thiết kế chiếu sáng phòng chờ 6 x 7 x 4 2 12 ổ đôi cắm điện pđ 300w quạt 02 điều hòa

Những nghiên cứu và kết quả từ báo cáo này sẽ đóng góp vào việc thiết kế và triển khai các hệ thống chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho phòng chờ, đồng thời tạo tiền đề cho c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

BÀI TẬP LỚN

CUNG CẤP ĐIỆN

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

PHÒNG CHỜ

Người hướng dẫn : PGS TS Nguyễn Tiến Dũng

Sinh viên thực hiện: Đinh Văn Dũng Lớp: Kỹ thuật điện, điện tử

Khóa : 62

NGHỆ AN, 2024

LỜI MỞ ĐẦU

Trong các tòa nhà công cộng, phòng chờ là không gian quan trọng, đóng vai trò là nơi nghỉ ngơi, thư giãn và chờ đợi của nhiều người Việc thiết kế chiếu sáng cho phòng chờ không chỉ ảnh hưởng đến cảm nhận và tâm trạng của người

sử dụng mà còn góp phần tạo nên vẻ đẹp thẩm mỹ và nâng cao chất lượng dịch

vụ Đặc biệt, ánh sáng phải đảm bảo các yếu tố về độ sáng, màu sắc và sự đồng đều để mang lại cảm giác thoải mái, dễ chịu cho mọi người trong suốt thời gian chờ đợi

Đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng chờ" môn Cung Cấp Điện nhằm nghiên cứu và đưa ra các giải pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng hiệu quả cho một phòng chờ điển hình Báo cáo này sẽ trình bày các phương pháp tính toán, lựa chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp và bố trí đèn sao cho đạt được hiệu quả chiếu sáng tối ưu Thông qua việc áp dụng các kiến thức lý thuyết và kỹ thuật hiện đại, đề tài không chỉ giúp cải thiện chất lượng không gian phòng chờ mà còn nâng cao trải nghiệm của người sử dụng

Những nghiên cứu và kết quả từ báo cáo này sẽ đóng góp vào việc thiết kế và triển khai các hệ thống chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho phòng chờ, đồng thời tạo tiền đề cho các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ……… 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG……… 3

1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.1 Khái niệm hệ thống chiếu sáng… ……….3

1.1.2 Thiết bị cần thiết……… 3

1.1.3 Vai trò của hệ thống chiếu sáng……… 4

1.2.Cơ sở lý thuyết 5

1.2.1.Đại lượng đo lường ánh sáng……….……… 5

1.2.2 Các tiêu chuẩn của hệ thống chiếu sáng……… 7

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG CHỜ 9

2.1 Yêu cầu thiết kế 9

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 9

2.3 Thiết kế cung cấp điện………12

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

1.1 Giới thiệu chung.

1.1.1 Khái niệm hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng là tập hợp các thiết bị và công nghệ được thiết kế để cung cấp ánh sáng cho một không gian cụ thể, đáp ứng nhu cầu về thị giác, thẩm

mỹ và an toàn Một hệ thống chiếu sáng hiệu quả không chỉ đảm bảo cung cấp

đủ ánh sáng cho các hoạt động mà còn tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, tạo môi trường sống và làm việc thoải mái Hệ thống này bao gồm nguồn sáng (đèn), thiết bị điều khiển, hệ thống dây dẫn và các thiết bị phụ trợ Vai trò của hệ thống chiếu sáng rất quan trọng, giúp đảm bảo tầm nhìn, an toàn, tăng năng suất lao động và tạo ra môi trường sống và làm việc tốt Khi thiết kế hệ thống chiếu sáng, cần xem xét các yếu tố như độ rọi, nhiệt độ màu, tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ thiết bị và an toàn điện Việc áp dụng đúng các nguyên tắc thiết kế chiếu sáng sẽ mang lại nhiều lợi ích thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và hiệu suất công việc

1.1.2 Thiết bị cần thiết

Các thiết bị cần thiết của hệ thống chiếu sáng bao gồm:

