Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG
1.1 giới thiệu
1.2 các khái niệm cơ bản
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG THEO YÊU CẦU
A: một số tiêu chuẩn thiết kế áp dụng vào bài
B: trình tự thiết kế
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
1: tính chọn dây dẫn chiếu sáng
2: hệ thống cung cấp điện
3:chọn các phần tử trong mạng chiếu sáng
TỔNG KẾT
[Type text] Page 1
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Chương 1 : Khái niệm chung về kỹ thuật chiếu sáng
1.1 Giới thiệu
Chiếu sáng là một kỹ thuật đa ngành, trước hết đó là mối quan tâm
của các kỹ sư điện, cácnhà nghiên cứu quang và quang phổ học, các
cán bộ kỹ thuật của công ty công trình công cộng và các nhà quản lý đô
thị. Chiếu sáng cũng là mối quan tâm của các nhà kiến trúc, xây dựng
và giới mỹ thuật. Nghiên cứu về chiếu sáng cũng là công việc của các
bác sỹ nhãn khoa, các nhà tâm lý học, giáo dục thể chất học đường
Trong thời gian gần đây, với sự ra đời và hờn thiện của các nguồn
sáng hiệu suất cao, các phương pháp tính toán và công cụ phần mềm
chiếu sáng mới, kỹ thuật chiếu sáng đã chuyển từ giai đoạn chiếu sáng
tiện nghi sang chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng gọi tắt là
chiếu sáng tiện ích.
Theo số liệu thống kê, năm 2005 điện năng sử dụng cho chiếu sáng
trên toàn thế giới là 2650 tỷ kWh, chiếm 19% sản lượng điện. Hoạt
động chiếu sáng xảy ra đồng thời vào giờ cao điểm buổi tối đã khiến

Trong đó:
K=683lm/w là hệ số chuyển đổi đơn vị năng lượng sang đơn vị cảm nhận ánh
sáng
Wλ là năng lượng bức xạ
Vλ là độ nhạy tương đối của mắt người.
1.2.2.2 Cường độ ánh sáng I candela (cd)
Là đại lượng biểu thị mật độ phân phối quang thông của một nguồn sáng
theo một hướng nhất định.
Hình 1.2
I = lim (cd)
Trong đó :
F là quang thông (lm)
Ω là góc khối, giá trị cực đại là 4π
1.2.2.3 Độ rọi E (lux)
[Type text] Page 3
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Là đại lượng biể thị mật độ phân bố quang thông trên một đơn vị diện tích bề
mặt. Dùng để đánh giá một khu vực sáng như thế nào khi được chiếu sáng
bằng nguồn sáng.
Elx= hoặc 1lux = 1Lm/m
Nếu nguồn sáng chiếu thẳng đứng với mặt phẳng chiếu sáng (hình 1.3) ta có
Ea = lux
Hình 1.3
Nếu nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng với một góc α hình 1.4 ta có
Ea = lux
Hình 1.4
1.2.2.4 Độ chói L (cd/m)
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của một nguồn sáng
hay một bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt người.
L = (cd/m2)

Thân đèn có chức năng gá lắp các bộ phận của đèn, bảo vệ bóng đèn và các
thiết bị kèm theo. Thân đèn phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Thuận tiện trong thao tác lắp đặt và bảo dưỡng thiết bị.
Có khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và tỏa nhiệt tốt.
Có tính thẩm mỹ.
Phản quang có chức năng phân bó lại ánh sáng của bóng đèn phù hợp với
mục đích sử dụng của đèn. Phản quang phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Có biến dạng phù hợp.
Hệ số phải cao.
Có khả năng chống ăn mòn oxi hóa và chịu nhiệt tốt.
Kính đèn có chức năng bảo vệ bóng đèn và phản quang góp phần kiểm soát
phân bố ánh sáng của đèn. Kính đèn phải đáp ứng được các nhu cầu sau:
Có biện dạng phù hợp với phát quang
Hệ số thấu quang phù hợp
Có độ bền cơ học, khả năng chịu nhiệt và chịu tác động của tia hồng ngoại
cực tím.
Đui đèn có chức năng cấp điện vào bóng đèn và giữ cho bóng đèn cố định ở
vị trí cần thiết. Yêu cầu của đui đèn:
Các tiếp điểm ổn định trong trường hợp có va chạm, rung.
[Type text] Page 5
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Có khả năng chịu nhiệt tốt
Cứng, một số trường hợp phải có bộ phận phụ trợ để cố định bóng đèn.
Bộ đèn có chức năng tạo ra chế đọ điện áp và dòng điện phù hợp với quá
trình làm việc và khởi động. Yêu cầu chung của bộ đèn:
Các thiết bị phải đồng đều tương thích với đèn
Có khả năng chịu nhiệt tốt
Tổn hao công suất thấp
1.5 Thiết kế chiếu sáng
1.5.1 Thiết kế chiếu sáng trong nhà

đối với nhà van hóa thể thao như cầu lông
Môn thể thao Kích thước (m) Ghi chú
Dài Rộng Thông
thủy
Cầu lông
15 8 7
Sânđơn13.4x5.8.
Sân đôi15.4x6.1.
Nếu bố trí hai sân
liền nhau thì
khoảng cách giữa
chúng là 3m

Mục 9: yêu cầu về chiếu sáng, kĩ thuật điện , thiết bị điện
9.1 cần sử dụng triệt để chiếu sáng tự nhiên ,trực tiếp cho các phòng : phòng
tập thể thao, phòng học ,phòng triển lãm…….khi thiết kế chiếu sáng tự nhiên
cho các phòng nói trên cần áp dụng các hình thức sau :
 Chiếu sáng bên qua cửa sổ các tường bao che.
 Chiếu sáng bên qua mái ,cửa mái qua lỗ lấy sáng ở mái và các lỗ lấy sáng ở vị
trí cao của tòa nhà.
 Chiếu sáng hỗn hợp
[Type text] Page 7
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
9.2 thiết kế chiếu sáng tự nhiên cho các phòng phải đảm bảo độ đồng đều nhỏ
nhất 0.7 cho chiếu sáng bên và 21 cho chiếu sáng hỗn hợp( tỉ số độ rọi lớn
nhất và nhỏ nhất.
9.3 các phòng có chức năng chính trong nhà văn hóa thể thao cần được ưu
tiên chiếu sáng tự nhiên. Tỉ lệ diện tích cửa sổ với diện tích sàn của phòng đó
không nhỏ hơn quy định tronh bảng dưới đây.
Bảng: tỷ lệ diện tích cửa sổ với diện tích sàn để tính chiếu sáng tự

1.6: căn cứ vào tính chất quy mô công trình nhà thể thao dược chia thành hai
loại:
- nhà thể thao riêng cho từng môn
[Type text] Page 8
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
-nhà thể thao tổng hợp cho các môn
Nội dung nhà thể thao được quy định dưới bảng sau
Công trình Kích
thước
(m)
Chiều
cao
thông
thủy
Công suất
Phục vụ
người/1c
a
Khán đài
(chỗ)
Chiều
dài
Chiều
rộng
A: nhà thể thao tổng hợp
1: để tổ chức thi đấu
-loại lớn
-loại trung bình
48
42

30
24
24
28
12
9
7
6
42
32
24
Không có
khán đài chỉ
có khán đài
quan sát
300 chỗ
B:nhà thể thao cho từng
môn
1: để tổ chức thi đấu
-loại lớn
-loại trung bình
-loại nhỏ
42
36
24
24
18
18
9
7

Mục đích sử dụng Bóng chuyền
E
tb
(lx)
Bóng rổ
E
tb
(lx)
Cầu lông
E
tb
(lx)
HS đồng
đều độ rọi
ngang
[Type text] Page 9
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Thi đấu chính thức 300 300 400 0,6
Thi đấu thông
thường
200 200 300 0,5
Luyên tập 100 100 200 0,44

Áp dụng một số tiêu chuẩn trên:
Ta xét bài toán thiết kế chiếu sáng cho một sân cầu lông phục vụ cho luyện
tập và thi đấu thông thường trong nhà
Kích thước 24x18x9
Hệ số phản xạ 7:5:3
Độ rọi theo yêu cầu
+) lúc luyện tập E

[Type text] Page 11
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
2: 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 thong số hình học qua trọng nhất trong các thông số kỹ thuật quyết định
chất lượng thiết kế
về nguyên tắc nhà cao,có điều kiện chọn h lớn thì sẽ đạt được độ đồng đều về
ánh sáng và hiệu suất cao vì khi đó sẽ sử dụng được bóng có công suất lớn,
quang thông lớn ,thường bong có hiệu suất cao hơn.
Nên ta chọn khoảng cách treo đèn là 0,5m nghĩa là h’=0,5 m
Mặt phẳng làm việc cách mặt đất là 1,5 m
Khoảng cách từ đèn đến mặt hữu ích là h=H- h’-1,5=9-0,5-1,5=7m
3: bố trí đèn
Chỉ số địa điểm :
k===1,47
tỷ số treo đèn :
j===0,066 chọn j=0
bố trí đèn tạo thành các mắt lưới tạo nên độ đồng đều cao
ta chọn cấp đèn C ()
max
=1,3 nên n
max
= 1,3.h=1,3.7=9,1
+) số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a là
N
a
= ==2,64 chọn N
a
=3 bộ

1,3
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
N===13,99 chọn 15 bộ đèn
Với 15 bộ đèn độ rọi đạt được là
E
th
===535,9E
yc
=500 lx
Với E
yc
=200 lx
Tổng quang thông
F
t
===167942,58 lm
Thì ta cần thắp sáng số đèn
N===5,6 chọn 9 bộ đèn
Với 9 bộ đèn độ rọi đạt được là:
E
th
===321,54E
yc
=200 lx+) bố trí đèn
[Type text] Page 14
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Khoảng cách đảm bảo

Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
E
min
=311lux , E
max
=674lux
E
tb
===535,9lux
==0,58
Thỏa mãn yêu cầu đề ra
b : kiểm tra chói lóa mất tiện nghi
Nội dung kiểm tra chói lóa mất tiện nghi bao gồm :
 Chói lóa của tường (hoặc vách bên)
 Chói lóa của trần
 Chói lóa trực tiếp của bộ đèn gây ra
 Kiểm tra chói lóa của tường( hoặc vách bên) và của trần –bộ đèn
-Kiểm tra chói lóa của tường( hoặc vách bên) :đánh giá bằng tỷ số độ rọi trên
tường (E
3
) và trên mặt phẳng làm việc (E
4
) thỏa mãn điều kiện :
0,5
Ta có độ rọi trung bình trên trần (E
1
) ,trên tường (E
3
),và trên bề mặt hữu ích
(E

K
h a b
=
+
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

m
Tra bảng,nôi suy
[Type text] Page 18
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
• Khi K=1,5:
K
m
=1 ,K
p
=0,5144 nội suy theo K
p
ta có
K
p
0 0,5
F
’
u
493 707
F
’
ukp=0,793
=493+=713,1632
K
m
=1,5 ,K
p
=0,7716 nội suy theo K
p
ta có

u
576 767
• F
’
ukp=0,793
=576+=772,501
• K
m
=1,5 ,K
p
=0,7716 nội suy theo K
p
ta có
K
p
0 0,75
F
’
u
499 806
[Type text] Page 19
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
• F
’
ukp=1,1085
=499+=814,842
• Nội suy theo K
m
• F
u

]=546,44
 Độ rọi trên tường
E
3
=E
3d
+E
3i
=[η
d
(R
3
.F
’’
u
+S
3Đ
) +η
i
.S
3T
]=286,18
 Độ rọi trên trần
E
1
=E
1d
+E
1i
=[η

bđγ=75
o
=
S
bk
=abcos(75
o
)+acsin(75
o
)
r=
Do nhà thi đấu có chiều cao lớn ,ta sủ dụng bộ đèn chiếu sáng trực tiếp
hẹp,hơn nữa theo cataloge của bộ đèn thì độ chói nhìn ngang góc 75
0
có thể
coi như nằng không nên ta có thể bỏ qua chói lóa của trần
 Chói lóa trực tiếp do bộ đèn gây ra
Căn cứ vào góc quan sát γ (góccủa bộ đèn bảo vệ) để kiểm tra chói lóa mất
tiện nghi
Thực tế cho thấy ,khi γ45
o
thì người quan sát không bị chói lóa khó chịu
Khi góc γ>45
o
cần kiểm tra chói lóa mất tiện nghi
 Phương pháp kiểm tra chói lóa mất tiện nghi
- Xác định vùng kiểm tra : theo vị trí người quan sát (thường chọn là vị
trí cuối phòng ,đó là nơi dễ xảy ra chói lóa mất tiện nghi nhất),xác
định góc γ và do đó xác định được vùng cần được kiểm tra đối với
phòng kiểm tra

cosφ ,có dòng điện chạy qua thì biểu thức của điện áp rơi là :
I(R.cosφ+ωLsinφ)
Trong thực tế nói chung các thiết bị chiếu sáng có bù hệ số công suất cosφ
gần bằng 0,85 nên có thể bỏ qua thành phần phản kháng do đó có thể tính
tính gần đúng điện áp rơi trên đường dây bằng biểu thức :
Điện trở suất của đồng hoặc nhôm khi nhiệt độ làm việc trong ruột cáp
thường lấy bằng 65
0
C, tính cả điện trở tiếp xúc bằng :
ρ
cu
=22Ω/km/mm
2
1.2:tính chọn tiết diện dây dẫn :
Trình tự tính chọn tiết diện dây dẫn như sau
- xác định dòng điện ở đầu mỗi nhánh khi giả thiết dòng điện trong từng nhánh
không đổi
- xác định tuyến đườn có tải lớn nhất ,có nguy cơ điện áp rơi lớn nhất
- tìm tiết diện dây dẫn tại đoạn có tải lớn nhất
- chọn các tiết diện theo quy chuẩn
- kiểm trs điện áp rơi trên từng đoạn
- tính toán chọn tiết diện dây dẫn trên các đoạn còn lại
Đối với bài toán đã nêu ta chon cách đi dây như sau:
[Type text] Page 24
Bài tập lớn kỹ thuật chiếu sáng
Ta sử dụng hai tủ chiếu sáng tủ A
1
(nguồn vào là mạch cung cấp 3 pha hình
sao có dây trung tính) là tủ điều khiển chiếu sáng cho các bóng có nhiêm vụ
chiếu sáng chính là 15 bóng metal halide