Tính toán chiếu sáng

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG Chiếu sáng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống. Có nhiều cách phân loại các hình thức chiếu sáng:  Căn cứ vào đối tượng cần chiếu sáng: chiếu sáng dân dụng và chiếu sáng công nghiệp.  Căn cứ vào mục đích chiếu sáng: chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng sự cố.  Ngoài ra còn có thể phân thành chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời, chiếu sáng trang trí, chiếu sáng bảo vệ Mỗi hình thức chiếu sáng có yêu cầu riêng, đặc điểm riêng dẫn đến phương pháp tính toán cách sử dụng các loại đèn và bố trí khác nhau. 10.1.1. Một số đại lượng dùng trong tính toán: a) Quang thông: là năng lượng của ngồn sáng phát ra qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. 0 . .F V e d      . Đơn vị của quang thông là Lumen (lm). Trong đó:  : bước sóng. V : độ rõ của bước sóng. e : hàm phân bố năng lượng. b) Cường độ ánh sáng: nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong góc dω (steradian) nó truyền đi một lượng quang thông dF thì cường độ ánh sáng của nguồn sáng dFI d  , (cd). Sau đây là chường độ sáng của một số nguồn sáng thông dụng: Nguồn sáng Cường độ sáng (cd) Ghi chú Ngọn nến 0,8 Theo mọi hướng Đèn sợi đốt 40W/220V 35 Theo mọi hướng Đèn sợi đốt 300W/220V có bộ phản xạ 400 1500 Theo mọi hướng Ở giữa chùm tia Đèn iot kim loại 2kW có bộ phản xạ 14800 250000 Theo mọi hướng Ở giữa chùm tia c) Độ rọi: người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi, có đơn vị là lux: dFE dS  (1 lux=1 lm/m2). Quy định về độ rọi cho một số khu vực (t/c Pháp): Đối tượng chiếu sáng Độ rọi (lx) Đối tượng chiếu sáng Độ rọi Phòng làm việc 400 ÷ 600 Phòng học, thí nghiệm 300 ÷ 500 Nhà ở 150 ÷ 300 Phòng vẽ, siêu thị 750 Đường phố 20 ÷ 50 Công nghiệp màu 1000 Cửa hàng, kho tàng 100 Phòng ăn 200 ÷ 300 Công việc với các chi tiết rất nhỏ >1000 10.1.2. Các loại đèn: a) Đèn sợi đốt: còn gọi là đèn dây tóc được dùng rộng rải do cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt.  Ưu điểm: nối trực tiếp vào lưới, kích thước nhỏ, rẽ tiền, cosφ cao, sáng nhanh  Khuyết điểm: tốn điện, phát nóng, tuổi thọ phụ thuộc điện áp. b) Đèn huỳnh quang:  Ưu điểm: hiệu suất quang học lớn, diện tíach phát quang, tuổi thọ cao, quang thông ít bị ảnh hưởng khi điện áp dao động trong phạm vi cho phép.  Khuyết điểm: chế tạo phức tạp, giá thành cao, cosφ thấp, khi đóng điện đèn không sáng ngay. Ngoài ra còn có các loại đèn khác như đèn khí Natri áp suất cao, áp suất thấp, đèn halogen kim loại c) Các loại chao đèn: Chao đèn bao bọc ngoài bóng đèn, dùng để phân phối lại quang thông của của bóng đèn một cách hợp lý và theo các nhu cầu nhất định. Có thể phân thành: chao đèn trực tiếp, phản xạ và khuếch tán. 10.1. Nội dung thiết kế chiếu sáng: Nội dung thiết kế chiếu sáng bao gồm ba bước chính sau: 1. Lựa chọn loại đèn, công suất, số lượng bóng đèn. 2. Bố trí đèn trong không gian cần chiếu sáng. 3. Thiết kế lưới điện chiếu sáng (sơ đồ nguyên lý lưới chiếu sáng, chọn dây dẫn, CB, cầu chì) Việc chọn dây dẫn sẽ theo điều kiện phát nóng cho phép của dây dẫn, K1.K2.Icp ≥ Itt. Trong đó: K1: hệ số điều chỉnh nhiệt độ (so với môi trường chế tạo và sử dụng). K2: hệ số điều chỉnh khi kể đến số dây đi trong một ống. Icp: dòng cho phép của dây dẫn được chọn. CB và cầu chì được lực chọn theo các điều kiện: điện áp, dòng định mức làm việc và định mức cắt (chương 7). 10.2. Thiết kế chiếu sáng dân dụng: Chiếu sáng dân dụng là chiếu sáng cho các khu vực như: nhà ở, hội trường, trường học, cơ quan, văn phòng, siêu thị, bệnh viện Các khu vực này không yêu cầu thật chính xác về độ rọi cũng như các thông số kỹ thuật khác. Tùy theo kinh phí mà thiết kế có thể đạt yêu cầu mỹ quan cũng như đa dạng các loại đèn được sử dụng. Trình tự thiết kế chiếu sáng như sau: 1. Chọn suất phụ tải chiếu sáng Po (W/m2) phù hợp đối tượng cần chiếu sáng, tính được tổng công suất chiếu sáng cho khu vực thiết kế: Pcs= Po.S. 2. Chọn loại đèn, công suất đèn Pđ, xác định lượng đèn cần: cs d P P n  . 3. Bố trí vị trí đèn theo mặt bằng cần chiếu sáng. 4. Vẽ sơ đấu dây và sơ dồ nguyên lý cho thiết kế. 5. Lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ (CB, cầu chì, thanh cái, dây dẫn). 10.3. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp: Đối với các nhà xưởng thường đã thiết kế chung kèm với chiếu sáng tăng cường tại điểm cần chiếu sáng cục bộ. Thiết kế có yêu cầu khá chính xác về độ rọi tại mặt bằng công tác. Phương pháp hệ số sử dụng thường được dùng, trình tự tính toán như sau: 1. Xác định độ treo cao đèn: H= h – h1 – h2 Trong đó: h là độ cao của nhà xưởng. h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn. h2: độ cao mặt bằng làm việc. 2. Xác định khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H (cho ở bảng): L/H bố trí nhiều dãy L/H bố trí một dãy Loại đèn và nơi sử dụng Tốt nhất Max cho phép Tốt nhất Max cho phép Chiều rộng giới hạn của nhà xưởng khi bố trí một dãy Nhà xường dùng chao mờ hoặc sắt tráng men 2,3 3,2 1,9 2,5 1,3H Nhà xưởng dùng chao vạn năng 1,8 2,5 1,8 2,0 1,2H Chiếu sáng cơ quan văn phòng 1,6 1,8 1,5 1,8 1,0H 3. Căn cứ vào sự bố trí đèn, xác định hệ số phản xạ của trần và tường ρtr, ρtư (%). 4. Xác định chỉ số của phòng (có kích thước a.b):   a.b H. a+b   5. Từ ρtr, ρtư và  tra bảng tìm hệ số sử dụng Ksd. 6. Xác định quanh thông của đèn, sd K.E.S.Z n.Ktt F  Trong đó: K: hệ số dự trữ, tra bảng. E: độ rọi theo yêu cầu của nhà xưởng (lx). S: diện tích nhà xưởng (m2). Z: hệ số tính toán (chọn 0,8 – 1,4). n: số bóng đèn. 7. Tra sổ tay tìm công suất bóng có F ttF 8. Vẽ sơ đồ cấp điện chiếu sáng trên mặt bằng. 9. Vẽ sơ đồ nguyên lý chiếu sáng. 10. Lựa chọn các phần tử trên sơ đồ nguyên lý. Hệ số dự trữ Tính chất môi trường Số lần vệ sinh đèn định kỳ/tháng Đèn tuýp Đèn sợi đốt Nhiều khói, bụi, tro, bồ hóng 4 2 1,7 Mức khói bụi 3 1,8 1,5 trung bình Ít khói, tro, bồ hóng 2 1,5 1,3