Giáo trình Kỹ thuật chiếu sáng (Phần 1)

 Chiếu sáng. 
Page 1 
Chương mở đầu: 
 ÁNH SÁNG VÀ TỰ NHIÊN. 
 §1. ÁNH SÁNG LÀ GÌ? 
*Ánh sáng là sóng điện từ 
- Là các nguồn bức xạ điện từ trong tự nhiên , nhân tạo.Các BXĐT có bước sóng α 
rất rộng mà ánh sáng chỉ là một phần trong đó.tốc độ truyền của ánh sáng :- 
 -.Tốc độ truyền của ánh sáng : 
 C=γ. α Trong đó γ là tần số ánh sáng. 
-Ngoài tính chất hạt tính chất điện t ừ được thể hiện bằng 2 vectơ cường độ từ 
trường E và B lan truyền và suy giảm dần trong không gian theo luật hình sin 
-Ánh sáng tự nhiên là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc. 
 Chiếu sáng. 
Page 2 
 Hồng ngoại 
 Đỏ 
 M tím 
Quang phổ :Tím , xanh da trời , xanh lam,vàng cam, đỏ. 
Theo tiêu chuẩn quốc tế (CIE) đưa ra tiêu chuẩn phối màu: 
555nm là bước sóng có khả năng gây cảm giác thị giác tốt nhất 
 380 439 498 508 592 
631 780 
 nm 555 
 Tử 
ngoại 
Xanh Xanh 
lục 
Vàng Cam Đỏ Hồng 
ngoại 
 412 470 51.5 577 600 673 
 Chiếu sáng. 
Page 3 
 §2 CƠ CẤU CỦA MẮT. 
 Cấu tạo của mắt : 
 Thủy tinh thể 
vùng ngoài A 
Vùng giữa B 
Võng mạc Nhãn cầu 
-Nhãn cầu thực chất là một thấu kính mềm có khả năng điều tiết tiêu cự của nó 
để hướng độ sáng của nó vào võng mạc 
-Võng mạc là nơi tập trung các thần kinh thị giác .Có 2 loại chính : 
+Vùng tập trung cỡ 7 triệu noron thần kinh hình nón dùng đẻ cảm thụ mức 
chiêu sáng cao ,có chức năng thị giác ánh sáng vào ban ngày và màu của sự vật 
. 
+Vùng ngoài (xung quanh) tập trung 120 triệu noron thần kinh hình que dùng 
để tri giác ánh sáng ở mức thấp chỉ nhận thức được mức độ trắng sáng hay tối 
của mắt. 
 §3.TÍNH NĂNG NHÌN RÕ CỦA MẮT 
-Do các tế bào hình nón tập trung ở giữa võng mạc nên mắt và tri giác được rõ 
nét hình ảnh các tia sáng tập trung vào giữa võng mạc .Nói cách khác khi chúng 
ta nhìn 1 sự vật chúng ta không tri giác màu sắc của sự vật lân cận . 
 Chiếu sáng. 
Page 4 
-Năng lực nhìn , các thí nghiệm cho thấy mắt co khả năng quan sát phân biệt 
được hai điểm quan sát sai lêch nhau 0,017 độ(góc α). 
-Tính năng nhìn của mắt được đánh giá bởi hàm Vphụ thuộc bước sóng ánh 
sáng V(α) nói lên khả năng quan sát của người. 
 V=1 tức nhin rõ 100%. 
 V=0 không nhìn thấy gì . 
 Tính năng nhìn của mắt rất phụ thuộc vao bước sóng khái niệm 
đường cong hiệu quả V(α) phân biệt giữa ngày và đêm. 
 Ban đêm 
 Ban ngày 
 α(nm) 
Chương 1: 
 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO ÁNH SÁNG 
 Các đại lượng ánh sáng :Quang thông Ф 
 Độ rọi E 
 Cường độ I 
 Độ chói L 
Định luật Dalambert cho mối quan hệ giữa Lv 
 Chiếu sáng. 
Page 5 
 §1 . QUANG THÔNG . 
*Mọi bức xạ điện từ nói chung gây ra các hiệu ứng khác nhau :hóa , nhiệt , điện 
từ với dải tần rất rộng .Nếu gọi W(λ)là phổ tần năng lượng của ánh sáng thì 
tồng năng lượng của nguồn bức xạ 
 W=
0
w(
 α)dα 
Tuy nhiên trong đó chỉ một phần 
 W= 
780
380
w( α)dα là năng lượng tạo ra ánh sáng.Nhưng xét đến tính năng của 
mắt ,xétđến năng lượng gây ra hiệu ứng nhìn thấy cho mắt người ta đinh nghĩa 
 Ф= 
780
380
w( α).V(α).dα –Quang thông nguồn bức xạ là phần năng lượng 
thực sự gây hiệu ứng nhìn thấy cho mắt. 
 [Ф]-lin(lumen). 
Định nghĩa quang thông: 
 Quang thông của nguồn sáng là tổng thông năng lượng gây hiệu quả ánh 
sáng với mắt người nó biểu diễn phần năng lượng của nguồn tạo ra ánh sáng 
nhìn thấy 
*Hiệu suất phát quang : 
Định nghĩa: Nếu 1 nguồn sáng tiêu thụ công suất là P(w) và quang thông có 
thông lượng là Ф thì tỉ số : 
 η = 

 [ lm\w] 
 được gọi là hiệu suất phát quang của nguồn. 
 Chiếu sáng. 
Page 6 
 là chỉ số quan trọng nói lên tính kinh tế của nguồn . 
VD: Đèn sợi đốt 220v/100w Ф= 1390lm 
 220v/40w Ф=430lm 
 ηđèn sợi đốt =(1520)lm/w 
 ηhuỳnhquang=(60:80) lm/w. 
 §2. CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG. 
*Góc khối. 
-Nếu từ tâm O của quả cầu bán kính R chúng ta nhìn thấy diện tích S trên mặt 
cầu thì người ta định nghĩa : 
 Ω=
2
S
R
 -Góc khối steradian. 
 Biết Scầu=4п . R2 Ωđầy=4п(steradian). 
→Nhận xét :-Nếu chúng ta nhìn sự vật dưới cùng một góc khối Ω khoảng cách 
tăng lên k lần diện tích tăng lên k2 lần. 
 *Cường độ ánh sáng I: đặc trưng cho mức độ ánh sáng ánh sáng theo các phương 
khác nhau. 
-Nói chung ánh sáng không phải phát đi như nhau theo các phương khác nhau vì 
vậy để đặc trưng cho thông lượng ánh sáng theo một phương nào đó 
-Xét nguồn sáng ∆S góc khối ∆Ω: 
 Chiếu sáng. 
Page 7 
 ΔФ ΔS 
Cường độ sáng phát về điểm A: 
I=
0
lim
  
 
 
 =
d
d


.→thực chất I chính là quang thông phát đi theo 1 phương . 
 [I]=cd 
-Định nghĩa candela:là cường độ ánh sáng theo một phương của nguồn bức xạ 
,ánh sáng đơn sắc có bước sóng α=555nm và cường độ năng lượng theo phương 
này bằng 1/683(W/Sr); 
 VD:Nếu I=0.8cd(theo mọi phương 
Đèn sợi đốt 40W/220V I=100cd 
Đèn sợi đốt 300W/220V I=100cd đến 150 cd khi lắp trong bộ đèn . 
 Đèn dẳng hướng , Biết quang thông Ф: 
 I=
d
d


.→ dФ=IdΩ→Ф=I 
4
0
 dΩ=4пI.→I= 4 

. 
+Thực tế thường gặp đèn đặt trong quả cầu mà có hệ số thấu quang ح <1 (0.7 đến 
o.9) ta có : 
 I=τ.Ф\4п; 
+Đèn đặt trong bộ đèn (chao đèn ) 
 Ta định nghĩa đường cong trắc quan là đường cong cho quan hệ I(γ ) –γ góc dư vĩ. 
→cho phân bố I trong tọa độ cực . 
→Đường trắc quang là thông số đầu tiên và quan trọng nhất trong một bộ đèn 
→cho biết phân bố quang thông của một bộ đèn trong không gian . 
 Chiếu sáng. 
Page 8 
-Tính Ф: 
 Mọi đường cong trắc quang đều cho với một nguồn sáng tiêu chuẩn 1000lm đặt 
trong bộ đèn . quang thông của bộ đèn : Ф= 
4
0
 I dΩ. 
 §3. ĐỘ RỌI . 
1 -Độ rọi trung bình : 
-Xét mọt nguồn sáng phát thông lượng ánh sáng Ф xuống diện tích S 
 Ф nguồn sáng 
-Định nghĩa độ rọi E trên mặt phẳng S 
 E= 
S

 (lm/ 2m ) 
-Ý nghĩa :đặc trưng cho mức độ được chiếu sáng của sự vật .Vì vậy nó là đại 
lượng rất quan trọng đánh giá chỉ tiêu chiếu sáng của một không gian .Vì vậy trong 
thiết kế chiếu sáng nội thất đây là chỉ tiêu tiêu chuẩn đầu tiên được quan tâm . 
-Độ rọi cho các không gian tiêu chuẩn khác nhau được tra trong các bảng 
TCVN,CIE. 
 VD:phòng học 300 500 lux. 
S 
 Chiếu sáng. 
Page 9 
 Phòng triển lãm 600 1000 lux. 
 2 –Độ rọi trên một điểm. n

 dS 
-Xét nguồn sáng đặt tại O A 
α=( I
, n
); 
dΩ nhìn tích là ds.cosα (diện tích đường bao). 
Có: dΩ=cosα.
2
dS
r
Mặt khác : 
 dФ=IdΩ 
 Lại có: 
 EA=
d
dS

=
2
cosI
r
*Đèn treo trên cột: d 
 Ea= 
2
cosI
d
= 
3
2
cos
d
Ví dụ: Cho đèn 220V/150W(không có chao) 
h=4m, AH=3m. Tính EA. 
Cosα= 
2 2
4
3 4 
= 
4
5
; 
h 
 Chiếu sáng. 
Page 10 
 §4. ĐỘ CHÓI. 
 1-.Độ chói khi nhìn trực tiếp vào nguồn sáng. 
 -Đo mức độ gây ra hiện tượng lóa mắt. 
 -Khi ta nhìn vào nguồn sáng mà ta cảm nhậ được sự chói không chỉ phụ thuộc 
vào cường độ I mà còn phụ thuộc vào cách nhìn liên quan đến góc quan sát đến 
diện tích của mặt quan sát . 
 -Nếu chúng ta quan sát mặt dS ( I
) dưới góc nghiêng α thì độ chói mà ta nhận 
được chính là tỉ số giữa cường độ sáng của nguồn và diện tích mà ta quan sát được. 
 L= 
S os
dI
d c 
 (cd/m2) 
- Trong trường hợp chung nếu ánh sáng có phân bố I đều có diện tích phát 
sáng lá S thì : 
 L= 
I
S
.; 
- Một số diện tích biểu biến thường gặp 
 +Đèn cầu :S=п . 2R . 
 +Đèn huỳnh quang : 
 S=l.d 
 VD:Tính L của đèn cầu có D=0,1m trắng , =0.75.trong đặt một bóng 
huỳnh quang.P=80W. 
 Với P=80W tra bảng ta có Фlm=3850(lm) 
I= Ф/4п=230(cd) 
 Chiếu sáng. 
Page 11 
L=I/Sbk=25 
→lớn τÞ gây chói mắt . 
-Theo tiêu chuẩn Lgh=500cd/ 2m 
 Lmin= 510- cd/ 2m 
2-Độ chói khi quan sát một vật được chiếu sáng.Định luật Lambert. 
a-Phản xạ khuyếch đại hoàn toàn. 
-Xét một bề mặt được chiếu sáng bởi nguồn sáng S khi đó nguồn sáng có cách ứng 
xử khác nhau. 
+Nếu được cấu tạo bởi các hạt mịn đồng nhất phẳng thì sẽ có hiện tượng phản xạ 
khuyếch tán hoàn toàn xảy ra .Có đặc điểm : 
 +Độ chói L của nguồn sáng gây ra không đổi và như nhau ở mọi phương diện 
 nhìn. 
 +Vector do S gây ra có phân bố tạo thành một mặt cầu tiếp xúc với điểm tới 
 của tia sáng và có đường kính L.S 
 +Có cường độ của tia sáng Iα=L.Scosα . 
-Tính L: 
 +Định luật lambert :trong trường hợp có phản xạ khuếch tán hoàn toàn lên mặt 
 phẳng có hệ số phản xạ là ρ độ rọi là thì độ chói là do mặt phẳng gây ra : 
 E.ρ=Lп 
→Định luật này cũng đúng với trường hợp là nguồn sáng (tức ánh sáng đi qua một 
vật liệu cho phép ánh sáng đi qua với mức độ τ xuyên sáng . 
 Chiếu sáng. 
Page 12 
 Khi đó: τE = LI 2 
Ví dụ : Xét tờ giấy trắng có hệ số phản xạ ρ = 0.7 , nếu được chiếu sáng E = 600 
 L = 
E
p
 = 
0, 7.600
p
 = 133.7 
 §.5 ĐỘ TƯƠNG PHẢN –TÍNH NĂNG NHÌN 
 ĐỘ NHÌN RÕ. 
1. Độ tương phản C. 
 C=
Lo L
L
- 

=
L
L
V

=
L
L
D

 Trong đó : Lo độ chói khi ta nhìn đối tượng 
 Lσ độ chói của phòng. 
C- đặc trưng cho mức độ quan sát nhìn rõ vật. 
Thực tế c= 10-2 là giá trị ngưỡng . 
 C<0.01 không nhìn thấy sự vật→nhìn vào lúc ban đêm 
 VD: Xét tờ giấy trên nền bảng đen 
 ρbảng= 0.3,Ebảng =210lx. 
 ρgiấy=0.7, Egiấy=90lx. 
→ρgiấy=
E
p
= =20,05(cd/m2). 
 ρbảng=
s
C
C
=20,05(cd/m2). 
Þ c=0Þ không nhìn thấy gì. 
 Chiếu sáng. 
Page 13 
2.Tính năng nhìn. 
-bằng thực nghiệm cho thấy năng lực quan sát của mắt người tỉ lệ thuận với C .C tỉ 
lệ với lgC.Vì vậy người ta định nghĩa lgC là tính năng nhìn của mắt và trong các 
đồ thị đườn cong biểu diễn hay dùng lgC. 
3.Độ nhìn rõ Vis. 
 Vis = 
s
C
C
 Cs;ngưỡng tương phản nhỏ nhất mà mắt ngườicòn nhìn thấy 
được→quan hệ giữa Lf và C. 
 §6. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN SÁNG . 
1.Nhiệt độ màu của nguồn sáng ToK. 
-đây là đặc trưng quan trọng cho màu sắc của nguồn sáng. 
-Để so sánh chất lượng về màu sắc của ánh sáng với ánh sáng tự nhiên ban ngày 
người ta đưa ra khái niệm về nhiệt độ màu , nó mô tả bằng cách so sánh ánh sáng 
của nó với ánh sáng bức xạ của một vật đen tuyệt đối được nung sáng đến các nhiệt 
độ như nhau trong khoảng (2000 đến 10.0000) K.Khi đó chuẩn nhiệt độ nhỏ nhất sẽ 
quyết định phổ tần bức xạ và do vậy quyết định được màu sắc ánh sáng . 
Đồ thị (32): W(α). 
Biểu đồ kruithof:nghiên cứu sinh lý nhìn của mắt người trong mối tương quan đến 
nhiệt độ mà độ rọi để đảm bảo tiện nghi nhìn . 
 T0(K) Màu 
1500 Đỏ 
2000 Đỏ- trắng 
3000 Đỏ trắng ấm 
4000-5500 Ánh sáng ban ngày 
7000-10000 Ánh sáng lạnh 
 Chiếu sáng. 
Page 14 
→ý nghĩa :đây là cơ sở khoa học đầu tiên cho chúng ta chọn nguồn sáng cho các 
ứng dụng yêu cầu các độ rọi khác nhau . 
→nói chung các loại đèn có nhiệt độ màu thích hợp cho chúng ta có cảm giác nóng 
và vì vậy nó được ứng dụng ở nhiều nơi có yêu cầu độ rọi thấp . 
-các đèn có nhiệt độ màu cao thì gây cảm giác lạnh ,màu dùng cho những nơi có 
mức chiếu sáng cao. 
2.-Chỉ số hoàn màu Ra 
-Cùng một sự vật được chiếu sáng bằng các nguồn sáng khác nhau thì sẽ thể hiện 
các màu sắc khác nhau .Ra đặc trưng cho nguồn về sự thể hiện màu sắc trung thực 
của sự vật được chiếu sáng. Nó là thông số nói lên chất lượng của nguồn sáng .Nó 
rất quan trọng trong khi lựa chọn nguồn sáng ứng dụng trong thiết kế. 
 Ra=0³ ÷100 
Và càng cao chất lượng càng tốt 
 Ra=0→đúng với mọi ánh sáng đơn sắc . 
 Ra=100→ánh sáng tự nhiên 
 Ra<50→màu sắc của sự vật bị biến đổi hoàn toàn. 
 Ra<70→ứng dụng trong công nghiệp (thô) 
 Ra ³ 85 →ánh sáng gần trung thực.Hiện nay các đèn ống huỳnh quang 
đa phần có Ra=85. 
T0,Ra là các thông số không thể thiếu được trong lý lịch các loại đèn. 
VD:cho đèn sợi đốt 220/300W ,h=3,5m 
 a)tính độ rọi Es. 
 b)tính độ chói khi nhìn sách với ρs=0,8. 
 c)tính E20, nếu mặt bàn nghiêng đi góc 200 so với mặt phẳng nằm ngang. 
 d)Tính độ chói khi nhìn đèn biết Dđèn=6cm. 
 Chiếu sáng. 
Page 15 
 Đ 
 α Ψ 
 1,7m 1,5m 
 2,3m 
Chương 2: 
 CÁC DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG. 
 §1 NGUYÊN LÝ TẠO CÁC ĐÈN ĐIỆN 
 VÀ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ. 
1.Nguyên lý. 
-Có 3 nguyên lý chính: 
 *Nguyên lý đèn sợi đốt: 
-đốt sợi kim loại bằng bằng điện đến nhiệt độ cao tới 1000→20000K thì bắt đầu có 
bức xạ có bước sóng lớn nằm trong vùng hồng ngoại. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ 
thìxuất hiện ánh sáng và phổ của nó sẽ dịch dầnvề phía bước sóng ngắn khi nhiệt 
độ tăng.Nhiệt độ màu cũng nói lên chất lượng ánh sáng khi tăng nhiệt độ đốt nóng 
.Vật liệu thường dùng làm sợi đốt là vonfram. 
 Chiếu sáng. 
Page 16 
 -Hằng số phát quang (10÷20) lm/w→hiệu suất thấp .Hiện nay dùng sợi đốt xoắn 
kép để nâng hiệu suất quang năng(tập trung năng lượng vào diện hẹp). 
 *Nguyên lý phóng điện trực tiếp 
-Nếu cho phóng điện trong 1 ống phóng có chứa Na hoặc Hg ở áp suất và nhiệt độ 
thích hợp sẽ có các ánh sáng đơn sắc nằm trong vùng nhìn thấy. 
-Hiện nay nó là loại cho hiệu suất cao nhất .Nhược điểm của nó là chất lượng ánh 
sáng không cao→thường sử dụng trong không gian lớn ngoài trời. 
*Nguyên lý phóng điện kết hợp với huỳnh quang . 
-Cũng cho phóng điện trong ống phóng trong điều kiện thích hợp để tạo ra bức xạ 
nằm trong vùng tử ngoại có bước sóng ngắn không nhìn thấy gọi là bước sóng sơ 
cấp .Sau đó chúng kích hoạt lên lớp huỳnh quang quét trong thành ống để phát ra 
ánh sáng nhìn thấy ,màu sắc và chất lượng ánh sáng phụ thuộc rất nhiều vào lớp 
huỳnh quang. 
-Đặc điểm : 
+Tạo ra các loại đèn có hiệu suất cao khoảng 20%÷22% 
-Chất lượng ánh sáng tương đối tốt. 
2.Các tiêu chuẩn đánh giá một nguồn sáng. 
Có 4 tiêu chuẩn đánh giá. 
a)-Hiệu suất phát quang của đèn. 
-nó là chi tiêu quan trọng về kinh tế. 
η=(10÷2000) lm/w. 
b)-Tuổi thọ D(h) 
-tuổi thọ trung bình của một loại đèn. 
-chỉ tiêu quan trọng 
 Chiếu sáng. 
Page 17 
D=(1000÷2000)lm/w 
c)-Nhiệt độ màu T0K 
-Đây là chỉ tiêu phản ánh tiện nghi chiếu sáng trong một không gian.Trong thực tế 
thường phải được phối hợp với độ rọi theo bản đồ kruithof. 
-Nhiệt độ màu(200÷7000)0K. 
d)-Chỉ số hoàn màu Ra. 
-Nói lên chât lượng chiếu sáng của nguồn ,phản ánh độ trung thực , màu sắc của 
sự vật trong không gian được chiếu sáng ,Cùng T0K thì Ra là chỉ tiêu chất lượng 
,chỉ tiêu kĩ thuật của không gian thế. 
 §.2 .ĐÈN SỢI ĐỐT. 
1.Cấu tạo . 
*vỏ: là một quả cầu thủy tinh chịu nhiệt độ có pha một hàm lượng nhỏ P nhằm tạo 
ra mọt hằng số thấu qua τ. 
*sợi đốt làm bằng sợi vonfram với sợi dây xoắn kép t0lv=3500
0K.Tuổi thọ trung 
bình khoảng một nghìn giờ. 
*Đuôi đèn: là phần để nối điện giữa bóng đèn và nguồn.Có 2 loại phổ biến: 
-Đuôi cài :tháo lắp dễ nhưng tiết kiệm điện kém→ứng dụng cho công suất nhỏ. 
Đuôi xoáy :thường dùng cho các cấp khác nhau từ nhỏ đến lớn. 
2.Các chỉ tiêu đánh giá. 
-tuổi thọ thấp nhất trong các loại bóng hiện nay phụ thuộc vào U 
 Chiếu sáng. 
Page 18 
 D=Dđm(
dm
U
U
)13,5 D,U chế độ làm việc bình thường 
 D/Dđèn Ф(u) P(u) 
1 
 U/Uđm 
VD:Uđm=220v;Dđm=1000 
U=250V 
 D=178h. 
 Quang thông :Ф=Фđm(
dm
U
U
)3,5 
Công suất :P=Pđm(
dm
U
U
)1,5 
-Hiệu suất phát quang thấp (5%) 
-Nhiệt độ màu thấp →ứng dụng cho chiếu sáng mức thấp 
-Chỉ tiêu về chỉ tiêu hoàn màu cao Ra≈100→có thể ứng dụng cho chiếu sáng cục 
bộ,trang trí các đèn làm việc . 
-Ưu điểm nổi trội là cấu thành đơn giản,nhưng cần thời gian khởi động. 
 Chiếu sáng. 
Page 19 
3.Đèn halogen sợi đốt. 
-Là loại đèn sợi đốt cải tiến bằng cách cho thêm một tỉ lệ ... Theo mọi phương . 
+Có 2 mặt phẳng đối xứng. 
-Khi đó ánh sáng thường được biểu diễn bởi đường bao mút các vecto cường độ 
ánh sáng nằm trong một mặt phẳng chứa trục quang của đèn .Trong trường hợp đối 
xứng chỉ cần vẽ một nửa . 
 *Bộ đèn có chao. 
 →vẽ cho bóng 1000lm đặt trong bộ đè nếu tăng lên 
 2000lm thì I nhân đôi. 
. 
 Chiếu sáng. 
Page 32 
Bộ đèn có 2 mặt phẳng đối xứng. 
 Dọc 
 Ngang 
→Thường dùng cho các bộ đèn chiếu sáng trong nhà 
2.Biểu diễn theo bảng I(c.). 
- Ứng dụng cho các bộ đèn đường. 
C  
..10 
 .. 
 .. 
 .. 
 300 
 →I(c,) 
3.Biểu diễn theo bảng I(.B). 
-Thường gặp trong đèn pha (dùng chiếu sáng sân thể thao ,trang trí 
 Chiếu sáng. 
Page 33 
 Z 
 Đèn pha. 
 V 
  Trục quang. 
 B 
 0 Y 
 P 
 X B=0. 
V-Góc nhìn đèn. 
B-Độ lệch. 
B=arctg
y
z
-V; =arctg
2 2
x
y z 
; 
-cách biểu diễn I(c,),I(,B) là các cách khác nhau để biểu diễn phân bố quang 
thông của một bộ đèn phức tạp trong không gian Chúng có thể chuyển đổi qua 
lại với nhau. 
 Chiếu sáng. 
Page 34 
Phần 2: 
 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. 
Chương 4: 
 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ. 
*Mục đích :Nhằm đạt được mục đích chiếu sáng tiện nghi đặc biệt theo theo yêu 
cầu. 
*Nội dung: 
-Bước 1:Thiết kế sơ bộ. 
+Nhằm xác định được giải pháp và thông số cơ bản của đề án :kiểu chiếu 
sáng,loại bộ đèn,chiều cao đèn,số lượng nhằm đảm bảo được độ rọi yêu cầu 
theo chuẩn và phân bố đồng đều ánh sáng trên mặt phẳng làm việc.Việc này 
có liên quan đến nhiều tới phương diện thẩm mixcho không gian thiết kế vì 
vậy có thể có sự phối hợp của các kiến trúc sư. 
-Bước 2:Kiểm tra thiết kế. 
+Cần phải kiểm tra các tiêu chuẩn về màu, độ tương phản,độ chói,độ 
rọi,theo tiêu chuẩn.Đòi hỏi đến chuyên môn của các k sư chiếu sáng . 
I.Thiết kế chiếu sáng sơ bộ. 
-Gồm các bước sau: 
1.Nghiên cứu khảo sát dữ liệu cho không gian thiết kế. 
*Các kích thước hình học: axbxH(m) 
*Các thông số vật lý ảnh hưởng tới chất lượng áng sáng. 
Các hằng số phản xạ,(bộ phản xạ,ρ1,ρ2, ρ2,ρ4) 
ρ1-hệ số phản xạ của trần 
ρ2-hệ số phản xạ cổ trần 
ρ3-hệ số phản xạ của tường 
ρ4-hệ số phản xạ của sàn. 
 Bộ phản xạ là là bộ số đặc trưng cho tính phản xạ của không gian nội thất. 
VD:ρ=0,8-hệ số phản xạ của trần tường, thạch cao. 
ρ=0,7-hệ số phản xạ tường trắng ,sạch nhẵn 
ρ=0,5- quét vôi ve màu sáng. 
 Chiếu sáng. 
Page 35 
ρ=0,3-sơn màu tối,đậm,hoa văn sặc sỡ. 
ρ=0,1-sơn mà tối ,kính . 
Với sàn: 
ρ=0,1-sàn ghép bằng các tối màu. 
Ρ=0,3-sàn có mau sáng. 
Khi có nhiều mảng màu khác nhau thì phải tính ρtb: 
 ρtb=(ρa.Sa+ρb.Sb+.)/(Sa+Sb+.). 
*Môi trường và quản lý hệ thống chiếu sáng. 
-Môi trường khói ,bụi, 
-Quản lý :Bảo dưỡng thường xuyên 
Môi trường chỉ số 1-Hệ suy giảm quang thông do môi trường 
Quản lý vận hành chỉ số c-Hệ số suy giảm từ thông do quản lý. 
Định nghĩa: 
 S=
1
V
=
1
1. 2V V
=-Hệ số bù quang thông. 
→Tính cho hệ số chiếu sáng sau một năm sử dụng. 
δ=1,2÷1,6 
 1,2 –Môi trường sạch sẽ và quản lý tốt. 
 1,6 -Môi trường nhiều bụi và quản lý kém. 
VD:δ=1,6 ,Quang thông lắp đặt ban đầu ,độ rọi phải trội 60% để đảm bảo sau một 
năm sử dụng sẽ đạt được quang thông yêu cầu. 
2.Chọn độ rọi yêu cầu E. 
-Theo bước khảo sát trên chúng ta tra bảng tiêu chuẩn để chọn độ rọi yêu cầu theo 
E tiêu chuẩn .→Căn cứ vào hoạt động hay công nghệ diễn ra không gian thiết kế. 
-Tra bảng TCVN,ví dụ: 
+Phòng học phòng thí nghiệm: 300÷500lx 
+Hành langm WC : 100lx 
+Siêu thị:600lx 
 Chiếu sáng. 
Page 36 
+Cơ khí chính xác. : ≥1000lx 
3.Chọn kiểu chiếu sáng. 
-Căn cứ vào đặc điểm của đối tượng thiết kế và các hoạt động diễn ra trong đó để 
quyết định kiểu chiếu sáng 
+Chiếu sáng trực tiếp: 
 -Trực tiếp hẹp (tăng cường) thường dùng cho không gian có 
 chiều cao lớn,đạt được hiệu quả chiếu sáng cao.Khi đó cả trần và 
 tường ít được chiếu sáng . 
+Trực tiếp mở rộng và bán trực tiếp: 
 -Tạo được không gian tiện nghi,khi đó cả trần và tường được 
 chiếu sáng một phần.Ứng dụng cho không gian vừa 
 phải.VD:phòng học ,công sở. 
+Gián tiếp và bán gián tiếp: 
 -Ứng dụng cho các không gian công cộng như nhà ga,nhà ăn,đại 
 sảnh. 
-Sau khi chọn được kiểu chiếu sáng thì lây đó làm cơ sở chọn bộ đèn,cần phải 
tham khảo lý lịch của chúng để đáp ứng được kiểu chiếu sáng đã đề ra sau đó cũng 
cần quan tâm tới thảm mỹ của bộ đèn. 
4.Chọn loại đèn và nguồn sáng. 
-Mục đích :tạo ra môi trường ánh sáng có tiện nghi tốt ,có nhiệt độ màu và chỉ số 
hoàn màu phù hợp tương ứng với độ rọi phù hợp tương ứng độ rọi đã chọn.Đảm 
bảo: 
_Có sự phù hợp giữa T0K và E. 
+Ra cần có phù hợp với yêu cầu về chất lượng ánh sáng liên quan đến công việc 
diễn ra trong nội thất . 
+Tính kinh tế liên quan đến hiệu suất phát quang của nguồn, tuổi thọ của đèn,liên 
quan đến vấn đề vận hành ,sửa chữa. 
-Một số gợi ý: 
 Chiếu sáng. 
Page 37 
+Loại đèn ống huỳnh quang được dùng phổ biến trong nhà và các xí nghiệp công 
nghiệp nhẹ(chiếm khoảng 70% trong cuộc sống đời thường). 
+Đèn sợi đốt ,halogen được sử dụng chủ yếu trong nội thất ,trong chiếu sáng cục 
bộ. 
 VD:đèn bàn,đèn trang trí. 
+Các đèn phóng điện:đèn hơi Na.Hg, Halogen chủ yếu dùng trong các nhà 
xưởng,xí nghiệp lớn hoặc các nhà thi đấu có không gian rộng,độ cao lớn. 
5.Chọn chiều cao treo đèn. 
-Độ cao treo đèn h(m) là thông số quyết định tiện nghi chiếu sáng. 
-h lớn thì: 
 +Giảm được khả năng nhìn đèn trực tiếp ,gây lóa ,và tăng tiện nghi. 
+Cho phép đặt các đèn có công suất lớn→hiệu suất phát quang cao. 
+Số lượng đèn đặt sẽ giảm→làm đơn giản cho bộ đèn và hệ thống chiếu 
 sáng. 
-Khi quyết định chiều cao h cần cân nhắc tới các yếu tố kiến trúc trong phòng 
→quan tâm đến hiệu quả cụ thể. 
-Định nghĩa: 
 J=
.'
'
h
h h 
-chỉ số treo +)J=0 
 +)J=1/3. 
Trong đó h’ là khoảng cách giữa đèn và trần,h là khoảng cách giữa đèn và mặt 
phẳng làm việc. 
 h’ 
 mặt phẳng 
 làm việc. 
 h 
 Chiếu sáng. 
Page 38 
Bố trí đèn và xác định số lượng tối thiểu Nmincủa các bộ đèn. 
-Trong các tiêu chuẩn qui định sắp xếp theo một lưới chữ nhật.Nếu số lượng quá ít 
sẽ không đảm bảo sự phân phối đều ánh sáng trong phòng.Ngược lại nếu lưới quá 
nhiều điểm bố trí thì mạng điện và hệ thống điều khiển tốn kém. 
Nmin là số điểm bố trí nguồn sáng tối thiểu để đảm bảo chỉ tiêu chiếu sáng cho 
phòng,là chỉ tiêu đầu tiên phụ thuộc yếu tố: 
+)Cách bố trí đèn. 
+)Khoảng cách giữa các bộ đèn. 
+)Phụ thuộc vào bộ phản xạ của phòng. 
 Nếu giữ nguyên tỉ số 
n
h
(n khoảng cách giữa các đèn) thì sẽ giữ nguyên được 
phân bố đồng đều ánh sáng .Vì vậy để đảm bảo đồng đều ánh sáng ta đưa ra quy 
định. 
 Cấp bộ đèn A B C D . 
n
h
(max). 0,5 0,8 1 1,2 
7. Tính quang thông tổng. 
-Фtt là quang thông cần cấp cho không gian thiết kế để đảm bảo sau một năm sử 
dụng đạt được yêu cầu theo tiêu chuẩn. 
 Фtt=
. . .a b Eyc
ksd

=
. . .
.
a b Eyc
ksd V
[lm]. 
δ-Hệ số bù quang thông. 
V-Hệ số giảm quang thông. 
Ksd-Hệ số sử dụng bộ đèn. 
 Quan trọng cần xác định khi tính toán. 
*Một số định nghĩa. 
-Hệ số sử dụng quang thông :là tỉ số giữa quang thông nhận được trên mặt phẳng 
làm việc và quang thông phát ra của bóng đèn. 
 Ksd=
20 - 6.3
2
. 
 Chiếu sáng. 
Page 39 
-Hệ số lợi dụng quang thông :hệ số có ích U là tỉ số giữa quang thông nhận được 
trên mặt phẳng làm việc và quang thông phát ra của bộ đèn. 
 U=
nd
phat


. 
Thông thường : U=Uđ+Ui. 
 Ud: hệ số lợi dụng quang thông trực tiếp. 
 Ui: hệ số lợi dụng quang thông gián tiếp. 
-Hiệu suất bộ đèn 
 η là tỉ số giữa quang thông phát ra trên quang thông tổng của bộ đèn. 
 Ksd=η.U=ηdUd+ηIUi. 
Ksd phụ thuộc cấp bộ đèn, bộ phản xạ,phụ thuộc chỉ số địa điểm ,nói lên kích thước 
hình học và chỉ số độ cao của đèn. 
 K=
ab
h(a + b)
-Chỉ số treo đèn. 
VD: Trong không gian thiết kế có K=2,3; ρ=751;J=0,dùng bộ đèn 
 0,54E+0,16T.Tính Ksd. 
Ksd=0,54.Ud+0,16.Ui=0,54988 
Ud=0,82+
0,87 - 0,82
2,5 - 2,0
.(2,3-2,0)=0,85. 
Ui=0,55+
0,58 - 0,55
2,5 - 2,0
.(2,3-2,0)=0,568. 
8.Xác định số bộ đèn và lưới bố trí. 
Số bộ đèn: 
 N=


 .n- số bóng đèn có Фđ 
-Bố trí lưới lắp đèn :căn cứ vào kích thước hình học cụ thể mà bố trí phải đảm 
bảo: 
+)Tính thẩm mỹ. 
+)Phải cân nhắc các kích thước m,n,p,q: 


 p(q) 


m(n). 
+)Đảm bảo đèn chiếu sáng N≥Nmin 
N<Nmin →Không đạt.Phải tăng N và giảm Фđ 
N>Nmin→Đạt. 
 Chiếu sáng. 
Page 40 
N>>Nmin→Không kinh tế và phức tạp hệ thống→nên thiết kế cho hợp 
lý.→Tăng Фđ và giảm N. 
VD:Thiết kế chiếu sáng cho một phân xưởng sữa chữa cơ khí có kich thước là ax-
bxH là 20x15x4,15.Chọn bộ phản xạ ρ=551. 
Theo tính chất công việc chọn độ rọi yêu cầu Eyc.Bố trí đèn sát trần(J=0)chọn bộ 
đèn ống huỳnh quang có cấp là 0,42G+0,07T.Bóng đèn chọn loại 1,2 m có các 
thông số 36W,Фđ =335.Tính số bộ đèn tối thiểu Nmin. 
Giải: 
h=H-0,85=4,15-0,85=3,3(m) 
Tra bảng(
n
h
)max=0,15→Nmax=1,5.h=4,95(m) 
Theo chiều ngang(b): 
1
3
m(n) p(q) 
1
2
m(n). 
Số khoảng = số đèn=
15
n
=
15
4,95
 x=3. 
 n=
15
3
=5>4,5 không đạt →x=4 
n=
15
4
=3,75m q=1,8m 
 n=
15 - 2.1,8
3
=3,8(m). 
Theo chiều a:chọn p=1,5 
m=
20 - 2.1,5
4
=4,25(m). 
 Nmin=4x5=20(m) 
*Tính quang thông tổng Фtt 
Фtt=a.b.δ/Ksd. phân xưởng ít bụi bặm chọn S=1,4. 
Ksd=ηd.Ud+ηi.Ui 
Hệ số địa điểm K= 
a.b
h(a + b)
= 
20.15
3,3(20 + 15)
=2,6. 
Ud=0,798.;Ui=0,404. 
 Hệ số sử dụng: 
 Chiếu sáng. 
Page 41 
Ksd=0,42.0,798+0,07.0,404=0,36344. 
 Фtt=
20.15.250.1,4
0,36344
=288,806(lm). 
Фtt là quang thông cần cấp cho xưởng để sau 1 năm sử dụng so E=250lx 
*Tính toán bộ đèn.Chọn đèn hãng claude. 
P=36W;Ф=3350lm;T0=30000K;Ra=85;D=26mm. 
N=Фtt/n.Фđ=43 bộ Chọn N=42=6x7. 
*Phân bố lưới bố trí đèn 
Lấy q=0,4m n=
15
5 + 2.0,4
=2,59 m 
→chọn n=2,6 m 
m=
20
6 + 2.0,4
=2,94 m chọn m=3(m). 
→p=
20 - 6.3
2
=1(m). 
*Nhận xét :So sánh N và Nmin 
 N>Nmin→đảm bảo thiết kế về đồn đều chiếu sáng.Tuy nhiên 
 N>>Nmin→có thể xem xét lại để đưa ra phướng án tốt hơn theo 
 hướng giảm N. 
II.Kiểm tra thiết kế. 
Trong phần này có một số yêu cầu đã đạt được khi thiết kế sơ bộ như:màu của 
nguồn sáng phù hợp với E,độ đồng đều.Cần tính toán để đảm bảo:độ tương phản 
của đèn trần. 
1.Chỉ tiêu độ tương phản của đèn trần. 
-Định nghĩa :Hệ số chói khi nhìn đèn 
 r=
do choi nhin den,goc nhin 45
do choi cua tran
=Lđ(γ=75
0)/Ltrần. 
-Tiêu chuẩn quy định : 
r 20-mức tinh xảo . 
r 50 –mức thông thường. 
 Chiếu sáng. 
Page 42 
-Ý nghĩa :Xét đến mức tiện nghi của không gian tránh cho người lao động bị chói 
khi quan sát đèn trần. 
2 Kiểm tra độ tương phản theo độ rọi. 
-Theo tiêu chuẩn :0,5 
E3
E5
 0,8. 
Hoặc theo các đặc tính E3(E4) 
3.Kiểm tra tiêu chuẩn soller. 
-Nghiên cứu sinh lý nhìn của con người với mức lao động khác nhau thì soller đưa 
ra bản đồ cho đường cong độ chói . 
 Ymax=(γ,mức lao động) 
-Cach kiểm tra :phải tính được độ chói tại một số góc nhìn →tra trên đường cong 
hoặc vẽ các đường cong L(γ) lên đặc tính soller của bộ đèn đã chọn.Nếu đường 
cong nằm bên trái đường cong giới hạn thì kết luận tiêu chuẩn kiểm tra này đạt 
yêu cầu về tiện nghi. 
4.Tính độ rọi Ei. 
 -Công thức : Ei= 
1000
NF
ab


 =[Ri.Fi”+Si]. (*) 
-Trong đó: i=1,2,3.→các độ rọi lên trần, tường, và mặt phẳng làm việc. 
N- số bộ đèn. 
F-Quang thông của một bộ đèn. 
η-Hiệu suất phát quang 
Fi”-Quang thông tương đối riêng phần trên mặt phẳng làm việc,tra theo 
bộ đèn và các chỉ số khác(116,117) 
Ri,Si- Các chỉ số được tra theo bảng(118). 
Một số chỉ số: 
K=
( )
ab
h a b 
- chỉ số địa điểm. 
J=
'
'
h
h h 
 - chỉ số treo. 
Km=
2
( )
mn
h m n 
-Chỉ số lưới;Kp=
( )
ap bq
h a b
- chỉ số gần tương đối. 
 Chiếu sáng. 
Page 43 
 Ei đã xét tới mọi yếu tố hình học,lưới phân bố đèn, gần hay xa 
tường..được xem là các thiết kế tin cậy nhất. 
VD: Kiểm tra thiết kế cho ví dụ trên. 
-Có: 
K=2,6; J=0. 
Km=
2
( )
mn
h m n 
=0,844; Kp=
( )
ap bq
h a b
=0,303. 
α=Kp/Km=0,359. 
 Xp=0,359(km). 
*Tính toán Ei theo (*). 
Fu”=f(K,Km,Kp,cấp bộ đèn,J). 
-Xét K=2,5. 
Km=0,844 
Kp=0,359 
- Khi Km=0,5 → Kp=0,1795.→ Kp=0 hoặc 0,25 (1) 
 Km=1 → Kp=0,359.→ Kp=0 hoặc 0,5. (2) 
(1) Fu”=588 hoặc 642 Fu”= 588+ 
642 588
0, 25 0
0,1795 
 = 626,772. 
(2) Fu”=537 hoặc 653. Fu”= 537+
620.288 626,772
1 0,5
0,359 
 = 620.288. 
Nội suy cấp Km 
 Fu”=626,772+ 
42.(2.3350).0,42
320.15.1,4.10
(0,844-0,359) 
 =622,311. 
Hoàn toàn tương tự với K=3 ta có 
 Fu”=631,32. 
Tra bảng và tính Ri,Si(theo bảng 118). 
 ρ=551; K=2,6. 
E4=E4d+E4i 
 Chiếu sáng. 
Page 44 
3
42.(2.3350).0,42)
4 .[0,72.12.631,32 317] 217,26
20.15.1, 4.10
E d (lx) 
''4 0,67 [ 4. 4 ] 19, 25E i i R Fu S i (lx) 
=> E4 = 236,51 
Tương tự ta tính được E3 = 181,92 lx 
Tính E1 = 40,8 + 50,02 = 90,32 (lx) 
Kiểm tra : + Độ rọi trên MPLV ΔE% = 5,4% => tốt (ΔE% ≤ 10%) 
 + Độ chói nhìn đèn 
 y/c 

®(75 )
50
Çn
L
r
Ltr
 Ltn = 
1. 1 90,82.0,5
14,45
E
r r
(cd/m²) 
- Độ chói của đèn ở γ = 75º 
 Kích thước bộ đèn 1,24*0,18*0,1 
 Diện tích b/k theo 2 hướng nhìn 
a
b
 Chiếu sáng. 
Page 45 
 Sbk ngang = ab.cosγ + ac.sinγ = 0,1775 m² 
 Sbk dọc = ab.cosγ + bc.sinγ = 0,0751 m² 
 Độ chói theo 2 hướng Lđ = 
(75 )Id
Sbk
Tra đường cong trắc quang của bóng đèn : 
 Iđng(75º) = 45.cd. 
2.3350
301,5
1000
cd => Lđng = 
301,5
1698
0,1775
 (cd/m²) 
 Iđdọc(75º) = 30.cd. 
2.3350
201
1000
cd => Lđdọc = 
201
2676, 43
0,0751
 (cd/m²) 
=>Các tỉ số : 
 Rng = 
1698,6
117,5
14,45
 > 50 => Ko đạt 
 Rdọc = 
2676, 43
185,2
14, 45
 > 50 => Ko đạt 
Khắc phục bằng cách : + Xử lí làm tăng ρ1 của trần 
 + Chọn lại đèn theo hướng tăng Sbk 
 + Giảm độ chói của đèn 
*Kiểm tra tỉ số E3/E4 
 ĐK 0,5 ≤ E3/E4 ≤ 0,8 
 Có E3/E4= 
181,92
0,77
236,5
 => thỏa mãn 
Nếu tº thỏa mãn ta khắc phục bằng 2 cách : 
 + Chọn lại bộ đèn về phía chiếu sáng mở rộng 
 + Chọn lại cấp bộ đèn 
 Chiếu sáng. 
Page 46 
-Cách khác quan trọng hơn thay đổi p,q 
*Kiểm tra theo sơ đồ Sollvier 
 + Chọn 5 giá trị γ để tính L(γ) 
 + Sau đó vẽ đường cong L(γ) lên đặc tính Soll của bộ đèn đã cho 
NX : Nếu đặc tính ta vẽ được nằm hết về bên trái => đạt 
Chương 2 : 
Thiết kế chiếu sáng đường 
§1: Đặc điểm và các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường 
Mục đích : Nhằm tạo ra mô hình chiếu sáng tốt , tiện nghi , đặc biệt cho người 
tham gia giao thông , quản lí và xử lí chính xác , nhanh chóng các tình huống giao 
thông xảy ra trên đường . 
1.Các đặc điểm . 
-Thiết kế chiếu sáng (TKCS) cho người quan sát chuyển động , quan sát cả mặt 
đường lẫn đối tượng cũng đang chuyển động . 
-Khác với chiếu sáng nội thất , ở đấy lấy độ rọi làm tiêu chuẩn đầu tiên và quan 
trọng nhất để làm tiêu chí thiết kế , thì ở đây người ta quan tâm nhất đến độ chói 
của mặt đường . Thực nghiệm cho thấy ko phải độ rọi mà chính độ chói mặt đường 
mới quyết định chất lượng quan sát của người lái xe. 
=> Lyc tra theo tiêu chuẩn 
-Khác với trong nội thất L của tường , trần..tuân thủ định luật Lamberg và ko 
phụ thuộc vào hướng quan sát . Độ chói của mặt đường ko tuân theo quy luật đó vì