Bài tập lớn Kĩ thuật chiếu sáng Đề tài thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng làm việc

Bộ công thương Đại học công nghiệp hà nội Bài tập lớn Kĩ thuật chiếu sáng Đề tài: thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng làm việc Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mạnh Quân Đặng Đức Quỳnh Nguyễn Văn Toản Phạm Văn Tú Hà Nội, 15/06/2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế chiếu sáng ứng dụng công nghệ chiếu sáng cho không gian người Giống việc thiết kế kiến trúc, kỹ thuật thiết kế khác, thiết kế chiếu sáng dựa vào tổ hợp nguyên tắc khoa học đặc trưng, tiêu chuẩn quy ước thiết lập số tham số thẩm mỹ học, văn hóa người xem xét cách hài hòa Từ thời kỳ sơ khai văn minh đến thời gian gần đây, người chủ yếu tạo ánh sáng từ lửa nguồn nhiệt nhiều ánh sáng Ở kỷ 21, sử dụng nguyên tắc để sản sinh ánh sáng nhiệt qua loại đèn nóng sáng Chỉ vài thập kỷ gần đây, sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vi đa dạng nhiều Theo ước tính, tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20 – 45% tổng tiêu thụ lượng nhà thương mại khoảng – 10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hết người sử dụng lượng công nghiệp thương mại nhận thức vấn đề tiết kiệm lượng hệ thống chiếu sáng Thơng thường tiến hành tiết kiệm lượng cách đáng kể với vốn đầu tư chút kinh nghiệm Thay loại đèn thuỷ ngân đèn nóng sáng đèn halogen kim loại đèn natri cao áp giúp giảm chi phí lượng tăng độ chiếu sáng Lắp đặt trì thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn hệ thống quản lý lượng đem lại hiệu tiết kiệm đặc biệt Tuy nhiên, số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng để đạt mục tiêu tiết kiệm mong đợi Cần hiểu loại đèn có hiệu suất cao khơng phải yếu tố đảm bảo hệ thống chiếu sáng hiệu Do kỹ sư cần phải thiết kế cách xác hiệu số giúp kỹ sư thiết kế giảm bớt thời gian tính xác sử dụng phần mềm thiết kế Sau tìm hiểu số phần mềm thiết kế với đề tài tập lớn “Tính tốn, thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí sử dụng phần mềm DIALux” Do thời gian làm kiến thức hạn chế nên làm chúng em không tránh khỏi thiếu sót Chúng em kính mong nhận góp ý, bảo thầy, để em có kinh nghiệm kiến thức chuẩn bị cho công việc sau CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG I.1 Giới thiệu Chiếu sáng kỹ thuật đa ngành, trước hết mối quan tâm kỹ sư điện, nhà nghiên cứu quang quang phổ học, cán kỹ thuật cơng ty cơng trình cơng cộng nhà quản lý đô thị Chiếu sáng mối quan tâm nhà kiến trúc, xây dựng giới mỹ thuật Nghiên cứu chiếu sáng công việc bác sỹ nhãn khoa,các nhà tâm lý học, giáo dục thể chất học đường… Trong thời gian gần đây, với đời hoàn thiện nguồn sáng hiệu suất cao, phương pháp tính tốn cơng cụ phần mềm chiếu sáng mới, kỹ thuật chiếu chiếu sáng chuyển từ giai đoạn chiếu sáng tiện nghi sáng chiếu sáng hiệu tiết kiệm điện gọi tắt chiếu sáng tiện ích I.2 Các khái niệm I.2.1 Ánh sáng Ánh sáng xạ (sóng) điện từ nằm dải sóng quang học mà mắt người cảm nhận Hình 0.1 Sóng quang học Hình I.1 Sóng quang học Như quan sát dải quang phổ điện từ Hình 1.1, ánh sáng nhìn thấy thể dải băng từ tần hẹp nằm ánh sáng tia cực tím (UV) lượng hồng ngoại (nhiệt) Những sóng ánh sáng có khả kích thích võng mạc mắt, giúp tạo nên cảm giác thị giác, gọi khả nhìn.Vìvậy để quan sát cần có mắt hoạt động bình thường ánh sáng nhìn thấy I.2.2 Các đại lượng đo ánh sáng Quang thông F (ф), lumem (lm) Là đại luợng đặc trưng cho khả phát sáng nguồn sáng, có xét đến cảm thụ ánh sáng mắt nguời hay gọi lâ công suất phát sáng nguồn sáng F =k Wλ.Vλ.dλ Trong đó: k = 683lm/w hệ số chuyển đổi đơn vị luợng sang đơn vị cảm nhận ánh sáng Wλ luợng x? Vλ độ nhạy tuơng đối mắt nguời Cường độ ánh sáng I candela (cd) Là đại luợng biểu thị mật độ phân bố quang thông nguồn sang theo hướng định Hình I.1 Cường độ sáng I candela I= ≈ Trong đó: F quang thơng (lm) Ω góc khối, giá trị cực đại 4π Độ rọi E (lux) Là mật độ phân bố quang thông bề mặt chiếu sáng bề mặt Elx = 1Lux = 1Lm/m2 Nếu nguồn sáng chiếu thẳng đứng với mặt phẳng chiếu sáng (hình I.3) ta có: Ea = Lux Hình I.2 Nếu nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với góc α hình I.4 ta có Ea = Hình I.3 Độ chói L (cd/m ) Là đại luợng đặc trưng cho khả xạ ánh sáng nguồn sáng hay bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng mắt người L = (Cd/m) Hình I.4 Định luật Lambert Định luật Lambert mô tả mối quan hệ độ chói L độ rọi E: ρ.E = π L Trong đó: ρ hệ số phản xạ Độ tương phản C Sự chênh lệch độ chói tương đối hai vật để cạnh mà mắt người phân biệt đuợc gọi độ tương phản C = = - 1≥0.01 C ≥ 0.01 mắt người phân biệt hai vật để cạnh Hiệu suất phát quang H (lm/w) Hiệu suất phát quang lâ đại luợng đo tỷ số quang thơng phát bóng đèn (F) cơng suất điện tiêu thụ (P) bóng đèn (nguồn sáng) I.2.3 Nguồn sáng Nguồn sáng điểm: khoảng cách từ nguồn ñến mặt phẳng lâm việc lớn nhiều so với kich thước nguồn sáng coi nguồn sáng điểm (là nguồn sáng có kích thuớc nhỏ 0,2 khoảng cách chiếu sáng) Nguồn sáng đuờng: nguồn sáng coi nguồn sáng đường chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Phân loại nguồn sáng I.3 Thiết kế chiếu sáng I.3.1 Thiết kế chiếu sáng nội thất Kỹ thuật chiếu sáng nội thất nghiên cứu phương pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng nhằm tạo nên môi trường chiếu sáng tiện nghi thẩm mỹ phù hợp với yêu cầu sử dụng tiết kiệm điện cơng trình nhà Các bước thiết kế chiếu nội thất - Thiết kế sơ nhằm xác định giải pháp hình học quang học địa điểm chiếu sáng kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn, đèn cách bố trí đèn số kượng đèn cần thiết - Kiểm tra điều kiện độ rọi độ chói độ đồng theo tiêu chuẩn cảm giác tiện nghi nhìncuar phương án chiếu sáng Các yêu cầu chiếu sáng nội thất - Đảm bảo độ rọi xác định theo loại cơng việc Khơng nên có bóng tối độ rọi phải đồng - Tạo ánh sáng giống ban ngày - Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện I.3.2 Thiết kế chiếu sáng bên Thành phần chiếu sáng bên ngồi khơng thể thiếu không gian kiến trúc đô thị Bao gồm chiếu sáng giao thông chiếu sáng làm việc chiếu sáng trang trí Ngồi chức bảo đảm an tồn cho phương tiện giao thơng an tồn thị vào ban đêm cịn góp phần làm đẹp cho cơng trình kiến trúc Yêu cầu thiết kế chiếu sáng bên - Đảm bảo chức định vị hướng dẫn cho phương tiện tham gia giao thông - Chất lượng chiếu sáng đáp ứng theo yêu cầu quy định - Có hiệu kinh tế cao, mức tiêu thụ lượng thấp tuổi thọ thiết bị chiếu sáng cao - Thuận tiện vận hành trì bảo dưỡng CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM DIALUX TRONG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ DỰ TỐN CƠNG TRÌNH II.1 Tính tốn thực tế Phịng 1: Phịng học 601 yêu cầu độ rọi 500lux Chia khu vực Theo TCXDVN 7114:2002 Các phòng học E =500lx, cấp quan sát mức A-B Phịng 309 có thơng số: axbxh=11x5x4 () Ta sử dụng đèn led M38 Rạng Đơng có thơng số: H(lm/W) = 100lm/w, F=4000lm, T(k)= 4000K, CRI>80 Chọn đèn - Chọn đèn tuýp =>khoảng cách từ đèn đến trần h’=0 - Độ cao đèn so với bàn làm việc h=H-h’-h’’=4,5-0-0.85=3,15 Chỉ số địa điểm Để đảm bảo độ đồng độ ròi, loại đèn A khoảng cách đèn phải thoả mãn điều kiện(bảng 4.2) =1 = 1.3,15 = 3,15 là: Số đèn tối thiểu cần bố chí theo cạnh a == =3,5 -> Chọn Số đèn tối thiểu cần bố chí theo cạnh b == =1,6 -> Chọn Nmin =4.2 =8(bộ) Xác định tổng quang thông đèn Diện tích S=a.b=11.5=55() Hệ số dự trữ : Tra phụ lục 4.3 ứng với đèn led mơi trường bụi trung bình bảo dưỡng tốt có = 1.15 Hệ số lợi dung quang thông U: Theo cấp đèn loại A, j = 0, = 8:7:3, K = 1,09 tra phụ lục bảng 4.4 ta có U = 1,01 Vậy tổng quang thông đèn để đảm bạo độ rội E mặt phẳng làm việc là: Xác định số lượng đèn thực tế N bố trí lại đèn phù hợp - Số lượng đèn thực tế: Để đảm bảo N Nmin = đảm bảo tính thẩm mỹ, độ rọi, chọn N = đèn - Độ rọi trung bình đạt mặt phẳng làm việc: II.2 Sử dụng phần mềm dialux để tính tốn II.2.1 Thơng số tổng qt Hình III.5 thơng số đèn Hình III.6 Đối tượng tính tốn II.2.2 Thơng số kết tính tốn đối tượng ROOM 5: Hành lang Hình III.7 Độ rọi kết tính tốn hành lang ROOM 1: Hình III.8 Độ rọi kết tính tốn ROOM ROOM 2: Hình III.9 Độ rọi kết tính tốn ROOM ROOM 3: Hình III.10 Độ rọi kết tính tốn ROOM ROOM 4: Hình III.11 Độ rọi kết tính tốn ROOM CHƯƠNG III: Mơ thực tế Hình IV.12 Mặt bố trí chiếu sáng