chiếu sáng sửa ok ok ok

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế và bằng những kiến thức đã được học qua môn “ Kỹ thuật chiếu sáng ”, chúng em đã nhận được đề tài “ Thiết kế chiếu sáng cho một xưởng cơ khí ” để hoàn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG 2

1.1 Ánh sáng 2

1.2 Nguồn sáng 2

1.3 Các đại lượng đo lường ánh sáng 3

1.4 Bộ đèn 7

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 9

2.1 Yêu cầu chiếu sáng của đối tượng 9

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 9

2.3 Thiết kế chiếu sáng sử dụng phần mềm Dialux 12

CHƯƠNG 3.THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO HT CHIẾU SÁNG 17

PHẦN MỞ ĐẦU

Chiếu sáng có vai trò hết sức quan trọng trong việc đảm bảo điều kiện tiện nghi làm việc và sinh hoạt của con người, nâng cao giá trị thẩm mỹ cho các công trình

Ngày nay công nghệ chiếu sáng nhân tạo hiện đại cho phép ngoài việc đảm bảo tiện nghi còn tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường

Theo mục đích sử dụng mà người ta chia thành nhiều loại chiếu sáng, mỗi loại chiếu sáng sẽ có phương án chiếu sáng và tiêu chuẩn áp dụng riêng Vì thế việc đề cập đến tất cả các loại chiếu sáng là một nhiệm vụ bất khả thi trong khuôn khổ giáo trình phục vụ học tập giảng dạy với thời lượng có hạn

Kỹ thuật chiếu sáng giúp trang bị cho chúng ta những kiến thức cơ bản, hiện đại đáp ứng các tiêu chuẩn chiếu sáng hiện hành

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế và bằng những kiến thức đã được học qua môn “ Kỹ thuật chiếu sáng ”, chúng em đã nhận được đề tài “ Thiết kế chiếu sáng cho một xưởng cơ khí ” để hoàn thiện kiến thức, hiểu thêm về công việc của một kỹ sư thiết kế

Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Minh Quân là người trực tiếp

giảng dạy,hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài thiết kế này

Bài báo cáo này được chia thành 3 phần:

1) Đại cương về Kỹ thuật chiếu sáng

2) Thiết kế cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

3) Thiết kế chiếu sáng ( sử dụng phần mềm Dilux)

Do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thiết kế em tham khảo và sử dụng 1 số tài liệu như giáo trình “Kỹ thuật chiếu sáng” của trường ĐHCN Hà Nội và một số tài liệu khác trên internet…

Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Minh Quân là người trực tiếp

giảng dạy,hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài thiết kế này

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

1.1 Ánh sáng

Ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, sóng radio, sóng truyền hình,…tất cả đều là những dạng năng lượng điện từ được truyền trong không gian dưới dạng sóng, cũng giống như các bức xạ điện từ khác được đặc trưng bởi bước sóng λ, tần số ν, hoặc chu kỳ T với ν = 1/T hoặc c = ν.λ T hoặc c = ν.λ

+ Có thể chia bước sóng thành các phạm vi sau

• Từ 3000 m đến 1000 m Sóng dài (LW = long wave)

• Từ 1000 m đến 100 m Sóng trung (MW = medium wave)

• Từ 100 m đến 10 m Sóng ngắn (SW = Short wave)

• Từ 10 m đến 0,5 m Sóng vô tuyến (FM)

• Từ 0,5 m đến 1,0 mm Sóng rađa

• Từ1000 µm đến 0,78 µm Sóng hồng ngoại

• Từ 780 nm đến 380 nm Ánh sáng nhìn thấy

• Từ 380 nm đến 10 nm Tia cực tím (tia tử ngoại, UV)

• Từ 100 A0 đến 0,01 A0 Tia X

Ứng với mỗi bước sóng ánh sáng trong ánh sáng nhìn thấy có một màu sắc ánh sáng khác nhau từ màu tím đến màu đỏ Tập hợp các màu sắc trong dải bước sóng ánh sáng gọi là phổ ánh sáng

1.2 Nguồn sáng

Những vật mà tự nó phát ra ánh sáng thì gọi là nguồn sáng

Có thể phân loại nguồn sáng như sau :

- Theo hình thức phát sáng, chia ra: nguồn sáng tự nhiên(mặt trời, mặt trang, các vì sao) và nguồn sáng nhân tạo

- Theo kích thước nguồn sáng và khoảng cách chiếu sáng: nguồn sáng điểm, nguồn sáng đường và nguồn sáng mặt

1.3 Các đại lượng đo lường ánh sáng

1.3.1 Các đại lượng đo ánh sáng

 Quang thông F (ф),lumem (lm)ф),lumem (lm)),lumem (ф),lumem (lm)lm)

Là đại luợng đặc trưng cho khả năng phát sáng của một nguồn sáng, có xét

đến sự cảm thụ ánh sáng của mắt nguời hay gọi là công suất phát sáng của một nguồn sáng

F =k.W V.d

Trong đó:

k = 683lm/T hoặc c = ν.λ w là hệ số chuyển đổi đơn vị điện (W) sang đơn vị quang (lm) W là năng luợng bức xạ của ánh sáng ứng với bước sóng λ (W)

V là độ nhạy tuơng đối của mắt nguời đối với ánh sáng có bước sóng λ

 Cường độ ánh sáng I candela (ф),lumem (lm)cd)

Là đại luợng biểu thị mật độ phân bố quang thông của một nguồn sáng theo một hướng nhất định

I = \f(dF,dΩ ≈\f(dF,dΩ Trong đó :

F là quang thông (lm)

Ω là góc khối , giá trị cực đại là 4

 Độ rọi E (ф),lumem (lm)lux)

Là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng trên bề mặt

Elx = \f(фlm,Smlm,Sm hoặc 1Lux = 1Lm/T hoặc c = ν.λ m

Nếu nguồn sáng chiếu thẳng đứng với mặt phẳng chiếu sáng (hình dưới)

ta có

Ea = \f(dF,ds Lux Nếu nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với một góc  (hình dưới)

ta có

Ea = \f(,r

 Độ chói L (ф),lumem (lm)cd/m )

Là đại luợng đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của một nguồn

sáng hay một bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt nguời

L = \f(dI, (Cd/T hoặc c = ν.λ m)

 Đ ị n h l u ật L a m b er t ( tính toán thiết kế kiểm tra chiếu sáng)

Định luật Lambert mô tả mối quan hệ giữa độ chói L và độ rọi E :

ρ.E =  L Trong đó:

ρ là hệ số phản xạ

E=L

 Đ ộ t ư ơ n g p h ản C

Sự chênh lệch độ chói tương đối giữa hai vật để cạnh nhau mà mắt người có thể phân biệt đuợc gọi là độ tương phản

C = \f(Lo-Lf,Lf = \f(Lo,Lf - 1≥0,01 C≥ 0,01 thì mắt người có thể phân biệt được hai vật để cạnh nhau

 H iệ u s u ấ t p h á t q u a n g H (ф),lumem (lm) l m / w)

Hiệu suất phát quang là đại luợng đo bằng tỷ số giữa quang thông phát

ra của bóng đèn (F) và công suất điện năng tiêu thụ ( P) của bóng đèn ( nguồn sáng ) đó

 Tuổi thọ đèn:

+ Tuổi thọ đèn phụ thuộc nhiều yếu tố:

- Dao động trị số và dạng sóng điện áp nguồn

- Vị trí làm việc Một số đèn ( thường là đèn HID) được thiết kế làm việc theo vị trí quy định Ví dụ đèn Metal halide nếu ở vị trí nằm ngang thì quang thông của đèn Metal halide giảm 10% còn tuổi thọ giảm 25% so với vị trí đặt đứng

+ Chu kỳ bật tắt Càng bật tắt nhiều tuổi thọ đèn càng suy giảm, đặc biệt đối với đèn phóng điện

+ Môi trường làm việc

 Chỉ số hoàn màu CRI

+ Chỉ số hoàn màu (color rendering index) ký hiệu là CRI Hay RA là chỉ

số phản ánh độ trung thực của màu sắc vật được chiếu sáng giá trị CRI càng cao chất lượng càng tốt

Bảng phạm vi ứng dụng của các nhóm hoàn màu

Nhóm

hoàn

màu Chỉ số CRI

Chất lượng nhìn màu Phạm vi ứng dụng

1A CRI > 90 Rất cao

Công việc cần sự hoàn màu chính xác, ví dụ việc kiểm tra in màu, nhuộm màu, xưởng vẽ

1B 80 < CRI < 90 Cao

Công việc cần đánh giá màu chính xác hoặc cần có sự hoàn màu tốt vì lý do thể hiện, ví dụ chiếu sáng trưng bày

2 60 < CRI < 80 Trung bình Công việc cần sự phân biệt màu

tương đối

3 40 < CRI < 60 Thấp chấp

nhận được

Công việc cần phân biệt màu sắc nhưng chỉ chấp nhận biểu hiện sự sai lệch màu sắc ít

4 20 < CRI < 40 Rất thấp

Công việc không cần phân biệt màu sắc, ví dụ chiếu sáng giao thông

 Nhiệt độ màu

+ Nhiệt độ màu của một nguồn sáng được thể hiện theo thang Kelvin (K)

là biểu hiện màu sắc của ánh sáng do nó phát ra

Biểu đồ Kruithof.

 Định luật Lambert

+ Nhà khoa học người Đức, Johann Heinrich Lambert đã thiết lập mối quan hệ giữa độ rọi và độ chói trên bề mặt vật liệu mịn có màu như: giấy,bàn, tường, trần, có hệ số phản xạ ρ :

ρE=π.L Đối với các vật liệu truyền sáng tốt (như thủy tinh màu trắng,sữa,kính) giữa

độ rọi E và độ chói L có mối quan hệ: tE=π.L

Định luật Lambert được sử dụng trong tính toán kiểm tra thiết kế chiếu sáng

1.4 Bộ đèn

Bộ đèn là một đơn vị phát sáng hoàn chỉnh, bao gồm một hoặc nhiều đèn cùng với các bộ phận: quang; cơ và điện

1 Đầu dây điện vào đèn

2 Tấm đế lắp linh kiện điện có thể tháo rời

3 Lỗ để lắp cần đèn

4 Lỗ đui đèn lắp nguồn sáng (điều chỉnh được)

5 Roăng cao su làm kín

6 Kính bảo vệ (thủy tinh hoặc nhựa)

7 Bản lề bằng thép không gỉ

8 Tấm phản quang mạ nhôm bằng phương pháp hóa hơi

9 Vỏ đèn có 2 ngăn (linh kiện điện và quang học)

10 Nắp bảo vệ ngăn điện

 Các bước thiết kế chiếu nội thất

 Thiết kế sơ bộ nhằm xác định các giải pháp hình học và quang học về địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn ,bộ đèn và cách

bố trí đèn số kượng đèn cần thiết

 Kiểm tra các điều kiện độ rọi độ chói độ đồng đều theo tiêu chuẩn cảm giác tiện nghi nhìncuar phương án chiếu sáng

 Các yêu cầu cơ bản đối với chiếu sáng nội thất

 Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc Không nên có bóng tối

và độ rọi phải đồng đều

 Tạo được ánh sáng giống như ban ngày

 Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng

 Yêu cầu của thiết kế chiếu sáng bên ngoài

 Đảm bảo chức năng định vị hướng dẫn cho các phương tiện tham gia giao 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 các thiết bị chiếu sáng cao

 Thuận tiện trong vận hành và duy trì bảo dưỡng

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Yêu cầu chiếu sáng của đối tượng

Chiếu sáng trong nhà nói chung và chiếu sáng trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp nói riêng gồm nhiều loại, Mỗi loại có những yêu cầu thiết kế riêng Trong đề tài này, chúng em nghiên cứu thiết kế chiếu sáng cho một phòng học Yêu cầu của thiết kế chiếu sáng phòng học:

+ Đảm bảo độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn đối với từng loại công việc Đảm bảo độ đồng đều độ rọi trên mặt phẳng chiếu sáng

+ Tạo môi trường chiếu sáng tiện nghi, không gây chói lóa khó chịu cho người sử dụng

+ Tính thẩm mỹ của công trình

+ Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng:

- Chọn nguồn sáng, bộ đèn và thiết bị mồi đèn có hiệu suất cao

- Bố trí đèn, cung cấp điện và điều khiển chiếu sáng hợp lý Cần xem xét đến đặc điểm của không gian chiếu sáng như: khả năng tận dụng ánh sáng tự nhiên, kết cấu đặc điểm của công trình, cách bố trí thiết bị…

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ

Đặc điểm của đối tượng chiếu sáng:

+ Kích thước: dài a = 36 m, rộng b = 18 m, cao H = 5,5 m

+ Hệ số phản xạ trần, tường, sàn: 0,8: 0,7: 0,3

+ Chiều cao mặt phẳng làm việc: 0.85 m

- Bước 1 Theo TCVN 7114: 2002

+ Chọn độ rọi yêu cầu đối với xưởng cơ khí: Eyc = 300 lx

+ Chọn cấp chất lượng quan sát loại C

- Bước 2

+ Ứng với độ rọi yêu cầu 300 lx, nên chọn loại bóng đèn có nhiệt độ màu T=3000÷4000 °K

Chọn bóng đèn BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840

Công suất 85W Fb= 10500lm

- Bước 3 Chọn bộ đèn

Luminiaire : BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840

Total Lamp Flux : 10500 lm

Light Output Ratio : 1.00

Luminous Flux : 10500lm

Power :85W

LxBxH :0.10x0.38m

Chọn bộ đèn BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840 của hãng Philips, hiệu suất n=1

- Bước 4 Bố trí sơ bộ bộ đèn trong không gian chiếu sáng

+ Khoảng cách đèn đến trần h’ = 0

+ Độ cao treo đèn so với mặt phẳng làm việc:

h = H – h’ – 0,85 = 5,5- 0 – 0,85 = 4,65 m + Chỉ số treo đèn j = 0

+ Chỉ số không gian: k = ab

h(a+b)=

36.18 4,65(36+18)=2,6 + Để đảm bảo đồng đều độ rọi, khoảng cách giữa các đèn phải thỏa mãn điều kiện:

(n/T hoặc c = ν.λ h)max = 1,3 => nmax =1,3 hmax =1,3.4,65 = 6,045 m + Số đèn tối thiểu cần bố trí theo cạnh a:

N a= a

n max=

36 6,045=5,96 chọn 6 bộ + Số đèn tối thiểu bố trí theo cạnh b:

N b= b

n max=

18 6,045=2,98 chọn 3 bộ + Số lượng bộ đèn tối thiểu: N min=N a N b=6.3=18 bộ

- Bước 5 Xác định tổng quang thông

+ Diện tích văn phòng: S = a.b = 36.18 = 648 m2

+ Hệ số dự trữ δ = 1,35 ( tra bảng 4.3)

+ Hệ số lợi dụng quang thông: U = 1,14( Tra phụ lục 4.4)

+ Tổng quang thông để đảm bảo độ rọi yêu cầu trên mặt phẳng làm việc:

F Σ=E yc S δ

300.648.1,35 1.1,14 =230210 lm

- Bước 6 Xác định số đèn thực tế N

+ Số lượng bộ đèn thực tế: N= F Σ

F bd=

230210

10500 =22 + Độ rọi trung bình trên mặt phẳng làm việc:

E tb=N F bd n U

22 10500.1.1,14 648.1,35 =301lx> E yc=300 lx

2.3 Thiết kế chiếu sáng sử dụng phần mềm Dialux

- Giới thiệu phần mềm Dialux:

DIALux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập phát triển bởi công ty DIAL GmbH – Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu DIALux tính toán chiếu sáng dựa theo tiêu chuẩn châu Âu như EN 12464, CEN 8995 Một trong các ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa chọn bộ đèn DIALux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực hiện nhanh 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 nhiều vật liệu để

áp vào các vật dụng trong dự án…cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặt bằng theo ý

Tính toán chiếu sáng những không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng,

có đồ vật, vật dụng trong phòng) trong điều kiện có và không có ánh sáng tự nhiên

- Tính toán thiết kế bằng phần mềm Dialuxevo

Khởi động phần mềm và chọn ROOM PLANING.

- Nhập thông số phòng: Chiều dài 36m

Chiều rộng 18m Chiều cao 5.5m

- Nhập hệ số phản xạ trần tường sàn: 80x70x30 (%)

- Chọn chiều cao mặt phẳng làm việc: 0,85m

- Chọn bộ đèn

Vào Light rồi chọn Select -> chọn catalog -> rồi chọn Philip cat

Chọn bộ đèn dùng để chiếu sáng trong philip cat Chọn bộ đèn BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840 của hãng Philips

Sau khi nhập thông số phòng, tiến hành tính toán ta được:

- Chọn độ rọi yêu cầu là 300 lx

- Không gian bộ đèn chiếu sáng được phân bố như hình

- Kết quả tính toán phần mềm:

+ Độ rọi trung bình: Etb = 373 lx

+ Độ rọi nhỏ nhất: Emin = 217 lx

+ Độ rọi lớn nhất: 494 lx

- Thiết kế mô phỏng đối tượng trên phần mềm Dialux

Đối tượng chiếu sáng ở chế độ 2D

- Cài đặt thông số hệ số phản xạ: Trần( ceiling): 80%

Tường( walls): 70%

Sàn (floor): 30%

- Thiết kế đối tượng, các trang thiết bị trên nền 3D

- Lựa chọn và sắp xếp bộ đèn chiếu sáng:

Chọn bộ đèn BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840 của hãng Philips

Mật độ quang thông trên hầu hết mặt phẳng làm việc đạt trên 300 lx, đảm bảo độ rọi yêu cầu Eyc = 300 lx

CHƯƠNG 3.THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO HT CHIẾU SÁNG

- Để thiết kế cung cấp điện chiếu sáng làm việc an toàn, tin cậy cần đảm bảo: + Nguồn cấp điện chiếu sáng ở Việt Nam thường từ đường dây 380/T hoặc c = ν.λ 220 V – 3 pha 4 dây, trung tính nối đất, trong khi phụ tải chiếu sáng 1 pha sử dụng điện

áp pha 220V Do đó để đảm bảo mạng điện 3 pha đối xứng cần phân bố số lượng đèn chiếu sáng đều trên các pha

+ Để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị phải sử dụng nối đất an toàn + Quy định tổn thất điện áp trên đường dây quy định chiếu sáng:

|∆U|≤ ∆U cp=2,5 % Uđm

Xác định phụ tải tính toán

Chọn bộ đèn BY120P G3 1xLED105S/T hoặc c = ν.λ 840 của hãng Philips

- Công suất tác dụng: P tt=∑P di=22.85=1,87 (kW ¿) ¿

- Công suất biểu kiến: S tt= P tt

cosφφ=

1,87 0,9 =2,1(kVA)

- Công suất phản kháng:

Q tt=√S tt2

−P tt2

=√2,1 2 −1,87 2 =0,96(kVar )

- Phương án cấp điện:

Điện từ tủ phân phối tổng cho tủ chiếu sáng xưởng cơ khí

+ Mỗi dãy bóng đèn được cấp điện mỗi pha khác nhau để đảm bảo trong quá trình vận hành không quá tải

+ Đặt riêng 1 tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của nhà xưởng Tủ gồm 1 aptomat 3 pha và 4 công tắc 1 pha, mỗi công tắc 1 pha cấp

điện cho 1 lộ đèn