TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG
Khoa Kỹ thuật hạ tầng đô thị và Quản lý xây dựng

Nguyễn Mạnh Hà
BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ

- Công ty Schréder Việt Nam.
- Gia đình và bạn bè đồng nghiệp.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.
Do biên soạn lần đầu với thời gian, kinh nghiệm có hạn, chắc chắn tập bài giảng này còn
có nhiều thiếu sót, tác giả rất mong nhận đư
ợc các ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp, sinh
viên và bạn đọc quan tâm đến lĩnh vực chiếu sáng để tiến tới biên soạn thành giáo trình hoàn
chỉnh phục vụ công tác giảng dạy, học tập cũng như công tác của sinh viên sau khi ra trường.
Các ý kiến dóng góp xin gửi về địa chỉ:
Văn phòng Khoa Kỹ thuật hạ tầng đô thị và Quản lý xây dựng
Tầng 4, Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng
Số 566 N
úi Thành, quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng.
Email : [email protected]

Tác giả
8. Độ chói 19
9. Nhiệt độ màu: 19
10. Độ hoàn màu (còn gọi là chỉ số thể hiện màu): 20
1.4. Các định luật quang học và ứng dụng trong kỹ thuật chiếu sáng : 21
1. Sự phản xạ: 21
2. Sự truyền xạ : 22
3. Sự khúc xạ: 23
4. Sự che chắn: 24
5. Sự hấp thụ: 24
6. Định luật Lambert về sự khuyếch tán đều : 25
CHƯƠNG 2
27
MẮT NGƯỜI VÀ SỰ CẢM THỤ ÁNH SÁNG
27
2.1 Cấu tạo mắt người
27
1. Hiện tượng t
hị giác: 27
2. Hiện tượng điều tiết của mắt: 27
3. Võng mạc: 27
4. Khái niệm “con mắt quốc tế”: 27
2.2 Sự giải mã hình ảnh: 28
2.3 Quá trình thích nghi : 28
2.4 Cảm giác chiều sâu của vật cần nhìn: 28
2.5 Cực cận và cực viễn của mắt : 29
2.6. Trường nhìn (thị trường) của mắt : 29
2.7 Độ tương phản :
29
2.8 Hiện tượng chói lóa:
30

1. Độ kín (IP): 49
2. Cấp bảo vệ cơ học chống nổ (còn gọi là độ chịu va đập của kính đèn): 49
3. Diện tích cản gió 50
4. Chỉ tiêu lão hóa kính bảo vệ: 50
5. Trọng lượng: 50
4.4. Các thông số điện chủ yếu của bộ đèn chiếu sáng công cộng: 50
1. Cấp cách điện : 51
2. Độ dao động điện áp: 51
4.5. Các thông số về quang học của bộ đèn chiếu sáng công cộng: 51
1. Hệ số suy giảm quang thông: 51
2. Hệ số phản quang : 52
3. Đường cong trắc quang : 52
4. Hiệu suất của bộ đèn :
54
5. Cấp bộ đèn :
55
6. Hệ số sử dụng của bộ đèn:
56
7. Góc bảo vệ 57
4.6. Phân loại các bộ đèn chiếu sáng công cộng: 58
CHƯƠNG 5 59
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU S
ÁNG CÔNG CỘNG 59
5.1. Sơ lược về lịch sử các phương pháp, trình tự thiết kế: 59
5.2. Các tiêu chuẩn chiếu sáng đường giao thông và yêu cầu cơ bản : 59
5.3. Các nguyên tắc cơ bản: 59
1. Phương và vị trí quan sát của người lái xe: 60
2. Độ chói mặt đường : 60
3. Độ đồng đều của độ chói mặt đường: 61
4. Chỉ số chói lóa G của bộ đèn: 62

3 Thiết kế kết cấu 89
CHƯƠNG 6 90
QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG 90
6.1. Nội dung quản lý, vận hành : 90
6.2. Cơ cấu tổ chức và trang thiết bị vận hành 91
6.3. Vấn đề tiết kiệm điện : 91
6.4. Thực trạng quản lý vận hành 92
6.5. Tự động hoá công tác quản lý, vận hành hệ thống điện chiếu sáng : 92
CHƯƠNG 7 93
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CÔNG TRÌNH CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ 93
7.1. Chiếu sáng công viên, vườn hoa 93
1. Các nguyên tắc chung 93
2. Chỉ tiêu kỹ thuật về chiếu sáng : 93
7.2. Chiếu sáng công trình thể thao ngoài trời - những nguyên tắc chung : 95
CHƯƠNG 8 98
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU CỦA CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ 98
8.1. Ô nhiễm ánh sáng
98
8.2. Quy hoạch chiếu sáng
99
PHỤ LỤC
101
1. Bảng giá trị và biểu thức hàm
V(λ): 101
2. Công suất và quang thông các loại đèn phóng điện thông dụng 101
3. Bảng phân loại các lớp phủ mặt đường : 102
TÀI LIỆU T
HAM KHẢO 106
PHẦN BÀI TẬP
107

