bài tập lớn chiếu sáng

Lời nói đầuThiết kế chiếu sáng chiếm một phần vô cùng quan trọng và không thểthiếu đối với mọi lĩnh vực trong đời sống cũng như trong xã hội.vì thế thiết kếchiếu sáng trở thành một môn h

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Đề tài:

Thiết kế chiếu sáng cho một xưởng cơ khí

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Mạnh Quân

Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Văn Tuyến Msv: 0941040435

Nguyễn Ngọc Tuấn Msv: 1041040106

Hồ Đức Nguyên Msv: 1041040102

HÀ NỘI-2018

Lời nói đầu

Thiết kế chiếu sáng chiếm một phần vô cùng quan trọng và không thểthiếu đối với mọi lĩnh vực trong đời sống cũng như trong xã hội.vì thế thiết kếchiếu sáng trở thành một môn học, công trình nghiên cứu để học tập và ứngdụng vào đời sống thường ngày

Trong công cuộc công nghiệp hóa-hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước

ta đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, khu công nghiệp, các tòa nhà chung cưcao tầng, văn phòng không ngừng được xây dựng Gắn liền với công trình đó là

hệ thống thiết kế chiếu sáng được thiết kế và xây dựng Xuất phát từ yêu cầuthực tế cùng kiến thức đã học tại Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội, nhóm

chúng em đã nhận được đề tài :thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí Đây là

một đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy cơ khí nước ta vẫn đangtrong giai đoạn phát triển và hoàn thiện,đi lên

Trong thời gian làm bài tập lớn, với sự cố gắng của cả nhóm với sự giúp

đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn Nguyễn Mạnh Quân, chúng em đã hoàn

thành xong bài tập lớn của mình Trong quá trình làm bài tập lớn không tránhkhỏi những thiếu sót, chúng en kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của thầy

cô để chúng em rút kinh nghiệm và hoàn thiện bản thân phục vụ cho công việcsau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Phụ lục

chương I Xác định yêu cầu chiếu sáng của đối tượng 3

1.1 Chiếu sáng là gì? 3

1.2 Các yêu cầu cơ bản đối với chiếu sáng trong nhà 8

1.3 Các bước tiến hành 9

chương II Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng trên Dialux 17

2.1 Giới thiệu Dialux 17

2.2 Trình tự thực hiện tính toán trên phần mềm Dialux 18

2.3 Kết luận: 27

chương III Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng 27

3.1 Lựa chọn thiết bị và kiểm tra thiết bị 27

3.2 sơ đồ nguyên lý 30

2

chương I Xác định yêu cầu chiếu sáng của đối tượng

I.1 Chiếu sáng là gì?

Ánh sáng là chỉ là một phần của sóng điện từ bay trong không gian.Những loại sóng này có cả tần suất và chiều dài, hai giá trị này giúp phân biệtánh sáng với những dạng năng lượng khác trên quang phổ điện từ (ánh sáng cóthể nhìn thấy được có bước sóng từ 380- 780nm

Ánh sáng được phát ra từ vật thể là do những hiện tượng sau:

- Nóng sáng Các chất rắn và chất lỏng phát ra bức xạ có thể nhìn thấyđược khi chúng được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1000K Cường độ ánhsáng tăng lên và màu sắc bề A&E ENGINEERING CO., LTD Hướng dẫn sửdụng năng lượng hiệu quả Thiết bị điện: Hệ thống chiếu sáng Trang 2 ngoài trởnên sáng hơn khi nhiệt độ tăng

- Phóng điện Khi một dòng điện chạy qua chất khí, các nguyên tử và phân

tử phát ra bức xạ với quang phổ mang đặc tính của các nguyên tố có mặt

- Phát quang điện: Ánh sáng được tạo ra khi dòng điện chạy qua nhữngchất rắn nhất định như chất bán dẫn hoặc photpho

- Phát sáng quang điện: Thông thường chất rắn hấp thụ bức xạ tại mộtbước sóng và phát ra trở lại tại một bước sóng khác Khi bức xạ được phát ra đó

có thể nhìn thấy được, hiện tượng được gọi là sự phát lân quang hay sự pháthuỳnh quang

Các thông số đánh giá chất lượng của hệ thống chiếu sáng

Quang thông (lm): Năng lượng ánh sáng do nguồn sáng phát ra hoặc

một bề mặt tiếp nhận được

4

Cường độ sáng (I): Quang thông trên một đơn vị góc khối theo mộthướng xác định Đo là quang thông đi tới mặt phẳng nhỏ vuông góc vớihướng, chia cho góc khối bao bề mặt có đỉnh tại nguồn sáng Đơn vị là candela(cd).

Candela là một đơn vị cơ bản dùng trong việc đo thông số nguồn sáng và đượctính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen đẳnghướng trong một góc đặc Một nguồn sáng 1 candela sẽ phát ra 1 lumen trênmột diện tích 1 mét vuông tại một khoảng cách một mét kể từ tâm nguồn sáng

Có thể thấy cường độ nguồn sáng giảm theo khoảng cách kể từ nguồn sáng

1cd=1lm/1steradian

- Độ rọi E ( Lux) : Độ rọi E(đơn vị lux) là đại lượng đặc trưng cho thông lượngánh sáng trên một đơn vị diện tích Một diện tích mặt cầu 1m2 có một nguồnsáng cường độ 1 candela sẽ có độ rọi là 1 lux 1lux = 1lm/ 1m2

Độ chói L: là cường độ của một nguồn sáng phát ánh sáng khuếch tán mở

rộng hoặc của một vật phản xạ ánh sáng Độ chói là đại lượng đặc trưng chomật độ phân bố cường độ sáng I trên một bề mặt diện tích S theo một phươngcho trước 1nit = 1cd/ 1m2

6

Hiệu suất phát quang (lm/W): Tỷ số giữa quang thông F và công suất

tiêu thụ P của nguồn sáng đó :

H = F/P (lm/W)

Hiệu suất phát quang dùng để đánh giá quá trình biến đổi điện năng thànhquang năngcủa một nguồn sáng.Hiệu suất phát quang của nguồn sáng càng caochứng tỏ đèn càng tiết kiệm năng lượng và ngược lại

Nhiệt độ màu tương quan Tc : Nhiệt độ của vật bức xạ toàn phần phát

ra bức xạ có màu sắc gần với màu của nguồn sáng nhất.Đơn vị kelvin (K)

Chỉ số truyền đạt màu (CRI): Trị số để xác định mức độ một vật thể

được chiếu sáng bởi một nguồn sáng có màu sắc mong muốn so với khi chiếusáng bằng nguồn sáng làm chuẩn

Chỉ số thể hiện màu đặc trưng cho mức độ phù hợp màu sắc của 8 mẫuthử nghệm được chiếu sáng bởi nguồn xem xét với màu sắc của chính nhữngmẫu đó được chiếu sáng bởi chính nguồn sáng làm chuẩn,mức độ phù hợp đượcxem xét với trạng thái ghi màu (Ra).Ra đạt giá trị tối đa là 100 khi đặc trưngphân bố quang phổ của nguồn thử và nguồn làm chuẩn về cơ bản là đồngnhất.CRI của một nguồn sáng càng caothì chất lượng ánh sáng đó càng tốt

Kỹ thuật chiếu sáng là nghiên cứu các phương pháp thiết kế chiếu sángnhằm tạo nên môi trường chiếu sáng tiện nghi thẩm mỹ phù hợp với yêu cầu sửdụng và tiết kiệm điện năng của các công trình

Các bước thiết kế chiếu sáng trong nhà

Thiết kế sơ bộ nhằm xác định các giải pháp hình học và quang học về địađiểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn, bộ đèn và cách bố tríđèn, số lượng đèn cần thiết.

Kiểm tra các điều kiện độ rọi, độ chói, độ đồng đều theo tiêu chuẩn cảmgiác tiện nghi của phương án chiếu sáng

I.2 Các yêu cầu cơ bản đối với chiếu sáng trong nhà

1 Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc không nên có bóng tối

và độ rọi phải đồng đều

2 Tạo được ánh sáng giống ban ngày, không gây chói lóa khó chịu cho người sử dụng

3 Chú ý đến tính thẩm mỹ của công trình

4 Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng

Đề tài thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí Xưởng cơ khí là một phầnnhỏ trong các ngành công nghiệp của nước ta Xưởng cơ khí có nhiều máy móclớn, yêu cầu độ chính xác cao

Đảm bảo yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng

 Chiếu sáng chung (kiểu chiếu sáng trực tiếp)

 Chiếu sáng sự cố

 Chiếu sáng chung:

Chiếu sáng đảm bảo độ rọi tương đối đồng đều trên mặt phẳng làm việc

8

I.3 Các bước tiến hành

Bước 1: chọn độ rọi và cấp độ quan sát: theo tiêu chuẩn Việt Nam

(TCVN) 7114:2002 Chọn độ rọi Eyc=500 lx và cấp độ quan sát loại B

Chọn loại đèn có thông số như sau:

Bước 5:xác định tổng quang thông bộ đèn trong không gian chiếu sáng

Quang thông tổng là thông số quan trọng nhất dùng để làm cơ sở tính ra

Kiểm tra độ đông đều:

3≤ p=2≤ 42

→như vậy bố trí 21 bộ đèn với kích thước đã nêu thỏa mã điều kiện theo

đọ rọi yêu cầu

Kiểm tra tiện nghi chiếu sáng

Kiểm tra chói lóa mắt

Độ roijtrung bình trên trần E1, trên cổ trần E2=E1, trên tường E3 và trênmặt phẳng làm việc E4

Ei=1000 abδ NF y (Ri.Fu+Si)

Trong đó:

N là số bộ đèn

F là quang thông tổng của một bộ đèn

Fu là quang thông tương đối riêng phần mặt làm việc

Các chỉ số Ri,Si tra bảng cụ thể tính được như sau: (k=2.1, j=0)

R1 R3 R4 S1 S3 S42.5 -0.024 -1.481 0.566 523 1770 673

Vì bộ đèn chiếu sáng trực tiếp ta tính được

E1= 1000 abδ NF y (Ri.Fu+Si)=21∗1400∗0711000∗32∗1.3(-0.024*1071+514)=265.43 Lx

E3=1000 abδ NF y (Ri.Fu+Si)=21∗1400∗0711000∗32∗1.3(-1.274*1071+1556)=304,12 Lx

E4=1000 abδ NF y (Ri.Fu+Si)=21∗1400∗0711000∗32∗1.3(0.5748*1071+656)=686.67 Lx

Đánh giá sai số độ rọi trên mặt làm việc

Khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị mất điện, cần có hệ thống chiếu sáng

sự cố để phân tán người ra khỏi những chỗ nguy hiểm tránh bị tai nạn như vị trí:

hố dầu, bể nước, lan can, cầu thang,…

Yêu cầu của chiếu sáng sự cố:

Độ rọi lớn hơn 0.1 lux

Hệ thống chiếu sáng sự cố phải có nguồn dự trữ hoặc ắc quy riêng so vớichiếu sáng làm việc

Hệ thống chiếu sáng sự cố có thể làm việc đông thời với hề thống chiếusáng làm việc

16

chương II Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng trên Dialux

II.1 Giới thiệu Dialux

Dialux là một phần mềm chuyên dụng giúp người thiết kế dễ dàng vànhanh chóng thiết lập một dự án chiếu sáng nội thất kết quả chiếu sáng nhanhchóng được trình bày và kết quả có thể được chuyển thàng file PDF hoặcchuyển qua dự án chiếu sáng Dialux có thể thiết lập thêm các chi tiết cụ thểchính xác và đầy đủ các chức năng

Một trong các ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựachọn bộ đèn Không chỉ các bộ đèn của DIALux mà còn có thể nhập vào bộ đèncủa những hãng khác: Philips, thorn,…

DIALux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực hiệnnhanh chóng quá trình tính toán hoặc cho phép ta sửa đổi thông số đó Cho phép

hỗ trợ các file bản vẽ Autocad với định dạng *.DXF và *.DWG

DIAlux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn,ghế, TV, giường, gác lửng, cầu thang…Bên cạnh đó là một thư viện khá nhiềuvật liệu để áp vào các vật dụng trong dự án…cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặtbằng theo ý muốn của mình

Tính toán chiếu sáng những không gian đặc biệt (trần nghiêng, tườngnghiêng, có đồ vật, vật dụng trong phòng) trong điều kiện có và không có ánhsáng tự nhiên

Bộ phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm 2 bộ:

+ DIALux evo: Hiện tại phiên bản phần mềm là DIALux evo 4.0 Ởphiên bản này hỗ trợ thiết kế chiếu sáng cho toàn bộ công trình, tính toán chiếusáng có ảnh hưởng của ánh sáng ban ngày, tính toán cho một căn phòng cụ thể,tính toán chiếu sáng đường phố với cách sử dụng trực quan đơn giản và hiệusuất sử dụng cao

+ DIALux 4.1x: Hiện tại phiên bản phần mềm là DIALux 4.12.0.1 Ởphiên bản này hỗ trợ thiết kế chiếu sáng chiếu sáng khẩn cấp, chiếu sáng có ảnhhưởng của ánh sáng ban ngày, chiếu sáng đường phố và chiếu sáng các côngtrình thể thao phức hợp

18

Có thể nói ,DIALux là một chương trình tính toán chiếu sáng tương đốihiện đại Nó giúp chúng ta thiết kế chiếu sáng một cách nhah chóng và đưa ramột hệ thống chiếu sáng đạt yêu cầu về số lượng và chất lượng Việc nắm vữngphần mềm này sẽ làm tăng hiệu quả trong việc chọn ,đánh giá và chỉ định thiết

kế một hệ thống chiếu sáng

II.2 Trình tự thực hiện tính toán trên phần mềm Dialux

Bước 1: Tạo 1 project mới

Bước 2: nhập số liệu điện tích không gian cần tính toán

Bước 3: dựng khung hình 3D

20

Bước 4: Đặt tên file phân xưởng

22

Bước 5: Chọn hãng bóng đèn và bố trí đèn

Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

Tính toán phụ tải chiếu sáng

Theo thiết kế cả xưởng bố trí 21 bóng đèn Metal – halide có công suất p=150 wTổng công suất chiếu sáng

P∑=21*150=3150 w

Bước 6: Tính toán chiếu sáng

Bước 7: Kết quả chiếu sáng

26

Chọn máy biến áp Sdm=750 kva,10/0.4 kv

30

III.2 sơ đồ nguyên lý