Bài tập lớn kĩ thuật chiếu sáng Đề tài thiết kế chiếu sáng cho một phòng thiết kế

Theo ước tính, tiêu thụ năng lượng của việc chiếusáng chiếm khoảng 20 – 45% tổng tiêu thụ năng lượng của một toà nhà thương mại và khoảng 3 – 10% trong tổng tiêu thụ năng lượng của một n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG

Đề tài: Thiết kế chiếu sáng cho một phòng thiết kế

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Cương

Phạm Đình Chương Ngô Đức Minh Nguyễn Văn Phong Chu Thúc Quyết

Mã lớp học phần: 20243EE6030001

GVHD: Nguyễn Thị Minh Hiền

Hà Nội, 2024

Lời nói đầu

Thiết kế chiếu sáng là một ứng dụng công nghệ chiếu sáng cho một khônggian của con người Giống như việc thiết kế trong kiến trúc, trong kỹ thuật vànhững thiết kế khác, thiết kế chiếu sáng dựa vào tổ hợp các nguyên tắc khoa họcđặc trưng, những tiêu chuẩn và quy ước đã thiết lập và một số các tham số về thẩm

mỹ học, văn hóa và con người được xem xét một cách hài hòa

Từ thời kỳ 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 để sản sinh ra ánh sáng và nhiệt qua loạiđèn nóng sáng Chỉ trong vài thập kỷ gần đây, các sản phẩm chiếu sáng đã trở nêntinh vi và đa dạng hơn nhiều Theo ước tính, tiêu thụ năng lượng của việc chiếusáng chiếm khoảng 20 – 45% tổng tiêu thụ năng lượng của một toà nhà thương mại

và khoảng 3 – 10% trong tổng tiêu thụ năng lượng của một nhà máy công nghiệp.Hầu hết những người sử dụng năng lượng trong công nghiệp và thương mại đềunhận thức được vấn đề tiết kiệm năng lượng trong các hệ thống chiếu sáng Thôngthường có thể tiến hành tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể chỉ với vốn đầu tư

ít và một chút kinh nghiệm.Thay thế các loại đèn hơi thuỷ ngân hoặc đèn nóng sángbằng đèn halogen kim loại 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 hồhẹn giờ và các hệ thống quản lý năng lượng cũng có thể đem lại hiệu quả tiết kiệmđặc 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 rằngnhững loại đèn có hiệu suất cao không phải là yếu tố duy nhất đảm bảo một hệthống chiếu sáng hiệu quả Do vậy các kỹ sư cần phải thiết kế một cách chính xác

và hiệu quả và một trong số đó giúp các kỹ sư thiết kế giảm bớt được thời gian vàtính chính xác đó là sử dụng phần mềm thiết kế Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu một

số phần mềm thiết kế với đề tài của bài tập lớn “Tính toán, thiết kế chiếu sáng

cho một phòng thiết kế sử dụng phần mềm DIALux evo 13.” Do thời gian làm

bài và kiến thức còn hạn chế nên bài làm của chúng em không tránh khỏi nhữngthiếu sót Chúng em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, các cô

để em có được những kinh nghiệm và kiến thức chuẩn bị cho công việc sau này CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VẺ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

1.1 Giới thiệu

một công việc của các bác sỹ nhân khoa, các nhà tâm lý học, giáo dục thể chất họcđường

Trong thời gian gần đây, với sự ra đời và hoàn thiện của các nguồn sáng hiệu suấtcao, các phương pháp tỉnh toán và công cụ phần mềm chiếu sáng mới, kỹ thuậtchiếu chiếu sáng đã chuyển từ giai đoạn chiếu sáng tiện nghi sáng chiếu sáng hiệuquả và tiết kiệm điện năng gọi tắt là chiếu sáng tiện ích

Quang thông F (ф), lumem (lm)

Là đại lượng đặc trưng cho khả năng phát sáng của một nguồn sáng, có xét đến sựcảm thụ ánh sáng của mắt người hay gọi là công suất phát sáng của một nguồnsáng

d Ω

Ω là góc khối, giá trị cực đại là 4π

C ≥ 0,01 thì mắt người có thể phân biệt được hai vật thể để cạnh nhau.

Hiệu suất phát quang H (lm/w)

Hiệu suất phát quang là đại lượng đo bằng tỷ số giữa quang thông phát ra củabóng đèn (F) và công suất điện năng tiêu thụ (P) của bóng đèn (nguồn sáng) đó

1.3 Nguồn sáng

Nguồn sáng điểm: khi khoảng cách từ nguồn nền mặt phẳng làm việc lớnhơn nhiều so với kích thước của nguồn sáng có thể coi là nguồn sáng điểm (lànguồn sáng có kích thước nhỏ hơn 0,2 khoảng cách chiếu sáng)

1.4 Bộ đèn

1.4.1 Khái niệm

Bộ đèn là tập hợp các thiết bị quang, điện, cơ khi nhằm thực hiện phân bố

ảnh sáng, định vị bảo vệ đèn và nổi đến với nguồn điện

Chóa đèn là một bộ phận của bộ đèn, bao gồm các bộ phận dùng để phân bố

ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, lắp đặt dây nối đèn và chấn lưu với nguồn điện.Nói cách khác đèn cộng với chóa đèn tạo thành bộ đèn Sunn

1.4.2 Cấu tạo một số bộ đèn thông dụng

Thân đèn có chức năng gá lắp các bộ phận của đèn, bảo vệ bóng đèn và các

thiết bị điện kèm theo Thân đèn phải đáp ứng các yêu cầu sau:

+ Thuận tiện trong thao tác lắp đặt và bảo dưỡng thiết bị

+ Có khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và tỏa nhiệt tốt

+ Có tính thẩm mỹ

Phản quang có chức năng phân bổ lại ảnh sáng của bóng đèn phù hợp với

mục đích sử dụng của đèn Phản quang phải đáp ứng các yêu cầu sau:

+ Có biến dạng phù hợp

+ Hệ số phải cao

+ Có khả năng chống ăn mòn ôxi hóa và chịu nhiệt tốt

Kính đèn có chức năng bảo vệ bóng đèn và phản quang góp phần kiểm soát

phân bố ánh sáng của đèn Kính đèn phải đáp ứng được các nhu cầu sau:

+ Có biến dạng phù hợp với phát quang

+ Hệ số thấu quang phù hợp

+ Có độ bền cơ học, khả năng chịu nhiệt và chịu tác động của tia hồngngoại cực tím

Đui đèn có chức năng cấp điện vào bóng đèn và giữ cho bóng đèn cố định ở

vị trí cần thiết, yêu cầu của đui đèn

+ Các tiếp điểm ổn định trong trường hợp có và trạm rung

+ Có khả năng chịu nhiệt tốt

+ Cùng một số trường hợp phải có bộ phận phụ trợ để cố định bóng đèn

Bộ đèn có chức năng tạo ra chế độ điện áp và dòng điện phù hợp với quá

trình làm việc và khởi động, yêu cầu chung của bộ đèn

+ Các thiết bị phải đồng đều và tương thích với bộ đèn

+ Có khả năng chịu nhiệt tốt

+ Tổn hao công suất thấp

1.5 Thiết kế chiếu sáng

1.5.1 Thiết kế chiếu sáng nội thất

Kỹ thuật chiếu sáng nội thất nghiên cứu các phương pháp thiết kế hệ thốngchiếu sáng nhằm tạo nên môi trường chiếu sáng tiện nghi thẩm mỹ phù hợp với cácyêu cầu sử dụng và tiết kiệm điện năng của các công trình trong nhà

Các bước thiết kế chiếu nội thất

- Thiết kế sơ bộ nhằm xác định các giải pháp hình học và quang học vềđịa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn, bộ đèn vàcách bố trí đèn, số lượng đèn cần thiết

- Kiểm tra các điều kiện độ rọi độ chỏi độ đồng đều theo tiêu chuẩn cảmgiác tiện nghi nhìn của phương án chiếu sáng Các yêu cầu cơ bản đốivới chiếu sáng nội thất

- Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc Không nên có bóngtối và độ rọi phải đồng đều

- Tạo được ánh sáng giống như ban ngày

- Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng

1.5.2 Thiết kế chiếu sáng bên ngoài

Thành phần chiếu sáng bên ngoài không thể thiếu được trong mọi khônggian kiến trúc đô thị Bao gồm chiếu sáng giao thông chiếu sáng làm việc và chiếusáng trang trí Ngoài chức năng bảo đảm an toàn cho phương tiện giao thông và antoàn đô thị vào ban đêm còn góp phần làm đẹp cho công trình kiến trúc

Yêu cầu của thiết kế chiếu sáng bên ngoài:

- Đảm bảo chức năng định vị hướng dẫn cho các phương tiện tham giagiao thông Chất lượng chiếu sáng đáp ứng theo yêu cầu quy định

- Có hiệu quả kinh tế cao, mức tiêu thụ năng lượng thấp tuổi thọ của cácthiết bị chiếu sáng cao

- Thuận tiện trong vận hành và duy trì bảo dưỡng

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM DIALUX EVO

2.1 Giới thiệu

Dialux EVO 13 là ứng dụng chuyên dụng được dùng để thiết kế chiếu sáng chocông trình xây dựng như tòa nhà văn phòng, nhà ở, phòng hội trường, ngoài ra cònđược sửu dụng để thiết kế chiếu sáng ngoài trời như đường xá, khuôn viên, vườn

Là phần mêm được phát triển và phân phối bởi phát triển và phân phối bởi DIALGmbH ở Lüdenscheid được suất bản năm 1994 hiện đang là 1 sản phẩm miễn phí

dễ sửu dụng và tiếp cận đối với đối tượng học sinh, sinh viên

2.2 Tải và cài đặt Dialux EVO 13

Việc và 1 sản phẩm miễn phí nên việc tải dialux EVO cũng vô cùng dễ dàng bạn cóthể truy cập trang wed: https://www.dialux.com/en-GB/download

Đường link trên sẽ dẫn trực tiếp bạn đến trang tải file như hình bên dưới

Hình ảnh 5: Cài đặt DIALux evo 13

Sau đó bạn ấn vào Download như trên hình, sau khi tải về bạn cho chạy file vàbắt đầu cài đặt khi hiện lên màn hình như hình 6 chọn "next"

Hình ảnh 6: Cài đặt DIALux evo 13

Tiếp tục ấn chọn " I agree to the tems of this license agreement”, sau đó tiếp tục ấn

"next"

Hình ảnh 7: Cài đặt DIALux evo 13

Đến mục chọn file để cài đặt ta thể tùy chọn file mà mình muốn đặt tùy theo dungdượng của ổ C: hoặc D: và tiếp tục ăn “next”

Hình ảnh 8: Cài đặt DIALux evo 13

Tiếp tục ấn “next” ở file tiếp theo để chọn tên cho shortcut folder, sau đó bắtđầu tải ứng dụng về

Hình ảnh 9: Cài đặt DIALux evo 13

ần "Finish" để hoàn thành cài đặt, lúc này Dialux EVO đã xuất hiện trên mà hìnhmáy tính ta chỉ cần ấn vào và sử dụng

2.3 Các tính năng và cách sử dụng Dialux EVO 13

2.3.1 Chọn loại kiến trúc thiết kế

Khi mở ứng dụng Dialux EVO 13 ta sẽ được lựa chọn những loại kiến trúcthiết kế khác nhau tại khung "new project" như: thiết kế xây dựng ngoài trời, thiết

kế xây phòng, thiết kế chiếu sáng cho đường cho xe đi lại

Ngoài ra còn có các chức năng "import plan and IFC": nhập các file định dạngAUTOCAD, ifc, jpg, jpeg, png, bmp

Hình ảnh 10: Cài đặt DIALux evo 13

Bên cạnh khung "new project" ta có khung hiện những project đã được thiết kế, ta

có thể mở và thiết kế project

Khung thứ 3 bên cạnh hiện những chủ đề khác trong đó :

 Select your brands: lựa chọn các thương hiệu chiếu sáng

 Academy: Khóa học thiết kế chiếu sáng

 Knowledge base: Các chức năng của Dialux EVO

 Youtube: kênh Youtube về Dialux

 Youku: kênh Youku về Dialux

Hình ảnh 11: Select your brands

Hình ảnh 12: Academy

Hình ảnh 13: Knowledge base

2.3.2 Giới thiệu giao diện chính của

Dialux EVO bao gồm 4 thanh công cụ

1 CAD- view selection : lựa chọn cách nhìn

2 Mode selection: Lựa chọn chế độ

3 Tool selection: Lựa chọn công cụ

4 Display option: Các tùy chọn hiển thị

Hình ảnh 14: Giao diện đầu vào của Project

2.3.2.1 CAD- view selection

1 3D-rendering: dựng hình 3D

2 Floorplan view : nhìn phía sàn

3 Front view: nhìn phía trước

4 Site view from the right: nhìn từ phía phải

5 View from behind: nhìn từ phía sau

6 Site view form the left: nhìn từ bên trái

7 Building: cho phép ta nhìn bao quát tòa nhà và thay đổi khi muốn nhìn sang tòanhà khác

8 Storey: cho phép ta nhìn vào từng tăng của tòa nhà

Hình ảnh 15: Thanh công cụ CAD- view select

2.3.2.2 Mode selection

1 Save: lưu lại dự án

2 Project: Cho ta biết thông tin của dự án đang thiết kế

3 Contruction: thiết kế cấu trúc tòa nhà, công trình, nội thất, cửa số, cửa thường

4 Light: thiết kế chiếu sáng, tính toán chiếu sáng, chọn thiết bị chiếu sáng

5 Calculation object: Thêm mặt bằng tính toán chiếu sáng

6 Export: Xuất hình ảnh, xuất dữ liệu dự án mô phỏng

7 Documentation: xuất kết quả tính toán kết quả chiếu sáng

8 Manufacturer: Chọn Catalogue đèn của các hãng chiếu sáng

9 Caculation: Tính toán chiếu sáng

10 Caculation energy estimation: Tính toán ước lượng năng lượng

11 Thay đổi từ quát sát đèn sáng bình thường với đèn khẩn cấp

12 Thay đổi từ dự án trong nhà và đường ngoài nhà

Hình ảnh 16: Thanh công cụ Mode selection

2.3.2.3 Tool selection

Hình ảnh 17: Thanh công cụ Tool selection

Từ hình số 17, ta xét từ trên xuống có thể đưa ra lần lượt các công cụ như sau:

1 Up load file dwg

2 Up load file ifc

3 Site: Xây dựng sản và đường viên của tòa nhà

4 Storey and Building construction: Copy hoặc tạo tầng

5 Apertures: Tạo cửa số, cửa ra vào, thêm ánh sáng tự nhiên

6 Facade element: Thêm hiệu ứng ánh sáng tự nhiên

9 Roofs: Mái cho tòa nhà theo các mẫu đã có

10 Ceiling: Vẽ trần cho phòng (trần thạch cao, )

11 Cutout: Khoét tường, trần, sàn, mái

12 Furniture and Objects: Đồ nội thất, về khối

13 Materials: gán màu sắc, vật liệu cho đồ vật, khối

14 Help lines and lebeling: Đường tham chiếu

15 Coppy and arrange: Nhân bản đối tượng

16 View: chụp lại ảnh

17 Project overview: Tổng quan dự án

2.3.2.4 Display options

Hình ảnh 17: Thanh công cụ Display options

Ở phần thanh công cụ này ta có 3 chọn chạy :

+ White balance: cân bằng trăng, có 2 chế độ là tiêu chuẩn cố định và tùy chọn,+ Brightness:Điều chỉnh độ sáng của căn hộ

+ Number of luminaires with light víualisation: Hiển thị số lượng đèn tại căn

hộ đó

Trên thanh công cụ đó ta xét từ trái sang phải ta có:

1 Show coordinate system: Hiển thị hệ thống tọa độ

2 Display North arrow: Hiển thị mũi tên phía Bắc

3 Show working place: Hiển thị tham chiếu

4 Display calculation surface/points: Hiển thị bẽ mặt tính toán/ điểm tính toán

5 Wireframe view: Hiển thị dạng cấu trúc khung

6 Show isoline: Hiển thị đường phân bố độ rọi

7 Show light distribution curves: Hiển thị đường cong phân bố cường độ sáng

8 Show leo alignment: Hiển thị hướng chiếu đèn

9 Show room designation: Hiển thị tên phòng trong dự án

10 Show sky texture: Hiển thị kết cấu bầu trời

11 Show sky texture/hide light texture: Hiển thị độ rọi tật hiển thị chiếu sáng

12 Show light visualisation: Hiển thị trực quan ánh sáng

13 Display energy consumption: Hiển thị tiêu thụ năng lượng

2.4 Thiết kế lắp đặt chiếu sáng

2.4.1 Luminaires và active luminaire

Hình ảnh 18: Giao diện của Luminaires

"Luminaires” là cửa số để chọn lựa khối chiếu sáng tùy thuộc theo nhu cầu củangười thiết kế, ví dụ như chiếu sáng 1 khối vuông, 1 khối bất kì, khối cầu, Loạidèn sẽ được lựa chọn ở cửa số "Active luminaires", an “go to brand" dẽ chọn lựahãng đèn, thư viện đèn cần được tải về trước đó Ấn “Open luminaires list" để chọnnhững đèn đã được xử dụng trước đó

2.4.2 Lamps

Hình ảnh 19: Giao diện của Lamps

Cửa số “lamp” cho ta biết thông số của đèn mà ta chọn trên bản vẽ, bao gồmtên, hàng đèn, loại đèn, công suất của đèn, quang thông, các chỉ số về màu sắc nhưCCT( là nhiệt độ màu tương quan dùng để mô tả nhiệt độ màu, cho biết ánh sángphát ra là màu gì, “màu ấm” hay “màu lạnh” của các nguồn sáng, CTT được đobằng đơn vị Kelvin (K)), chỉ số CRI( chỉ số phản ánh màu sắc của các vật thể khiđược ảnh sáng chiếu vào Ở thang đo từ 1-100, nếu đối tượng có chỉ số CRI cànggần 100 thì màu sắc của đối tượng sẽ càng chính xác và chân thực nhất

Hình ảnh 21: Giao diện của Light scenes

2.4.6 Space

Tạo các khu vực, vùng Space khác nhau để tiện quan sát khi chiếu sáng, tương

tự như cửa số "Space" ở phần Construction

Hình ảnh 22: Giao diện của Energy demand

2.4.9 Emergency luminairens

Công cụ để thiết kế lắp đặt chiếu sáng nhanh chóng, tại cửa số của Emergencyluminairens ta có thể chọn các cách thiết kế 1 lúc nhiều loại đèn giống nhau trong 1khung, ví dụ như hình vuông, hình tròn, Ta cũng có thể lựa chọn số đèn muốn đặttùy ý

Hình ảnh 23: Giao diện của Emergency luminairens

2.4.10 Các chức năng khác

1 Help lines and lebeling: Đường tham chiếu

2 Coppy and arrange: Nhân bản đối tượng

3 View: chụp lại ảnh

4 Project overview: Tổng quan dự án

Các chức năng trên tương tự như của thanh công cụ của Tool slections

2.5 Calculation objects

2.5.1 Calculation objects

Phần đầu tiên của cột này có chức năng giúp ta vẽ một mặt bằng tính toánchiếu sáng, có thể vẽ mặt bằng cạnh góc vuông hoặc hình bất kì, ở trong mặt bảngtỉnh toán đó ta cũng có thể chọn một vùng tính toán trong đó để ở đây ta có thể tạo

1 bảng màu phân vùng ánh sáng của đèn được lắp đặt, tạo bằng giá trị

Hình ảnh 24: Thanh công cụ đầu vào của Calculation objects