Bài 1. CHUẨN BỊ THI CÔNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
1. Khái niệm chung chiếu sáng.
Từ thời sơ khai của văn minh đến thời gian gần đây, con người chủ
yếu tạo ra ánh sáng từ lửa mặc dù đây là nguồn nhiệt nhiều hơn ánh sáng. Ở thế kỷ 21, chúng ta vẫn đang
sử dụng nguyên tắc đó sản sinh ra ánh sáng và nhiệt qua đèn nóng sáng.
Chỉ trong vài thập kỷ gần đây, các sản phẩm chiếu sáng đã trở nên tinh vi
và đa dạng hơn nhiêu. Theo ước tính, tiêu thụ năng lượng của việc chiếu sáng
chiếm khoảng 20 – 40% tổng tiêu thụ năng lượng của một tòa nhà thương mại và
khoảng 1 – 10% trong tổng tiêu thụ năng lượng của một nhà máy công nghiệp.
Hầu hết người sử dụng năng lượng trong công nghiệp thương mại đều nhận
thức được vấn đều nhận thức được vấn đề tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể
chỉ với vốn đầu tư ít và chút kinh nghiệm.
Thay thế các loại đèn hơi thủy ngân hoặc đèn nóng sáng bằng đèn halogen
hoặc đèn natri cao áp sẽ giúp giảm chi phí năng lượng và tăng độ chiếu sáng.
Lắp đặt và duy trì thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn giờ và các
hệ thống quản lý năng lượng cũng có thể đem lại hiệu quả tiết kiệm đặc biệt.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế
hệ thống chiếu sáng để đạt được mục tiêu tiết kiệm như mong đợi.
Cần hiểu rằng những loại đèn có hiệu suất cao không phải là yếu tố duy
nhất đảm bảo một hệ thống chiếu sáng hiệu quả.
Chiếu
sáng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống sinh hoạt cũng như trong sản
xuất công nghiệp. Nếu ánh sáng thiếu sẽ gây hại mắt, hại sức khoẻ, làm giảm
năng suất lao động, gây ra thứ phẩm phế phẩm, gây tai nạn lao động…
Đặc biệt,
có những công việc không thể tiến hành được nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng
không thật (nghĩa là không giống ánh sáng ban ngày) như bộ phận kiểm tra chất
lượng máy, bộ phận pha chế hoá chất, bộ phận nhuộm màu…
Có nhiều
cách phân loại các hình thức chiếu sáng.
Căn cứ
vào đối tượng cần chiếu sáng: chia ra chiếu sáng dân dụng và chiếu sáng công
nghiệp. Chiếu sáng dân dụng bao gồm chiếu sáng cho căn hộ gia đình, các cơ
quan, trường học, bệnh viện, khách sạn…
Chiếu
sáng công nghiệp nhằm cung cấp ánh sáng cho các khu vực sản xuất như nhà xưởng,
kho bãi, …
Căn cứ
vào mục đích chiếu sáng chia ra chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng
sự cố:
-
Chiếu sáng chung tạo nên độ
sáng đồng đều trên toàn bộ diện tích cần chiếu sáng (phòng khách, hội trường,
nhà hàng, phân xưởng…).
-
Chiếu sáng cục bộ là hình thức
tập trung ánh sáng vào một điểm hoặc một diện tích hẹp (bàn làm việc, chi tiết
cần gia công chính xác như tiện, khoan, đường chỉ máy khâu…).
-
Chiếu sáng sự cố là hình thức
chiếu sáng dự phòng khi xảy ra mất điện lưới nhằm mục đích an toàn cho con người
trong các khu vực sản xuất hoặc nơi tập trung đông người (nhà hát, hội trường…).
Ngoài
ra còn chia ra chiếu sáng trong nhà, ngoài trời, chiếu sáng trang trí, chiếu
sáng bảo vệ…
Các hình thức chiếu sáng
Dựa
theo nhiệm vụ chiếu sáng người ta phân loại các hình thức chiếu sáng sau đây:
Chiếu
sáng làm việc: chiếu sáng làm việc là chiếu sáng cần thiết, thường xuyên để đảm
bảo cho các địa điểm làm việc có đủ độ rọi để làm việc.
Chiếu sáng sự cố làm việc: chiếu
sáng sự cố làm việc dùng để đảm bảo có thể tiếp tục làm việc trong một thời gian
nhất định khi ánh sáng làm việc bị hỏng. Những nơi cần bố trí chiếu sáng sự cố
làm việc như phòng bưu điện, phòng mổ, …
Các hệ thống chiếu sáng
Theo
cách bố trí đèn người ta phân loại các hệ thống chiếu sáng sau đây:
Chiếu
sáng chung (các đèn treo ở trần): dùng để chiếu sáng một phòng hay một phần của
phòng với độ rọi đều.
Chiếu
sáng cục bộ (cố định hay di động) hệ thống chiếu sáng này dùng để chiếu sáng đặc
biệt thêm cho một số nơi can thiết như đèn ở bàn máy, bàn làm việc, bàn mổ, …
Trong nhiều trường hợp có thể đặt ổ cắm điện dùng cho đèn chiếu sáng cục bộ.
Chiếu
sáng kết hợp: sử dụng chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ. Khi dùng chiếu
sáng kết hợp độ rọi của chiếu sáng chung trên diện tích làm việc không nên thấp
hơn 10% tiêu chuẩn đã quy định tức là độ rọi phải bảo đảm trên bề mặt làm việc
từ 90% tiêu chuẩn đã quy định trở lên.
1.2. Lý thuyết cơ bản về
ánh sáng.
Ánh
sáng chỉ là một phần của rất nhiều loại sóng điện từ bay trong không gian. Những
loại sóng này có cả tần suất và chiều dài, hai giá trị này giúp phân biệt ánh
sáng với những dạng năng lương khác trên quang phổ điện từ.
Ánh sáng được phát ra từ vật thể là do những hiện tượng sau:
-
Nóng sáng : Các chất rắn và chất lỏng phát ra
bức xạ có thể nhìn thấy được khi chúng được nung nóng đến nhiệt độ khoảng
1000K.
-
Cường độ sáng tăng
lên và màu sắc bề ngoài trở nên sáng hơn khi nhiệt độ tăng.
-
Phóng điện : Khi một dòng điện chạy qua chất khí,
các nguyên tử và phân tử phát ra bức xạ với quang phổ mang đặc tính của các
nguyên tố có mặt.
-
Phát quang điện : Ánh sáng được tạo
ra khi dòng điện chạy qua những chất rắn nhất định như chất bán dẫn hoặc
photpho.
-
Phát sáng quang điện : Thông thườn chất
rắn hấp thụ bức xạ tại một bước sóng và phát ra trở lại một bước sóng khác.
-
Khi bức xạ được phát
ra nó có thể nhìn thấy được, hiện tượng này gọi là sự phát lân quang hay sự
phát huỳnh quang.
-
Như có thể quan sát
trên dãy quang phổ điện từ ở hình 2.1, ánh sáng nhìn thấy được thể hiện là một
dải băng từ tần hẹp nằm giữa ánh sáng của tia cực tím(UV) và năng lượng hồng ngoại
( nhiệt ).
-
Những sóng ánh sáng
này có khả năng kích thích võng mạc của mắt, giúp tọa nên cảm giác về thị giác,
gọi là khả năng nhìn.
Vì vậy, để quan sát được cần có mắt
hoạt động bình thường và ánh sáng nhìn thấy được bước sóng 380-780nm..
Hình
2.1. bức xạ nhìn thấy được
1.3. Các đại lượng cơ bản về ánh sáng
Tên đại lượng
|
Ý nghĩa
|
Đơn vị
|
Minh họa
|
Quang thông
|
Ký hiệu: F (hoặc F),
Quang thông là đại lượng cơ bản của ánh sáng.
(Có
thể hiểu rằng, quang thông là công suất ánh sáng của một nguồn sáng mà bằng
mắt thường của con người cũng có thể cảm nhận được).
Quang thông phát ra từ nguồn sáng điện phụ thuộc vào công
suất điện tiêu thụ và loại thiết bị chiếu sáng. Mỗi đèn điện, ứng với công
suất P®m và điện áp U®m
sẽ phát ra quang thông định mức F®m. Các thông số này là do nhà chế tạo cung cấp, từ đó có
thể chọn đèn phù hợp với thiết kế và tiết kiệm điện năng.
|
lumen (lm)
|
|
Độ rọi
|
Độ rọi ký hiệu: E
Đơn vị: lux ( lx )
Là lượng quang thông chiếu tới một đơn vị diện tích bề
mặt.
Độ rọi là ánh sáng truyền đi từ một nguồn sáng đến một
mặt phẳng diện tích S và chiếu sáng mặt phẳng này. Mật độ quang thông rọi
trên mặt phẳng đó được gọi là độ rọi.
E =
|
Lux (lx)
1 lx = 1 lm/m2
|
|
Cường độ ánh sáng
|
Kí hiệu : I
Là lượng quang thông do một nguồn sáng phát ra trong phạm
vi một đơn vị góc khối, theo một hướng xác định
|
Đơnvị:
Candela (cd).
Còn gọi là nến
1 cd = 1 lm/Sr.
|
|
Độ chói
|
Kí hiệu: L
Là cường độ sáng phát ra từ bề mặt nguồn sáng hoặc bề mặt
phản xạ theo một hướng xác định, gây nên cảm giác sáng đối với mắt, giúp nhận
biết vật.
Độ chói là cơ sở của các khái niệm về chi giác và tiện
nghi thị giác đặc trưng co mối quan hệ giữa nguồn sáng phát xạ với mắt người.
Do vậy độ chói đóng vai trò quang trọng trong kỹ thuật chiếu sáng.
Độ chói lớn nhất gây nên hiện tượng lóa mắt là 5000cd/m2
.vì thế trong thực tế, khi thiết kế chiếu sáng, người ta phải tính đến
mức chiếu sáng phù hợp với loại công trình cần chiếu sáng.
|
cd/m2
|
|
Độ đồng đều
|
Tỷ số giữa giá trị tối thiểu và giá trị trung
bình của độ rọi
|
Ký hiệu: U
|
|
Chỉ số chói lóa mắt tiện nghi
|
Đặc trưng mức độ gây ra cảm giác khó chịu khi các phần
của trường nhìn quá chói so với độ chói xung quanh mà mắt đã thích nghi.
Nhiệt độ này không liên quan gì đến nhiệt độ thực của nguồn sáng
|
Ký hiệu G
|
|
Nhiệt độ màu ánh sáng
|
Nhiệt độ màu của nguồn sáng tính theo độ Kelvin diễn tả
màu của các nguồn sáng so với màu của vật đen tuyệt đối được nung nóng từ
2000K đến 10000K. Nhiệt độ này không liên quan gì đến nhiệt độ thực của nguồn
sáng
|
Kelvin (K)
|
|
Chỉ số hoàn màu
|
Cho biết mức độ phản ánh trung thực màu sắc của các đối
tượng được chiếu sáng.
|
Ký hiệu: CRI hoặc Ra
|
|
|
Hiệu suất sáng
|
Là hiệu quả phát sáng của bóng đèn, bằng tỷ số
giữa quan thông của bóng đèn và công suất tiêu thụ. Đèn có hiệu suất
phát sáng cao là đèn cho quang thông lớn mà tiêu thụ năng lượng điện ít.
|
lm/W
|
|
Phân bố cường độ sáng
|
Là tập hợp các đường cong cường độ sáng biểu
diễn trong mặt phẳng theo các mặt cắt dọc trục quang của bộ đèn.
|
|
|
Các hình thức chiếu sáng
|
Chiếu sáng trực tiếp: Hơn 90% ánh sáng được chiếu xuống dưới, vì thế
ánh sáng ít bị tường hoặc sàn hấp thụ nhưng tạo nên bóng dâm.
