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 ĐỌC
Người hướng dẫn : PGS TS Nguyễn Tiến DũngSinh viên thực hiện: Tạ Minh Tuấn
Lớp: Kỹ thuật điện, điện tửKhóa : 62
NGHỆ AN, 2024
Trang 2LỜI MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh hiện đại, thiết kế chiếu sáng không chỉ đơn thuần là việc cungcấp đủ ánh sáng cho các hoạt động mà còn là một yếu tố quan trọng trong việctạo ra môi trường làm việc và học tập hiệu quả Phòng đọc, nơi người sử dụngcần tập trung cao độ và duy trì thị lực tốt, đòi hỏi một hệ thống chiếu sáng đượcthiết kế khoa học và phù hợp.
Đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng đọc" trong môn học Cung cấp điệnmang đến cho chúng ta cơ hội nghiên cứu và áp dụng các nguyên lý chiếu sángvào thực tiễn Mục tiêu của bài tập này là tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đếnchất lượng chiếu sáng, lựa chọn các thiết bị chiếu sáng thích hợp, và thực hiệncác phép tính toán để đảm bảo phòng đọc đạt được các tiêu chuẩn chiếu sángtheo quy định.
Thông qua bài tập này, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về các khái niệm như độ rọi,độ chói, màu sắc ánh sáng và cách chúng tác động đến không gian và người sửdụng Bên cạnh đó, bài tập cũng giúp chúng ta nắm vững cách sử dụng các côngcụ và phần mềm chuyên dụng trong thiết kế chiếu sáng, từ đó nâng cao kỹ năngvà kiến thức thực tế.
Bài tập không chỉ mang lại kiến thức lý thuyết mà còn trang bị cho chúng tanhững kinh nghiệm quý báu để áp dụng vào các dự án thiết kế chiếu sáng thực tếtrong tương lai Chúng tôi hy vọng rằng thông qua bài tập này, chúng ta sẽ cóđược cái nhìn toàn diện hơn về vai trò của chiếu sáng trong việc nâng cao chấtlượng không gian sống và làm việc.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và hỗ trợ từ các thầy cô trong mônhọc, cũng như sự hợp tác từ các đồng nghiệp, để có thể hoàn thành bài tập nàymột cách tốt nhất.
Trang 3MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ……… 1
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG……… 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.1 Hệ thống chiếu sáng……….3
1.1.2 Hệ thống chiếu sáng đọc……… 3
1.2.Phạm vi và đối tượng thiết kế 4
1.2.1 Phạm vi nghiên cứu……… 4
1.2.2 Đối tượng nghiên cứu……… 4
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG ĐỌC 5
2.1 Yêu cầu thiết kế 5
2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 5
Trang 41.1.2 Hệ thống chiếu sáng đọc
Thiết kế chiếu sáng phòng đọc đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra mộtkhông gian học tập và làm việc hiệu quả, thoải mái Một hệ thống chiếu sáng tốtkhông chỉ giúp người sử dụng tập trung và giảm mệt mỏi mắt, mà còn nâng caochất lượng không gian, đảm bảo an toàn và thẩm mỹ Dưới đây là những ý nghĩachính của việc thiết kế chiếu sáng cho phòng đọc:
- Cải thiện hiệu suất học tập và làm việc: Ánh sáng đúng mức và đồng đều giúpngười sử dụng tập trung hơn vào việc đọc, viết, và nghiên cứu Điều này đặc biệtquan trọng trong các môi trường giáo dục và nghiên cứu, nơi yêu cầu cao về sựtập trung và hiệu quả công việc.
- Bảo vệ sức khỏe mắt: Ánh sáng không đủ hoặc không phù hợp có thể gây mệtmỏi mắt, căng thẳng và đau đầu Thiết kế chiếu sáng tốt sẽ giảm thiểu các vấnđề về mắt, giúp duy trì sức khỏe thị lực lâu dài cho người sử dụng.
- Tạo cảm giác thoải mái và dễ chịu: Một phòng đọc với ánh sáng phù hợp sẽ tạocảm giác ấm cúng và dễ chịu, khuyến khích người sử dụng dành nhiều thời gianhơn cho việc đọc sách và học tập.
- Đảm bảo an toàn: Chiếu sáng đúng cách giảm thiểu nguy cơ tai nạn như vấpngã hoặc đụng phải đồ vật trong phòng Đặc biệt trong các không gian lớn hoặcphòng đọc công cộng, điều này là vô cùng quan trọng.
Trang 5- Tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: Sử dụng các giải pháp chiếu sángtiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thống điều khiển ánh sáng thông minhkhông chỉ giảm chi phí vận hành mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
- Nâng cao thẩm mỹ không gian: Ánh sáng được thiết kế khéo léo có thể làm nổibật kiến trúc và nội thất của phòng đọc, tạo nên một không gian thẩm mỹ, hiệnđại và thu hút.
1.2 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
1.2.1 Phạm vi nghiên cứu:
Trong đề tài này, phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc tính toán và thiết kếhệ thống chiếu sáng cho phòng đọc Cụ thể, nghiên cứu sẽ bao gồm các nội dungsau:
- Đặc điểm không gian phòng đọc: Xác định kích thước, hình dạng, và cách bốtrí nội thất của phòng đọc.
- Hiện trạng chiếu sáng: Đánh giá tình trạng hệ thống chiếu sáng hiện có, nếu có.- Tiêu chuẩn chiếu sáng: Áp dụng các tiêu chuẩn và quy định về chiếu sángphòng đọc từ các tổ chức quốc tế và trong nước.
- Phương pháp tính toán chiếu sáng: Sử dụng các phương pháp tính toán và côngcụ hỗ trợ để thiết kế hệ thống chiếu sáng tối ưu.
- Lựa chọn thiết bị chiếu sáng: Chọn các loại đèn và thiết bị chiếu sáng phù hợpdựa trên các tiêu chí như hiệu suất, độ bền, và tính thẩm mỹ.
- Đánh giá hiệu quả chiếu sáng: Đánh giá hiệu quả của hệ thống chiếu sáng mớisau khi thiết kế, bao gồm các yếu tố như độ rọi, độ chói, và tiết kiệm nănglượng.
1.2.2 Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này bao gồm:
- Người sử dụng phòng đọc: Học sinh, sinh viên, giáo viên, nhà nghiên cứu, vàbất kỳ ai sử dụng phòng đọc để học tập và làm việc.
- Không gian phòng đọc: Các loại phòng đọc tại trường học, thư viện công cộng,và các cơ sở giáo dục khác.
Trang 6- Hệ thống chiếu sáng: Các loại đèn, thiết bị chiếu sáng, và công nghệ chiếusáng hiện đại được sử dụng trong thiết kế chiếu sáng phòng đọc.
PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG ĐỌC2.1 Yêu cầu thiết kế
2.1.1 Kích thước
- Kích thước phòng đọc: a*b*h= 10m*8m*4.2m- Diện tích sàn: 80 m2
2.1.2 Các thiết bị điện
- 8 ổ đôi cắm điện (Pđ = 300w)- Quạt
- 02 điều hòa
2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ
- Bước 1 Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát
Theo TCVN 7114 - 1 : 2008, độ rọi yêu cầu E= 500lx đối vớiphòng đọc
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 = 500lx nên chọn đèncó T= 3000÷5000 oK
Trang 7Hình 1 Biểu đồ Kruithof
Bước 4: Chọn loại đèn:
Hình 2: Đèn led panel 40W rạng đông D P08 30x120/40W.
Dựa vào các thông số trên ta chọn loại Đèn led panel 40W rạng đông D P08 30x120/40W
Trang 8h là khoảng cách từ mặt phẳng làm việc đến đèn.
Trang 9- Chọn khoảng cách từ bộ đèn đến trần: h’ = 0 m => h = H - h’ - 0,7 = 4,2 - 0 - 0,7 = 3,5 m- Chỉ số treo đèn: j = h+h'h' = 3,5+00 = 0
- Chỉ số không gian: k = h(a+b)a.b = 3,5.(10+8)10 x 8 = 1,27
- 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 = 3,8510 = 2,6 => Chọn tối thiểu 3 đèn
- Số đèn tối thiểu theo chiều rộng:Nb = nb
max = 3,858 = 2,08 => 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 = 2,6; U =1,17
Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng là: FΣ= E S δƞ U = 500.10.8.1,250,9.1,17 = 47483,38 lm
- Số lượng đèn tối thiểu cần thiết: Nđ = 47483,383600 = 13,19 => 14 đèn
Dựa vào số lượng đèn tối thiểu theo 2 chiều ta chọn theo chiều dài 7 đèn, chiều rộng 2 đèn
- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài: x = Na
a = 107 = 1,43 m- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng: y = Nb
b = 82 = 4 m
- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều dài: 23 ≤p≤ 1,432 => p = 0,72 m- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều rộng: 33 ≤q≤ 42=> q = 2 m
Trang 10- Bố trí đèn như hình:
+ Chiều dài phòng : a = 10 m+ Chiều rộng phòng : b = 8 m
+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : p = 0,72 m+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : q = 2 m+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều dài : x = 1,43 m
+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều rộng : y = 4 m
Trang 11Phương pháp tính toán điều hòa.
