THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Muốn thiết kế chiếu sáng cần có các số liệu sau:
Chiếu sáng cục bộ khá đơn giản và phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định. Dưới đây sẽ trình bày cách bố trí đèn cho chiếu sáng chung.
Chiếu sáng chung sẽ phải dùng nhiều đèn. Vấn đề đặt ra là phải xác định được vị trí hợp lý của các đèn và khoảng cách giữa đèn với trần nhà và mặt công tác. Hình dưới giới thiệu hai cách bố trí đèn trong chiếu sáng chung hay được sử dụng.
Phương án 1: Đèn đặt ở 4 góc của hình vuông (hình a). Nếu bố trí như phương án này mà độ rọi đạt yêu cầu công nghệ thì công suấi chiếu sáng sẽ là nhỏ nhất.
Phương án 2: Các đèn đặt theo hình thoi (hình b).
Trong thực tế, việc bố trí đèn còn phụ thuộc và các xà ngang của xưởng, đường di chuyển của cần trục trong phân xưởng (nếu có). Quan hệ và độ treo cao của đèn so với mặt công tác có mấy số liệu gợi ý sau:
Người ta đã chứng minh được rằng:
Tỷ số L/hc không được vượt quá 5 hoặc 6.
Trị số tốt nhất là: L/hc = 1,4 ÷ 1,6.
Trị số L/H phụ thuộc vào các loại đèn và chao đèn, tham khảo ở các sổ tay.
Chú ý: khi L/hc > L/H sẽ có độ rọi không đều trên trần nhà, như vây sẽ không sử dụng hết được các tia khuếch tán từ trần xuông.
Khoảng cách 1 từ tường đến đèn nên lấy trong phạm vi:
I = (0,3 ÷ 0,5) L
Phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, của trần và của vật cản. Phương pháp này thường dùng để tính chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tích lớn hớn 10m2, không thích dụng để tính chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời. Tính theo phương pháp này sẽ dùng biểu thức sau:
F = ESkZ/nksd
Trong đó:
Trong bảng độ rọi tiêu chuẩn (TCVN 7114-2002) người ta quy định các độ rọi tối thiểu Emin chứ không quy định độ rọi trung hình Etb. Vì vậy khi tính toán phải đưa vào hệ số tính toán.
Z = Etb/Emm – Hệ số Z phụ thuộc loại đèn và tỷ số L/H, thường lấy Z = 0,8 ÷ 1,4
Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng sẽ phải xác định trị số gọi là chỉ số của phòng:
φ = ab/H(a+b)
trong đó:
Như vậy, theo yêu cầu công nghệ, xác định được độ rọi tối thiểu, căn cứ công thức trên tìm được quang thông của một đèn. Căn cứ trị số quang thông để đi xác định công suất một đèn. Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ -10% đến +20%.
Phương pháp này dùng để tính chiếu sáng cho các phân xưởng có yêu cầu quan trọng và khi tính không quan tâm đến hệ số phán xạ. Để đơn giản trong tính toán người ta coi đèn là một điểm sáng để áp dụng đưực định luật bình phương khoảng cách. Trong phương pháp này ta phải phân biệt để tính độ rọi cho ba trường hợp điển hình sau:
Theo định luật về bình phương khoảng cách, khi quang thông rọi theo phương thẳng góc với mặt phẳng S ta sẽ có độ rọi:
E = F/S = Iω/r2ω = I/r2
Nhưng nếu điểm mà ta đang xét có đường pháp tuyến không trùng với trục quang của nguồn điểm thì I phái thay bằng Iα
Nguyên tắc chung bao giờ cũng phải quy tia về tia có phương vuông góc với mặt phẳng ta đang xét
Eng = Iαcosα/r2
mà r2 = h2/cos2α , do đó ta có:
Eng = Iαcos3α/h2
Eđ = Iαsinα/r2 = Iαsinα/(h2/cos2α) = Iαsinαcos3α/h2cosα
Eđ = (Iαcos3α/h2)tgα = Engtgα
Engh = Iαcosϒ/r2 = Iαcosϒcos3α/h2 = Iαcos3α/h2 . cosϒ/cosα
mà cosϒ = cos(α – θ) = cosα.cosθ + sinα.sinθ
cosϒ/cosα = (cosα.cosθ + sinα.sinθ)/cosα = cosθ+tgα.sinθ
do đó ta có:
Engh = Eng(cosθ+tgα.sinθ)
trong đó:
tgα= P/h
Sử dụng công thức trên ta phải biết Iα. Trong các sổ tay người ta đã cho sẵn các giá trị Ia ứng với các loại đèn khác nhau và đều tính với loại bóng đèn có 1000 lm. Trường hợp cụ thể đang tính toán nếu bóng đèn có giá trị quang thông khác 1000 Lm thì phải tính quy đổi theo biểu thức:
Eng = Iαcos3α/kh2 . Fđ/1000
trong đó:
Các công thức trên là để tính độ rọi trên một điểm đang xét với trường hợp có một đèn. Nếu có nhiều đèn thì quang thông của một đèn cần có để đáp ứng độ rọi yêu cầu E:
Flđ = 1000.Emink/μ∑E
trong đó:
Phương pháp này thích hợp để tính chiếu sáng cho các phòng nhỏ hoặc chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5; yêu cầu tính toán không cần chính xác lắm. Phương pháp gần đúng này cũng có hai cách tính:
Phương pháp này khá thích dụng trong khi thiết kế và tính toán sơ bộ. Sử dụng phương pháp này chỉ cần xác định được công suất ánh sáng trên đơn vị diện tích ( W?m2) theo từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau, sau đó nhân với diện tích cần chiếu sáng là được công suất tổng. Được công suất tổng rồi mới xác định số đèn, loại đèn và độ treo cao của đèn v.v… khi cần thiết thì kiểm tra lại tiêu chuẩn độ rọi theo phương pháp tính độ rọi từng điểm đã nêu ở trên:
Ptổng = pS, W
trong đó:
Cách tính này chủ yếu là dựa vào một bảng đã tính toán sẵn với công suất 10W một mét vuông. Khi thiết kế nếu lấy độ rọi phù hợp với độ rọi trong bảng đã tính sẵn thì không phải hiệu đính. Nếu khác nhau về độ rọi thì công suất phải hiệu đính theo biểu thức:
P = 10Emink/E, W/m2
trong đó:
Sau khi tính được p ta phải nhân với diện tích của phòng mà ta thiết kế để được công suất đặt Pđ. Từ trị số Pđ sẽ tìm lại công suất đèn tương ứng với công suất đã dự tính khi sử dụng bảng dưới. Sau đó mới tính số đèn, xác định cách bố trí đèn v.v… công suất đặt: Pđ = p . S:
Số lượng đèn:
N = Pđ/p’
Trong đó:
Đền ống hay dùng để chiếu sáng chung, đèn ống có ưu điểm là công suất tiêu thụ ít nhưng có độ rọi cao, ánh sáng dịu mát. Đèn ông là một nguồn quang có kích thước chứ không phải là nguồn điểm, do đó trong tính toán đã phải chấp nhận một số giá thiết cần có, tuy vậy phương pháp tính dưới đây không gây sai số quá 5%
Người ta giới thiệu rằng nguồn quang song song với mặt phẳng ta khảo sát. Như vậy độ rọi lại điểm M xác định theo biểu thức:
E = I’αcos2α/2h . [Ir/(I2+r2) + arctg1/r]
Trong đó:
Qua hình trên ta có thể suy luận rằng: muốn tính độ rọi tại điểm M’ ta phải tính độ rọi với chiều dài của đèn là A’C, sau đó trừ đi độ rọi ứng với nguồn quang có độ rọi là A’A, nghĩa là:
EM’ = EA’C – EA’A
Trường hợp muốn tính độ rọi lại điểm M’ ta sc dùng phương pháp tương tự.
EM’ = EAB – EBC
Qua biểu thức trên ta nhận thấy độ rọi là hàm số của P/h và 1/h . Người ta vẽ được đồ thị biểu diễn quan hệ giữa:
cos2α/2 . [1/(l2+r2) + arctg1/r] = f (P/H , 1/h)
Trị số I’α là cường độ ánh sáng của nguồn quang có quang thông là F. Do đó phải quy đổi về nguồn có quang thông là 1000 /m
I’α = F/1000 . Iα
trong đó:
Như vậy ta có:
E = F/1000h . Iαf(1/h , P/h) = F/1000h . ε
Trong đó:
Tóm lại chỉ cần tính P/h, 1/h tra được ε là tính được độ rọi E cần thiết
Quan hệ 1/h = f(P/h) cho trên hình
Ở phương pháp này người ta đã tính sẵn đối với một phòng được chiếu sáng bởi hai đèn ống 30 W(30 . 2 = 60W) có độ rọi định mức Eđm = 100 lx. Dùng đèn 60/220 V có quang thông 1230 Ix. Trong tính toán người la đã chấp nhận quy định sau:
Khi dùng loại đèn ống có trị số độ rọi khác với Eđm là 100 lx thì công suất tổng của các đèn cần thiết kế sẽ tính theo tỷ lệ:
P/Pđèn = 1,25 . (2460/S0)/(Fđèn/S) . E/Eđm
trong đó:
Số đèn được xác định theo biểu thức: n = P/1,25.p’
trong đó:
Trích: Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng
Gọi ngay để được tư vấn miễn phí:
Liên hệ với chuyên viên tư vấn
Hãy để TUẤN PHÁT TPT giúp đỡ bạn bắt đầu với sản phẩm đèn LED chiếu sáng.
289/10 Đường số 10, Phường 8, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh