ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ A5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, ngành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Để thực hiện vai trò trên hệ thống cung cấp điện phải phát triển mạnh mẽ hơn nữa. Từ những vấn đề được trình bày trong đồ án này, em hi vọng rằng đề tài sẽ giúp trường ta nói riêng và người Việt Nam nói chung cùng hướng đến một công nghệ mới tiến bộ hơn trong việc thiết kế sử dụng hệ thống cung cấp điện thích hợp tiến đến thông minh, kĩ thuật tốt, an toàn, hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí năng lượng nhằm góp phần góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế quốc dân.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ A5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

Quy Nhơn - 2013

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÀ A5 5

1.1 Giới thiệu chung 5

1.2 Thiết kế sơ bộ phòng học loại 1 7

1.2.1.Phương án 1 7

1.2.2.Phương án 2 9

1.2.3.Phương án 3: Thiết kế và tính toán theo phần mềm chiếu sáng Dialux .11

1.2.3.1 Cài đặt và khởi động chương trình 11

1.2.3.2 Cài đặt plugin các bộ đèn 11

1.2.3.3 Các chức năng thiết kế của dialux 11

1.2.3.4 Thiết kế tính toán chiếu sáng bằng dialux 12

1.3 Thiết kế sơ bộ phòng học loại 2 21

1.3.1.Phương án 1 21

1.3.2.Phương án 2 23

1.3.3.Phương án 3: Tính toán và thiết kế theo phần mềm chiếu sáng Dialux .25

1.4 Thiết kế tính toán phòng đợi giáo viên theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.136 1.5 Thiết kế và tính toán phòng vệ sinh theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11 42

1.6 Thiết kế và tính toán hành lang theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11 48

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 52

2.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 52

2.1.1 Lựa chọn thiết bị 52

2.1.2 Thiết kế 53

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ A5 54

3.1 Xác định phụ tải tính toán 54

3.2 Phương án cung cấp điện 55

3.2.1 Tính toán cung cấp điện cho tòa nhà 56

3.2.1.1 Phương án 1: Thiết kế 5 tầng 5 tủ phân phối 56

3.2.1.2 Phương án 2: Thiết kế 5 tầng 3 tủ phân phối 63

3.2.1.3 Chọn thanh cái cho tủ phân phối hạ áp 69

3.2.1.4 Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phương án 70

3.2.1.4 Tính toán ngắn mạch kiểm tra aptomat và thanh cái 73

3.2.1.5 Lựa chọn aptomat và dây dẫn cho từng phòng học 74

3.2.1.6 Bản vẽ đi dây chi tiết 77

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT 78

4.1 Phương án 1: Dùng 3 cột chống sét 78

4.2 Phương án 2: Dùng hai cột thu sét 80

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

LỜI MỞ ĐẦU



Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, ngành công nghiệp điện luôngiữ một vai trò vô cùng quan trọng Điện năng trở thành dạng năng lượng không thểthiếu được trong hầu hết các lĩnh vực Để thực hiện vai trò trên hệ thống cung cấpđiện phải phát triển mạnh mẽ hơn nữa

Xuất phát từ thực tiễn cùng với quá trình tìm hiểu học tập, em được thầy giáo

T.S Trương Minh Tấn giao đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà A5 – Trường đại học Quy Nhơn” Đề tài này thực sự bổ ích cho em, giúp em tìm hiểu nghiên cứu

một cách sâu sắc và toàn diện về hệ thống cung cấp điện của một tòa nhà Đó là một

sự tập dượt và rút ra những kinh nghiệm quý báu cho em sau này

Từ những vấn đề được trình bày trong đồ án này, em hi vọng rằng đề tài sẽgiúp trường ta nói riêng và người Việt Nam nói chung cùng hướng đến một công nghệmới tiến bộ hơn trong việc thiết kế sử dụng hệ thống cung cấp điện thích hợp tiến đếnthông minh, kĩ thuật tốt, an toàn, hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí năng lượng nhằm gópphần góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế quốc dân

Tuy nhiên với hạn chế kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn em khôngtránh khỏi những thiếu sót, mong được sự góp ý của quý thầy cô cùng các bạn để đồ

án được hoàn thiện hơn Em cũng xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của

thầy giáo T.S Trương Minh Tấn đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này!

Quy Nhơn, tháng 10 năm 2013 Sinh viên thực hiện

Bùi Duy Phương

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÀ A5

1.1 Giới thiệu chung

Giảng đường A5 có 5 tầng, cao 20m, tổng diện tích là 358,285m2, giảng đường cótất cả 20 phòng học, một phòng đợi giảng viên, 2 phòng vệ sinh Trong đó phòng họcđược chia làm 2 loại: phòng loại 1 có diện tích là 60,48m2, phòng loại 2 có diện tích là50,62m2 Tòa nhà hướng đông nên lượng ánh sáng tự nhiên rất lớn có thể sử dụng đểtiết kiệm năng lượng Để thiết kế chiếu sáng cho tòa nhà A5 em đang hướng đến cácgiải pháp tiết kiệm năng lượng, đảm bảo môi trường nhưng vẫn đảm bảo tốt sự tiệnnghi cho người sử dụng

Để hỗ trợ cho việc tính toán bằng tay và mô phỏng 3D em đã chọn phần mềmthiết kế chiếu sáng Dialux Đây là phần mềm miễn phí được sử dụng khá thông dụng,

hỗ trợ người thiết kế khá tốt, và có một thư viện database rất lớn Dialux cho phépngười dùng chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn, ghế, TV, giường, gáclửng, cầu thang,…Bên cạnh đó là một thư viện khá nhiều vật liệu để áp vào các vậtdụng trong dự án…cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặt bằng theo ý muốn của mình.Ngoài ra Dialux còn có thể kết hợp cùng với Autocad 3DS để có thể mô phỏngcông trình một cách rất chuyên nghiệp

Mặt bằng tầng 2,3,4,5 tòa nhà A5

1.2 Thiết kế sơ bộ phòng học loại 1

1.2.1.Phương án 1

Bước 1: Lấy dữ liệu về đối tượng thiết kế chiếu sáng.

Phòng học loại 1 khu giảng đường A5

Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng.

Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng là phòng học ta chọn độ rọi chiếu

sáng chung: E=400 lx.

Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo các tiêu chí sau.

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400lx ta có nhiệt độ màuT=3000÷4700K

Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện năng

Chỉ số thể hiện màu CRI=80

Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W), CRI=65÷90, tuổi thọ 8000÷1200 h

Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn.

Với yêu cầu 60÷90% ánh sáng được chiếu xuống không gian

10÷40% ánh sáng được chiếu lên trần

Nên ta chọn phương pháp chiếu sáng bán trực tiếp.

Chọn bộ đèn cho trường học: DI2L36-0.54D+0.24T_2 ống huỳnh quang1.2m-36W(Phụ lục 3.6-sách thiết bị và hệ thống chiếu sáng)

Bước 5: Chọn chiều cao treo bộ đèn

'

'

hj

i(K 1,15) i(K1 1,0) i(K 2 1,25) i(K1 1,0)

Vậy: u 0,54.u d0,24.ui 0,54.79,6 0,24.46,6 54,17  %

Bước 7: Tính quang thông tổng của các bộ đèn:

E 400lx

 1,3 là hệ bù suy giảm quang thông

u 54,17 %

Bước 8: Xác định số bộ đèn tối thiểu.

Chiều cao hữu ích: h H h  ' 4 0,8 3,2 m

Khoảng cách cực đại giữa hai bộ đèn liên tiếp: nmax 1,5.h 1,5.3,2 4,8  m

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a: a max

Số bộ đèn tối thiểu: Nmin N Na b 2.3 6 bộ

Bước 9: Xác định quang thông của đèn và chọn công suất đèn.

Quang thông bộ đèn:

t bodentt

bodentt dentt

Vì den dentt nên cần hiệu chỉnh lại số bộ đèn.

Bước 1: Lấy dữ liệu về đối tượng thiết kế chiếu sáng.

Phòng học loại 1 khu giảng đường A5

Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng.

Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng là phòng học ta chọn độ rọi chiếu sáng chung: E=400 lx

Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo các tiêu chí sau.

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400 lx ta có nhiệt độ màu

T=3000÷4700 K

Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện năng

Chỉ số thể hiện màu CRI=80

Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W),CRI=65÷90,tuổi thọ 8000÷1200 h

Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn.

Với yêu cầu >90% ánh sáng được chiếu xuống không gian

E 400lx 

 1,3 là hệ bù suy giảm quang thông

u 46,96 %

Bước 8: Xác định số bộ đèn tối thiểu.

Chiều cao hữu ích: h H h  ' 4 0,8 3,2 m

Khoảng cách cực đại giữa hai bộ đèn liên tiếp: nmax 1,2.h 1,2.3,2 3,84  m

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a: a max

Số bộ đèn tối thiểu: Nmin N Na b 2.3 6 bộ

Bước 9: Xác định quang thông của đèn và chọn công suất đèn.

Quang thông bộ đèn:

t bodentt

bodentt dentt

Độ rọi dự kiến đạt được:

Bước 10: Hiệu chỉnh lại số bộ đèn.

Vì den dentt và độ rọi dự kiến đã đảm bảo yêu cầu ban đầu nên không cầnhiệu chỉnh lại số bộ đèn

Số bộ đèn cần dùng thực tế: N N min 6bộ

Nhận xét: Hai phương án trên sử dụng đèn ống huỳnh quang chưa tối ưu Để đảm bảo được các thông số kĩ thuật và các tiêu chí về ánh sáng như lượng quang thông, độ rọi, độ chói, sự tiện nghi thì cần một lượng công suất cho chiếu sáng khá lớn nên em sử dụng thêm phương án 3.

1.2.3.Phương án 3: Thiết kế và tính toán theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11

1.2.3.1 Cài đặt và khởi động chương trình

B

ước 1 : Vào wedside: http://www.dialux.com để tải phiên bản mới nhất của phần

mềm Dialux

B

ước 2 : Thực hiện cài đặt chương trình.Tiến trình tuần tự như các phần mềm cài đặt

trực tuyến thông thường

1.2.3.2 Cài đặt plugin các bộ đèn

click chọn plugin muốn cài đặt

Cách 2: Vào phần mềm dialux 4.11 chọn mục Luminaire Selection chọn dialux

cataloges chọn bộ đèn muốn cài đặt và click download để tải về

1.2.3.3 Các chức năng thiết kế của dialux

Giao diện khởi động chương trình

Tại cửa sổ Welcome bạn có thể chọn 1 trong 6 chức năng:

- New Interior Project: Lập một dự án chiếu sáng nội thất mới

- New Exterior Project: Lập một dự án chiếu sáng ngoại thất mới

- New Street Project: Lập một dự án chiếu sáng giao thông mới

- DIALux Wizards: Phần trợ giúp thiết lập nhanh dự án

- Open Last Project: Mở dự án mới làm việc lần sau cùng

- Open Project: Mở một dự án để lưu trữ

Bạn chọn Dialux Wizards để thiết lập nhanh một dự án

Nếu trường hợp không thấy xuất hiện cửa sổ Welcome bạn có thể vào File→ chọn Wizards…

Các mục chính là:

· Dialux Light: Mục thiết kế chiếu sáng nội thất

· Quick Planing: Thiết kế nhanh một dự án

· Professional Quick Planing: Thiết kế nhanh chuyên nghiệp một dự án · Quick Street Planing: Thiết kế nhanh một dự án chiếu sáng giao thông

1.2.3.4 Thiết kế tính toán chiếu sáng bằng dialux

ước 1 : Tạo một dự án mới

Khởi động chương trình Dialux 4.11 chọn New Interior Project

Tại cửa sổ này, ta có thể áp vật liệu cho bề mặt tường và các vật dụng khác

là : màu sơn, vật liệu ngói, đá tổ ong, đá granite, thuỷ tinh…Và việc áp vật liệunày hoàn toàn có ảnh hưởng đến việc tính toán chiếu sáng (như : tính phản xạ

và hấp thụ,…)

B

ước 5 : Bố trí đèn

Phần mềm hỗ trợ chúng ta một số kiểu bố trí đèn thường gặp và ta có thể

sử dụng sự hỗ trợ này cho những ứng dụng đơn giản

Nhưng đối với những phòng hay dự án có cấu trúc phức tạp ta sẽ đặt đèntuỳ theo kiến trúc căn phòng và tuỳ vào đối tượng mà ta cần hiệu ứng ánhsáng nó như thế nào

Có thể Download Database đèn của một số hãng:

Để download catalogues ta cũng vào trực tiếp trang web của hãng đèn đó và download về

Sau đó chọn bộ đèn dùng để chiếu sáng phòng học như sau:

ước 8 : Kiểm tra kết quả mô phỏng.

Nhận xét: Thấy phương án rất tối ưu, sử dụng kết quả phần mềm để tính toán cho các phần sau của đồ án thiết kế Chọn phương án 3 vì nhanh, kết quả chính xác, có thể thay đổi nhiều loại (kiểu bóng đèn), mô phỏng sinh động, phong phú, đáp ứng được nhiều yêu cầu kĩ thuật của người thiết kế, kiểm tra nhanh.

Sử dụng đèn LED tiết kiệm điện năng, hiệu suất cao, tuổi thọ lớn, xu hướng hiện đại.

1.3 Thiết kế sơ bộ phòng học loại 2

1.3.1.Phương án 1

Bước 1: Lấy dữ liệu về đối tượng thiết kế chiếu sáng.

Phòng học loại 2 khu giảng đường A5

Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng.

Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng là phòng học ta chọn độ rọi chiếu sáng chung: E=400 lx

Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo các tiêu chí sau.

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400 lx ta có nhiệt độ màu

T=3000÷4700 K

Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện năng

Chỉ số thể hiện màu CRI=80

Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W),CRI=65÷90,tuổi thọ 8000÷1200 h

Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn.

Với yêu cầu 60÷90% ánh sáng được chiếu xuống không gian

10÷40% ánh sáng được chiếu lên trần

Nên ta chọn phương pháp chiếu sáng bán trực tiếp.

Chọn bộ đèn cho trường học: DI2L36-0.54D+0.24T_2 ống huỳnh quang 1.2m-36W(Phụ lục 3.6-sách thiết bị và hệ thống chiếu sáng)

Bước 5: Chọn chiều cao treo bộ đèn

'

'

hj

Vậy: u 0,54.u d0,24.ui 0,54.78,64 0,24.45,64 53,42  %

Bước 7: Tính quang thông tổng của các bộ đèn:

E 400lx

 1,3 là hệ bù suy giảm quang thông

u 53,42 %

Bước 8: Xác định số bộ đèn tối thiểu.

Chiều cao hữu ích: h H h  ' 4 0,8 3,2 m

Khoảng cách cực đại giữa hai bộ đèn liên tiếp: nmax 1,5.h 1,5.3,2 4,8  m

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a: a max

Số bộ đèn tối thiểu: Nmin N Na b 2.2 4 bộ

Bước 9: Xác định quang thông của đèn và chọn công suất đèn.

Quang thông bộ đèn:

t bodentt

bodentt dentt

Bước 10: Hiệu chỉnh lại số bộ đèn.

Vì den dentt nên cần hiệu chỉnh lại số bộ đèn

Số bộ đèn cần dùng thực tế: Nmin N Na b 3.2 6 bộ

Kiểm tra lại độ rọi dự kiến đạt được:

Bước 1: Lấy dữ liệu về đối tượng thiết kế chiếu sáng.

Phòng học loại 1 khu giảng đường A5

Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng.

Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng là phòng học ta chọn độ rọi chiếu sáng chung: E=400 lx

Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo các tiêu chí sau.

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400 lx ta có nhiệt độ màu

T=3000÷4700 K

Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện năng

Chỉ số thể hiện màu CRI=80

Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W),CRI=65÷90,tuổi thọ 8000÷1200 h

Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng và bộ đèn.

Với yêu cầu >90% ánh sáng được chiếu xuống không gian

hj

Tra bảng 3.2 trang 58 sách thiết bị và hệ thống chiếu sáng ta được:

d(K1 1,0)

u  76

; ud(K2 1,25) 82Dùng nội suy ta có:

E 400lx

 1,3 là hệ bù suy giảm quang thông

u 46,4 %

Bước 8: Xác định số bộ đèn tối thiểu.

Chiều cao hữu ích: h H h  ' 4 0,8 3,2 m

Khoảng cách cực đại giữa hai bộ đèn liên tiếp: nmax 1,2.h 1,2.3,2 3,84  m

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a: a max

Số bộ đèn tối thiểu: Nmin N Na b 2.2 4 bộ

Bước 9: Xác định quang thông của đèn và chọn công suất đèn.

Quang thông bộ đèn:

t bodentt

bodentt dentt

Độ rọi dự kiến đạt được:

Bước 10: Hiệu chỉnh lại số bộ đèn.

Vì den dentt nên cần hiệu chỉnh lại số bộ đèn

Số bộ đèn cần dùng thực tế: Nmin N Na b 3.2 6 bộ

Kiểm tra lại độ rọi dự kiến đạt được:

1.3.3.Phương án 3: Tính toán và thiết kế theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11

B

ước 1 : Tạo một dự án mới

Khởi động chương trình Dialux 4.11 chọn New Interior Project

ước 4 : Áp vật liệu cho đối tượng trong dự án

Tại cửa sổ này, ta có thể áp vật liệu cho bề mặt tường và các vật dụng khác là : màu sơn, vật liệu ngói, đá tổ ong, đá granite, thuỷ tinh…Và việc áp vật liệu này hoàn toàn

có ảnh hưởng đến việc tính toán chiếu sáng (như : tính phản xạ và hấp thụ,…)

B

ước 5 : Bố trí đèn

Phần mềm hỗ trợ chúng ta 1 số kiểu bố trí đèn thường gặp và ta có thể sử dụng sự hỗ trợ này cho những ứng dụng đơn giản

Nhưng đối với những phòng hay dự án có cấu trúc phức tạp ta sẽ đặt đèn tuỳ theo kiến trúc căn phòng và tuỳ vào đối tượng mà ta cần hiệu ứng ánh sáng nó như thế nào.

Có thể Download Database đèn của một số hãng :

Để download catalogues ta cũng vào trực tiếp trang web của hãng đèn đó và download về

Sau đó chọn bộ đèn dùng để chiếu sáng phòng học như sau:

B

ước 6 : Bắt đầu tính toán

ước 7 : Xuất kết quả mô phỏng và tính toán:

ước 8 : Kiểm tra kết quả mô phỏng.

Nhận xét: Thấy rất tối ưu, sử dụng kết quả phần mềm để tính toán cho các phần sau của đồ án thiết kế Chọn phương án 3 vì nhanh, kết quả chính xác, có thể thay đổi nhiều loại (kiểu bóng đèn), mô phỏng sinh động, phong phú, đáp ứng được nhiều yêu cầu kĩ thuật của người thiết kế, kiểm tra nhanh Sử dụng đèn LED tiết kiệm điện năng, hiệu suất cao, tuổi thọ lớn, xu hướng hiện đại.

1.4 Thiết kế tính toán phòng đợi giáo viên theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.1 B

ước 1 : Tạo một dự án mới