- Nguồn sáng: Là bộ phận cung cấp ánh sáng cho hệ thống Nguồn sáng có thể là đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn LED, v.v

- Thiết bị điều khiển: Dùng để điều khiển bật/tắt, điều chỉnh độ sáng, thay đổi màu sắc của ánh sáng, v.v Thiết bị điều khiển có thể là công tắc, dimmer, bộ điều

- Thiết bị quang học: Dùng để định hướng ánh sáng, tạo hiệu ứng ánh sáng mong muốn Thiết bị quang học có thể là chóa đèn, gương, ống kính, v.v

- Phụ kiện: Dùng để hỗ trợ lắp đặt, kết nối các thiết bị trong hệ thống chiếu sáng Phụ kiện có thể là dây điện, ổ cắm, kẹp, v.v

Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng cũng có thể bao gồm các thiết bị khác như:

- Cảm biến: Dùng để tự động bật/tắt đèn khi có người di chuyển hoặc thay đổi

mức độ ánh sáng môi trường.

- Hệ thống điều khiển thông minh: Dùng để điều khiển hệ thống chiếu sáng từ

xa thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng

Số lượng và loại thiết bị cần thiết cho hệ thống chiếu sáng sẽ phụ thuộc vào mục đích sử dụng, diện tích không gian cần chiếu sáng, ngân sách, v.v

1.1.3 Vai trò của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, bao gồm:

1 Chiếu sáng trong nhà

- Hệ thống chiếu sáng cung cấp ánh sáng cho các hoạt động sinh hoạt, học tập, làm việc trong nhà

- Ánh sáng phù hợp giúp bảo vệ thị lực, tăng cường sức khỏe và nâng cao hiệu quả công việc

- Hệ thống chiếu sáng được thiết kế khoa học góp phần tạo nên **mỹ quan** cho ngôi nhà

2 Chiếu sáng ngoài trời

- Hệ thống chiếu sáng ngoài trời giúp đảm bảo an toàn giao thông vào ban đêm

- Ánh sáng đường phố giúp người lái xe quan sát rõ ràng, giảm thiểu nguy cơ tai nạn giao thông

- Hệ thống chiếu sáng cảnh quan giúp tôn vinh vẻ đẹp của các công trình kiến trúc, khu vườn, v.v

3 Chiếu sáng trong công nghiệp

- Hệ thống chiếu sáng cung cấp ánh sáng cho các hoạt động sản xuất, chế tạo trong nhà máy, xí nghiệp

- Ánh sáng phù hợp giúp đảm bảo an toàn lao động, nâng cao năng suất làm việc

- Hệ thống chiếu sáng tiết kiệm năng lượng góp phần giảm chi phí sản xuất

4 Chiếu sáng trong nông nghiệp

- Hệ thống chiếu sáng sử dụng trong chăn nuôi gia súc, gia cầm giúp kéo dài thời gian chiếu sáng, kích thích tăng trưởng và sản lượng

- Ánh sáng nhân tạo giúp điều chỉnh chu kỳ sinh sản của cây trồng, tăng năng suất thu hoạch

5 Chiếu sáng trong y tế

- Hệ thống chiếu sáng cung cấp ánh sáng cho các phòng mổ, phòng khám, phòng thí nghiệm

- Ánh sáng có độ rọi cao, không gây chói giúp bác sĩ thực hiện các ca phẫu thuật chính xác

- Hệ thống chiếu sáng vô trùng đảm bảo an toàn cho bệnh nhân trong các thủ thuật y tế

Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như:

- Chiếu sáng sân khấu, hội trường

- Chiếu sáng quảng cáo

- Chiếu sáng nghệ thuật

- Chiếu sáng dưới nước

Nhìn chung, hệ thống chiếu sáng đóng vai trò thiết yếu trong đời sống, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống con người

1.2 Cơ sở lý thuyết

1.2.1 Đại lượng đo lường ánh sáng

Đo lường ánh sáng là một phần quan trọng trong thiết kế hệ thống chiếu sáng, giúp đảm bảo ánh sáng đủ và phù hợp với nhu cầu sử dụng Dưới đây là các đại lượng cơ bản thường được sử dụng trong lĩnh vực chiếu sáng:

1 Quang Thông (Luminous Flux)

- Ký hiệu: Φ (Phi)

- Đơn vị: Lumen (lm)

- Định nghĩa: Quang thông là tổng lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng theo mọi hướng Đây là đại lượng biểu thị công suất ánh sáng của nguồn sáng, không phụ thuộc vào hướng phát sáng

2 Độ Rọi (Illuminance)

- Ký hiệu: E

- Đơn vị: Lux (lx)

- Định nghĩa: Độ rọi là mật độ quang thông trên một đơn vị diện tích bề mặt được chiếu sáng Nó biểu thị mức độ sáng trên bề mặt làm việc

- Công thức: E = Φ / A, trong đó A là diện tích bề mặt được chiếu sáng (m²)

3 Độ Chói (Luminance)

- Ký hiệu: L

- Đơn vị: Candela trên mét vuông (cd/m²)

- Định nghĩa: Độ chói là đại lượng đo lường cường độ ánh sáng phát ra hoặc phản xạ từ một bề mặt theo một hướng nhất định Độ chói liên quan đến cảm nhận của mắt người về độ sáng của bề mặt

- Công thức: L = I / A cos(θ), trong đó I là cường độ sáng (cd), A là diện tích), trong đó I là cường độ sáng (cd), A là diện tích

bề mặt và θ), trong đó I là cường độ sáng (cd), A là diện tích là góc giữa hướng quan sát và pháp tuyến của bề mặt

4 Cường Độ Sáng (Luminous Intensity)

- Ký hiệu: I

- Đơn vị: Candela (cd)

- Định nghĩa: Cường độ sáng là lượng quang thông phát ra theo một hướng nhất định từ nguồn sáng Nó cho biết mức độ sáng của nguồn sáng theo một hướng cụ thể

- Công thức: I = Φ / Ω, trong đó Ω là góc khối (sr, steradian)

5 Hiệu Suất Sáng (Luminous Efficacy)

- Ký hiệu: η

- Đơn vị: Lumen trên watt (lm/W)

- Định nghĩa: Hiệu suất sáng là tỷ lệ giữa quang thông và công suất điện tiêu thụ Nó cho biết mức độ hiệu quả của nguồn sáng trong việc chuyển đổi điện năng thành ánh sáng

6 Nhiệt Độ Màu (Color Temperature)

- Ký hiệu: Tc

- Đơn vị: Kelvin (K)

- Định nghĩa: Nhiệt độ màu là thước đo màu sắc của ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng, dựa trên cơ sở so sánh với ánh sáng phát ra từ một vật đen tuyệt đối được nung nóng đến nhiệt độ đó Ánh sáng có nhiệt độ màu thấp (<3000K) có màu vàng ấm, trong khi ánh sáng có nhiệt độ màu cao (>5000K) có màu trắng xanh lạnh

7 Chỉ Số Hoàn Màu (Color Rendering Index - CRI)

- Ký hiệu: Ra

- Đơn vị: Không có đơn vị, giá trị từ 0 đến 100

- Định nghĩa: CRI là chỉ số đo lường khả năng của nguồn sáng trong việc hiển thị màu sắc của các vật thể một cách trung thực so với ánh sáng tự nhiên Chỉ số càng cao, màu sắc càng được tái tạo chính xác

1.2.2 Các tiêu chuẩn hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng cần đáp ứng các tiêu chuẩn sau để đảm bảo chất lượng ánh sáng, an toàn và hiệu quả:

1 Tiêu chuẩn về độ rọi

- Độ rọi là lượng ánh sáng chiếu lên một đơn vị diện tích Đơn vị đo độ rọi là lux (lx)

- Mức độ rọi cần thiết cho các khu vực khác nhau được quy định trong các tiêu chuẩn chiếu sáng

+ Phòng học: 300 - 500 lx

+ Văn phòng: 300 - 500 lx

+ Bệnh viện: 200 - 300 lx

+ Đường phố: 1 - 10 lx

- Việc lựa chọn mức độ rọi phù hợp sẽ giúp đảm bảo thị lực cho người sử dụng

và tạo cảm giác thoải mái khi hoạt động

2 Tiêu chuẩn về độ chói

- Độ chói là cảm giác khó chịu do sự chênh lệch độ sáng giữa các vật thể trong tầm nhìn

- Độ chói quá cao có thể gây mỏi mắt, nhức đầu, giảm khả năng tập trung

- Các tiêu chuẩn chiếu sáng quy định mức độ chói tối đa cho phép trong các khu vực khác nhau Ví dụ:

+ Phòng học: 30 UGR

+ Văn phòng: 25 UGR

+ Bệnh viện: 20 UGR

+ Đường phố: 10 UGR

- Việc kiểm soát độ chói giúp đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người sử dụng

3 Tiêu chuẩn về chỉ số hoàn màu

- Chỉ số hoàn màu (CRI) là thước đo khả năng thể hiện màu sắc của ánh sáng nhân tạo so với ánh sáng tự nhiên

- Chỉ số CRI càng cao, ánh sáng càng thể hiện màu sắc trung thực

- Các tiêu chuẩn chiếu sáng quy định chỉ số CRI tối thiểu cho các khu vực khác nhau Ví dụ:

+ Phòng học: CRI > 80

+ Văn phòng: CRI > 80

+ Bệnh viện: CRI > 90

+ Đường phố: CRI > 70

- Việc sử dụng nguồn sáng có chỉ số CRI cao giúp đảm bảo nhận thức màu sắc chính xác và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng

4 Tiêu chuẩn về hiệu suất năng lượng

- Hiệu suất năng lượng của hệ thống chiếu sáng là tỷ lệ giữa lượng ánh sáng hữu dụng được tạo ra và lượng điện năng tiêu thụ

- Việc sử dụng hệ thống chiếu sáng có hiệu suất năng lượng cao giúp tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường

- Các tiêu chuẩn chiếu sáng quy định mức hiệu suất năng lượng tối thiểu cho các loại đèn và thiết bị chiếu sáng

5 Tiêu chuẩn về an toàn

- Hệ thống chiếu sáng cần được thiết kế và lắp đặt đảm bảo an toàn cho người sử dụng

- Các tiêu chuẩn an toàn về điện cần được tuân thủ trong quá trình thiết kế, thi công và vận hành hệ thống chiếu sáng

PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG CHỜ

2.1 Yêu cầu thiết kế

2.1.1 Kích thước phòng chờ

- Kích thước giảng đường: a*b*h= 6m*7m*4.2m

- Diện tích sàn: 42 m2

2.1.2 Các thiết bị điện

- 12 ổ đôi cắm điện (Pđ = 300w)

- Quạt

- 02 điều hòa

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ

 Bước 1: Chọn độ rọi:

Theo TCVN 7114 - 1 : 2008, ISO 8995 - 1 : 2002, độ rọi yêu cầu E yc= 200lux đối với văn phòng

 Bước 2: Chọn chỉ số hoàn màu CRI:

Theo TCVN 7114 - 1 : 2008, ISO 8995 - 1 : 2002, chỉ số hoàn màu CRI≥80%

 Bước 3: Chọn nhiệt độ màu:

Dựa vào biểu đồ Kruithof (Hình 1) với độ rọi yêu cầu Eyc = 200lx nên chọn đèn

có T= 3000÷400 oK

 Bước 4: Chọn loại đèn:

Từ các số liệu của các bước trên chọn loại bóng đèn LED Rạng Đông 1200/40W M36

Nhiệt độ màu 3000 oK

Bảng 1 Thông số đèn surface mounted linear luminaire pcfnn36l.

