Câu 1: (5 điểm) Trình bày định nghĩa Quang thông, Cường độ sáng I? Độ tương phản? Độ rọi (độ chiếu sáng), độ chói, Hiệu suất sáng?

Quang thông là đại lượng đặc trưng cho khả năng của nguồn bức xạ ánh sáng trong không gian. Là phần năng lượng của sóng điện từ được đánh giá bằng mắt người theo tác động của nó (1 điểm)

Cường độ sáng là đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông của nguồn sáng về một hướng nhất định (1 điểm)

Độ rọi E, lux (lx) : Là đại lượng đặc trưng cho bề mặt được chiếu sáng, là mật độ quang thông trên bề mặt có diện tích S. Khi quang thông vuông góc với bề mặt chiếu sáng: E=Φ/S (1 điểm)

Độ chói, L-cd/m2, Đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn hoặc bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt. L=I/dS, Độ chói phản ánh chất lượng chiếu sáng, còn độ rọi chỉ phản ánh số lượng chiếu sáng. vì thế độ chói là cơ sở của các khái niệm về tri giác và tiện nghi thị giác. (1 điểm)

Hiệu suất phát quang H là đại lượng đo bằng tỷ số giữa quang thông phát ra của bóng đèn và công suất điện năng tiêu thụ của bóng đèn đó. (0,5 điểm)

Độ tương phản: Sự chênh lệch của hai độ chói của các vật đặt cạnh nhau mà mắt người có thể phân biệt được gọi là độ tương phản C (0,5 điểm)

Câu 2: (5 điểm) Trình bày màu sắc của nguồn sáng, nhiệt độ màu? Tác dụng tâm sinh lý của màu sắc? Yêu cầu chung, phân loại công trình, các giải pháp chiếu sáng các công trình kiến trúc và chiếu sáng công viên vườn hoa?

Trình bày màu sắc của nguồn sáng, nhiệt độ màu?

Màu và sắc: màu vô sắc và màu có sắc (1 điểm):

- Màu vô sắc: như màu đen, trắng và xám: chúng không có trong phổ ánh sáng mặt trời nên coi là không màu

- Màu có sắc: là tất cả các màu có trong phổ ánh sáng và màu pha trộn giữa chúng.

Nhiệt độ màu: (1 điểm):

- Nhiệt độ màu của nguồn sáng là nhiệt độ của vật đen tuyệt đối mà ở nhiệt độ đó nó có cùng mầu sắc ánh sáng như nguồn sáng cần nghiên cứu. Đơn vị: Kenvin.

- Nhiệt độ màu thể hiện gam màu ánh sáng:

+ Nhiệt độ màu càng thấp thì ánh sáng có xu hướng vàng – nóng.

+ Nhiệt độ màu càng cao thì ánh sáng càng có xu hướng trắng lạnh.

Tác dụng tâm sinh lý của màu sắc? (1,5 điểm):

Ánh sáng nóng: tăng thêm màu đỏ và cam cho đồ vật, làm sẫm đi các màu xanh và lam. Màu nóng cho cảm giác nặng nề về khối lượng hơn so với các màu khác và gây tâm lý kích thích, tạo ra cảm giác vui tươi, hưng phấn, gây tăng huyết áp, tăng nhịp thở, tuy nhiên gây chóng mệt mỏi. Màu cam ảnh hưởng tốt đến hệ tiêu hóa, màu vàng kích thích sự làm việc trí óc.

Ánh sáng ấm được sử dụng ở không gian nhỏ hẹp, tạo ra cảm giác gần gũi, trang trọng, tôn nghiêm, huyền bí và cổ kính.

- Ánh sáng trung tính (trắng): gây ấn tượng lạnh lùng và trống rỗng nhưng làm tăng độ chói và sự tác động của các màu sắc đứng bên cạnh ánh sáng trung tính thường được sử dụng khi cần có sự đồng đều.

Nguồn sáng này sử dụng chiếu sáng cho công trình có kiểu dáng đơn giản, với yêu cầu chiếu sáng đồng đều.

- Ánh sáng lạnh được dùng khi muốn tạo cảm giác nghỉ ngơi thư giãn, tạo khung cảnh phong cách hiện đại, phù hợp với khu công cộng không gian rộng, khu vực nhiều cây xanh.

Chỉ số truyền đạt màu CRI (1,5 điểm):

- Của một nguồn sáng là đại lượng đánh giá mức độ trung thực về màu sắc của vật được chiếu sáng bằng nguồn sáng ấy, so với trường hợp được chiếu sáng bằng ánh sáng ban ngày.

- CRI - 50<CRI - 70<CRI - CRI>85: sự thể hiện màu tốt, chiếu sáng chất lượng cao

Câu 3: (5 điểm) Phân loại bóng đèn? Tuổi thọ của đèn, các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của đèn?

Phân loại bóng đèn? (2,5 điểm):

Tuổi thọ của đèn: là thời gian đèn sử dụng mà đèn vẫn đảm bảo được các yếu tố kỹ thuật của đèn (1 điểm):

các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của đèn? (1,5 điểm):

Điện áp

Môi trường

Thời gian sử dụng

Số lần bật tắt

Câu 4: (5 điểm) Các dữ liệu chiếu sáng nội thất, Lựa chọn độ rọi? Chức

năng chiếu sáng đô thị ban đêm?

Các dữ liệu chiếu sáng nội thất (1,5 điểm)

- Đặc điểm kiến trúc và hình học của địa điểm chiếu sáng

- Yêu cầu sử dụng của địa điểm chiếu sáng, tính chất công việc của môi trường cần chiếu sáng

- Đặc tính quang học của không gian chiếu sáng, hệ số phản xạ của trần, tường, nền.

- Có khả năng sử dụng ánh sáng tự nhiên hay không

- Các yêu cầu về thẩm mỹ.

- Đặc điểm của nguồn cung cấp: điện áp, chế độ trung tính.

- Các yêu cầu về điều khiển hệ thống chiếu sáng.

- Khả năng tài chính và khấu hao của công trình.

Lựa chọn độ rọi (2 điểm) Theo tiêu chuẩn TCXDVN 7114: 2002 độ rọi tối thiểu của các công trình chiếu sáng trong nhà được cho theo bảng

Giảng đường: chiếu sáng chung 300-700lux.

Chức năng chiếu sáng đô thị ban đêm? (1,5 điểm)

- Chức năng an toàn: tránh những nguy hiểm xảy ra trong quá trình di chuyển, sử dụng, tạo cảm giác an toàn.

- Chức năng định vị định hướng.

- Chức năng tâm lý di chuyển.

- Chức năng tạo bầu không khí thân thiện.

- Chức năng nâng cao giá trị cảm xúc thẩm mỹ.

- Chức năng thu hút thị giác, truyền thông quảng cáo.

- Chức năng trình diễn: nâng cao tính nghệ thuật và sự hấp dẫn của sân khấu trình diễn.

Câu 5: (5 điểm) Chọn loại đèn trong chiếu sáng nội thất: mục đích và chỉ dẫn cách chọn?

Theo các tiêu chuẩn sau: (1 điểm):

- Nhiệt độ màu T thích hợp với yêu cầu của độ rọi được cho trên biểu đồ Kruithof.

- Tính chất và mục đích sử dụng của địa điểm chiếu sáng.

- Chỉ số thể hiện màu CRI.

- Hiệu suất sáng của bộ đèn.

- Tuổi thọ của đèn.

- Mỹ quan của công trình chiếu sáng.

Một số chỉ dẫn về lựa chọn nguồn sáng: : (1,5 điểm):

- Đèn sợi đốt: ưu điểm là chỉ số thể hiện màu rất cao CRI 100, nhưng hiệu suất sáng thấp, tuổi thọ ngắn nên loại này dần loại bỏ.

- Đèn sợi đốt halogen: CRI 100, tuổi thọ và hiệu suất sáng lớn đáng kể so với đèn sợi đốt thường. đây là lựa chọn ưu tiên cho chiếu sáng chất lượng cao như chiếu sáng phòng tranh, viện bảo tàng, phòng họp quan trọng.

- Đèn huỳnh quang: thích hợp cho chiếu sáng nội thất, ưu điểm là hiệu suất sáng cao, chỉ số thể hiện màu tốt CRI=65-90, tuổi thọ cao (8000-12000h).

Các giải pháp chiếu sáng các công trình kiến trúc (1 điểm):

Yêu cầu chung:

- Chiếu sáng phải đồng đều các bề mặt chính của công trình.

- Làm rõ các giới hạn của công trình.

- Khắc họa các chi tiết, đặc thù của công trình.

- Tạo ra sự tương phản sáng tối và tương phản màu sắc.

- Hạn chế tối đa tổn thất quang thông.

- Hạn chế tối đa khả năng nhìn trực tiếp vào bộ đèn, trừ trường hợp sử dụng đèn trang trí.

Các giải pháp chiếu sáng công viên vườn hoa? (1,5 điểm):

Yêu cầu chung:

Ngoài việc đảm bảo chiếu sáng theo tiêu chuẩn còn phải quan tâm đến các yếu tố trang trí thẩm mỹ, do đó kiểu dáng thiết bị chiếu sáng cần có phong cách thống nhất phù hợp với cảnh quan môi trường kiến trúc trong khu vực.

Các giải pháp

- Chiếu sáng chung khu vực cổng ra vào: theo mức chiếu sáng quy định.

- Chiếu sáng sân tổ chức các hoạt động ngoài trời, theo mức chiếu sáng quy định.

- Chiếu sáng đường dạo cần bố trí đèn đảm bảo tính dẫn hướng, tạo cảm nhận rõ ràng về lối đi.

- Chiếu sáng phông trang trí, sử dụng đèn pha chiếu hắt bố trí dưới gốc cây hoặc trên cây.

- Chiếu sáng các điểm nhấn kiến trúc như đài phun nước, các cụm tiểu cảnh, hòn non bộ.

Câu 6: (5 điểm) Trình bày sự phát sáng khi nóng của đèn sợi đốt, cấu tạo của đèn sợi đốt? Các đèn sợi đốt đặc biệt? Sự phụ thuộc của các tính năng của đèn sơi đốt theo điện áp?

Khi đặt điện áp lên vật dẫn sẽ có dòng điện chạy qua và tỏa nhiệt trong vật dẫn theo hiệu ứng Jun-Len xơ. (1, 5 điểm)

Các đèn sợi đốt đặc biệt? (1, 5 điểm)

- Đèn PAR: bóng đèn có dạng parabol bên trong được tráng nhôm có tác dụng phản chiếu ánh sáng, sợi đốt nằm đúng tiêu cự của đèn.

- Đèn chỉ báo: trong nhà và khu thương mại.

- Đèn hàng không: được chế tạo đặc biệt cho chiếu sáng đường băng, đèn chỉ báo, cọc tiêu…

- Đèn điện áp thấp: dùng trong ô tô, đèn bàn, bể bơi.

- Đèn hàng hải: chiếu sáng cho các yêu cầu chiếu sáng trong hàng hải.

- Đèn mỏ: được thiết kế đặc biệt thỏa mãn yêu cầu an toàn chống cháy nổ.

Sự phụ thuộc của các tính năng của đèn sơi đốt theo điện áp? (1, 5 điểm)

Sự phụ thuộc của các tính năng theo điện áp:

Gọi F0, I0, P0, D0 là quang thông, dòng điện, công suất, tuổi thọ của đèn ở điện áp định mức U0, khi ta đặt đèn mức điện áp U thì có quan hệ :

F/F0 = ( U/U0 )3,5 I/I0 = (U/U0 )0,5

P/P0 = ( U/U0 )1,5 D/D0 = ( U/U0)13,5

Câu 7: (5 điểm) Các bước tính toán thiết kế chiếu sáng nội thất? Phân loại chiếu sáng nội thất công trình công cộng. Các dữ liệu chiếu sáng nội thất?

Thiết kế được tiến hành theo các bước: (1,5 điểm):

- Thiết kế sơ bộ: nhằm xác định các giải pháp về hình học và quang học của địa điểm chiếu sáng.

- Kiểm tra các điều kiện độ rọi, độ chói, độ đồng đều theo tiêu chuẩn, cảm giác tiện nghi nhìn của phương án chiếu sáng.

- Tính chọn hệ thống cung cấp điện và điều khiển hệ thống chiếu sáng.

- Tính toán kinh tế, chi phí vòng đời của hệ thống chiếu sáng để lựa chọn phương án chiếu sáng tối ưu.

• Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế chiếu sáng: (1,5 điểm):

- Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc. Không nên có bóng tối, độ rọi phải đồng đều trên diện tích chiếu sáng (trừ trường hợp riêng).

- Không gây chói lóa trực tiếp cũng như chói lóa phản xạ để tránh mỏi mắt, thần kinh căng thẳng làm việc mất hiệu quả và có thể gây tai nạn lao động.

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

- Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng:

o Chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao.

o Bố trí nguồn chiếu sáng hợp lý.

o Sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng.

Các dữ liệu chiếu sáng nội thất (2 điểm):

- Đặc điểm kiến trúc và hình học của địa điểm chiếu sáng

- Yêu cầu sử dụng của địa điểm chiếu sáng, tính chất công việc của môi trường cần chiếu sáng

- Đặc tính quang học của không gian chiếu sáng, hệ số phản xạ của trần, tường, nền.

- Có khả năng sử dụng ánh sáng tự nhiên hay không

- Các yêu cầu về thẩm mỹ.

