thiết kế chiếu sáng giảng đường 7 x 7 x 4 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO HỌC PHẦN

CUNG CẤP ĐIỆN

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNGCHO GIẢNG ĐƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : PGS TS Nguyễn Tiến DũngSinh viên thực hiện:Tạ Hữu Khởi

NGHỆ AN, 5 - 2024

LỜI NÓI ĐẦU

Ánh sáng - yếu tố then chốt định hình không gian, tác động trực tiếp đếnthị lực, tinh thần và hiệu quả học tập Nhận thức được tầm quan trọng đó,bài tập lớn này tập trung vào thiết kế hệ thống chiếu sáng cho giảng đường- nơi nuôi dưỡng trí tuệ và khơi nguồn cảm hứng.

Mục tiêu hướng đến một hệ thống chiếu sáng hoàn hảo, đáp ứng đầy đủ cáctiêu chí:

Hiệu quả chiếu sáng: Cung cấp đủ ánh sáng, đồng đều và phù hợp cho cáchoạt động học tập Đảm bảo sự tập trung và tiếp thu kiến thức hiệu quả.Bảo vệ thị lực: Ưu tiên sử dụng đèn có chỉ số CRI cao (chỉ số hoàn màu).Giảm thiểu hiện tượng chói sáng, loá mắt Bảo vệ đôi mắt khỏi mỏi mệt vàtổn thương.

Tính thẩm mỹ: Tạo ra không gian đọc sách đẹp mắt, hài hòa Phù hợp vớisở thích và cá tính của người sử dụng Khơi gợi cảm hứng sáng tạo và hamhọc hỏi.

Tiết kiệm năng lượng: Lựa chọn đèn tiết kiệm điện Kết hợp các biện pháptối ưu hóa trong thiết kế Góp phần bảo vệ môi trường và giảm thiểu chiphí vận hành

Bài tập lớn này hứa hẹn mang đến giải pháp thiết kế hệ thống chiếu sángtối ưu cho giảng đường, góp phần nâng cao chất lượng môi trường học tậpvà khơi dậy niềm đam mê học hỏi trong mỗi người

MỤC LỤC

PHẦN 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 03

1.1 Lý do lựa chọn đề tài 03

1.2 Ánh sáng và các đại lượng đo lường ánh sáng 04

PHẦN 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG GIẢNG ĐƯỜNG 06

2.1 Yêu cầu thiết kế 06

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 06

2.3.2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 11

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

PHẦN 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.1 LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI

1.1.1 Ánh sáng - Người bạn đồng hành trong học tập

Ánh sáng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống con người, đặcbiệt là trong các hoạt động học tập Một hệ thống chiếu sáng phù hợp sẽmang đến những lợi ích thiết thực:

 Nâng cao hiệu quả học tập và làm việc: Ánh sáng đầy đủ, đồng đều giúptăng cường khả năng tập trung, tiếp thu kiến thức hiệu quả và giảmthiểu mệt mỏi.

 Bảo vệ thị lực: Hệ thống chiếu sáng hợp lý giúp giảm nguy cơ mắc cácbệnh về mắt như cận thị, viễn thị, loạn thị, mỏi mắt, bảo vệ đôi mắtkhỏe mạnh cho người đọc Tạo môi trường học tập thoải mái: Ánh sángdịu nhẹ, không gây chói loá giúp tạo bầu không khí thư giãn, thoải mái,khơi gợi hứng thú học tập và sáng tạo.

sức khỏe người sử dụng.

1.1.3 Thiết kế chiếu sáng phòng đọc: Một giải pháp thiết thực

Việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho giảng đường là một vấn đề cấp thiếtnhằm đảm bảo môi trường học tập:

 An toàn: Bảo vệ thị lực và sức khỏe người sử dụng. Hiệu quả: Nâng cao hiệu quả học tập và làm việc.

 Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng nguồn điện hợp lý, góp phần bảo vệ môitrường.

1.1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài "Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho giảng đường" mang ý nghĩa khoahọc và thực tiễn cao:

 Khoa học: Góp phần nghiên cứu và ứng dụng các kiến thức khoa học vềchiếu sáng vào thực tế.

