THIẾT kế CHIẾU SÁNG CHO TRƯỜNG THPT HOA DA

Cuộc sống con người nó dẫn dắt con người bước qua thời kì cổ điển , lạc hậu , dể sang một thời kỳ .Một thời kỳ của khoa học công nghệ hiện đại , hoàn mỹ hơn , tốt đẹp hơn Điện năng là mộ

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

TP.HỒ CHÍ MINH – 2013

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

TP.HỒ CHÍ MINH - 2013

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG

A GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TRƯỜNG THPT HÒA ĐA

B GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG CHO TRƯỜNG HỌC

I/ Đặt vấn đề……….10

II/ Phân loại……… 10

1.Căn cứ vào dạng chiếu sáng……….……….10

2.Căn cứ vào mục đích chiếu sáng ……….10

III/ Những điều kiện chiếu sáng tốt nhất……… 10

IV/ Hệ thống chiếu sáng của những nơi làm việc……… 11

1/ Chiếu sáng chung ……….11

2/ Chiếu sáng cục bộ……….11

V/ Một số đại lượng dùng trong tính toán chiếu sáng……….……… 11

1 Quang thông ……….…11

2 Cường độ sáng I………12

3 Độ rọi(E), độ trưng R, và độ chói(L) ……….…12

VI Dụng cụ chiếu sáng thông dụng……… 13

1 Đèn sợi đốt ……… 13

2 Đèn huỳnh quang……….….14

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN I Bố trí đèn……… 16

II Phương pháp hệ số sử dụng……… 16

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO TRƯỜNG HỌC I.Chọn nguồn sáng và bố trí đèn………18

1.Tính toán chiếu sáng cho khu 1……… 18

1.1/Tính toán chiếu sáng cho dãy A và dãy B………18

1.2/Tính toán chiếu sáng cho dãy C………23

2.Tính toán chiếu sáng cho khu 2……… 30

2.1/Tính toán chiếu sáng cho căn tin………30

2.2/Tính toán chiếu sáng cho nhà xe ……… 31

2.2/Tính toán chiếu sáng cho nhà WC ……….31

II/ Chọn cáp , dây dẫn và Áptômát cho trường học……… 32

1/ Chọn cáp , dây dẫn và áptômát cho phòng học lý thuyết dãy A và B………….36

2/ Chọn dây dẫn và áptômát cho 1 hành lang và cầu thang……….36

3/ Chọn dây dẫn và áptômát điện cho dãy C………37

4/ Chọn dây dẫn và áptômát điện cho nhà xe , căn tin , WC………40

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo………43

LỜI MỞ ĐẦU

Có một dạng năng lượng, mà nó thay đổi cả thế giới Cuộc sống con người nó dẫn dắt con người bước qua thời kì cổ điển , lạc hậu , dể sang một thời kỳ Một thời kỳ của khoa học công nghệ hiện đại , hoàn mỹ hơn , tốt đẹp hơn

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc gia của mỗi đất nước Nhưng chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sản suất ra dùng trong các xi nghiệp , nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản suất ra dược điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả , tin cậy Ví vậy cung cấp điện cho các nhà máy , xí nghiệp công nghệ có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc gia

Nhìn về phương diện quốc gia , thi việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tuc và tin cậy cho ngành công nghệ tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển lien tuc và kiệp thời phát triển của nền khoa học của thế giói

Khi nhìn về phương diện sản suất và tiêu thụ điện năng thì công nghệ là nghành tiêu thụ nhiều nhất Vì vậy cung cấp điện va sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà mấy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện được sản suất ra

Một phương án hợp cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu

về kinh tế , độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao , đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành , sữa chữa khi hư hỏng , và đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng va phát triển tương lai

Xuất phát từ những yêu thực tiễn trên, với những ,kiến thức đã học từ môn :Cung cấp điện , và qua 8 tuần học tập em nhận được đề tài :

“ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG THPT HÒA ĐA”

Trong thời gian dài làm bài tập vừa qua , với sự có gắng của bản thân va sự giúp đỡ của bạn bè , đặt biệt là sự hướng dẫn dạy bảo của thầy “ NGUYỄN ANH TĂNG “ Đến nay em đã hoàn thành đề tài của mình Song do kiến thức của bản than còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những sai sót Mong thầy cô hãy thong cảm và em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô , để em rút ra kinh nghiệm để làm tốt những đề tài sao

Tp.HCM, ngày…25 tháng…12… năm 2013

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

• TÍNH TOÁN ĐƯỢC CÔNG SUẤT CHIẾU SÁNG

• TÍNH TOÁN , LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐỐNG CẮT, BẢO VỆ

• QUYỂN THUYẾT MINH VÀ CÁC BẢN VẼ , MÔ TẢ ĐẦY ĐỦ NỘI DUNG ĐỀ TÀI

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT

A GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TRƯỜNG THPT HÒA ĐA

Trường THPT HÒA ĐA với đặc điểm là: trường được xây dựng vào khoảng năm 2009 nằm gần bệnh viên Đa Khoa (Phan rí của_Tuy Phong_Bình Thuận), trường có diện tích khá rộng

học, 2 phòng thực hành lý, 2 phòng thực hành hóa, 1 phòng thư viện, 1 phòng y tế ,1 phòng tài chính , 1 phòng dành cho hiệu trưởng, và 1 phòng giành để cho giáo viên hợp gồm 2 nhà

vệ sinh , nhà xe , cân tin, khuôn viên trường, sân tập thể dục Dựa vào chức năng của từng khu mà ta có thể chia trường làm 2 khu chính

Khu 1 chia lam 3 dẫy : dãy A ,dãy B và dãy C

Dãy C gồm :3 tầng

Tầng 1 gồm 6 phòng :1 phòng học ngoại khóa , 1 phòng thực hành sinh và 2 phòng

(Tất cả các phòng đều có cùng chiều cao là 3,8m)

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRƯỜNG THPT HÒA ĐA

Nhà xe

Dãy C

Căn tin

Nhà xe

WC nam WC Nữ

B GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG CHO TRƯỜNG HỌC

I/ Đặt vấn đề: Trong đời sống sinh hoạt cũng như trong sản xuất , chiếu sang đóng vai trò rất quan trọng và rất cần thiết trong việc dảm bảo sức khỏe của người lao động, đảm bảo chất lượng sản phẩm ,an toàn trong sản xuất Nếu ánh sáng không đủ , người lao động làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng đến sức khỏe , dẫn đến hang loạt các sản phẩm không đạt các tiêu chuẩn kĩ thuật và năng suất lao động thấp , thậm chí còn gây tai nạn trong quá trình làm việc Vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau :

II/ Phân loại :

1.Căn cứ vào dạng chiếu sáng thì chiếu sáng chia làm 2 dạng :

a.Chiếu sáng công nghiệp :là ánh sáng được cấp cho các khu công như: nhà xưởng ,kho , bãi đậu xe

b.Chiếu sáng dân dụng : là ánh sáng được cung cấp cho các căn hộ , gia đình , trường học , bệnh viện, khách sạn

2.Căn cứ vào mục đích chiếu sáng được chia ra như sao :

a.Chiếu sáng chung: là chiếu sáng tạo ra độ sáng đồng đều trên bề mặt chiếu sáng

b.Chiếu sáng cục bộ : là hình thức ánh sáng tập chung cho một điểm hay một diện tích hẹp

c.Chiếu sáng dự phòng: là hình thức chiếu sáng dự phòng khi sẩy ra mất điện

=> Nhưng mỗi hình thức chiếu sáng đều có yêu cầu riêng đặc điểm riêng và phụ tải chiếu sáng phải phù hợp với từng mục đích đòi hỏi phải có phương pháp tính toán chiếu sáng sao cho khi thiết kế chiếu sáng trong từng trường hợp sẽ đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật và mĩ thuật chiếu sáng

III/ Những điều kiện chiếu sáng tốt nhất

1/ Độ rọi phải dảm bảo, tức là bề mặt làm việc và môi trường nhìn thấy phải thỏa mản

độ chói để cho mắt có thể phân biệt được cá chi tiết cần thiết rõ rang và không bị mệt mỏi

2/Quang thông xác định độ che tối và tỷ lệ của độ chói (tương phản) , cần phải được định hướng mắt người thu nhận được hình ảnh rõ rang về hình dáng và chung quanh của muc tiêu mà ta nhìn

3/Ánh sánh cần phải được thỏa mản dồng đều, tức là quan hệ giữa độ rọi cực đại và cực tiểu của bề mặt không được vượt quá một giới hạn nhất định

4/ Màu của ánh sang cần phải thích hợp với dạng lao động được tiến hành

5/Việc bố trí đặt các đèn và độ chói của đèn phải chọn sao cho mắt người không bị mệt mỏi do chiếu sang trực tiếp hay ánh sang phản xạ

6/Trong một số trường họp nhất định, cần phải có những đèn an toàn, bố trí sao cho trong trường hợp ánh sang chung bị ngắt, thì hệ thống đèn an toàn phải có kha năng tao cho mỗi người có thể nhìn thấy con đường để thoát khỏi khu vực ra ngoài Độ rọi an toàn không được bé hơn 0.3lux

=> Những yêu cầu trên của chiếu sang cần phải thỏa mãn với sự tốn kém ít nhất

IV/ Hệ thống chiếu sáng của những nơi làm việc

Để tạo nên độ rọi ở những phòng làm việc của giáo vien , cho phòng hoc và những khu vực khác người ta dùng chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ ( hay khu vực )

1/ Chiếu sáng chung : đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích làm việc hay

toàn bộ phòng làm việc Đặc biệt ở những phòng trong đó có chiếu sáng cục bộ , thì chiếu sáng chung có mục đích là đảm bảo duy trì trong giới hạn đủ thỏa mãn để nhìn (chiếu sáng này thích hợp cho chiếu sáng phòng học ,cầu thang ,hành lang… )

2/ Chiếu sáng cục bộ: ở những vị trí yêu cầu quan sát tỉ mỉ chính xác và phân biệt rõ

các chi tiết … thì cần có độ rọi cao mới làm việc kết quả

Muốn như vậy phải dùng phương pháp chiếu sáng cục bộ , tức là dặt đèn vào gần nơi cần quan sát Khi để gần, ta chỉ cần bóng đèn có công suất bé cũng tạo nên độ lớn trên

bề mặt chi tiết cần quan sát do vậy giảm được chi phí vốn đầu tư

Chiếu sáng này thích hợp cho phần chiếu sang bảng ghi , để học sinh có thể quan sát được rõ ràng, và những phòng thực hành cần độ sáng cao

V/ Một số đại lượng dùng trong tính toán chiếu sáng

1 Quang thông : (đơn vị là lumem, viết tắt [lm] Là năng lượng do một nguồn sáng

phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thời gian, là thông lượng của năng lượng.Những ánh sáng từ nguồn quang phát ra gồm nhiều sóng điện từ có bước sóng khác nhau, do đó năng lượng của nó được biểu hiện:

∫

= 1

2 2 1

λ λ λ λ

Trong nguồn quang có công suất khá lớn, có các bước sóng khác nhau sẽ gây ra cho mắt ta cảm giác khác nhau do đó người ta đưa ra thêm khái niêm: Độ rõ

[lm]

2 Cường độ sáng I: đơn vị Candela [cd]: Nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong một góc đặc (hay góc khối) dw nó truyền đi một quang thông dF thì đại lượng dF/dw gọi là cường độ ánh sáng của nguồn sáng trong phương đó.

I = dF/dw [cd=lm/Sr]

dF - tính bằng lumen [ lm]

dw- góc đặc tính bằng Sr (Steradian)

I - cường độ sáng tính bằng canlenda (nến), 1cd = 1lm/1Sr

3 Độ rọi(E), độ trưng R, và độ chói(L).

a) Độ rọi E của một diện tích ở tại một điểm, là tỉ lệ giữa quang thông dF nhận được

bởi một vi phân diện tích ở xung quanh điểm này với diện tích dS của nó (hình 1):

E=dF/dSĐơn vị E la lux (lx) 1 lux = 1 lm/m2Giả sử có một nguồn sáng S, chiếu vào diện tích dS có pháp tuyến như hình vẽ

Thông lượng của nguồn S đi qua diện tích là :

=>Tóm lại: độ rọi là mật độ quang thông rơi trên bề mặt diện tích: (đơn vị lux)

b) Độ trưng R: của một bề mặt của một nguồn sáng có kích thước giới hạn tại một

điểm của nó là tỉ lệ giữa quang thông dF phát ra từ một bề mặt so cấp xung quanh điểm này và diện tích dS của nó:

R=dF/dS

Như vậy, độ trưng là quang thông bức xạ trên một đơn vị diện tích của nguồn

c)Độ chói L: đơn vị [cd/m2].

Người ta định nghĩa độ chói L của một diện tích của một nguồn sáng ở một điểm của

nó, trong một phương cho trước (Phương tạo lên góc ) là tỉ lệ giữa cường độ ánh sáng

di theo một phương đ• nêu của một vi phân diện tích dS xung quanh điểm này,với diện tích d =dS cos

VI Dụng cụ chiếu sáng thông dụng:Để tạo nguồn sáng cung cấp ánh sáng cho sinh

hoạt, trong sản xuất.v.v ,người ta thường dùng các loại đèn như:đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang.v.v

1 Đèn sợi đốt.

a) Cấu tạo:

Đèn sợi đốt còn gọi là đèn dây tóc được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực, lắp đặt dễ dàng

Cấu tạo đơn giản gồm: một dây tóc được xoắn hình lò xo là một loại vật liệu chịu nhiệt

và bức xạ nhiệt tốt được đặt trong một bóng thuỷ tinh kín chứa khí trơ áp suất thấp, được nối ra bằng hai điện cực

- Cos =1 nên không tiêu thụ công suất phản kháng

- Tạo mầu sắc ấm áp, không gây mỏi mắt +Nhược điểm:

-Tốn điện, phát nóng nhanh, tuổi thọ bị ảnh hưởng lớn bởi nhiệt và điện

áp nguồn

BẢNG THÔNG SỐ CỦA BÓNG ĐÈN SỢI ĐỐT

a/ Cấu tạo: Gồm một ống thuỷ tinh chứa khí trơ áp suất thấp, lớp trong được phủ một

lớp bột phát quang, và hai điện cực anot và catot

Hình: cấu tạo nguyên lý của đèn huỳnh quang

b) Nguyên lý hoạt động:Khi đóng điện vào, hai đầu điện cực stắc-te có điện thế lớn

làm xảy ra hiện tượng nóng chảy mềm, phóng điện,đóng kín mạch điện.Điện cực catot

bị nung nóng bức xạ ra electron, dưới điện trường lớn chúng chuyển động về phía anot làm áp trên hai cực stắc-te giảm và nhiệt cũng như hồ quang không được duy trì tiếp điểm stắc-te nhả ra Trong quá trình chuyển động của các electron từ canot sang anot với tần số f=50Hz chúng va đập vào thành ống làm phát quang

c) Ưu nhược điểm.

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

I Bố trí đèn

Chiếu sáng cục bộ khá đơn giản và phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định

Chiếu sáng chung sẽ phải dùng nhiều đèn Vấn đề đặt ra là phải xác định được vị trí hợp lý của các đèn và khoảng cách giữa đèn với trần nhà và mặt công tác

Hình 2 bố trí theo hình thoi

II Phương pháp hệ số sử dụng.

Phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chung có chú ý đến hệ số phản xạ của tường, trần nhà và của vật cảnh, dùng để chiếu sáng cho các sân trường,lớp học có diện tích lớn hơn 10 m2,

Phương pháp này có thể xác định được lượng quang thông cần thiết của mỗi bóng đèn ứng với độ rọi quy định trên mặt bàn học

Thông thường khi tính toán người ta thường chọn độ rọi tối thiểu, số lượng đèn, kiểu đèn và cách bố trí đèn rồi sau đó chọn được công suất của bóng đèn

Hệ số sử dụng Ksd là tỉ số giữa quang thông mà mặt công tác nhận được với tổng quang thông của các nguồn sáng :

Ksd=nF

F c

(*)

- F là quang thông của mỗi đèn lm

- n là số bóng đèn

chỉ số phòng ϕ

=

) (

.

b a H

b a

Trong đó: a,b là chiều dài và chiều rộng của phòng (m)

-h: là chiều cao của phòng

-hlv: là khoảng cách từ sàn nhà đến mặt bàn học

-H : là khoảng cách từ đèn tới mặt bàn học

Chọn L/H 1,4_1,6

Sơ đồ tính toán chiếu sángNếu gọi diện tich cần chiếu sáng là S thì độ rọi trung bình trên mặt bàn là:

F n K S

-Z là tỉ lệ rọi bình quân so với độ rọi tối thiểu

-Z nói lên mức độ không đồng đều của độ rọi lên bề mặt làm việc

Đối với loại đèn khi đặt ở vị trí có lợi nhất thì Z=1,1 đến 1,2

Đối với gian phòng có diện tích nhỏ hơn 10m2 thì lấy Z=1

Emin là độ rọi tối thiểu (lux) ứng với từng loại công việc, Emin ( Tra trong bảng 36) và (13-37Sách CCĐ của Nguyễn Xuân Phú)

(13-Từ (**) ta tính được quang thông cần thiết của nguồn sáng

n K

S Z E F

sd

min

=

Để bù lại sự giảm quang thông của đèn trong quá trình làm việc người ta đưa thêm hệ

số dự trữ Kdt vào công thức trên khi đó:

n K

S Z K E F

sd

dt

Emin× × ×

Khi ta tính được quang thông tổng thì ta co thể suy ra được số bóng đèn liên hệ qua

n : số bóng đènCHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO TRƯỜNG HỌC

I.Chọn nguồn sáng và bố trí đèn

1.Tính toán chiếu sáng cho khu 1

1.1/Tính toán chiếu sáng cho dãy A và dãy B: mỗi dãy có 3 tầng gồm 18 phòng học

lý thuyết

-Đặc điểm của mỗi dãy này là gồm 3 tầng , mỗi tầng 6 phòng học với diện tích mỗi

S =a x b = 54 = 9 x 6

Có 3 hàng lang mỗi hành lang dài 60 m và chiều rộng 2 m

6 cầu thang lên xuống ở đầu 3 cái và giữa 3 cái mỗi cầu thang dài 4m và rộng 2 m

Sử dụng điện áp 220V

• Với 1 phòng học lý thuyết

Vì là phòng học lý thuyết nên độ rọi yêu cầu Eyc = 75 lx

Căn cứ vào đặc điểm của phòng có chiều cao h = 3,8m,

L = 1,6 x H = 1,4 x 3 = 4.2 mCăn cứ vào bề rộng của phòng lấy L = 4 m

Như vậy theo đặc điểm của phòng ta sẽ bố trí được 2 dãy mỗi dãy gồm 3 bóng đèn

Đèn sẽ treo cách tường 1 m theo chiều ngang

Số bóng đèn tối thiểu sẽ là 6 bóng

-Xác định chỉ số của phòng

ϕ =

) (a b H

b a

+

×

=

) 6 9 ( 3

n

Z S E Kdt

Trong đó

Ksd: Hệ số sử dụng

Emin: Độ rọi yêu cầu

Sp: Diện tích của phòng

Kdt: Hệ số dự trữZ: Hệ số tính toánLấy Kdt = 1,2

Z = 1,2

Thay số ta có:

n

Z S E

Kdt

=

58 , 0 6

2 , 1 54 75 2 , 1

gần bằng với chỉ số ta tính trong phạm vi cho phép (-10% đến 20%) nên ta chọn đèn

Emin × × ×

== 10055 lumen-Số bóng đèn cần cho 1 phòng

Kết luận : Đối với một phòng học ta sẽ treo hai dẫy 6 đèn, mỗi đèn huỳnh quang 40W dài 1,2m

Sơ đồ thiết kế bóng đèn cho phòng học lý thuyết

Công suất 1 phòng là:

P1 = 40 x 6 = 240 (W)

Itt1 = U cosϕ

P

=

6 , 0 220 240

= 1,82 (A)Công suất 1 tầng là:

= 10,9 (A)

Công Suất của dãy A

IttdA = 10,9 x 3 = 32,7 (A)

Công suất của dãy B

Do dãy A và B giống nhau đều là phòng lý thuyết nên:

• Hành lang và cầu thang

-Đặc điểm về chiếu sáng hành lang

Độ rọi của hành lang sẽ từ 15 lux đến 25 lux

Hành lang mỗi tầng dài 60 và rộng 2m

Vì là hành lang nên độ rọi yêu cầu là:

.

b a H

b a

+

=

) 2 60 ( 8 , 3

2 60

n

Z S E Kdt

Trong đó

Ksd :Hệ số sử dụng

E :Độ rọi yêu cầu

S :Diện tích của hàng langKdt :Hệ số dự trữ

Z :Hệ số tính toán

n : Số bóng đènLấy Kdt = 1

Z = 0,8Thay số ta có:

F =

17 , 0 9

8 , 0 120 15 1

Emin × × ×

8 , 0 1 120

Như vậy mỗi bóng cách nhau 8m

Công suất 1 hành lang

Mỗi dãy có 3 hành lang như vậy 3 dãy có 9 hành lang

Tổng công suất của 3 dãy A , B Và C

Itt tổngHL= 3,6 x 9 = 32,4 (A)

-Đặc điểm về chiếu sáng cầu thang

Độ rọi của cầu thang sẽ từ 15 lux đến 25 lux

Mỗi cầu thang dài 4m và rộng 2m