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

Đề xuất giải pháp thiết kế chiếu sáng văn phòng: Đưa ra các giải pháp cụ thể cho việc thiết kế chiếu sáng trong không gian văn phòng mẫu.. Hình minh họa văn phòng 1.2 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ tên sinh viên: Tống Trần Thành Đô

Ngành: CNKT Điện – Điện tử

1 Mục tiêu đồ án: Hoàn thành được đề tài được giao theo đúng yêu cầu và thời

gian quy định

2 Nhiệm vụ:Tính toán thiết kế chiếu sáng; Phân bố đèn; kiểm tra lại độ rọi;

Tính toán lựa chọn giây và thiết kế đi dây cho chiếu sáng văn phòng

3 Ngày giao đồ án: 15/05/2024

4 Ngày hoàn thành đồ án: 31/5/2024

5 Người hướng dẫn:PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng

Nghệ An, ngày 30 tháng 05 năm 2024

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngày nay, môi trường làmviệc tại các văn phòng không ngừng được cải thiện để nâng cao hiệu suất laođộng và sự hài lòng của nhân viên Một trong những yếu tố quan trọng góp phầnvào việc tạo ra một không gian làm việc hiệu quả, thoải mái và an toàn chính là

hệ thống chiếu sáng

Chiếu sáng văn phòng không chỉ đơn thuần là cung cấp đủ ánh sáng đểlàm việc mà còn phải đảm bảo các yếu tố thẩm mỹ, sức khỏe và tâm lý củangười sử dụng Ánh sáng phù hợp có thể giảm thiểu mệt mỏi mắt, tăng cường

sự tập trung và nâng cao tinh thần làm việc Ngược lại, chiếu sáng không hợp lý

có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe như đau đầu, mệt mỏi, và giảm năng suấtlao động

Đồ án thiết kế chiếu sáng văn phòng này được thực hiện nhằm mục đíchnghiên cứu và áp dụng các nguyên tắc, tiêu chuẩn chiếu sáng hiện đại vào thực

tế, tạo ra một mô hình chiếu sáng văn phòng lý tưởng Qua đó, đồ án không chỉgiúp người đọc hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của chiếu sáng trong môi trườnglàm việc mà còn đưa ra những giải pháp thiết kế cụ thể, khả thi

Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu lýthuyết, khảo sát thực tế và áp dụng các phần mềm chuyên dụng để mô phỏng vàtối ưu hóa thiết kế chiếu sáng Đồ án bao gồm các nội dung chính như sau:

1 Tổng quan về chiếu sáng văn phòng: Trình bày khái niệm, tầm quan trọng

và các tiêu chuẩn chiếu sáng văn phòng

2 Các nguyên tắc thiết kế chiếu sáng: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến

thiết kế chiếu sáng, bao gồm ánh sáng tự nhiên và nhân tạo

3 Phương pháp thiết kế chiếu sáng: Trình bày quy trình và phương pháp thiết

kế chiếu sáng, bao gồm việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng, bố trí đèn và tính toán

4 Ứng dụng công nghệ trong chiếu sáng: Giới thiệu các công nghệ hiện đại

trong chiếu sáng như LED, hệ thống điều khiển thông minh và giải pháp tiếtkiệm năng lượng

5 Đề xuất giải pháp thiết kế chiếu sáng văn phòng: Đưa ra các giải pháp cụ

thể cho việc thiết kế chiếu sáng trong không gian văn phòng mẫu

Em hy vọng rằng đồ án này sẽ là một tài liệu tham khảo hữu ích cho cácnhà thiết kế, kỹ sư và các bên liên quan trong việc cải thiện môi trường làm việctại các văn phòng Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô vàcác bạn để đồ án được hoàn thiện hơn

