ứng dụng phần mềm relux thiết kế chiếu sáng nội thất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM RELUX
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NỘI THẤT
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV2010 - 12

S KC 0 0 2 8 6 8

Tp. Hồ Chí Minh, 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
~~~~~~~o0o~~~~~~~

ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN
ỨNG DỤNG PHẦM MỀM RELUX THIẾT KẾ
CHIẾU SÁNG NỘI THẤT

Mã Số: SV2010 – 12

THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT
NGƯỜI CHỦ TRÌ
: Nguyễn Hoàng Quân
NGƯỜI THAM GIA
: Hoàng Ngọc Lâm
ĐƠN VỊ
: Khoa Điện – Điện Tử

TP. HỒ CHÍ MINH – 11/2010

Tp. Hồ Chí Minh, 2011


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
......................................................................................................................................

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

TP.HCM, ngày … tháng … năm 2010
Chữ ký giáo viên

ThS. Nguyễn Ngọc Âu

SVTH: NGUYỄN HỒNG QN
HỒNG NGỌC LÂM


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
TP.HCM, ngày … tháng … năm 2010
Chữ ký giáo viên

SVTH: NGUYỄN HỒNG QN
HỒNG NGỌC LÂM


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
TP.HCM, ngày … tháng … năm 2010
Chữ ký giáo viên

SVTH: NGUYỄN HỒNG QN
HỒNG NGỌC LÂM


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, người thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Ngọc Âu

đã tận tình giúp đỡ để em hoàn thành đề tài này.
Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử Trường ĐH SPKT
TP.HCM đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đề tài này.

TP.HCM, tháng 11 năm 2010
SVTH: Nguyễn Hoàng Quân
Hoàng Ngọc Lâm

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

MỤC LỤC
GIỚI THIỆU
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Nhận xét của giáo viên phản biện
Nhận xét của hội đồng
Lời cảm ơn
Chương mở đầu
NỘI DUNG
Chương I: Tổng quan về thiết kế chiếu sáng ...................................................... 3
I.1 Yêu cầu về thiết kế chiếu sáng ..................................................... 3
I.2 Đặc điểm thiết kế chiếu sáng ....................................................... 4
I.3 Thiết kế chiếu sáng đạt hiệu quả .................................................. 5
I.4 Phân loại thiết kế chiếu sáng ........................................................ 5
I.5 Giới thiệu các phần mềm thiết kế chiếu sáng ............................... 6
Chương II: Thiết bị chiếu sáng ........................................................................... 9
II.1 Phân loại .................................................................................... 9

II.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động .................................................. 9
II.3 Các loại đèn thông dụng ............................................................14
II.4 So sánh tương quan tham số giữa các loại đèn ...........................21
Chương III: Thiết kế chiếu sáng nội thất và tiêu chuẩn áp dụng ........................24
III.1 Thiết kế chiếu sáng nội thất ......................................................24
III.2 Lý thuyết thiết kế chiếu sáng nội thất .......................................37
III.3 Tiêu chuẩn áp dụng ..................................................................45
Chương IV: Tìm hiểu phần mềm thiết kế chiếu sáng Relux ..............................69
IV.1 Cài đặt phần mền ReluxSuite 2010 ..........................................70
IV.2 Màn hình khởi động .................................................................72
IV.3 Màn hình làm việc chính ..........................................................73
IV.4 Thiết kế chiếu sáng nội thất và ngoại thất với ReluxPro ............87
IV.5 Giới thiệu ReluxCAD .............................................................113
IV.6 Định vị đối tượng và nhóm đối tượng .....................................129
IV.7 Các yếu tố phòng – Đối tượng cơ bản – Đối tượng 3D ............134
IV.8 Bộ đèn ...................................................................................140
IV.9 Tính toán và xuất kết quả chiếu sáng .......................................150
Chương V: Áp dụng tính toán chiếu sáng nội thất ............................................166
V.1 Giới thiệu về toà nhà ...............................................................166
V.2 Thiết kế chiếu sáng cho căn hộ ................................................168
PHẦN KẾT LUẬN..........................................................................................184
Phụ lục ............................................................................................................185
Tài liệu tham khảo ..........................................................................................191

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

CHƢƠNG MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, chiếu sáng đóng một vai trò rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của
con người. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, hệ thống chiếu sáng có thể ảnh hưởng đến
người dùng về độ sáng sủa, sự mở rộng không gian và sự dễ chịu. Vấn đề chiếu sáng
không chỉ tạo ra ánh sáng vào ban đêm, mà còn là việc sử dụng ánh sáng hợp lý nhằm đảm
bảo sức khỏe cho người sử dụng, tạo cảm giác thoải mái, an toàn trong công việc, vui chơi
và giải trí. Thế nhưng, việc tính toán, lựa chọn và phân bố các thiết bị chiếu sáng để có một
hệ thống chiếu sáng tối ưu tốn rất nhiều công sức của người thiết kế. Trong một hệ thống
chiếu sáng không chỉ có bộ đèn, ánh sáng mặt trời là nguồn sáng, mà tất cả mọi phần tử
đều tham gia với tư cách là nguồn sáng thứ cấp. Mỗi phần tử lại có mỗi mức độ khác nhau
tùy thuộc vào màu sắc, chất liệu, bề mặt. Phần mềm Relux là phần mềm thiết kế chiếu sáng
tương tác rất mạnh, cho phép nhúng bản vẽ thiết kế kiến trúc công trình bằng phần mềm
Autocad vào không gian thiết kế, với sự hỗ trợ thiết kế 3D giúp cho người thiết kế thấy
được không gian phối cảnh một cách rất trực quan, cũng như rút ngắn thời gian tính toán
chiếu sáng. Đề tài “Ứng dụng phần mềm Relux thiết kế chiếu sáng nội thất’’ nhằm tìm
hiểu cách sử dụng phần mềm Relux và khai thác phần mềm để thiết kế chiếu sáng nội thất
cho căn hộ.
II. Mục tiêu nghiên cứu
-

Tìm hiểu tổng quan về thiết kế chiếu sáng, tìm hiểu các thiết bị chiếu sáng.
Tìm hiểu phần mềm chiếu sáng Relux.
Ứng dụng phần mềm chiếu sáng Relux thiết kế chiếu sáng nội thất cho căn hộ

III. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
1. Đối tượng: tổng quan về thiết kế chiếu sáng, phần mềm thiết kế chiếu sáng Relux.
2. Khách thể: sinh viên khoa Điện-Điện tử Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật TP.HCM.
IV. Giả thuyết nghiên cứu
-

Tài liệu hữu ích giúp sinh viên và người thiết kế chiếu sáng đơn giản hoá công việc,
rút ngắn thời gian thiết kế, đạt yêu cầu về kỹ thuật và thẩm mỹ
Cho kết quả mô phỏng thực tế thiết kế không gian phối cảnh 3D đảm bảo tính trung
thực không gian kiến trúc.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 1


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
V. Phƣơng Pháp Nghiên Cứu
1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: căn cứ trên mục tiêu nhiệm vụ của đề tài, ta tiến
hành thu thập tài liệu, văn bản, báo chí, tạp chí có nội dung liên quan để chọn lọc và
tích hợp phục vụ cho đề tài nghiên cứu.
2. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: tổng hợp những thông tin thu thập
được từ sách báo, internet,… để phục vụ cho việc nghiên cứu.
3. Phương pháp quan sát.
VI. Nội dung nghiên cứu
Chương mở đầu
Chương I. Tổng quan về thiết kế chiếu sáng.
Chương II: Thiết bị chiếu sáng.
Chương III: Thiết kế chiếu sáng nội thất và tiêu chuẩn áp dụng.
Chương IV: Tìm hiểu phần mềm thiết kế chiếu sáng Relux.
Chương V : Ứng dụng tính toán chiếu sáng nội thất.
VII. Kế hoạch nghiên cứu
1. Thời gian thực hiện đề tài
Thời gian

Công việc

Từ 31/12/2009 đến 31/1/2010 Xác định đề tài nghiên
cứu và sưu tầm tài liệu

Từ 1/2/2010 đến 28/2/2010

Phân tích tổng kết tài liệu

Từ 1/3/2010 đến 30/4/2010

Viết Chương I

Từ 1/5/2010 đến 30/6/2010

Viết Chương II

Từ 1/7/2010 đến 31/7/2010

Viết Chương III

Từ 1/8/2010 đến 31/8/2010

Viết Chương IV

Từ 1/9/2010 đến 30/10/2010

Viết Chương V

Ghi chú
Sưu tầm tài liệu thông
qua sách báo, internet…
Phân tích tài liệu làm rõ
mục đích nghiên cứu

Từ 1/11/2010 đến 14/10/2010 Chỉnh sửa

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 2


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
20/11/2010

Nộp đề tài

2. Phƣơng tiện nghiên cứu
- Sách, tạp chí.
- Máy tính, các phần mềm MS Word, MS Power Point.
3. Kinh phí: 2 triệu đồng.
4. Nhân sự
GVHD : ThS. Nguyễn Ngọc Âu
SVTH : Nguyễn Hoàng Quân
SVTH : Hoàng Ngọc Lâm

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 3


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
I.1 Yêu cầu về thiết kế chiếu sáng
Có hai hướng trong thiết kế chiếu sáng cùng song hành với nhau. Hướng đầu
nhằm vào phẩm chất của công nghệ chiếu sáng hay còn gọi là hướng thẩm mỹ học,
hướng thứ hai nhằm vào việc định lượng các tham số chiếu sáng mà còn gọi là hướng
thiết kế kỹ thuật. Thiết kế thẩm mỹ nhằm tạo ra một môi trường chiếu sáng dễ chịu
thoải mái. Đó là việc xếp đặt một cách nghệ thuật giữa ánh sáng và bóng tối, giữa
những mảng sáng và mảng tối trong việc chiếu rọi, giữa những hình dạng và hình thể.
Hướng thiết kế định lượng nhằm xác định chính xác rằng không gian sẽ được chiếu
sáng một cách thích hợp nhất.
Hiệu quả của thiết kế chiếu sáng đòi hỏi sự thành thạo về kỹ thuật và nghệ thuật
về thẩm mỹ học. Chiếu sáng các tòa nhà thường được xem xét trước tiên. Trong quá
trình thiết kế này sẽ quyết định dùng các bộ điều khiển hoặc dùng ánh sáng ban ngày.
Có thể thay đổi hệ thống chiếu sáng bằng điện trong tòa nhà nhưng việc thay đổi chiếu
sáng tự nhiên thì khó khăn và phí tổn hơn mặc dù chúng có hiệu quả hơn. Một số hệ
thống chiếu sáng được thiết kế để tạo ra độ rọi đồng nhất trong toàn bộ không gian cho
trước. Mặc dù kiểu chiếu sáng này cho phép xác định các xưởng hoặc trụ sở làm việc
một cách mềm dẻo nhưng nhiều khi cũng không thật cần thiết.
Nếu những khu vực cần chiếu sáng ở mức thấp mà lại được chiếu sáng ở mức
cao hơn giống mức của những nơi cần độ rọi lớn cho các công việc chuyên dụng cần
nhiều đến ánh sáng thì việc chiếu quá sáng sẽ là rất lãng phí. Để nâng cao hiệu quả
chiếu sáng và giảm chi phí chiếu sáng ta phải thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp với
yêu cầu. Điều này có thể đạt được nếu dùng hệ thống chiếu sáng phân tán khi mà các

bộ đèn được thiết kế theo yêu cầu của từng khu vực làm việc (thí dụ dùng các bộ đèn
chiếu lơ lửng hay chiếu hắt lên).
Một cách khác có thể làm là dùng một chuỗi các bộ đèn đồng nhất và điều
chỉnh công suất chiếu sáng của từng bộ đèn sao cho tương thích với yêu cầu chiếu
sáng của từng khu vực. Cách thứ hai dễ dàng đạt được bằng cách sử dụng các hệ thống
điều khiển điện tử vừa xuất hiện trên thị trường.
Đối với các ứng dụng khác như chiếu sáng khách sạn, nhà thiết kế phải xem xét
về khía cạnh tâm lý và sử dụng các đèn hiệu suất để đạt được điều đó. Đối với chiếu
sáng cho các cửa hàng người thiết kế cần phải để ý đến yêu cầu chiếu sáng theo
phương thẳng đứng để trưng bày các hàng hóa.
Ngay cả trong việc chiếu sáng trong gia đình là nơi mà việc tiết kiệm năng
lượng trong chiếu sáng mang lại hiệu quả tốt thì vẫn phải để ý khi tận dụng các đèn
hiệu suất cao. Nếu đèn huỳnh quang thu gọn đui xoáy được dùng thì thường không có
gì đảm bảo chắc chắn rằng sau này chúng sẽ được thay bằng các bóng đèn sợi đốt kém
hiệu quả hơn.
Chiếu sáng dùng ánh sáng mặt trời trong các tòa nhà ảnh hưởng rõ rệt lên
không gian được chiếu sáng và có hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao. Thông
thường con người ưa thích những không gian được chiếu sáng tự nhiên nếu những chỗ
đó không bị chiếu lóa và đốt nóng. Tham số chủ yếu ảnh hưởng lên chiếu sáng tự
nhiên là chiều dài của phòng, kích thước và vị trí của cửa sổ và mái nhà, hệ thống kính
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 3


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
và những vật cản ánh sáng bên ngoài. Những tham số này phụ thuộc vào quyết định
đưa ra trong giai đoạn đầu thiết kế ngôi nhà, thí dụ nhà có dạng dài hay rộng, một tầng
có mái che hay nhiều tầng. Một quy hoạch thích hợp lúc này làm cho việc sử dụng

ngôi nhà sau này tiết kiệm được năng lượng và có không gian bên trong sáng sủa.
Để thay đổi hệ thống chiếu sáng tự nhiên của tòa nhà cần phải làm rất nhiều
việc mặc dù điều này có thể cải thiện được hiệu quả tiết kiệm năng lượng của tòa nhà.
Có thể thay đổi ánh sáng vào nhà nhờ thêm các mái che, mái hiên và các tấm lăng
kính. Ánh sáng tự nhiên vào nhà nhiều khi cũng bị thay đổi do các công việc khác, thí
dụ do việc sơn lại hoặc lắp kính thêm để giữ nhiệt cho các tòa nhà. Cần để ý rằng trong
trường hợp này không được giảm kích thước cửa sổ đến mức mà phải dùng ánh sáng
điện ngay cả khi không có người khiến cho việc sửa cửa sổ để tiết kiệm nhiệt trở nên
vô giá trị.
I.2 Đặc điểm thiết kế chiếu sáng
Chiếu sáng nhân tạo là một môn khoa học non trẻ. Khác với chiếu sáng tự nhiên
đã phát triển một cách truyền thống vài thế kỷ nay, chiếu sáng nhân tạo mới phát triển
hơn một thế kỷ nay. Khoảng 200 năm trước đây việc sử dụng những nguồn sáng nhân
tạo chỉ hạn chế ở những quyết định lắp đặt các ngọn nến hoặc các đèn dầu. Chỉ trong
một trăm năm cuối cùng với sự phát triển của các nguồn sáng nhân tạo thiết kế chiếu
sáng đã trở thành công cụ cho phép tạo ra chiếu sáng nhân tạo với độ rọi thích hợp.
Việc thiết kế một môi trường chiếu sáng thích hợp và hoàn hảo phức tạp hơn rất
nhiều so với việc lựa chọn chóa đèn. Để tạo ra mô hình chiếu sáng trong không gian,
tạo bóng và màu cần phải nghĩ về ánh sáng trong không gian ba chiều. Thật là sai lầm
khi tập trung vào các bộ đèn hơn là nghĩ đến các bề mặt được chiếu sáng. Các bộ đèn
sẽ là những phần tử được quan tâm đến sau cùng.
Bước đầu tiên trong việc lên kế hoạch chiếu sáng một không gian là thiết lập
một môi trường ấn tượng cho các hoạt động dự định sẽ xảy ra ở đó. Chiếu sáng có thể
ảnh hưởng những cảm xúc về sự rộng rãi, thư giãn, riêng tư, thân mật và dễ chịu.
Chiếu sáng có thể tạo ra không khí lễ hội giống như lễ hội hóa trang hoặc tạo ra một
không gian im ắng cho những suy ngẫm riêng tư, chúng có thể tạo ra sự lạnh lẽo, một
không gian ấm áp đầy ấn tượng, một không gian thân tình riêng tư. Ánh sáng có thể có
ảnh hưởng lớn lên các trạng thái tâm lý giống như các loại nhạc nền.
 Sau khi đã xem xét khía cạnh tâm lý thì phải xét đến không gian chiếu
sáng. Con người và các hoạt động xảy ra trong không gian đó là những

vấn đề chủ đạo. Sau đó là đến cấu trúc của không gian, những bề mặt
cần được chiếu sáng để phục vụ các hoạt động như đọc, đánh vi tính,
soạn thảo, nấu bếp, may mặc v..v. Khi mà để ý đến cấu trúc của môi
trường chiếu sáng thì các hoạt động trở nên lệ thuộc vào môi trường cấu
trúc đó. Để tìm ra được một tổ hợp giữa các bề mặt sáng và tối nhà thiết
kế phải suy nghĩ về hướng và phân bố của ánh sáng trong không gian.
 Cảm nhận bằng thị giác về một không gian phụ thuộc vào ánh sáng và bề
mặt được chiếu sáng. Để thiết kế chiếu sáng, rất quan trọng là phải biết
được ảnh hưởng của ánh sáng phản xạ. Những bề mặt tối, ít phản xạ, hấp
thụ nhiều ánh sáng tới, chỉ phản xạ một phần rất ít vào mắt người nhìn.
Nếu độ sáng của bề mặt thấp chúng sẽ góp phần gây ấn tượng về một
không gian tối. Những bề mặt sáng màu, có độ phản xạ lớn sẽ phản xạ
nhiều ánh sáng tới tạo ra một không gian sáng sủa với nhiều ánh sáng
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 4


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
dạng khuyếch tán. Một điều rất quan trọng là các nhà thiết kế phải hiểu
được mối quan hệ cơ bản giữa những thiết bị chiếu sáng (tạo ra phân bố
ánh sáng ban đầu) và những bề mặt được chiếu sáng (tạo ra phân bố sau
khi đã phản xạ).
Bước tiếp theo của quá trình thiết kế chiếu sáng là việc xác định cường độ sáng
cần thiết cho các hoạt động xảy ra trong không gian được chiếu sáng. Cảm nhận màu
là một tham số quan trọng khác để đánh giá và thực hiện các công việc cần đến thị
giác. Đặc trưng màu của ánh sáng có thể làm thay đổi rất lớn diện mạo của con người.
Những nguồn sáng dùng đèn sợi đốt giàu màu đỏ sẽ bổ xung và tôn lên nước da làm
cho hồng hào hơn. Một số đèn huỳnh quang và HID có vùng phổ chủ yếu ở màu xanh

và vàng gây cảm giác ốm yếu nhợt nhạt. Những thí nghiệm tâm lý cho thấy rằng con
người thích màu ánh sáng “ấm” (phổ giàu màu đỏ) với cường độ sáng nhỏ, còn màu
ánh sáng “lạnh” với cường độ sáng lớn. Điều này có ý nghĩa quan trọng nếu ta nhớ
rằng những nguồn sáng truyền thống độ rọi nhỏ như ngọn lửa, ngọn đuốc, nến và các
đèn khí, đèn dầu là những nguồn sáng giàu ánh sáng đỏ trong phổ của mình. Những
nguồn sáng có cường độ lớn như mặt trời, bầu trời, chúng là ánh sáng “lạnh” hoặc
“trắng”.
Một điều rất rõ ràng rằng thiết kế chiếu sáng là một nghệ thuật. Một thiết kế tối
ưu để chiếu sáng một không gian cho trước và các hoạt động liên quan đến chiếu sáng
trong không gian đó yêu cầu giải quyết một tổ hợp các vấn đề và để đơn giản cho công
việc tính toán chúng ta nên dùng những phần mềm thiết kế chiếu sáng.
I.3 Thiết kế chiếu sáng đạt hiệu quả
- Cung cấp đủ ánh sáng để tạo tiện nghi và hiệu quả cao nhất cho công việc.
- Để ý đặc biệt đến chất lượng của chiếu sáng. Sự đồng nhất và độ lóa nhỏ
góp phần tạo ra tiện nghi nhìn.
- Đáp ứng được kinh phí, do vậy phải đảm bảo được những chi phí ban đầu.
- Có tính đến những vấn đề liên quan đến bảo dưỡng hệ thống bao gồm lắp
đặt các chóa đèn và dễ dàng trong việc làm sạch hệ thống.
- Chú trọng đến thẩm mỹ của các chóa đèn.
I.4 Phân loại thiết kế chiếu sáng
I.4.1 Thiết kế chiếu sáng công cộng
- Chiếu sáng đường phố.
- Chiếu sáng quảng trường, công viên, bãi nghỉ, bể phun nước, hồ nước.
- Chiếu sáng quảng cáo cửa hàng.
- Chiếu sáng thẩm mỹ các công trình kiến trúc (đặc biệt các công trình kỉ
niệm, tượng đài).
- Chiếu sáng các sân thể thao, sân chơi, sân vận động, bể bơi.
- Chiếu sáng sân ga, bến cảng, sân bay, ...
- Chiếu sáng bên ngoài các nhà máy, công xưởng, khu công nghiệp.
I.4.2 Thiết kế chiếu sáng nội thất

Mục đích của chiếu sáng là cung cấp một môi trường được chiếu sáng đầy đủ
tiện nghi. Các tiện nghi của môi trường chiếu sáng như chương trước bao gồm :
- Không gian làm việc đạt được độ rọi yêu cầu (Eyc) theo tính chất hoạt động
của nó. Ví dụ: phòng học có độ rọi 300 lx, phòng máy tính có độ rọi 400 lx,
v.v
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 5


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
-

-

Các đèn chiếu sáng có nhiệt độ màu, chỉ số hoàn màu phù hợp tạo cảm giác
nhìn tự nhiên, thoải mái, không gây cảm giác buồn tẻ hay căng thẳng quá
mức. Đặc biệt, phải hạn chế được vấn đề độ chói quá cao gây khó chịu cho
mắt.
Việc bố trí và lắp đặt đèn chiếu sáng hài hòa với kiến trúc không gian, phân
bố đồng đều ánh sáng đến các vị trí làm việc.
Một số yêu cầu khác như tiết kiệm năng lượng, không làm tăng nhiệt độ
phòng quá mức, kinh tế.

I.5 Giới thiệu các phần mềm thiết kế chiếu sáng
I.5.1 Phần mềm AGI32
- Phần mềm thiết kế chiếu sáng được xem xét đầu tiên là phần mềm AGI32
của hãng Lighing Analysists Inc (10394 West Chatfield Ave. Suite 100
Littleton, Colorado U.S.A). AGI32 là thừa kế của AGI-DOS và là một công

cụ được cải tiến mạnh tăng thêm phần duyên dáng cho công nghiệp thiết kế
chiếu sáng dùng máy tính cá nhân. AGI32 không chỉ là một chương trình
thông minh dùng phương pháp điểm - điểm mà còn là một chương trình có
tốc độ tính cực nhanh, đúng về quang trắc, có bộ công cụ để hoàn màu tốt.
Ảnh kết quả tính cho các điểm cùng một lúc được thể hiện đầy đủ với các
gam màu. AGI32 đã đạt giải thưởng sáng tạo thế giới đồ họa trên máy tính
năm 2000. AGI32 dự đoán các hoạt động của hệ thống chiếu sáng cho mọi
ứng dụng từ một bộ đèn trong một ô nhà từ vài bộ đèn đến hàng trăm bộ đèn
tại các bãi tập thể thao nhà nghề. Dù là trong nhà hay ngoài trời, AGI32 đều
có thể thiết kế các môi trường chiếu sáng nhân tạo dùng điện mà không bị
hạn chế về số lượng các bộ đèn, các điểm tính và các bề mặt phản xạ hoặc
truyền qua.
- Đặc điểm chính AGI32:
 Phân tích số chính xác: AGI32 sử dụng phần mềm tính công suất lớn
mới hoàn toàn dựa trên kỹ thuật hiện đại mang lại những cách thức đầy
ấn tượng trong việc tính toán và hợp màu. Trong thực tế đối với những
dự án thiết kế phức tạp AGI32 đã phát huy khả năng của mình để thực
hiện các tính toán với độ trả màu cao trong thời gian chỉ vài giây hay vài
phút thay vì vài giờ hay vài ngày.
 Đánh giá trực giác màu: đối với những người làm công tác chiếu sáng
kiến trúc thì một bức tranh có giá trị bằng ngàn lời nói. AGI32 cung cấp
các đồ họa máy tính có các đặc trưng quang trắc đúng đắn cho mọi ứng
dụng. Nếu con số phải gắn chặt với các định nghĩa thì một hình vẽ sẽ
tăng sự thuyết phục của dự án. Những bức đồ họa có màu giống như
trong thực tế sẽ tạo ra môi trường đầy ấn tượng cho nhà thiết kế cho
phép họ có được những ý tưởng mới ngay trong giai đoạn ban đầu xây
dựng khái niệm cho dự án. Có một điểm quan trọng cần phải để ý, đó là
khả năng của AGI32 tạo ra tệp tin tiêu chuẩn VRML 97 để cho đồ họa
màu 3 chiều. Hơn thế nữa người sử dụng có thể xem và tác động trực
tuyến với đồ họa ngay cả khi các tính toán đang thực hiện.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 6


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

-

-

-

 Dễ dàng mô hình hóa: việc tạo ra các mô hình 3 chiều được thực hiện dễ
dàng với AGI32 – những hình phức tạp, những đường cong, những trần
nhà không theo đúng quy luật đều có thể miêu tả rất dễ dàng không cần
đến kỹ thuật CAD tạo các bản vẽ 3 chiều. AGI32 cung cấp công cụ vẽ,
một giao diện số hóa và một phần nhập xuất tệp đồ họa có đuôi mở rộng
.dxf.
 Công cụ phân tích mềm dẻo: AGI32 cung cấp khả năng phối hợp hầu
như không có giới hạn số các điểm tính trong mặt phẳng, số các bộ đèn
và các loại bộ đèn, bốn góc định hướng bộ đèn, các vật phản xạ hoặc
truyền qua, tính mật độ công suất chiếu sáng, các tiêu chí về độ lóa của
CIE, các tiêu chuẩn về độ chói của đèn chiếu sáng quốc lộ RP-8 của
IESNA, hình học phản xạ 3 chiều và những tham số khác nữa.
I.5.2 Visual
Phần mềm Visual (hãng Lithonia Lighting Inc.) nhằm mục đích thiết kế và
in ra nhanh hệ thống chiếu sáng trong nhà khi mà độ đồng nhất của độ rọi

trên bề mặt ngang là mục tiêu chủ yếu. Thiết kế cho các không gian chiếu
sáng hình hộp được làm nhanh tốn ít công sức. Có thể dùng chương trình
này để mô hình hóa một số hành lang và lối đi trước và giữa căn phòng với
các hệ số phản xạ của bề mặt thích hợp. Trực tuyến và trực giác, những điều
này cho phép thiết kế và thay đổi các hệ thống chiếu sáng nhanh và dễ hơn
nhiều so với các chương trình cũ khiến tiết kiệm nhiều thời gian chạy
chương trình và dành nhiều thời gian cho thiết kế.
Đặc điểm chính Visual
 Thực hiện thiết kế hệ thống chiếu sáng tự động sau khi nhập độ rọi, số
lượng đèn, khoảng cách giữa các đèn. Tính toán, hiển thị và in ra các giá
trị độ rọi tại các điểm và đường cong đồng mức. Cho phép chỉnh sửa bản
thiết kế dùng công cụ tẩy xoá, copy và dich chuyển. Dữ liệu quang trắc
được truy xuất bằng các từ khóa (số Catalog, loại đèn v..v). Các bộ đèn
có thể đặt theo hướng Bắc - Nam và Đông - Tây. Có trợ giúp lựa chọn
trực tuyến độ rọi theo chuẩn IES. Có trợ giúp trực tuyến xác định hệ số
mất mát.
 Hạn chế chỉ dùng cho các không gian mở hình hộp trong nhà. Chỉ dùng
một loại đèn trong một thời điểm. Mọi bộ đèn chỉ được định hướng
giống nhau theo hướng Bắc - Nam hay Đông - Tây. Chỉ làm việc với độ
rọi theo chiều nằm ngang.
I.5.3 Dialux
Dialux là phần mềm tính toán chiếu sáng của hãng Dial GmbH (Đức ), cho
phép tính toán thiết kế chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng ngoài trời.
Đặc điểm chính của Dialux:
 Một trong những ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa
chọn bộ đèn, không chỉ các bộ đèn của hãng Dialux mà còn nhập vào các
bộ đèn của hãng khác. Dialux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng,
giúp ta thực hiện nhanh chóng quá trình tính toán hoặc cho phép sửa các
thông số đó. Cho phép hỗ trợ file bản vẽ Autocad với định dạng .dxf và
.dwg. Tính toán chiếu sáng trong những không gian đặc biệt (trần

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 7


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

-

-

nghiêng, tường nghiêng , có đồ vật, vật dụng trong phòng) trong điều
kiện có và không có ánh sáng tự nhiên.
 Một số ưu điểm khác của Dialux còn đưa ra một chương trình Wizard
rất dễ dàng tính toán chiếu sáng các đối tượng như: mặt tiền đường
(Facade), bảng hiệu (sign), đường phố (roadway) chiếu sáng sự cố
(emergency lighting) và chiếu sáng trong nhà (interior layouts) Dialux
còn cho phép lập bảng báo cáo, tổng kết các kết quả dưới dạng số và
dạng đồ thị, hình vẽ, ... và còn có thể chuyển các kết quả sang các phần
mềm khác như PDF, Word, …
 Nói tóm lại đây là chương trình tính toán chiếu sáng tương đối hiện đại,
nó giúp ta thiết kế chiếu sáng nhanh chóng và đưa ra một hệ thống chiếu
sáng đạt yêu cầu về số lượng cũng như chất lượng chiếu sáng.
I.5.4 Autolux
AutoLux là phần mềm viết bởi hãng Independent Testing Laboratories Inc.
(3386 Longhorn Road, Boulder, CO 80302 USA) và sử dụng để thiết kế các
hệ chiếu sáng ngoài trời. AutoLUX bao gồm các tập lệnh thêm vào phần
mềm AutoCAD tiêu chuẩn. Với các cải thiện của các lệnh của AutoLux

AutoCAD trở thành một máy chuyên dụng để thiết kế hệ thống chiếu sáng
và sửa các bản vẽ. Để sử dụng AutoLux cần phải biết sử dụng các phần thiết
kế của AutoCAD. Sau đó dùng các lệnh của AutoLux sẽ xác định được các
điểm cần tính. Cuối cùng dùng các lệnh của AutoLux để xác định tính chất
và định xứ các bộ đèn. Kết quả tính toán sẽ hiện lên màn hình ở dạng văn
bản của AutoCAD và các đường đồng mức. Dùng các lệnh sửa lỗi của
AutoCAD để sửa bản thiết kế của hệ thống chiếu sáng theo yêu cầu và cuối
cùng giống như AutoCAD các bạn copy các tệp kết quả sẽ được thiết lập.
Đặc điểm AutoLux:
 Tệp đầu vào và đầu ra không cần có đuôi mở rộng .dxf. Mọi điều chỉnh,
chọn lựa thông qua các hộp đối thoại của Windows trước khi tiến hành
tính toán. Những vật chướng ngại cho chiếu sáng có thể biểu diễn bởi
những mặt 3 chiều sáng màu, những mặt tròn nhô ra, những đường v..v.
 Vẽ đường đồng mức, các mẫu đường đồng mức có thể kéo rê bằng
chuột, đối với các bộ đèn: sử dụng các ký hiệu của bộ đèn có sẵn hoặc
theo ý khách hàng, định hướng chóa đèn thông qua các tọa độ x, y, z,
nhân bản đối xứng cho chiếu sáng dùng đèn pha tạo đối xứng (cho
trường hợp không phải chiếu sáng pha) thông qua lệnh của AutoCAD
như Array, Copy, Mirror, tắt các bộ đèn trong một khoảng thời gian, đọc
các tệp quang trắc có định dạng IES/CIBSE/CIE.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 8


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU

CHƢƠNG II

THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG
II.1 Phân loại

II.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
II.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt
Cấu tạo:

Khí trơ

Vỏ bóng đèn

Dây tóc
Đầu dây điện

Giá đỡ
Đui đèn
Ống xả

Hình 2.1: Cấu tạo của đèn sợi đốt
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 9


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
Dây tóc được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt thường là vonfram, tungsten…
chịu được nhiệt độ rất cao, có khi đến 36500K.
Vỏ bóng đèn được chế tạo bằng thủy tinh có pha chì. Áp suất khí trơ được bơm
vào bóng rất thấp để tránh tản nhiệt ra ngoài môi trường và giảm độ chói, đồng thời

mặt trong bóng đèn được phủ lớp bột mờ.
Đui đèn có cấu tạo bằng kim loại dẫn điện là nơi tiếp xúc nguồn điện cung cấp
cho sợi đốt.
Nguyên lý: Khi bị nung nóng, sợi đốt chủ yếu phát xạ các tia trong vùng hồng
ngoại từ 1000 nm đến 0,78 µm không nhìn thấy được. Dòng điện chạy qua dây tóc làm
nóng nó, quá trình này làm cho điện trở dây tóc tăng lên và nó lại càng bị đốt nóng cho
đến khi nhiệt toả ra cân bằng với nhiệt tản ra không khí. Nhiệt độ càng cao thì phổ ánh
sáng càng chuyển về vùng nhìn thấy và màu sắc ánh sáng cũng trắng hơn. Tuy nhiên
nhiệt độ cao sẽ làm bay hơi kim loại làm dây tóc nên người ta thường bơm khí trơ
(Nitơ, Argon, Kripton) vào bóng đèn để làm chậm quá trình bay hơi nhưng đồng
thời cũng làm tăng tổn thất do các chất khí này dẫn nhiệt.
Đèn Halogen nung sáng cũng là một dạng của đèn sợi đốt, cũng có dây tóc
bằng Halogen. Tuy nhiên, bóng đèn được bơm đầy khí Halogen (Iod hay Brom).
Nguyên tử vonfam bay hơi từ dây tóc nóng và di chuyển về phía thành của bóng đèn.
Các nguyên tử vonfam, oxy và halogen kết hợp với nhau tại thành bóng để tạo nên
phân tử vonfam oxyhalogen. Nhiệt độ ở thành bóng giữ cho các phân tử vonfam
oxyhalogen ở dạng hơi. Các phân tử này di chuyển về phía dây tóc nóng nơi nhiệt độ
cao hơn tách chúng ra khỏi nhau. Nguyên tử vonfam lại đông lại trên vùng mát hơn
của dây tóc nên bóng đèn không bị mờ. Nhờ có hơi halogen nên nhiệt độ đốt nóng
đèn cho phép cao hơn, do đó ánh sáng phát ratrắng hơn (nhiệt độ màu có thể đạt
29000K), hiệu suất của đèn cũng cao hơn so với đèn bơm khí trơ hoặc chân không.
Đèn halogen có nhiều ưu điểm so với đèn sợi đốt thông thường gọn hơn, tuổi thọ dài
hơn, sáng trắng hơn, nhiều tia hồng ngoại hơn, nhiều tia cực tím hơn.
II.2.2 Cấu tạo và hoạt động của đèn huỳnh quang
Khí argon
Catot tráng
và hơi thủy ngân bari cacbonat

Đầu điện cực

Giọt thủy ngân Lớp bột
ngưng đọng
huỳnh quang

Ống xã khí
khi chế tạo

Hình 2.2: Cấu tạo đèn huỳnh quang
Ngoại trừ bóng đèn, đèn huỳnh quang còn yêu cầu thêm 3 phần tử nữa để có
thể phát sáng: điện cực, khí, và bột huỳnh quang .
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 10


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
Điện cực: dùng để phát điện tử. Hiện nay thông dụng có hai loại điện cực.
Loại điện cực nóng được làm từ dây Wolfram quấn xoắn phủ một lớp ôxýt kiềm thổ,
chúng phát xạ điện tử khi được nung nóng đến khoảng 9000C. Loại điện cực lạnh
được làm từ những ống sắt sạch chứa chất phát xạ điện tử ở bên trong. Dưới tác
động của hiệu điện thế lớn chúng sẽ phát xạ điện tử tại khoảng 1500C. Đèn điện
cực lạnh được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dùng, thí dụ làm đèn chữ vì có
thể uốn cong theo các hình khác nhau. Đèn huỳnh quang điện cực nóng được dùng
thường xuyên hơn.
Khí: Một lượng nhỏ các giọt thuỷ ngân được cho vào trong ống huỳnh quang.
Trong khi làm việc thủy ngân bốc hơi và tạo áp suất riêng phần thấp. Dòng điện chạy
qua khí kém này khiến chúng phát bức xạ tại một bước sóng cực tím (253,7 nm). Áp
suất hơi thủy ngân được giữ ổn định trong quá trình làm việc bằng chính áp suất của
thành bóng đèn.

Đèn cũng chứa một lượng nhỏ những khí hiếm và sạch khác. Thường dùng
khí argon và argon-neon, đôi khi krypton cũng được dùng. Những khí này được iôn
hóa ngay khi bật đèn. Khí đã iôn hóa này giảm điện trở rất nhanh cho phép dòng điện
chạy qua và thủy ngân bay hơi.
Phosphor: là một hợp chất hóa học tráng lên mặt trong của thành ống. Khi bị
kích thích bởi tia cực tím chúng sẽ phát ánh sáng vùng nhìn thấy theo cơ chế huỳnh
quang. Dùng hỗn hợp các phosphor có thể thay đổi màu ánh sáng hoặc phổ của đèn.
Hoạt động:
Đèn huỳnh quang phát sáng được dựa trên định luật Stoke. “Khi cho ánh sáng
tử ngoại (không nhìn thấy) chiếu vào chất phát huỳnh quang thì một phần năng lượng
của nó biến đổi thành nhiệt, phần còn lại biến đổi thành ánh sáng có bước sóng dài hơn
nằm trong dải quang phổ nhìn thấy được”.
Bóng đèn huỳnh quang khi nối với nguồn điện thì bản thân nó không thể tự phát
sáng mà phải có bộ phận khởi động bao gồm chấn lưu và tăc-te.
Tắc te

Chấn lưu
Hình 2.3 Sơ đồ nối điện của đèn huỳnh quang
Chấn lưu có ba công dụng chính:
 Cung cấp hiệu điện thế khởi động một cách chính xác vì đèn cần hiệu điện
thế khởi động lớn hơn điện thế làm việc.
 Làm hợp điện thế nguồn về giá trị làm việc của đèn.
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 11


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
 Hạn chế dòng để tránh đèn bị hỏng bởi vì khi hồ quang xuất hiện thì

tổng trở của đèn sẽ giảm.
Chấn lưu có hai loại: chấn lưu điện tử và chấn lưu sắt từ.
Tắc-te là một công tắt kiểu rơle nhiệt khi khởi động nó đóng mạch để cho dòng
điện chạy qua đốt nóng catot đồng thời tích luỹ năng lượng từ trường cho chấn lưu.
Dựa vào cách khởi động mà người ta chia đèn huỳnh quang ra hai loại: đèn
huỳnh quang catot nóng và đèn huỳnh quang catot nguội. Loại catot nóng thì trước
khi phát xạ electron thì phải được đốt nóng còn catot nguội thì không cần đốt nóng
nhưng điện áp đặt vào nó phải đủ lớn.
Khởi động do điện cực được đốt nóng trước là khi nguồn điện được cấp, tắc te
đóng lại và thông qua chấn lưu một dòng điện chạy qua hai điện cực khiến chúng
nóng lên. Sau một vài giây để điện cực đạt đến nhiệt độ nhất định tắc te tự động mở
ra. Việc mở của tắc te mà trước đó như đang làm ngắn mạch khiến cho dòng chạy
qua khối khí ở trong đèn. Do hai điện cực được đốt nóng, sự phóng điện được thiết
lập và đèn phát ánh sáng. Kiểu khởi động này thường dùng cho đèn huỳnh quang loại
ống dài và loại thu gọn (công suất từ 4 đến 30 watt). Đèn ống dài có tắc te ngoài còn
đèn huỳnh quang thu gọn có tắc te gắn liền trong đui đèn.
Khởi động nguội là kiểu khởi động ngay không cần đến trợ giúp của tắc te. Để
đạt được điều này chấn lưu cần phải cung cấp thế hở mạch có giá trị gấp đến ba lần
so với thế hiệu làm việc danh định của đèn. Cao thế này lấy từ cuộn biến áp tự ngẫu
lớn nằm ngay trong chấn lưu. Kiểu khởi động này khiến cho chấn lưu có kích thước
lớn hơn loại chấn lưu nói ở trên.
II.2.3 Cấu tạo và hoạt động của đèn phóng điện cƣờng độ cao (HID)
Loại đèn này làm việc dựa trên hiện tượng phóng điện hồ quang nên được gọi
chung là đèn phóng điện cường độ cao HID (Hingh Intentsity Discharge). Chúng bao
gồm đèn hơi thủy ngân, đèn hơi kim loại Halide, đèn natri áp suất cao.
Cấu tạo gồm: ống phóng điện, bóng đèn, chấn lưu và đuôi đèn.
i
K
220
Hơi kim loại

R
v
A
Hình 2.4 Ống phóng điện của đèn HID

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 12


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
Ống phóng điện là nơi xảy ra hiện tượng hồ quang điện, được chế tạo bằng
chất trong suốt hoặc trong mờ và có dạng hình trụ. Người ta bơm vào ống phóng
điện hơi thuỷ ngân, muối kim loại, hay các loại khí khác để tạo ra hiện tượng phóng
điện hồ quang trong chất khí. Phóng điện hồ quang bao giờ cũng toả ra nhiệt lượng
lớn nên ống phóng điện phải được làm bằng vật liệu chịu nhiệt rất cao.
Vỏ bóng đèn thường làm bằng thuỷ tinh hoặc các loại vật liệu khác nhau,
chức năng của vỏ bóng đèn bao gồm :
 Ngăn không cho không khí xâm nhập làm oxit hoá các chi tiết kim loại
trong bóng đèn.
 Ổn định nhiệt độ làm việc của đèn.
 Ngăn không cho tia tử ngoại lọt ra ngoài làm huỷ hoại sự sống, đặc biệt là
đèn hơi thuỷ ngân tạo ra khá nhiều tia tử ngoại.
Chấn lưu của đèn để mồi và ổn định điểm làm việc.
Đui đèn chủ yếu là kiểu đui xoáy, một số khác có kiểu đui gài.
Hoạt động:
Đèn hơi thủy ngân có phần tử phát ánh sáng là ống phóng điện có chứa hai
điện cực làm việc và một điện cực khởi động. Ống phóng điện được làm từ thạch anh
cho phép tia tử ngoại đi qua. Chúng chứa thủy ngân và một lượng nhỏ argon, neon và

krypton. Khi đèn nối vào nguồn điện hồ quang điện phóng giữa điện cực chính và
điện cực khởi động. Khi các nguyên tử thủy ngân được ion hóa, điện trở trong ống
phóng giảm. Khi điện trở trong ống phóng nhỏ hơn điện trở mạch ngoài thì hồ quang
sẽ chuyển sang phát giữa hai điện cực chính. Nguyên tử thủy ngân tiếp tục iôn hóa
làm tăng thông lượng ánh sáng phát ra. Ánh sáng phát ra chứa các vạch phổ đặc
trưng của thủy ngân (tại các bước sóng 404.7 nm, 435.8 nm, 546.1 nm và 577.9 nm)
cùng với các tia cực tím. Các ống phóng điện có áp suất trong khoảng từ 1 đến 10
átmốtphe. Đèn thủy ngân bóng trong suốt phát ánh sáng màu xanh – xanh lá cây. Để
cải thiện chất lượng ánh sáng một lớp phosphor được tráng lên mặt trong của bóng
ngoài. Phần tia cực tím do ống phóng điện phát ra sẽ kích thích bột phosphor tạo ra
ánh sáng làm cải thiện chỉ số hoàn màu của đèn thủy ngân.
Đèn halide có kết cấu tương tự như đèn thủy ngân ở chỗ phần tử phát ánh
sáng của chúng cũng là ống phóng điện cũng chứa hai điện cực làm việc và một điện
cực khởi động. Ống phóng của chúng cũng có kết cấu tương tự như của đèn thủy
ngân. Ngoài hơi thủy ngân, argon, neon và krypton, ống phóng điện của đèn halide
còn chứa muối halôgen (muối iốt) của kim loại. Đầu tiên đây là muối iode của thủy
ngân, natri và scandi, tiếp theo là muối iốt của thalli, indi and cesi. Khi được hồ
quang điện kích thích những muối này sẽ phát ra những vạch phổ khác với các vạch
của thủy ngân, đó là các vạch màu đỏ, da cam và vàng. Do vậy ánh sáng của đèn
halide trở nên trắng hơn. Do cải thiện được chất lượng của ánh sáng mà không cần
tráng thêm lớp bột huỳnh quang đèn halide có thể dùng như nguồn sáng điểm dùng
rộng rãi trong các ứng dụng phản xạ quang học. Đối với kiểu phóng điện nằm ngang
hồ quang trong ống phóng điện trở nên đồng đều hơn.

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 13

GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
II.3 Các loại đèn thông dụng
II.3.1 Đèn sợi đốt
Đèn sợi đốt nói chung là đèn có sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn, chúng có nhiều
dạng bóng đèn khác nhau (trong suốt, mờ, trắng đục, màu, v..v.). Phần lớn hiện nay
là loại trắng đục có công suất trong khoảng 15 đến 1000 watts có đui xoáy hoặc đui
ngạnh. Một số của đèn này thuộc loại để trang trí có hình dạng như ngọn nến hoặc
hình chữ nhỏ. Những đèn này rất không hiệu quả, hiệu suất chỉ khoảng 11-19
lm/W. Thông thường chúng có thời gian sống tương đối ngắn khoảng 1000 giờ,
nhưng chúng có giá thành ban đầu thấp và CRI = 100, CT = 27000K. Với những tiến bộ
hiện thời của đèn huỳnh quang thu gọn và đèn sợi đốt pha hơi halogen đang dần thay
thế đèn sợi đốt nói chung.
Đèn sợi đốt có lớp phản xạ
Là loại đèn sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn có bóng đèn được
tráng ở mặt trong hay mặt ngoài một lớp phản xạ để tăng cường tập
trung ánh sáng theo một hướng nhất định. Đèn này thường có
hai loại: loại bóng có dạng chụm có lớp phản xạ nhôm và loại
bóng phản xạ dạng nở xòe. Cũng giống như các đèn sợi đốt khác
loại đèn này có thời gian sống ngắn, hiệu suất rất thấp. Công suất
của đèn trong khoảng 40-300W
Đèn sợi đốt halogen sử dụng điện lƣới
Thường có một hoặc hai đầu dùng ngay nguồn điện lưới không qua bộ biến
đổi điện. Cũng thuộc loại đèn sợi đốt nên chúng có hiệu suất thấp so với các loại đèn
khác. Tuy nhiên nhờ có các nguyên tử khí halogen nên so với đèn sợi đốt thông
thường chúng có hiệu suất cao hơn 20% và đặc tính quang học cũng ổn định hơn với
thời gian. Ngoài ra những đèn halogen loại mới với lớp tráng phản xạ tia hồng ngoại
làm tăng hiệu suất của chúng lên đến 25-30% so với đèn halogen
thông thường.
So với đèn huỳnh quang thu gọn, hiệu suất của đèn halogen
thấp hơn chúng làm việc không phụ thuộc vào nhiệt độ và định

hướng của đèn. Ngoài ra chúng hướng được ánh sáng trên quãng
đường dài và không quan tâm đến sự tương thích và chất lượng
của nguồn điện.
Nguồn sáng điểm dùng sợi đốt Wolfram được dùng để tạo ánh sáng chiếu rọi và
quảng cáo. Phần lớn loại đèn sợi đốt Wolfram pha halogen dùng được cho mục đích
này nhất là khi việc điều khiển nghiêm ngặt để định hướng chùm sáng cần thiết. Một
số ứng dụng tốt khác là chiếu hắt từ trần cao và chiếu rọi như đèn pha. Những đặc
trưng chính của loại đèn này là: công suất 25-250 Watt (loại một đầu), 602000Watt (loại hai đầu); CT = 30000K, CRI = 100, hiệu suất 11-17 lm/W (một đầu)
và 14-23 lm/W (hai đầu), thời gian sốngkhoảng 2000 giờ (một đầu) và 3000 giờ (hai
đầu)

SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 14


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
II.3.2 Đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang đƣờng kính 38mm (còn gọi là T12)
Đó là loại đèn huỳnh quang ống dài có đường kính lớn nhất
và là được thiết kế đầu tiên. Những đèn loại này đang lưu dùng
hiện nay được tráng bột huỳnh quang halophosphate thông
thường và nạp khí argon. Chúng là những đèn huỳnh quang
hiệu suất thấp nhất và được khuyến cáo không nên lắp đặt mới và
nên thay bằng đèn huỳnh quang có đường kính 26 mm.
Đặc trưng của chúng như sau:
Công suất P = 20 - 140 W.
CT = 3000 – 41000K.
CRI = 60 – 85.

Hiệu suất = 45 - 100 lm/W (phổ biến là 70 lm/W dùng chấn lưu điện từ).
Tuổi thọ trung bình 8000 giờ.

Đèn huỳnh quang đƣờng kính ống 26mm (T8)
Đây là loại đèn huỳnh quang ống dài thông dụng nhất ở Châu Âu. Đường kính
của chúng bằng 26 mm.
Đèn T8 là một trong các nguồn sáng huỳnh quang hiệu suất cao. Hơn nũa
giá của chúng hiện nay thấp hơn giá của đèn T12. Đèn T8 được phân ra làm ba loại
tuỳ thuộc vào loại bột phosphor tráng lên mặt trong thành ống:
Bột huỳnh quang halophosphate: bột này được sử dụng đã
nhiều năm nay nhưng có nhược điểm là để đạt được chỉ số hoàn
màu tốt thì lại phải hy sinh chỉ tiêu về hiệu suất. Chỉ số hoàn màu
trong khoảng từ 50 đến 75.
Bột huỳnh quang ba màu (còn gọi là triphosphors): loại bột
này vừa có chỉ số hoàn màu tốt vừa có hiệu suất cao tuy nhiên
nó đắt hơn bột huỳnh quang thông thường. Chỉ số màu nằm trong
khoảng từ 80 đến 85.
Bột huỳnh quang đa màu: chúng có chỉ số hoàn màu cao nhưng hiệu suất hơi
thấp hơn so với bột ba màu. CRI của chúng thường bằng 90 hoặc hơn.
Trong quá trình làm việc bột huỳnh quang già hóa và thông lượng của đèn giảm.
Hai loại bột sau cùng thường già hóa chậm hơn so với loại đầu nên chúng duy trì được
thông lượng ánh sáng lâu hơn.
Đèn đường kính 26mm tráng bột huỳnh quang thông thường phát cùng thông
lượng ánh sáng tính trên một đơn vị độ dài như đèn đường kính 38 mm nhưng chúng
tiêu thụ năng lượng ít hơn 8%. Cùng loại đèn nhưng tráng bột ba màu không những
tiêu thụ năng lượng ít hơn 8% nhưng phát hơn 10% thông lượng và có CRI cao hơn.
Đèn dùng bột huỳnh quang đa màu có CRI rất cao thường dùng trong triển
lãm, bảo tàng, phòng trưng bày tranh v..v. và những ứng dụng khác đòi hỏi chỉ số
hoàn màu cao.
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN

HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 15


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
Dưới đây là những đặc trưng chính của đèn huỳnh quang T8:
P = 10 - 58 W.
CT = 2700 – 65000K.
CRI = 50 – 98.
Tuổi thọ trung bình 8000 giờ.
Hiệu suất: 100 lm/W (bột ba màu, chấn lưu điện tử).
97 lm/W (bột ba màu, chấn lưu điện từ).
77 lm/W (bột halophosphate, chấn lưu điện từ).
Đèn huỳnh quang đƣờng kính 16mm (T5)
Xuất hiện trên thị trường năm 1995 loại đèn này là sản phẩm
mới của đèn huỳnh quang ống dài đường kính chỉ có 16 mm. Loại
đèn nhỏ này có hiệu suất tăng hơn 7% so với T8 (hiệu suất của nó
là 95% so với 89% của T8). Thêm vào đó T5 cũng có lớp phản xạ
tráng cùng lớp bột huỳnh quang nên hiệu suất của nó cũng cao hơn
so với loại T8 có lớp phản xạ. Đèn T5 yêu cầu ổ cắm, chấn lưu và
máng đèn riêng của nó. Do vậy loại đèn này thường dùng để lắp đặt mới.
Những thông số chủ yếu:
P = 14 - 80 W.
CT = 3000 – 60000K.
CRI = 85.
Hiệu suất = 80 - 100 lm/W.
Tuổi thọ trung bình 8000 giờ.
Đèn huỳnh quang thu gọn chân cắm
Đây là loại đèn huỳnh quang thu gọn có chân cắm vào chấn

lưu điện tử. Nhìn chung, so sánh với đèn sợi đốt đèn huỳnh quang
thu gọn phát tmột thông lượng ánh sáng tương tự với tiêu phí
năng lượng chỉ bằng 20 - 30%. Thời gian sống của đèn này lớn
gấp 8 lần so với đèn sợi đốt, công bảo dưỡng do vậy được giảm đi
mặc dù giá ban đầu của đèn cao hơn. Với việc sử dụng bột huỳnh
quang loại mới đặc trưng màu của đèn huỳnh quang thu gọn được
cải thiện rõ rệt và nó thôi bị xem xét như là một nguồn sáng “thô
kệch” như trước đây. CT của chúng thay đổi trong khoảng 27000K (trắng ấm như của
đèn sợi đốt) đến 60000K (trắng lạnh như của ánh sáng ban ngày). Thêm vào đó CRI
của loại đèn này có thể đạt đến 98 (so với cực đại là 100). Thời gian sống của chấn
lưu lâu hơn thời gian sống của đèn, một chấn lưu có thể phục vụ cho vài đèn. Giá của
loại đèn này hiện nay đã được giảm nhiều và xu hướng vẫn tiếp tục hạ. Vì những
nguyên nhân nói trên những đèn huỳnh quang thu gọn được lắp đặt mới thường
được dùng riêng với chấn lưu. Đèn huỳnh quang thu gọn được ứng dụng rất rộng rãi
để chiếu sáng bên tường ngoài, chiếu hắt từ trần và để trang trí. Nằm trong xu hướng
tiếp tục của các nhà sản xuất nhằm thu gọn loại đèn này nhỏ gọn hơn nữa và có thể dùng
nó để chiếu điểm như chiếu sáng các bảng thông báo v..v. Tại những nơi nào nhiệt độ
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 16


GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU
môi trường thấp cần nhớ rằng đèn huỳnh quang thu gọn làm việc ở nhiệt độ thấp hơn
đèn sợi đốt. Hiện nay có rất nhiều dạng đèn huỳnh quang thu gọn dùng chấn lưu rời. Do
dùng chấn lưu rời nên không gian xếp đặt của chấn lưu rộng rãi hơn và dễ chỉnh hệ số
công suất hơn nếu đó là chấn lưu điện tử. Hệ số công suất được chỉnh về gần
giống như trong trường hợp nếu chấn lưu điện tử được sử dụng. Đèn huỳnh
quang thu gọn dùng chấn lưu rời có ưu điểm tối ưu được phân bố ánh sáng và ngăn

người dùng vô ý cắm nhầm đèn sợi đốt. Những ứng dụng lắp đặt mới (xem đèn huỳnh
quang chấn lưu gắn liền): đui đèn chứa chấn lưu cắm thẳng vào ổ cắm, có thể cắm vào
đui đèn này một vài loại dèn huỳnh quang thu gọn chân cắm để thay thế cho các đèn
sợi đốt tiêu chuẩn đang dùng trong các bộ đèn. Giống như đèn huỳnh quang thu gọn
chân liền, những đui đèn này có tuổi thọ thấp hơn chấn lưu và thường chỉ kéo dài đủ
dùng với 5 đèn mà thôi.
Những đặc trưng chính:
P = 5 - 55 W.
CT = 2700 – 60000K.
CRI = 85 – 98.
Hiệu suất = 45 -87 lm/W (70 cho đèn tráng bột huỳnh quang 3 màu).
Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 giờ.
Đèn huỳnh quang thu gọn tích hợp chấn lƣu
Loại đèn này gắn liền với chấn lưu và đui ngạnh hoặc xoáy
để cắm thẳng vào ổ cắm của đèn sợi đốt tiêu chuẩn. So với đèn sợi
đốt đèn huỳnh quang thu gọn phát một thông lượng ánh sáng
tương tự với tiêu phí năng lượng chỉ bằng 20 - 30%. Thời gian
sống của đèn này lớn gấp 8 lần so với đèn sợi đốt, công bảo dưỡng
do vậy được giảm đi mặc dù giá ban đầu của đèn cao hơn. Đặc
trưng màu của loại đèn này ngày càng được cải thiện. CT của
chúng thay đổi trong khoảng từ 27000K (trắng ấm như đèn sợi đốt) đến 40000K (trắng
lạnh). Đèn với chấn lưu liền được thiết kế để thay đèn sợi đốt. Giá của chúng giảm
nhiều trong thời gian gần đây khiến việc thay thế của chúng ngày càng thuận lợi. tuy
nhiên để lắp đặt đèn mới thì loại chấn lưu rời nói ở trên vẫn được ưa chuộng hơn.
Những đặc trưng chính như sau:
P = 3 - 23 W.
CT = 2700 – 40000K.
CRI = 85.
Hiệu suất = 30 - 65 lm/W.
Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 giờ.

II.2.3 Các loại đèn khác
Standard High Pressure Mercury Lamps
Không giống như các loại pha trộn, đèn thủy ngân cao áp tiêu chuẩn không có
điện cực khởi động. Do chúng có hiệu suất thấp, CRI thấp và ảnh hưởng không tốt lên
môi trường do chứa thủy ngân nên loại đèn này hiện đã trở nên lỗi thời.
SVTH: NGUYỄN HOÀNG QUÂN
HOÀNG NGỌC LÂM

Trang 17