trợ của chính quyền cho đề án thắp sáng thành phố. Cuối cùng, đến 5 h sáng ngày 04/9/1882
hàng trăm ngọn đèn trên các phố đồng loạt bật sáng làm cả một góc thành phố NewYork tràn
ngập ánh sáng điện, đánh dấu thời khắc lịch sử ánh sáng điện chinh phục bóng đêm. Đây
cũng được xem là thời điểm ra đời của ngà
nh chiếu sáng đô thị.
Tại Việt Nam trước đây, chiếu sáng đô thị được xây dựng trên cơ sở lưới đèn chiếu sáng
công cộng được xây dựng từ thời Pháp thuộc, chủ yếu dùng bóng đèn sợi tóc. Đến năm 1975,
những ngọn đèn cao áp đầu tiên được lắp đặt tại khu vực quảng trường Ba Đình và lăng Chủ
tịch Hồ C
hí Minh. Ngoài chiếu sáng đường phố, các loại chiếu sáng khác của đô thị như chiếu
sáng công viên, vườn hoa, chiếu sáng cảnh quan các công trình kiến trúc văn hoá, lịch sử, thể
thao, chiếu sáng tượng đài hầu như chưa có gì.
Hội nghị chiếu sáng đô thị lần thứ nhất (4/1992) là một mốc khởi đầu cho sự phát triển
của ngành chiếu sáng đô thị Việt Nam. Thực trạng chiếu sáng đô t
hị lúc bấy giờ vẫn còn rất
kém, lạc hậu so với các đô thị trong khu vực. Sau Hội nghị chiếu sáng đô thị toàn quốc lần
thứ hai (12/1995) tổ chức tại Đà Nẵng, cùng với sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế, lĩnh
vực chiếu sáng đô thị ở nước ta đã thực sự hình thành và phát triển. Hiện nay chúng ta đã có

Hội chiếu sáng đô thị Việt nam.
Vai trò của chiếu sáng đô thị:
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 6
Tại các nước phát triển, điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm từ 8 đến 13% tổng điện
năng tiêu thụ. Hệ thống chiếu sáng đô thị bao gồm nhiều thành phần khác nhau, trong đó có
thể kể đến chiếu sáng phục vụ giao thông, chiếu sáng các cơ quan chức năng của đô thị
Chiếu sáng đường phố tạo ra sự sống động, hấp dẫn và tráng lệ cho các đô thị về đêm,
góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người
dân đô thị, thúc đẩy sự phát triển thương
mại và du lịch. Đặc biệt, hệ thống chiếu sáng trang trí còn tạo ra không khí lễ hội, sự khác
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 7
CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO ÁNH SÁNG

1.1. Bản chất của án
h sáng
1. Bản chất sóng - hạt của ánh s
áng:

+ Ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, sóng radio, sóng truyền hình,…tất cả đều là
những dạng năng lượng điện từ được truyền trong không gian dưới dạng sóng, cũng giống
như các bức xạ điện từ khác được đặc trưng bởi bước sóng λ, tần số ν, hoặc chu kỳ T với ν =
1/T hoặc c = ν.λ.
+ Có thể chia bước sóng thành các phạm
vi sau, ta nhận thấy ánh sáng nhìn thấy chỉ là dải
hẹp từ 380nm-780nm:
• Từ 3000 m đến 1000 m Sóng dài (LW = long wave)
• Từ 1000 m đến 100 m Sóng trung (MW = medium wave)
• Từ 100 m đến 10 m Sóng ngắn (SW = Short wave)
• Từ 10 m đến 0,5 m Sóng vô tuyến (FM)
• Từ 0,5 m đến 1,0 mm Sóng rađa

khác gần nhân hơn và tải đi một năng lượng m
à nguyên tử bị mất dưới dạng tia sáng mà bước
sóng tỷ lệ nghịch với năng lượng được truyền đi Î sự phát ra năng lượng ánh sáng của vật
chất.
+ Như vậy căn cứ vào bước sóng ta có thể phân biệt được sóng ánh sáng và các dạng
năng lượng khác trên quang phổ điện từ.

2. Nguồn s
áng tự nhiên và quang phổ liên tục

+ Ánh sáng nhìn thấy khác với các dạng bức xạ điện từ khác ở khả năng làm kích hoạt
võng mạc của mắt người.
+ Vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng dao động từ 380nm-780nm
+ Thí nghiệm đã chứng minh: dải phổ của ánh sáng mặt trời là dải quang phổ liên tục có
bước sóng thay đổi từ 380nm –780nm như hình sau:
+ Ánh sáng mặt trời được coi là nguồn sáng chuẩn để đánh giá chất lượng của nguồn sáng
nhâ
n tạo.
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 8 Hình 1.2_Thí
nghiệm quang
phổ vạch
Nguồn sáng
nhân tạo

(đèn chiếu
sáng)
Lăn
g
kính
Khe hẹ
p
Vật đen
Lăng kính
Ánh
sáng
mặt trời
Tia sáng đơn
sắc đầu ra
lăng kính
Phổ ánh sáng
Hình 1.1_ Thí nghiệm quang phổ liên tục
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 9
+ Ánh sáng nhân tạo có quang phổ đứt quãng (quang phổ vạch). Hình 1.2 là kết quả thí
nghiệm xác định quang phổ của một số nguồn sáng nhân tạo sau khi đi qua lăng kính:

đèn sợi đốt đầu tiên.
Hiện tượng phát xạ ánh sáng do nung nóng đư
ợc giải thích như sau: Khi có điện áp đặt
vào hai đầu dây tóc, các điện tử ở các lớp ngoài của nguyên tử được giải phóng khỏi nguyên
tử và dịch chuyển trong mạng tinh thể kim loại. Trong quá trình di chuyển, điện tử luôn luôn
có va chạm với các nguyên tử, do đó động năng của điện tử đã truyền một phần cho nguyên
tử. Kết quả là các nguyên tử bị kích thíc
h và một số điện tử lớp trong nhảy ra lớp ngoài (nếu
lớp đó chưa đầy). Điện tử này có xu hướng trở về vị trí trống gần hạt nhân hơn (vị trí ổn định)
và nếu điều đó xảy ra thì điện tử sẽ mất một lượng năng lượng E (thế năng) đồng thời giải
phóng một photon có bước són
g λ = c.h/E (có thể là ánh sáng nhìn thấy hoặc không nhìn
thấy).
Năng lượng bức xạ có thể bao gồm quang năng, nhiệt năng và bức xạ hồng ngoại,
Ứng dụng hiện tượng này để chế tạo các loại đèn sợi đốt như đèn sợi đốt chân không
(trong dân dụng 50W-75W), đèn sợi đốt halogen (còn gọi là đèn halogen-Vonfram).

2. Hiện tuợng
phát sáng do phóng điện:

Hiện tượng này do nhà khoa học Anh Edward Townsend phát hiện đầu tiên.
Hiện tượng phóng điện trong chất khí là quá trình diễn ra rất phức tạp, phụ thuộc vào áp
suất khí, công suất nguồn điện và dạng điện trường. Tuy nhiên có thể mô tả tóm tắt thông qua
thí nghiệm sau đây: cho ống phóng điện thủy tinh chứa hơi kim loại hoặc một khí trơ nào đó
ở áp suất thấp, bên trong có đặt 2 điện cực và đư
ợc nối với nguồn 1 chiều thông qua biến trở
điều chỉnh được:
+ Khi điện áp tăng lên thì dòng điện tăng theo (đoạn AB). Nguyên nhân có dòng điện là
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 10
Đối với nguồn điện xoay chiều hình sin thì chiều dòng điện duy trì trong ống t
hủy tinh
liên tục thay đổi theo tần số nguồn điện. Cả dòng điện và điện áp trong ống phóng điện không
còn là hình sin nữa nên nó được xem là một phần tử phi tuyến. Mặc dù mắt người không cảm
nhận được nhưng ánh sáng do đèn tạo ra là ánh sáng nhấp nháy liên tục. i
E
R
u
K
atot
Anot
Hơi
kim
loại
300
200

1
Hình 1.3_ Thí nghiệm phóng điện trong chất khí
Hình 1.4_ Phóng điện trong chất khí
với nguồn điện hình sin
M
M
B
B
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 11
Năng lượng bức xạ gồm quang năng, nhiệt năng, bức xạ hồng ngoại, bức xạ tử ngoại có
tỷ lệ thay đổi theo áp suất và loại khí sử dụng.
Ứng dụng hiện tượng này để chế tạo các loại đèn hơi phóng điện Natri áp suất thấp, Natri
áp suất cao, đèn halogen kim loại (hơi thủy ngân cao áp),…

3. Hiện tượng phát sáng huỳnh quang

Hiện tượng huỳnh quang được biết đến vào giữa thế kỉ 19 bởi nhà khoa học người A
nh
George G. Stoke. Khi cho ánh sáng tử ngoại (không nhìn thấy) chiếu vào chất phát huỳnh
quang thì một phần năng lượng của nó biến đổi thành nhiệt, phần còn lại biến đổi thành ánh
sáng có bước sóng dài hơn nằm trong dải quang phổ nhìn thấy được. (Đinh luật Stoke)
Giải thích theo thuyết lượng tử như trong hình 1.5: một photon bức xạ tử ngoại (hình bê
n
trái) va chạm với một electron của một nguyên tử chất huỳnh quang, kích thích và đưa
electron này lên mức năng lượng cao hơn. Sau đó, electron này rơi xuống mức năng lượng
thấp hơn và phát ra ánh sáng dưới dạng một photon (hình bên phải) trong vùng ánh sáng nhìn
thấy được.
hiệu này được đề cập ở các chương sau.

4. Hiện tượng
phát sáng lân quang

Điện tử ở trạng
thái cơ bản
Hạt nhân
Photon phát xạ
(ánh sáng nhìn thấy)
Tia tử
ngoại
Mức năng
lượng thấp
Mức năng
lượng cao
Điện tử bị
kích thích
Hình 1.5_ Giải thích hiện tượng phát sáng huỳnh quang
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 12
Lân quang là một dạng phát quang, trong đó các phân tử của chất lân quang hấp thụ ánh
sáng, chuyển hóa năng lượng của các photon thành năng lượng của các electron sang trạng
thái lượng tử có mức năng lượng cao nhưng khá bền vững. Sau đó electron chậm chạp rơi về
trạng thái lượng tử ở mức năng lượng thấp hơn và giải phóng một phần năng lượng trở lại
dưới dạng các photon.
Lân quang khác với huỳnh quang ở chỗ việc electron trở về trạng thái cũ kèm
theo nhả ra
photon rất chậm chạp. Trong huỳnh quang, sự rơi về trạng thái cũ của electron gần như tức
thời khiến photon được giải phóng ngay. Do vậy các chất lân quang hoạt động như những bộ

xây dựng hoàn chỉnh thuyết màu hiện đại dựa vào bản chất sóng hạt của ánh sáng
Một vật thể bất kỳ tiếp nhận á
nh sáng chiếu vào sẽ xẩy ra các hiện tượng : phản xạ, xuyên
qua, hấp thụ. Mỗi hiện tượng này lại có những tính chất riêng, ví dụ phản xạ lại có các loại
phản xạ đều, phản xạ khuyếch tán,…. Các hiện tượng này được nghiên cứu để chế tạo các bộ
phận của đèn (đặc biệt là tấm phản quang) nhằm điều khiển sự phân bố á
nh sáng của nguồn
sáng hiệu quả nhất. Vấn đê này sẽ xét trong các phần sau.

1.3. Các đại lượng cơ bản đo án
h sáng

1. Góc khối (còn gọi là góc đặc, góc nhìn)

- Khái niệm:
Xét một đường cong kín bất kỳ (L). Từ một điểm
O trong không gian ta vẽ các đường
thẳng tới mọi điểm trên đường cong (L) gọi là các đường sinh. Khi đó phần không gian giới
hạn bởi các đường sinh này được gọi là góc khối nhìn đường cong (L) từ đỉnh O.
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 13
Độ đo của góc khối là diện tích phần mặt cầu có bán kính r = 1, tâm tại điểm O bị cắt bởi
góc khối trên.
- Ký hiệu góc khối : Ω (Chữ cái Hy Lạp, đọc là
Ômega).
- Đơn vị : Sr (steradian)
Steradian là góc khối mà dưới góc đó người quan sát
đứng ở tâm O của một quả cầu R=1m thì nhìn thấy diện
tích S=1m
2

2
2
2
22
2
1
)cos1(2)cos1(2
kR
S
kR
Rk
R
S
=−=−==Ω
απαπ + Cho mặt cầu tâm O, bán kính R. Góc khối chắn bởi hình nón đỉnh tại O, góc đỉnh 2α,

L
)
Hình 1.6_ Định nghĩa góc khối
S = Diện
tích trên
m
ặt cầu
R
O
R
kR
S
2
=k
2
S
S
1
Ω

Hình 1.7a
O

Hình 1.7b
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 14
nhìn diện tích dS từ O là :
2
dS.cos
d

người ta đưa ra khái niệm thông lượng năng lượng của bức xạ ánh sáng nhìn thấy, đó là phần
năng lượng bức xạ thành ánh sáng của nguồn sáng trong một giây theo mọi hướng được xác
định theo các công thức:
Phổ ánh sáng liên tục :
∫
2
1
).(
λ
λ
λλ
dW
với 380nm ≤ λ
1
, λ
2
≤ 780nm
Phổ ánh sáng ban ngày (loại phổ liên tục):
∫
nm
nm
dW
780
380
).(
λλ

