Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trình giảng đường 8 tầng và nhà đa năng

13:K t qu thi t k chi u sáng b trí 9 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌCNGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH GIẢNG ĐƯỜNG 8 TẦNG VÀ NHÀ ĐA

NĂNG Người hướng dẫn: TS Ngô Đức Kiên

Sinh viên thực hiện: Trần Minh Phương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Ngô Đức Kiên

1 Tên đề tài:

Tên đề tài: Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trình giảng đường 8 tầng và nhà đa năng

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Tòa nhà giảng đường là cơ sở 2 của một trường Đại học lớn, tọa lạc tại đường Đại lộ Bình Dương –Thành Phố Thủ Dầu Một- Tỉnh Bình Dương

 Tòa nhà giảng đường: 1500 m2

- Gồm 6 tầng lầu, 1 tầng trệt và 1 tầng hầm

- Mỗi tầng gồm 7 phòng học, phòng giáo viên và hệ thống nhà vệ sinh

- Phòng học 70 chỗ: Diện tích 70m2

- Phòng chờ giáo viên: Diện tích 25m2

3 Nội dung chính của đồ án:

- Thiết kế chiếu sáng

- Thiết kế cung cấp điện

4 Các sản phẩm dự kiến

- Bản mô phỏng thiết kế chiếu sáng trên phần mềm

- Bản thiết kế tính toán, lựa chọn thiết bị, đường dây của hệ thống cung cấp điện

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

- Thiết kế cung cấp điện

7 Kết quả dự kiến đạt được

- Bản mô phỏng thiết kế chiếu sáng trên phần mềm

- Bản thiết kế tính toán, lựa chọn thiết bị, đường dây của hệ thống cung cấp điện

8 Tiến độ thực hiện

TT Thời gian Nội dung công việc Kết quả dự kiến đạt được

1 20/11/2021 Thiết kế chiếu sáng Kết quả mô phỏng, lựa chọn phương án chiếu sáng

Kết quả tính toán, lựa chọn vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúcNHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Minh Phương

3 Tên đề tài: Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trình giảng đường 8 tầng và

nhà đa năng

4 Người hướng dẫn: Ngô Đức Kiên Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Đối tượng được thực hiện tính toán thiết kế chưa từng được đề cập đến trước đó Điểm

đánh giá: 1,0 điểm

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)

Hoàn thành cơ bản khối lượng công việc, nhiệm vụ của đồ án Điểm đánh giá: 3,7 điểm

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

Tương đối phù hợp Điểm đánh giá: 1,8 điểm

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Hoàn thành đồ án, phù hợp với mục tiêu công việc tương lai của sinh viên Điểm đánh

giá: 1,0 điểm

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

Thời gian thực hiện đồ án không nhiều, tình hình dịch bệnh ảnh hưởng đến quá trình

gửi, đánh giá, thảo luận nội dung nên vẫn còn một số thiếu sót trong trình bày Sinh

viên cần hoàn thiện hơn ở phiên bản cuối cùng để nộp lưu trữ

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

Sinh viên đã có những cố gắng phù hợp với điều kiện làm việc nhưng cần tập trung để

xử lý tốt hơn các tình huống trong quá trình thực hiện đồ án cũng như công việc sau

khi tốt nghiệp Điểm đánh giá: 1,7 điểm

IV Đánh giá:

- Lập giải pháp cấp điện cơ sở cho công trình: Đưa ra các phương án cấp điện, chọn máy biến

áp, máy phát dự phòng phù hợp với yêu cầu cấp điện cho công trình

Hệ thống cung cấp điện là một ngành quan trọng trong quá trình phát triển công nghiệp hóahiện đại hóa của đất nước Vì thế, thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hết sức quan trọng vàkhông thể thiếu đối với mỗi sinh viên.

Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được nhựng thành tựu to lớn trong phát triển kinh

tế xã hội Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương mại, dịch vụ, … gia tăngnhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dựbáo là sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần độingũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữalưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quan trọng

Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể, em đượcKhoa Điện- Điện tử giao cho nhiệm vụ là “Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trìnhGiảng đường 8 tầng và Nhà đa năng’’

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã cố gắng vận dụng các kiến thức đã được học, cùng

với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS Ngô Đức Kiên và các thầy cô giáo trong khoa Điện

chúng em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn Tuy nhiên, vì còn nhiều hạn chế nên không thểtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những đóng góp, ý kiến đánh giá của cácthầy cô để đồ án này hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!!!

Tôi xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp “Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trình Giảng đường 8 tầng và Nhà đa năng” là công trình nghiên cứu của bản thân mình Những phần có

sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được liệt kê và nêu rõ ra tại phần tài liệu tham khảo Đồng thời những số liệu hay kết quả trình bày trong đồ án đều mang tính chất trung thực, không sao chép, đạo nhái

Nếu như sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu tất cả các kỷ luật của bộ môn cũng như nhà trường đề ra

LỜI NÓI ĐẦU v

CAM ĐOAN vi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ CHIẾU SÁNG 12

1.1.Các đại lượng đơn vị và biến đổi 12

1.1 1 Bức xạ, ánh sáng và màu sắc 12

1.1.2 Mắt và các tính năng của mắt 12

1.1.3 Các đại lượng và đơn vị đo ánh sáng 13

1.2 Định luật Lambert 20

1.3 Tri giác, nhìn thấy, độ tương phản 21

1.4 Tiện nghi nhìn và sự lóa mắt 22

1.5 Màu của nguồn sáng 22

1.5.1 Ánh sáng trắng 22

1.6 Chiếu sáng tự nhiên 25

1.6.1 Nguồn sáng tự nhiên 25

1.6.2 Ánh sáng trực tiếp của mặt trời 25

1.6.3 Ánh sáng khuếch tán của bầu trời 26

1.6.4 Sự phân bố độ chói của bầu trời 26

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG GIẢNG ĐƯỜNG 32

2.1 Giới thiệu về công trình 32

2.2 Phần mềm thiết kế chiêu sáng DiaLux 34

2.2.1 Giới thiệu chung 34

2.2.2 Thực hiện mô phỏng chiếu sáng trên Dialux 34

2.3 Thiết kế chiếu sáng công trình giảng đường 38

2.3.1 Phòng học chính 40

2.3.2 Phòng chờ giáo viên 43

2.3.3 Nhà vệ sinh giáo viên 45

2.3.4 Nhà vệ sinh nam 47

2.3.5.Nhà vệ sinh nữ 48

2.3.6 Hành lang 49

2.3.7 Tầng hầm 51

2.4 Thiết kế chiếu sáng cho nhà đa năng 52

2.4.1 Không gian chính của nhà đa năng 52

2.4.2 Thiết kế chiếu sáng cho hệ thống nhà vệ sinh của nhà đa năng 55

2.5 Tổng kết 59

CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH 75 3.1 Phân loại phụ tải 75

3.2.Phương pháp tính toán phụ tải 75

3.4 Xác định tổng của công suất công trình 79

CHƯƠNG 4: LẬP GIẢI PHÁP CẤP ĐIỆN CƠ SỞ CHO CÔNG TRÌNH80 4.1 Chọn phương án cấp điện 80

4.1.1 Phương án yêu cầu 80

4.1.2 Lựa chọn sơ đồ cấp điện trung áp 81

4.1.3.Tính toán dung lượng máy biến áp và máy phát 82

4.1.4.Phương án chọn máy biến áp, máy phát dự phòng 83

4.1.5.Phương án cấp điện hạ áp 85

4.1.6 Sơ đồ nguyên lý trạm điện 85

4.2 Các trạm bảo vệ 85

4.2.1 Bảo vệ chống điện giật và quá áp 86

4.2.2 Bảo vệ quá tải 86

4.2.3.Bảo vệ ngắn mạch 87

4.3 Chọn dây và khí cụ bảo vệ 87

4.3.1.Cơ sở lý thuyết 87

4.3.2.Lựa chọn máy cắt phụ tải 88

4.3.3.Lựa chọn cầu chì cao áp 88

4.3.4.Tính toán khí cụ bảo vệ và dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối 89

4.3.5.Chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ và đến các phòng 91

KẾT LUẬN 105

Bảng 2 1:Thông s và yêu c u thi t k chi u sángố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng 43

Bảng 2 2: B ng th ng kê chi u sáng c a t ng đi n hìnhảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ủa tầng điển hình ầu thiết kế chiếu sáng ển hình 67

Bảng 2 3: B ng t ng k t chi u sáng tòa nhàảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ổng kết chiếu sáng tòa nhà ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng 76

Bảng 2 4: Catalogue các lo i đèn s d ngại đèn sử dụng ử dụng ụng 77

Y Bảng 3 1: Tính toán ph t i u tiênụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiên 80

Bảng 3 2: Tính toán ph t i thụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiênờng 81ng Bảng 4 1: Phưu tiênơng án chọn sơ độ cấp điện trung ápng án ch n s đ c p đi n trung ápọn sơ độ cấp điện trung áp ơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ộ cấp điện trung áp ấp điện trung áp ện trung áp 86

Bảng 4 2: Ch n máy bi n ápọn sơ độ cấp điện trung áp ết kế chiếu sáng 86

Bảng 4 3: Phưu tiênơng án chọn sơ độ cấp điện trung ápng án ch n máy bi n áp và máy phátọn sơ độ cấp điện trung áp ết kế chiếu sáng 88

Bảng 4 4: Phưu tiênơng án chọn sơ độ cấp điện trung ápng án c p đi n h ápấp điện trung áp ện trung áp ại đèn sử dụng 89

Bảng 4 5:Thông s máy c t ph t iố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ắt phụ tải ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình 92

Bảng 4 6: B ng đi u ki n ch n c u chì cao ápảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ều kiện chọn cầu chì cao áp ện trung áp ọn sơ độ cấp điện trung áp ầu thiết kế chiếu sáng 92

Bảng 4 7: Thông s c u chì cao ápố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng 93

Bảng 4 8: Thông s cáp t máy bi n áp đ n t phân ph iố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ừ máy biến áp đến tủ phân phối ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ủa tầng điển hình ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng 94

Bảng 4 9: Thông s aptomat cho ph t i không u tiênố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiên 96

Bảng 4 10: Đi u ki n ch n thanh d nều kiện chọn cầu chì cao áp ện trung áp ọn sơ độ cấp điện trung áp ẫn 97

Bảng 4 11: Ch n dây d n t t phân ph i đ n các t ngọn sơ độ cấp điện trung áp ẫn ừ máy biến áp đến tủ phân phối ủa tầng điển hình ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng 99

Bảng 4 12: Tính toán chọn aptomat cho phụ tải ưu tiên 102

Bảng 4 13: Thông s aptomat cho ph t i u tiênố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiên 102

Bảng 4 14: Đi u ki n ch n thanh d nều kiện chọn cầu chì cao áp ện trung áp ọn sơ độ cấp điện trung áp ẫn 103

Bảng 4 15: Thông s dây d n cho các t ph t i u tiênố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ẫn ủa tầng điển hình ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiên 104

Bảng 4 16: Ch n dây d n t t nhánh đ n các thi t b c a ph t i u tiênọn sơ độ cấp điện trung áp ẫn ừ máy biến áp đến tủ phân phối ủa tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ị của phụ tải ưu tiên ủa tầng điển hình ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ưu tiên 10

Hình 2 1:Giảng đường 8 tầng 34

Hình 2 2: Mặt bàng khuôn viên trường 35

Hình 2 3 M t b ng m t t ng đi n hìnhặt bằng một tầng điển hình ằng một tầng điển hình ộ cấp điện trung áp ầu thiết kế chiếu sáng ển hình 35

Hình 2 4: Kh i đ ng chởi động chương trình DiaLux Evo ộ cấp điện trung áp ưu tiênơng án chọn sơ độ cấp điện trung ápng trình DiaLux Evo 37

Hình 2 9: S đ b trí đènơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ồ bố trí đèn ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng 39

Hình 2 10: Bi u đ phân b quang thông và k t qu tính toánển hình ồ bố trí đèn ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình 40

Hình 2 11: Hình nh phòng h c 70 chảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ọn sơ độ cấp điện trung áp ỗ 43

Hình 2 12: Mô ph ng 3D phòng h cỏng 3D phòng học ọn sơ độ cấp điện trung áp 43

Hình 2 13:K t qu thi t k chi u sáng b trí 9 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 44

Hình 2 14: K t qu thi t k chi u sáng b trí 12 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 44

Hình 2 15: Mô ph ng 3D phòng ch giáo viênỏng 3D phòng học ờng 45

Hình 2 16: K t qu thi t k chi u sáng 4 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 46

Hình 2 17: K t qu thi t k chi u sáng 6 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 46

Hình 2 18: Thông số của đèn HH-LA100119 47

Hình 2 19: Kết quả thiết kế chiếu sáng bộ đèn Panasonic 48

Hình 2.20: Thông số của đèn Philips DN130BD217 1Xled20S/840 48

Hình 2 21: Kết quả thiết kế chiếu sáng bộ đèn Philips 48

Hình 2 22: Mô ph ng phòng v sinh namỏng 3D phòng học ện trung áp 49

Hình 2 23: K t qu thi t k chi u sáng phòng v sinh namết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ện trung áp 50

Hình 2 24: Mô ph ng 3D phòng v sinh nỏng 3D phòng học ện trung áp ữ 50

Hình 2 25: Chi u sáng phòng v sinh nết kế chiếu sáng ện trung áp ữ 51

Hình 2 26: Mô ph ng 3D hành langỏng 3D phòng học 52

Hình 2 27: K t qu thi t k chi u sáng hành langết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng 52

Hình 2 28: Mô ph ng t ng h mỏng 3D phòng học ầu thiết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng 53

Hình 2 29: K t qu thi t k chi u sáng t ng h mết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng ầu thiết kế chiếu sáng 54

Hình 2 30: Thông số của đèn Philips TMS022 1xTL-D58W HFS +GMS022 R- 55

Hình 2 31: Mô phỏng 3D nhà đa năng 55

Hình 2 32: K t qu thi t k chi u sáng 20 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 56

Hình 2 33: K t qu chi u sángết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng 25 đèn cho sân đa năng 56

Hình 2 34: Mô ph ng 3D h th ng WCỏng 3D phòng học ện trung áp ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng 57

Hình 2 35: K t qu thi t k chi u sáng 18 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 58

Hình 2 36: K t qu thi t k chi u sáng 24 b đènết kế chiếu sáng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ết kế chiếu sáng ộ cấp điện trung áp 58

Y Hình 3 1: S đ phân lo i ph t iơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ồ bố trí đèn ại đèn sử dụng ụng ảng thống kê chiếu sáng của tầng điển hình 78

Hình 4 1: S đ c p đi n trung ápơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ồ bố trí đèn ấp điện trung áp ện trung áp 85

Hình 4 2: S đ c p đi n t máy bi n áp và máy phátơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ồ bố trí đèn ấp điện trung áp ện trung áp ừ máy biến áp đến tủ phân phối ết kế chiếu sáng 87

Hình 4 3: S đ nguyên lí tr m đi nơng án chọn sơ độ cấp điện trung áp ồ bố trí đèn ại đèn sử dụng ện trung áp 89

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thươngmại, dịch vụ, … gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng củanước ta tăng lên đáng kể, hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu vềđiện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữa lưới điện nói chung trong

đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quan trọng

Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên củng cố kiến thức sau 4 năm học tập ở trường vào việcthiết kế cụ thể trước khi ra trường Em được Khoa Điện- Điện tử giao cho nhiệm vụ là

“Thiết kế chiếu sáng và cung cấp điện cho công trình Giảng đường 8 tầng và Nhà đanăng”

Công trình này là cơ sở 2 của một trường Đại học lớn ở Bình Dương Địa điểm là nơitập trung đông khu dân cư, thuận tiện về giao thông, cơ sở hạ tầng

Đồ án tốt nghiệp phải đủ những muc tiêu:Thiết kế chiếu sáng cho công trình, xác địnhđược phụ tải tính toán cho công trình, lập giải pháp cấp điện cơ sở cho công trình

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ CHIẾU SÁNG 1.1.Các đại lượng đơn vị và biến đổi

1.1 1 B c x , ánh sáng và màu s c ức xạ, ánh sáng và màu sắc ạ, ánh sáng và màu sắc ắc

Mọi vật thể ở nhiệt độ lớn hơn không độ tuyệt đối (K) sẽ không ngừng bức xạ nănglượng vào không gian xung quanh nó dưới dạng sóng điện từ Đó là các sóng có bước sóngthay đổi trong phạm vi rất rộng từ 10-10m đến 2-3 km Các sóng mang theo những hạt nănglượng cực nhỏ gọi là phôtôn

Các bức xạ có bước sóng từ 380nm tới 780nm mới gây ra trong mắt chúng ta cảmgiác sáng gọi là ánh sáng

Mắt con người như một thiết bị thu nhận ánh sáng theo từng dải rất hẹp trong phạm

vi từ 380nm đến 780nm, mỗi dải đó cho ta một cảm giác màu sắc khác nhau chuyển đổitinh tế từ đỏ sang tím mà rất khó xác định bước sóng giới hạn giữa chúng

Chúng ta có thể biểu diễn ánh sáng của nguồn sáng dưới dạng một phổ ánh sáng

- Ánh sáng chỉ gồm một bước sóng gọi là ánh sáng đơn sắc

- Ánh sáng là một pha trộn liên tục của tất cả các bước sóng với liều lượng khác nhau sẽ làmột phổ liên tục Sự pha trộn của tất cả các màu sắc tự nhiên tạo nên ánh sáng trắng

- Phổ của một ánh sáng cũng có thể không liên tục hay gọi là phổ vạch Ví dụ như ánhsáng của một loại đèn phóng điện

1.1.2 M t và các tính năng c a m t ắc ủa mắt ắc

Mắt người là một cơ quan cảm thụ ánh sáng có khả năng chuyển đổi không tuyếntính và thay đổi theo thời gian các kích thích quang học thành các tín hiệu điện để truyềnlên não và tạo nên ở đó một hiện tượng gọi là sự nhìn

Giác mạc mà nhất là thuỷ tinh thể tạo nên một hệ thống tập trung cho phép hình ảnhđược tạo lên trên võng mạc, phía sau nhãn cầu Con mắt khác với các dụng cụ quang họcchủ yếu là nó rất mềm Thuỷ tinh thể có thể tụ tiêu hình ảnh mà chúng nhận được để tạo lênhình ảnh rõ nét trên võng mạc một cách khác nhau Đó là hiện tượng điều tiết Ở phía saumắt, võng mạc được bao phủ bằng các tế bào thần kinh, thực chất là các tế bào quang điện

liên hệ với bộ não bằng thần kinh thị giác phát dưới dạng luồng tín hiệu thần kinh ăn nhịpvới ánh sáng kích thích vào nó Có hai loại tế bào thần kinh thị giác là tế bào hình nón và tếbào hình que với độ nhạy cảm ánh sáng khác nhau.

- Tế bào hình nón có khoảng 7 triệu tế bào Chúng chiếm chủ yếu ở vùng giữa võng mạc vàđược kích thích bằng các mức chiếu sáng cao Chúng bảo đảm tri giác màu

- Tế bào hình que có khoảng 120 triệu tế bào, chúng bao phủ phần còn lại của võng mạc, cólẫn một ít tế bào hình nón và được kích thích bằng mức chiếu sáng thấp Chúng chỉ truyềnnhững tri giác đen, trắng

Độ nhạy cảm của mắt đối với bức xạ phụ thuộc vào bước sóng của nó Khi chuyển từnhìn ban đêm (tế bào hình que) sang nhìn ban ngày (tế bào hình nón) hoặc ngược lại cảmgiác sáng không xảy ra tức thời mà phải trải qua một thời gian Đó là hiện tượng thích ứngcủa mắt Gọi là thích ứng sáng nếu chuyển từ tối sang sáng và gọi là thích ứng tối khichuyển từ sáng sang tối Sự thích ứng sáng xảy ra nhanh hơn sự thích ứng tối và chúng rất

có ý nghĩa trong chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo

1.1.3 Các đ i l ạ, ánh sáng và màu sắc ượng và đơn vị đo ánh sáng ng và đ n v đo ánh sáng ơn vị đo ánh sáng ị đo ánh sáng

a Sự cần thiết của các đơn vị mới

Tất cả các nguồn sáng biến đổi năng lượng mà nó tiêu thụ thành một trong 3 hiệuứng sau: Hoá, nhiệt, điện từ Các bức xạ ánh sáng chỉ là một phần nhỏ của bức xạ điện từ

do vậy chúng chỉ mang theo một phần công suất của nguồn Các thực nghiệm về ánh sángcho thấy cùng một năng lượng nhưng bức xạ dưới các bước sóng khác nhau lại không gâyhiệu quả giống nhau trong mắt chúng ta Vì vậy, cần phải hiệu chỉnh đơn vị đo theo độnhạy quang phổ của mắt

b Quang thông , lumen – lm

Quang thông là quan niệm đầu tiên của con người có quan hệ với các nguồn sáng.Nhưng khái niệm này không nêu nên sự phân bố ánh sáng nào trong các miền sáng khácnhau của không gian chiếu sáng, hơn nữa nó không thể đo được Điều đó đã thúc đẩy nhàvật lý Lambert ở thế kỷ 18 đưa ra các cơ sở của phép đo ánh sáng dựa trên cơ sở quanghọc, hình học và sinh lý học

Bức xạ ánh sáng của một nguồn vào không gian trước hết được đánh giá bằng nănglượng bức xạ đo bằng oát Oát là một đơn vị vật lý thuần tuý Đối với nhà vật lý, nănglượng bức xạ trong một giây theo mọi hướng là thông lượng năng lượng được tính bằng oát

và nếu W() là phân bố phổ năng lượng của nguồn Do vậy :

Thông lượng năng lượng =0 W() d()

Thông lượng năng lượng theo phổ nhìn thấy =  W() d()

Người ta dùng khái niệm quang thông biểu thị đơn vị đo độ nhậy của mắt người

Vậy góc khối được định nghĩa như là tỉ số giữa diện tích S trên mặt cầu và bìnhphương bán kính R của mặt cầu đó Đơn vị của nó là Stêradian (St)

Một Steradian là một góc khối dạng hìnnh nón có diện tích bề mặt là 1m2 trong mộthình cầu có bán kính là 1m

d Cường độ sáng I, candela – cd

Đây là một đại lượng mới nhất đưa vào hệ đơn vị S.I hợp lý hoá từ khái niệm vềquang thông Trường hợp tổng quát một nguồn không phải luôn luôn phát sáng một cáchgiống nhau trong không gian Ta hãy xem xét trường hợp chung khi một nguồn sáng bức xạquang thông  tới điểm A, tâm một diện tích ds Gọi d là góc khối nhìn ds từ O ta cócường độ sáng I là:

Ta thấy cường độ sáng luôn gắn liền với một hướng đã cho và được biểu diễn bằngmột véctơ mà theo hướng đó modul của nó được đo bằng candela (cd).

Như vậy ta có định nghĩa một candela là cường độ sáng theo một phương đã cho củamột nguồn xạ đơn sắc có tần số 540.1012Hz(=555nm) và có năng lượng bức xạ là 1/683 wtrong một góc khối là 1 Sr

Để thấy rõ ý nghĩa hơn của đại lượng này trong thực tế, sau đây là một số đại lượng cường

độ sáng của nguồn sáng thông dụng

- Ngọn nến 0,8 cd theo mọi hướng

- Đèn sợi đốt 40w/220v 35cd theo mọi hướng

- Đèn iốt kim loại 2 kw 14800 cd theo mọi hướng

Khi cường độ bức xạ không phụ thuộc vào phương thì quang thông là:

 = 0 4 I d = 4.I

Một trong những số liệu quan trọng nhất của một loại bóng đèn là “Biểu đồ cường

độ sáng” của nó được lập bởi các giá trị của cường độ sáng theo tất cả các hướng trongkhông gian tính từ điểm gốc là tâm quang học của nguồn Đó là đường cong vẽ trên mộtnửa mặt phẳng theo tọa độ cực trong đó cho các giá trị cường độ sáng I theo các góc  lậpvới mặt của trục tròn xoay

e Độ rọi E, lux- lx

Người ta định nghĩa độ rọi là mật độ quang thông trên bề mặt được chiếu sáng Nhưvậy nếu một bề mặt diện tích S nhận được quang thông  thì độ rọi E được xác định theocông thức:

E = /S hoặc 1lux = 1lm/1m2

Đơn vị độ rọi là lux (lx)

Sự chiếu sáng trên bề mặt không đều nên tính trung bình số học ở các điểm khácnhau để tính độ rọi trung bình.

Khái niệm về độ rọi ngoài nguồn ra còn có liên quan đến vị trí bề mặt được chiếusáng

Ta coi nguồn sáng điểm O bức xạ tới một mặt nguyên tố ds ở cách O một khoảng r,một cường độ sáng I Gọi  là góc hợp bởi pháp tuyến n của ds với phương r góc khối dchắn trên một hình cầu bán kính r, một diện tích ds.cos

d = ds.cos/r2 = d/I

Mà E = d/ds = I.cos/r2

Tóm lại mỗi một điểm A của bề mặy tồn tại một độ rọi điểm ứng với cường độ sángtới điểm đó Trị số trung bình của độ rọi tất cả các điểm trên bề mặt S chính là độ rọi trungbình của bề mặt này

Tỉ số giữa độ rọi ở điểm được chiếu sáng yếu nhất và độ rọi trung bình của một bềmặt gọi là hệ số đồng đều độ rọi

Một vài hệ số độ rọi thường gặp

- Độ rọi giữa trưa hè trên mặt đất ở Hà Nội thay đổi 35.000lux đến 70.000 lux

- Độ rọi đêm trăng rằm 0,25 lux

- Độ rọi phòng 400 đến 600 lux

f Độ chói L (cd/m 2 )

Một bề mặt được chiếu sáng sẽ phản xạ lại một phần quang thông nhận được và đượccoi là một nguồn phát sáng thứ cấp Bề mặt của nó sẽ được bức xạ quang thông theo mọihướng trong không gian Người ta định nghĩa độ chói L của một bề mặt phát sáng ds theomột hướng khảo sát là tỉ số giữa cường độ sáng I theo hướng đó và diện tích mặt baonhìn thấy ds từ hướng đó

L = I/ds.cos đơn vị cd/m2

Độ chói của một bề mặt bức xạ phụ thuộc hướng quan sát bề mặt đó

Độ chói của một bề mặt bức xạ không phụ thuộc vào khoảng cách từ mặt đó tớiđiểm quan sát

Một vài trị số độ chói thường gặp:

- Một phần quang thông tới sẽ phản xạ từ bề mặt đó .

- Một phần quang thông tới sẽ bị vật liệu hấp thụ 

- Một phần quang thông tới sẽ xuyên qua vật liệu 

Theo sự phân bố của quang thông phản xạ (hoặc xuyên sáng) ta lại chia thành cácvật liệu phản xạ (hoặc xuyên sáng) định hướng, hỗn hợp định hướng, hỗn hợp khuếch tánhoặc khuếch tán hoàn toàn

 Sự phản xạ

Khi ánh sáng rọi vào bề mặt của vật liệu thì xảy ra một số hiện tượng sau:

+ Phản xạ đều

Sự phản xạ đều tuân theo định luật quang hình học và có tính chất góc tới bằng gócphản xạ.

Đối với vật có bề mặt nhẵn bóng thì hệ số phản xạ đạt rất cao, ví dụ mặt gương hệ sốphản xạ đạt 0,85 và đạt 0,93 khi tráng bạc Tuy nhiên phản xạ mặt gương lý tưởng rất hãnhữu, khi đó độ chói của ảnh trong gương L=.L

Độ chói phân bố trên các hướng biểu thị bằng hệ số độ chói rL = , hệ số này bằngnhau trên các hướng và bằng hệ số phản xạ  của bề mặt vật liệu

Với vật liệu xây dựng như mặt gạch, mặt đá thiên nhiên không trát có thể xảy ra hiệntượng phản xạ khuếch tán hoàn toàn Thông thường có thể áp dụng định luật Lamber :  =

.Imax hay

- Phản xạ khuếch tán định hướng:

Chùm tia phản xạ khuếch tán bao phủ chung quanh tia phản xạ mặt gương

Hiện tượng này cho góc khối chùm tia phản xạ lớn hơn chùm tia tới

- Phản xạ khuếch tán hỗn hợp:

Ánh sáng đi tới bề măt gây ra hiện tượng phản xạ khuếch tán gồm một phần là khuếch tánhoàn toàn còn một phần là khuếch tán định hướng Vật liệu tráng men có tính chất này

 Hiện tượng truyền qua

Khi vật liệu là trong suốt thì một phần ánh sáng tới sẽ truyền qua vật Hiện tượng truyềnqua có 3 trường hợp:

- Truyền định hướng:

Không làm thay đổi phương ánh sáng truyền tới và được đặc trưng bằng số lượng ánh sángtruyền càng cao khi các tia tới làm với mặt vật liệu góc gần 900 (hình 1-6)

Thủy tinh là vật liệu có tính chất này và hệ số truyền có thể đạt đến 0,8 hoặc 0,9

Nếu vật có 2 mặt không song song thì ánh sáng xuyên qua bị phân giải Bước sóng càngcao thì tia sáng xuyên qua càng lệch qua pháp tuyến (hình 1-7)

Định luật Lambert thiết lập quan hệ giữa độ rọi E mà một bề mặt có hệ số phản xạ

(hoặc hệ số xuyên sáng  đối với bề mặt xuyên sáng) nhận được và độ chói của bề mặtnày bức xạ

Loại khuếch tán này là tuyến tính và thường gặp ở các bề mặt bằng các vật liệu mịn,

nó truyền ánh sáng nhận được theo mọi hướng ví dụ từ giấy sơn mờ, các vật liệu xây dựng

Độ chói L của S là không đổi Chỉ số khuếch tán, đường bao của các véc tơ cường độ sáng

là một hình cầu tiếp tuyến với S và có đường kính L.S

Mặt S nhận được quang thông ES, phản xạ quang thông ES Chúng ta coi một hìnhnón có góc khối d, là phần không gian gồm giữa hai hình nón có góc đỉnh 2 và2(+d) Trên nửa hình cầu bán kính R tâm O, diện tích S, mặt bị chắn bằng d là mộtvành tròn có bán kính trong R.sin, rộng R.tgd  R d Diện tích này gần bằng2.Rsin.Rd

Nếu gọi M là tỉ số quang thông phát bởi nguyên tố S thì khi đó định luật Lambert

1.3 Tri giác, nhìn thấy, độ tương phản

Đó là độ nhạy của mắt với sự tương phản, sự chênh lệch tương đối của hai độ chói của các vật cạnh nhau mà mắt có thể phân biệt được

Đối với mắt quan sát một vật có độ chói Lo, trên một nền có độ chói Lf Người ta đưa

ra tỉ lệ:

C= L0−L f

L f ( Gọi là hệ số tương phản)

Biểu thức này cho thấy rằng một vật sáng được đặt trên nền tối có C > 0 và (0 < C <

).Còn một vật tối đặt trên nền sáng C < 0 và (0 < C < 1) Gía trị c nhỏ nhất mà mắt có thể

phân biệt được một vật quan sát gọi là độ phân biệt nhỏ nhất(Cmin) gọi là ngưỡng tươngphản: Cmin  0,01.

Nghịch đảo của Cmin gọi là độ nhạy tương phản kí hiệ là RCS mà CIE chính thức coinhư một đại lượng tham khảo

Độ nhạy tương phản phụ thuộc vào điều kiện tiên quyết của mắt và mức độ khá lớn,phụ thuộc vào độ chói của nền quan sát.Khi Lfbé thì 1/Cmin tăng khá nhanh và đạt cực đại khi

Lf = 103m.Nếu Lf tiếp tục tăng nữa thì 1/Cmin sẽ giảm nhanh khi đó dộ chói gây hiện tượngloá mắt Điều này giải thích tại sao cùng một bóng đèn thắp sáng ban ngày lại ít chói hơnban đêm

1/Cmin phụ thuộc kích thước vật quan sát tức là góc nhìn càng bé thì 1/Cmin giảm

1.4 Tiện nghi nhìn và sự lóa mắt

Trong trường sáng tồn tại những chêch lệch quá lớn về độ chói, nhất là trong tầm nhìnthì không tránh khỏi hiện tượng loá mắt, là mất tiện nghi nhìn.Hay nói cách khác sự loá mắt

là sự suy giảmhoặc tức thời mất đi cảm giác nhìn do sự tương phản quá lớn Nói chungngười ta chấp nhận độ chói nhỏ nhất để mắt nhìn thấy là 10-5cd/m2 và gây loá mắt ở 5000cd/m2

1.5 Màu của nguồn sáng

1.5.1 Ánh sáng tr ng ắc

a Nhiệt độ của màu

Ánh sáng trắng được định nghĩa như ánh sáng có phổ năng lượng liên tục trong miềnbức xạ nhìn thấy ví dụ như ánh sáng ban ngày tự nhiên, tuy nhiên chất lượng ánh sáng tuỳthuộc vào điều kiện khí hậu

Nhiệt độ mầu là mô tả mầu của một nguồn bằng cách so sánh với mầu của một vật đennói chung được nung nóng giữa 200 và 10.000 K

Nói chung nhiệt độ này cũng không phải là nhiệt độ của nguồn, trừ khi nguồn chính làvật đen bị nung nóng

(Hình 1 – 12) nêu lên đường cong phổ năng lượng theo đặc tính của nguồn.Nguồn này gọi

Nhiệt độ màu của các nguồn thấp chỉ được chấp nhận ở mức độ rọi thấp trong khi đó cácmức độ rọi cao đòi hỏi các nguồn lạnh có nhiệt độ màu cao Do vậy xuất hiện một tiêuchuẩn lựa chọn nguồn sáng đầu tiên để thực hiện một độ rọi đã cho trong môi trường tiệnnghi Quan hệ này được cho trong biểu đồ Kruithof

b Chỉ số màu

Cùng một vật được chiếu sáng bằng các nguồn sáng chuẩn khác nhau hoặc bằng một vật đen có các nhiệt độ khác nhau, sẽ xuất hiện các màu khác nhau nhưng không chịu bất

kỳ sự biến đổi màu nào

So sánh với một vật đen có cùng nhiệt độ màu, một nguồn nào đó làm biến đổi màu củacác vật được chiếu sáng, sự biến đổi màu này do sự phát xạ phổ khác nhau được đánh giáxuất phát từ các độ sai lệch màu và gán cho nguồn một chỉ số màu nó biến thiên từ 0 đốivới ánh sáng đơn sắc đến 10 đối với vật đen

Ra < 50: Các màu hoàn toàn bị biến đổi

Ra > 70: Sử dụng thông thường ở đâu có sự thể hiện màu không quan trọng

Ra > 85: Sử dụng trong nhà ở hay các ứng dụng công nghiệp đặc biệt

c Tính ba màu

Trên một tờ giấy trắng chúng ta để các điểm có hai hoặc ba màu liền nhau Khi đó mắtquan sát được hỗn hợp của các màu đơn sắc và khôi phục lại một cảm giác màu trong đóbước sóng trội gồm giữa các màu đơn sắc thành phần

Bằng cách chọn ba màu gọi là màu sơ cấp hay màu cơ bản sao cho phối hợp giữa haimàu trong ba màu không thể tạo lên màu thứ ba và hai trong ba màu ấy ở đầu của phổ nhìnthấy có khả năng nhận được tất cả các màu sắc mong muốn.

Năm 1931 Uỷ ban quốc tế về chiếu sáng(C.I.E) đã xác định các màu này bằng hệ thốngR.G.B

Các ánh sáng có cùng sắc thái gọi là đồng màu Độ chói của một hỗn hợp màu là tổng

độ chói của các màu thành phần

1.6 Chiếu sáng tự nhiên

1.6.1 Ngu n sáng t nhiên ồn sáng tự nhiên ự nhiên

Mặt trời là nguồn sáng tự nhiên bức xạ ánh sáng thường xuyên xuống mặt đất Tuỳtheo cường độ và thời gian tác dụng có thể phân biệt 3 loại ánh sáng là ánh sáng ban ngày,ánh sáng hoàng hôn và ánh sáng ban đêm

Khi bầu trời có mây hoặc không có mây thì có ba loại ánh sáng là ánh sáng trực tiếp(có Ett),ánh sáng khuếch tán (Ekt), ánh sáng phản xạ ( Ep từ mặt đất và các bề mặt xungquanh ) Do đó độ rọi tổng cộng trên một bề mặt bất kỳ ở ngoài nhà nơi quang đãng:

Ec = Ett + Ekt + Ep

Khi xuyên qua khí quyển một bộ phận năng lượng bức xạ xuyên suốt qua khí quyểntruyền xuống mặt đất tạo nên độ rọi trực tiếp Một bộ phận lớn năng lượng bị hấp thu vàphản xạ qua lại nhiều lần giữa các hạt lơ lửng trong khí quyển nên bị khuếch tán, tạo nênánh sáng khuếch tán của vòm trời

Ánh sáng có bước sáng khác nhau bị khí quyển hấp thu và phản xạ khác nhau.

1.6.2 Ánh sáng tr c ti p c a m t tr i ự nhiên ếp của mặt trời ủa mắt ặt trời ời.

Mặt trời là một hình cầu có đường kính 695 000 km Khoảng cách trung bình từ mặttrời tới mặt đất là 149,5.106 Nhiệt độ của mặt trời là 60000C Mặt trời không ngừng bức xạnăng lượng vào không gian vũ trụ Phần năng lượng truyền xuống mặt đất chỉ bằng 1/2.109

năng lượng bức xạ toàn phần của nó Quang phổ bức xạ mặt trời rất rộng từ bức xạ tử ngoạitới bức xạ hồng ngoại Sự phân bố năng lượng trong quang phổ bức xạ không đều Đặcđiểm cơ bản của bức xạ mặt trời là khả năng bức xạ ánh sáng thường xuyên.

1.6.3 Ánh sáng khu ch tán c a b u tr i ếp của mặt trời ủa mắt ầu trời ời.

Ánh sáng khuếch tán của bầu trời là do sự phản xạ nhiều lần những tia sáng mặt trờitrong hơi nước, bụi và các hạt huyền phù khác nhau trong khí quyển Do đó đặc tính lượng

có ảnh hưởng lớn tới độ rọi của ánh sáng khuếch tán của bầu trời

Độ trong suốt của khí quyển ánh sáng ảnh hưởng tới độ rọi khuếch tán

Ánh sáng phản xạ qua lại giữa vòm trời và mặt đất, ánh sáng phản xạ từ các lớp phủkhác nhau trên bề mặt đất làm tăng độ rọi ngoài nhà Năng lượng này tỉ lệ thuận với hệ sốphản xạ của các lớp phủ trên mặt đất

1.6.4 S phân b đ chói c a b u tr i ự nhiên ố độ chói của bầu trời ộ chói của bầu trời ủa mắt ầu trời ời.

Thực tế độ chói của bầu phân bố không đều Sự phân bố độ chói của bầu trời có ảnhhưởng rất lớn đối với độ rọi ngoài nhà và trong nhà không kể vị trí của mặt trời, độ chóicủa bầu trời cực đại ở đỉnh đầu và và giảm dần xuống chân trời

Sự phân bố độ chói của bầu trời phụ thuộc lượng mây và đặc tính của mây Với độ caocủa mặt trời xác đinh thì sự phân bố độ chói của bầu trời phụ thuộc vào vị trí mảng trờinhìn thấy qua cửa lấy ánh sáng

1.6.5 Yêu cầu của chiếu sáng tự nhiên.

Kết quả sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng phòng được đánh giá trực tiếp bằng

độ rọi tự nhiên tại các điểm khác nhau trên bề mặt làm việc của phòng Tuy nhiên khi độrọi ngoài nhà thay đổi thì độ rọi tự nhiên trong nhà cũng thay đổi theo

Yêu cầu chung khi sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu các phòng là đạt được sự tiênnghi của môi trường sáng phù hợp với hoạt động của con người trong môi trường đó Tiệnnghi môi trường sáng được xem xét ở hai mặt chất và lượng

Về lượng, đó là đạt được độ rọi yêu cầu để hoàn thành có chất lượng công việc tươngứng và đồng đều ánh sáng trên toàn diện tích làm việc

Chất lượng môi trường sáng liên quan đến việc loại trừ sự chói loà sự phân bố khônggian và hướng ánh sáng, tỉ lệ độ chói nội thất và đạt được sự thích ứng tốt của mắt

1.7 Chiếu sáng nhân tạo

Từ cổ xưa con người đã tự tìm cho mình những nguồn sáng để thay thế ánh sáng mặttrời Lịch sử phát triển của loài người luôn gắn liền với sự phát triển của nguồn sáng nhântạo

Lịch sử chiếu sáng nhân tạo chia thành hai giai đoạn: Trước khi có đèn điện và saukhi có đèn điện

Giai đoạn trước khi có đèn điện loài người đã biết chiếu sáng ban đêm bằng bếp lửa,nến, đèn dầu … Những nguồn sáng này cho ánh sáng yếu và hiệu suất thấp

Cho đến năm 1879 nhà bác học người Mĩ, Edison cho ra đời bóng đèn thắp sáng bằng đIệnđầu tiên, tóc đèn bằng sợi cacbon, nhiệt độ nóng chảy và bốc hơI 3 9000K Nhưng thực tế,nhiệt độ bóng đèn đạt 21000K và tuổi thọ là 45 giờ

Năm 1895 chế tạo được bóng đèn với tóc kim loại osmium, nhiệt độ nóng chảy vàbốc hơi 29710C, cháy sáng hơn

Năm 1908 Siemence chế tạo được bóng đèn, tóc phát sáng bằng sợi hợp kimTungses – Nickel cấu trúc tinh thể, cháy sáng hơn nhưng tuổi thọ ngắn hơn những loại đèntrước nó

Cho đến năm 1973 mới tìm ra phương pháp luyện Tungstes kéo thành sợi không cócấu trúc tinh thể, tuổi thọ của đèn dài hơn Để làm chậm tốc độ bốc hơi và làm giảm tiêuhao nhiệt lượng của bóng đèn, mặt khác uốn tóc đèn thành dạng lò xo

Tóc đèn và hỗn hợp khí trơ không ngừng cải tiến, nâng cao để tăng hiệu suất phátsáng và chất lượng ánh sáng của đèn Hiện nay chúng ta có đèn tóc phát sáng chu kỳHalogen, chu kỳ Vonfram – Iôt Cho đến thập niên 30 của thế kỷ 20 mới xuất hiện đènhuỳnh quang ứng dụng hiện tượng phóng điện trong môi trường áp suất thấp Đèn huỳnhquang ứng dụng hiện tượng hồ quang không những có hiệu suất phát quang cao mà có thểtạo ra quang phổ bất kỳ Những năm gần đây xuất hiện những loại nguồn sáng mới là đènthuỷ ngân cao áp, đèn xenon … Hiệu suất phát quang cao hơn, tuổi thọ lâu hơn, tiêu thụđiện năng ít hơn và chất lượng ánh sáng tốt hơn

Với những phát minh và sự phát triển không ngừng cùng những tiến bộ vượt bậc đã

mở ra kỷ nguyên văn minh mới cho loài người Ngày nay đèn điện gần như là nguồn chiếu

sáng ban đêm duy nhất cho toàn bộ hành tinh chúng ta, một loại thiết bị quen thuộc vàkhông thể thiếu trong đời sống hàng ngày.

Đèn chiếu sáng gồm hai bộ phận chủ yếu là bóng đèn và vỏ đèn Bóng đèn là nguồnphát sáng, còn vỏ đèn nhằm hướng ánh sáng của nguồn vào không gian sử dụng với các đặcđiểm khác nhau và tạo vẻ đẹp cho đèn

1.7.1 Phân lo i ngu n sáng ạ, ánh sáng và màu sắc ồn sáng tự nhiên

a Nguồn điểm

Khi khoảng cách từ nguồn đến mặt làm việc lớn hơn rất nhiều so với kích thướcnguồn sáng đều có thẻe coi nguồn sáng là nguồn điểm Nói chung với mọi loại nguồn sángkhi kích thước của nó không lớn hơn 0,2 khoảng cách chiếu sáng có thể coi là nguồn điểm

Tương quan giữa nguồn O và điểm rọi sáng A trên mặt làm việc có thể xác địnhbằng 3 toạ độ Hp,  và C hoặc Hp, c, d

Hp: Chiều cao treo đèn tính từ mặt làm việc

, C, c, d: Góc toạ độ của phương cường độ sáng I,c tới điểm A

Nếu nguồn sáng treo gần mặt làm việc Khoảng cách Hp xấp xỉ bằng kích thước củanguồn thì không dùng đường cong cường độ sáng I trên mặt phẳng dọc trục đèn mà phảidùng đường đẳng lux trên mặt phẳng nằm ngang hoặc mặt phẳng thẳng đứng

Khi chiếu sáng tại chỗ, tương quan giữa nguồn O với điểm rọi sáng A hoàn toàn xácđịnh bằng toạ độ Hp và d = O1A

b Nguồn đường

Nguồn sáng thiết kế đặt thành dãy dài hoặcliên tục, hoặc cách quãng Phương ánthường thấy khi sử dụng đèn huỳnh quang hoặc panel phát sáng Chiều dài dãy tươngđương với khoảng cách từ nguồn đến mặt làm việc.

Phân bố quang thông của nguồn đường đặc trưng bằng độ cong cường độ sáng trongchiều dài l=1m của nguồn trên mặt phẳng dọc và ngang Khi đó tương quan giữa nguồn vàđiểm rọi sáng A hoàn toàn xác định bằng 3 tọa độ Hp và 2 góc , 

c Nguồn mặt.

Trần phát sáng, cửa sổ phát sáng, tập hợp nhiều panel phát sáng, kích thước các cạnhcủa mặt phát sáng xấp xỉ khoảng cách chiếu sáng

Đặc trưng khả năng phát sáng của nguồn mặt bằng độ chói phân bố trên mặt phản xạ

và trong không gian

Mặt phát sáng với độ chói phân bố đều sử dụng ngày càng rộng rãi trong các côngtrình công cộng

1.8 Dụng cụ chiếu sáng

1.8.1 Sơ lược về dụng cụ chiếu sáng

Trong lịch sử phát triển loài người luôn khám phá tìm tòi các nguồn năng lượng mới thaythế các nguồn năng lượng tự nhiên

Lịch sử chiếu sáng chia thành hai giai đoạn:

 Giai đoạn đầu trước khi có đèn điện con người đã phát khám phá ra và biếtdùng mặt trời, lửa sau đó là nến để chiếu sáng

 Giai đoạn hai sự phát triển của các loại đèn

Phát minh ra đèn điện là một trong những phát minh vĩ đại nhất của loài người

- 19/10/1879 nhà bác học Edison phát minh ra bóng đèn sợi đốt nhưng các tính năng kĩthuật rất hạn chế: Tuổi thọ 40h hiệu suất phát quang 1,6 lm/W tóc làm bằng cacbon nhưng

Hiệu suất phát quang:

Là thông số đánh giá tính hiệu quả của nguồn sáng là tỉ số phát ra quang thông với điệnnăng tiêu thụ

Tuổi thọ:

Với các hãng khác nhau đưa ra các định nghĩa khác nhau nhưng có thể khái quát chung.Tuổi thọ của bóng đèn được đánh giá bởi sự suy giảm quang thông trong quá trình sử dụngNhững phát minh này ngày càng cải tiến chất lượng hiệu suất tuổi thọ và màu sắc Dựa vàobản chất đặc điểm ta có thể phân ra thành các loại bóng đèn thông dụng như sau:

Hình 1.16 Phân loại bóng đèn

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG GIẢNG ĐƯỜNG

2.1 Giới thiệu về công trình

Là giảng đường của một trường đại học lớn, giảng đường 8 tầng có đầy đủ các yêucầu theo tiêu chuẩn về không gian, trang thiết bị để phục vụ tốt cho công tác đào tạo.Giảng đường này là một trong những giảng đường chính của trường Để thuận tiệncho công tác dạy và học của giáo viên và sinh viên nên giảng đường được bố trí xây dựnggần với cổng chính của trường

Hình 2 1:Giảng đường 8 tầng

Hình 2 2: Mặt bàng khuôn viên trường

 Địa điểm giảng đường

Tòa nhà giảng đường là cơ sở 2 của một trường Đại học lớn, tọa lạc tại đường Đại lộBình Dương – Thành Phố Thủ Dầu Một- Tỉnh Bình Dương

Tòa nhà giảng đường được xây dựng có vị trí thuận lợi về hệ thống giao thôngđường bộ, tuyến đường huyết mạch Gần khu vực dân cư sống đông đúc, gần chợ,trung tâm hành chính, trung tâm kinh tế và các khu công nghiệp

Hình 2 3 M t b ng m t t ng đi n hình ặt bằng một tầng điển hình ằng một tầng điển hình ột tầng điển hình ầng điển hình ển hình

NHÀ ĐA NĂNG

GIẢNG ĐƯỜNG

 Tòa nhà gi ng đ ảng đường: 1500 m ường: 1500 m ng: 1500 m 2

+ Gồm 6 tầng lầu, 1 tầng trệt và 1 tầng hầm

+ Mỗi tầng gồm 7 phòng học, phòng giáo viên và hệ thống nhà vệ sinh

+ Phòng học 70 chỗ: Diện tích 70m2

+ Phòng chờ giáo viên: Diện tích 25m2

-Các phòng học, giảng đường được trang bị các thiết bị điện như: Đèn huỳnh quang, quạt trần, máy chiếu, loa-âm li, ổ cắm điện, ổ cắm âm thanh, aptomat

-Tầng trệt: Ngoài 7 phòng học, tầng trệt còn có 4 thang máy, 2 động cơ bơm nước chữacháy

-Tầng hầm: đèn huỳnh quang, 2 máy bơm nước sinh hoạt, quạt thông gió Tầng trệt và các tầng trên, mỗi tầng có chiều cao là 3,6 m, tầng hầm cao 4,5m

Từ tầng 1 đến tầng 7 mỗi tầng đều có 7 phòng học có sức chứa 70 chỗ

 Nhà đa năng: 250 m 2

- Đưu tiên c s d ng đ h c các môn Giáo d c th ch t, các ho t đ ng th tao ử dụng ụng ển hình ọn sơ độ cấp điện trung áp ụng ển hình ấp điện trung áp ại đèn sử dụng ộ cấp điện trung áp ển hình

và các chưu tiênờngng trình văn ngh ện trung áp

- Có h th ng nhà v sinh cho sinh viênện trung áp ố và yêu cầu thiết kế chiếu sáng ện trung áp

2.2 Phần mềm thiết kế chiêu sáng DiaLux

2.2.1 Gi i thi u chung ới thiệu chung ệu chung

DiaLux là phần mềm của hãng Dial GmbH của Đức, cho phép tính toán thiết kếchiếu sáng trong nhà và ngoài trời với giao diện 3D trực quan sinh động

Một trong số những ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa chọn

bộ đèn, không chỉ các bộ đèn của hãng Osram mà còn hỗ trợ nhiều Databases của nhiềuhãng đèn khác nhau trên thế giới như: Philips, Erco, Thorn, Meyer…, và thậm chí làcủa Rạng Đông hay Điện Quang của Việt Nam

2.2.2 Th c hi n mô ph ng chi u sáng trên Dialux ự nhiên ệu chung ỏng chiếu sáng trên Dialux ếp của mặt trời.

Các bước tiến hành thiết kế chiếu sáng trên phần mềm DiaLux như sau: