Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng - Chương 4: Thiết kế chiếu sáng trong nhà - Nguyễn Quang Thuấn

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng - Chương 4: Thiết kế chiếu sáng trong nhà - Nguyễn Quang Thuấn

1. 4. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ 4.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1. Phân loại các hình thức chiếu sáng trong nhà CS BÊN TRONG SỰ CỐ LÀM VIỆC TRANG TRÍ CHUNG CỤC BỘ CS cục bộ và chiếu sáng sự cố cần căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định. Ngoài ra, còn có các loại chiếu sáng từ A-T Ở đây sẽ trình bày cách thiết kế chiếu sáng chung. 6/9/2021 1
2. Phân loại hình thức chiếu sáng của các bộ đèn theo IEC 6/9/2021 2
3. 2. Các yêu cầu cơ bản khi TKCS trong nhà 1) Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc. Không nên có bóng tối, độ rọi phải đồng đều trên diện tích chiếu sáng (trừ trường hợp riêng). 2) Không gây chói lóa trực tiếp cũng như chói lóa phản xạ để tránh mỏi mắt, thần kinh căng thẳng làm việc mất hiệu quả và có thể gây tai nạn lao động. 3) Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày. 4) Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng: ➢ Chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao ➢ Bố trí nguồn chiếu sáng hợp lý ➢ Sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng (1)-(3): Đảm bảo tiện nghi nhìn 6/9/2021 3
4. 3. Những số liệu ban đầu phục vụ thiết kế Khi thiết kế chiếu sáng, cần có các số liệu ban đầu: Mặt bằng, mặt cắt, chiều cao và vị trí đặt máy trên mặt bằng phân xưởng để xác định vị trí treo đèn; Những đặc điểm của quá trình công nghệ (làm việc chính xác, cần phân biệt màu sắc, yêu cầu về phòng chống cháy nổ, v.v ). Tiêu chuẩn về độ rọi của các khu vực làm việc. Nguồn điện, nguồn vật tư 6/9/2021 4
5. 4. Trình tự thiết kế chiếu sáng GĐ1. Thiết kế sơ bộ: Nhằm xác định các giải pháp về hình học và quang học của địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn và bộ đèn, cách bố trí đèn, số lượng đèn cần thiết đảm bảo sự phân bố đồng đều của ánh sáng và độ rọi trên mặt làm việc và không gian nội thất. GĐ2. Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi đối với phương án đã thiết kế. GĐ3. Tính toán chọn hệ thống cung cấp điện và điều khiển hệ thống chiếu sáng. GĐ4. Tính toán kinh tế, chi phí vòng đời để lựa chọn phương án chiếu sáng tối ưu. Ở đây, chủ yếu chỉ trình bày 2 giai đoạn đầu 6/9/2021 5
6. 4.2. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG Ở NHỮNG NƠI KHÔNG ĐÒI HỎI ĐỘ CHÍNH XÁC CAO Bước 1: Căn cứ vào tính chất của đối tượng cần chiếu sáng, chọn suất phụ tải 2 chiếu sáng p0 (W/m ) thích hợp (P.lục chiếu sáng) Bước 2: Căn cứ suất chiếu sáng p0, xác định tổng công suất cần chiếu sáng cho 2 khu vực có diện tích S (m ): PCS = p0.S , W Bước 3: Chọn loại đèn (đền sợi đốt hoặc đèn huỳnh quang), công suất mỗi bóng đèn Pd, rồi xác định tổng số bóng đèn n cần dùng chiếu sáng cho khu vực: P n = CS P Bước 4: Căn cứ vào diện tích S của khu vựcd cần chiếu sáng; số bóng đèn n và tính chất, yêu cầu của công việc bố trí đèn hợp lý trong khu vực chiếu sáng. Bước 5: Thiết kế mạng điện chiếu sáng: vẽ sơ đồ mặt bằng đấu dây từ bảng điện đến từng bóng đèn; sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng và tiến hành chọn các phần tử trên sơ đồ (loại bảng điện, dây dẫn, công tắc, áptômát, cầu chì bảo vệ, ). 6/9/2021 6
7. Ví dụ Hãy thiết kế chiếu sáng cho phòng làm việc kích thước 4x6m2 cao 3,5? 6/9/2021 7
8. 4.3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐẢM BẢO ĐỘ RỌI CHÍNH XÁC VÀ TIỆN NGHI GĐ1. Thiết kế sơ bộ B1. Chọn độ rọi yêu cầu Eyc (TCXDVN 7114:2002); B2. Chọn nguồn sáng phù hợp (Đèn và bộ đèn); xem xét các chỉ tiêu sau: - Nhiệt độ màu T (áp dụng biểu đồ Kruithof) - Chỉ số hoàn màu IRC (chất lượng ánh sáng của nguồn) - Tuổi thọ của bóng đèn - Hiệu suất sáng (lm/W) - Đặc điểm sử dụng (liên tục hay gián đoạn) - Chọn pa CS (tham khảo bảng ở mục 3.1) - Chọn bộ đèn, cần cân nhắc: kỹ thuật, chất lượng và thẩm mỹ. 6/9/2021 8
9. 4.3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐẢM BẢO ĐỘ RỌI CHÍNH XÁC VÀ TIỆN NGHI B3. Bố trí đèn h’ - Chọn độ cao treo đèn, từ đó xác định H h chỉ số phòng k và chỉ số treo đèn J: ab h' 0,85 k = ; J = h(a + b) h + h' Thường h ≥ 2h’, do đó: 0 ≤ j ≤ 1/3 - Bố trí đèn p m Điều này phụ thuộc vào: n - Loại đèn (A-T); q - Khoảng cách giữa các đèn n và m - Hệ số phản xạ của trần và tường 6/9/2021 9
10. Bố trí đèn cần lưu ý đến độ đồng đều E trên mp làm việc: n = 2n 1. Để ánh sáng đồng 1 đều trên mặt phẳng h1 1 chiếu sáng thì tỷ số n1 n n 2hh = n/h phải đảm bảo = 1 h1 không được vượt h h1 quá trị số cực đại Mặt phẳng làm việc trong bảng sau: Loại đèn A B C D EFGH IJ K→S T n n 6 1 1,1 1,3 1,6 1,9 2,3 1,5 h' h max 6/9/2021 10
11. Khi bố trí đèn cần lưu ý: 2. Đảm bảo khoảng cách: n n q p 3 2 m m m n p q 3 2 6/9/2021 11
12. 5.3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐẢM BẢO ĐỘ RỌI CHÍNH XÁC VÀ TIỆN NGHI B4. Xác định tổng quang thông của các đèn: • E : Độ rọi yêu cầu, lux E .S.K E .S.K yc F = yc dt = yc dt 2 t • S = axb: Diện tích mặt phẳng làm việc, m U d .U d +iUi • Kdt: Hệ số dự trữ (d hoặc δ). Hệ số này kể đến sự suy giảm dần chất lượng của bóng; bụi bám trên bóng và các bộ phận của bộ đèn. Tra Kdt ở phụ lục. • U: Hệ số lợi dụng quang thông (tra PL) là tỷ số giữa quang thông rơi xuống mặt làm việc và toàn bộ quang thông thoát ra khỏi đèn (nhà chế tạo cho) . Nó phụ thuộc vào: Loại đèn (A→T); các hệ số phản xạ tường và trần; chỉ số phòng k (0,6 ≤ k ≤ 5) và chỉ số treo đèn J (J = 0 hoặc J = 1/3) d .U d lµ hÖ sè sö dông quang th«ng chiÕu s¸ng trùc tiÕp cña bé ®Ìn t¬ng øng tõ cÊp A ®Õn S. i .U i lµ hÖ sè sö dông quang th«ng chiÕu s¸ng gi¸n tiÕp t¬ng øng víi bé ®Ìn cÊp T. F B5. Xác định số lượng bộ đèn: N = t 6/9/2021 12 Fđ
13. GĐ2. Kiểm tra chói lóa Qua các nghiên cứu, người ta thấy rằng góc bảo vệ γ ≤ 450 thì người quan sát không bị khó chịu và khi γ = 900 gây khó chịu nhất. Trong chiếu sáng công nghiệp, quy định góc bảo vệ γ ≤ 600 6/9/2021 13
14. B2. Kiểm tra chói lóa TH1: Người quan sát nhìn song song với trục dọc của đèn; Diện tích biểu kiến: SB =abcosγ + acsinγ TH2: Người quan sát nhìn song song với trục ngang của đèn; Diện tích biểu kiến: SB =abcosγ + bcsinγ 6/9/2021 14
15. Biểu đồ Bodmann&Sollner 1 và 2 dùng để kiểm tra đội chói mất tiện nghi Áp dụng cho các đèn không bức xạ trên Áp dụng cho các đèn có bức xạ trên mặt bên nhìn thấy từ phương quan sát (tức mặt bên nhìn thấy từ phương quan là phát xạ ngang bằng không như: cạnh sát hay chính là bộ đèn phát xạ bên mờ hay bộ đèn gắn sâu vào trần) ngang đặt vuông góc với phương hoặc phát xạ ngang yếu (quang thông theo quan sát hoặc có phương không xác chiều ngang nhỏ hơn 20% quang thông định tổng) và các đèn có bức xạ ngang nhưng nằm song song với phương quan sát. 6/9/2021 15
16. Phương pháp kiểm tra chói loá mất tiện nghi Xác định vùng kiểm tra: Theo vị trí người quan sát (thường chọn các vị trí cuối phòng, đó là nơi dễ xảy ra chói loá mất tiện nghi nhất), xác định góc  và do đó xác định được vùng cần kiểm tra đối với phòng kiểm tra. Theo cataloge của đèn và bộ đèn tương ứng với kiểu đèn đã chọn, đưa các đường cong độ chói của đèn vào biểu đồ Bodmann & Sollner: ➢ Nếu đường cong độ chói của đèn hoàn toàn nằm bên trái đường giới hạn cho phép (hình a) sẽ không xảy ra chói loá mất tiện nghi. ➢ Nếu đường cong độ chói của đèn có một phần nằm bên phải đường giới hạn (hình b) sẽ xảy ra chói loá mất tiện nghi đối với các vị trí quan sát có  tương ứng. 6/9/2021 16
17. Phương pháp kiểm tra chói loá mất tiện nghi a) Không xảy ra chói loá b) Xảy ra chói loá • Thường nhà chế tạo cho các đường cong độ chói với một loại bộ đèn. Khi không có đường cong độ chói của bộ đèn ta có thể tính toán • Đối với đèn ống phải xác định độ chói theo phương ngang và dọc của đèn; 6/9/2021 17
18. Ví dụ 1: TKCS một văn phòng 10x4,75x 3m Biết hệ số phản xạ: Trần ρ1 = 0,8; nền ρ2 = 0,3; tường ρ3 = 0,7 Bài giải: 1. Xác định độ rọi yêu cầu: Theo TCXDVN 7114:2002, đối với văn phòng đánh máy cấp chính xác B, độ rọi E=500 lx. 2. Chọn nguồn sáng (đèn và bộ đèn): Đối với độ rọi 400lx, theo biểu đồ Kruithof , T= 3000÷50000K, Chỉ số hoàn màu CRI 70. Đèn huỳnh quang ống là thích hợp. Chọn đèn và bộ đèn kiểu GALIA 236 DPB của hãng MAZDA Đặc trưng của bộ đèn: 0,62B+0T, Bóng 36W dài 1,2m có Fb = 3200lm Có các số liệu như trên hình vẽ (Nhà chế tạo cho trang bên) 6/9/2021 18
19. 6/9/2021 19
20. Ví dụ 1: TKCS một văn phòng 10x4,75x 3m Biết hệ số phản xạ: Trần ρ1 = 0,8; nền ρ2 = 0,3; tường ρ3 = 0,7 3. Bố trí đèn: - Gắn bộ đèn sát trần: ab 10x4,75 + Chỉ số phòng k = = =1,5; h(a + b) 2,15(10 + 4,75) + Chỉ số treo đèn J = 0 - Với đèn loại B, ta có: (h/n)max =1,1→nmax= 2,15x1,1 ≈ 2,5m Chọn n = 2,5m; Theo phương dọc: chọn m = 2,35m n=2,5m Với: p = 1,2m và q = 1,25m q=1,25m Kiểm tra lại: p=1,2m 2,5 2,5 q =1,25 3 2 2,35m 2,35 2,35 p =1,2 3 2 1,2m 6/9/2021 Bố trí như vậỵ là hợp lý: 20
21. Ví dụ 1: TKCS một văn phòng 10x4,75x 3m Biết hệ số phản xạ: Trần ρ1 = 0,8; nền ρ2 = 0,3; tường ρ3 = 0,7 4. Xác định quang thông tổng: Eyc .S.Kdt Eyc .S.Kdt 500.10.4,75.1,25 Ft = = = = 45173lm U d .Ud +iUi 0,62.1,06 Tra phụ lục: + Kdt = 1,25 (Bóng huỳnh quang, môi trường ít bụi và bảo dưỡng tốt) + Từ J=0 và k =1,5 tra đèn cấp B ứng với các hệ số phản xạ: 8:7:3 , được n=2,5m hệ số lợi dụng quang thông U = 1,06 q=1,25m 5. Xác định số lượng bộ đèn: p=1,2m F 45173 N = t = = 7 2,35m Fđ 2x3200 Chọn 8 bộ đèn và bố trí như hvẽ1,2m 6/9/2021 21
22. 6. Kiểm tra chói lóa mất tiện nghi 6/9/2021 22
23. 6/9/2021 23
24. 6/9/2021 24
25. 6/9/2021 25
26. 6/9/2021 26
27. Ví dụ: TKCS cho lớp học 8x6 cao H = 3,5m Biết hệ số phản xạ: Trần ρ1 = 0,8; nền ρ2 = 0,3; tường ρ3 = 0,5 Bài giải: 1. Xác định độ rọi yêu cầu: Theo TCXDVN 7114:2002, đối với lớp học chọn E = 400 lx. 2. Chọn nguồn sáng: Đối với độ rọi 400lx, theo biểu đồ Kruithof , T= 3000÷45000K, Chỉ số hoàn màu CRI 70. Đèn huỳnh quang ống là thích hợp. Chọn bóng đèn huỳnh quang Rạng Đông Super Deluxe FL-36D 3200 lm. Bộ đèn cấp B có hiệu suất sáng = 0,8. 6/9/2021 27