Phổ ánh sáng rời rạc (quang phổ vạch):
∑
=

n
d
Ω

Hình 1.7d
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 15
3. Quang thông

- Khái niệm:
Thông lượng năng lượng của ánh sáng nhìn thấy là một khái niệm có ý nghĩa quan trọng
về mặt vật lý. Tuy nhiên trong kỹ thuật chiếu sáng
thì khái niệm này ít được quan tâm.
Thật vậy, giả sử có hai tia sáng đơn sắc màu
đỏ (λ=700nm) và màu vàng (λ=577nm) có cùng
mức năng lượng tác động đến mắt người thì kết
quả nhận được là mắt người cảm nhận tia màu đỏ
tốt hơn màu vàng. Điều này c
ó thể giải thích là do
sự khúc xạ qua mắt (vai trò là thấu kính hội tụ)
khác nhau: các tia sáng có λ bé bị lệch nhiều và
hội tụ trước võng mạc, các tia có λ lớn thì lại hội
tụ sau võng mạc, chỉ có tia λ=555nm (vàng) là hội
tụ ngay trên võng mạc. Trên cơ sở này người ta
xây dựng đường cong hiệu quả ánh sáng V(
λ
)
của mắt người (hình 1.8). Đường cong 1 ứng với
thị giác ban ngày và đường cong 2 ứng với thị giác ban đêm. Biểu thức gần đúng của đường
cong V(λ) được cho trong phụ lục ở cuối sách, đồng thời trong phụ lục cũng có bảng giá trị

780
380
683 ( ). ( ).
nm
nm
WVd
λ
λλ
Φ=
∫

Trong các công thức trên :
n là tổng số tia sáng đơn sắc do nguồn phát ra
P(λ
i
) là mức năng lượng của tia đơn sắc thứ i (W).
W(λ) là phân bố phổ năng lượng của các tia sáng liên tục (W/nm)
λ
i
là bước sóng của tia đơn sắc thứ i (nm).
683 lm/W là hằng số vật lý xuất phát từ định nghĩa đơn vị cường độ sáng (Cadela),
biểu thị sự chuyển đổi đơn vị năng lượng sang đơn vị cảm nhận thị giác. Giá trị 683 được
đưa vào để tạo ra giá trị tương đương với định nghĩa cũ của cadela.
λ
1
và λ
2
là giới hạn bước sóng (cận dưới và trên) của quang phổ liên tục.
- Ý nghĩa: Về bản chất, quang thông cũng chính là năng lượng nhưng ở đây đơn vị tính
không phải bằng Oát mà bằng Lumen. Đây là đại lượng rất quan trọng dùng cho tính toán

cường độ sáng I không đổi theo mọi phương thì quang
thông là :
IId
π
π
4
4
0
=Ω=Φ
∫

+ Thiết bị dùng để đo quang thông gọi là Lumen kế.
+ Quang thông do mặt trời gửi xuống trái đất là 145.10
17
lm.

4. Quang hiệu

- Định nghĩa: Quang hiệu là tỷ số giữa quang thông do nguồn sáng phát ra và công suất
điện m
à nguồn sáng tiêu thụ.
- Ý nghĩa: Trong kỹ thuật chiếu sáng người ta không dùng khái niệm hiệu suất theo nghĩa
thông thường (tính theo tỷ lệ %) mà sử dụng khái niệm quang hiệu. Quang hiệu thể hiện đầy
đủ khả năng biến đổi năng lượng mà nguồn sáng tiêu thụ thành quang năng.
Một số tài liệu gọi khái niệm này là hiệu suất của nguồn sáng. Tuy nhiê
n, nếu ta sử dụng
khái niệm hiệu suất thì sẽ liên tưởng đến tỉ lệ % (giá trị ≤ 1) giữa các đại lượng cùng đơn vị
đo. Trái ngược hoàn toàn với quan niệm về hiệu suất, quang hiệu lại có giá trị lớn hơn 1 rất
nhiều và là tỉ số của 2 đơn vị đo khác nhau (lm/W) do đó việc dùng khái niệm hiệu suất là
không hợp lý.

