Thiết kế chiếu sáng nhà máy may công nghiệp tỉnh vĩnh phúc

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến
và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Lê Quang Cường, giảng viên Bộ môn Kỹ
Thuật Điện, Trường Đại Học Thủy Lợi người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em
trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại Học Thủy Lợi
nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Điện nói riêng đã dạy dỗ cho em
kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được
cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, gia đình và bạn bè, đã luôn tạo
điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2016
Sinh Viên Thực Hiện
Lương Tiến Đạt

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 1


CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ
KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG
I. Lí thuyết về chiếu sáng
1. Các đại lượng đánh giá
a) Quang thông

Quang thông
từ

λ1

Φ

là công suất chuyển thành ánh sáng của các bức xạ có bước sóng

=380nm đến bước sóng
Φ=∫

λ2 =780 nm

λ1 =380 nm

λ2

= 780nm do nguồn sáng phát ra.

W(λ )V (λ ) d λ

(1.1)
Trong đó:

W(λ )
V (λ )

là phân bố phổ năng lượng của bức xạ
là độ nhạy ánh sáng tương đối của mắt

Đơn vị của quang thông là lumen (lm)
1 lumen = 1/683 oát ánh sáng

b) Cường độ sáng I

Cường độ sáng đặc trưng khả năng phát xạ của nguồn sáng theo một phương cho
trước. Trước tiên ta nhắc lại khái niệm góc khối Ω, là góc không gian được sử dụng
trong tính toán chiếu sáng.

Hình 1.1. Biểu diễn góc khối [1]
Góc khối Ω được định nghĩa bằng tỷ số diện tích S trên bình phương bán kính
hình cầu.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 2


S
R2

Ω=

(1.2)

Hình 1.2 Định nghĩa cường độ sáng [1]

Đơn vị góc khối là steradian (sr)
Góc khối Ω tại điểm O cực đại khi S là toàn bộ diện tích mặt cầu:

Ω=

4π R 2

= 4π
R2

(sr)

(1.3)

Ta xét cường độ sáng của nguồn O tới điểm A: Giả thiết nguồn sáng phát lượng
quang thông

dΦ

trong góc khối

dΩ

hướng tới A (hình 1.2 )

Cường độ sáng của nguồn tới điểm A được định nghĩa là:
dΦ
d Ω→0 d Ω

I OA = lim

(1.4)
Đơn vị đo cường độ sáng là candela (cd)
c) Độ rọi E

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mức được
chiếu sáng cao hay thấp của bề mặt.

-

Độ rọi trung bình
Độ rọi trung bình E là mật độ quang thông

trên bề mặt được chiếu sáng, được tính là:
E=

Trong đó:

Hình 1.3. Độ rọi trung

Φ
S

Φ

(1.5)
là quang thông bề mặt nhận được.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 3

bình [1]


S là diện tích bề mặt
Đơn vị của độ rọi là lux (lx)
- Độ rọi điểm

Độ rọi điểm là độ rọi tại 1 điểm trên bề mặt
được chiếu sáng.
Hình 1.4. Độ rọi điểm [1]
Ta xét nguồn sáng điểm O phát cường độ sáng tới I tới điểm A.
Độ rọi tại điểm A được tính là:

I cos α I cos3 α
EA =
=
r2
h2
(1.6)
α

→

là góc hợp bởi pháp tuyến

n

của dS với phương cường độ sáng I.

Độ rọi điểm thay đổi với độ nghiêng tương đối của bề mặt và tỉ lệ nghịch với
bình phương khoảng cách h.
α

Khi tia sáng vuông góc với bề mặt ( = 0) sẽ có độ rọi lớn nhất bằng

I
h2

.

d) Độ chói L

Khi nhìn nguồn (hoặc bề mặt phát sáng), mắt người trực tiếp thu nhận cường độ
sáng, gây ra cảm giác chói sáng. Cảm giác ấy được đánh giá bằng độ chói L.
Độ chói L khi nhìn diện tích mặt phát sáng S (hình 1.8) được tính là:
L=

I
S cos α
(1.7)

Hình 1.5. Độ chói khi nhìn mặt phát sáng [1]
Trong đó: I là cường độ sáng của mặt S hướng tới mắt người quan sát.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 4


α

→

là góc giữa pháp tuyến

S cos α

n

của mặt S và hướng nhìn.

được gọi là bề mặt biểu kiến khi nhìn bề mặt phát sáng S.

Đơn vị của độ chói là candela trên mét vuông (cd/

m2

).

Độ chói ảnh hưởng đến khả năng và tiện nghi của mắt, nếu độ chói quá nhỏ mắt
không nhìn thấy, nếu độ chói lớn quá sẽ làm cho mắt khó chịu, gây chói lóa.
2. Phản xạ, hấp thụ và thấu xạ
Khi ánh sáng đập vào 1 vật, ánh sáng có thể phản xạ, bị hấp thụ hoặc truyền
qua (thấu xạ). Đặc trưng cho các hiện tượng trên người ta đưa ra hệ số phản xạ

ρ

,

γ
τ
hệ số hấp thụ và hệ số thấu xạ .
a) Hệ số phản xạ

Hệ số phản xạ được định nghĩa là tỷ số giữa quang thông phản xạ
thông tới

Φt

. Hệ số phản xạ ký hiệu là

ρ

Φρ

và quang

có công thức:

Φρ

ρ=

Φt

(1.8)

b) Hệ số hấp thụ

Hệ số hấp thụ

γ

là tỷ số giữa quang thông bị hấp thụ

hệ số hấp thụ ký hiệu là

γ

γ =

Φγ

và quang thông tới

Φt

có công thức:

Φγ
Φt

(1.9)

c) Hệ số thấu xạ (truyền sáng)

Hệ số thấu xạ là tỷ số giữa quang thông được truyền qua vật liệu
thông tới

Φt

τ

, được ký hiệu là :

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 5

Φτ

và quang

,


τ=

Φτ
Φt

(1.10)

Vì tổng các quang thông phản xạ
thông truyền qua

Φτ

Φρ

, quang thông bị hấp thụ

bằng quang thông tới bề mặt, nên ta có:
ρ γ τ
+ + =1

Φγ

và quang

(1.11)

ρ γ τ
Các hệ số , , phụ thuộc bản chất và màu sắc vật liệu.

3. Định luật Lambert
Đối với các vật liệu mịn, có màu như giấy, bàn, tường, trần … thường gặp
trong nội thất, khi có ánh sáng tới sẽ có hiện tượng phản xạ khuếch tán hoàn toàn.
Đối với các vật liệu như thủy tinh màu trắng sữa, kính khi ánh sáng truyền
qua sẽ có hiện tượng thấu xạ khuếch tán hoàn toàn.
Trong trường hợp phản xạ hoặc thấu xạ khuếch tán hoàn toàn, độ chói khi
nhìn vào bề mặt theo các hướng khác nhau đều bằng nhau và được tính theo định
luật lambert như sau:
Phản xạ khuếch tán hoàn toàn:

Lπ = ρ E
(1.12)
Thấu xạ khuếch tán hoàn toàn:
Lπ = τ E

(1.13)

Trong đó: E là độ rọi tại bề mặt tới
ρ
là hệ số phản xạ của bề mặt
τ

là hệ số thấu xạ

L là độ chói, bằng nhau theo mọi hướng nhìn

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 6


4. Độ tương phản C
Độ tương phản C khi mắt người quan sát một vật có độ chói
chói

Lf

L0

trên nền có độ

được định nghĩa là:
C=

L0 − L f
Lf

(1.14)

Mắt người chỉ phân biệt được vật và nền ở mức chiếu sáng vừa đủ nếu:

C ≥ 0,01

Trên cơ sở đó người ta đưa ra độ rọi E tối thiểu đối với các loại địa điểm và
công việc.
5. Đặc tính màu
a) Nhiệt độ màu T

Để diễn tả chính xác màu của ánh sáng ta dùng “nhiệt độ màu” ký hiệu là T,
đơn vị đo là độ Kelvin (K).
Người ta so sánh màu của ánh sáng của nguồn quan sát với ánh sáng của vật
đen tuyệt đối ở cùng nhiệt độ T (Kelvin) phát ra và đưa ra định nghĩa:
Nhiệt độ màu T (Kelvin) của ánh sáng (của nguồn sáng bất kỳ) là nhiệt độ
(Kelvin) của vật đen tuyệt đối, khi đốt nóng ở nhiệt độ đó, vật đen phát ra ánh sáng
có cùng màu với ánh sáng của nguồn quan sát.
b) Chỉ số thể hiện màu CRI (Color Redering Inder)

Cùng 1 màu nhưng khi quan sát dưới ánh sáng của các nguồn khác nhau sẽ có
cảm nhận màu không giống nhau.
Chỉ số thể hiện màu CRI đánh giá độ sai lệch về màu khi quan sát dưới ánh
sáng (của nguồn sáng nào đó) so với quan sát dưới ánh sáng của nguồn sáng chuẩn
(của vật đen tuyệt đối, ánh sáng trắng ban ngày) cùng nhiệt độ màu.
Người ta quy ước chỉ số CRI có trị số trong khoảng 0 – 100.
≈

Ánh sáng đơn sắc có chỉ số CRI = 0. Ánh sáng đèn sợi đốt có CRI 100.
Khi quan sát dưới ánh sáng có:
-

CRI = 0 màu hoàn toàn bị biến đổi.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 7


-

CRI < 50 màu bị biến đổi nhiều.
50 < CRI < 70 màu bị biến đổi.
70 < CRI < 85 màu ít bị biến đổi.
CRI > 85 sự thể hiện màu tốt.
Trong môi trường chiếu sáng thông thường có thể chọn nguồn có CRI trong

khoảng 70- 85. Trong môi trường chiếu sáng chất lượng cao như công nghiệp màu,
công trình văn hóa thể thao cần chọn nguồn có CRI > 85.
II.

Thiết bị chiếu sáng

1. Nguồn sáng
Nguồn sáng thành 2 loại là nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo
-

Nguồn sáng nhân tạo chính là các loại đèn do con người chúng ta tạo ra từ
vật liệu thô sơ tới vật liệu hiện tại như lửa đốt , nến , đèn dầu tới đèn led ,
đèn sợi đốt… đây là loại nguồn sáng ta có thể chủ động cho việc chiếu sáng,

-

bố trí tiện cho việc sử dung.
Còn nguồn sáng tự nhiên chính là từ những thực thể tự phát sáng trong tự
nhiên như mặt trời, trăng sao… đây là nguồn sáng con người chúng ta không

thể điều khiển được.
Ở đồ án này em sẽ tập trung đề cập chủ yếu tới nguồn sáng nhân tạo đó là
đèn điện.
a)
Những cách tạo ra nguồn sáng nhân tạo

Để tạo ra ánh sáng, hiện nay người ta sử dụng 3 nguyên lý sau:
Đốt sợi kim loại (volfram) ở nhiệt độ cao
Sử dụng hiện tượng huỳnh quang phát sáng
Phóng điện hồ quang giữa 2 điện cực

-

b)

Sự phát triển của đèn điện

Để hiểu được đèn điện thì em đã nghiên cứu lịch sử phát triển của đèn được và bắt
đầu bằng các mốc thời gian ra đời.
Năm 1879: Nhà bác học người Mỹ Thomas Edison đã phát minh ra đèn

-

sợi đốt, dây tóc làm bằng than cacbon, phát minh này đã mở ra một kỷ nguyên mới
về nguồn sáng nhân tạo. Ngày nay sợi đốt làm bằng volfram.
-

Những năm đầu thế kỷ 20, công nghệ LED ngày càng phát triển cho đèn

LED, từ những diode phát sáng đầu tiên với ánh sáng yếu và đơn sắc đến những

nguồn phát sáng đa sắc, công suất lớn và cho hiệu quả chiếu sáng cao.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 8


2. Phân loại các loại đèn
Qua nghiên cứu nguyên lý hoạt động có thể phân loại đèn điện như hình 1.6 :

Hình 1.6. Phân loại đèn điện
2.1 Đèn sợi đốt thông thường

Ta có cấu tạo trên hình 1.7

Hình 1.7.Cấu tạo đèn sợi đốt thông thường [1]
Qua cấu tạo của đèn sợi đốt ta thấy Sợi đốt làm bằng dây volfram. Volfram
nóng chảy ở nhiệt độ cao 3650K và có các chỉ tiêu tốt về điện trở, tính kéo dãn, khả
năng phát xạ và độ bền cơ học . Khi nhiệt độ tăng thì phổ của các bức xạ càng dịch
chuyển về miền ánh sáng nhìn thấy.Tuy nhiên đèn sợi đốt có nhược điểm chính là
hiệu suất phát quang thấp, tuổi thọ thấp. Sử dụng đèn sợi đốt không tiết kiệm điện
năng, phát nóng (95% điện năng đèn tiêu thụ phát nhiệt) nên chỉ sử dụng đèn sợi đốt
ở nơi có yêu cầu độ rọi thấp.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 9


2.2 Đèn sợi đốt Halogen

Người ta cho các chất họ Halogen vào bóng đèn làm hạn chế sợi đốt bay hơi,
tăng nhiệt độ sợi đốt. Do đó đặc tính tốt hơn.
Cấu tạo đèn sợi đốt Halogen trên hình 1.8

Hình 1.8.Đèn sợi đốt Halogen [1]
Đèn sợi đốt Halogen được sử dụng trong chiếu sáng chất lượng cao.
Thông số đèn sợi đốt và đèn sợi đốt Halogen cho bảng 1.1 và 1.2
Bảng 1.1.Thông số đèn sợi đốt thông thường
Công suất

Quang thông

Φ

P (W)

(lm)
15
120
25
220
40
430
60
740
75
970
100
1390

150
2200
200
3000
300
5000
500
8700
1000
18700
1500
27700
Bảng 1.2. Thông số đèn Halogen sợi đốt
Công suất
P (W)
100
300
500
1000
1500
2000
2.3 Đèn ống huỳnh quang

Quang thông

Φ

(lm)
2100
6300

10500
22000 – 2600
33000
44000 - 54000

Cấu tạo của đèn ống huỳnh quang trên hình 1.9

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 10


Hình 1.9. Đèn ống huỳnh quang [1]
Dựa vào nguyên lý phóng điện ở áp suất thấp. Khi đặt điện áp U vào 2 điện cực
sẽ gây ra hiện tượng phóng điện làm ion hóa. Bên trong ống có 1 ít thủy ngân, để
khi phóng điện hơi thủy ngân kích thích tạo các tia sơ cấp chủ yếu là tử ngoại. Các
tia tử ngoại này đập vào lớp bột huỳnh quang ở bề mặt ống sinh ra các tia nhìn thấy
có bước sóng

λ

= 400÷700nm . Đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang và

tuổi thọ cao, chất lượng ánh sáng tốt, nên được sử dụng nhiều trong chiếu sáng nội
thất.
2.4 Đèn compact huỳnh quang

Qua tìm hiểu thì em thấy cấu tạo đèn compact huỳnh quang được thiết kế với
kích thước thu nhỏ, các thiết bị kèm theo như chấn lưu (ballast), tắc te thường được
gắn liền với đèn (hình 1.10) hoặc tách riêng. Theo em đèn huỳnh quang compact có

thể được sử dụng để thay trực tiếp đèn sợi đốt vì có hiệu suất phát quang cao hơn
đèn sợi đốt (tiết kiệm điện năng), lắp đặt thuận tiện, tuổi thọ cao.

Hình 1.10. Đèn compact huỳnh quang [1]
Màu ánh sáng: trắng trung tính, trắng ấm có chất lượng cao.
Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trường.
Thông số của đèn ống huỳnh quang và đèn compact huỳnh quang cho ở
bảng 1.2 và 1.3.
Bảng 1.3. Thông số đèn ống huỳnh quang T8
Công

Quang

suất

thông

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

T (K)

CRI

Đường kính
ống

Page 11


P (W)

18
Dài 0,6

Φ

(mm)

(lm)
1400
1450
1450
1350

2700
3000
4000
6000

85
85
85
85

26mm

3250
3350
3450
3200

2700
3000
4000
6000

85
85
85
85

26mm

5300
5400
5450
5250

2700
3000
4000
6000

85
85
85
85

26mm

m
36
Dài 1,2m

58
Dài 1,5m

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 12


Bảng 1.4. Thông số đèn compact huỳnh quang

Φ

P (W)

(lm)
250
400
600
900
1000
1400
1800

5
7
9

11
15
20
23

T (K)

CRI

2700 – 4000
2700 - 4000
2700 - 4000
2700 - 4000
2700 - 4000
2700 - 4000
2700 - 4000

85
85
85
85
85
85
85

2.4 Đèn thủy ngân cao áp

Cấu tạo đèn thủy ngân cao áp trên hình 1.11
Đây là 1 loại đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện trong bóng có hơi thủy ngân
ở áp suất cao. Loại này còn gọi là đèn huỳnh quang cao áp.

Do hiệu suất phát quang thấp, tuổi thọ
thấp so với đèn Natri cao áp nên loại đèn
này càng ngày càng ít sử dụng để chiếu
sáng đường giao thông.

Hình 1.11. Đèn thủy ngân caoáp [1]
2.5 Đèn Halogen kim loại

Qua tìm hiểu thì đây là loại đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện trong hỗn
hợp hơi thủy ngân và Halogen (iodua natri, iodua tali) ở áp suất cao.
Đèn được sử dụng chiếu sáng chủ yếu các công trình văn hóa thể thao những nơi
yêu cầu chất lượng ánh sáng cao rất tốt cho truyền hình màu.
Cấu tạo đèn Halogen kim loại trên hình 1.12.

Hình 1.12. Đèn Halogen kim loại [1]
2.6 Đèn Natri (Sodium) cao áp

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 13


Qua tìm hiểu thì đây là loại đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện ở áp suất
cao, trong bóng có hơi natri.
Đèn Natri cao áp được sử dụng nhiều trong chiếu sáng đường phố và công cộng.
Cấu tạo đèn Natri cao áp trên hình 1.13

Hình 1.13. Đèn Natri cao áp [1]
2.7 Đèn Natri (Sodium) thấp áp

Đây là loại đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện ở áp suất thấp trong bóng có
hơi NaĐèn Natri thấp áp có hiệu suất phát quang cao, tiết kiệm điện năng, song chất
lượng ánh sáng thấp nên được sử dụng chiếu sáng đường, bãi đỗ xe ở những nơi
không yêu cầu chất lượng cao.
Cấu tạo đèn Natri thấp áp trên hình 1.14

Hình 1.14. Đèn Natri thấp áp [1]
2.8Đèn ánh sáng hỗn hợp
Đây là loại đèn kết hợp đèn thủy ngân cao áp với đèn sợi đốt. Trong bóng ta mắc
nối tiếp ống phóng điện với 1 sợi đốt vonfram phát sáng khi đốt nóng.
Thông số các đèn phóng điện cho ở bảng 1.5

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 14


Bảng 1.5. Thông số bóng đèn phóng điện
Thông số đèn cao áp thủy ngân (bóng huỳnh quang cao áp)
Công suất đèn
P (W)
50
80
125
250
400
700
1000
2000

Công suất chấn lưu
PCL
(W)
10
10
11
15
20
28
30
40

Quang thông
Φ
(lm)
2000
3800 - 3850
6300 - 6500
13500 - 1400
23000 - 24000
42000
60000
125000

Thông số đèn Halogen kim loại

Φ

PCL

P (W)

(W)
10
10
15
15
30
30
50

35
70
150
250
400
1000
2000

(lm)

2400
5000
11200
17000
325000
93000
185000

Thông số đèn Natri cao áp

PCL

P (W)

Φ
(W)

(lm)

50
70

13
13

3300-4000
5800-6500

100

13

10000

150

20

14000-15500

210
250

20
25

18000
25000-27000

350

25

34000

400

40

47000-48000

1000

60

120000-125000

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 15


Thông số đèn Natri thấp áp

Φ

PCL

P (W)

(W)
10
20
20
20
30
30

18
35
55
90
135
180

(lm)

1800
4800

8000
13500
22500
33000

Thông số đèn ánh sáng hỗn hợp

Φ

P (W)

(lm)
3150
5700
14800

160
250
500
2.9 Đèn LED

Hình 1.15. Đèn LED
Đèn LED là đi - ốt phát sang, một nguồn phát sang khi có dòng điện tác động
lên nó.
- Hiệu suất: Đèn LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng đèn sợi đốt.
- Màu sắc: có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần lọc màu theo
phương pháp truyền thống.
mm2

-

Kích thước: của bóng LED rất nhỏ ( có thể nhỏ hơn 2

) vì vậy có thể

-

bố trí dễ dàng trên mạch in.
Thời gian bật tắt nhanh: LED có thời gian bật và tắt rất nhanh kể từ lúc có
tác động ( micro giây), điều này rất quan trọng trong thông tin liên lạc,

-

lĩnh vực yêu cầu thời gian đáp ứng nhanh.
Độ sáng tối: có thể dễ dàng điều khiển độ sáng tối bằng phương pháp
điều chế độ rộng xung hoặc tăng giảm dòng điện tác động.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 16


-

Tuổi thọ đèn cao khoảng 35000 đến 50000 giờ, lớn hơn nhiều lần so với

-

bóng huỳnh quang và sợi đốt.
Độ bền cao: được làm từ vật liệu bán dẫn, nên rất khó bị phá hủy bởi sự

-

va đập.
An toàn: Đèn LED không gây độc hại, thân thiện với môi trường.

3. Các nguồn sáng mới
3.1 Đèn cảm ứng không điện cực

Cấu tạo đèn cảm ứng không điện cực vẽ trên hình 1.15

Hình 1.16. Đèn cảm ứng không điện cực [1]
Loại đèn này được dùng trong chiếu sáng cửa hàng, thư viện, đường hầm, công
xưởng nơi mà chi phí bảo dưỡng hàng hóa là quan trọng.
3.2 Đèn LED (điốt phát sáng )

Hình 1.17. Phân tử phát sáng của LED
Nguyên lý làm việc dựa vào sự chuyển đổi trực tiếp dòng điện thành bức xạ ánh
sáng trong cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn.Đèn LED được sử dụng làm đèn tín
hiệu và chiếu sáng trang trí với chất lượng thẩm mỹ cao.
Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 17


3.3Đèn Sulfur
Đây là đèn không điện cực, ánh sáng phát ra do bức xạ của các nguyên tử sulfur
trong môi trường khí argon, khi bị kích thích bằng vi sóng.
Được sử dụng để chiếu sáng nội thất, ngoài trời, các công trình văn hóa thể thao.
3.4 Đèn Laser

Phát ra ánh sáng đơn sắc dựa trên hiện tượng khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ
kích thích.Đèn Laser được sử dụng trong chiếu sáng trang trí, lễ hội và quảng cáo.
3. Bộ đèn
Trên hình 1.16 đưa ra 1 số kiểu bộ đèn dùng chiếu sáng nội thất và chiếu sáng
ngoài trời

Hình 1.18. Một số bộ đèn [3]
Bộ đèn điện là một tập hợp các thiết bị quang - điện – cơ nhằm thực hiện
một hoặc toàn bộ các chức năng: cung cấp điện vào bóng đèn, bảo vệ và phân bố
ánh sáng. Qua đó ta thấy Bộ đèn phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
Tạo ra phân bố ánh sáng thích hợp, tăng hệ số sử dụng quang thông.
Kiểm soát độ chói, tránh gây khó chịu cho người dùng.
Bảo vệ bóng đèn.
Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và bảo dưỡng duy trì quang thông.
3.1.Cấu tạo của bộ đèn
Bộ phận quang học
Nó có chức năng tạo ra phân bố lại ánh sáng của bóng đèn theo mục đích sử
dụng, bộ phận này bao gồm các thiết bị phản xạ, khúc xạ, khuếch tán.
3.1.1 Đui đèn
Có nhiệm vụ cấp điện vào bóng đèn và giữ cho bóng đèn cố định ở vị trí cần
thiết.Các tiếp điểm phải ổn định trong trường hợp va chạm, rung động.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 18


Trong một bộ đèn có thể có một hay nhiều bóng đèn. Trong trường hợp có nhiều
bóng đèn, bộ phân quang học vẫn phải đảm bảo phân bố ánh sáng theo yêu cầu.

3.1.2 Thân đèn
Thân đèn có thể cấu tạo thành 1 khối liền hoặc từ nhiều chi tiết hợp thành. Phần
quang thường được tách rời khỏi thân đèn nhưng cũng có trường hợp thân đèn đóng
vai trò phần quang. Qua đó em thấy hình dạng, kích thước các bộ phận cấu thành
phải phù hợp với công suất của đèn và đáp ứng các yêu cầu sau:
Thuận tiện trong thao tác lắp đặp, bảo dưỡng.
Bảo vệ nguồn sáng và các thiết bị điện.
Chống ăn mòn, va chạm, khả năng tỏa nhiệt tốt.
Đảm bảo tính thẩm mỹ của bộ đèn.
3.1.3 Bộ phận điều chỉnh
Mục đích:
Thay đổi vị trí của nguồn sáng so với phần quang.
Thay đổi vị trí của phần quang so với nguồn sáng.
Giảm bớt độ chói theo một hướng nhất định..
3.1.4 Chóa đèn có và không có kính bảo vệ
Chóa đèn có mục đích:
Chống ô nhiễm, bụi bẩn làm giảm hệ số phản xạ của bộ phản quang.
Tham gia vào cấu thành của hệ thống quang, nhằm tạo ra phân bố ánh sáng như
mong muốn.
Giữ cho nhiệt độ xung quanh thích hợp với điều kiện làm việc của nguồn sáng.
Tăng cường vẻ đẹp thẩm mỹ của bộ đèn.
3.2Thông số điện của bộ đèn
Khi tìm hiểu về đèn để sử dụng thì ta cần xem các thông số điện qua đó đèn gồm
2 thông số chính là :
Điện áp U (V): là điện áp làm việc của bộ đèn.
Công suất P (W): là tổng công suất của bộ đèn bao gồm công suất bóng đèn và

Pboden = (1,1 ÷ 1, 2) Pden

tổn hao công suất trên ballast

.
3.3 Đường cong cường độ sáng (đường cong trắc quang)
Là đặc tính quan trọng nhất của bộ đèn, nhờ đặc tính này sẽ xác định cường
độ sáng I theo một hướng nào đó, từ đó ta xác định được độ rọi, độ chói, và
xác định được sự phân bố ánh sáng của bộ đèn trong không gian.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 19


Hình 1.17. Đường cong trắc quang của bộ đèn có trục đối xứng qua tâm [1]
Với các đèn có dạng ống đường cong trắc quang được vẽ trên 2 mặt phẳng vuông
góc theo phương dọc và phương ngang (hình 1.18), nét liền đối với phân bố ngang
nét đứt với phân bố dọc

Hình 1.18. Đường cong trắc quang của bộ đèn ống huỳnh quang [1]
3.4 Hiệu suất của bộ đèn
Từ đường cong trắc quang ,dùng phương pháp tích phân số của Tchebycheff xác
định hoặc đo thực nghiệm quang thông phát ra trong các vùng khác nhau của không
gian (hình 1.19).

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 20


Trong đó

F1 F2 F3 F4

,

,

,

, là quang thông

hướng xuống dưới gọi là quang thông trực

F5

tiếp,

là quang thông hướng lên trần gọi

là quang thông gián tiếp.
Hiệu suất của bộ đèn:
η=

F1 + F2 + F3 + F4 + F5
1000

(1.15)

Hình 1.19. Phân bố quang thông

Trong đó hiệu suất trực tiếp là:
ηd =

F1 + F2 + F3 + F4
1000

các vùng trong không gian[1]

(1.16)

ηi =
Hiệu suất gián tiếp là:

F5
1000

3.5 Phương pháp chiếu sáng và cấp bộ đèn

+ Các phương pháp chiếu sáng
Qua tìm hiểu em thấy các phương pháp chiếu sáng sau:
PP chiếu

Đặc điểm

Áp dụng

sáng
Trực tiếp

- Từ 90 đến 100% ánh sáng được chiếu

- Chiếu sáng

- Rộng

xuống mặt làm việc. Hiệu quả chiếu sáng cao

văn phòng, lớp

- Hẹp

nhất.

học, cửa hàng

- Dễ gây chói lóa, sấp bóng.
- Quang thông tập trung vào mặt phẳng làm
việc, tường bên bị tối.

lớn, nhà xưởng.
- Địa điểm có
độ cao lớn.

- Quang thông phân bố rộng trong nửa không
Bán trực tiếp

gian phía dưới, tường bên được chiếu sáng.
- Từ 60 đến 90% ánh sáng được chiếu xuống

Văn phòng,

không gian.

phòng khách,

- Từ 10 đến 40% ánh sáng được chiếu lên

phòng trà, nhà

trần.

ăn.

Môi trường được cải thiện, cả tường và trần
Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 21


được chiếu sáng.

Gián tiếp

- Từ 90 đến 100% ánh sáng được chiếu lên Phòng khán giả,
trần và phản xạ xuống.

nhà hàng.

- Đây là phương pháp chiếu sáng có hiệu quả
sáng thấp nhất.
- Tiện nghi nhìn được cải thiện, không gây
chói lóa, sấp bóng.
Bán gián tiếp - Từ 60 đến 90% ánh sáng hắt lên.

- Các tường và trần được chiếu sáng.

Văn phòng, nhà
ở.

- Tạo ấn tượng dễ chịu.
Hỗn hợp

Chiếu sáng
chung

- Không gây chói lóa, sấp bóng.
- Từ 40 đến 60% ánh sáng chiếu hắt lên.

Địa điểm có

- Phối hợp ưu điểm của chiếu sáng trực tiếp

tường và trần

và gián tiếp.
- Hệ thống chiếu sáng thông dụng nhất.

phản xạ mạnh.
Thương mại,

- Đèn được bố trí theo mạng lưới.
- Tạo nên độ rọi tương đối đều.

Chiếu sáng

làm việc

công nghiệp,
văn phòng, nhà

- Ánh sáng trực tiếp đến mặt làm việc.

ở, …
Thương mại,

- Bổ sung cho chiếu sáng chung.

công nghiệp,

Chiếu sáng

- Tạo khoảng 1/3 độ rọi chiếu sáng chung,

nhà ở, …
Các phòng tiếp

nền

phần còn lại do hệ thống chiếu sáng làm việc

tân, triển lãm,

đảm nhiệm.
+ Cấp bộ đèn

địa điểm rộng.

Là thông số cho biết sự phân bố ánh sáng của bộ đèn đáp ứng các phương pháp
chiếu sáng, được ký hiệu bằng các chữ cái A, B, …, J và T.
3.6 Cấp bảo vệ bộ đèn
+ Cấp bảo vệ điện

Các thiết bị điện nói chung (kể cả thiết bị chiếu sáng) được phân thành 4 nhóm
cấp bảo vệ điện:

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 22


Class 0: không có biện pháp bảo vệ nối đất.
Class I: bảo vệ bằng phương pháp nối đất.
Class II: bề mặt tiếp xúc của thiết bị điện không dẫn điện. Không có bảo vệ bằng
phương pháp nối đất.
Class III: làm việc an toàn ở điện áp thấp.
+ Cấp bảo vệ IP (Index of protection)
Cho ta biết khả năng làm việc của thiết bị ở các môi trường khác nhau đượcđánh
giá bằng hai chỉ số IP, XX.
4.Thị trường thiết bị chiếu sáng ở Việt Nam
Theo một số nghiên cứu, thị trường các thiết bị chiếu sáng tại Việt Nam được
phân chia theo tỷ lệ: 60% hàng nội và 40% hàng ngoại
a) Thương hiệu Việt Nam

Theo các chuyên gia marketing, cạnh tranh chủ yếu trên thị trường trong nước
hiện nay là giữa 2 ông lớn nhà nước là Ðiện Quang và Rạng Ðông.

+ Điện Quang
Điện quang là doanh nghiệp có bề dày lịch sử phát triển từ những năm trước và
sau giải phóng miền nam(1973) và hiện nay là doạnh nghiệp nội địa lớn nhất.
-

Tiêu thụ nội địa:
Điện Quang có hệ thống phân phối và các đại lý tại 63 tỉnh thành và có các

trung tâm phân phối tại các thành phố lớn trên toàn quốc. Sản phẩm Điện Quang
hiện diện tại hầu hết các của hàng. Hệ thống phân phối này không ngừng được đầu
tư nâng cấp, mở rộng và ngày càng chuyên nghiệp.
-

Hoạt động xuất khẩu:
Điện Quang có rất nhiều nỗ lực trong việc xuất khẩu sản phẩm chiếu sáng.

Ngoài việc tiếp tục phát triển các thị trường mới như Nigeria, Ar-gentina. Công ty
đã tập trung xây dựng các hệ thống phân phối tại các thị trường truyền thống, ưu
tiên các quốc gia có trình độ phát triển tương đồng với Việt Nam như
Myanmar,Lào, Campuchia.
-

Giá thành:
Kiểm soát giá thành sản phẩm luôn được công ty xem trọng nhằm nâng cao

năng lực cạnh tranh. Năm 2012 ghi nhận sự nỗ lực đáng kể của công ty trong việc
kiểm soát giá thành trong bối cảnh lạm phát tăng cao.

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 23


+ Rạng Đông
Là doanh nghiệp do Trung Quốc viện trợ từ những năm đầu giải phóng miền bắc
(1961), Rạng đông chiếm khoảng 25% thị trường về các loại sản phẩm chiếu sáng.
Sản phẩm TKNL của Rạng Đông là bóng đèn huỳnh quang Compact 12V-DC sử
dụng điện áp một chiều 12V, hiệu suất sáng cao, tiêu tốn ít điện năng, tỏa nhiệt ít, có
tuổi thọ cao. Các sản phẩm của Rạng Đông như bóng đèn huỳnh quang, bóng đèn
compact, ballast điện tử có chất lượng cao, máng đèn các loại… có chất lượng tốt,
có độ tương thích cao, ánh sáng đẹp, nâng cao tiện ích sử dụng, được sự ưa chuộng
của người tiêu dùng phía bắc.
-

Tiêu thụ nội địa:

Rạng Đông có hệ thống thương mại rộng khắp trên toàn quốc. Bao gồm 5 văn
phòng đại diện tại miền Bắc, 6 chi nhánh tại miền Trung và miền Nam. 1 trung tâm
tư vấn chiếu sáng và tiết kiệm năng lượng Hà Nội, 500 nhà phân phối, hơn 6000 của
hàng bán lẻ. Ngoài 25% thị trường bóng huỳnh quang, Rạng Đông còn có sản phẩm
chủ lực là phích nước chiếm 80% thị phần.
b) Thương hiệu nước ngoài

+ Philips
Thương hiệu nước ngoài lớn nhất tại Việt Nam là Philips – nhà sản xuất thiết bị
chiếu sáng hàng đẩu Hà Lan, đang chiếm lĩnh áp đảo thị trường sản phẩm đèn LED
tại Việt Nam. Có mặt tại Thị trường Việt nam từ đầu thập kỷ 90 thế kỷ trước. Ngay
từ năm 2002, Philips đã xây dựng nhà máy sản xuất tại Biên Hòa (Đồng Nai). Các
giải pháp chiếu sáng của Philips ứng dụng tại tất cả các lĩnh vực. Philips cũng
thường được chọn làm nhà cung cấp chiếu sáng cho những dự án cơ sở hạ tầng quy

mô lớn, mang ý nghĩa quan trọng. Điều này khẳng định vị trí dẫn đầu của Philips
trong phần khúc chiếu sáng chuyên dụng.
+ Osram
Đứng thứ hai là nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng của Đức Osram. Công ty nàyđã
thành lập văn phòng đại diện tại Việt Nam từ nhiều năm nay. Thị phần của thương
hiệu này là phân khúc các sản phẩm chiếu sáng cao cấp phục vụ cho các công trình
lớn như nhà hàng, khách sạn, trung tâm thương mại, bệnh viện, các dự án chiếu
sáng đường phố...

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 24


III.

Đối tượng cần được chiếu sáng

1. Đặc điểm, yêu cầu
a) Đặc điểm
-

-

Đặc điểm sử dụng của nhà máy may là nơi đển diễn ra các hoạt động phục
vụ cho việc sản xuất, các hoạt động họp và làm việc văn phòng.
Khu phục v tại nhà máy may có kích thước hình học là:
a b h = 99,55 m 54,9m 3m
a: chiều dài của nhà máy
b: chiều rộng của nhà máy

h: chiều cao từ nền đến trần
Nhà máy được sử dụng nền gạch prime màu trắng

Bê tông gạch vỡ mác 50 dày 100
-

Trần nội thất bê tông trát vữa xi măng, sơn màu trắng.
Tường trát vữa xi măng, sơn màu vàng nhạt.
Không gian nhà máy rộng, có hệ số phản xạ tương đối cao.
Về khả năng sử dụng ánh sáng tự nhiên của nhà máy là không có.
Về đặc điểm của nguồn cung cấp điện nhà máy may là sử dụng nguồn 3 pha,
1 trung tính (380/220V), được cấp qua đường dây XLPE – XĐ 70

mm 2

từ

-

ATS của trạm biến áp 3 pha 22/0,4 (kV) đến thư viện.
b) Yêu cầu
Các yêu cầu về thẩm mỹ: văn phòng làm việc, xưởng sản xuất, phòng họp

-

yêu cầu độ thẩm mỹ cao.
Các yêu cầu về điều khiển hệ thống chiếu sáng: các thiết bị điều khiển chiếu
sáng trong văn phòng làm việc, xưởng sản xuất, phòng họp phải được thực

-

hiện dễ dàng, thuận tiện cho người sử dụng.
Các yêu cầu về phòng chống cháy nổ và sự cố
Trong xưởng sản xuất có nhiều vật liệu dễ cháy như vải, túi nilong, nhiều
thùng caton,…nên cần trang bị đầy đủ các thiết bị cứu hỏa và chiếu sáng sự
cố khi xảy ra sự cố các thiết bị chiếu sáng tự động đóng cắt bảo vệ an toàn
cho hệ thống.

2. Xử lí các số liệu ban đầu

-

- Kích thước hình học của nhà máy May là:
a b h = 99,55 m 54,9m 3m
Ta có thông số bộ phản xạ:
Dựa vào số liệu thực tế và tra bảng 3.1[3] ta có thông số của bộ phản xạ sau:
ρ1 = 0,7
+ Hệ số phản xạ của trần
( trần sơn màu trắng nhạt )

Sinh Viên:Lương Tiến Đạt

Page 25