MỤC LỤC

Trang

MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

MỤC LỤC 4

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6

1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VĂN PHÒNG 6

1.2 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 6

1.3 LỰA CHỌN CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 7

1.4 CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN TRONG CHIẾU SÁNG 7

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VĂN PHÒNG 10

2.1 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN 10

2.2 BỐ TRÍ ĐÈN 11

2.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN 14

2.4 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PHÒNG 15

2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI 15

2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 16

2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 17

2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP 18

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 20

3.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 20

3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 21

3.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT 21

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 24

4.1 KẾT LUẬN 24

4.2 ĐỀ XUẤT 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VĂN PHÒNG

Văn phòng có chiều dài 6m, chiều rộng 7m, chiều cao 4,2m Phụ tải gồm

12 ổ cắm đôi, quạt , 2 cái điều hòa

Hình 1 Hình minh họa văn phòng

1.2 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Trong thiết kế chiếu sáng điều quan trọng nhất chúng ta cần phải quantâm đèn là độ rọi (E) và hiệu quả của chiêu sáng đôi với thị giác của con người.Ngoài ra còn có các đại lượng như quang thông, màu sắc ánh sáng do các bóngđèn phát ra, sự bỏ trí các bộ đèn, vị trí treo đèn trên trần Đê làm sao cho cănphòng hay phân xưởng được chiêu sáng đêu ở mọi vị trí, đảm bảo tính kinh tê,

vẽ mỹ quan của căn phòng mà không làm cho những người làm việc trong đókhông bị chói, tỉnh kinh tê cũng được xem xét trong thiết kè chiêu sảng Vì vậycông việc thiệt kẻ chiêu sảng cần các yêu cầu sau:

 Không làm lóa mắt, vì cường độ ánh sáng cao chiêu vào mặt sẽ làm chothân kinh bị căn thẳng, thi giác bị lệch lạc

 Không bị lòa khi ánh sáng bị phản xạ, ở một số thiết bị có bề mặt sángbóng làm cho ánh sáng phản xạ lại cũng khá lớn Do đó cân phải quantâm đèn vị trí lắp đặt đèn.

 Phải có độ rọi đồng điều, để khi quan sát từ nơi này sang nơi khác mặtngười không phải điêu tiêt nhiêu gây nên hiện tượng môi mặt

 Phải tạo được ảnh sảng giòng như ảnh sáng ban ngày, đều này giúp mặtnhận xét, đánh giá mọi việc được chính xác

 Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chè sựdao động điện áp của lưới điện, treo đèn cô định, với bóng đèn huỳnhquang cần hạn chế quang thông bù

1.3 LỰA CHỌN CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Để thiết kế chiều sáng trong nhà, thường sử dụng các phương pháp sau:

Hệ chiếu sáng chung : Không những bề mặt được chiêu sáng mà tất cả

các phòng nói chung điêu được chiều sảng Trong trường hợp này đèn đặtdưới trân có bê cao cách sản tương đối lớn Có hai phương thức đặt đèn:Chung đều và địa phương

Trong hệ chiếu sáng chung đều: Khoảng cách giữa các đèn trong dây và

giữa các dây đặt đều nhau Cách này được sử dụng khi cân chiếu sáng giốngnhau trên diện tích phòng

Hệ chiếu sáng địa phương: Được khắc phục các bóng tối trên bề mặt

được chiêu sáng do các dụng cụ, máy móc có những độ cao khác nhau làmche khuất các ánh sáng tới các bề mặt làm việc thấp hơn

Hệ chiếu sáng hỗn hợp: Là sự kết hợp giữa chiếu sáng chung đều và

chiếu sáng địa phương

1.4 CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN TRONG CHIẾU SÁNG

A, Quang thông : ϕ Đơn vị : lumen ( lm )

Quang thông là thông lượng hữu ích trong hệ chiếu sáng hay lượngánh sáng phát ra trong một đơn vị thời gian của các nguồn sáng

B, Quang hiệu của nguồn sáng : H (lm/W)