không thay đổi theo phương (nguồn đẳng hướng), ta
có quang thông phát ra trong toàn không gian là:
4
I
π
Φ= .
- Ý nghĩa : Cường độ sáng là đại lượng quang học
cơ bản, các đại lượng quang học khác đều là đại
lượng dẫn suất xác định qua cường độ sáng.
- Ký hiệu : I (Viết tắt của tiếng Anh là Intensity : cường độ)
- Đơn vị :
+ Cd (cadela). Cadela có nghĩa là “ngọn nến”, đây là một trong 7 đơn vị đo lường cơ bản
(m, kg, s, A, K, mol, cd)
+ Định nghĩa Cd (từ tháng 10-1979): “Cadenla là cường độ sáng theo một phương đã ch
o
của nguồn phát bức xạ đơn sắc có tần số 540.10
12
Hz (λ=555mm) và cường độ năng lượng
theo phương này là 1/683 W/Sr”
- Ví dụ :
+ Đèn sợi đốt 40W/220V có I= 35 Cd (theo mọi hướng)
+ Ngọn nến có I=0,8 Cd (theo mọi hướng).
+ Theo định nghĩa với nguồn sáng đơn sắc λ=555nm thì 1W=683lm. Nếu nguồn sáng
đơn sắc có λ≠555nm thì 1W=683.V(λ). Ví dụ : nguồn sáng đơn sắc có λ=650nm thì
1W=683.0,2=136,6 lm.

6. Độ rọi

- Khái niệm: Giả thiết mặt S đư
ợc rọi sáng bởi một nguồn sáng. Độ rọi tại một điểm nào

I
d
Φ
O
Hình 1.9
n
O
dS
M
d
Ω
α
I
dSc
os
α
Hình 1.11
Hình 1.10_Định nghĩa độ rọi
dS
d
Φ
S
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 18
một lumen trên mỗi mét vuông.
- Ý nghĩa: Thể hiện lượng quang thông chiếu đến 1 đơn vị diện tích của một bề mặt được
chiếu sáng, nói cách khác nó chính là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng.
- Định luật tỷ lệ nghịch bình phương :
Xét một nguồn sáng điểm O, bức xạ tới mặt nguyên tố hình tròn dS có tâm M cách O một
khoảng r. Cường độ sáng của nguồn theo phương OM là I (hình 1.11). Do dS khá nhỏ nên

* Đêm trăng tròn không mây 0,25 lux
* Ban đêm với hệ thống chiếu sáng công cộng 10-30 lux
* N
hà ở bình thường ban đêm: 159-300lux
* Phòng làm việc: 400-600lux.

7. Độ sáng (còn gọi là độ trưng
):

- Khái niệm: Cho một mặt phát sáng S có kích thước
giới hạn (có thể là bề mặt của nguồn sáng hoặc bề mặt
vật phản xạ ánh sáng,…). Độ sáng tại một điểm nào đó
trên mặt S là tỉ số
d
R
dS
Φ
=
, trong đó dΦ là quang thông
do phần tử dS (lân cận điểm đã cho) phát ra theo mọi
hướng.
Mặt phát sáng đều là mặt có độ trưng như nhau ở mọi điểm của mặt
- Đặc điểm và ý nghĩa:
+ Độ trưng đặc trưng cho sự phát sáng theo mọi phương của vật phát sáng (bao gồm
nguồn sáng và ánh sáng phản xạ của vật được chiếu sáng).
+ Xét về công thức tính và thứ nguyên thì độ trưng giống độ rọi nhưng ở độ rọi xét bề
mặt vật được chiếu sáng bởi nguồn sáng khác còn độ trưng xét bề mặt của vật m
à bản thân nó
phát sáng. Đơn vị của độ rọi là Lux cũng khác đơn vị độ trưng là Lm/m
2

một bóng thủy tinh mờ thì bóng thủy tinh trong sẽ gây
chói mắt hơn. Điều này được giải thích là: với bóng
thuỷ tinh mờ, tia sáng bức xạ từ nguồn khi đập vào bề
mặt thuỷ tinh mờ (vỏ bóng đèn), nó bị tán xạ theo
nhiều hướng và cường độ sáng theo một hướng nhất
định giảm đi so với cường độ của tia tới do đó ít chói

hơn > độ chói phụ thuộc vào cường độ sáng.
Mặt khác với đèn pha xe máy nếu nhìn trực diện
ta thấy chói mắt nhưng nếu nhìn nghiêng một góc nào
đó thì sẽ bớt chói mắt hơn > độ chói phụ thuộc vào
phương quan sát, được đặc trưng bằng diện tích biểu
kiến của mặt phát sáng theo phương quan sát.
Từ những nhận xét trên ta thấy cần thiết phải đưa
ra khái niệm độ chói phụ th
uộc vào cường độ sáng của nguồn và diện tích biểu kiến của mặt
phát sáng.
+ Mắt người đặt tại điểm O quan sát bề mặt phát sáng dS theo phương OM. Bề mặt dS
nghiêng một góc α so với phương OM. Gọi dI là cường độ sáng phát ra bởi dS theo phương
OM thì ta có định nghĩa độ chói là
α
cos.d
S
dI
L
= .
- Ý nghĩa:
+ Thể hiện mật độ phân bố cường độ sáng phát ra từ một đơn vị diện tích của bề mặt đó
theo một hướng xác định đến một người quan sát.
+ Độ chói phụ thuộc vào tính chất phản quang của bề mặt và hướng quan sát (không phụ

+ Mặt trời giữa trưa : khoảng 1,5 – 2.10
9
Cd/m
29. Nhiệt độ màu:

Nhiệt độ màu
của một nguồn sáng được thể hiện theo thang Kelvin (K) là biểu hiện màu
sắc của ánh sáng do nó phát ra. Tưởng tượng một thanh sắt khi nguội có màu đen, khi nung
dScos
α

dS
α

n
dI
O
M
Hình 1.13_Định nghĩa độ chói
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 20
đều đến khi nó rực lên ánh sáng da cam, tiếp tục nung nó sẽ có màu vàng, và tiếp tục nung
cho đến khi nó trở nên “nóng trắng”. Tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta
có thể đo được nhiệt độ của thanh thép theo độ Kelvin (
0
C + 273) và gán giá trị đó với màu
được tạo ra.

0
K - 10.000
0
K Ánh sáng khi trời nhiều mây (ánh sáng lạnh)
Khi thiết kế chiếu sáng cần phải chọn nhiệt độ màu của nguồn sáng phù hợp với đặc điểm
tâm-sinh lý người, đó là với độ rọi thấp thì chọn nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp và ngược
lại với yêu cầu độ rọi cao thì chọn các nguồn sáng "lạnh" có nhiệt độ màu cao. Đặc điểm sinh
lý này đã được Kruithof chứng minh. Qua các công trình nghiên cứu của mình, ông đã xây
dựng đư
ợc biểu đồ Kruithof làm tiêu chuẩn đầu tiên lựa chọn nguồn sáng của bất kỳ đề án
thiết kế chiếu sáng nào (tất nhiên sau đó còn có các tiêu chuẩn khác).
Trong biểu đồ Kruithof, vùng gạch chéo gọi là vùng môi trường ánh sáng tiện nghi. Với
một độ rọi E (lux) cho trước, người thiết kế chiếu sáng phải chọn nguồn sáng có nhiệt độ màu
nằm trong miền gạch chéo để đảm bảo không ảnh hưởng đến tâm
-sinh lý của con người, nếu
không đảm bảo điều kiện này sẽ gây ra hiện tượng "ô nhiễm ánh sáng", có thể gây tổn hại đến
sức khỏe.

10. Độ hoàn màu (còn gọi là chỉ số thể hiện màu):

Cùng một vật nhưng nếu được chiếu sáng bằng các nguồn sáng đơn sắc khác
nhau thì mắt
sẽ cảm nhận màu của vật khác nhau, tuy nhiên bản chất màu sắc của vật thì không hề thay
đổi. Ví dụ một tờ giấy bình thường màu đỏ, nếu đặt trong bóng tối nó có thể có màu xám, tuy
nhiên ta vẫn nói đó là tờ giấy màu đỏ.
Như vậy chất lượng ánh sáng phát ra của nguồn sáng còn phải được đá
nh giá qua chất
lượng nhìn màu, tức là khả năng phân biệt màu sắc của vật đặt trong ánh sáng đó. Để đánh giá
Hình 1.14_ Biểu đồ Kruithof
Vùng môi

Bảng phạm vi ứng dụng của các nhóm hoàn màu

Nhóm
hoàn màu
Chỉ số hoàn
màu CRI
Chất lượng

nhìn màu
Chất lượng nhìn màu và phạm vi ứng dụng
1A CRI > 90 Cao
Công việc cần sự hoàn màu chính xác, ví dụ
việc kiểm tra in màu, nhuộm màu, xưởng vẽ
1B 80 < CRI < 90 Cao
Công việc cần đánh giá màu chính xác hoặc
cần có sự hoàn màu tốt vì lý do thể hiện, ví dụ
chiếu sáng trưng bày
2 60 < CRI < 80 Trung bình Công việc cần sự phân biệt màu tương đối
3 40 < CRI < 60 Thấp
Công việc cần phân biệt màu sắc nhưng chỉ
chấp nhận biểu hiện sự sai lệch màu sắc ít
4 20 < CRI < 40 Thấp Công việc không cần phân biệt màu sắc

Đối với chiếu sáng nhà dân thường ít quan tâm đến CRI, những gia đình có mức sống cao
mới chú ý đến tiêu chuẩn này và tất nhiên khi đó môi trường sống sẽ tiện nghi hơn kèm theo
chi phí đầu tư tăng lên.
Đối với chiếu sáng đường phố chỉ có mục đích đảm bảo an toàn giao thông là chính hơn
nữa chi phí đầu tư ban đầu khá lớn nên gần như không quan tâm đến chỉ số CRI.
Cuối cùng cần lưu ý: chúng ta rất dễ bị nhầm lẫn giữa nhiệt độ m
àu và độ hoàn màu, do

Sự phản xạ đều là trường hợp phản xạ lý tưởng, xảy ra trên các vật liệu rất mịn, nhẵn
tuyệt đối. Hiện tượng này được dùng trong nghiên cứu chế tạo tấm phản quang (để điều khiển
phân bố ánh sáng theo ý muốn) hoặc tính toán độ chói bề mặt các vật liệu mịn, phẳng có phản
xạ đều. b) Sự phản xạ kh
uyếch tán

- Hiện tượng này không tuân theo định luật quang hình. Đặc điểm là khi có tia sáng chiếu
đến bề mặt phản xạ khuyếch tán, các tia sáng phân bố phản xạ đi theo nhiều hướng khác
nhau. Đầu mút các vectơ cường độ sáng phản xạ nằm trên một mặt cong nào đó. Sự phản xạ
khuyếch tán được đặc trưng bằng hệ số phản xạ khuyếch tán ρ
pxkt
=
pxkt
i
Φ
Φ
< 1, trong đó Φ
pxkt
,
Φ
i


a) Sự truyền xạ đều:
- Hiện tượng nà
y tuân theo định luật quang hình đã nghiên cứu trong giáo trình Vật lý đại
cương. Chỉ lưu ý tia sáng ra khỏi vật liệu dạng tấm đồng nhất thì song song với tia tới. Sự
Đều
i =
r

i
r

n
Phân tán
n
I
n
Khuyếch tán đều
I
α
= I
n
.cosα
I
α
α
n
Khuyếch tán hỗn hợp
I
α

- Ứng dụng : Nghiên cứu chế tạo kính bảo vệ phẳng cho bộ đèn, chế tạo bóng đèn bằng
thuỷ tinh trong suốt (bóng đèn sợi đốt, ống phóng điện,…).

b) Sự truyền xạ khuyếch tán:

- Hiện tượng này không tuân theo định luật quang hình. Đặc điểm là khi có tia sáng chiếu
đến bề mặt tru
yền xạ khuyếch tán, các tia sáng phân bố truyền đi theo nhiều hướng khác
nhau. Đầu mút các vectơ cường độ sáng truyền xạ nằm trên một mặt cong nào đó. Sự truyền
xạ khuyếch tán được đặc trưng bằng hệ số truyền xạ khuyếch tán ρ
txkt
=
txkt
i
Φ
Φ
< 1, trong đó
Φ
txkt
, Φ
i
lần lượt là quang thông truyền xạ khuyếch tán và quang thông rọi tới diện tích bề mặt
đang xét. Trong thực tế, trên bề mặt các vật liệu luôn xảy ra đồng thời hai hiện tượng truyền
xạ đều và truyền xạ khuyếch tán do đó người ta định nghĩa hệ số truyền xạ hỗn hợp ρ
tx
= ρ
txđ

+ ρ
txkt


Phân tán
Đều
i =
r

i
r

n
n
I
n
Khuyếch tán đều
I
α
= I
n
.cosα
I
α
α
n
Khuyếch tán hỗn hợp
I
α
= I
n
.cosα và i = r
I

là góc giữa pháp tuyến mặt ngoài với tia ra khỏi kính đèn.
n là chiết suất vật liệu làm kính.
α là góc đỉnh.

Ta có quan hệ giữa góc tới và góc của tia ra là
4
cos
2
sin . os arcsin
2
inc
n
α
α
⎛⎞
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
=+
⎜⎟
⎜⎟

iếu sáng thường chế tạo bằng các vật liệu màu đen
hoặc vật liệu mờ nhằm ngăn cản mắt người nhìn trực tiếp gây ra lóa mắt, nó còn có tác dụng
chống hơi ẩm và các vật lạ bên ngoài xâm nhập vào bên trong đèn. Phạm vi che chắn được
đặc trưng bằng góc giữa đường thẳng đứng đi qua tâm nguồn sáng và phương mà mắt người
bắt đầu nhìn không bị lóa mắt (hoặc không nhìn thấy nguồn sáng).

5. Sự hấp t
hụ:

Khi ánh sáng chiếu vào bất kỳ vật liệu nào cũng bị hấp thụ một phần năng lượng. Mức độ
hấp thụ ít hay nhiều phụ thuộc vào một số yếu tố như: loại vật liệu, bước sóng của tia sáng
(màu) và góc chiếu của tia sáng vào vật liệu.
Để đặc trưng cho sự hấp thụ ánh sáng của vật liệu người ta đưa ra khái niệm hệ số hấp thụ
i
1
Mặt trong
α

i
4
Kính đèn
Tia tới
Mặt ngoài
Tia ló
Hình 1.17_ Hiện tượng khúc xạ