Thiết Kế Chiếu Sáng Trung Tâm Thể Thao Thành Phố Quy Nhơn (Kèm Bản Vẽ)

Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRUNG TÂM THỂ THAO
THÀNH PHỐ QUY NHƠN

Giáo viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Ngọc Mỹ
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Văn Hùng

Lớp
Khoa

:
:

Điện kỹ thuật – K27
Kỹ thuật và Công nghệ

Tháng 07/2009

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang

Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
- Họ và tên

:

Nguyễn Văn Hùng

- Khóa

: K27

- Ngành : Kỹ thuật điện

- Bộ mơn

: Kỹ thuật điện

- Khoa : Kỹ thuật & Cơng

nghệ
1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế chiếu sáng cho trung tâm thể thao Thành phố Quy Nhơn
2. Các số liệu ban đầu :
Khảo sát thực tế : Lấy số liệu
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Tổng quan về kỹ thuật chiếu sáng. Chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng
ngồi trời.
- Các u cầu chiếu sáng cho trung tâm thể thao Thành phố Quy Nhơn.
- Thiết kế chiếu sáng sân bóng đá. Kiểm tra thiết kế.
- Thiết kế chiếu sáng sân quần vợt. Kiểm tra thiết kế.
- Thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu. Kiểm tra thiết kế.
- Thiết kế chiếu sáng bể bơi. Kiểm tra thiết kế.
- Tính tốn thiết kế cấp điện: Tiết diện dây; điện áp rơi trên đường trục;
phương pháp cấp điện.
- Các biện pháp Tư8iết kiệm điện năng.
4. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước bản vẽ):
4 bản vẽ A0
5. Cán bộ hướng dẫn :
Họ tên cán bộ hướng dẫn : TS. Nguyễn Ngọc Mỹ

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

LỜI NÓI ĐẦU

Ánh sáng là vấn đề đặc biệt quan trọng trong đời sống. Ngoài việc
chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên thì ánh sáng nhân tạo đóng vai trò chủ
chốt. Lòch sử của chiếu sáng nhân tạo được chia ra làm hai giai đoạn: Giai
đoạn trước khi có đèn điện và giai đoạn sau khi có đèn điện. Giai đoạn
trước khi có đèn điện thì loài người chiếu sáng ban đêm bằng bếp lửa, nén,
đèn dầu hỏa.. vv. Những nguồn sáng này có ánh sáng yếu, hiệu suất thấp.
Từ khi nghành điện ra đời và đến nữa thế kỷ XIX những ngọn đèn điện
đầu tiên được sáng chế, nhưng hơn một trăm năm gần đây đèn điện mới
được phát triển không ngừng với những tiến bộ vượt bậc, mở ra một kỷ
nguyên văn minh mới cho loài người. Lúc đầu con người chưa quan tâm
lắm đến chiếu sáng cũng như tính mỹ thuật và thẫm mỹ. Khi đời sống
được nâng cao thì nhu cầu của họ càng cao, nhất là khi sự nghiệp công
nghiệp hoá và hiện đại hoá phát triễn mạnh như ngày nay, các đô thò, khu
công nghiệp, xa lộ, công trình thể thao càng phát triễn nhanh chóng . Việc
chiếu sáng các công trình phải được thiết kế theo đúng các tiêu chuẩn,
đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật đem lại thẫm mỹ cho công trình kể cả
nội và ngoài thất, chiếu sáng tạo nên vẻ đẹp ban đêm cho thành phố.
Việc thiết kế chiếu sáng cho các công trình thể thao ngoài trời nói
chung và sân vận động nói riêng đòi hỏi người kỹ sư thiết kế chiếu sáng
phải đặc biệt quan tâm đến các yếu tố về kỹ thuật và thẫm mỹ của công
trình.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang

Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Sau thời gian làm việc được sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong
khoa, bạn bè cùng lớp và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy TS.Nguyễn
Ngọc Mỹ em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài “ Thiết
kế chiếu sáng trung tâm thể thao thành phố Quy Nhơn”.
Trong suốt thời gian làm việc dưới sự chỉ dẫn trực tiếp của thầy
TS Nguyễn Ngọc Mỹ, em đã hình dung được từng bước cụ thể trong công
việc của người thiết kế, cũng như vận dụng được những kiến thức đã học,
học hỏi thêm ở Thầy, ở bạn những kiến thức q báu và tìm hiểu sâu hơn
trong lónh vực chiếu sáng để trang bò cho mình một kiến thức cần thiết cho
công việc sau này. Tuy nhiên vì kiến thức và thời gian có hạn nên đồ án
của em còn nhiền sai sót và hạn chế. Em rất mong được sự xem xét và chỉ
bảo của các Thầy Cô.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

MỤC LỤC
TRANG

Lời nói đầu ......................................................................................................

Chương I: Tóm tắt cơ sỡ kỹ thuật chiếu sáng..................................................
1.1. Các đại lượng đo ánh sáng .....................................................................
1.2. Cấu tạo và những đặc tính của thiết bò chiếu sáng. ............................
Chương II: Thiết kế chiếu sáng sân vận động ................................................
2.1. Phương pháp thiết kế chiếu sáng sân vận động .................................
2.2. Lựa chọn phương án chiếu sáng ............................................................
2.3. Thiết kế chiếu sáng sân vận động .........................................................
2.4. Tính toán độ rọi trên sân.......................................................................
2.5. Tính chiếu sáng tăng cường bằng đèn pha khán đài........................38
2.6. Tính toán độ rọi tại các điểm do đèn pha khán đài gây ra.................
2.7. Độ rọi trên sân do toàn bộ hệ thống đèn pha gây ra...........................
2.8. Các số liệu ban đầu và kết quả tính toán ............................................
Chương III: Thiết kế chiếu sáng sân quần vợt................................................
3.1. Lựa chọn phương án chiếu sáng.............................................................
3.2. Thiết kế chiếu sáng sân quần vợt..........................................................
3.3. Tổng hợp các số liệu ban đầu và kết quả tính toán .............................
Chương IV: Thiết kế chiếu sáng bể bơi...........................................................
4.1. Lựa chọn phương án chiếu sáng ............................................................
4.2. Thiết kế chiếu sáng bể bơi......................................................................
4.3. Tổng hợp các số liệu ban đầu và kết quả tính toán .............................
Chương V: Thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu ...................................................

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

5.1. Phương pháp thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu.......................................
5.2. Thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu.............................................................
Chương VI: Thiết kế cấp điện cho trung tâm thể thao....................................
6.1. Những yêu cầu chung..............................................................................
6.2. Chọn phương án cấp điện ......................................................................
6.3. Tính toán hệ thống cấp điện...................................................................
6.4. Tính chọn máy biến áp và máy phát diezen.........................................
6.5. Tính chọn phần tử cao áp ......................................................................
6.6. Tính chọn các phần tử hạ áp .................................................................
6.7. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp về các tủ phân phối ...........................
6.8. Chọn ống luồng điện...............................................................................
6.9. Kiểm tra tổn thất điện áp ......................................................................
6.10. Chọn tủ phân phối tại các phụ tải ......................................................
Chương VII: Các biện pháp tiết kiệm điện năng ...........................................
7.1. Nhận xét chung .......................................................................................
7.2. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng ................................................
7.3. Các biện pháp tiết kiệm điện năng ở trung tâm thể thao ..................
Kết Luận ....................................................................................................... 101
Tài Liệu Tham Khảo...................................................................................... 102
Phụ Lục.......................................................................................................... 103

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

CHƯƠNG I
TÓM TẮT CƠ SỢ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG
1.1. CÁC ĐẠI LƯNG ĐO ÁNH SÁNG
1.1.1. Sóng điện từ
Sóng điện từ lan truyền trong không gian vừa có tính chất sóng
vừa có tính chất hạt, cũng giống như mọi sóng khác, sóng điện từ tuân
theo các đònh luật vật lý.
1.1.2 Ánh sáng
Ánh sáng là bức xạ điện từ mà mắt người có thể cảm nhận được
một cách trực tiếp.
Ánh sáng có bước sóng λ = 380 – 780 nm.
Các ánh sáng có bước sóng vào khoảng λ = 555 nm được hiển thò
tốt nhất trên võng mạc của mắt người tại đây có hai loại tế bào :
- Tế bào hình nón có khoảng bảy triệu tế bào, nằm giữa võng
mạc cho ta phân biệt màu sắc của ánh sáng.
- Tế bào hình que có khoảng 120 triệu tế bào, chúng bao phủ
phần còn lại của võng mạc cho ta phân biệt màu sắc của ánh sáng
đen, trắng.
- Bước sóng mà mắt người có thể nhận được có bước sóng
λ = 380 – 780 nm.

Các tế
bào
Thần kinh
thị giác

Võng
mạc

Hình 1

- Đối với người thiết kế chiếu sáng cần quan tâm đến đường cong
hiệu quả ánh sáng : V(λ).

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Hình 2
V(λ) - Thò giác ban ngày
V’ (λ)- Thò giác ban đêm.

1.1.3. Các đại lượng đo ánh sáng và đơn vò đo
1.1.3.1. Gốc khối Ω
Đơn vò Steradian (Sr).
Góc khối được đònh nghóa là tỷ số giữa diện tích và bình phương
của bán kính. Nó là một góc trong không gian.
Ta giả thiết rằng một nguồn điểm đặt ở tâm O của một hình cầu
rỗng bán kính R và ký hiệu S là nguyên tố mặt của hình cầu này.

Ω

R
0 Ω S

S

K2S

R
KS
Hình 3
Ω=

S
R2

Trong đó:

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

cầu.

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

S - Diện tích trên mặt chắn trên mặt cầu (m2)
R- Bán kính hình cầu (m)
-Giá trò cực đại của gốc khối khi không gian chắn là toàn bộ mặt
Ω=

S
4.π .R 2
=
= 4π
R2
R2

1.1.3.2 Cường độ sáng I
Đơn vò đo Candela,kí hiệu: (cd):
Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang
của nguồn sáng .
Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn
phát một bức xạ đơn sắc có tần số là 540.10 12 Hz ( λ = 555 nm) và cường
độ năng lượng theo phương này là 1683 Oát trên Steradian.

dφ

0

A

dΩ
Hình 4

- Một nguồn phát quang tại 0, phát một lượng quang thông dφ
trong góc khối dΩ có:
+ Cường độ sáng trung bình của nguồn :

I 0A =

dφ
dΩ

+ Cường độ sáng tại điểm A:
dφ
I 0A = lim
dΩ → 0 dΩ
- Cường độ sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác bò loá, khả
năng phân biệt màu sắc cũng như sự vật bò giảm đi, lúc này thần kinh
căng thẳng và thò giác mất chính xác.
1.1.3.3 Quang thông φ

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Đơn vò đo Lumen (lm).
Quang thông là một thông số hiển thò phần năng lượng chuyển
thành ánh sáng, được đánh gía bằng cường độ sáng cảm giác với mắt
thường của người có thể hấp thụ được lượng bức xạ :
- Quang thông của một nguồn phát ra trong góc khối Ω:
Ω

φ = ∫ I .d Ω

0

- Quang thông khi cường độ sáng đều ( I = const ):
φ = I..Ω
- Quang thông khi cường độ sáng I không phụ thuộc vào phương :
φ=

4π

∫ I .dϕ
0

1.1.3.4 Độ rọi E
Đơn vò lux (lx):
Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông nhận được
trên bề mặt được chiếu sáng.
E=

φ
S

lm

hoặc lux = m 2

Trong đó:
φ - Quang thông bề mặt diện tích nhận được ( lm )
S - Diện tích bề mặt đïc chiếu sáng ( m2 )
Khi một mặt phẳng có diện tích S =1 m 2 nhận đươc cường độ
sáng một lượng quang thông φ = 1 lm sẽ có độ rọi E = 1 lx.

dφ

0

A

dΩ
Hình 5

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

1.1.3.5. Độ chói
L đơn vò cd/m2:
Độ chói là thông số để đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, là tỷ
số giữa cường độ sáng và diện tích biểu kiến của nguồn sáng theo một
phương cho trước.
dI
L=
dS. cos α
Độ chói nhỏ nhất để mắt nhìn thấy là 10 -5 cd/m2 và bắt đầu gây
nên khó chòu và loá mắt ở 5000 cd/m2 .
1.1.3.6. Đònh luật Lamber

Khi nhìn ở các góc khác nhau thì độ chói L bằng nhau. Đây là
đặc trưng cho độ phản xạ của vật.
Nếu bề mặt có độ rọi E thì độ chói khi nhìn lên bề mặt:
+ Đònh luật Lamber:
E
L = ρ.
π
Iα

αα
Hình 6

I
I. cos α I
L=
=
S
S. cos α S
Khi độ sáng do khuyếch tán đònh luật Lamber được tổng quát :
M = L.π
L=

Trong đó:
ρ : Hệ số phản xạ của bề mặt ( ρ <1)
E : Độ rọi (lx)
M : Độ trưng (lm/m2)
L : Độ chói ( cd/m2).

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

1.1.3.7. Tri giác nhìn thấy và độ tương phản
Tri giác nhìn thấy là độ nhạy của mắt với sự tương phản, với sự
chênh lệch tương đối của hai độ chói của các vật cạnh nhau mà mắt có
thể phân biệt được .
Khi quan sát một vật có độ L 0 trên một nền có độ chói Lf chỉ có
thể phân biệt được nếu độ tương phản:
−
C = L0 Lf ≥ 0.01

Lf

Trong đó:
L0 : Độ chói khi nhìn vật
Lf : Độ chói khi nhìn nền
C : Độ tương phản.
1.1.3.8. Độ nhìn rõ và tính năng nhìn
Độ nhìn rỏ là khả năng cảm nhận của mắt khi nhìn nguồn sáng
và các bề mặt được chiếu sáng .
+Tính năng nhìn được biểu diển theo:
C/CS :

Cho phép đánh giá tính năng nhìn.

C/CS = 1:

Tính năng nhìn chỉ 10% ( khó nhìn )

C/CS =7.5: Tính năng nhìn được 84% ( nhìn tốt)
C/CS = 12 : Tính năng nhìn là 90% ( khó chòu )
Trong đó:
C:

Độ tương phản

CS: Ngưỡng tương phản.
1.1.4. Màu của nguồn
1.1.4.1. Nhiệt độ màu
Để đặc trưng rõ hơn khái niệm về áT,nh0Ksáng trắng thì người ta
gán cho nó khái niệm về “ nhiệt độ mà
u “, tính bằng độ Kelvin. Đó là
7000
mô tả màu của một nguồn sáng bằng cá
ch so sánh với màu của một vật
6000

Vùng môi
Trừơng sáng
Tiện nghi

5000
đen nói chung được nung nóng giữa 2000
và 10000 K.
4000

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

3000
2000
50

100

200 300 400 500 1000 1500 2
Trang

Hình 7

Độ rọi,
lx


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

1.1.4.2. Chỉ số màu của ánh sáng:(IRC)
Chỉ số màu là thông số để đánh giá chất lượng trung thực của
ánh sáng do nguồn phát ra.
+ I.R.C = 0 là ánh sáng đơn sắc phản ánh màu sắc không
trung thực.
+ I.R.C = 90 ÷ 100 ánh sáng trung thực.
Đối với chiếu sáng sân vận động có truyền tivi màu thì yêu cầu
I.R.C > 85

Khi tính toán thiết kế các nguồn sáng thì cần phải chú ý đến chỉ
số màu.
1.2. CẤU TẠO VÀ NHỮNG ĐẶC TÍNH CỦA THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG
Có 3 cách cơ bản
- Dùng điện đốt nóng các sợi đốt ở nhiệt độ cao
- Dùng phóng điện giữa 2 điện cực để tạo ra các bức xạ
- Kết hợp phóng điện với lớp bột huỳnh quang
1.2.1. Những chỉ tiêu đánh giá ánh sáng và bóng neon
φ

Hiệu suất ánh sáng: P (lm/W)

Nhiệt độ màu:Tm (0K)
Chỉ số thể hiện màu:IRC(Ra)
Tuổi thọ bóng neon
1.2.1.1. Bóng đèn
1. Đèn sợi đốt
a. Cấu tạo
Đèn sợi đốt gồm 3 bộ phận chính: Sợi đốt, bóng đèn và đuôi đèn.
Sợi đốt thường làm bằng dây vonfram, bóng đèn thường làm bằng

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

thủy tinh có thêm chì, bên trong có chứa khí trơ hoặc thành phần
halogen, để tăng hiệu quả ánh sáng.
b. Các đặc điểm:
- Ưu điểm:
+ Có nhiều loại, kích thước, cấp điện áp, và công suất khác

nhau.

+ Chỉ số màu gần bằng 100, màu sắc ấm áp.
+ Quang thông giảm không đáng kể, khi bóng đèn bò lão
hóa cũng chỉ giảm khoảng 15%.
+ Nối trực tiếp vào lưới điện, bật sáng ngay.
+ Gọn nhẹ.
+ Giá thành rẻ.
+ Nhiệt độ màu phù hợp vơi chiếu sáng mức thấp và trung

bình.

+ Không phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
- Nhược điểm:
+ Hiệu suất phát sáng thấp 10 ÷ 20 lm/w.
+ Với đèn halogen từ 20 ÷ 27 lm/w.
+ Tuổi thọ thấp 1000h. Đèn halogen 2000h.
+ Tốn điện và phát nóng.
nguồn.

+ Tính năng của đèn thay đổi lớn theo sự biến thiên điện áp

- Ứng dụng:
+ Dùng để chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng trang trí.

+Thuận lợi cho việc chiếu sáng mức thấp và trung bình ở các
khu vực dân cư.
+ Dùng làm đèn tín hiệu.
+ Sử dụng trong vấn đề đốt nóng và sưởi ấm.
2. Đèn phóng điện

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Gồm hai điện cực đặt trong bóng thủy tinh có chứa khí trơ hoặc
hơi kim loại. Để có sự phóng điện phải đặt vào hai điện cực một điện
áp UPd lớn hơn điện áp đònh mức của đèn (U dm den) do đó phải dùng chấn
lưu (balat) và tắc te để tạo ra quá trình quá độ.
- Có hai loại chấn lưu: chấn lưu điện cảm và chấn lưu điện từ.
3. Các loại đèn phóng điện
a. Đèn hơi Natri áp suất thấp
Đèn có hình ống hoặc chữ U, chứa natri ( khi nguội ở trạng thái
giọt) trong khí neon cho phép mồi. Sau vài phút natri bốc hơi phát sáng
có màu da cam (λ = 589 ÷ 589.6) gần với độ nhạy của mắt (550 nm)
- Đặc trưng của đèn:
+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 190lm/w.
+ Chỉ số màu bằng 0 do sự tỏa tia hầu như đơn sắc.
+ Tuổi thọ khoảng 8000 giờ.
+ Thường dùng chiếu sáng xa lộ, đô thò.

b. Đèn hơi Natri áp suất cao:
Đèn có kích thước nhỏ để duy trì nhiệt độ và áp suất. Được làm
bằng thủy tinh Alumin, thạch anh bò ăn mòn bởi Na . Đèn được đặt
trong một bóng hình quả trứng hay hình ống có đuôi xoáy.
- Các đặc trưng của đèn:
+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 120lm/w.
+ Chỉ số màu thấp ( Ra ≈ 20) tuy nhiên có loại Ra>80.
+ Có nhiệt độ thấp nên dễ chòu ở mức độ rọi thấp.
+ Tuổi thọ đạt tới 10000 giờ.
+ Dùng để chiếu sáng đường phố, bến đổ xe và các công trình
thể thao
+ Có màu trắng ấm.
c. Đèn Halogen kim loại:
Là đèn gồm hỗn hợp thủy ngân và halogen kim loại ở áp suất
cao.
- Các đặc trưng của đèn:
+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 95 lm/w.
+ Nhiệt độ màu có 4000÷6000 K, màu rất trắng.
+ Chỉ số màu 60÷90

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

quảng
màu.
dụng

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

+ Tuổi thọ trung bình là 4000 giờ.
+ Đèn dùng để chiếu sáng diện tích lớn như sân vận động,
trường vì có chỉ số màu cao nên có thể truyền hình tivi
+ Nhược điểm của đèn là giảm nhiệt độ màu sau thời gian sử

500÷1000 giờ, giá thành cao.
d. Đèn huỳnh quang ( đèn ống)
Được cấu tạo là một ống thủy tinh, bên trong có hai điện cực
(sẽ nung hoặc sơi đốt) đặt ở hai đầu ống, phiá trong ống có chứa khí
Acgôn và thủy ngân, phía trong ống có bôi một lớp huỳnh quang để
làm phát ra các tia bức xạ lần hai có bước sóng mắt thường nhìn thấy
được. Loại đèn này có công tăc te và chấn lưu kèm theo.
- Đặc điểm của đèn huỳnh quang:
+ Hiệu quả ánh sáng từ 60÷95 lm/w.
+ Chỉ số màu từ 55÷92.
+ Nhiệt độ màu giữa 2800÷6500oK.
+ Tuổi thọ khoảng 7000 giờ.

+ Ít nóng.

độ.

+ Độ chói tương đối ít.
+ Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp khoảng 450C.
+ Dùng lâu quang thông của bóng đèn sẽ giảm.
+ Giá thành chỉ đắt hơn so với đèn sơiï đốt .
+ Thời gian làm việc phụ thuộc vào số lần bật, tắt đèn.

+ Quang thông và phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt
3. Một số loại đèn thông dụng dùng để chiếu sáng diện tích lớn .
a/ Đèn SON – SON/T:
Nhìn bóc tách.
1. Ống phóng điện oxit nhôm trong để có hiệu suất tối đa.
2. Lớp phủ bên trong.
3. Thiết bò giãn nỡ để khữ ứng suất nhiệt trên mối hàng và
ống phóng điện.
4. Điện vào / giá đỡ trên ống phóng điện thẳng hàng.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

5. Đầu điện vào / giá xoắn cải thiện đặc tính quang học.
6. Bóng hình ống hoặc elíp bằng thủy tinh bền, ít chòu ảnh
hưởng của khí quyển.
7. Ống phóng giá đỡ.
8. Chất hút khí để giữ chân không cao đảm bảo hiệu quả cực
đại trong quá trình đèn làm việc.
9. Đuôi đèn xoáy E40
b/ Đèn HPI (/T):
Nhìn bóc tách.
1. Vòng cố đònh khí giữ chân không cao đảm bảo hiệu quả
cực đại cho đèn.

2. Vỏ ngoài hình ống hoặc elip bằng thuỷ tinh bền không
chòu ảnh hưởng của khí quyển.
3. Lớp phủ bên trong.
4. Ống phóng điện thạch anh.
5. Măng sông bảo vệ giá đỡ.
6. Điện vào, giá đỡ.
7. Đuôi xoáy E40.
c/ Bóng đèn huỳnh quang HPL N:
Nhìn bóc tách.
1. Giá đỡ

2. Vỏ ngoài bằng thuỷ tinh bền không chòu ảnh hưởng khí
quyển
3. Lớp phủ bên trong

4.
5.
6.
7.
8.
9.

Điện vào/ giá đỡ
Ống phónh điện thạch anh
Điện cực phụ
Điện cực chính hoạt tính đặc biệt
Điện trở mồi
Đuôi xoáy.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SÂN VẬN ĐỘNG QUY NHƠN
2.1. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SÂN VẬN ĐỘNG
2.1.1. MỤC ĐÍCH, ĐẶC ĐIỂM VÀ TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG
2.1.1.1. Mục đích:
Mục đích chiếu sáng sân vận động là tạo ra được độ rọi cần
thiết,ánh sáng trung thực,độ tiện nghi cao giúp cho cầu thủ,trọng
tài,khán giả quan sát tốt nhất quả bóng và đảm bảo truyền hình màu
trực tiếp
2.1.1.2. Các đặc điểm và yêu cầu chiếu sáng sân vận động
Sân vận động là nơi thøng xuyên tổ chức tập luyện thi đấu các môn
thể thao đặc biệt là bóng đá. Vì thế việc thiết kế chiếu sáng cần quan
tâm 1 số tiêu chuẩn sau:
- Độ rọi trung bình theo phương ngang
- Độ rọi thẳng đứng để đảm bảo nhìn rõ quả bóng trong không
gian
- Các điều kiện tiện nghi ,độ chói để tránh gây chói mắt
Với cầu thủ và khán giả
- Chỉ số màu của nguồn sáng và nhiệt độ màu của nguồn sáng để
đảm bảo ánh sáng chân thật
- Để đáp ứng yêu cầu đó ta phải thiết kế hệ thống chiếu sáng cho
sân vận động có sức chứa theo quy chuẩn sau:

Tiêu chuẩn
Độ rọi ngang

Quay camera
≥ 1000

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

K quay camera
≥ 500

Luyện tập
≥ 200

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

trung bình Ehtb
Độ đồng đều
của độ rọi
ngang
Độ rọi đứng
theo phương Y,
Evy
Độ rọi đứng
theo phương X,

≥ 0.8

≥ 0.8

≥ 0.8

≥ 1000

≥ 500

≥ 200

≥ 1000

≥ 500

≥ 200

Nhiệt độ màu
Chỉ số màu

≥ 1000
≥65

≥ 400
≥ 65

≥ 400
≥ 65

Evx

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

2.1.2. CHIẾU SÁNG BẰNG ĐÈN PHA
Việc sử dụng đèn pha có quang thông tương đối tập trung là giải
pháp thực tế duy nhất để chiếu sáng mức cao có ít cột cách xa nhau
Chùm tia sáng được đặc trưng bằng chỉ số phát có các mặt đối
xứng là các mặt của đèn chiếu sáng và giao tuyến xác đònh trục quang
của bộ đèn ,tất nhiên trục này cũng là trục khai triển đối với các đèn
chiếu sáng cùng loại
z
Trục quang

B

V
I β

Trục
cực

y

0
∝

x

B<0
cực

n

B=0
cực

B>0
cực

Hình 8

Trong trường hợp đèn pha,trục quang của đèn làm với pháp
tuyến của mặt đất góc tới hoặc góc nhìn (V) nhưng V<65
Do vậy độ rọi trên mặt sân sẽ phụ thuộc vào chỉ số phát của đèn pha
và góc nhìn V, bằng cách tiến hành việc hiệu chỉnh lần đầu tỷ lệ với

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang

Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

quang thông thực tế cũng như lần hiệu chỉnh thứ hai tỷ lệ nghòch với
bình phương khoảng cách.
Lấy hệ toạ độ OXYZ gắn liền với sân, các cường độ sáng do đèn
pha phát ra xung quanh trục quang với một nguồn sáng 1000 lm được
cho theo các phương pháp khác nhau. Biểu diễn trong hệ toạ độ B, β,
trong đó β là góc dư vó và B là độ kinh được đánh dấu bằng mặt phẳng
kinh tuyến chứa trục quang và trục các cực hay chiều dọc của đèn pha
theo hình trên.
Đối với điểm P(x,y) chiều cao của đèn điện, góc nhìn V, độ rọi
ngang trên điểm phụ thuộc vào:
d - Khoảng cách từ P đến đèn: d =

x

2

2

+y +z

2

α - Góc pháp tuyến ở điểm P với phương của cường độ sáng phát
về điểm P:
 x 2 + y2 


α = arcsin


d



β - Góc dư vó đối với điểm P:


x

β = arctg 2
 y + z2 


B - Độ kinh với điểm P:
 y
B = arctg  − V
z
Từ điểm P(x,y) ta xác đònh được d, β, B, tra bảng bộ đèn của nhà
chế tạo ta được cường độ sáng I P phát về điểm P, từ đó ta xác đònh
được độ rọi ngang ở điểm P đối với nguồn sáng 1000 lx là:
I
E ( X ,Y ) = 2 . cos α
d
Tính độ rọi thẳng đứng trên một nguyên tố diện tích có độ cao h’
so với mặt đất được tiến hành tương tự khi coi rằng độ cao : Z’ = Z.
Z’=Z- h’
+Độ rọi thẳng đứng trên mặt có n X hướng về các âm:

I X
X
E Vx = 2 . = E h .
Z
d d
+ Độ rọi thẳng đứng trên mặt có pháp tuyến:

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

I y
y
.
=
E
.
h
Z
d2 d
Từ các biểu thức đã xác đònh suy ra :
E2VX + E2VY = Eh . tg2α
E Vy =

Nếu pháp tuyến đối với mặt này theo hướng chân cột đèn (hướng

OP )độ rọi thẳng góc là:
I
E V = 2 .sin α = E h .tgα
d
Khi tính toán độ rọi thẳng đứng trên một nguyên tố diện tích có
độ cao h’ so với mặt đất được tiến hành tương tự khi coi rằng Z’=Z với
Z’=Z- h.

Z
V+β
β
α

d
Y

nX
X

nY
Hình 9

2.1.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Lựa chọn bộ đèn cũng như loại bóng đèn cần sử dụng là đèn
halogen kim loại cao áp, phải cố đònh khoảng cách tới biên sân cũng
như hàng cột để chọn chiều cao của cột đèn.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

y

y

β=0 y0
β>0

α
V
y
y1

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

B=0

P

R

B>0
Chiều rộng

B<0

x
x

x1

x0

Hình 10
Ngoài ra cũng cần quan tâm đến việc thực hiện đèn pha quay
xung quanh trục OZ để cho phép ánh sáng đều trên sân. Góc quay ký
hiện R (hình 19) là đường khi quay vào giữa sân và ta gắn cho nó tam
diện thuận X0,Y0,Z.
Vò trí của cột so với góc sân gần nhất được ký hiệu bằng các
khoảng cách X1 đến đường biên ngang và Y1 đến đường biên dọc.
Từ độ rọi trung bình E0và từ hệ số đồng đều U0 ta cũng có thể
xác đònh được hệ số sử dụng fut bằng cách xác đònh như tỷ số của quang
thông trực tiếp nhận được (E 0,S) với tổng quang thông của các đèn
pha.
2.1.3.1. Xác đònh lưới các điểm tính toán:
Ta chọn một góc sân làm góc toạ độ của hệ XYZ toàn bộ các
diện tích mặt sân được chia thành các điểm lưới hình chử nhật theo toạ

độ này, tất cả các điểm này được đònh vò khác nhau tùy theo các môn
thể thao khác nhau. Để kiểm tra chính xác hơn độ đồng đều trên sân
thì số điểm chia phải từ 25 điểm trỡ lên.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang


Đồ án tốt nghiệp : TKCS TRUNG TÂM THỂ THAO TP. QUY NHƠN

GVHD: Nguyễn Ngọc Mỹ

Tại mỗi điểm ta phải tính độ rọi của mỗi đèn và sau đó ta xếp
chồng độ rọi của các đèn của các cột gây nên tại điểm đó lúc này ta
được độ rọi tại điểm xét.

SVTK: Nguyễn Văn Hùng

Trang