1. Sử dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một xưởng cơ khí (kích thước tự
chọn)
2. Ứng dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một giảng đường của trường Đại học
Nha Trang.
78 trang |
Chia sẻ: nguyenlam99 | Lượt xem: 1197 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
12/09/13
1
1
BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG
Môn: Kỹ thuật chiếu sáng
GV: Ths. BÙI THÚC MINH
E-mail: buithucminh81@gmail.com
ĐT: 0989 712 961
NHA TRANG 2013
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - ĐHNT
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
2
MỤC TIÊU
• Hiểu các đại lượng cơ bản về chiếu sáng.
• Biết Các loại nguồn sáng, thiết bị chiếu sáng.
• Biết và sử dụng được các tiêu chuẩn về chiếu
sáng.
• Thiết kế chiếu sáng trong nhà, ngoài trời,
• Ứng dụng phần mềm để thiết kế chiếu sáng.
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
2
3
YÊU CẦU
• Sinh viên phải hiểu biết về:
– Vật lý Quang điện.
– Tin học căn bản, autocad,
– Các ký hiệu điện.
– Các vật liệu điện.
– Thiết kế cung cấp điện
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
4
NỘI DUNG
Chủ đề 1. Tổng quan về chiếu sáng
Chủ đề 2. Các thiết bị chiếu sáng
Chủ đề 3. Phương pháp thiết kế chiếu sáng
Chủ đề 4. Ứng dụng phần mềm thiết kế chiếu
sáng
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
3
5
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Thúc Minh, Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng, ĐHNT 2013
[2] Dương Lan Hương, Kỹ thuật chiếu sáng, NXB ĐHQG TP HCM 2005
[3] PGS TS. Quyền Huy Ánh, CAD trong kỹ thuật điện, NXB ĐHQG Tp
HCM – 2008
[4] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện, NXB KH&KT, HN
2008
[5] Các qui phạm chiếu sáng nhân tạo trong các công trình xây dựng dân
dụng TCVN (TCXDVN 333 : 2005; QCXDVN 09: 2005,...)
[6] Monika Schnell, Handbook of Lighting Design, Printed in Germany
[7] Phần mềm thiết kế chiếu sáng LUXICON, Hãng Cooper lighting
[8] Mạng Internet (bản tin dự án chiếu sáng công cộng hiệu suất cao tại
Việt Nam,)
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
6
ĐÁNH GIÁ
• Bài tập, kiểm tra, báo cáo: 50%
• Thi kết thúc môn: 50%
• Hình thức thi: viết (được dụng tài liệu)
• Thời gian: 60 phút
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
4
7
Câu hỏi
1. Vẽ sơ đồ cung cấp điện chiếu sáng, quạt
trong phòng
2. SV đã tìm hiểu gì về môn kỹ thuật chiếu
sáng?
3. Tầm quan trọng của chiếu sáng chất lượng
tốt?
4. Các loại đèn chiếu sáng thường dùng hiện
nay?
5. Cách lựa chọn bộ đèn phù hợp?12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
8
Báo cáo
1. Các loại đèn sợi đốt
2. Đèn huỳnh quang
3. Tăng phô điện tử
4. Các đèn phóng điện
5. Các nguồn sáng mới
6. Thiết kế chiếu sáng cho giảng đường
7. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí
8. Thiết kế chiếu sáng đường giao thông
9. Hệ thống cung cấp điện chiếu sáng
10. Điều khiển hệ thống chiếu sáng
11. Thiết kế cải tạo hệ thống chiếu sáng
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
5
9
Thời gian
• Theo lịch trình giảng dạy trên trang web của
bộ môn Điện công nghiệp
vn/home.aspx
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
1012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
6
11
1. Mục đích chiếu sáng
• Chất lượng chiếu sáng có ảnh hưởng đến sự
hoạt động bình thường của con người, chỉ tiêu
kinh tế.
Chất lượng
ánh sáng
tốt
- Tăng sự hứng khởi và sảng khoái tinh
thần
- Tăng sự thẩm mỹ.
- Tăng độ an toàn và sức khỏe
- Tăng khả năng sáng tạo.
- Tăng năng suất lao động.
- Giảm tỉ lệ phế phẩm.
- Giảm thiệt hại kinh tế,
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12
2. Định nghĩa chiếu sáng
1. Định nghĩa: Kỹ thuật chiếu sáng là khoa học
nghiên cứu sự sinh ra, phân bố và lan
truyền trong không gian các bức xạ điện từ
trong dải quang của phổ.
Dải quang của phổ: dải quang phổ điện từ
trường với độ dài của bước sóng từ 0,001um
đến 1mm
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
7
13
Bức xạ chia làm 3 vùng:
- Bức xạ tử ngoại: 0,001um-0,38um
- Bức xạ nhìn thấy: 0,38um-0,78um
- Bức xạ hồng ngoại: 0,78um-1mm
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
14
Bức xạ nhìn thấy
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
8
15
• Quang phổ (phổ): tập hợp các bức xạ điện từ có tần
số khác nhau được sắp xếp theo bước sóng.
• Ánh sáng: những bức xạ điện từ có bước sóng trong
khoảng 0,38-0,78um, mà mắt người có thể cảm thụ
được
• Màu sắc:
– Màu vô sắc: đen, trắng và xám
– Màu hữu sắc: tất cả các màu có trong quang phổ ánh
sáng.
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
16
3. Nguồn sáng
• Nguồn sáng: vật thể mà phát ra những chùm phân
kỳ ánh sáng
– Nguồn sáng điểm: tập trung tại một điểm
– Nguồn sáng đường: trải dài theo một đường thẳng
– Nguồn ánh sáng sơ cấp: biến đổi dạng năng lượng khác
thành ánh sáng
– Nguồn ánh sáng thứ cấp: phát trở lại ánh sáng tới, sau khi
ánh sáng này đã được đã được giữ lại một phần do hấp
thụ và đã bị đổi hướng truyền đi do phản xạ hay khúc xạ
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
9
17
4. Các đại lượng đo ánh sáng
• Quang thông
• Quang hiệu
• Cường độ ánh sáng
• Độ rọi
• Độ chói
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
18
4.1. Quang thông
• Ký hiệu: ɸ
• Đơn vị: Lumen (Lm)
• Là đại lượng đặc trưng cho khả năng của
nguồn bức xạ ánh sáng trong không gian.
hay
• Lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
10
19
4.1. Quang thông
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
20
4.2. Quang hiệu (Hiệu suất phát sáng)
• Ký hiệu: H
• Đơn vị: lm/W
• Quang hiệu của một nguồn sáng được xác
định: tỷ số quang thông phát ra trên công suất
của nguồn sáng
H= ɸ/P
Ví dụ: đèn huỳnh quang có công suất 40W,
quang thông 2400lm
=> Quang hiệu: 2400/40=60lm/W
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
11
21
4.3. Cường độ ánh sáng
• Ký hiệu: I; Đơn vị: Candela (cd)
• Mật độ không gian của quang thông do nguồn sáng
phát ra theo một hướng
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
22
4.3. Cường độ ánh sáng
• Góc khối có giá trị lớn nhất khi tâm điểm nhìn
toàn bộ mặt cầu
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
12
23
4.4. Độ rọi E (lx hoặc lux)
• Mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng.
• Hệ số đồng đều của độ rọi: tỷ số giữa độ rọi yếu
nhất và giá trị trung bình
• Độ rọi là tiêu chuẩn cần thiết
trong các yêu cầu chiếu sáng
được cho trong các tài liệu thiết kế.
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
24
Giá trị độ rọi trong thực tế:
• Độ rọi trên mặt đất giữa trưa nắng hè: 35000 -
70000 lux
• Độ rọi giữa trưa mùa đông: 25000 - 35000 lux
• Đêm trăng rằm: 0,25 lux
• Phòng làm việc: 300 - 600lux
• Nhà ở: 150 - 300lux
• Đường phố có đèn chiếu sáng: 20 - 50lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
13
25
=> Độ rọi: tỷ lệ với cường độ sáng
và tỷ lệ nghịch với khoảng cách
đến bề mặt chiếu sáng12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
26
Kiểm tra độ rọi
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
14
27
• Nguồn sáng đường
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
28
• Tại điểm Q trên bề mặt làm việc cách điểm P
một khoảng l:
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
15
29
• Điểm P tại một số vị trí đặc biệt
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
3012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
16
31
4.5. Huy độ (Độ chói) L
• Độ chói của bề mặt
chiếu sáng theo
một hướng quan
sát là tỷ lệ giữa
cường độ sáng I
theo hướng đó và
diện tích nhìn S từ
hướng đó.
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
32
• Một bóng đèn sợi đốt có I=500 cd bức xạ ánh sáng
lên toàn bộ diện tích của bóng đèn S=100cm2 thì độ
chói là 5.104cd/m2, nếu dùng chao thủy tinh mờ có
diện tích bề mặt S=706,5cm2 độ chói lúc này là
L=7077cd/m2
– Độ chói của mặt trời 165.107cd/m2
– Mặt trăng: 2500 cd/m2
– Đèn sợi đốt 100W – 6.106 cd/m2
– Đèn huỳnh quang 40W – 7000 cd/m2
– Trang giấy trắng 80cd/m2
• Chú ý: Độ chói L < 5000cd/m2 chưa gây cảm giác
chói mắt
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
17
3312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
3412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
18
3512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
3612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
19
37
Bài tập
1. Mặt trời ở trên đỉnh tạo ra trên bề mặt trái đất
E=116.103lux. Bán kính trái đất rd=6300km.
• Hỏi:
– Quang thông bức xạ của mặt trời xuống trái đất.
– Cường độ sáng bức xạ từ mặt trời. Biết khoảng
cách giữa trái đất và mặt trời là d=150.106km.
– Độ chói quan sát từ trái đất? Biết bán kính mặt
trời rmt=695.10
3km
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
38
Bài tập
2. Một ngọn đèn điện 75W, 220V treo ở độ cao
h=1,35m so với bề mặt làm việc, phát quang
theo mọi hướng với quang thông 970lm. Xác
định:
• Độ rọi trên bề mặt làm việc tại điểm 1 thẳng
góc với đèn.
• Độ rọi tại điểm 2 cách điểm 1 là l=0,6m theo
phương nằm ngang
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
20
39
Bài tập
3. Một ngọn đèn điện gồm 2 bóng đèn sợi đốt
100W/220V treo ở độ cao 1,5m so với bề
mặt làm việc, phát quang theo mọi hướng
với quang thông mỗi bóng 1390lm. Hãy xác
định:
a. Độ rọi trên bề mặt làm việc tại điểm 1 thẳng
góc với đèn.
b. Độ rọi tại điểm 2 cách điểm 1 Là 0,84m theo
phương nằm ngang
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
40
Bài tập
4. Một đèn huỳnh quang dài 1,2m có công suất
40W, hiệu suất phát quang 50lm/W, được treo
ở độ cao 1,45m so với bề mặt làm việc.
Hãy tính độ rọi tại điểm P trên bề mặt làm việc
thẳng góc với đèn và độ rọi tại điểm Q trên bề
mặt làm việc cách điểm P một khoảng 1,67m
theo phương nằm ngang (đèn khuếch tán
hoàn toàn)
ĐS: Ep=73,47lux; Eq=48,17lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
21
41
Bài tập
5. Một ngọn đèn gồm 2 bóng đèn huỳnh quang
dài L=1,2m có công suất 36W, quang thông
2850lm, được treo ở độ cao h=1,55m so với
bề mặt làm việc.
• Hãy tính độ rọi tại điểm P trên bề mặt làm việc
thẳng góc với đèn và độ rọi tại điểm Q trên bề
mặt làm việc cách điểm P một khoảng l=2m
theo phương ngang
• ĐS: Ep=177,6lux; Eq=108,79lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
42
Bài tập
6. Một đèn huỳnh quang dài L=1,2m được treo
ở độ cao h=1,5m so với bề mặt làm việc.
• Hãy tính độ rọi tại điểm P trên bề mặt làm việc
thẳng góc với điểm O (nằm giữa A và B) cách
đầu A một đoạn L/3 và độ rọi tại điểm Q trên
bề mặt làm việc, cách điểm P một khoảng
l=1,6m theo phương nằm ngang.
• ĐS: Ep=113,59lux; Eq=77,69lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
22
43
Bài tập
7. Một đèn huỳnh quang dài L=1,2m được treo
ở độ cao h=1,5m so với bề mặt làm việc.
• Hãy tính độ rọi tại điểm P trên bề mặt làm việc
thẳng góc với điểm O (nằm ngoài đoạn AB)
cách đầu A một đoạn lAO=L/3 và độ rọi tại
điểm Q trên bề mặt làm việc, cách điểm P một
khoảng l=1,6m theo phương nằm ngang.
• ĐS: Ep=64,8lux; Eq=44,32lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
44
Bài tập
8. Hai đèn huỳnh quang dài L=1,2m được treo
nối tiếp nhau ở độ cao h=2m so với bề mặt
làm việc.
• Hãy tính độ rọi tại điểm P trên bề mặt làm việc
thẳng góc với điểm tiếp giáp của 2 đầu bóng
đèn và tại điểm Q trên bề mặt làm việc, cách
điểm P một khoảng l=2,6m theo phương nằm
ngang.
• ĐS: Ep=64,8lux; Eq=44,32lux
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
23
45
Bài 1
a. Coi quang thông do mặt trời bức xạ xuống
trái đất sẽ rơi vào bề mặt pi.r2 vuông góc MT-
TĐ
– Từ thông = E.S=E.pi.r2
b. Góc nhìn trái đất từ mặt trời
– Góc khối=pi.r2/d2
• Cường độ bức xạ=từ thông/góc khối
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
46
Bài 2
4 Max
lux
h
I
E 36,42
35,1
1.2,77cos.
221
914,0cos
35,1
6,0
arctg
h
l
arctg
lux
h
I
E 33,32
35,1
914,0.2,77cos.
2
3
2
3
2
a. Độ rọi tại điểm 1
b. Độ rọi tại điểm 2
Đèn chiếu theo mọi hướng:
cdI 2,77
14,3.4
970
Cường độ sáng của bóng đèn:
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
24
47
Bài 4
lmPH 200040.50.
cd
L
I 12,180
2,1.25,9
2000
.25,9
radarctg
h
L
arctg 69,0
45,1
2,1
37,0sin;77,0cos
656,0cos
855,0
45,1
67,1
arctg
h
l
arctg
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
4812/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
25
12/09/13 49
2.1. Tổng quan
BÓNG ĐÈN
SỢI ĐỐT LED PHÓNG ĐIỆN
THƯỜNG HALOGEN
HUỲNH
QUANG
CA THỦY
NGÂN
Na (SOUDIUM)
METAL-
HALIDE
ỐNG
COMPACT
CAO ÁP
THẤP ÁP
2.1.1. Phân loại nguồn sáng
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 50
2.1.1. Phân loại nguồn sáng (bố trí và kích thước)
a. Nguồn sáng điểm
Khi khoảng cách từ nguồn đến mặt làm việc lớn hơn nhiều
so với kích thước nguồn sáng (thường nguồn sáng có kích
thước nhỏ hơn 0,2 khoảng cách chiếu sáng đều có thể coi
là nguồn sáng điểm). Bóng đèn sợi đốt, compact có thể coi
là nguồn sáng điểm.
b. Nguồn sáng đường
Một nguồn sáng được coi là nguồn sáng đường khi chiều
dài của nó đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng. Có thể
coi đèn ống là nguồn sáng đường. Các băng sáng, bóng
đèn được bố trí thành các dải sáng là nguồn sáng đường.
c. Nguồn sáng mặt
Các đèn được bố trí thành mảng hoặc ô sáng được coi như
nguồn sáng mặt.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
26
12/09/13 51
Sợi đốt Halogen
2.1.2. Sơ lược lịch sử phát triển và phạm vi sử dụng
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 52
2.2 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN
2.2.1. Điện áp và Công suất
220V/250W220V/100W
CẦN PHÂN BIỆT
• Điện áp trên bóng đèn hay trên bộ đèn
• Công suất bóng đèn hay trên bộ đèn
Wlm
P
F
H /,2.2.3. Hiệu suất phát quang
(luminous efficiency)
Đánh giá quá trình biến đổi điện năng thành quang năng;
Hiệu suất phát quang càng cao, chứng tỏ đèn càng TKĐN.
2.2.2. Quang thông F
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
27
12/09/13 53
Hiệu suất phát quang của một số loại
đèn
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 54
2.2.4. Nhiệt độ màu T (Colour Temperature)
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
28
12/09/13 55
2.2.4. Nhiệt độ màu T (Colour Temperature)
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 56
2.2.4. Nhiệt độ màu T (Colour Temperature)
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
29
12/09/13 57
Biểu đồ Kruithof
Biểu đồ Kruithof là tiêu chuẩn đầu tiên cho sự lựa chọn
nguồn sáng. Ta nhận thấy muốn có độ rọi với độ tiện nghi cao
thì nguồn sáng phải có nhiệt độ màu thích hợp.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 58
2.2.5. Chỉ số truyền đạt màu
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
30
12/09/13 59GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 60
1.2.5 Chỉ số truyền đạt màu
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
31
12/09/13 61
1.2.5 Chỉ số truyền đạt mầu
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 62
2.3. ĐÈN SỢI ĐỐT
2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
32
12/09/13 63
2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 64
2.3.2 Đặc điểm của đèn sợi đốt:
a. Ưu điểm:
Có chỉ số truyền đạt màu rất cao (CRI ≈ 100%) cho
phép sử dụng trong chiếu sáng chất lượng cao.
Nối trực tiếp vào lưới điện, không đòi hỏi thiết bị đi
kèm; dễ dàng điều khiển; bật sáng tức thời và giá
thành thấp.
b. Nhược điểm:
Hiệu quả năng lượng thấp, đạt 10-20lm/W; phát
nóng; chịu rung động của đèn kém.
Tuổi thọ thấp, phụ thuộc vào điện áp: trung bình
1000h nhưng khi U tăng 5%Uđm tuổi thọ chỉ còn
500h.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
33
12/09/13 65GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 66
Ảnh hưởng của điện áp đến các đặc tính của đèn
• Gäi 0, I0, P0, D0 lµ quang th«ng, dßng ®iÖn, c«ng suÊt, tuæi thä
cña ®Ìn ë ®iÖn ¸p ®Þnh møc U0, khi ta ®Æt lªn ®Ìn mét ®iÖn ¸p U
th× cã quan hÖ :
/0 = ( U/U0 )
3,5 (2.1)
I/I0 = (U/U0 )
0,5 (2.2)
P/P0 = ( U/U0 )
1,5 (2.3)
D/D0 = ( U0/U)
13,5 (2.4)
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
34
12/09/13 67
2.3.3. Phạm vi sử dụng:
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 68
2.3.3. Phạm vi sử dụng:
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
35
12/09/13 69
Từ năm 1960, ngoài khí trơ người ta còn bổ sung Halogen (Iốt,
Brom) khi đó vonfram bốc hơi lắng đọng trên sợi đốt mà không bị
ngưng đọng trên thành bóng đèn cho phép đạt nhiệt độ 31000K,
hiệu quả ánh sáng từ 20-27lm/W tuổi thọ trung bình 2000h.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 70GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
36
12/09/13 71
2.4. ĐÈN HUỲNH QUANG
Cấu tạo:
Phủ phốt pho
Thủy ngân
Khí trơ
Ống thủy tinh
Điện cực
Flourescent Lamp
Nguyên lý làm việc:
Sau khi được khởi động, các
sóng điện từ tần số cao
phóng qua lại giữa hai điện
cực của bóng đèn,
đồng thời sóng này đập vào lớp bột HQ ở vách trong bóng đèn làm phát ra các tia bức
xạ thức cấp ở các bước sóng mà mắt người cảm nhận được
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 72
Thiết bị mồi đèn: Để gây phóng điện ban đầu và duy trì ổn định ánh
sáng, phải dùng thiết bị mồi đèn. Thiết bị mồi đèn hay dùng là tắc-te
và chấn lưu.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
37
12/09/13 73
* Tắc-te
• Tắc-te khí: lµ mét bãng ®Ìn cã khÝ rÊt
nhá cã c¸c ®iÖn cùc gÇn nhau, trong ®ã
mét ®iÖn cùc lµ b¶n lìng kim m¾c song
song víi ®Ìn èng nh s¬ ®å trªn h×nh vÏ.
Khi ®ãng m¹ch h×nh thµnh m¹ch ®iÖn kÝn t¹o nªn tõ nguån qua
chÊn lu, mét ®iªn cùc, t¾c te vµ qua mét ®iÖn cùc kh¸c vÒ nguån. Khi
®ã ®iÖn ¸p nguån ®Æt lªn hai cùc cña t¾c te cã khÝ lµm cho t¾c te
phãng ®iÖn. KÕt qu¶ lµ b¶n lìng kim nãng lªn vµ bÞ d·n në chËp
m¹ch lµm cho t¾c te kh«ng phãng ®iÖn n÷a, nhiÖt ®é gi¶m ®i. Sau
mét kho¶ng thêi gian ng¾n b¶n lìng kim hë m¹ch kÐo theo m¹ch
®iÖn qua chÊn lu hë m¹ch. N¨ng lîng tõ trêng tÝch lòy trong chÊn lu
t¹o nªn qu¸ ®iÖn ¸p qu¸ ®é khi hë m¹ch g©y phãng ®iÖn ban ®Çu
trong ®Ìn
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 74
• T¾c-te nhiÖt: gåm mét bãng
®Ìn ch©n kh«ng nhá chøa mét
c«ng t¾c lìng kim khÐp m¹ch
khi nguéi vµ mét ®iÖn trë ®èt
nãng.
Khi cã ®iÖn ®iÖn trë nµy vµ c¸c ®iÖn cùc m¾c nèi tiÕp bÞ ph¸t
nãng theo hiÖu øng Joule lµm hë m¹ch b¶n lìng kim g©y qu¸ ®iÖn
¸p khi hë m¹ch chÊn lu g©y phãng ®iÖn ban ®Çu trong ®Ìn.
Trong c¶ hai trêng hîp nªn sö dông mét ®iÖn dung nhá cì 6nF
lµm t¨ng thêi gian qu¸ ®iÖn ¸p do ®ã måi ®Ìn dÔ dµng h¬n.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
38
12/09/13 75
Đèn HQ với chấn lưu điện từ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 76
Đèn HQ với chấn lưu điện tử
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
39
12/09/13 77
CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CHÍNH
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 78GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
40
12/09/13 79GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 80GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
41
12/09/13 81
ƯU ĐIỂM CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 82
NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
42
12/09/13 83GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 84
CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
43
12/09/13 85
CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 86
CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
44
12/09/13 87
CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 88GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
45
12/09/13 89GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 90
2.5. ĐÈN PHÓNG ĐIỆN KHÁC
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
46
12/09/13 91
BÓNG PHÓNG ĐIỆN
Phóng điện trong môi
trường khí hoặc hơi kim
loại
Ống thạch anh
Dòng HQ
Nguyên tử
Bầu thủy tinh
Bức xạ UV
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 92
HID LPS HPS
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
47
12/09/13 93
2.5.1. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
• Phãng ®iÖn trong h¬i thñy ng©n
cã ¸p suÊt cao tõ 1 ®Õn 10 at bøc
x¹ ¸nh s¸ng gåm bèn v¹ch chÝnh
lµ 400, 430, 540, 560 nm vµ cã
mµu tr¾ng.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 94
2.5.1. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
• §Ìn h¬i thuû ng©n ®îc ph¸t triÓn ®Çu tiªn tõ n¨m
1901 nhng ®Ìn thñy ng©n cao ¸p ®îc sö dông
chiÕu s¸ng trong nhµ tõ n¨m 1960, sau ®ã ®îc c¶i
tiÕn nhê sö dông thªm phèt pho t¹o nªn mµu tr¾ng
deluxe.
• HiÖu qu¶ ¸nh s¸ng kho¶ng 50 lm/W, chØ sè thÓ
hiÖn mµu thÊp. Do ®Æc tÝnh cña ®Ìn thñy ng©n bÞ
xuèng cÊp nhanh vµ hiÖu qu¶ n¨ng lîng thÊp nªn
®Ìn thñy ng©n cao ¸p cã xu híng bÞ lo¹i bá.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
48
12/09/13 95
2.5.2. ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE)
• Nguyªn lý phãng ®iÖn cña h¬i
halogen kim lo¹i ®îc Steinmetz m«
t¶ ®Çu tiªn tõ n¨m 1911 vµ ®îc c«ng
ty General Electric øng dông ®Çu
tiªn trong c«ng nghiÖp.
• Nã lµ ®Ìn thñy ng©n CA cho thªm
vµo m«i trêng thñy ng©n muèi ièt
cña c¸c kim lo¹i nh Indi, Thali,
Natri. V× ièt thuéc nhãm halogen
nªn nh÷ng ®Ìn cã m«i trêng nµy gäi
lµ ®Ìn halogen kim lo¹i (Metal
halide).
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 96
2.5.2. ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE)
• C¸c lo¹i ®Ìn nµy cã hiÖu qu¶ s¸ng
kho¶ng 70-100 lm/W vµ ®îc chÕ
t¹o víi d¶i c«ng suÊt tõ 32 ®Õn
2000 W nhiÖt ®é mµu 2700-
45000K, CRI = 65-80.
• §Ìn Metal halide thay thÕ TNCA
trong chiÕu s¸ng nhµ xëng, s©n thÓ
thao, qu¶ng trêng, cÇu c¶ng nh»m
TK§N.
• Nhîc ®iÓm cña ®Ìn nµy lµ gi¸
thµnh cao, sau mét thêi gian sö
dông mµu bÞ thay ®æi.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
49
12/09/13 97
2.5.3. ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS)
• §Ìn Sodium ¸p suÊt cao xuÊt hiÖn
n¨m 1961 vµ ®îc th¬ng m¹i hãa vµo
n¨m 1965, sö dông trong chiÕu s¸ng
ngoµi trêi, chiÕu s¸ng c¸c c«ng
tr×nh c«ng nghiÖp, v¨n hãa thÓ thao
vµ lµ nguån s¸ng lý tëng cho chiÕu
s¸ng ®êng giao th«ng.
• CÊu t¹o ®Ìn gåm bãng thñy tinh
alumin h×nh « van, kÝch thíc t¬ng
®èi nhá, cã h¬i Natri víi ¸p suÊt 250
mm Hg, ®ui xo¸y, c«ng suÊt tõ 35
®Õn 1000W.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 98
2.5.3. ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS)
• ë nhiÖt ®é trªn 10000C vµ ¸p suÊt
cao Natri bøc x¹ c¸c phæ s¸ng
tr¾ng cã nhiÖt ®é mµu tõ 2000
®Õn 25000K.
• HiÖu suÊt s¸ng cã thÓ ®¹t 120
lm/W nhng chØ sè thÓ hiÖn mµu
t¬ng ®èi kÐm, CRI = 20. Tuæi thä
lý thuyÕt cã thÓ tíi 10.000 giê.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
50
12/09/13 99
2.5.4. ĐÈN NATRI ÁP SUẤT THẤP LPS (SODIUM TA)
Được sử dụng từ 1940 ở châu âu và năm 1970 ở Mỹ.
èng ph¸t hå quang (h×nh ch÷ U) lµm tõ thñy tinh chÞu
nhiÖt, chøa Natri vµ mét lîng nhá khÝ argon vµ neon. ¸p suÊt
trong èng kho¶ng 10-3mm Hg, kho¶ng gi÷a èng phãng ®iÖn
vµ èng phÝa ngoµi lµ ch©n kh«ng. ¸nh s¸ng ®îc ph¸t ra bëi
®iÖn tö t¸c ®éng lªn c¸c nguyªn tö Natri g©y ra hå
quang. Nguyªn tö Natri ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch khi chuyÓn
vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n sÏ ph¸t ra ¸nh s¸ng ®¬n s¸c mµu vµng,
trong ®ã 95% t¹i bíc sãng 589nm cßn l¹i 5% ph¸t t¹i bíc
sãng 586nm.
Bøc x¹ ®Ìn Sodium ¸p suÊt thÊp ®¬n s¾c mµu da cam, víi bíc sãng nµy ¶nh
cña ®èi tîng ®îc tiªu tô ®óng trªn vâng m¹c, v× thÕ ®Ìn Sodim ¸p suÊt thÊp
thÝch hîp cho viÖc chiÕu s¸ng hÖ thèng giao th«ng, dÔ dµng quan s¸t c¸c ®èi t-
îng ®ang chuyÓn ®éng.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 100GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
51
12/09/13 101GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 102GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
52
12/09/13 103GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 104GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
53
12/09/13 105GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 106GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
54
12/09/13 107GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 108GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
55
12/09/13 109GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 110GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
56
12/09/13 111GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 112GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
57
12/09/13 113GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 114
2.5. CÁC NGUỒN SÁNG MỚI
2.5.1. Đèn sulfur
Lµ lo¹i ®Ìn kh«ng cã ®iÖn cùc,
¸nh s¸ng ph¸t ra do bøc x¹ cña
c¸c nguyªn tö sulphur trong m«i
trêng khÝ Argon khi bÞ kÝch thÝch
b»ng vi sãng (®îc ph¸t minh n¨m
1990).
Kh«ng chøa thñy ng©n, bÒn mµu, Ýt bÞ giµ hãa, thêi gian khëi ®éng rÊt ng¾n, bøc
x¹ hång ngo¹i Ýt, bøc x¹ cùc tÝm còng rÊt yÕu, hiÖu suÊt cao (kho¶ng 100 lm/W),
rÊt s¸ng vµ ph©n bè phæ ®Çy trong vïng nh×n thÊy. §©y lµ ®Ìn lý tëng ®Ó chiÕu
s¸ng trong nhµ t¹i nh÷ng n¬i diÖn tÝch réng nh nhµ m¸y, kho hµng, nhµ thi ®Êu vµ
c¸c phè bu«n b¸n. Nã còng lµ nguån s¸ng lý tëng cho chiÕu s¸ng ngoµi trêi, cho
chiÕu s¸ng kiÕn tróc.
§ §Ìn Sulphur cã thÓ ®iÒu chØnh quang th«ng ®Õn møc 30% cung cÊp ¸nh s¸ng cã
nhiÖt ®é mµu ®Õn 6.000 K víi CRI = 80. Do kh«ng cã sîi ®èt nªn lo¹i ®Ìn nµy
kh«ng thay ®æi mµu vµ cêng ®é s¸ng theo thêi gian.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
58
12/09/13 115
2.5. CÁC NGUỒN SÁNG MỚI
2.5.2. Đèn LED (Light Emitting
Diode)
PhÇn chñ yÕu cña mét LED lµ tinh thÓ
b¸n dÉn InGaN t¹o nªn chuyÓn tiÕp P-
N. Khi ®Æt ®iÖn ¸p nhá lªn chuyÓn tiÕp
sÏ t¹o nªn c¸c ®iÖn tÝch di ®éng ch¹y
qua chuyÓn tiÕp vµ biÕn ®æi n¨ng lîng d
thµnh ¸nh s¸ng.
N¨ng lîng gi¶i phãng do sù t¸i hîp
®iÖn tö lç trèng gÇn chuyÓn tiÕp sÏ lµm
ph¸t sinh c¸c ph«ton.
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 116
2.5.2. Đèn LED
GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
59
12/09/13 117GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 118GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
60
12/09/13 119GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 120GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
61
12/09/13 121GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 122GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
62
12/09/13 123GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 124GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
63
12/09/13 125GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13 126GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
64
12712/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Giảng đường Đại Học Nha Trang
12812/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
65
Xưởng cơ khí
12912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Phòng thiết kế vẽ tranh tường
13012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
66
Phòng thí nghiệm
13112/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
13212/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
67
Trình tự thiết kế chiếu sáng trong nhà
Bước 1. Chọn độ rọi yêu cầu
Bước 2. Chọn kiểu bóng đèn
Bước 3. Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn
Bước 4. Chọn độ cao treo đèn
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu
Bước 6. Xác định tổng quang thông của các bộ đèn
chiếu sáng
Bước 7. Xác định số lượng đèn cần thiết
Bước 8. Kiểm tra độ rọi
13312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 1. Chọn độ rọi yêu cầu
• Căn cứ vào các yếu tố:
– Đặc điểm sử dụng và không gian.
– Tính chất hoạt động (Văn phòng, xưởng, phòng
học, lắp ráp chi tiết, hội trường,)
– Môi trường chung.
– Chọn độ rọi theo Tiêu chuẩn
13412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
68
Bước 2. Chọn kiểu bóng đèn
• Theo tiêu chí:
– Nhiệt độ màu
– Chỉ số hoàn màu IRC
– Hiệu suất phát quang, tuổi thọ bóng đèn,
13512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 3. Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn
• Chiếu sáng trực tiếp
• Chiếu sáng bán trực tiếp
• Chiếu sáng gián tiếp
13612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
69
Bước 4. Chọn độ cao treo đèn
13712/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng
đèn tối thiểu
• Độ đồng đều ánh sáng phụ thuộc:
– Khoảng cách giữa các đèn L
– Hệ số phản xạ của tường, trần, sàn
– Loại đèn
– Tỷ số L/h (giá trị cực đại của nó được cho ứng với
từng loại đèn do các hãng SX cung cấp)
13812/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
70
Bước 5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu
• Thõa:
13912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 6. Xác định tổng quang thông của
các bộ đèn chiếu sáng
14012/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
71
• Hệ số sử dụng của một số đèn thông dụng
14112/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
14212/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
72
Bước 7. Xác định số lượng đèn cần thiết
14312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 8. Kiểm tra độ rọi
• Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt chiếu
sáng (độ rọi thực tế)
14412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
73
Bài tập
• Thiết kế chiếu sáng cho một xưởng cơ khí có
kích thước axbxH là 20,0x40,0x5,0m. Yêu
cầu:
– Đảm bảo độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn. (TCVN
7114:2002 và QCXDVN 09:2005)
– Đảm bảo phân bố ánh sáng đồng đều trên bề mặt
làm việc
14512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
14612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
74
147
Phần mềm thiết kế chiếu sáng
• Một số phần mềm thiết kế chiếu sáng:
– Luxicon
– Dialux
– Visual professional Edition
– CalcuLux
– AGI 32
– Ulysse,
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
148
Trình tự thiết kế chiếu sáng
bằng phần mềm Luxicon
Bước 1. Tạo mặt bằng
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
Bước 3. Chọn và phân bố bộ đèn
Bước 4. Tạo lưới tính toán và tính toán
Bước 5. Xuất kết quả
(tài liệu hướng dẫn thiết kế chiếu sáng)
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
75
Bước 1. Tạo mặt bằng
• Các thông tin về căn phòng cần xác định?
– Kích thước? Chiều dài, rộng, cao
– Màu sắc? Của trần, tường, sàn
– Tính chất hoạt động? Ví dụ: giảng đường, thư
viện, phòng thí nghiệm, xưởng cơ khí,
14912/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 1. Tạo mặt bằng
• Chọn độ rọi theo thang đo
150
Nguồn: TCXDVN 333:2005
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
76
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
• Dựa vào đâu?
151
1. Nhiệt độ màu: Thể hiện màu sắc của ánh sáng do vật phát ra
(Kelvin)
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
2. Chỉ số hoàn màu: thể hiện chất lượng của ánh sáng
152
TCVN 7114:2002
12/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
77
Bước 2. Lựa chọn bộ đèn
• Thư viện các bộ đèn
– Hơn 500 đèn Ies, nhiều kiểu đèn.
Catalogue PHILIPS
- Lamps & Gears Catalogue
• Luminaries catalogue:
•
15312/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bước 3. Chọn và phân bố bộ đèn
• Thõa điều kiện:
15412/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
12/09/13
78
• Bước 4. Tạo lưới tính toán và tính toán
• Bước 5. Xuất kết quả
15512/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Bài tập
1. Sử dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một xưởng cơ khí (kích thước tự
chọn)
2. Ứng dụng phần mềm Luxicon thiết kế chiếu
sáng cho một giảng đường của trường Đại học
Nha Trang.
15612/09/13 GV: Bùi Thúc Minh
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bg_ky_thuat_chieu_sang_5184.pdf