Kỹ thuật chiếu sáng là gì
|
 Ánh sáng là 1 loại sóng điện từ, ánh sáng có thể nhìn thấy được có bước sóng từ 380-780nm. NHIỆT ĐỘ MÀU Giá trị nhiệt độ màu càng cao, cảm giác lạnh(màu lạnh) càng mạnh, nhiệt độ màu càng thấp, cảm giác ấm (màu nóng) càng mạnh. Nhiệt độ màu từ 5000K trở lên thuộc dãy màu lạnh, ánh sáng sẽ có màu trắng,thậm chí xanh dương. Nhiệt độ màu từ 2700-3000K thuộc dãy màu ấm, ánh sáng sẽ có màu vàng. Màu trắng trung tính sẽ từ 4000-4200K. Ánh sáng màu trắng có chút vàng. Ánh sáng mà mắt thường chúng ta nhìn thấy được nằm trong đoạn ánh sáng ấm đến ánh sáng lạnh. ÁNH SÁNG ẤM Nhiệt độ màu dưới 3300K, gần giống với nhiệt độ màu của bóng đèn dây tóc, màu đỏ chiếm đa số, cho cảm giác ấm, dễ chịu,thích hợp ứng dụng trong gia đình, căn hộ, khách sạn và những nơi cần ánh sángcó nhiệt độ màu thấp. ÁNH SÁNG TRUNG TÍNH Nhiệt độ màu từ 3300K-5300K, ánh sáng trungtính mang lại cảm giác vui vẻ, lạc quan, an tâm, thích hợp ứng dụng trong cácshop, showroom, bệnh viện, văn phòng công ty, tiệm ăn uống, nhà hàng, các trạm chờ xe.. ÁNH SÁNG LẠNH Nhiệt độ màu từ 5300K trở lên, gần với ánhsáng tự nhiên, mang lại cảm giác sáng rõ, giúp tập trung tinh thần, ứng dụng trong các công ty, văn phòng, phòng hội nghị, phòng thiết kế, thư viện, các khu vực triển lãm. CHỈ SỐ HOÀN MÀU (CRI) Hay còn gọi là độ hoàn màu, hay chỉ số màu(Ra), đại lượng dùng để đánh giá mức độ trung thực về màu sắc của đối tượng được chiếu sáng bằng nguồn sáng ấy. Chỉ số màu (từ 0-100) càng cao, sự tái hiện của nguồn sáng đối với màu sắc càng tự nhiên và trung thực. Các nguồn sáng khác nhau thì có chỉ số màu khác nhau. Chỉ số hoàn màu là yếu tố rất quan trọng trong chiếu sáng thiết kế thời trang, in ấn, hội họa, đồ trang sức, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả sản phẩm qua cảm nhận bằng mắt thường. Chỉ số hoàn màu lấy nhiệt độ màu của mặt trời làm chuẩn (100), nguồn sáng nào cho độ trung thực càng gần dộ trung thực của ánh sáng mặt trời, thì nguồn sáng đó có chỉ số hoàn màu càng cao. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN CỦA ÁNH SÁNG Quang thông (lm): Là thông lượng hữu ích trong hệ ánh sáng, hay nói cách khác là lượng ánh sáng phát ra từ 1 nguồn sáng, đơn vị đo quang thông là lumen, viết tắt là (Lm). Muốn đo quang thông cần có thiết bị đặt biệt mà thường chỉ có nhà sản xuất hoặc phòng thí nghiệm mới có thể trang bị. QUANG THÔNG Cường độ ánh sáng (Cd): Là lượng ánh sáng phát ra trong 1 góc khối nhất định, đơn vị đo là candela, viết tắt là Cd, đại lượng này được hiểu là thể hiện lượng ánh sáng từ nguồn sáng phát ra mạnh hay yếu, là 1 thông số đặc trưng của nguồn sáng, liên quan đến khoảng cách từ người quan sát đến nguồn sáng. Cùng 1 bộ đèn, ở các hướng khác nhau thì cường độ ánh sáng phát ra sẽ khác nhau CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG Độ rọi E (lx): Là mật độ quang thông rơi lên bề mặt được chiếu sáng, đơn vị: lux, viết tắt là lx, đại lượng biểu thị bề mặt được chiếu sáng mạnh hay yếu. ĐỘ RỌI LUX Độ chói (cd/m2): Là lượng ánh sáng phát ra từ bề mặt nguồn sáng hoặc bề mặt phản xạ theo 1 hướng xác định từ bề mặt nguồn sáng, đơnvị là candela/m2, viết tắt cd/m2. Đại lượng đặc trưng cho sự cảm nhận cường độ ánh sáng của con người. Độ chói là đại lượng rất quan trọng vì nó tác dụng trực tiếp lên mắt người. Ví du: Trong cùng 1 vị trí tại gian phòng, đặt 1 vật thể màu trắng và 1 vật thể màu đen, tuy rằng độ rọi lên chúng bằng nhau nhưng mắt thường sẽ thấy vật thể màu trắng sáng hơn nhiều so với vật thể màu đen, cho thấy rằng chúng ta không thể cảm nhận bằng mắt thường khi dựa vào cường độ ánh sáng rọi vào vật thể, mà phải dựa vào độ chói để đánh giá độ sáng của vật thể. Qua đây chúng ta thấy có 2 loại gây chói: (1) là trực tiếp gây chói, (2) là qua phản xạ gây chói, là 1 trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng, phương án khắc phục gây chói mắt:
Một số giải pháp trong thiết kế chiếu sángnhằm hạn chế gây chói mắt: Chiếu sáng gián tiếp, nguồn sáng cần ẩn đi, nắp che ánh sáng, sử dụng vật liệu khuyếch tán ánh sáng nhẹ. ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN Góc chiếu sáng: Là góc nằm giữa 2 mặt có cường độ sáng tối thiểu bằng 50% cường độ sáng mạnh nhất ở trung tâm vùng sáng. Góc chiếusáng được thể hiện qua việc dùng bộ đèn chiếu sáng lên tường, ta sẽ nhận thấyvùng sáng lớn, nhỏ hoặc cường độ mạnh, yếu. Nguồn sáng giống nhau nhưng nếu với các góc chiếu khác nhau thì góc chiếu càng lớn, cường độ sáng trung tâm càng nhỏ, vùng sáng càng lớn. Thông thường mà nói, góc chiếu hẹp:<20 độ, góc chiếu trung bình: 20-40 độ, góc chiếu rộng: >40 độ. GÓC CHIẾU SÁNG Tiêu hao ánh sáng: Chỉ sự phát sáng từ lúc ban đầu sử dụng cho đến hiện tại đã suy giảm bao nhiêu. Vi du: Đèn tiết kiệm sau khi sử dụng 5000h, ánh sáng phát ra đo được chỉ bằng 50% so với lúc ban đầu, chứng tỏ đèntiết kiệm có ánh sáng tiêu hao rất lớn.i thọ bình quân (tuổi thọ định mức): Là khoảng thời gian từ khi bắt đầu sử dụng đến khi bóng cháy. Còn đối với đèn Led, tuổi thọ của đèn Led là khoảng thời gian từ khi bắt đầu sử dụng đến khi đèn Led chỉ còn 70% độ sáng ban đầu. Các bạn có thể tham khảo thêm tại link "http://tailieu.vn/tag/tai- lieu/%C3%A1nh%20s%C3%A1ng%20trong%20s%E1%BA%A3n%20xu%E1%BA%A5t.html" "http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/vietnamese/Chapter%20- %20Lighting%20(Vietnamese).pdf " http://yeumoitruong.com/forum/showthread.php?9783- %C3%9D-ngh%C4%A9a-vi%E1%BB%87c- chi%E1%BA%BFu-s%C3%A1ng-trong- s%E1%BA%A3n-xu%E1%BA%A5t Một số khái niệm về ánh sáng và sinh lý mắt ngườiMột số khái niệm về ánh sángÁnh sáng là yếu tố rất quan trọng đối với sức khoẻ và khả năng hoạt động của con người. Trong sinh hoạt và lao động việc chiếu sáng thích hợp tránh mệt mỏi thị giác, tránh tai nạn lao động và bệnh nghề nghiệp. Ta thấy màu ánh sáng phụ thuộc độ dài sóng. Ánh sáng khả kiến (ánh sáng nhìn thấy được) là những bức xạ quang học có bước sóng khoảng (0,3800,760) ứng với các dải màu tím, lam (xanh da trời), lục (xanh lá cây), vàng, cam, hồng, đỏ, tía ... Tia đỏ (hồng ngoại), và tia tím (tử ngoại) cũng được phân loại là bức xạ sóng ánh sáng, nhưng là ánh sáng không nhìn thấy bằng mắt thường của người được. Mắt người nhạy với bức xạ đơn sắc màu vàng lục =0,555, do đó người ta lấy độ sáng tương đối của bức xạ vàng lục làm chuẩn so sánh đánh giá độ sáng của các bức xạ khác nhau. Một số đại lượng quang học cơ bản
Quang thông là đại lượng đặc trưng cảm giác về ánh sáng mà chùm bức xạ gây cho mắt người, được đánh giá theo tác dụng của ánh sáng lên thị giác con người, là hiệu suất ánh sáng phổ tương đối V(λ) . Ở đây ta gọi là độ sáng tỏ tương đối của ánh sáng đơn sắc λ . Nếu bức xạ là đơn phổ thì: được chuẩn hoá với ánh sáng ban ngày, nên quy đổi quang năng đơn phổ sang quang thông sẽ là: trong đó Vλ là độ sáng tỏ tương đối của ánh sáng đơn sắc λ ; C - hằng số, phụ thuộc vào đơn vị đo (nếu quang thông được đo bằng lumen (lm), công suất bức xạ Fλ đo bằng watt thì hằng số C=683). Thông lượng bức xạ có thứ nguyên của công suất, nên quang thông cũng tương đương với công suất, nhưng không hoàn toàn đồng nhất với công suất, vì vậy được đo bằng một đơn vị riêng (lumen). Bảng 2.11. Quang thông của một vài nguồn sáng.
Hình 2.4. Hình khối mặt cầu minh hoạ quang thông.
Độ chói được đánh giá theo tác dụng thị giác của nó, bởi độ rọi lên võng mạc mắt phụ thuộc vào mật độ quang thông. Tương ứng, dQ là quang thông phần bề mặt sáng chiếu lên con ngươi mắt; dS là diện tích ảnh của phần bề mặt này trên võng mạc; τ là hệ số xuyên thấu của thủy tinh thể. Hình 2.7. Minh họa độ rọi lên võng mạc mắt. Độ chói của một vài vật: · Độ chói nhỏ nhất mà mắt người có thể nhận biết:10-6 nt (nit). · Mặt trời giữa trưa: 2.109nt. · Đèn sợi đốt: 106 nt. · Đèn neon: 1000 nt. Quan hệ giữa sự chiếu sáng và thị giác của mắt Ánh sáng đối với con người yêu cầu vừa phải, không quá sáng (làm loá mắt, căng thẳng đầu óc) hay quá tối (không đủ sáng, nhìn không rõ), dễ gây tai nạn. Nhu cầu ánh sáng đối với một số trường hợp cụthể: · Phòng đọc sách: 200 lux. · Xưởng dệt: 300 lux. · Bàn sửa chữa đồng hồ: 400 lux. Sự nhìn rõ của mắt có liên quan trực tiếp với những yếu tố sinh lý của mắt, phân biệt thị giác ban ngày và thịgiác ban đêm. Thị giác ban ngày Liên hệ với sự kích thích tế bào hữu sắc trong mắt. Khi độ rọi E đủ lơn(E ≥ 10lux – ánh sáng ban ngày)thì tế bào hữu sắc cho cảm giác màu sắc và phân biệt chi tiết của vật quan sát. Như vậy,khi độ rọi E ≥ 10lux thì thị giác ban ngày làm việc. Thị giác ban đêm Liên hệ với sự kích thích tế bào vô sắc. Kinh độ E ≤ 10lux(ánh sáng ban đêm) thì tế bào vô sắc làm việc. Thông thường hai thị giác này đồng thời tác dụng với mức độ khác nhau,nhưng E ≤ 0.01lux thì chỉ có tế bào vô sắc làm việc. Khi E = (0,01 - 10)lux thì cả hai tế bào cùng làm việc. Quá trình thích nghi Khi chuyển từ độ rọi lớn qua độ rọi nhỏ, tế bào vô sắc không thể đạt ngay độ hoạt động cực đại mà cần có thời gian quen dần, thích nghi, và ngược lại từ bóng tối sang ánh sáng mắt cũng cần khoảng thời gian nhất định, gọi là thời gian thích nghi. Thời gian đó khoảng 15-20 phút từ ánh sáng qua bóng tối; còn ngược lại, từ bóng tối ra ánh sáng thì cần khoảng 8-10 phút. Tốc độ phân giải của mắt người Quá trình nhận biết một vật của mắt không xảy ra ngay lập tức mà phải qua một thời gian nào đó. Tốc độ phân giải phụ thuộc vào độ chói và độ rọi trên vật quan sát tốc độ phân giải tăng nhanh từ độ rọi bằng 0 đến 1200 lux,sau đó tăng không đáng kể. Mắt có khả năng phân giải trung bình là có khả năng phân biệt được hai vật nhỏnhất dưới góc nhìn tối thiểu αpg= 1’ trong điều kiện chiếu sáng tốt. Độ tương phản giữa vật quan sát và nền Tỷ lệ độchói giữa vật quan sát và nền chỉ mức độ khác nhau vềcường độ chói sáng giữa vật quan sát và nền của nó. Tỷ lệ này biểu thị bằng hệsố tương phản K:
Trong đó: Bv là độ chói của vật; Bn là độ chói của nền. Giá trị K nhỏ nhất mà mắt có thể phân biệt được vật quan sát gọi là độ phân biệt nhỏ nhất Kmin va ngưỡng tương phản bằng 0,001(một phần nghìn). Trị đảo của nó gọi là độ nhạy tương phản Smin= 1/ Kminđặc trưng cho độnhạy của mắt quan sát. Độ nhạy tương phản phụ thuộc vào mắt và ởmức độ khá lơn phụ thuộc và độ chói của nền. Khi độ chói của nền bé,độ tương phản tăng nhanh và đạt cực đại khi Bn = 103 [nt],nếu Bn tăng lên nữa thì độ nhạy tương phản giảm và giảm nhanh,vì khi đó độ chói đã gây ra hiện tượng lóa mắt. Kỹ thuật chiếu sáng Trong sản xuất người ta thường dùng hai nguồn sáng: · ánh sáng tự nhiên · ánh sáng điện. Ánh sáng mặt trời và ánh sáng bầu trời sinh ra là ánh sáng có sẵn, thích hợp và có tác dụng tốt về mặt sinh lý cho con người, song thất thường phụ thuộc vào thời tiết thiên nhiên. Độ rọi do ánh sáng tản xạ của bầu trời gây ra trên mặt đất về mùa hè đạt đến 60-70 nghìn lux, về mùa đông cũng đạt tới 8 nghìn lux. Dùng điện thì có thểđiều chỉnh được ánh sáng một cách chủ động, nhưng lại rất tốn kém. Tự nhiên Bức xạ mặt trời là những tia truyền thẳng xuống mặt đất tạo nên độ rọi trực xạ Etrx. Trong bầu khí quyển vòm trời thường xuyên có những hạt lơ lửng,làm khuyếch tán và tản xạ ánh sáng mặt trời,tạo nên nguồn ánh sáng khuyếch tan với độrọi Ekht. Ngoài ra có sự phản xạ mặt đất và các bề mặt xung quanh,có độ rọi phản xạ Ephx. Như vậy,ở một nơi quang đảng vào một thời điểm bất kỳ nào ngoài trời sẽ có độ rọi là: Hình 2.8 Hệ thống cửa chiếu sáng trong công nghiệp. Thiết kế chiếu sáng tự nhiên phải dựa vào đặc điểm và tính chất của phòng làm việc,yêu cầu thông gió,thoáng nhiệt với những giải pháp che mưa nắng mà chọn hình thức chiếu sáng thích hợp. Cần tính toán diện tích cửa lấy ánh sáng đầy đủ,các cửa phân bốđiều,cần chọn hướng cửa Bắc – Nam(VD: cửa chiếu sáng đặt về hướng Bắc,cửa thông gió mở về phía Nam) đểtránh chói lóa,phải có cơ cấu che chắn hoặc điều chỉnh được mức độ chiếu sáng. Nhân tạo Chiếu sáng điện cho sản xuất phải tạo ra trong phòng một chế độ ánh sáng đảm bảo điều kiện nhìn rõ, nhìn tinh và phân giải nhanh các vật nhìn của mắt trong quá trình lao động. Nguồn sáng Đèn điện chiếu sáng thường dùng là: · đèn sợi đốt, · đèn huỳnh quang, · đèn thuỷ ngân cao áp. Đèn sợi đốt Phát sáng theo nguyên lý các vật rắn khi được nung trên 500 độ C sẽ phát sáng. Có nhiều loại với công suất (1-1500)[W], phù hợp với sinh lý người vì chứa nhiều màu đỏ-vàng, lại rẻ tiền, dễ chế tạo, bảo quản và sử dụng. Đèn huỳnh quang Là nguồn sáng nhờphóng điện trong chất khí, có nhiều loại như: · đèn thuỷ ngân cao áp, thấp áp; · đèn huỳnh quang cao áp, thấp áp; · các đèn phóng điện khác. Chúng có ưu điểm là hiệu suất phát sáng cao, thời gian sử dụng dài, có quang phổgần giống ánh sáng ban ngày. Tuy nhiên giá thành cao, sử dụng phức tạp hơn, lại khó nhìn. Phương thức chiếu sáng Chiếu sáng chung Trong toàn phòng có một hệ thống chiếu sáng từ trên xuống gây ra một độ chói không gian nhất định trên toàn bộ các mặt phẳng lao động. Chiếu sáng cục bộ Chia không gian lớn của phòng ra thành nhiều không gian nhỏ, mỗi không gian nhỏ có một chế độ chiếu sáng khác nhau. Chiếu sáng hỗn hợp Vừa chiếu sáng chung vừa kết hợp với chiếu sáng cục bộ |