- Đặc điểm của nguồn cung cấp: điện áp, chế độ trung tính.

- Các yêu cầu về điều khiển hệ thống chiếu sáng.

- Khả năng tài chính và khấu hao của công trình.

Câu 8: (5 điểm) Cấu tạo của đèn huỳnh quang? Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của đèn huỳnh quang? Trình bày các bước của quá trình phát sáng trong đèn huỳnh quang?

Cấu tạo của đèn huỳnh quang? (1,5 điểm):

- Bên ngoài là ống thủy tinh bền, chắn tia tử ngoại, hai đầu phía trong bố trí điện cực và bổ sung một lượng khí trơ Argon hoặc Kripton và lượng thủy ngân thích hợp. Thành ống có phủ chất huỳnh quang, khi làm việc tạo nên nhiệt độ khoảng 400C.

Trình bày các bước của quá trình phát sáng trong đèn huỳnh quang? (1,5 điểm):

Khi cho chùm tia đơn sắc đập vào một chất huỳnh quang một phần năng lượng của nó biến thành nhiệt, trong khi đó phần lớn năng lượng còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục có bước sóng phân bố tùy theo bản chất của chất huỳnh quang. Như vậy tia sơ cấp đóng vai trò kích thích để chất huỳnh quang phát xạ tia thứ cấp. màu sắc của bức xạ thứ cấp phụ thuộc vào bản chất và liều lượng của bột huỳnh quang bao phủ trong ống và áp suất trong đèn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của đèn huỳnh quang? (2 điểm):

Quá trình phát sáng trong đèn huỳnh quan gồm 3 bước:

- Tạo nên các điện tử tự do và gia tốc điện tử bằng điện trường.

- Động năng của các điện tử tự do biến đổi thành năng lượng kích thích của các nguyên tử thủy ngân.

- Năng lượng kích thích của các nguyên tử thủy ngân được biến đổi thành bức xạ ánh sáng nhìn thấy thông qua sự phát quang của lớp bột huỳnh quang phủ ở trong thành bóng đèn.

Để có thể làm việc ở nhiệt độ cao thì ca tốt phải được làm bằng vật liệu chịu nhiệt tốt như vonfram và được bao phủ bằng các ô xít kiềm thổ để tăng cường khả năng phát xạ điện tử, vì nguồn cung cấp là xoay chiều nên vai trò của 2 điện cực là giống nhau.

Để đèn phóng điện duy trì hồ quang thì cần có chấn lưu là 1 cuộn điện kháng có lõi thép. Vai trò của chấn lưu ngoài việc ổn định phóng điện còn san bằng dạng sóng dòng điện, dòng phóng điện không còn hình sin nữa và các đèn phóng điện là các phần tử phi tuyến.

Câu 9: (5 điểm) Trình bày hiệu suất sáng của đèn, sự duy trì quang thông? Chức năng của bộ đèn? Hiệu suất sáng của bộ đèn?

Chức năng của bộ đèn:

Bộ đèn là tập hợp các thiết bị quang, điện, cơ khí nhằm thực hiện phân bố ánh sáng, định vị, bảo vệ đèn và nối đèn với nguồn điện.

Chức năng cơ bản của bộ đèn

- Về điện: bộ đèn lên hệ với lưới điện, nối với các linh kiện mồi, đầu nối và điều chỉnh ánh sáng;

- Về cơ: bộ đèn đảm bảo chống các tác nhân bên ngoài như mưa, gió, bụi, va đập và ăn mòn;

- Về quang: bộ đèn đảm bảo sự phân bố ánh sáng trong không gian, thực hiện các kiểu chiếu sáng từ chiếu sáng gián tiếp đến trực tiếp tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng. Bộ đèn cũng hạn chế nguyên nhân gây lóa nhằm đảm bảo tiện nghi nhìn tốt nhất.

2. Hiệu suất sáng của bộ đèn:

Là tỷ số giữa quang thông phát ra từ bộ đèn với tổng quang thông của các bóng đèn phát ra trong bộ đèn đó

Bước 1: Dựa vào đường cong phân bố cường độ ánh sáng, xác định quang thông:

- Hắt xuống dưới (F4): F’1,F’2, F’3, F’4

- Hắt lên trên (F5): F’5

- Quang thông tổng: F0 = F4 + F5

Bước 2: Xác định hiệu xuất của bộ đèn

- Hiệu suất chiếu sáng trực tiếp hd = F4/1000

- Hiệu suất chiếu sáng gián tiếp hi = F5/1000

- Hiệu suất tổng của bộ đèn: h = hd+ hi = F0/1000