Được xác định tỷ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng

Góc khối: Đó là góc khối tạo bởi bề mặt nón, có giá trị: dw = ds/r²

ds: Diện tích bề mặt cầu mà góc khối tạo nên

r: Bán kính hình cầu

Đơn vị: Steradian (st), góc khôi lớn nhất =4π

Theo các đặc tính phân bố cường độ ánh sáng của nguồn sáng điểm,người ta phân chia làm hai nhóm:

Nguồn đối xứng: Cường độ ánh sáng phân bố đối xứng qua một trục nào

đó

Nguồn không đối xưng: Cường độ ánh sáng phân bố không đối xứng qua

bất kỳ một trục nào

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VĂN

PHÒNG 2.1 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN

Độ rọi phù hợp cho văn phòng thường dao động từ 300 đến 500 lux Mức

độ chiếu sáng này đảm bảo rằng các nhân viên có đủ ánh sáng để làm việc mộtcách hiệu quả mà không gây căng thẳng cho mắt Cụ thể:

- 300 lux: Thích hợp cho các khu vực chung, hành lang, hoặc các khu vựckhông yêu cầu làm việc chi tiết

- 400-500 lux: Thích hợp cho các khu vực làm việc chính, như bàn làm việc,phòng họp, và các khu vực cần sự tập trung cao

Việc duy trì độ rọi phù hợp không chỉ giúp tăng năng suất làm việc màcòn góp phần cải thiện sức khỏe và sự thoải mái của nhân viên trong môi trườngvăn phòng

Nếu hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, chúng ta có thểtính toán công suất chiếu sáng cần thiết cho phòng văn phòngtheo cách tương tự

Công thức chuyển đổi từ lux (lx) sang watt trên mét vuông (W/m²) là:

Công suất (W/m²) = Hiệu suất phát sáng(lm /W ) Lux

Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho văn phòng là 432lux và hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:

468 lux: 46836 ≈ 13 W/m²

Văn Phòng yêu cầu mức độ chiều sáng thấp Chọn công suất chiếu sáng ：

P0 =13 w/m2

Tổng công suất cần cấp cho chiếu sáng phòng chờ :

P = P0 S = 13 (6 7 ) = 546 (w) = 0,546 kW

Chọn dùng đèn tuýp dài 1,2 m , công suất 30 (w), có cos φ=1

Ta có bảng tham số bóng đèn huỳnh quang

Công suất,

W

Điện áp, V Ánh sáng ban ngày Thời gian sử

dụng, hQuang thông,

1 Chiếu sáng không gian: Mục đích cơ bản nhất của việc bố trí đèn là để cung

cấp đủ ánh sáng cho các hoạt động hàng ngày, đặc biệt là vào buổi tối hoặctrong những không gian thiếu ánh sáng tự nhiên

2 Tạo thẩm mỹ: Ánh sáng có thể được sử dụng để tạo ra hiệu ứng thẩm mỹ,

làm nổi bật các chi tiết kiến trúc, tranh ảnh hoặc tạo nên bầu không khí ấmcúng, sang trọng hay hiện đại tùy theo cách bố trí và loại đèn sử dụng

3 Tạo cảm giác và tâm trạng: Ánh sáng có thể ảnh hưởng đến tâm trạng và

cảm xúc của con người Ví dụ, ánh sáng mềm và ấm có thể tạo cảm giác thưgiãn và dễ chịu, trong khi ánh sáng mạnh và lạnh có thể kích thích và tạo cảmgiác tỉnh táo

4 Đảm bảo an toàn: Bố trí đèn hợp lý giúp tăng cường an toàn cho người sử

dụng không gian, chẳng hạn như đèn chiếu sáng lối đi, cầu thang, hoặc các khuvực công cộng vào ban đêm

5 Tăng hiệu suất làm việc: Ở nơi làm việc, ánh sáng đủ và phù hợp giúp cải

thiện hiệu suất làm việc và giảm mệt mỏi mắt, từ đó nâng cao năng suất laođộng và chất lượng công việc

6 Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng các loại đèn tiết kiệm năng lượng và bố trí

đèn hợp lý giúp giảm tiêu thụ điện năng, từ đó tiết kiệm chi phí và bảo vệ môitrường

7 Chức năng đặc biệt: Đèn còn có thể được sử dụng cho các mục đích đặc biệt

như đèn báo hiệu, đèn chiếu sáng sân khấu, đèn chiếu sáng trong y tế, và cácứng dụng công nghệ cao khác

Việc bố trí đèn cần được thực hiện một cách khoa học và hợp lý để tối ưuhóa các lợi ích này và phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng không gian cụ thể

2.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN

2.3.1 Mục đích xác độ treo của đèn

Xác định độ treo của đèn có nhiều mục đích quan trọng trong việc thiết

kế và lắp đặt hệ thống chiếu sáng, bao gồm:

1 Đảm bảo ánh sáng hiệu quả: Độ cao của đèn ảnh hưởng trực tiếp đến cường

độ và phân bố ánh sáng trên bề mặt cần chiếu sáng Đèn treo quá cao có thể làmgiảm hiệu quả chiếu sáng, tạo ra vùng tối, trong khi đèn treo quá thấp có thể gâychói mắt và không đồng đều ánh sáng

2 An toàn: Đèn cần được treo ở độ cao an toàn để tránh va chạm hoặc gây

nguy hiểm cho người sử dụng không gian Đèn treo quá thấp có thể gây tai nạn

do va đầu vào, trong khi đèn treo quá cao có thể khó bảo trì và sửa chữa

3 Tạo không gian thẩm mỹ: Độ cao của đèn cũng ảnh hưởng đến vẻ đẹp thẩm

mỹ của không gian Đèn treo đúng cách giúp tạo ra cảm giác hài hòa, thoải mái,

và phù hợp với phong cách thiết kế nội thất

4 Tiết kiệm năng lượng: Một hệ thống chiếu sáng được lắp đặt đúng cách có

thể giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách sử dụng số lượng đèn vừa đủ với côngsuất phù hợp, tránh lãng phí năng lượng do chiếu sáng không hiệu quả

5 Tuân thủ quy định và tiêu chuẩn: Trong nhiều trường hợp, độ cao treo đèn

phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn, kỹ thuật do các cơ quan chứcnăng đặt ra Điều này đảm bảo rằng hệ thống chiếu sáng đáp ứng các yêu cầu về

an toàn và chất lượng

Việc xác định đúng độ treo của đèn là một phần quan trọng trong quátrình thiết kế chiếu sáng, đảm bảo hiệu quả, an toàn, và thẩm mỹ cho khônggian sống và làm việc

2.3.2 Tính toán độ treo đèn

H =h −h1−h2

Hình 2 độ treo của đèn

2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI

2.5.1 Mục đích kiểm tra lại độ rọi

Kiểm tra lại độ rọi (illuminance) có thể có một số mục đíchquan trọng trong các ngữ cảnh khác nhau Dưới đây là một sốmục đích chính:

1 Đảm bảo sự thoải mái và hiệu quả cho người sử dụng:

Độ rọi phù hợp giúp tạo ra môi trường làm việc thoải mái, giảm

mệt mỏi cho mắt và tăng cường hiệu suất làm việc Điều nàyđặc biệt quan trọng trong các văn phòng, trường học, bệnh viện

và các không gian công cộng

2 Tuân thủ quy định và tiêu chuẩn: Nhiều quốc gia và tổ

chức có quy định và tiêu chuẩn cụ thể về độ rọi tối thiểu cầnthiết cho các loại không gian khác nhau Kiểm tra độ rọi giúpđảm bảo rằng môi trường chiếu sáng tuân thủ các quy địnhnày, tránh vi phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật

3 Tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng: Bằng cách kiểm tra và

điều chỉnh độ rọi, các doanh nghiệp và tổ chức có thể tối ưuhóa việc sử dụng năng lượng chiếu sáng, giảm lãng phí và tiếtkiệm chi phí năng lượng

