tiêu
chuẩn quy định.
- So sánh với tiêu chuẩn hiện nay:
+ Đạt chuyển sang làm giai đoạn 3.
+ Không đạt quay lại bước 4.
- Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng.
- Sơ đồ bố trí thiết bị trong hệ thống chiếu sáng trên mặt bằng:
bộ đèn, tủ chiếu đèn, đi dây, hệ thống bảo vệ và điều khiển bộ
đèn.

4. Chiếu sáng bằng đèn pha.
- Đèn pha là loại có quang thông chủ yếu xung quanh trục quang nên đèn pha cho
cường độ ánh sáng lớn và chiếu sáng được xa. Đèn pha được sử dụng rộng rãi để
chiếu sáng các diện tích lớn như quảng trường, vườn hoa, sân thể thao,…
- Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng bằng đèn pha được quy định trong
TCXDVN333:2005.
Phương pháp thiết kế chiếu sáng công trình bằng đèn pha.
Giai đoạn 1: thiết kế sơ bộ
- Phải có dữ liệu phục vụ thiết kế.
- Đặc điểm khí hậu.
- Đặc điểm nguồn cung cấp điện và điều kiện chiếu sáng.
Đồ án chiếu sáng

Page 25