thien731987@gmail.com
Bài 8: Tính toán chi u sángế
8.1. Khái ni m chung v chi u sángệ ề ế
Chi u sáng đóng vai trò h t s c quan tr ng trong đ i s ng sinh ho t cũng nhế ế ứ ọ ờ ố ạ ư
trong s n xu t công nghi p. N u ánh sáng y u s gây h i m t, h i s c kho , làmả ấ ệ ế ế ẽ ạ ắ ạ ứ ẻ
gi m năng su t lao đ ng, gây ra th ph m ph ph m, gây tai n n lao đ ng .... Đ cả ấ ộ ứ ẩ ế ẩ ạ ộ ặ
bi t có nh ng công vi c không th ti n hành đ c n u thi u ánh sáng ho c ánh sángệ ữ ệ ể ế ượ ế ế ặ
không th t ( nghĩa là không gi ng ánh sáng ban ngày ) nh b ph n ki m tra ch tậ ố ư ộ ậ ể ấ
l ng máy, b ph n pha ch hoá ch t, b ph n nhu m màu...ượ ộ ậ ế ấ ộ ậ ộ
có nhi u cách phân lo i các hình th c chi u sáng.ề ạ ứ ế
- Căn c vào đ i t ng c n chi u sáng chia ra chi u sáng dân d ng và chi uứ ố ượ ầ ế ế ụ ế
sáng công nghi p. Chi u sáng dân d ng bao g m chi u sáng cho căn h gia đình, cácệ ế ụ ồ ế ộ
c quan, tr ng h c b nh vi n, khách s n ....Chi u sáng công nghi p nh m cung c pơ ườ ọ ệ ệ ạ ế ệ ằ ấ
ánh sáng cho các khu v c s n xu t nh nhà x ng kho bãi. v.v.ự ả ấ ư ưở
- Căn c vào m c đích chi u sáng chia ra chi u sáng chung chi u sáng c c b ,ứ ụ ế ế ế ụ ộ
chi u sáng s c : Chi u sáng chung t o nên đ sáng đ ng đ u trên toàn b di n tíchế ự ố ế ạ ộ ồ ề ộ ệ
c n chi u sáng ( phòng khách, nhà hàng, phân x ng ...Chi u sáng c c b là hình th cầ ế ưở ế ụ ộ ứ
t p trung ánh sáng vào m t đi m ho c m t di n tích h p ( bàn làm vi c, chi ti t c nậ ộ ể ặ ộ ệ ẹ ệ ế ầ
gia công chính xác nh ti n, đ ng ch máy khâu..... Chi u sáng s c là hình th cư ệ ườ ỉ ế ự ố ứ
chi u sáng d phòng khi x y ra m t đi n l i nh m m c đích an toàn cho con ng iế ự ả ấ ệ ướ ằ ụ ườ
trong các khu v c s n xu t ho c n i t p trung đông ng i ( nhà hát, h i tr ng )ự ả ấ ặ ơ ậ ườ ộ ườ
- Ngoài ra còn chia ra chi u sáng trong nhà chi u sáng ngoài tr i, chi u sángế ế ờ ế
trang trí, chi u sáng b o v ...ế ả ệ
M i hình th c chi u sáng có yêu c u riêng, đ c đi m riêng, d n t i ph ngỗ ứ ế ầ ặ ể ẫ ớ ươ
pháp tính toán, cách lo i đèn, b trí đèn khác nhau.ạ ố
8.2. M t s đ i l ng dùng trong tính toán chi u sángộ ố ạ ượ ế
1. quang thông, f.
M t ng i có c m giác khác nhau v i các ánh sáng có cùng công su t nh ng cóắ ườ ả ớ ấ ư
b c sóng khác nhau. m t trung bình nh y c m nh t v i ánh sáng màu xanh lá cây cóướ ắ ạ ả ấ ớ
b c sóng 555 nm. đ i v i các ánh sáng có b c sóng l ch kh i 555 nm v hai phía đướ ố ớ ướ ệ ỏ ề ộ
c m quang c a m t s gi m đi và ra ngoài b c sóng ( 380 ả ủ ắ ẽ ả ướ ÷ 760 ) nm m t khôngắ
c m nh n đ c n a. đ bi u di n quan h gi a đ c m quang c a m t v i các b cả ậ ượ ữ ể ể ễ ệ ữ ộ ả ủ ắ ớ ướ
sóng khác nhau ta làm nh sau: ư
N u coi đ nh y c m quang c a m t đ i v i ánh sáng b c sóng 555nm là 1, r iế ộ ạ ả ủ ắ ố ớ ướ ồ
tính đ nh y c m quang c a m t đ i v i các b c sóng còn l i theo b c sóng là 555ộ ạ ả ủ ắ ố ớ ướ ạ ướ
nm, ta s đ c đ nh y t ng đ i kẽ ượ ộ ạ ươ ố λ. đ ng cong bi u di n kườ ể ễ λ theo b c sóng ướ λ có
d ng ( hình 8-1 ).ạ
T hình trên ta th y đ nh y c m quang c a m t không ph thu c vào công su từ ấ ộ ạ ả ủ ắ ụ ộ ấ
c a các tia sáng mà chính là c m giác v ánh sáng mà tia sáng gây ra trong m t. đủ ả ề ắ ể
ph n ánh đ c đi u này ta quy đ i ánh sáng có b c sóng ả ượ ề ổ ướ λ b t kỳ v ánh sáng màuấ ề
xanh lá cây theo công th c:ứ
fx = fλ . kλ
Tuyên b b n quy n:ố ả ề
Là tài li u h tr h c t p nghiêm c m t t c các hình th c kinh doanhệ ỗ ợ ọ ậ ấ ấ ả ứ
===============================================================
thien731987@gmail.com
Trong đó:
- fλ là công su t c a ánh sáng có b c sóng ấ ủ ướ λ.
- kλ là đ nh y c m quang c a m t đ i v i ánh sáng b c sóng ộ ạ ả ủ ắ ố ớ ướ λ.
- fx là công su t c a ánh sáng có b c sóng ấ ủ ướ λ đã quy chuy n v ánh sáng cóể ề
b c sóng 555 nm.ướ
đ i l ng fạ ượ x hay vi t g n là f g i là quang thông.ế ọ ọ
N u ánh sáng bao g m nhi u tia sáng v i các b c sóng t (ế ồ ề ớ ướ ừ λ1÷λ 2) thì quang thông
s đ c tính nh sau:ẽ ượ ư
Trong đó: k là h s qui đ i đ n v b ng th c nghi m. k = 683 lm/w.ệ ố ổ ơ ị ằ ự ệ
V y quang thông chính là công su t c a ánh sáng khi xét đ n đ c đi m c m th ánhậ ấ ủ ế ặ ể ả ụ
sáng c a m t ng i.ủ ắ ườ
Đ n v quang thông là lumen, ký hi u là lm. cũng có khi đ n v quang thông là w.ơ ị ệ ơ ị
quan h gi a lm và w nh sau:ệ ữ ư
W
683
1
Lm1 =
2. C ng đ sáng, i.ườ ộ
Gi thi t ta có m t ngu n sáng 0 nh sau:ả ế ộ ố ư
Gi thi t có m t ngu n sáng 0 b c x theo m i ph ng, trong m t góc đ c dả ế ộ ồ ứ ạ ọ ươ ộ ặ ω nó
truy n đi m t l ng quang thông df, thì đ i l ng ề ộ ượ ạ ượ
ωd
dF
g i là c ng đ sáng c aọ ườ ộ ủ
ngu n sáng trong ph ng đó:ồ ươ
Tuyên b b n quy n:ố ả ề
Là tài li u h tr h c t p nghiêm c m t t c các hình th c kinh doanhệ ỗ ợ ọ ậ ấ ấ ả ứ
===============================================================
0rs
hình 8 -2: nguồn sáng
kλ
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
380 580 510 555 575 585 620
λ (nm)
Hình8-1: đường cong độ nhảy cảm quang kλ = f(λ)
lơxanh vàng đỏ
760
đỏ
da camvàng
lục
lamchàmtím
thien731987@gmail.com
ω
=d
dF
I
V y c ng đ sáng là l ng quang thông truy n đi trong m t góc đ c nào đó, theoậ ườ ộ ượ ề ộ ặ
ph ng c a c a góc đ c.ươ ủ ủ ặ
Đ n v c ng đ sáng là candela, ký hi u là cd.ơ ị ườ ộ ệ
1 candela là c ng đ sáng gây ra b i quang thông 1 lm trong m t góc không gianườ ộ ở ộ
b ng m t steradian (sr) hay còn g i là m t “n n”, qu c t g i t t là “n n”.ằ ộ ọ ộ ế ố ế ọ ắ ế
Sr1
Lm1
Cd1 =
Chú ý: góc đ c dặω g i là steradian, ký hi u sr.ọ ệ
Sr.4
r
r...4
r
S
2
2
2Π=
Π
==ω
Trong đó: s là di n tích ta nhìn t tâm 0 v i góc đ c là dệ ừ ớ ặ ω, kho ng cách là r. ả
Đ n v n n không l n l m, m t bóng đèn 75w có c u t o bình th ng có th cóơ ị ế ớ ắ ộ ấ ạ ườ ể
c ng đ sáng kho ng 90 (cd)n n, theo h ng sáng nh t. do đó: ườ ộ ả ế ướ ấ
W
90
75
Cd1 =
3. Đ tr ng, B.ộ ư
Gi thi t có m t ngu n sáng có kích th c gi i h n, quang thông b c x theo m iả ế ộ ồ ướ ớ ạ ứ ạ ọ
ph ng c a góc đ c 4ươ ủ ặ Πsr. xét m t di n tích là ds c a b m t ngu n sáng, trên đó b cộ ệ ủ ề ặ ồ ứ
x m t quang thông là df thì đ tr ng c a ngu n sáng đ c tính nh sau:ạ ộ ộ ư ủ ồ ượ ư
dS
dF
B=
Nh v y đ tr ng là quang thông b c x trên m t đ n v di n tích c a ngu n.ư ậ ộ ư ứ ạ ộ ơ ị ệ ủ ồ
Đ n v c a b là lux, ký hi u là lx.ơ ị ủ ệ
2
xm1
Lm1
L=
Chú ý: ds là di n tích c a ngu n sáng.ệ ủ ồ
4. Đ r i, e.ộ ọ
Đ r i là m t đ quang thông mà m t chi u sáng nh n đ c t ngu n sáng.ộ ọ ậ ộ ặ ế ậ ượ ừ ồ
dS
dF
E=
Đ n v đ r i là lx. (lx là quang thông 1 lm mà 1 mơ ị ộ ọ 2 m t chi u sáng nh n đ c).ặ ế ậ ượ
N u quang thông phân b đ u thì:ế ố ề
(lx)
Chú ý: ds là di n tích c a m t chi u sáng.ệ ủ ặ ế
Đ r i là m t đ i l ng quan tr ng, là tiêu chu n đ thi t k chi u sáng.ộ ọ ộ ạ ượ ọ ẩ ể ế ế ế
Căn c vào tính ch t công vi c, yêu c u b o đ m s c kho cho công nhân, vào khứ ấ ệ ầ ả ả ứ ẻ ả
năng cung c p đi n, nhà n c đã ban hành nh ng tiêu chu n v đ r i khác nhau choấ ệ ướ ữ ẩ ề ộ ọ
các công vi c khác nhau.ệ
Tuyên b b n quy n:ố ả ề
Là tài li u h tr h c t p nghiêm c m t t c các hình th c kinh doanhệ ỗ ợ ọ ậ ấ ấ ả ứ
===============================================================
thien731987@gmail.com
Chú ý: trong quá trình s d ng, quang thông c a bóng đèn s suy gi m do dây tóc c aử ụ ủ ẽ ả ủ
bóng đèn b già hoá. do đó khi tính toán thi t k chi u sáng c n ph i có h s d tr .ị ế ế ế ầ ả ệ ố ự ữ
Ví d :ụ
- Đ r i đêm trăng r m: 0,25 lx.ộ ọ ằ
- Đ i r i cho đ ng ph có đèn chi u sáng: (20ộ ọ ườ ố ế ÷50) lx.
- Đ r i cho nhà : (100ộ ọ ở ÷300) lx.
- Đ r i cho phòng làm vi c: (200ộ ọ ệ ÷400) lx.
- Đ r i gi a tr a hà n i: (35000ộ ọ ữ ư ở ộ ÷70000) lx.
5. Đ chói, L.ộ
M t b m t đ c chi u sáng s ph n x l i m t ph n quang thông theo m iộ ề ặ ượ ế ẽ ả ạ ạ ộ ầ ọ
h ng. n u tính theo m t h ng ướ ế ộ ướ α nào đó thì đ ch i đ c xác đ nh nh sau:ộ ố ượ ị ư
ds.cos
I
Lα
=α
α
Trong đó:
- iα là c ng đ sáng theo h ng ườ ộ ướ α.
- ds là di n tích m t bao nhìn t h ng ệ ặ ừ ướ α.
Đ n v c a đ chói: ơ ị ủ ộ cd/m2.
Chú ý:
- Đ chói c a b m t b c x ph thu c vào h ng quan sát b m t đó.ộ ủ ề ặ ứ ạ ụ ộ ướ ề ặ
- Đ chói c a b m t b c x không ph thu c vào kho ng cách t b m t b cộ ủ ề ặ ứ ạ ụ ộ ả ừ ề ặ ứ
x đ n đi m quan sát.ạ ế ể
Ví d : đ chói c a m t tr i: 165.10ụ ộ ủ ặ ờ 7 cd/m2.
8.3. Các hình th c chi u sángứ ế
H th ng chi u sáng làm vi c.ệ ố ế ệ
H th ng chi u sáng làm vi c là h th ng ph c v ánh sáng th ng xuyên khi làmệ ố ế ệ ệ ố ụ ụ ườ
vi c bình th ng c a m t đ n v s n xu t hay phòng làm vi c. có 2 hình th c chi uệ ườ ủ ộ ơ ị ả ấ ệ ứ ế
sáng:
1. H th ng chi u sáng chung.ệ ố ế
Là h th ng chi u sáng cho b m t làm vi c c a phân x ng, có đ r i đ ng đ u t oệ ố ế ề ặ ệ ủ ưở ộ ọ ồ ề ạ
đi u ki n thu n l i cho các ho t đ ng trong phân x ng nh : đi l i, v n chuy n và s nề ệ ậ ợ ạ ộ ưở ư ạ ậ ể ả
xu t… đ c dùng trong các phân x ng có máy móc phân b đ u trên di n tích s n xu tấ ượ ưở ố ề ệ ả ấ
và đòi h i đ r i nh nhau nh : phân x ng d t, rèn, m c, hành lang, đ ng đi, sân bãi ...ỏ ộ ọ ư ư ưở ệ ộ ườ
trong chi u sáng chung có hai cách phân b . ế ố
- Phân b đ u: các bóng đèn đ c phân b đ ng đ u trên tr n nhà hay các giá đố ề ượ ố ồ ề ầ ỡ
theo nh ng qui lu t nh t đ nh đ đ t đ c yêu c u v đ r i đ ng đ u trên toàn di nữ ậ ấ ị ể ạ ượ ầ ề ộ ọ ồ ề ệ
Tuyên b b n quy n:ố ả ề
Là tài li u h tr h c t p nghiêm c m t t c các hình th c kinh doanhệ ỗ ợ ọ ậ ấ ấ ả ứ
===============================================================
α
hình 8-3: sơ đồ biểu diễn góc nhìn của độ chói
ds
thien731987@gmail.com
tích. cách phân b này th ng dùng cho các phân x ng có máy móc gi ng nhau, cácố ườ ưở ố
máy phân b đ u trên toàn phân x ng (d t, s i, su t).ố ề ưở ệ ợ ố
- Phân b ch n l c: các bóng đèn đ c phân b không đ ng đ u ch y u t p trungố ọ ọ ượ ố ồ ề ủ ế ậ
nh ng khu v c c n có đ r i cao nh : n i tr c ti p làm vi c c a công nhân, n i đ tở ữ ự ầ ộ ọ ư ơ ự ế ệ ủ ơ ặ
các máy móc... cách l p đ t này th ng dùng trong các phân x ng có các máy mócắ ặ ườ ưở
phân b không đ u ho c có nh ng máy cao gây nên nh ng kho ng t i trong phânố ề ặ ữ ữ ả ố
x ng.ưở
u đi m:Ư ể
T o nên đ r i đ u có nh h ng r t t t t i m t, có th dùng đèn chi u sáng côngạ ộ ọ ề ả ưở ấ ố ớ ắ ể ế
su t l n đ nâng cao hi u su t chi u sáng.ấ ớ ể ệ ấ ế
Nh c đi m: ượ ể lãng phí đi n năng vì không ph i ch nào cũng yêu c u đ r i nhệ ả ỗ ầ ộ ọ ư
nhau.
2. Chi u sáng c c b .ế ụ ộ
Là h th ng chi u sáng riêng cho nh ng n i c n đ r i cao nh : chi u sáng các chiệ ố ế ữ ơ ầ ộ ọ ư ế
ti t gia công trên máy công c , chi u sáng n i l p ráp, ki m tra ch t l ng s nế ụ ế ơ ắ ể ấ ượ ả
ph m ...ẩ
u đi m:Ư ể
- T o ra đ r i cao nh ng n i c n thi t.ạ ộ ọ ở ữ ơ ầ ế
- Có th đi u ch nh đ c h ng chi u sáng.ể ề ỉ ượ ướ ế
- Có th dùng các đèn chi u sáng đi n áp th p đ nâng cao hi u xu t.ể ế ệ ấ ể ệ ấ
- Khi không làm vi c có th t t đèn do đó ti t ki m đi n năng.ệ ể ắ ế ệ ệ
Đ phát huy t i đa u đi m c a 2 s đ trên ng i ta dùng h th ng chi u sáng h n h p.ể ố ư ể ủ ơ ồ ườ ệ ố ế ỗ ợ
3. H th ng chi u sáng s c .ệ ố ế ự ố
Là h th ng chi u sáng cung c p m t ngu n chi u sáng không l n khi x y ra s cệ ố ế ấ ộ ồ ế ớ ẩ ự ố
m ng chi u sáng chính. h th ng chi u sáng s c ph i b o đ m có đ ánh sáng đạ ế ệ ố ế ự ố ả ả ả ủ ể
công nhân s tán kh i n i nguy hi m ho c ti n hành thao tác s lý s c . chi u sángơ ỏ ơ ể ặ ế ử ự ố ế
s c chia làm hai lo i:ự ố ạ
- nh ng n i h th ng chi u sáng làm vi c b s c có kh năng phát sinh cháyỞ ữ ơ ệ ố ế ệ ị ự ố ả
n , gây nhi m đ c ho c nh h ng đ n kinh t chính tr c n đ t h th ng chi u sángổ ễ ộ ặ ả ưở ế ế ị ầ ặ ệ ố ế
s c , b o đ m cho công nhân ti p t c làm vi c trong th i gian ch s a ch a, ho cự ố ả ả ế ụ ệ ờ ờ ử ữ ặ
ti n hành thao tác s lý s c . đ r i c a chi u sáng này không đ c th p h n 90% soế ử ự ố ộ ọ ủ ế ượ ấ ơ
v i đ r i tiêu chu n quy đ nh đ i v i chi u sáng làm vi c.ớ ộ ọ ẩ ị ố ớ ế ệ
- Khi h th ng chi u sáng làm vi c b s c , n u c n s tán ng i ra kh i phân x ngệ ố ế ệ ị ự ố ế ầ ơ ườ ỏ ưở
đ tránh tai n n, thì các đèn s c ph i đ t n i máy còn quay, h d u, b n c, c u n iể ạ ự ố ả ặ ở ơ ố ầ ể ướ ầ ố
lan can, c u thang ... đ r i c a các đèn này không đ c nh h n 1 lx.ầ ộ ọ ủ ượ ỏ ơ
Đ c đi m c a h th ng chi u sáng s c :ặ ể ủ ệ ố ế ự ố
- Nhà s n xu t có trên 50 công nhân ph i có h th ng chi u sáng s c .ả ấ ả ệ ố ế ự ố
- Ngu n cung c p cho chi u sáng s c ph i l y t ngu n d phòng ho c t ác qui.ồ ấ ế ự ố ả ấ ừ ồ ự ặ ổ
- H th ng chi u sáng s c có th làm vi c đ ng th i v i h th ng chi u sángệ ố ế ự ố ể ệ ồ ờ ớ ệ ố ế
làm vi c ho c ph i có thi t b t đ ng đóng t c th i h th ng chi u sáng s c vàoệ ặ ả ế ị ự ộ ứ ờ ệ ố ế ự ố
làm vi c khi h th ng chi u sáng làm vi c b s c . các thi t b đi u khi n và các đènệ ệ ố ế ệ ị ự ố ế ị ề ể
thu c h th ng chi u sáng s c ph i đánh d u riêng đ ti n theo dõi. đèn dùng choộ ệ ố ế ự ố ả ấ ể ệ
chi u sáng s c ch nên dùng đèn nung sáng.ế ự ố ỉ
Tuyên b b n quy n:ố ả ề
Là tài li u h tr h c t p nghiêm c m t t c các hình th c kinh doanhệ ỗ ợ ọ ậ ấ ấ ả ứ
===============================================================