4 An toàn và bảo mật: Độ rọi đủ giúp ngăn ngừa tai nạn và

tăng cường an ninh Trong các khu vực như lối đi, cầu thang,nhà kho, và khu vực ngoài trời, ánh sáng tốt có thể giúp giảmnguy cơ trượt ngã và cải thiện khả năng quan sát, từ đó tăngcường an ninh

5 Bảo vệ sức khỏe thị giác: Độ rọi không đủ hoặc quá mức

có thể gây hại cho mắt, dẫn đến các vấn đề về thị lực Kiểm tra

và điều chỉnh độ rọi giúp bảo vệ sức khỏe thị giác của ngườidùng

6 Nâng cao chất lượng hình ảnh và sản phẩm: Trong các

ngành công nghiệp sản xuất, kiểm tra độ rọi là cần thiết đểđảm bảo chất lượng sản phẩm, phát hiện lỗi sản xuất và duy trì

độ chính xác của quy trình kiểm tra chất lượng

Nhìn chung, việc kiểm tra lại độ rọi là một bước quan trọng

để đảm bảo rằng môi trường chiếu sáng đáp ứng các yêu cầu

về an toàn, hiệu quả và chất lượng

2.5.2 Tính toán lại độ rọi

Độ rọi = công suất (w ) quang hiệu(lm w ) số lượng đèn sử dΦụng

Diện tích cần chiếu sáng(m2

)

= 30 36 1842 = 462 lx

Độ rọi 462 nằm trong 400 - 500 nên thõa mãn

2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Lựa chọn áptômát tổng cho hệ thống chiếu sáng :

Không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch vì xa nguồn

2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN

Lựa chọn dây dẫn cho 4 dãy đèn

Kiểm tra điều kiện kết hợp áp tô mát bảo vệ

I cp = 10 ( A) ≫ 1,25 I đmA

2,5 = 1,25.102,5

Vậy chọn dây VCm ( 2 x 1) cho các dãy đèn là thõa mãn

Không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp ( vì ngắn )

Không cần kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch ( vì xa nguồn )

2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

3.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA

Theo diện tích phòng là 42 m², ta có năng suất lạnh được tính như sau:

Năng suất lạnh = 42 1000015 ≈28000 BTUH

Mà yêu cầu thiết kế là 2 điều hòa vậy ta chọn điều hòa âm trần panasonic 14000btu 1 chiều

Công suất máy lạnh được tính như sau :theo tài liệu 2 công suất máy lạnhđược tính cho giảng đường , hội trường , phòng họp, phòng vẽ thiết kế là 460BTUH/m2

Diện tích hội trường : S=a.b=6 7= 42m2

- Tổng công suất cần thiết: 19320 BTUH

2 Tính công suất trên mỗi mét vuông:

Công suất trên mỗi mét vuông = 19320 BTUH 42 m2 ≈ 460 BTUH/m^2

3 Chuyển đổi công suất từ BTUH/m^2 sang W/m^2:

- 1 BTUH ≈ 0.29307107 W

460 BTUH/m^2 x 0.29307107 W/BTUH ≈ 134.81 W/m^2

4 Tính tổng công suất cần dùng cho cả hội trường:

- Diện tích hội trường: 42 m^2

3.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT

Thể tích không gian được tính theo bằng công thức sau :

Thể tích = Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao (m3)

= 6 7 4,2 = 176,4 m3

3.3.1 Số lần thay đổi không khí của văn phòng

Số lần thay đổi không khí (ACH - Air Changes per Hour) của vănphòng là số lần mà toàn bộ không khí trong văn phòng được thay thế hoàn toàntrong một giờ Đây là một chỉ số quan trọng để đảm bảo chất lượng không khítrong nhà, ảnh hưởng đến sức khỏe và sự thoải mái của những người làm việctrong văn phòng

Theo các tiêu chuẩn thông thường: