Tài liệu kỹ thuật chiếu sáng

Chương 2. Thiết bị chiếu sáng
Cấu tạo, nguyên lý làm việc và phạm vi ứng dụng của các loại đèn
I. Đèn sợi đốt
1. Đèn sợi đốt thông thường
 Cấu tạo: gồm sợi đốt, bóng thủy tinh và đuôi đèn.
- Sợi đốt làm bằng vonfram, chịu đc nhiệt độ cao, có chức
năng biến đổi điện năng thành quang năng.
- Bóng đèn được làm bằng thủy tinh chịu nhiệt,chịu được nhiệt độ cao,có chức năng
bảo vệ sợi đốt
- Đuôi đèn (đuôi xóay và đuôi cài ) được làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm gắn chặt
với bóng thủy tinh, có chức năng nối với mạng điện cung cấp cho đèn.
 Nguyên lý làm việc: Khi dòng điện chạy qua sợi đốt ( sợi vonfram ), sợi đốt bị
nung nóng phát ra các bức xạ phần lớn nằm trong miền hồng ngoại. Khi nhiệt độ của
các bức xạ càng dịch chuyển về miền ánh sánh nhìn thấy.
 Ứng dụng: do đèn sợi đốt có nhiều nhược điểm nên chỉ đc sử dụng ở những nơi
yêu cầu đội rọi thấp như: đèn bàn, đèn chiếu sáng ngõ, hẻm, phòng ngủ, phòng tắm…
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang thấp 13-20lm/w ; - Tuổi thọ TB thấp
1000h; - Chỉ số màu CRI = 100; - Nhiệt độ màu: 2500k; - Giá thành hạ; - Khởi động
tức thời;
 Ưu điểm: - Chi phí đầu tư rẻ; - Bóng đèn duy trì liên tục, ánh sáng tự nhiên, không
bị ngắt như các loại bóng huỳnh quang do đó bảo vệ mắt khi sử dụng lâu dài.
 Nhược điểm: - Tuổi thọ và hiệu suất thấp; - Không tiết
kiệm điện năng; - Phát nóng khi hoạt động ( 95% điện năng
tiêu thụ phát nhiệt ).
2. Đèn sợi đốt Halogen.
 Cấu tạo: 1 - Vỏ tinh thạch anh; 2 - Dây tóc tim cốt; 3 Dây tóc tim pha; 4 - Giá đỡ; 5 - Các tiếp điểm.

 Nguyên lý làm việc: - Đèn halogen có chứa khí halogen như Iod or Brom: các chất
này tạo nên một quá trình hóa học khép kín: Iod kết hợp với vonfram ở dạng khí thành
Iodur vonfram, hỗn hợp này không bán vào bóng đèn thủy tinh như bóng đèn thông
thường, thay vào đó sự chuyển động đối lưu giúp hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt

độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450℃) thì nó sẽ tách thành 2 chất:
vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng
khí, giúp đèn hoạt động tốt trong thời gian dài.

1


 Ứng dụng: - sử dụng trong chiếu sáng chất lượng cao như: đèn ô-tô, chiếu sáng
công cộng, chiếu sáng nơi trưng bày cần đô trung thực màu sắc…
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 19-25lm/w; - Tuổi thọ TB:2000h; Không có hiện tượng sợi đốt bị bốc hơi làm đen bầu đèn; - Giá thành cao hơn đèn sợi
đốt thông thường.
 Ưu điểm: - Giảm sự bay hơi dây tóc do đó tuổi thọ cao hơn hạn chế độ suy giảm
quang thông; - Nhiệt độ lv cao do đó làm tăng nhiệt độ màu ( T = 2800-3200K ); - Chỉ
số màu
CRI = 100; - Giảm kích thước tăng hiệu suất phát quang.
 Nhược điểm: - Tỏa nhiệt nhiều hơn đèn sợi đốt; - Gây khó chịu, mau nhức mỏi
mắt; - Không tiết kiệm điện năng; - Cần sự chăm sóc đặc biệt.

II. Đèn phóng điện
1. Đèn huỳnh quang
A, Đèn ống huỳnh quang.
 Cấu tạo: Gồm hai điện cực phát sáng, ống
thủy tinh, chân đèn, bột huỳnh quang.

 Nguyên lý làm việc: Khi đặt một điện áp U vào hai điện cực sẽ gây ra hiện tượng
phóng điện làm ion hóa. Bên trong có một ít thủy ngân, để khi phóng điện hơi thủy
ngân kích thích tạo ra các tia sơ cấp chủ yếu là tia tử ngoại. Các tia tử ngoại này đập
vào lớp huỳnh quang ở bền mặt ống sinh ra các tia nhìn thấy có bước sóng 400-700nm.
 Ứng dụng: do có hiệu suất phát sáng và tuổi thọ cao, chất lượng ánh sáng tốt nên
đc sử dụng nhiều trong chiếu sáng nội thất như: Trong gia đình, phòng học, phòng

lv…
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 55-95lm/w; - Tuổi thọ TB: 800010.000h; - Rất nhạy cảm với môi trường, khó khởi động ở nhiệt độ thấp; ( - Loại đèm
T5 đường kính ống 16mm là sản phẩn mới hiệu suất phát quang tăng 7% ); - Có hiệu
ứng nhấp nháy gây mỏi mắt; - Chỉ số thể hiện màu tương đối cao: CRI = 85-95; Nhiệt đọ màu T = 3000-6500K.
 Ưu điểm: - Tuổi thọ TB cao: 8000-10.000h; - Hiệu suất phát quang cao; - Nhiệt
độ màu T = 3000-6500K; - Tiết kiệm điện năng; - Giá bán không quá đắt
 Nhược điểm: - Có hiệu ứng nhấp nháy gây hại cho thị lực, người làm việc liên tục,
thường xuyên dưới ánh đèn; - Rất nhạy cảm với môi trường, khó khởi động ở nhiệt độ
thấp; - Chứa thủy ngân và các kim loại có hại nên có nguy cơ mất an toàn.

2


B, Đèn compact huỳnh quang.
 Cấu tạo: Gồm mạch chấn lưu
( ballast ), tắt-te gắn với đèn, điện
cực, ông thủy tinh (thường dùng
ống hình chữ U ).

 Nguyên lý làm việc: Khi cấp vào mạch chấn lưu, mạch sẽ biến đổi tần số phù hợp
cấp cho hai điện cực gây hiện tượng phóng điện giữa hai điện cực làm phát ra tia tử
ngoại. Tia tử ngoại tác dụng vào lớp bột huỳnh quang làm đèn phát sáng.
 Ứng dụng: do có hiệu suất phát sáng và tuổi thọ cao, chất lượng ánh sáng tốt, kích
thước nhỏ gọn nên đc sử dụng để thay thế đèn sợi đốt như: Trong gia đình, phòng lv…
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 50-60lm/w; - Tuổi thọ TB: 10.000h; Độ bền cơ học cao; - Ánh sáng màu trắng trung tính, trắng ấm chất lượng cao; - Nhạy
cảm với sự thay đỏi nhiệt độ môi trường.
 Ưu điểm: - Hiệu suất phát quang cao; - Tiết kiệm điện năng vượt trội so với đèn
sợi đốt hay đèn halogen; - Chi phí không quá cao
 Nhược điểm: - Có hiệu ứng nhấp nháy gây hại cho thị lực; - Rất nhạy cảm với
nhiệt độ môi trường; - Chứa thủy ngân có thể gây mất an toàn.

2. Đèn thủy ngân cao áp.
 Cấu tạo: gồm ống phóng điện, điện
cực chính, điện cực phụ, bóng thủy tinh,
đuôi đèn…

 Nguyên lý làm việc: đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện trong ống có hơi
thủy ngân áp suất cao. Cả hai điện cực được lắp trong ống thủy tinh với điểm nóng
chảy cao. Đèn được bật sáng nhờ một điện cực phụ đặt gần với các điện cực chính và
đc liên hệ với một điện cực chính khác thông qua 1 điện trở khoảng vài nghìn ôm.
 Ứng dụng: Được sử dụng chiếu sáng công cộng, ngoài trời và trong công nghiệp
như: đường, sân vận động...

3


 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 45-60lm/w; - Tuổi thọ TB: 2500-4000h;
- Thời gian khởi động: 5-7 phút; - Nhiệt độ màu: 3800-4300k; - Chỉ số thể hiện màu
CRI: 40-60.
 Ưu điểm: - Công suất lớn, cường độ phát sáng cao; - tuổi thọ cao; - Không gian
chiếu sáng rộng; - Giá thành rẻ.

 Nhược điểm: - Hiệu suất phát
quang và chỉ số màu CRI thấp; - Thời
gian khởi động lâu; - Chỉ sáng trở lại
khi nguội hoàn toàn; - Không tiết kiệm
điện năng; - Khi điện áp giảm quá 20%
thì không khởi động đc.
3. Đèn halogen kim loại ( Metal
Halide )

 Cấu tạo: gồm đuôi xoáy, đầu điện vào, ống phóng điện, bóng thủy tinh, hỗn hợp
hơi thủy ngân và halogen.
 Nguyên lý làm việc: đèn làm việc theo nguyên lý phóng điện hồ quang trong hỗn
hợp khí thủy ngân và halogen ( iodua natri, iodua tali ) ở áp suất cao. Dưới nhiệt độ
của hồ quang hỗn hợp khí bị ion hóa và bức xạ tia tử ngoại, các tia này tác động vào
hỗn hợp khí thủy ngân và halogen để phát ra ánh sáng nhìn thấy.
 Ứng dụng: chiếu sáng các công trình văn hóa thể thao nhưng nơi cần chất lượng
ánh sáng cao như: sân vận động, khu công nghiệp, trung tâm thương mại, nhà ga, sân
bay…
 Đặc tính kỹ thuật: - Công suất: 70-2000w; - Tuổi thọ TB: 4000h; - Hiệu suất phát
quang 80-95lm/w; - Chỉ số CRI cao: 85-95; - Nhiệt độ màu: 5500K ( trắng ban ngày );
- Thời gian khởi động 3-5 phút
 Ưu điểm: - Có thế thay thế trực tiếp đơn giản cho đèn sợi đốt thông thường; - Kích
thước nhỏ gọn; - Giá cả khong quá đắt.
 Nhược điểm: - Không tiết kiệm điện năng; - Khi hoạt động tỏa nhiều nhiệt ảnh
hưởng tới các bộ phận khác của đèn; - Tuổi thọ TB Kém so với một số loại đèn khác.

4. Đèn Natri (Sodium) cao áp
 Cấu tạo: Gồm đuôi xoái, bóng thủy tinh
( bầu đèn ), đầu điện vào, điện cực, ống
phóng điện, hỗn hợp khí Natri và thủy ngân.

4


 Nguyên lý làm việc: - Thường dùng một mạch xung năng lượng cao áp để khởi
động đèn; - Xung này bắt đầu hồ quang khí xenon, đèn chuyển sang màu xanh đèn
xenon. Hồ quang giữa hai điện cực nóng lên và hơi thủy ngân phát sáng Đèn nóng
trên 240℃ hơi Natri bắt đàu bay hơi, lúc này đèn phát sáng.
 Ứng dụng: Đèn Natri cao áp được sử dụng nhiều trong chiếu sáng đường phố và

nơi công cộng.
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang 65-130lm/w; - Tuổi thọ TB: 8000h; Thời gian khởi động 2-3 phút; - Nhiệt độ màu: 2300K ( Trắng vàng ); - Hình dạng:
hình ống và hình ôvan; - Chỉ số CRI thấp: 20-65.
 Ưu điểm: - Hiệu suất cao hơn các loại đèn công nghiệp khác như: đèn halogen, đèn
hơi thủy ngân; - Tuổi thọ TB khá cao; - Nhiệt độ màu thấp (ánh sáng vàng), có thể
chịu mưa sương mù; - Khối lượng nhỏ, cường độ sáng tốt và có sức đề kháng gió
mạnh; - Đèn có giá thành thấp.
 Nhược điểm: Chỉ số CRI thấp; Tiêu thụ nhiều điện năng.
5. Đèn Natri (Sodium) thấp áp
 Cấu tạo: Gồm ống phóng điện,
điện cực, vỏ ngoài, đui cài.

 Nguyên lý làm việc: Khi hỗn hợp khí trong ống hình chữ U đc kích thích, đèn bắt
đầu phát sáng màu đỏ. Hỗn hợp khí nóng lên làm Natri biến thành hơi và bị kích thích
phát ra ánh sáng màu vàng. Nhờ có ô-xít inđi nên nhiệt không tỏa ra ngoài mà phản lại
làm cho hơi Natri dễ phát sáng hơn.
 Ứng dụng: Chiếu sáng đường, bãi đỗ xe ở những nơi không cần chất lượng cao.
 Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang 100-195lm/w; - Tuổi thọ TB: 8000 12000h; - Thời gian khởi động 6-10 phút; - Nhiệt độ màu: 2100K ( Trắng vàng nghệ );
- Hình dạng: hình ống và hình ôvan; - Chỉ số CRI xấp xỉ 0 ( ánh sáng đơn sắc ).
 Ưu điểm: - Tuổi thọ TB cao; - Hiệu suất phát quang cao; - Tiết kiệm điện năng.
 Nhược điểm: - Thời gian khởi dộng lâu; - Chất lượng ánh sáng thấp; - Chỉ số CRI
xấp xỉ 0.

III. Đèn 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 một sợi vonfram phát sáng khi đốt nóng.
Đặc tính kỹ thuật: - Không cần chấn lưu, đấu trực tiếp vào lưới như đèn sợi dốt; Hiệu suất phát quang: 20-65lm/w; - Thời gian khởi động: tức thời ( do có sợi đốt); Nhạy cảm với sự thay đổi diện áp so với đèn thủy ngân cao áp; - Tuổi thọ: 6000h;
- Nhiệt độ màu: 3800K.

IV. Các nguồn sáng mới

5


1. Đèn cảm ứng không điện cực
Đèn làm việc theo nguyên lý cảm ứng
trong đèn.
Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát
quang 20-25lm/w; - Tuổi thọ TB: 60.000 100.000h; - Nhiệt độ màu: 2700-4000K; Chỉ số CRI: 85.

Loại đèn này dc ứng dụng trong chiếu sáng cửa hàng, thư viện, đường hầm, công
xưởng nơi mà chi phí bảo dưỡng hàng hóa là quan trọng.
2. Đèn LED ( Light Emitting Diode - điốt phát quang )
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.
Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 20-5lm/w; - Loại LED siêu sáng có hiệu
suất 115lm/w; - Tuổi thọ rất cao: 50.000-100.000h; - Màu sắc: trắng, đỏ, xanh, vàng…
Đèn LED đc sử dụng làm đèn tín hiệu và chiếu sáng trang trí với chất lượng thẩm mỹ
cao.
3. Đèn Sulfur
Đây là loại 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.
Đặc tính kỹ thuật: - Hiệu suất phát quang: 100lm/w; - Thời gian khởi động rất ngắn; Nhiệt độ màu T = 6000k; - Chỉ số màu CRI = 80.
Đèn đc sử dụng chiếu sáng nội thấp, ngoài trời, các công trình văn hóa thể thao.
4. Đèn Laser
Đèn phát ra ánh sáng đơn sắc dựa trên hiện tượng khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ
kích thích.
Đèn Laser đc sử dụng trong chiếu sáng trang trí, lễ hội và quảng cáo.

Bộ Đèn
1. Đường cong trắc quang ( đường cong đo cường đọ sáng I )

- Đường cong trắc quang là đặc tính quan trọng nhất của bộ đèn, do nhà sản xuất quy
định và đc xây dựng bởi quang thông chuẩn là 1000lm.
- Dựa vào đường cong trắc quang ta xác định đc cường độ sáng theo một hướng nào
đó, từ đó xác định đc độ rọi, độ chói và sự phân bố ánh sáng trong không gian.

2. Hiệu suất của bộ đèn

6


- Dựa vào đường cong trắc quang và phương pháp kinh nghiệm: quang thông phát ra
trong các vùng khác nhau của không gian người ta chia quang thông của đèn thành 5
vùng khác nhau như sau:
+, ∅1 : là quang thông trong hình nón có góc là
+, ∅2 : là quang thông giữa 2 hình nón

𝜋
2

+, ∅4 : là quang thông giữa 2 hình nón

2

2

và 𝜋

+, ∅3 : là quang thông giữa 2 hình nón 𝜋 và
3𝜋

𝜋

3𝜋
2

và 2𝜋

+, ∅5 : là quang thông của nửa bán cầu trên

- Hiệu suất của bộ đèn : 𝜂 =
=

∅1 +∅2 +∅3 +∅4 +∅5
1000
∅1 +∅2 +∅3 +∅4
1000

+

∅5
1000

= 𝜂𝑑 +𝜂𝑖
Với : +, 𝜂𝑑 là hiệu suất chiếu sáng trực tiếp của bộ đèn
+, 𝜂𝑖 là hiệu suất chiếu sáng gián tiếp của bộ đèn

3. Cấp bộ đèn
Để biết đc sự phân bố ánh sáng của bộ đèn người ta dựa vào cấp bộ đèn. Cấp bộ đèn
đc ký hiệu bằng các chữ cái in hoa: A,B,…J và T.
- Bộ đèn cấp A,B,C là bộ đèn chiếu sáng trực tiếp tăng cường.

- Bộ đèn cấp D,E…J là bộ đèn chiếu sáng trực tiếp mở rộng.
- Bộ đèn cấp J là bộ đèn chiếu sáng gián tiếp
Đối với một bộ đèn người ta cho biết công suất định mức 𝑃đ𝑚, điện áp định mức 𝑈đ𝑚 ,
số lượng bóng, chủng loại đèn, đường cong trắc quang, cấp bộ đèn và hiệu suất.

Chương 1. Các đại lượng đo ánh sáng
Bài 1. Các đại lượng đo và đơn vị đo ánh sáng
1. Quang thông ∅ < lm-lumen > ( Nhà sản đều xuất cho biết với mỗi loại đèn )
- Quang thông là công suất chiếu sáng chuyển thành ánh sáng của các bức xạ có bước
sóng 380-760nm do nguồn sáng phát ra đc tính bằng công thức:
760

∅ = ∫380 𝑊(𝜆) 𝑉(𝜆) 𝑑𝜆
Trong đó: 𝜆 là bước sóng ánh sáng

𝑊(𝜆) là phân bố phổ năng lượng của nguồn sáng
7


𝑉(𝜆) là độ nhạy ánh sáng tương đối của mắt
2. Cường độ sáng I-Candela(cd)
Cường độ sáng đặc trưng cho khả năng phát xạ của nguồn sáng theo một phương
cho trước.
Góc khối: (KH: Ω <đv: sr>) là tỉ số giữa diện tích đc
chiếu sáng với bình phương bán kính của hình cầu.

Ω=

𝑆
𝑅2

Cường độ sáng theo một phương cho trước đc tính theo
công thức:

IA = lim𝑑Ω→0

𝑑∅
𝑑Ω

∅

∅

Ω

4π

(= =

)

Ω = 4π với đèn chiếu sáng theo mọi phía

8


3. Độ rọi E-lux ( lx)
Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mức dc
chiếu sáng cao hay thấp của bề mặt.
Độ rọi TB E: là mật đọ quang thong trên bề

mặt đc chiếu sáng :

E=

∅
𝑆

S: là diện tích bề mặt đc chiếu sáng
Độ rọi điểm là độ rọi tại 1 điểm trên bề mặt chiếu sáng.

𝐸𝐴 =

𝐼𝑐𝑜𝑠𝛼
𝑟2

=

𝐼𝑐𝑜𝑠3 𝛼
ℎ2

Trong đó: +, r là khoảng cách từ điểm đc chiếu sáng đến nguồn sáng
+, 𝛼 là góc hợp bởi pháp tuyến 𝑛̅ của dS với phương cường độ sáng

+, h là đọ treo cao của bóng đèn

4. Độ chói L (cd/𝒎𝟐 )
- Độ chói là tỷ lệ giữa cường độ sáng với diện tích bề mặt phát sáng :

L=

𝐼
𝑆𝑐𝑜𝑠𝛼

Bài 2. Các định luật ánh sáng
9


1. Hệ số phản xạ 𝝆, hấp thụ 𝜸 và thấu xạ
2. Định luật lambert
3. Độ tương phản C
Bài 3. Nhiệt độ màu và chỉ số thể hiện màu
1. Nhiệt dộ màu ánh sáng
- Để diễn tả chính xác nhiệt độ màu của ánh sáng người ta sử dụng khái niệm nhiệt
độ màu T (K).
- Nhiệt độ màu của ánh sáng là nhiệt độ của vật den tuyệt đối mà khi đốt nóng vật
đen tuyệt đối đó sẽ phát ra ánh sáng có cùng màu với ánh sáng của nguồn quan sát.

2. Chỉ số thể hiện màu (CRI)
- Để đánh giá sự chân thực của ánh sáng khi chiếu vào bề mặt của vật cần quan sát
so với ánh sáng tự nhiên người ta sử dụng chỉ số CRI ( color rendering index ).

- CRI có giá trị 0-100:
+, CRI = 0: màu biến đổi hoàn toàn
+, CRI < 50: màu bị biến đổi nhiều
+, 50 < CRI < 70: màu bị biến đổi
+, 70 < CRI < 85: màu ít biết đổi
+, CRI > 85: thể hiện màu tốt

3. Ảnh hưởng tân sinh lý của màu sắc ánh sáng
Có 3 loại nguồn sáng:

- Nguồn sáng nóng: làm tăng tính màu đỏ, màu cam của vật quan sát. Màu sắc này
mang cho ta cảm giác nặng nề về khối lượng, kích thích, hưng phấn và vui tươi. Do đó
dễ dẫn tới nhịp tim tăng, huyết áp tăng nhanh chóng gây mệt mỏi, do đó loại ánh sáng
này đc sử dụng ở những nơi không gian hẹp để tăng tính sang trọng, uy nghiêm và gần
gũi.
- Ánh sáng trắng: gây cảm giác lạnh lùng, trống rỗng tạo ra độ chói. Màu sắc của
ánh sáng này tạo ra cảm giác nhẹ về khối lượng, bình yên, thư giãn nên xa vời về
khoảng cách. Do vậy nguồn sáng này đc sử dụng ở những nơi có không gian kiến trúc
đơn giản và rộng.
- Ánh sáng lạnh: Tạo ra cảm giác thư giãn, nghỉ ngơi và tạo ra khung cảnh với
phong cách hiện đại. Do vậy loại ánh sáng này đc sử dụng ở khu vực công cộng nơi có
không gian rộng hoặc khu vực có nhiều cây xanh.

Chương 3. Thiết kế chiếu sáng nội thất
10


Bài 1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng nội thất
( Gồm thiết kế sơ bộ và kiểm tra công tác thiết kế sơ bộ )

 Thiết kế sơ bộ gòm 8 bước :
Bước 1: Thu thập dữ liệu địa điểm cần thiết kế hệ thóng chiếu sáng như :
+, Kích thước hình học : a x b x h
+, Đặc tính quang học không gian cần chiếu sáng : hệ số phản xạ của trần nhà 𝝆1 ,
của tường nhà 𝝆3 , của nền nhà 𝝆4 và bề mặt hữu ích 𝝆 ( là bề mặt cách nền nhà
0.85m ).
+, Đặc điểm sử dụng ánh sáng : tính chất công việc, khả năng sử dụng ánh sáng tự
nhiên, vón đầu tư và chi phí khấu hao.
Bước 2: Chọn độ rọi địa điểm ( 𝐸𝑦𝑐 ) cần thiết kế hệ thốngchiếu sáng. Dựa vào địa
điểm cần thiết kế hệ thống chiếu sáng và tính chất công việc người ta chia thành 5 độ

rọi :
+, Cấp A : có độ rọi rất cao
+, Cấp B: có độ rọi cao
+, Cấp C: có độ rọi TB
+, Cấp D: có độ rọi thấp
+, Cấp E: có độ rọi rất thấp
Bước 3: Chọn loại bộ đèn: để chọn bộ đèn cho mục đích sử dụng người ta dựa vào
các tiêu chí sau:
+, Hiệu suất phát quang
+, Nhiệt đọ màu phù hợp với độ rọi
+, Chỉ ssos màu CRI ( 85-100 thì tốt )
+, Tuổi thọ của bóng đèn
+, Tính hợp mỹ
Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn: tùy theo mục đích sử dụng, tính
chất công việc mà người ta có thể sử dụng hình thức chiếu sáng trực tiếp, gián tiếp
hoặc hỗn hợp ( dựa vào Cataloge của nhà sản suất có thể chọn đc bộ đèn phù hợp ).
Bước 5: Chọn chiều cao treo bộ đèn. Có 3 hình thức treo bộ đèn: đèn âm trần, đèn
sát trần và đèn dưới trần.
Bước 6: Xác định hệ số sử dụng quang thông U: là tỷ số giữa quang thông nhận
được trên bề mặt hữu ích với quang thông tổng của tất cả các bộ đèn:
U=

∅𝑢
∅𝑡

= 𝜂𝑑 𝑈𝑑 + 𝜂𝑖 𝑈𝑖

𝑈𝑑 : là hệ số sử dụng quang thông trực tiếp
𝑈𝑖 : là hệ số sử dụng quang thông gián tiếp
- Cách tra 𝑈𝑑 và 𝑈𝑖 như sau:

+, Tính hệ số địa điểm K: K =

𝑎.𝑏
ℎ(𝑎+𝑏)

( h = H-0.85 )
11


+, Tínhchỉ số treo J: J =

ℎ,
ℎ, +ℎ

( ℎ, là độ treo cao )

⇒ Dựa vào cấp bộ đèn, bộ phản xạ, hệ số K và chỉ số treo J ta tìm đc 𝑈𝑑 và 𝑈𝑖 .
Giả sử muốn tìm giá trị 𝑈𝑥 tại một giá trị K bất kỳ ta tra giá trị K lân cận phía trên và
phía dưới. Nếu tra đc: 𝑈𝑦 = 𝑦 , ; 𝑈𝑧 = 𝑧 , ( cận dưới; cận trên ). Từ đó ta tính giá trị theo
công thức:

𝑈𝑥 = 𝑦 , +

( 𝑧 , − 𝑦 , )(𝑥−𝑦)
(𝑧−𝑦)

Bước 7: Tính quang thông tổng của tất cả các bộ đèn:

∅𝑡 =

𝐸𝑦𝑐 .𝑆.𝛿

𝑈

Trong đó: +, 𝐸𝑦𝑐 : chọn ở bước 2
+, S: diện tich khu vực thiết kế
+, U: hệ số sử dụng quang thông
+, 𝛿 : hệ số suy giảm quang thông

𝛿=

1
𝑉1 .𝑉2

𝑉1 : là hệ số suy giảm quang thông theo thời gian hoạt động ( tra bảng )
𝑉2 : là hệ số suy giảm quang thông do môi trường đc chọn như sau :
+, môi trường sạch : 𝑉2 = 0.9
+, môi trường công nghiệp : 𝑉2 = 0.8
+, môi trường ô nhiễn : 𝑉2 = 0.7
⇒ Từ quang thông tổng ta xác định đc
quang thông của bóng đèn, bộ đèn và số
lượng bộ đèn cần thiết.
Bước 8: Xác định lưới bố trí đèn.
- Gọi m,n lần lượt là khoảng cách giữa 2
bộ đèn theo hướng cạnh b và cạnh a
- Gọi p,q là khoảng cách giữa giữa tưỡng
cạnh a và tường cạnh b tới hàng đèn gần
nhất
Giá trị m,n,p,q phải thỏa mãn điều kiện:
𝑛

3
𝑚
3

≤q≤
≤p≤

𝑛
2
𝑚
2

- Số bộ đèn tối thiểu: 𝑁𝑚𝑖𝑛 = 𝑁𝑎 . 𝑁𝑏

=

𝑎

.

𝑏

𝑛𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑚𝑎𝑥
12


𝑛𝑚𝑎𝑥 tra bảng
Số bộ đèn chọn: 𝑁 ≥ 𝑁𝑚𝑖𝑛
Nếu 𝑁 < 𝑁𝑚𝑖𝑛 thì chọn 𝑁 = 𝑁𝑚𝑖𝑛

Bài 2. Kiểm tra thiết kế chiếu sáng nội thấp
Sau khi thiết kế sơ bộ người ta tiến hành kiểm tra hệ thống chiếu sáng thông qua 2
chỉ tiêu: Độ rọi và độ tiện nghi chiếu sáng.
1. Kiểm tra độ rọi < thường chỉ kiểm tra độ rọi, còn đọ tiện nghi sẽ dựa vào
cataloge >
- Để kiểm tra độ rọi ta phải tính các thông số sau:
+, Chỉ số lưới:

2.𝑚.𝑛

𝐾𝑚 =

+, Chỉ số gần ( tường ):

𝐾𝑝 =

ℎ(𝑚+𝑛)
𝑎.𝑝+𝑏.𝑞

ℎ(𝑎+𝑏)

Từ đó ta tính đc độ rọi TB trên trần nhà 𝐸1 , trên tường 𝐸3 , trên bề mặt hữu ích 𝐸4
theo công thức:

𝐸𝑖 =

𝑁.∅đ .𝜂
1000.𝑎.𝑏.𝛿

.( 𝑅𝑖 𝐹 , 𝑢 + 𝑆𝑖 )

Trong đó: N là số bộ đèn
∅đ là quag thông của bộ đèn
𝜂 là hiệu suất của bộ đèn
𝐹 , 𝑢 là quang thông trên bề mặt hữu ích ( bảng 3.4/75 )
𝑅𝑖 , 𝑆𝑖 được tra trong bảng ( bảng 3.5/77 )
< Khi tính 𝐸𝑖 thì sử dụng 𝜂𝑖 , tính 𝐸𝑑 thì sử dụng 𝜂𝑑 >

2. Kiểm tra độ tiện nghi chiếu sáng
- Kiểm tra nhiệt đọ màu ( bằng đường cong trắc quang H.3.2/47/SGT ) và chỉ số màu
CRI.
- Kiểm tra độ chói của tường ( phải thỏa mãn yêu cầu ) :
𝐸3
0.5 <
< 0.8
𝐸4
- Kiểm tra độ tương phản giữa đèn và trần :


Độ tương phản 𝓇 :



𝐿 (𝛾 = 75°) =



𝐿𝑡𝑏 =

𝓇=

𝐿 (𝛾=75°)
𝐿𝑡𝑏

𝐼 (𝛾=75°)
𝑆𝑏𝑘

𝜌.𝐸1
𝜋

L quan sát ở góc 75° ; 𝐿𝑡𝑏 của trần ; Sử dụng đường cong trắc quang để tính
𝐼 (𝛾 = 75°) ;
13


𝑆𝑏𝑘 là diện tích biểu khiến quan sát ở góc 75° ; 𝑆𝑏𝑘 = a.b.cos 𝛾 + a.c.sin𝛾 , a,b,c là chiều
dài, rộng cao của bộ đèn ; 𝜌 là hệ số phản xạ của trần nhà.

 Với công việc tinh xảo : 𝓇 < 20
 Với công việc bình thường : 𝓇 < 50

Chương 4. Chiếu sáng đường
Bài 1. Khái niệm cơ bản
1. Mục đích yêu cầu của chiếu sáng đường
- Tạo môi trường chiếu sáng tốt giúp lái xe xử lý nhanh và chính xác các tình huống
xảy ra trên đường, đảm bảo an toàn điều khiển xe đúng tốc độ quy định
- Giảm đến mức thấp nhất các tai nạn giao thông
- Dẫn đường cho lái xe đặc biệt là khúc cua
- Hài hòa với không gian, làm đẹp cảnh quan đô thị

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự quan sát lái xe





Độ tương phản giữa vật cần nhìn và mặt đường
Kích thước của đối tượng quan sát
Thời gian quan sát
Điều kiện thời tiết

3. Cấp chiếu sáng đường
Cấp chiếu sáng đường đc phân thành 5 loại : A,B…E với các tiêu chuẩn về độ chói
TB 𝐿𝑡𝑏 , hệ số đồng đều 𝑈0 , hệ số đồng đều theo chiều dọc 𝑈 và chỉ số tiện nghi (G).
Các chỉ số này đc quy định như sau:
𝐿𝑡𝑏 có giá trị từ 0.5-2cd/𝑚2 , đây là số liệu đầu tiên trong công tác thiết kế hệ thống
chiếu sáng đường.
Giá trị 𝑈0 và 𝑈1 đc tính theo công thức sau :
𝐿𝑚𝑖𝑛
𝑈0 =
𝐿𝑡𝑏
𝐿𝑚𝑖𝑛
𝑈1 =
𝐿𝑚𝑎𝑥
Chỉ số tiện nghi : 𝑮 = 𝑰𝑺𝑳 + 𝟎. 𝟗𝟕𝒍𝒐𝒈𝑳𝒕𝒃 + 𝟒. 𝟒𝟏𝒍𝒐𝒈𝒉, − 𝟏. 𝟒𝟔𝒍𝒐𝒈𝒑
Trong đó : 𝐼𝑆𝐿 : là chỉ số riêng của bộ đèn ( được nhà sản xuất cho biết )
ℎ, = 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑐𝑎𝑜 𝑐ủ𝑎 𝑏ộ đè𝑛 − 1.5𝑚
𝐺 có giá trị từ 1-9 :
+, 𝐺 = 1 𝑚ấ𝑡 𝑡𝑖ệ𝑛 𝑛𝑔ℎ𝑖, 𝑐ℎó𝑖 𝑙ó𝑎 𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑐ℎị𝑢 đượ𝑐
+, 𝐺 = 3 𝑡ℎ𝑖ế𝑢 𝑡𝑖ệ𝑛 𝑛𝑔ℎ𝑖, 𝑐ℎó𝑖 𝑙ó𝑎 𝑘ℎó 𝑐ℎị𝑢

+, 𝐺 = 5 𝑡𝑖ệ𝑛 𝑛𝑔ℎ𝑖 𝑐ℎấ𝑝 𝑛ℎậ𝑛 đượ𝑐
+, 𝐺 = 7 𝑡𝑖ệ𝑛 𝑛𝑔ℎ𝑖 𝑡ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛
+, 𝐺 = 9 𝑡𝑖ệ𝑛 𝑛𝑔ℎ𝑖 𝑛ℎư𝑛𝑔 𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑡ℎá𝑦 𝑠ự 𝑣ậ𝑡
14


4. Cách bố trí đèn
* Tùy theo bề rộng của lòng đường mà đèn chiếu sáng đường phố có thể được bố trí
theo các cách sau :
 Bố trí 1 bên đường : đc áp dụng khi lòng đường nhỏ hẹp hoặc 1 bên đường có
hàng cây. Phương pháp này có chi phí lắp đặt rẻ, tính dẫn hướng cao. Nhưng hệ
số đồng đều không cao, để đảm bảo yêu càu chiếu sáng thì chiều cao đèn :
ℎ > 𝑙 ( 𝑙 𝑙à 𝑏ề 𝑟ộ𝑛𝑔 𝑙ò𝑛𝑔 đườ𝑛𝑔 )
 Bố trí đèn so le hai bên đường : đc áp dụng khi lòng đường tương đối rộng, phù
hợp với đường có nhiều cây xanh. Phương pháp này có tính dẫn hướng thấp,
2
chi phí lắp đặt tương đối cao, để đảm bảo độ chói yêu cầu thì : ℎ ≥ 𝑙
3

 Bố trí đèn đối diện hai bên đường : đc áp dụng khi lòng đường rất rộng.
Phương pháp này có tính dẫn hướng tốt, hệ số đồng đều cao. Nhưng chi phí lắp
1

đặt lớn, để đảm bảo độ chói yêu cầu : ℎ ≥ 𝑙
2

 Bố trí đèn trên dải phân cách trung tâm : đc áp dụng khi dải phân cách ≥ 1.5𝑚
và < 6𝑚. Phương pháp này có tính dẫn hướng tốt, giá thành thấp. Nhưng hệ só
đồng đều không cao, để đảm bảo đọ chói yêu cầu : ℎ ≥ 𝑙
 Chiếu sáng hỗn hợp ( phương pháp chiếu sáng 2 bên đường kết hợp phương

pháp chiếu sáng dải phân cách trung tâm ): đc áp dụng khi lòng đường quá
rộng. Phương pháp này có hệ số đồng đều cao, tính dẫn hướng tốt, chi phí rất
cao.
 Trong thiết kế chiếu sáng đường, người ta quan tâm đến các thông số sau :
+ ℎ 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑐𝑎𝑜 𝑐ộ𝑡 đè𝑛
+, 𝑙 𝑏ề 𝑟ộ𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑙ò𝑛𝑔 đườ𝑛𝑔
+, 𝑠 𝑡ầ𝑛 𝑣ươ𝑛 𝑐ủ𝑎 𝑐ộ𝑡 đè𝑛
+, 𝑎 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔 𝑐á𝑐ℎ ℎì𝑛ℎ 𝑐ℎ𝑖ế𝑢 𝑐ầ𝑛 đè𝑛 đế𝑛 𝑚é𝑡 đườ𝑛𝑔
+, 𝑒 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔 𝑐á𝑐ℎ 𝑔𝑖ữ𝑎 2 𝑐ộ𝑡 đè𝑛 𝑙𝑖ê𝑛 𝑡𝑖ế𝑝

5. Hệ số sử sụng của bộ đèn đường (𝑼)
Hệ số sử dụng của bộ đèn là tỷ số quang thong nhận đc trên bề mặt hữu ích của
đường với quang thông của bộ đèn, hệ số này phụ thuộc vào góc nhị diện 𝛼 :
Từ hình vẽ ta có thể tính :
+ Góc nhị diện phía sau đèn 𝛼1 :

𝑡𝑔𝛼1 ≈

𝑎
ℎ

+ Góc nhị diện phía trước đèn 𝛼2 :

𝑡𝑔𝛼2 ≈

𝑙−𝑎
ℎ

15

Ứng với góc nhị diện phía sau và phía trước ta có hệ số sử dụng phía sau 𝑈1 và phía
trước 𝑈2 .
𝑈1 và 𝑈2 được nhà sản xuất cho trước và tùy theo cách bố trí đèn đường mà hệ số
sử dụng của bộ đèn 𝑈 được tính như sau :
+, Hình chiếu của đèn rơi vào lòng đường : 𝑈 = 𝑈1 + 𝑈2
+, Hình chiếu của đèn rơi vào vỉa hè :
𝑈 = 𝑈2 − 𝑈1
+, Hình chiếu của đèn rơi vào mét đường : 𝑈 = 𝑈2

6. Góc nghiêng và tầm vươn cột đèn
- Góc nghiêng tối ưu là từ 5 − 15° ,tầm vươn của đèn có ảnh hưởng đến phạm vi
chiếu sáng, độ bền cơ học và tính thẩn mỹ.

7. Quan hệ giữa 𝒆 và 𝒉
- Để đảm bảo độ chiếu sáng đồng đều dọc tuyến đường đi, thi khoảng cách
𝑒 ≤ 𝑒𝑚𝑎𝑥 ( 𝑒 𝑚𝑎𝑥 đ𝑐 𝑡𝑟𝑎 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑏ả𝑛𝑔 )

8. Hệ số suy giảm quang thông của bộ đèn.
𝑉 = 𝑉1 . 𝑉2
𝑉1 ℎệ 𝑠ố 𝑠𝑢𝑦 𝑔𝑖ả𝑚 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑡ℎô𝑛𝑔 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝑡ℎờ𝑖 𝑔𝑖𝑎𝑛 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔
𝑉2 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑠𝑢𝑦 𝑔𝑖ả𝑚 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑡ℎô𝑛𝑔 𝑑𝑜 𝑚ô𝑖 𝑡𝑟ườ𝑛𝑔 𝑙à𝑚 𝑣𝑖ệ𝑐

Bài 2. Phương pháp tỷ số R
1. Khái niệm về tỷ số R
- Trong thiết kế chiêu sáng đường thì độ chói TB 𝐿𝑡𝑏 là tiêu chuẩn đầu tiên để phục
vụ công tác thiết kế chiếu sáng sơ bộ.
- Quan hệ giữa độ chói TB 𝐿𝑡𝑏 và độ rọi 𝐸𝑡𝑏 đc gọi là tỷ số R:
𝐸𝑡𝑏
𝑅=

𝐿𝑡𝑏
- Giá trị 𝑅 phục thuộc vào tính chất của mặt đường, loại đèn chiếu sáng ( được cho
trong bảng )

2. Thiết kế sơ bộ hệ thống chiếu sáng đường theo phương pháp tỷ số R
Thiết kế sơ bộ chiếu sáng đường đc thực hiện theo các bước sau:
 Bước 1 : Chọn độ chói yêu cầu 𝐿𝑡𝑏
 Bước 2 : Chọn phương án bố trí đèn phù hợp với bề rộng lòng đường
( 𝑐ℎọ𝑛 𝑙, ℎ, 𝑠)
 Bươc 3 : chọn loại đèn và bộ đèn ( bằng cách tra bảng )
 Bước 4 : Xác định hệ số sử dụng quang thông
16







Bước 5 : Xác định khoảng cách giữa 2 cột đèn liên tiếp 𝑒
Bước 6 : Xác định tỷ số R ( bằng cách tra bảng )
Bước 7 : Xác định hệ số suy giảm quang thông 𝑉 = 𝑉1 . 𝑉2
Bước 8 : Xác định quang thông tính toán của bộ đèn Theo công thức:
𝑙.𝑒.𝐿𝑡𝑏 .𝑅

∅𝑡𝑡 =

𝑈.𝑉

Từ đó ta sẽ chọn đc công suất của bộ đèn, có quang thông gần với quang thông tính

toán ∅𝑡𝑡 nhất.
 Bước 9: Tính chỉ số tiện nghi 𝐺
Từ phương pháp tỷ số R:
𝑅=

𝐸𝑡𝑏
𝐿𝑡𝑏

⇒ 𝐿𝑡𝑏 =

1
𝑅

. 𝐸𝑡𝑏 = 𝑞0 . 𝐸𝑡𝑏 ①

Với 𝑞0 là hệ số TB của độ chói tại điểm ( 𝑞0 = 0.04 − 0.125 )
- Phương pháp độ chói điểm trong thiết kế chiếu sáng đường đc tính theo công thức:
𝐿 = 𝑞. 𝐸 ②

Trên thực tế hệ số đọ chói 𝑞 phụ thuộc vào 𝛼, 𝛽, 𝛾
với:
𝛼: là góc mắt lái xe quan sát khi nhìn điểm chói
𝛽: là góc giữa đường nối hình chiếu của đèn trên
mặt đường với phương quan sát
𝛾: là góc tia sáng tới
- Do góc 𝛼 rất nhỏ nên hệ số độchói 𝑞 có thể chỉ phụ
thuộc vào góc 𝛽 𝑣à 𝛾, mặt khác ta có:

𝐸=

⇒ 𝐿 = 𝑞(𝛽, 𝛾).

𝐼𝑐𝑜𝑠 3 𝛾
ℎ2

𝐼𝑐𝑜𝑠 3 𝛾
ℎ2

③

= 𝑅(𝛽, 𝛾).

𝐼
ℎ2

④

Với 𝑅(𝛽, 𝛾) = 𝑞(𝛽, 𝛾) 𝑐𝑜𝑠 3 𝛾

𝑅(𝛽, 𝛾) 𝑙à ℎệ 𝑠ố đọ 𝑐ℎó𝑖 𝑞𝑢𝑦 đổ𝑖, đ𝑐 𝑥á𝑐 đị𝑛ℎ 𝑏ằ𝑛𝑔 𝑡ℎử 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑣ớ𝑖 𝑐á𝑐 𝑙ớ𝑝 𝑝ℎủ 𝑚ặ𝑡 đườ𝑛𝑔 𝑘ℎá𝑐

𝑣à đ𝑐 𝑐ℎ𝑜 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑏ả𝑛𝑔
- Để tra hệ số R ta căn cứ vào bảng chỉ sô 𝑅 (𝛽, 𝑡𝑔𝛾)
- Sau khi xác định đc trị số 𝑅 ta tính đc độ chói địa điểm cần quan sát:
𝐼

𝐿 = 𝑅. ℎ2 ⑤

17

Trong trường hợp giá tri 𝛽 𝑣à 𝛾 không nằm trong bảng thì ta phải dùng phương pháp nội
suy kép.

18