 Bước 5: Bố trí sơ bộ

- Chọn khoảng cách từ bộ đèn đến trần: h’ = 0 m

=> h = H - h’ = 4,2 - 0 = 4.2 m

- Chỉ số treo đèn: j = h+h ' h ' = 4 ,2+00 = 0

- Chỉ số không gian: k = h(a+b) a b = 4 ,2 (7+6) 7 x 6 = 0,77

- 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 4,5m = 4,95 m

- Số đèn tối thiểu theo chiều dài:Na = n a

max = 4 ,9 57 = 1,4 => Chọn tối thiểu 2 đèn

- Số đèn tối thiểu theo chiều rộng:Nb = n b

max = 4 ,9 56 = 1,21 => Chọn tối thiểu 2 đèn

- Tổng quang thông: Đèn LED trong môi trường bụi trung bình, bảo dưỡng tốt

có δ = 1.25, bộ đèn B có j = 0; k = 0,77; U =1,17

Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng là: FΣ= E S δ ƞ U = 200 7 6 1,250 ,5.1,17 = 17948,71 lm

- Số lượng đèn tối thiểu cần thiết: Nđ = 17948,713600 =4,3 => 4 đèn

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

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

a = 72 = 3,5 m

- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng: y = N b

b = 62 = 3 m

- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều dài: 23 ≤ p ≤ 2

2 => p = 1,75 m

- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều rộng: 33 ≤ q ≤ 3

2=> q = 1,5m

- Bố trí đèn như hình:

+ Chiều dài phòng : a = 7 m

+ Chiều rộng phòng : b = 6 m

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : p = 1,75 m

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : q = 1,5 m

+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều dài : x = 3,5 m

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

Hình 3 Sơ đồ bố trí bóng đèn

2.3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

2.3.1 Chọn loại quạt:

Với phòng có diện tích 42 m2 ta chọn lắp 4 Quạt trần 3 cánh điện cơ 25cm QT1400-S với các thông số mỗi quạt như sau:

Công suất 75 W

Bảng 2 Thông số trần Panasonic F60MZ2

2.3.2 Chọn điều hòa

Với văn phòng có diện tích 56 m2 ta chọn điều hòa Điều hòa Casper Inverter

9300 BTU GC-09IS35 1010W với số lượng là 2 cái

2.3.3 Tổng công suất thiết kế

Tổng công suất đèn là 4 x 40 = 160 W

Tổng công suất quạt là 4 x 75 = 300 W

Tổng công suất điều hòa 2 x 1010 = 2020 W

Tổng công suất ổ cắm là 300W

=> Tổng công suất cả phòng: 2780 W

2.3.4 Chọn thiết bị bảo vệ

 Aptomat tổng:

Điều kiện:

Uđmcb≥ Uđm lưới => Uđmcb≥ 220 V

Iđmcb≥ Ilàm việc => Iđmcb≥12,63 A

Từ hai điều kiện trên ta chọn MCB Panasonic BBD2502CNV 30A 6kA 2P

Hình 5 MCB Panasonic BBD2502CNV 30A 6kA 2P

2.3.5 Sơ đồ đấu nối

Sơ đồ đấu nối

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện bài tập về "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng chờ", chúng ta đã hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của việc thiết kế chiếu sáng hiệu quả và khoa học trong không gian công cộng Chiếu sáng không chỉ ảnh hưởng đến cảm giác thoải mái và tâm lý của người sử dụng, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên môi trường làm việc an toàn và hiệu quả Việc lựa chọn và bố trí các thiết bị chiếu sáng phù hợp đã giúp chúng ta nắm vững các nguyên lý cơ bản trong thiết kế chiếu sáng, như việc đảm bảo độ rọi tiêu chuẩn, phân bố ánh sáng đồng đều, và tối ưu hóa hiệu suất năng lượng Chúng ta cũng đã khám phá cách sử dụng các công cụ tính toán và phần mềm hỗ trợ để đạt được kết quả chính xác và đáng tin cậy Kết quả từ bài tập này không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn mang lại những giá trị thực tiễn, có thể áp dụng vào các dự án thực tế trong tương lai Hy vọng rằng, những kiến thức và kinh nghiệm tích lũy được từ bài tập này sẽ giúp ích cho chúng ta trong việc thực hiện các dự án thiết kế chiếu sáng khác, góp phần nâng cao chất lượng không gian sống và làm việc

Xin chân thành cảm ơn