Bài tập dài môn kĩ thuật chiếu sáng

Bài tập thiết kế chiếu sáng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
1
Bài tập dài môn kĩ thuật chiếu sáng

Yêu cầu: Thiết kế chiếu sáng cho hội trường C2- ĐHBKHN
Hội trường C2 có
26 26 7abh m m m××= × ×

Có hai mức chiếu sáng:
- Mức 1: có E
yêu cầu
= 500 Lx
- Mức 2: có E
yêu cầu
= 200 Lx
Và hệ số phản xạ là:
[ ] [ ]
134
731
ρ ρρ
=
đặt đèn sát trần

Lời mở đầu

Hội trường C2 là nơi để diễn ra các hoạt động văn hoá, văn nghệ, và
những hội nghị cần thiết bổ ích cho tất cả các toàn thể các cán bộ trong
trường và sinh viên. Vì vậy việc thiết kế chiếu sáng là rất cần thiết để đảm
bảo độ sáng cho hội trường.
Mục đích thiết kế chiếu sáng đưa ra được một phân bố ánh sáng hợp

lý đảm bảo các chỉ
tiêu kĩ thuật, đáp ứng được nhu cầu tiện nghi ánh sáng và
thẩm mĩ trong không gian thiết kế.
Nội dung bài toán thiết kế chiếu sáng như sau:
- Thiết kế sơ bộ: qua nghiên cứu các không gian thường gặp, hội chiêu
sáng quốc tế đưa ra một không gian tiêu chuẩn hình hộp để bằng cách tính
toán và thực nghiệm đưa ra bảng tiêu chuẩn, bảng tra.
Thiết kế sơ bộ đưa ra phương pháp chiếu sáng, cấp và số l
ượng bộ
đèn. Đưa ra tổng quang thông cần cấp và chọn loại bóng đèn đáp ứng nhu
cầu chất lượng cùng với lưới bố trí đèn. Thường bố trí lưới hình chữ nhật với
chiều cao đặt đèn đã ấn định, bước này thường thực hiện nhiều phương án để
so sánh cân nhắc chọn phương án tối ưu để tiếp tục tính toán. Ở đây yếu t
ố
thẩm mĩ cũng được cân nhắc trong thiết kế chiếu sáng.
- Kiểm tra thiết kế: ở bước này cần phải thực hiện việc tính toán để
tìm được các độ rọi trên trần tường, mặt phẳng làm việc một cách chính xác
hơn. Sau đó dùng các kết quả tính toán được để kiểm tra theo các tiêu chuẩn
đã đặ ra vê yêu cầu,, tiện nghi ánh sáng.


Trình tự thiết kế

I. Thiết kế sơ bộ
1. Khảo sát thực địa, lấy số liệu
Qua việc tìm hiểu về hội trường C2 kích thước hình học là:
25 25 7abh m m m××= × ×

Bài tập thiết kế chiếu sáng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49

2
2. Chọn độ rọi yêu cầu
- Độ rọi được lấy làm tiêu chuẩn đầu tiên và quan trọng nhất trong
thiết kế chiếu sáng nội thất. Căn cứ theo nội dung và hoạt động của hội
trường C2 thì cớ độ rọi như sau:
- Mức 1: có E
yêu cầu
= 500 Lx
- Mức 2: có E
yêu cầu
= 200 Lx
- Và thông số bộ phản xạ
+ Hệ số phản xạ của trần
1
0,7
ρ
=

+ Hệ số phản xạ của tường
3
0,3
ρ
=

+ Hệ số phản xạ của sàn nhà
4
0,1
ρ
=

* Với độ rọi E
yc
= 500 Lx

1. Xác định kiểu chiếu sáng và cấp bộ đèn
a) Kiểu chiếu sáng
Kiểu chiếu sáng cần được lựa chọn phù hợp với các hoạt động thường
diễn ra trong phòng. Thường các không gian có hoạt động thông thường:
văn phòng, phòng học, siêu thị thì chọn các phương án kiểu trực tiếp hoặc
bán gián tiếp. Các không gian sinh hoạt, tự dinh,khu vui chơi giải trí,tiếp
khách thường chọn kiểu chiếu sáng hỗn hợp hoặc gián ti
ếp.
- Kiểu chiếu sáng trực tiếp tăng cường: dùng cho những nơi có chiều
cao tương đối lớn, độ rọi yêu cầu cao hoặc là các chiếu sáng cục bộ. Khi đó
tường và không gian xung quanh sẽ tối.
- Kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng và bán trực tiếp thường tạo được
không gian có tiện nghi tốt, cả mặt phẳng làm việc và tường đều được chiếu
sáng theo một tỷ lệ thích hợ
p. Thường ứng dụng cho chiếu sáng chung, các
hoạt động thông thường.
- Kiểu chiếu sáng gián tiếp và bán gián tiếp: được ứng dụng cho nơi
có độ rọi thấp, tính thẩm mĩ và trang trí cao thường ứng dụng trong tư gia,
không gian giải trí.
Với hội trường C2 là nơi diễn ra các hoạt động văn hoá, văn nghệ, các
cuộc học chính trị cho sinh viên và nhiều các cuộc hội thảo thì chọn kiểu
chiếu sáng trực tiế
p rộng và bán gián tiếp.
b) Chọn bộ đèn
Chọn cấp bộ đèn căn cứ vào kiểu chiếu sáng đã lựa chọn đồng thời
quan tâm đến tính thẩm mĩ. Như vậy với hội trường C2 thì ta chọn bộ đèn có

kí hiệu: 0,37G + 0,06 T kí hiệu DOMINO 265
2. Chọn loại đèn
Việc chọn đèn phụ thuộc vào các yếu tố
Bài tập thiết kế chiếu sáng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
3
- Căn cứ đầu tiên là phải phù hợp độ rọi yêu cầu với nhiệt độ màu của
đèn theo biểu đồ Kioff
- Chỉ số hoàn màu phải đáp ứng được yêu cầu về chất lượng ánh sáng
cho công việc diễn ra trong phòng
- Tính kinh tế: hiệu suất phát quang
- Thời gian khởi động, hiệu ứng nhấp nháy đặc biệt là cho những ứng
dụng chiếu sáng dự phòng ở những nơi công cộng hoặ
c chiếu sáng cho
những nơi quan sát chuyển động.
Có một số loại đèn thông dụng
- Đèn huỳnh quang: nhờ vào hiệu suất phát quang cao, chỉ số hoàn
màu đạt tiêu chuẩn, nên đèn được ứng dụng rộng rãi nhất trong chiếu sáng
nội thất.
- Đèn sợi đốt có hiệu suất phát quang thấp, tuổi thọ thấp nhưng chất
lượng ánh sáng cao ( chỉ số hoàn màu cao) được ứng dụng ở nhữ
ng nơi có
độ rọi thấp, hoặc được sử dụng trong chiếu sáng cục bộ, đèn bàn, đèn máy
công cụ, đèn trang trí.
Việc chiếu sáng cho hội trường C2 ta dùng đèn huỳnh quang có
φ
=
®
5100Lm

3. Chọn chiều cao đặt đèn
- h - là khoảng cách từ bộ đèn đến mặt phẳng làm việc
- h
’
- là khoảng cách từ bộ đèn đến trần
h là thông số hình học quan trọng nhất trong các thông số kĩ thuật
quyết định chất lượng thiết kế.
Khi chọn h cần cân nhắc kết cấu công trình, dầm nhà quạt trần
Về nguyên tắc nhà cao, có điều kiện để chọn h lớn thì sẽ đạt được độ
đồng đều ánh sáng và hiệu suất cao vì khi đó sẽ sử dụng được bóng có công
suất lớn, quang thông lớn, thường bóng có hiệu suất cao hơn.
Vì theo kết cấu ngôi nhà thì ta chọn đèn sát trần nghĩa là h
’
= 0.
4. Bố trí các bộ đèn và số bộ đèn tối thiểu N
min

+ ) Bố trí các bộ đèn
- Các bảng tra được lập ra trên cơ sở các bộ đèn bố trí theo tính chất tổ
chức lưới chữ nhật trên trần
- Giá trị m, n, p, q sẽ quyết định đến việc bố trí đồng đều ánh sáng và
tương quan về độ rọi giữa tường và mặt phẳng làm việc.
+ ) Số bộ đèn tối thiểu cho một không gian N
min

Với một không gian có chiều cao 7 m, kích thước a = 26 m, b = 26 m
thì sau khi chọn h và cấp của bộ đèn có thể xác định được số điểm đặt đèn ít
nhất trên trần để đảm bảo được độ đồng đều ánh sáng trên mặt phẳng làm
việc.
Bài tập thiết kế chiếu sáng

Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
4
Từ cấp của bộ đèn
→

ax
1, 5
m
n
h
⎛⎞
=
⎜⎟
⎝⎠

h = H – 0,85 = 7 – 0,85 = 6,15 (m)
m, n < 1,5. 6,15 = 9,225 (m)
Vì giá trị của m, n còn phụ thuộc vào cả p , q

() () ()
11
32
mn pq mn→≤≤

Xét phương a
Số bộ đèn
===
26
2.8
9,225 9,225

a
X

Chọn X = 3 bộ
Lấy p = 0,5.m

→+ =
→= =
20,5.226
26
8,67( )
3
mm
mm

Chọn m = 9 (m) như vậy p = 3,5 (m)
Xét phương b
Số bộ đèn
===
26
2,8
9,225 9,225
b
Y

Chọn Y = 3 bộ
Lấy q = 0,5 n

→+ =
→= =

20,5.2.26
26
8,67( )
3
nn
nm

Chọn n = 9 (m) như vậy q = 3,5 (m)
Vậy số bộ đèn nhỏ nhất là N
min
= 9 bộ
5. Tính quang thông tổng cần cấp
tt
φ

Quang thông tổng là thông số quan trọng nhất dùng làm cơ sở tính ra
số bộ đèn và lưới phân bố.
- Tính quang thông tổng cần cấp

...
yc
tt
sd
ab E
K
δ
φ
=

Cho

1, 3
δ
=

Tìm K
sd
bằng cách tra bảng U
d
, U
i


sd d d i i
KU U
η η
=+

Lập bảng nội suy
Bài tập thiết kế chiếu sáng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
5

()
== =
++
26.26
2,114
( ) 6,15. 26 26
ab
K

ha b

Tra bảng trang 104 – 105 sách kỹ thuật chiếu sang

K 2,114
U
d
0,71
U
i
0,5

Vậy tại K = 2 ta có

K
sd
= 0,37.0,71 + 0,06.0,5 = 0,293

φ
==
26.26.1,3.500
1499659( )
0,293
tt
Lm

- Số bộ đèn cần đặt

φ
φ

== =
®
1499659
147
. 2.5100
tt
N
n
bộ
Chọn N = 169 bộ
Do kích thước hội trường là hình vuông nên mỗi chiều có tương ứng
là 13 bộ
Lúc đó ta có các khoảng cách m, n, p, q là :
+ ) Theo phương a
Lấy p = 0,5m
→+ =
→= =
12 2.0,5 26
26
2( )
13
mm
mm

Chọn m = 2 (m) như vậy p = 1 (m)
+ ) Theo phương b
n = 2 (m) và q = 1 (m)

II. Kiểm tra thiết kế
1. Kiểm tra các độ rọi

Tính các E
1
, E
3
, E
4

Cụ thể:

()
''
.
.1000
iuii
NF
EFRS
ab
η
δ
=+

Trong đó: N- số bộ đèn
F- quang thông tổng của một bộ đèn
a=24
b=18
q
p
n
m
L-íi ph©n bè

®Ì
Bài tập thiết kế chiếu sáng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
6

''
u
F
- quang thông tương đối riêng phần trên mặt phẳng làm việc
tra và nội suy theo bảng trang 116- 117 tra theo cấp của bộ đèn và các chỉ số
sau:
Chỉ số địa điểm:
()
.
ab
K
ha b
=
+

Chỉ số treo:
'
'
h
J
hh
=
+

Chỉ số lưới:

()
2.
m
mn
K
hm n
=
+

Chỉ số gần ( tường ):
()
p
ap bq
K
ha b
+
=
+


.
p
p m
m
K
KK
K
αα
=→=

Các chỉ số R
i
, S
i
tra được ở bảng trang 118.
Cụ thể với bài toán này ta tính được như sau:
+ Tính các chỉ số
K= 2,114, J = 0

() ()
== =
++
2 . 2.2.2
0,325
6,15. 2 2
m
mn
K
hm n


() ()
++
== =
++
26.1,5 26.1,5
0,244
6,15. 26 26
p
ap bq

K
ha b


α
== =
0,244
0,75
0,325
p
m
K
K


→=0,75
p m
KK

Tra bảng, nội suy

* Với K = 2 ta có


=→=
⎡
⎢
=→ =
⎣
0,5 0,375

10,75
mP
mP
KK
KK

Từ K
m
= 0,5, K
P
= 0,375
⎡
=→=
→
⎢
=→=
⎢
⎣
''
''
0,5 630
*
0,25 580
Pu
Pu
KF
KF