thiết kế chiếu sáng phòng đọc 10 x 8 x 4 2 8 ổ đôi cắm điện pđ 300w quạt 02 điều hòa

LỜI MỞ ĐẦUTrong bối cảnh hiện đại, thiết kế chiếu sáng không chỉ đơn thuần là việc cung cấp đủ ánh sáng cho các hoạt động mà còn là một yếu tố quan trọng trong việc tạo ra môi trường làm

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 Dũng

Sinh viên thực hiện: Tạ Minh Tuấn Lớp: Kỹ thuật điện, điện tử

Khóa : 62

NGHỆ AN, 2024

LỜI MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh hiện đại, thiết kế chiếu sáng không chỉ đơn thuần là việc cung cấp đủ ánh sáng cho các hoạt động mà còn là một yếu tố quan trọng trong việc tạo ra môi trường làm việc và học tập hiệu quả Phòng đọc, nơi người sử dụng cần tập trung cao độ và duy trì thị lực tốt, đòi hỏi một hệ thống chiếu sáng được thiết kế khoa học và phù hợp

Đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng đọc" trong môn học Cung cấp điện mang đến cho chúng ta cơ hội nghiên cứu và áp dụng các nguyên lý chiếu sáng vào thực tiễn Mục tiêu của bài tập này là tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng, lựa chọn các thiết bị chiếu sáng thích hợp, và thực hiện các phép tính toán để đảm bảo phòng đọc đạt được các tiêu chuẩn chiếu sáng theo 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 sử dụng Bên cạnh đó, bài tập cũng giúp chúng ta nắm vững cách sử dụng các công

cụ và phần mềm chuyên dụng trong thiết kế chiếu sáng, từ đó nâng cao kỹ năng

và kiến thức thực tế

Bài tập không chỉ mang lại kiến thức lý thuyết mà còn trang bị cho chúng ta những kinh nghiệm quý báu để áp dụng vào các dự án thiết kế chiếu sáng thực tế trong tương lai Chúng tôi hy vọng rằng thông qua bài tập này, chúng ta sẽ có được cái nhìn toàn diện hơn về vai trò của chiếu sáng trong việc nâng cao chất lượng không gian sống và làm việc

Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và hỗ trợ từ các thầy cô trong môn học, cũng như sự hợp tác từ các đồng nghiệp, để có thể hoàn thành bài tập này một cách tốt nhất

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 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

PHẦN I:

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

1.1 Giới thiệu chung.

1.1.1.Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng là một tập hợp các thiết bị và phương tiện được thiết kế

và lắp đặt nhằm cung cấp ánh sáng nhân tạo cho một không gian cụ thể Mục đích của hệ thống chiếu sáng là đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng để phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt, làm việc, học tập, giải trí, và các mục đích khác của con người trong điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên

1.1.2 Hệ thống chiếu sáng đọc

Thiết kế chiếu sáng phòng đọc đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một không gian học tập và làm việc hiệu quả, thoải mái Một hệ thống chiếu sáng tốt không chỉ giúp người sử dụng tập trung và giảm mệt mỏi mắt, mà còn nâng cao chất lượng không gian, đảm bảo an toàn và thẩm mỹ Dưới đây là những ý nghĩa chính 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 giúp người sử dụng tập trung hơn vào việc đọc, viết, và nghiên cứu Điều này đặc biệt quan trọng trong các môi trường giáo dục và nghiên cứu, nơi yêu cầu cao về sự tập trung và hiệu quả công việc

- Bảo vệ sức khỏe mắt: Ánh sáng không đủ hoặc không phù hợp có thể gây mệt mỏi mắt, căng thẳng và đau đầu Thiết kế chiếu sáng tốt sẽ giảm thiểu các vấn

đề 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 tạo cảm giác ấm cúng và dễ chịu, khuyến khích người sử dụng dành nhiều thời gian hơn cho việc đọc sách và học tập

- Đảm bảo an toàn: Chiếu sáng đúng cách giảm thiểu nguy cơ tai nạn như vấp ngã hoặc đụng phải đồ vật trong phòng Đặc biệt trong các không gian lớn hoặc phòng đọc công cộng, điều này là vô cùng quan trọng

- Tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: Sử dụng các giải pháp chiếu sáng tiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thống điều khiển ánh sáng thông minh không 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 nổi bật kiến trúc và nội thất của phòng đọc, tạo nên một không gian thẩm mỹ, hiện đại 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 kế

hệ thống chiếu sáng cho phòng đọc Cụ thể, nghiên cứu sẽ bao gồm các nội dung sau:

- Đặc điểm không gian phòng đọc: Xác định kích thước, hình dạng, và cách bố trí 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 sáng phòng đọc từ các tổ chức quốc tế và trong nước

- Phương pháp tính toán chiếu sáng: Sử dụng các phương pháp tính toán và công

cụ 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 hợp dựa 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 mới sau khi thiết kế, bao gồm các yếu tố như độ rọi, độ chói, và tiết kiệm năng lượng

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, và bất 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

- Hệ thống chiếu sáng: Các loại đèn, thiết bị chiếu sáng, và công nghệ chiếu sáng hiện đại được sử dụng trong thiết kế chiếu sáng phòng đọc

PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG ĐỌC

2.1 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 với phòng 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 đèn

có T= 3000÷5000 oK

Hình 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

Điện áp AC 220 - 240 V

Bước 5: Bố trí sơ bộ

Chú thích:

H là khoảng cách từ sàn tới trần.

h’ là khoảng cách từ bộ đèn đến trần.

h là khoảng cách từ mặt phẳng làm việc đến đèn.

- 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 = n a

max = 3,8510 = 2,6 => Chọn tối thiểu 3 đèn

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

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 δ ƞ 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 = N a

a = 107 = 1,43 m

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

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

- 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

Phương 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

Hình 3: Điều hòa Daikin 2 chiều inverter 17100 btu FTHF50VVMV

Phương pháp tính toán quạt

Chọn loại quạt:

Với phòng đọc có diện tích 80 m2 ta chọn lắp 6 quạt trần 3 cánh điện cơ 25cm QT1400-S với các thông số mỗi quạt như sau:

Bảng 2 Thông số Quạt trần 3 cánh Panasonic F-60MZ2

Hình 4: Quạt trần 3 cánh Panasonic F-60MZ2.

Phương pháp tính toán thiết bị bảo vệ

Tổng công suất đèn là 14 x 36 = 504 W

Tổng công suất quạt là 6 x 75 = 450 W

Tổng công suất điều hòa 2 x 1710 = 3420 W

Tổng công suất ổ cắm là 300W

=> Tổng công suất cả phòng: 4674 W

Chọn thiết bị bảo vệ

 Aptomat tổng:

Điều kiện:

Uđmcb≥ Uđm lưới => Uđmcb≥ 220 V

Iđmcb≥ 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

Sơ đồ đấu nối

KẾT 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 thời gian 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

TÀI 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.