Chọn điều hòa
Với phòng đọc có diện tích 48 m2 ta chọn Điều hòa Daikin 2 chiều inverter 17100 btu FTHF50VVMV có công suất 2HP - 17.700 BTU =1710 W với số lượng là 2 cái.
Trang 12Hình 3: Điều hòa Daikin 2 chiều inverter 17100 btu FTHF50VVMV
Phương pháp tính toán quạt.
Trang 13=> Tổng công suất cả phòng: 4674 W
Chọn thiết bị bảo vệ Aptomat tổng:
Điều kiện:
Uđmcb≥ Uđm lưới => Uđmcb≥ 220 VIđmcb≥ Ilàm việc => Iđmcb≥19.58 A
Từ hai điều kiện trên ta chọn Aptomat 3P 50A Panasonic ,cầu dao tự động din MCB P 50A 6KA 415VAC
Trang 15Sơ đồ đấu nối
Trang 16KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng đọc", chúng ta đã đạt được những kết quả và hiểu biết quan trọng về việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho không gian học tập và làm việc Dưới đây là những kết luận chính từ đề tài:
- Đáp ứng yêu cầu chiếu sáng tiêu chuẩn: Hệ thống chiếu sáng được thiết kế đã đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn chiếu sáng cho phòng đọc, bao gồm độ rọi cần thiết, phân bố ánh sáng đồng đều và giảm thiểu độ chói Điều này đảm bảo người sử dụng có một môi trường học tập và làm việc hiệu quả, thoải mái và an toàn cho mắt.
- Hiệu suất năng lượng: Việc sử dụng các thiết bị chiếu sáng hiện đại như đèn LED và hệ thống điều khiển ánh sáng thông minh đã giúp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng Hệ thống chiếu sáng mới không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách tiết kiệm điện năng.
- Cải thiện môi trường sử dụng: Thiết kế chiếu sáng mới đã tạo ra một không gian phòng đọc thoải mái, dễ chịu và thẩm mỹ hơn Điều này không chỉ nâng cao trải nghiệm sử dụng của người đọc mà còn khuyến khích họ dành nhiều thờigian hơn cho việc học tập và nghiên cứu.
- Khả năng áp dụng thực tế: Các phương pháp tính toán và thiết kế chiếu sáng được áp dụng trong đề tài có tính khả thi cao và có thể áp dụng rộng rãi cho các phòng đọc khác Điều này mở ra cơ hội cải thiện chất lượng chiếu sáng cho nhiều không gian học tập và làm việc khác nhau.
- Kỹ năng và kiến thức tích lũy: Quá trình thực hiện đề tài đã giúp chúng ta tích lũy được nhiều kiến thức và kỹ năng quan trọng trong lĩnh vực thiết kế chiếu sáng Những kinh nghiệm này sẽ là nền tảng vững chắc cho các dự án thiết kế chiếu sáng trong tương lai.
Tổng kết lại, đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng đọc" đã thành công trong việc đưa ra một giải pháp chiếu sáng tối ưu, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và nâng cao chất lượng không gian sử dụng Những kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại lợi ích thực tiễn rõ ràng, góp phần cải thiện môi trường học tập và làm việc cho cộng đồng
Trang 17TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] QCVN 01:2008/BXD - Quy chuẩn quốc gia về quy hoạch xây dựng.[2] QCVN 07-4:2016/BXD - Quy chuẩn quốc gia về các công trình hạ tầng kỹ thuật/Công trình giao thông.
[3] QCVN 07-5:2015/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình cấp điện.