Bài tập thiết kế chiếu sáng
Bài tập dài môn kĩ thuật chiếu sáng
Yêu cầu: Thiết kế chiếu sáng cho hội trường C2- ĐHBKHN
Hội trường C2 có
26 26 7a b h m m m× × = × ×
Có hai mức chiếu sáng:
- Mức 1: có E
yêu cầu
= 500 Lx
- Mức 2: có E
yêu cầu
= 200 Lx
Và hệ số phản xạ là:
[ ] [ ]
1 3 4
731
ρ ρ ρ
=
đặt đèn sát trần
Lời mở đầu
Hội trường C2 là nơi để diễn ra các hoạt động văn hoá, văn nghệ, và
những hội nghị cần thiết bổ ích cho tất cả các toàn thể các cán bộ trong
trường và sinh viên. Vì vậy việc thiết kế chiếu sáng là rất cần thiết để đảm
bảo độ sáng cho hội trường.
Mục đích thiết kế chiếu sáng đưa ra được một phân bố ánh sáng hợp
lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật, đáp ứng được nhu cầu tiện nghi ánh sáng và
thẩm mĩ trong không gian thiết kế.
Nội dung bài toán thiết kế chiếu sáng như sau:
- Thiết kế sơ bộ: qua nghiên cứu các không gian thường gặp, hội chiêu
sáng quốc tế đưa ra một không gian tiêu chuẩn hình hộp để bằng cách tính
toán và thực nghiệm đưa ra bảng tiêu chuẩn, bảng tra.

1
0,7
ρ
=
+ Hệ số phản xạ của tường
3
0,3
ρ
=
+ Hệ số phản xạ của sàn nhà
4
0,1
ρ
=
* Với độ rọi E
yc
= 500 Lx
1. Xác định kiểu chiếu sáng và cấp bộ đèn
a) Kiểu chiếu sáng
Kiểu chiếu sáng cần được lựa chọn phù hợp với các hoạt động thường
diễn ra trong phòng. Thường các không gian có hoạt động thông thường:
văn phòng, phòng học, siêu thị thì chọn các phương án kiểu trực tiếp hoặc
bán gián tiếp. Các không gian sinh hoạt, tự dinh,khu vui chơi giải trí,tiếp
khách thường chọn kiểu chiếu sáng hỗn hợp hoặc gián tiếp.
- Kiểu chiếu sáng trực tiếp tăng cường: dùng cho những nơi có chiều
cao tương đối lớn, độ rọi yêu cầu cao hoặc là các chiếu sáng cục bộ. Khi đó
tường và không gian xung quanh sẽ tối.
- Kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng và bán trực tiếp thường tạo được
không gian có tiện nghi tốt, cả mặt phẳng làm việc và tường đều được chiếu
sáng theo một tỷ lệ thích hợp. Thường ứng dụng cho chiếu sáng chung, các

độ rọi thấp, hoặc được sử dụng trong chiếu sáng cục bộ, đèn bàn, đèn máy
công cụ, đèn trang trí.
Việc chiếu sáng cho hội trường C2 ta dùng đèn huỳnh quang có
φ
=
®
5100Lm
3. Chọn chiều cao đặt đèn
- h - là khoảng cách từ bộ đèn đến mặt phẳng làm việc
- h
’
- là khoảng cách từ bộ đèn đến trần
h là thông số hình học quan trọng nhất trong các thông số kĩ thuật
quyết định chất lượng thiết kế.
Khi chọn h cần cân nhắc kết cấu công trình, dầm nhà quạt trần
Về nguyên tắc nhà cao, có điều kiện để chọn h lớn thì sẽ đạt được độ
đồng đều ánh sáng và hiệu suất cao vì khi đó sẽ sử dụng được bóng có công
suất lớn, quang thông lớn, thường bóng có hiệu suất cao hơn.
Vì theo kết cấu ngôi nhà thì ta chọn đèn sát trần nghĩa là h
’
= 0.
4. Bố trí các bộ đèn và số bộ đèn tối thiểu N
min
+ ) Bố trí các bộ đèn
- Các bảng tra được lập ra trên cơ sở các bộ đèn bố trí theo tính chất tổ
chức lưới chữ nhật trên trần
- Giá trị m, n, p, q sẽ quyết định đến việc bố trí đồng đều ánh sáng và
tương quan về độ rọi giữa tường và mặt phẳng làm việc.
+ ) Số bộ đèn tối thiểu cho một không gian N
min

2.8
9,225 9,225
a
X
Chọn X = 3 bộ
Lấy p = 0,5.m
→ + =
→ = =
2 0,5.2 26
26
8,67( )
3
m m
m m
Chọn m = 9 (m) như vậy p = 3,5 (m)
Xét phương b
Số bộ đèn
= = =
26
2,8
9,225 9,225
b
Y
Chọn Y = 3 bộ
Lấy q = 0,5 n
→ + =
→ = =
2 0,5.2. 26
26
8,67( )

, U
i

sd d d i i
K U U
η η
= +
Lập bảng nội suy
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
4
Bài tập thiết kế chiếu sáng
( )
= = =
+ +
26.26
2,114
( ) 6,15. 26 26
ab
K
h a b
Tra bảng trang 104 – 105 sách kỹ thuật chiếu sang
K 2,114
U
d
0,71
U
i
0,5
Vậy tại K = 2 ta có
K

26
2( )
13
m m
m m
Chọn m = 2 (m) như vậy p = 1 (m)
+ ) Theo phương b
n = 2 (m) và q = 1 (m)
II. Kiểm tra thiết kế
1. Kiểm tra các độ rọi
Tính các E
1
, E
3
, E
4
Cụ thể:
( )
''
.
.1000
i u i i
NF
E F R S
ab
η
δ
= +
Trong đó: N- số bộ đèn
F- quang thông tổng của một bộ đèn

=
+
Chỉ số lưới:
( )
2 .
m
m n
K
h m n
=
+
Chỉ số gần ( tường ):
( )
p
ap bq
K
h a b
+
=
+
.
p
p m
m
K
K K
K
α α
= → =
Các chỉ số R

0,244
0,75
0,325
p
m
K
K
→ = 0,75
p m
K K
Tra bảng, nội suy
* Với K = 2 ta có
= → =


= → =

0,5 0,375
1 0,75
m P
m P
K K
K K
Từ K
m
= 0,5, K
P
= 0,375

= → =

''
1 682
**
0,5 593
P u
P u
K F
K F
Nội suy cấp K
p
Từ *
( )
−
→ = + − =
−
''
630 580
580 0,375 0,25 605
0,5 0,25
u
F
Như vậy với K
m
= 0,5 thì F
u
’’
= 605
**
( )
−

1 0,5
u
F
Vậy với K = 2 ta có F
u
’’
= 593,625
* Với K = 2,5 ta có
= → =


= → =

0,5 0,375
1 0,75
m P
m P
K K
K K
Từ K
m
= 0,5, K
P
= 0,375

= → =
→

= → =


K F
Nội suy cấp K
p
Từ *
( )
−
→ = + − =
−
''
689 642
642 0,375 0,25 665,5
0,5 0,25
u
F
Như vậy với K
m
= 0,5 thì F
u
’’
= 665,5
**
( )
−
→ = + − =
−
''
735 653
653 0,75 0,5 694
1 0,5
u

u
’’
= 655,525
Như vậy ta tiếp tục dùng phép nội suy để tính ra giá trị F
u
’’
tại K=2,114
( )
−
→ = + − =
−
''
655,525 593,625
593,625 2,114 2 607,74
2,5 2
u
F
nội suy tính được R
i
, S
i
K R
1
S
1
R
3
S
3
R

169.2.5100.0,37
0,8443.607,74 200,88
1000.1,3.26.26
0,7257. 0,8443.607,74 200,88
518,2
d
d
d
E
E
E Lx
( )
( )
η
= +
=
=
4 4 4
4
4
0,67. . .0
0,67.0,06.553,6
22,255
i i i
i
i
E R S
E
E Lx
E

Bài tập thiết kế chiếu sáng
- Độ rọi trên trần
E
1
= E
1d
+ E
1i
E
1d
= 0,7257. ( -0,065.607,74+ 144,14 ) = 76 (Lx)
E
1i
= 0, 67.0,06. 1069,23 = 43 (Lx)
E
1
= 76 + 43 = 119 (Lx)
2. Kiểm tra các tiêu chuẩn
+) Độ rọi yêu cầu
−
∆ = = <
500 540,455
.100% 8,1% 10%
500
E
đạt
+)
= = <
3
4

tr
E
L cd m
Theo hướng ngang
®
®
bk
S
I
L =
Trong đó:
( )
( )
φ
= = =
®n ®
ng
75 .
45.2.5100
459
1000 1000
I
I cd
=
=
bk
os75+acsin75
S =1,7.0,6.cos75+1,7.0,25sin75
0,675
bk

d
75 .
30.2.5100
306
1000 1000
I
I cd
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
9
Bài tập thiết kế chiếu sáng
=
=
bk
os75+bcsin75
S =1,7.0,6.cos75+0,6.0,25sin75
0,41
bk
bk
S abc
S
( )
= =
2
®
306
746,34 /
0,41
L cd m
= =
746,34

=
 ÷
 
h = H – 0,85 = 7 – 0,85 = 6,15 (m)
m, n < 1,5. 6,15 = 9,225 (m)
Vì giá trị của m, n còn phụ thuộc vào cả p , q
( ) ( ) ( )
1 1
3 2
m n p q m n→ ≤ ≤
Xét phương a
Số bộ đèn
= = =
26
2.8
9,225 9,225
a
X
Chọn X = 3 bộ
Lấy p = 0,5.m
→ + =
→ = =
2 0,5.2 26
26
8,67( )
3
m m
m m
Chọn m = 9 (m) như vậy p = 3,5 (m)
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49

. . .
yc
tt
sd
a b E
K
δ
φ
=
Cho
1,3
δ
=
Tìm K
sd
bằng cách tra bảng U
d
, U
i

sd d d i i
K U U
η η
= +
Lập bảng nội suy
( )
= = =
+ +
26.26
2,114

. 2.5100
tt
N
n
bộ
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
11
Bài tập thiết kế chiếu sáng
Do yêu cầu đối với mức độ chiếu sáng này không cao nên ta chọn số bộ đèn
là 49 bộ. Từ đó nếu độ rọi trên mắt phẳng làm việc chênh lệch nhỏ so với E
yc
mà vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn khác thì việc lựa chọn số bộ đèn là hợp lý
Để đảm bảo tính thẩm mỹ và giải quyết kinh tế ta chọn số bộ đèn là 49 bộ
Do kích thước hội trường là hình vuông nên mỗi chiều có tương ứng
là 7 bộ
Lúc đó ta có các khoảng cách m, n, p, q là :
+ ) Theo phương a
Chọn m = 4 (m) và p = 1 (m)
+ ) Theo phương b
Chọn n = 4 (m) và q = 1 (m)
II. Kiểm tra thiết kế
1. Kiểm tra các độ rọi
Tính các E
1
, E
3
, E
4
Cụ thể:
( )

J
h h
=
+
Chỉ số lưới:
( )
2 .
m
m n
K
h m n
=
+
Chỉ số gần ( tường ):
( )
p
ap bq
K
h a b
+
=
+
.
p
p m
m
K
K K
K
α α

+ +
= = =
+ +
26.1,5 26.1,5
0,244
6,15. 26 26
p
ap bq
K
h a b
α
= = =
0,244
0,3754
0,65
p
m
K
K
→ = 0,3754
p m
K K
Tra bảng, nội suy, ngoại suy
* Với K = 2 ta có
= → =


= → =

0,5 0,1877

= 0,3754

= → =
→

= → =


''
''
0 471
**
0,5 593
P u
P u
K F
K F
Nội suy cấp K
p
Từ *
( )
−
→ = + − =
−
''
580 523
523 0,1877 0 565,8
0,25 0
u
F

m

( )
−
→ = + − =
−
''
562,6 565,8
565,8 0,65 0,5 564,84
1 0,5
u
F
Vậy với K = 2 ta có F
u
’’
= 564,84
* Với K = 2,5 ta có
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
13
Bài tập thiết kế chiếu sáng
= → =


= → =

0,5 0,1877
1 0,3754
m P
m P
K K


= → =


''
''
0 537
**
0,5 653
P u
P u
K F
K F
Nội suy cấp K
p
Từ *
( )
−
→ = + − =
−
''
642 588
588 0,1877 0 628,54
0,25 0
u
F
Như vậy với K
m
= 0,5 thì F
u

→ = + − =
−
''
628,54 624,1
624,1 0,65 0,5 625,43
1 0,5
u
F
Vậy với K = 2,5 ta có F
u
’’
= 625,43
Như vậy ta tiếp tục dùng phép nội suy để tính ra giá trị F
u
’’
tại K=2,114
( )
−
→ = + − =
−
''
625,43 564,84
564,84 2,114 2 578,65
2,5 2
u
F
nội suy tính được R
i
, S
i

Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
14
Bài tập thiết kế chiếu sáng
( )
( )
= +
=
4
4
49.2.5100.0,37
0,8443.578,65 200,88
1000.1,3.26.26
158,57
d
d
E
E Lx
( )
( )
η
= +
=
=
4 4 4
4
4
0,67. . .0
0,67.0,06.553,6
22,255
i i i

E
3i
= 0,67.0,06. 335,5 = 13,487 (Lx)
E
3
= 125+13,487 = 138,5 (Lx)
- Độ rọi trên trần
E
1
= E
1d
+ E
1i
E
1d
=
49.2.5100.0,37
1000.1,3.26.26
. ( -0,065.607,74+ 144,14 ) = 24 (Lx)
E
1i
= 0, 67.0,06. 1069,23 = 43 (Lx)
E
1
= 24 + 43 = 67 (Lx)
2. Kiểm tra các tiêu chuẩn
+) Độ rọi yêu cầu
−
∆ = = <
200 181

π
= = =
2
1 1
Çn
. 0,7.67
15 /
3,14
tr
E
L cd m
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
15
Bài tập thiết kế chiếu sáng
Theo hướng ngang
®
®
bk
S
I
L =
Trong đó:
( )
( )
φ
= = =
®n ®
ng
75 .
45.2.5100

®
bk
S
I
L =
Trong đó:
( )
( )
φ
= = =
®n ®
d
75 .
30.2.5100
306
1000 1000
I
I cd
=
=
bk
os75+bcsin75
S =1,7.0,6.cos75+0,6.0,25sin75
0,41
bk
bk
S abc
S
( )
= =

= 200 thì bật các bóng màu đen (trên sơ đồ)
E
yc
= 500 thì bật tất cả các bóng
Đoàn Khánh Toàn– TBĐ- ĐT3- K49
17