Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị (Phần 1)

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị (Phần 1)

1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ) là sự kết hợp (nhân vector) của dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng. Sóng điện từ cũng bị lượng tử hoá thành những "đợt sóng" có tính chất như các hạt chuyển động gọi là photon.
2. PHỔ ĐIỆN TỪ Phổ điện từ là dải tất cả các tần số có thể có của bức xạ điện từ. "Phổ điện từ" của một đối tượng là phân bố đặc trưng của bức xạ điện từ phát ra hoặc hấp thụ bởi các đối tượng cụ thể. Phổ điện từ kéo dài từ tần số thấp dùng cho liên lạc vô tuyến hiện đại tới bức xạ gamma ở cuối bước sóng ngắn (tần số cao)
3. PHỔ ĐIỆN TỪ
4. QUANG PHỔ Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục (liền nhau, không bị đứt đoạn) bắt đầu từ màu đỏ. Nguồn phát:Quang phổ liên tục do các vật rắn, chất lỏng hoặc chất khi áp suất thấp được nung nóng đến phát sáng phát ra. Đặc điểm: Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật. Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím. Ứng dụng: Dùng để đo nhiệt độ của các vật ở rất xa (nhiệt độ các thiên thể) hoặc các vật có nhiệt độ rất cao (nhiệt độ của lò luyện kim)
5. QUANG PHỔ Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối trên nền quang phổ liên tục. Điều kiện phát sinh: Đặt một chất khí áp suất thấp trên đường đi của một chùm ánh sáng trắng. Đặc điểm: Vị trí của các vạch tối trùng với vị trí các vạch màu của nguyên tố có trong chất khí đang xét trong điều kiện chất khí ấy được phát sáng Ứng dụng: dùng để nhận biết thành phần cấu tạo chất của các vật. Nhờ nghiên cứu quang phổ của ánh sáng Mặt Trời mà người ta tìm được khí hêli trong khí quyển của Mặt Trời trước khi tìm được nguyên tố hêli trên Trái Đất. Quang phổ của ánh sáng Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ vạch hấp thụ
6. QUANG PHỔ
7. QUANG PHỔ
8. Vật thu năng lượng bức xạ ➢ Độ nhạy tích phân. c K = ehuuich e ➢ Độ nhạy cảm phổ cd () k () = e huuich de Hệ số c: được xác định bởi sự lựa chọn các đơn vị của thông lượng bức xạ hữu ích.
9. Thông lượng bức xạ hữu ích = kd   ehuuich e ( ) ( ) ➢ Phân bố của thông lượng bức xạ: e ( ) ➢ Độ nhạy phổ của bộ thu k () Thông lượng bức xạ hữu ích của bức xạ đơn sắc: d=ehuuich e ( ) k( ) d  Thông lượng bức xạ hữu ích của bức xạ phức tạp: ehuuich =k  e
10. Hệ đại lượng hữu ích đánh giá bức xạ cự tím ➢ Các lượng tử của bực xạ cực tím chứa năng lượng lớn làm thay đổi cấu trúc hóa học các thành phần và các mô tê bào của cơ thể sống. ➢ 280 - 400 nm: có tác dụng hữu ích lên cơ thể con người. Diệt khuẩn Tạo vitamin D Tác động lên mắt. 400 400  =  Sd =  Sd huuich e vital ( ) huuich e bak ( ) 280 200
11. CÁC ĐẠI LƯỢNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ➢ Quang thông ➢ Hiệu suất phát sáng ➢ Cường độ ánh sáng ➢ Độ rọi ➢ Huy độ ➢ Độ trưng
12. Quang thông ➢ 1 lumen là quang thông của một nguồn sáng điểm có cường độ ánh sáng là 1 cadenla phát ra trong một đơn vị góc khối (radian). ➢ Bằng thí nghiệm đo đạc: 1W=0.555 m = 683 lm  ➢ Giá trị lớn nhất của độ nhạy cảm phổ mắt người là: K = 683 lm / W ( )max
13. Hiệu suất phát sáng H (lm/W) ➢Hiệu suất phát sáng còn gọi là quang hiệu của một nguồn sáng được xác định bằng tỉ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng.  H = P
14. Cường độ ánh sáng I (cd) ➢Góc khối là góc tạo bởi bề mặt nón, có giá trị: d = ds/ r 2 ➢ds diện tích bề mặt cầu mà góc khối tựa lên ➢r: bán kính hình cầu ➢ Đơn vị góc khối: radian
15. Cường độ ánh sáng I (cd) ➢ Nguồn đối xứng: cường độ ánh sáng phân bố đối xứng qua một trục nào đó. ➢ Nguồn không đối xứng: cường độ ánh sáng phân bố không đối xứng qua bất kỳ một trục nào.
16. Độ rọi (lux) ➢Khi nguồn sáng là nguồn sáng điểm, độ rọi là một điểm trên bề mặt chiếu sáng được tính như sau: d I d I cos E = = = dS dS l 2
17. Độ trưng M (lm/m^2) ➢Độ trưng là mật độ quang thông trên diện tích phát sáng của nguồn sáng  M = A
18. CÁC NGUỒN PHÁT SÁNG ĐỀU ➢ Nguồn sáng hình cầu ➢ Nguồn sáng hình đĩa ➢ Nguồn sáng hình trụ
19. CÁC THIẾT BỊ ĐO SÁNG ➢ Lux kế: là dụng cụ đo độ rọi. ➢ Cấu tạo: gồm tế bào quang điện biến đổi năng lượng nhận được thành dòng và được nối với một miliampe kế. ➢ Thang đo: theo Lux
20. HỆ CẦU QUANG PHỔ ➢ Lumen kế hình cầu cùng với một số thiết bị kết nối. ➢ Đo được quang thông, nhiệt độ màu, phổ phát sáng  E = tt 4 R2  E() n== E nn px tt 4 R2  EE== n px tt  2 n=1 41 R −
21. MÀU SẮC ÁNH SÁNG
22. PHƯƠNG TRÌNH MÀU Tọa độ màu sắc r ' g ' b' r = g = r = r'''++ b g r'''++ g b r'''++ g b Tọa độ màu riêng r''' b g r() =;; b( ) =  g (  ) =      
23. HỆ MÀU RGB ➢ Tọa độ màu riêng r ' r ( ) =   b' b( ) =   g ' g ( ) =  
24. HỆ MÀU XYZ ➢ Các màu sắc chính X, Y, Z nhận từ hệ màu R, G, B bằng các phương trình sau: XRGB=0.4185 − 0.0912 + 0.000 YRGB= −0.1588 + 0.2524 − 0.0025 ZRGB= −0.0829 + 0.0157 + 0.1786
25. HỆ MÀU XYZ
26. PHƯƠNG TRÌNH MÀU TRONG HỆ XYZ  =x''' X + y Y + z Z Tọa độ màu sắc x ' x =  y ' y =  =x''' + y + z  z ' z = 
27. CHÚ Ý ➢ Các tọa độ màu sắc của các màu thực nằm trong tam giác màu ➢ Đặc tính số lượng màu xác định bởi thành phần Y ➢ Quang thông của màu đơn vị YXZ =683lm ;  = 0 lm ;  = 0 lm ➢ Huy độ 2 LYXZ=683 cd / m ; L = 0; L = 0
28. PHƯƠNG TRÌNH MÀU TRONG HỆ XYZ  =x''' X + y Y + z Z Tọa độ màu sắc x ' x =  y ' y =  z ' z =   =x''' + y + z
29. TÍNH TOÁN MÀU TRONG HỆ XYZ 1. Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp hai hay nhiều bức xạ ''' 1 =x 1 X + y 1 Y + z 1 Z ''' 2 =x 2 X + y 2 Y + z 2 Z ''' n =x n X + y n Y + z n Z  =x'''''' + + x X + y + + y Y + z + + z Z  ( 1n) ( 1 n) ( 1 n ) Tọa độ màu sắc hỗn hợp xx''++ yy''++ zz''++ x = 1 n y = 1 n z = 1 n    ''''''  =x1 + + xn + y 1 + + y n + z 1 + + z n
30. BÀI TẬP CHƯƠNG 2
31. Định nghĩa Thiết bị chiếu sáng còn gọi là bộ đèn bao gồm đèn, chóa và các thiết bị khởi động dùng để phan bố quang thông theo hướng cho trước dùng để chiếu sáng.
32. Bộ đèn pha Bộ đèn tập trung quang thông theo hướng cho trước, nó dùng chiếu sáng các vật nằm xa Chóa có dạng parabol Vật liệu làm chóa thường là kim loại được đánh bóng bề mặt. Nguồn sáng được đặt ở tiêu điểm parapol
33. Bộ đèn chiếu Bộ đèn tập trung quang thông chung quanh điểm nằm trên trục quang học. Chóa có dạng Elip Vật liệu làm chóa là kim loại được đánh bóng bề mặt Dùng để làm các đèn chiếu, nung chảy kim loại. Nguồn sáng được đặt ở tiêu điểm của Elip.
34. Bộ đèn chiếu sáng Bộ đèn dùng phân bố quang thông trong góc khối lớn. Dùng để chiều sáng các vật nằm gần Chóa có thể làm bằng vật liệu tán xạ ánh sáng.