 Thực tiễn: Đáp ứng nhu cầu cấp thiết về thiết kế hệ thống chiếu sángcho giảng đường, nâng cao chất lượng môi trường học tập.

Với những lý do trên, đề tài "Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho giảngđường" là một đề tài nghiên cứu khoa học có ý nghĩa thiết thực, đáp ứngnhu cầu thực tế của xã hội và có khả năng áp dụng cao.

1.2 ÁNH SÁNG VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO LƯỜNG ÁNH SÁNG1.2.1 Khái niệm Ánh sáng

Ánh sáng là bức xạ điện từ mà mắt người có thể cảm nhận được một cáchtrực tiếp Nó đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người, đặc biệt làtrong các hoạt động học tập và đọc sách.

1.2.2 Các đại lượng đo lường ánh sáng

Để đánh giá chất lượng hệ thống chiếu sáng, ta cần sử dụng các đại lượngđo lường ánh sáng sau:

Quang thông (Φ):Φ):): Là đại lượng trắc quang cho biết tổng công suất bức xạ

ánh sáng mà nguồn sáng phát ra theo mọi hướng trong một giây Đơn vịđo: Lumen (lm).

Cường độ sáng (Φ):I): Thể hiện mật độ năng lượng ánh sáng phát ra từ một

nguồn sáng theo một hướng nhất định trên một đơn vị góc khối Đơn vị đo:Candela (cd).

Độ chói (Φ):L): Đặc trưng cho khả năng gây cảm giác chói của nguồn sáng

hoặc bề mặt phản xạ Đơn vị đo: Candela trên mét vuông (cd/m²).

Độ rọi (Φ):E): Biểu thị mật độ quang thông chiếu lên một mặt phẳng có diện

tích nhất định Đơn vị đo: Lux (lx).

Nhiệt độ màu (Φ):Tc): Thể hiện màu sắc của ánh sáng do nguồn sáng phát ra,

được đo bằng thang Kelvin (K).

Vai trò của các đại lượng đo lường ánh sáng:

Quang thông: Giúp xác định tổng lượng ánh sáng mà nguồn sáng cung cấp.Cường độ sáng: Đánh giá độ tập trung của ánh sáng theo một hướng nhấtđịnh.

Độ chói: Phân biệt khả năng gây chói của các nguồn sáng khác nhau.Độ rọi: Xác định mức độ chiếu sáng của một mặt phẳng.

Nhiệt độ màu: Phân biệt màu sắc của ánh sáng (ví dụ: vàng ấm, trắnglạnh).

Hiểu rõ các đại lượng đo lường ánh sáng là nền tảng khoa học quan trọngđể thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp, đảm bảo:

Cung cấp đủ ánh sáng: Đáp ứng nhu cầu học tập, bảo vệ thị lực.Tránh chói sáng: Tạo môi trường học tập thoải mái, dễ chịu.Phân bố ánh sáng hợp lý: Đảm bảo đồng đều, không gây mỏi mắt.

Lựa chọn màu sắc ánh sáng phù hợp: Tạo bầu không khí thư giãn, kíchthích tư duy sáng tạo.

Sử dụng hiệu quả các đại lượng đo lường ánh sáng sẽ góp phần nâng caochất lượng môi trường học tập, mang lại lợi ích thiết thực cho người sửdụng.

PHẦN 2

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG GIẢNG ĐƯỜNG

2.1 Yêu cầu thiết kế

3.1.1 Kích thước

- Kích thước : a*b*h=7m*7m*4.2m - Diện tích sàn: 49 m2

3.1.2 Các thiết bị điện

- 12 ổ đôi cắm điện (Pđ = 300w)- Quạt

 Bước 2: Chọn chỉ số hoàn màu CRI:

Theo TCVN 7114 - 1 : 2008, , chỉ số hoàn màu CRI≥80% Bước 3: Chọn nhiệt độ màu:

Dựa vào biểu đồ Kruithof với độ rọi yêu cầu Eyc = 500lx nên chọn đèn cóT= 3000÷5000 oK

 Bước 4: Chọn loại đèn:

Từ các số liệu của các bước trên chọn loại bóng đèn Đèn tuýp LED bánnguyệt 1m2 40W

- Chỉ số treo đèn: j = h+h 'h ' = 3,5+00 = 0

- Chỉ số không gian: k = h(a+b)a b = 3,5.(7+7)7 x 7 = 1

- Để đảm bảo độ đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc khoảng cách giữa các bộ đèn thỏa mãn điều kiện sau: ¿)max = 1,1

=> nmax = 1,1h = 1,1 x 3,5m = 3,85 m- Số đèn tối thiểu theo chiều dài:Na = na

max = 3,857 = 1,81 => Chọn tối thiểu 2 đèn

- Số đèn tối thiểu theo chiều rộng:Nb = nb

max = 3,857 = 1,81 => Chọn tối thiểu 2 đèn

- Tổng quang thông: Đèn LED trong môi trường bụi trung bình, bảo dưỡngtốt có δ = 1.25, bộ đèn B có j = 0; k = 1; U =1,17

Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng là: FΣ= E S δƞ U = 50 0 7 7 1,250 ,9 1,17 = 29083,57 lm

- Số lượng đèn tối thiểu cần thiết: Nđ = 29083,574000 = 7,27 => 8 đèn

Dựa vào số lượng đèn tối thiểu theo 2 chiều ta chọn theo chiều dài 4 đèn, chiều rộng 2 đèn

- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài: x = Na

a = 74 = 1,75 m- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng: y = Nb

b = 72 = 3,5 m

- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều dài: 1, 753 ≤p ≤1, 75

2 => p = 0,875 m

- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều rộng: 3,53 ≤q ≤ 3,5

2 => q = 1,75m

- Bố trí đèn như hình:

+ Chiều dài phòng : a = 7 m+ Chiều rộng phòng : b = 7 m

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : p = 0,875 m+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : q = 1,75 m+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều dài : x = 1,75 m

+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều rộng : y = 3,5 m

Hình 3 Sơ đồ bố trí bóng đèn

2.3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Với văn phòng có diện tích 49m2 ta chọn điều hòa Điều hòa Casper InverterGC-09IS35 1010W với số lượng là 2 cái

2.3.3 Tổng công suất thiết kế

Tổng công suất đèn là 8 x 40 = 320 WTổng công suất quạt là 4 x 75 = 300 WTổng công suất điều hòa 2 x 1010 = 2020 WTổng công suất ổ cắm là 300W

=> Tổng công suất cả phòng: 2940 W2.3.4 Chọn thiết bị bảo vệ

 Aptomat tổng:

Điều kiện: Uđmcb≥ Uđm lưới => Uđmcb ≥ 220 VIđmcb≥ Ilàm việc => Iđmcb≥13,36 A

Từ hai điều kiện trên ta chọn MCB Panasonic BBD2502CNV 20A 6kA 2P

Hình 5 MCB Panasonic BBD2502CNV 30A 6kA 2P

2.3.5 Sơ đồ đấu nối

KẾT LUẬN

Hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo dựng môitrường học tập hiệu quả và bảo vệ sức khỏe người sử dụng Hiểu được tầmquan trọng đó, chúng tôi đề xuất giải pháp thiết kế hệ thống chiếu sángphòng đọc đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sau:

1 Tiêu chuẩn chiếu sáng:

Tuân thủ các tiêu chuẩn chiếu sáng quốc tế (ISO, EN) và Việt Nam(TCVN) về độ rọi, đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cho mọi khu vực trongphòng đọc.

Đảm bảo độ rọi tối thiểu phù hợp với các hoạt động học tập và đọc sách,giúp người đọc tập trung và tiếp thu kiến thức hiệu quả.

Kiểm soát độ chói lóa trong phạm vi an toàn, bảo vệ mắt khỏi mỏi mệt vàtổn thương.

Ưu tiên sử dụng đèn LED tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu chi phí vậnhành và góp phần bảo vệ môi trường.

Áp dụng các biện pháp điều khiển thông minh như cảm biến chuyển động,công tắc hẹn giờ để tối ưu hóa việc sử dụng điện năng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1, TCVN 7114-1:2008 (ISO 8995-1:2002) - Chiếu sáng nơi làm việc - Phần 1: Nơi làm việc trong nhà (Bộ Khoahọc và Công nghệ, 2008)

2, IEC 60598 - Tiêu chuẩn quốc tế về thiết bị chiếu sáng (International Electrotechnical Commission, 2021)