Kiểu chiếu sáng này thích hợp với chiếu sáng bên ngoài (trực
tiếp, tăng cường) cho các phân xưởng và cho các văn phòng có diện
tích lớn.
Chiếu sáng bán trực tiếp: Từ 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống dưới. Kiểu
chiếu sáng này thích hợp với các văn phòng, nhà ở và nhà hàng
Chiếu sáng hỗn hợp: Từ 40% đến 60% ánh sáng chiếu xuống dưới, nó chỉ được
sử dụng cho những địa điểm có các bề mặt phản chiếu tốt.
Chiếu sáng bán gián tiếp: Từ 10% đến 40% ánh sáng chiếu xuống dưới. Không
gây chói lóa, sấp bóng và tạo môi trường dễ chịu. Phù hợp chiếu
sáng trong văn phòng, nhà ở và một số không gian sinh hoạt, giao
tiếp chung.
Chiếu sáng gián tiếp: Hơn 90% ánh sáng chiếu lên trên. Chiếu sáng có
hiệu quả thấp nhất, nhưng tiện nghi nhìn tốt, không chói và sấp
bóng.
|
|
|
Các kiểu phân bố quang
|
|
|
|
Phương thức chiếu sáng
|
Chiếu sáng chung đều: Đây là phương pháp chiếu sáng thông dụng nhất, có
thể sử dụng tất cả các kiểu chiếu sáng trên nhằm đảm bảo độ rọi
trong khu vực chiếu sáng có độ đồng đều cao. Phương pháp này đèn
chiếu sáng thường được bố trí theo mạng lưới.
Chiếu sáng cục bộ: Nhằm tập trung ánh sáng đến vị trí làm việc
hoặc đối tượng chiếu sáng cụ thể. Phương pháp này sử dụng chủ
yếu kiểu chiếu sáng trực tiếp.
Chiếu sáng hỗn hợp: sử dụng kết hợp phương pháp chiếu sáng chung đều
và chiếu sáng cục bộ, đảm bảo chiếu sáng toàn diện một đối
tượng. Thường thì bố trí đèn để tạo khoảng 30%-35% độ rọi theo
phương pháp chiếu sáng chung đều, phần còn lại do theo phương pháp
chiếu sáng cục bộ.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Các dụng cụ trang thiết bị dùng
trong quá trình lắp đặt hệ thồng chiếu sáng.
Để lắp đặt hệ thống chiếu sáng cần phải có máy móc, dụng cụ
và đồ nghề khác nhau.
Thực hành lắp đặt điện Các
dụng cụ tiêu chuẩn dùng trong kỹ thuật điện
|
Các
bộ dụng cụ tiêu
chuẩn dùng lắp ráp/sửa chữa hệ thống điện
|
|
|
|
Bộ dụng cụ điện tiêu chuẩn
|
Khuyến nghị
các dụng cụ bổ sung dùng cho lắp đặt/đi dây tủ điện
|
|
|
Kìm cắt cộng lực dùng để cắt cáp có đường kính lớn
|
Dụng cụ kẹp đầu cốt dây
|
Dụng cụ tuốt vỏ dây tự điều
chỉnh
|
|
|
|
DUSPOL là đồng hồ đo điện áp cầm tay dùng cho môi trường rắn
|
Kiểm tra điện áp bằng DUSPOL
|
Dụng cụ kẹp đầu cốt
|
|
|
Dụng cụ kẹp đầu cốt đơn giản và giá thành thấp
|
Các đầu cốt
|