Trong bất kỳ nhà máy xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Hiện nay người ta thường dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo bởi vì chúng có những ưu điểm: Thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên. Trong các nhà máy xí nghiệp, các phân xưởng nếu không đủ ánh sáng sẽ gây trạng thái căng thẳng cho mắt, hại sức khỏe… và kết quả làm giảm năng suất lao động, gây ra phế phẩm. Vì vậy ánh sáng đã được nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâu: Nguồn sáng, chiếu sáng công nghiệp và dân dụng.

Khái niệm chung

Khái niệm và phân loại

Chiếu sáng đóng vai trò hết sức quan trọng. 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.

Một số đại lượng dùng trong tính toán

  • Quang thông: là năng lượng của ngồn sáng phát ra qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. 

công-thức-1

Đơn vị của quang thông là Lumen (lm). Trong đó: 

λ: bước sóng.

Vλ: độ rõ của bước sóng.

eλ: hàm phân bố năng lượng.

  • 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: I = dF/dω (cd).

        Bảng 1. Cường độ sáng của một số nguồn sáng thông dụng:

bảng-1

  • Độ rọi: người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi, có đơn vị là lux: E = dF/dS (1 lux=1 lm/m2)

        Bảng 2. Quy định về độ rọi cho một số khu vực (t/c Pháp):

bảng-2

Các loại đèn

  • 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, rẻ tiền, cosφ cao, sáng nhanh…
    • Khuyết điểm: tốn điện, phát nóng, tuổi thọ phụ thuộc điện áp.
  • Đèn huỳnh quang
    • Ưu điểm: hiệu suất quang học lớn, diện tích 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

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.

Nội dung thiết kế chiếu sáng

Nội dung thiết kế chiếu sáng bao gồm ba bước chính sau:

  • Lựa chọn loại đèn, công suất, số lượng bóng đèn.
  • Bố trí đèn trong không gian cần chiếu sáng.
  • 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.

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:
    • 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.
    • Chọn loại đèn, công suất đèn Pđ, xác định lượng đèn cần: n = Pcs/Pd
  • Bố trí vị trí đèn theo mặt bằng cần chiếu sáng.
    • Vẽ sơ đấu dây và sơ đồ nguyên lý cho thiết kế.
    • Lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ (CB, cầu chì, thanh cái, dây dẫn).

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:

  • 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.
  • Xác định khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H:

Bảng 10.3. Khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H

bảng-3

  • Căn cứ vào sự bố trí đèn, xác định hệ số phản xạ của trần và tường ρtr, ρ (%).
  • Xác định chỉ số của phòng (có kích thước a.b): φ = (a.b)/H(a+b)
  • Từ ρtr, ρ và φ tra bảng tìm hệ số sử dụng Ksd
  • Xác định quanh thông của đèn:

công-thức-2

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.

  • Tra sổ tay tìm công suất bóng có F ≥ Ftt
  • Vẽ sơ đồ cấp điện chiếu sáng trên mặt bằng.
  • Vẽ sơ đồ nguyên lý chiếu sáng.
  • Lựa chọn các phần tử trên sơ đồ nguyên lý.

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !