Đồ án chiếu sáng tòa nhà 15 đại học qui nhơn

Các đại lượng đo ánh sáng Đơn vị đo Candela,kí hiệu: cd: Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang của nguồn sáng.. Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượn

KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHIẾU SÁNG TÒA NHÀ 15 TẦNG

ĐẠI HỌC QUY NHƠN

GVHD: TS ĐOÀN ĐỨC TÙNG SVTH: NGUYỄN HOÀNG DUY

QUY NHƠN, THÁNG 12/2017

Lời Nói Đầu

Ánh sáng là vấn đề đặc biệt quan trọng trong đời sống Ngoài việc chiếu sángbằng ánh sáng tự nhiên thì ánh sáng nhân tạo đóng vai trò chủ chốt Lịch sử của chiếusáng nhân tạo được chia ra làm hai giai đoạn: Giai đoạn trước khi có đèn điện và giaiđoạn sau khi có đèn điện Giai đoạn trước khi có đèn điện thì loài người chiếu sáng banđêm bằng bếp lửa, nến, đèn dầu hỏa vv Những nguồn sáng này có ánh sáng yếu, hiệusuất thấp Từ khi nghành điện ra đời và đến nữa thế kỷ XIX những ngọn đèn điện đầutiên được sáng chế, nhưng hơn một trăm năm gần đây đèn điện mới được phát triểnkhông ngừng với những tiến bộ vượt bậc, mở ra một kỷ nguyên văn minh mới cho loàingười Lúc đầu con người chưa quan tâm lắm đến chiếu sáng cũng như tính mỹ thuật

và thẫm mỹ Khi đời sống được nâng cao thì nhu cầu của họ càng cao, nhất là khi sựnghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá phát triển mạnh như ngày nay, các đô thị, khucông nghiệp, xa lộ, công trình thể thao càng phát triển nhanh chóng Việc chiếu sángcác công trình phải được thiết kế theo đúng các tiêu chuẩn, đảm bảo các yêu cầu về kỹthuật đem lại thẫm mỹ cho công trình kể cả nội và ngoài thất, chiếu sáng tạo nên vẻđẹp ban đêm cho thành phố

Việc thiết kế chiếu sáng cho các tòa nhà, chung cư nói riêng đòi hỏi người kỹ sưthiết kế chiếu sáng phải đặc biệt quan tâm đến các yếu tố về kỹ thuật và thẫm mỹ củacông trình

Sau thời gian làm việc được sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong khoa, bạn bè cùng

lớp và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy TS Đoàn Đức Tùng em đã hoàn thành đồ

án môn học của mình với đề tài “ Thiết kế chiếu sáng tòa nhà 15 tầng Đại Học Quy

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến các Thầy Cô trong bộ môn

thiết bị Điện - Điện tử, đặc biệt là thầy TS Đoàn Đức Tùng đã tận tình giúp đỡ em

hoàn thành đồ án này

Quy Nhơn, Ngày 22 Tháng 12 Năm 2017

Sinh viên thực hiện.

Nguyễn Hoàng Duy

MỤC LỤC

TRANG

Lời nói đầu 01

Chương I: Tóm tắt cơ sở kỹ thuật chiếu sáng 1.1 Các đại lượng đo ánh sáng 05

1.2 Giới thiệu một số loại đèn thường dùng trong chiếu sáng nội thất 09

1.3 Các bước tính toán thiết kế cho một không gian nội thất 11

1.4 Kiểm tra thiết kế 14

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TÒA NHÀ 15 TẦNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN 2.1 Thiết kế chiếu sáng văn phòng khoa tầng 10-P 101 17

2.1.1 Thiết kế sơ bộ 17

2.1.2 Kiểm tra thiết kế chiếu sáng 20

2.1.3.Mô phỏng trên phần mềm Dialux 25

2.2 Thiết kế chiếu sáng hội trường ở tầng 13 27

2.2.1 Thiết kế sơ bộ 27

2.2.2 Kiểm tra thiết kế chiếu sáng 30

2.2.3 Mô phỏng trên phần mềm Dialux 35

Tài Liệu Tham Khảo 38

CHƯƠNG I TÓM TẮT CƠ SỞ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

1.1 Các đại lượng đo ánh sáng

Đơn vị đo Candela,kí hiệu: (cd):

Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang của nguồn sáng

Thuỷ tinh thểVõng mạc

Cc tếbào

Thần kinhthị giác

Hình 1.1 Mắt người và sự cảm nhận ánh sáng

Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát một bức xạđơn sắc có tần số là 540.1012 Hz (  = 555 nm) và cường độ năng lượng theo phươngnày là Oát trên Steradian.

- Một nguồn phát quang tại 0, phát một lượng quang thông d trong góc khối d có:

+ Cường độ sáng trung bình của nguồn :

1

OA

I d

Đơn vị đo Lumen (lm).

Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượng chuyển thành ánh sáng,được đánh gía bằng cường độ sáng cảm giác với mắt thường của người có thể hấp thụđược lượng bức xạ :

- Quang thông của một nguồn phát ra trong góc khối :

0

Hình 1.2 Định nghĩa cường độ ánh sáng

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông nhận được trên bề mặtđược chiếu sáng.

E S





hoặc 2

lm lux m



Trong đó:

 - Quang thông bề mặt diện tích nhận được ( lm )

S - Diện tích bề mặt đuợc chiếu sáng ( m2 )

Khi một mặt phẳng có diện tích S =1 m2 nhận đươc cường độ sáng một lượngquang thông  = 1 lm sẽ có độ rọi E = 1 lx

1.1.3.4 Độ chói

L đơn vị cd/m2:

Độ chói là thông số để đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, là tỷ số giữa cường

độ sáng và diện tích biểu kiến của nguồn sáng theo một phương cho trước

cos

dI L

I L S



.cos.cos

C L

1.1.3.6 Tri giác nhìn thấy và độ tương phản

Tri giác nhìn thấy là độ nhạy của mắt với sự tương phản, với sự chênh lệchtương đối của hai độ chói của các vật cạnh nhau mà mắt có thể phân biệt được

Khi quan sát một vật có độ L0 trên một nền có độ chói Lf chỉ có thể phân biệtđược nếu độ tương phản:

f

L L C

+Tính năng nhìn được biểu diển theo:

C/CS : Cho phép đánh giá tính năng nhìn

10000 K

SVTH: Nguyễn Hoàng Duy 8

2000 3000 4000 5000 6000

7000

Vùng môi Trừơng sáng Tiện nghi

50 100 200 300400500 10001500 2000

T, 0K

1.1.4.2 Chỉ số màu của ánh sáng(IRC)

Chỉ số màu là thông số để đánh giá chất lượng trung thực của ánh sáng donguồn phát ra

+ I.R.C = 0 là ánh sáng đơn sắc phản ánh màu sắc không trung thực

+ I.R.C = 90  100 ánh sáng trung thực

Đối với chiếu sáng sân vận động có truyền tivi màu thì yêu cầu

I.R.C > 85

Khi tính toán thiết kế các nguồn sáng thì cần phải chú ý đến chỉ số màu

1.2 Giới thiệu một số loại đèn thường dùng trong chiếu sáng nội thất.

1.2.1 Giới thiệu một số loại đèn

Đặc tính kỹ thuật :

+ Hiệu suất phát quang thấp : (13 20) lm/W

+ Tuổi thọ trung bình thấp : 1000 giờ

Hiện nay người ta đang hạn chế sử dụng đèn sợi đốt và thay thế bằng các loại đèntiết kiêm điện

1.2.1.2 Đèn huỳnh quang

a) Đèn ống huỳnh quang

Hình 1.6 Đèn ống huỳnh quang

Được cấu tạo là một ống thủy tinh, bên trong có hai điện cực (sẽ nung hoặcsơi đốt) đặt ở hai đầu ống, phiá trong ống có chứa khí Acgôn và thủy ngân, phía trongống có bôi một lớp huỳnh quang để làm phát ra các tia bức xạ lần hai có bước sóng mắtthường nhìn thấy được Loại đèn này có công tăc te và chấn lưu kèm theo

- Đặc điểm của đèn huỳnh quang:

+ Hiệu quả ánh sáng từ 6095 lm/w.

+ Chỉ số màu từ 5592

+ Nhiệt độ màu giữa 28006500oK

+ Tuổi thọ khoảng 7000 giờ

+ Ít nóng

+ Độ chói tương đối ít

+ Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp khoảng 450C

+ Dùng lâu quang thông của bóng đèn sẽ giảm

+ Giá thành chỉ đắt hơn so với đèn sơi đốt

+ Thời gian làm việc phụ thuộc vào số lần bật, tắt đèn

+ Quang thông và phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt độ

Đèn này có thể thay thế trực tiếp đèn sợi đốt và có hiệu quả ánh sáng vào khoảng50lm/W và tuổi thọ 5000 giờ, khấu hao vốn đầu tư trước 3000 giờ sử dụng

Còn các loại đèn khác, chấn lưu rời, đuôi đặc biệt để tránh mắc sai vào lưới,công suất từ 5 đến 55W, có quang thông từ 260 đến 4800lm

1.3 Các bước tính toán thiết kế cho một không gian nội thất

 Bước 1 : các dữ liệu của địa điểm chiếu sáng

Để thiết kế chiêu sáng nội thất cần có các đữ liệu sau:

- Các kích thước hình học cơ bản như chiều dài a, chiều rộng b , chiều cao h từ trần đến nền

- Đặc tính quang học của không gian chiếu sáng , hệ số phản xạ của trần

- Đặc điểm sử dụng của đặc điểm chiếu sáng , các công việc công nghệ thực hiệntrong địa điểm chiếu sáng

- Khả năng sử dụng ánh sáng tự nhiên

- Các yêu cầu về thẩm mỹ

- Đặc điểm của nguồn cung cấp điện

- Khả năng tài chính và khấu hao của công trình

 Bước 2 : Chọn độ rọi của địa điểm chiếu sáng

Khi lựa chọn độ rọi cần lưu ý các điểm sau :

- Đặc điểm sử dụng và đặc điểm không gian chiếu sáng của địa điểm

- Độ lớn của các chi tiết cần nhìn theo yêu cầu của công việc

- Độ tuổi của người sử dụng

- Sự thích ứng của mắt với độ rọi

- Tính chất linh hoạt của chiếu sáng

Chọn độ rọi ngang chung trên bề mặt làm việc, còn gọi là “ bề mặt hữu ích ” có

độ cao trung bình là 0,85m so với mặt sàn

Độ rọi này phụ thuộc vào bản chất của địa điểm, vào các tính năng liên quanđến tính chất công việc ( vẽ, dệt, cơ khí …) đến việc mỏi mắt và liên quan đến môitrường chiếu sáng, đế thời gian sử dụng hằng ngày…

 Bước 3 : chọn loại đèn.

Chúng ta có thể lựa chọn các loại đèn đã nêu ở trên tùy vào mục đích sử dụng và

thẩm mỹ của căn phòng Đảm bảo các yêu cầu sau :

- Hiệu suất phát quang (lm/w) của đèn

- Nhiệt độ màu T phù hợp với độ rọi E

- Chỉ số thể hiện màu CRI

- Tuổi thọ của đèn

- Mỹ quang của công trình chiếu sáng

 Bước 4 : Chọn phương thức chiếu sáng và bộ đèn.

Thường gặp nhất là kiểu chiếu sang trực tiếp và bán trực tiếp Kiểu chiếu sángphụ thuộc vào bản chất của địa điểm có tính đến khả năng phản xạ của thành

Đối với các loại đèn cần chọn, Catalog của nhà chế tạo cho phép chọn một kiểu

bộ đèn, cấp xác định và nếu có thể người ta đảm bảo sẵn sàng có công suất khác nhau

 Bước 5 : Chọn chiều cao treo bộ đèn.

Nếu h là chiều cao của nguồn so với bề mặt hữu ích và h’ là khoảng cách từ đènđến trần ta có thể xác định tỉ số treo j theo công thức :

' '

h j

h h



 với h�2 '; 0h � �j 13

Thường thì nên chọn h cực đại bởi vì :

- Các đèn càng xa với thị trường theo chiều ngang, làm giảm nguy cơ gây lóa mắt

- Các đèn có công suất lớn hơn và do đó có hiệu quả sáng tốt



Với S : diện tích của mặt hữu ích (m2)

E : độ rọi của mặt hữu ích(lx)

 : là hệ số bù quang thông

Ksd : là hệ số sử dụng của bộ đèn

 Bước 8 : Xác định lưới bố trí của các đèn

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a

ax

a m

a N n



Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh b

ax

b m

b N n



Số bộ đèn tối thiểu: Na.Nb

1.4 Kiểm tra thiết kế

1.4.1 Tính độ rọi

- Ở phần trên mới chỉ là thiết kế sơ bộ, thực tế ta càng phải kiểm tra lại :

Không gian giữa hai bộ đèn liên tiếp không bắt buộc có cùng chiều dài và chiều rộng

- Các độ rọi của tường và trần đặc trưng cho môi trường chiếu sáng và do đó mức độ tiện nghi của thiết bị chiếu sang vẫn còn chưa biết

- Các nguyên nhân gây lóa mắt trực tiếp hay do phản chiếu phải được nghiên cứu theo

độ tương phản của các bộ đèn tạo nên trong thị trường

F : quang thông phát ra của một bộ đèn

Ri và Si : các hệ số trong quy chuẩn UTE theo K, j nhóm phản xạ và các cấp của bộ đèn

Các tính toán này được thực hiện với giá trị chuẩn đoán của j gần giá trị thực nhất Tuy nhiên ta có thể thực hiện nội suy các độ rọi khi các giá trị j tương đối xa 0 hoặc 1/3.

1.4.2 Kiểm tra độ tiện nghi chiếu sáng

Việc bố trí các đèn chiếu sáng tốt thì phải cho phép nhìn nhanh chóng, chính xác

và thuận tiện

a) Kiểm tra nhiệt độ màu T và chỉ số màu IRC của đèn

b) Kiểm tra độ chói của tường

Đối với người quan sát với mỗi chuyển động của đầu, mắt nhìn tường, yêu cầu

độ chói của tường không quá nhỏ cũng không quá lớn so với độ chói trên bề mặt làm việc

Nói chung chấp nhận được khi

3 4

c) Kiểm tra tương phản bộ đèn-trần

Sự cảm nhận tiện nghi liên quan đến công việc và cân bằng các độ chói trong thịtrường Người ta định nghĩa tỷ số độ chói r như sau:

Độ chói của đèn quan sát dưới góc  = 750

r =

Độ chói trung bình của trần

Nói chung độ chói chấp nhận của trần

r < 20 đối với các công việc mức 2 ( lao động tinh xảo )

r < 50 đối với các công việc mức 1 ( lao động thông thường )

Đối với bộ đèn ống huỳnh quang cần xác định độ chói nhìn ngang bộ đèn dưới góc

75

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TÒA NHÀ 15 TẦNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN 2.1 Thiết kế chiếu sáng văn phòng khoa tầng 10-P 101

Chiếu sáng nội thất phải nhằm những mục đích sau :

- Đảm bảo độ rọi yêu cầu E cho mỗi công việc phù hợp với yêu cầu và mục đích sử dụng.

- Tạo môi trường ánh sáng tiện nghi, không gây lóa mắt khó chịu cho người

Hình 2.1 Bố trí các bộ đèn

Bố trí bộ đèn thành ba hàng mỗi hàng năm bộ đèn với khoảng cách là:

Thỏa mãn đồng đều độ rọi

2.1.2 Kiểm tra thiết kế chiếu sáng

- Chỉ số lưới :

2.m.n 2.2,7.2,5

0,98 h(m + n) 2,65(2,7 2,5)

p

a p b q k

m p

km = 1

kp = 0,44.1 = 0,44

Nội suy kp

k 0,44pu

Nội suy kp

k 0,44pu

15.2.3350.0,54(0,78276.660,78 371,72)

381,181000.12,5.7,5.1,35

(lx)

- Độ rọi gián tiếp từ trần:

1 1

E



3 4

0,5 E 0,636 0,8

E 

 Thỏa mãn yêu cầu không gây lóa mắt

- Kiểm tra độ tương phản bộ đèn-trần :

+ Độ chói trung bình của trần

<50 thoả mãn tiện nghi chiếu sáng

2.1.3 Mô phỏng trên Dialux

Hình 2.2

Hình 2.3

Hình 2.4

Hình 2.5

Hình 2.6

Hình 2.7

Hình 2.8 2.2 Thiết kế chiếu sáng hội trường ở tầng 13

Chiều cao hữu ích : h = H – h’ – 0,85 = 6 – 0,85 = 5,15 (m)

- Chỉ số treo :

0' 5,15 0

h j

Hình 2.9 Bố trí các bộ đèn

Thỏa mãn đồng đều độ rọi

2.2.2 Kiểm tra thiết kế chiếu sáng:

m p

- Độ rọi trực tiếp trên bề mặt hữu ích :`

36.2.3350.0,54( 0,04672.671, 63 309,04)

71, 441000.25.15.1,35

E



3 4

 Thỏa mãn yêu cầu không gây lóa mắt

- Kiểm tra độ tương phản bộ đèn-trần :

+ Độ chói trung bình của trần

Lbộ đèn

0 75 75

<50 thoả mãn tiện nghi chiếu sáng

2.2.3 Mô phỏng trên Dialux

Hình 2.10

Hình 2.11

Hình 2.12

Hình 2.13

Hình 2.14

Hình 2.15

Hình 2.16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Đặng Văn Đào-Lê Văn Doanh, Thiết bị và hệ thống chiếu sáng

2 Các cataloge về thiết bị chiếu sáng của Osram, Philips, Mazda, Hapulico, RạngĐông, Cadivi, Halla

3 Bộ tiêu chuẩn Việt Nam(TCVN) về chiếu sáng