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
|
|
|
|
|
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
|