35. Nhiệm vụ chính của thiết bị chiếu sáng Phân bố quang thông trong không gian Bảo vệ nguồn sáng khỏi bụi bẩn và va chạm cơ Thay đổi thành phần bức xạ nguồn Tách nguồn sáng ra khỏi môi trường cháy nổ, ẩm Giảm huy độ bảo vệ mắt người không chóa.
36. Vật liệu kỹ thuật chiếu sáng Tùy theo các đặc tính bề mặt và phía trong của vật và sự phân bố các quang thông bị hấp thụ, phản xạ và thấu xạ rất khác nhau. Vật liệu phản xạ có hướng hoặc thấu xạ có hướng khi bề mặt phẳng có kích thước không bằng phẳng nhỏ hơn nhiều so với độ dài bước bước sóng bức xạ. Vật liệu bao gồm các kim loại được đánh bóng.
37. Phản xạ và khúc xạ ánh sáng
38. Các yếu tố chính để phân chia thiết bị chiếu sáng
39. Hiệu suất và các cấp bộ đèn - Hiệu suất bộ đèn - Các cấp bộ đèn - Hệ số kích thước và hệ số sử dụng quan thông
40. Các cấp bộ đèn Bộ đèn cấp A đến J 90% ~100% Bộ đèn cấp K đến N 60% ~ 90% Bộ đèn cấp O đến S 40% ~ 60% Bộ đèn cấp T đến J 10%
41. 5'h( a+ b) Chỉ số địa điểm trần (CCR) ab 5h( a+ b) Chỉ số địa điểm phòng (RCR) tt ab 5h( a+ b) Chỉ số địa điểm sàn (FCR) lv ab
42. CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ Phương pháp trực tiếp: qui định các đại lượng trực tiếp xác định hiệu suất của hệ thống chiếu sáng. Phương pháp gián tiếp: qui định các đặc tính quang thông của hệ thống, sự phân bố theo thời gian và phổ xác định hiệu suất của hệ thống chiếu sáng
43. NGUYÊN TẮC VÀ TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO 1. Chiếu sáng các nhà máy công nghiệp. 2. Chiếu sáng đường phố và quảng trường. 3. Chiếu sáng nhà ở nơi công cộng. 4. Tiêu chuẩ chiếu sáng Việt Nam
44. Chiếu sáng đường phố và quảng trường 1. Các kích thước góc của vật lớn 2. Thời gian phát hiện vật hạn chế => Huy độ bề mặt đường phải được lựa chọn sao cho sự khác biệt thực tế về huy độ giữa vật và hậu cảnh k>=kkp
45. Tiêu chuẩn chiếu sáng Việt Nam TCVN 7114:2002. TCXDVN 333:2005 QCXDVN 09:2005
46. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG - Chiếu sáng làm việc - Chiếu sáng sự cố - Chiếu sáng an toàn - Chiếu sáng bảo vệ
47. PHÂN BỐ THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG - Một số dạng phân bố các thiết bị chiếu sáng (trang 148).
48. CẤU TẠO BỘ ĐÈN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG
49. Thiết kế chiếu sáng đường phố
50. Phương pháp tỉ số R Phương pháp tỉ số R về bản chất cũng tính toán dựa trên độ rọi nhưng có xét tới độ chói trung bình của mặt đường thông qua tỉ số R :
51. Xác định độ chói
52. Xác định độ chói
53. Bài tập Cho đường phố chính có cấp chiếu sáng A, lưu lượng xe lớn nhất ban đêm trên 3000 xe/giờ. Chiều dài đường 1600m, chiều rộng l = 7,5m, lớp phủ mặt đường nhựa trung bình. Cột đèn có độ vươn s = 2,4m. Giả thiết hệ số suy giảm quang thông của đèn V=0,8. Yêu cầu lắp đặt đèn 1 bên và sử dụng choá đèn kiểu bán rộng. Hãy đưa ra giải pháp chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. :
54. Bài giải Tính toán hệ số sử dụng: Để nâng cao hiệu quả sử dụng của bộ đèn, bố trí cột đèn nằm trên vỉa hè, cách mép đường 0,3m, như vậy do s>0,3m nên hình chiếu của đèn nằm trên mặt đường như hình bên. Khi đó k=k1A+k2A
55. Bài giải Chọn đèn: Tra bảng với mặt đường nhựa trung bình dùng đèn bán rộng có R = 14. Chọn đèn cao áp sodium bầu đục hình trụ có công suất 150W, quang thông 14.000lm. Nếu chọn đèn 250W có quang thông 25.000lm sẽ rất lãng phí,