thiết kế chiếu sáng phòng chờ 10 x 8 x 4 2 12 ổ đôi cắm điện pđ 300w quạt 02 điều hòa

Đặc biệt, phòng chờ là nơi mọi người thường xuyên sử dụng, đòi hỏi một hệ thống chiếu sáng vừa đảm bảo hiệu quả, vừa tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.. Hệ thống chiếu sá

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: Phan Hoàng Quang Trung Lớp: Kỹ thuật điện, điện tử

Khóa : 62

NGHỆ AN, 2024

LỜI MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh hiện đại, hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự tiện nghi và an toàn cho các không gian công cộng Đặc biệt, phòng chờ là nơi mọi người thường xuyên sử dụng, đòi hỏi một hệ thống chiếu sáng vừa đảm bảo hiệu quả, vừa tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường Việc tính toán và thiết kế chiếu sáng phòng chờ không chỉ liên quan đến việc cung cấp đủ ánh sáng mà còn phải chú trọng đến các yếu tố thẩm mỹ và tâm lý người sử dụng

Đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng phòng chờ" trong môn học Cung cấp điện nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện một

dự án thiết kế chiếu sáng hoàn chỉnh Nội dung của đề tài sẽ bao gồm các bước

từ việc khảo sát nhu cầu ánh sáng, lựa chọn thiết bị chiếu sáng, đến việc bố trí

và tính toán các thông số kỹ thuật nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả

và bền vững

Thông qua đề tài này, sinh viên sẽ có cơ hội áp dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn, nâng cao khả năng tư duy thiết kế và giải quyết vấn đề Đồng thời,

đề tài cũng góp phần nhấn mạnh vai trò của việc thiết kế chiếu sáng trong việc tạo nên những không gian công cộng tiện nghi và thân thiện, phù hợp với nhu cầu của xã hội hiện đại

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 chiếu sáng được kết nối với nhau

và được điều khiển bởi một thiết bị trung tâm hoặc bộ điều khiển Hệ thống này

có thể bao gồm nhiều loại đèn khác nhau, chẳng hạn như đèn LED, đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, v.v., được lắp đặt ở các vị trí khác nhau để cung cấp ánh sáng cho một không gian cụ thể

Hệ thống chiếu sáng được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về độ sáng, độ chói, màu sắc và độ đồng đều, đồng thời đảm bảo hiệu quả sử dụng năng lượng và tính thẩm mỹ cho không gian

1.1.2 Mục đích của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng có nhiều mục đích quan trọng, bao gồm:

1 Cung cấp ánh sáng cho các hoạt động:

- Mục đích chính: Hệ thống chiếu sáng cung cấp ánh sáng để con người có thể nhìn rõ các vật thể và thực hiện các hoạt động trong không gian Ánh sáng giúp chúng ta nhìn rõ đường đi, đọc sách, làm việc, v.v

- Tăng cường an toàn: Hệ thống chiếu sáng ngoài trời giúp tăng cường an ninh cho khu vực xung quanh, giảm thiểu nguy cơ tai nạn và tệ nạn xã hội

2 Tạo bầu không khí và tâm trạng:

- Tạo bầu không khí: Hệ thống chiếu sáng có thể tạo ra các bầu không khí khác nhau tùy theo mục đích sử dụng Ví dụ, ánh sáng ấm áp có thể tạo ra bầu không khí thư giãn, trong khi ánh sáng sáng hơn có thể tạo ra bầu không khí năng động

- Ảnh hưởng đến tâm trạng: Ánh sáng có thể ảnh hưởng đến tâm trạng và cảm xúc của con người Ví dụ, ánh sáng xanh lam có thể giúp tăng cường sự tỉnh táo, trong khi ánh sáng đỏ có thể giúp thư giãn

3 Nâng cao tính thẩm mỹ:

- Thiết kế đẹp mắt: Hệ thống chiếu sáng được thiết kế đẹp mắt có thể góp phần nâng cao tính thẩm mỹ cho không gian, tạo điểm nhấn cho kiến trúc và nội thất

- Tăng giá trị thẩm mỹ: Hệ thống chiếu sáng trang trí có thể giúp tăng giá trị thẩm mỹ cho các không gian như nhà hàng, khách sạn, cửa hàng, v.v

4 Tiết kiệm năng lượng:

- Sử dụng đèn LED: Hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn LED có thể giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với các loại đèn truyền thống như đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

- Thiết kế hiệu quả: Hệ thống chiếu sáng được thiết kế hiệu quả có thể tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, giảm thiểu lãng phí điện năng

5 Bảo vệ sức khỏe:

- Ánh sáng phù hợp: Ánh sáng phù hợp có thể giúp cải thiện sức khỏe, tâm trạng

và hiệu quả làm việc của người sử dụng

- Giảm nguy cơ mắc bệnh: Ánh sáng tự nhiên có thể giúp giảm nguy cơ mắc một số bệnh như ung thư và trầm cảm

Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng còn có thể phục vụ một số mục đích khác như quảng cáo sản phẩm, tạo hiệu ứng sân khấu, v.v… Lựa chọn hệ thống chiếu sáng phù hợp sẽ giúp bạn đáp ứng được tất cả các mục đích trên một cách hiệu quả

1.2 Yêu cầu hệ thống chiếu sáng

Một hệ thống chiếu sáng hiệu quả cần phải đáp ứng nhiều yêu cầu quan trọng

để đảm bảo an toàn, tiện nghi, và tiết kiệm năng lượng Dưới đây là các yêu cầu

cơ bản cho một hệ thống chiếu sáng:

- Đảm bảo cung cấp đủ lượng ánh sáng cần thiết cho các hoạt động khác nhau trong không gian Mức độ sáng cần thiết thay đổi theo từng loại không gian và hoạt động cụ thể

- Ánh sáng phải được phân bố đều khắp không gian, tránh hiện tượng các vùng quá sáng hoặc quá tối Điều này giúp giảm mỏi mắt và tăng hiệu quả làm việc

- Giảm thiểu độ chói để tránh gây khó chịu và mỏi mắt cho người sử dụng Điều này có thể được đạt được thông qua việc sử dụng thiết bị chiếu sáng và các biện pháp che chắn phù hợp

- Lựa chọn nhiệt độ màu phù hợp với mục đích sử dụng của không gian Ví

dụ, ánh sáng ấm thường được sử dụng trong các khu vực nghỉ ngơi, trong khi ánh sáng trắng hoặc lạnh thường được sử dụng trong môi trường làm việc

- Đảm bảo rằng ánh sáng có chỉ số hoàn màu cao, giúp tái tạo màu sắc trung thực và tự nhiên, điều này đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực như bán lẻ, y

tế, và nghệ thuật

- Sử dụng các công nghệ chiếu sáng tiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thống điều khiển ánh sáng thông minh để giảm thiểu tiêu thụ điện năng và chi phí vận hành

- Hệ thống chiếu sáng nên cho phép điều chỉnh độ sáng và chế độ chiếu sáng theo nhu cầu sử dụng, bao gồm cả các tính năng tự động điều chỉnh dựa trên điều kiện ánh sáng tự nhiên

- Đảm bảo hệ thống chiếu sáng an toàn, không gây nguy hiểm về điện và đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn điện lực Thiết bị chiếu sáng cũng cần có độ bền cao và ít cần bảo trì

- Lựa chọn các thiết bị chiếu sáng có ít tác động đến môi trường, bao gồm việc

sử dụng vật liệu tái chế và giảm thiểu phát thải carbon

- Hệ thống chiếu sáng cần được thiết kế sao cho phù hợp với kiến trúc và nội thất của không gian, tạo nên sự hài hòa và tăng cường giá trị thẩm mỹ

- Thiết bị chiếu sáng nên được thiết kế dễ dàng bảo trì và thay thế để đảm bảo hoạt động liên tục và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động

Đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này sẽ giúp tạo ra một hệ thống chiếu sáng hiệu quả, bền vững, và phù hợp với nhu cầu sử dụng của mọi không gian

PHẦN II: TÍNH CẤP THIẾT CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

2.1 Các đại lượng đo lường ánh sáng ánh sáng

Có nhiều đại lượng khác nhau được sử dụng để đo lường ánh sáng, mỗi đại lượng có ý nghĩa và cách sử dụng riêng Dưới đây là một số đại lượng đo lường ánh sáng phổ biến nhất:

2.1.1 Quang thông (Φ):Φ):):

- Là đại lượng đo tổng lượng ánh sáng được phát ra bởi nguồn sáng trong một giây

- Đơn vị đo: Lumen (Φ):lm)

- Ví dụ: Một bóng đèn LED 10W có quang thông 1000 lm, nghĩa là nó phát ra

1000 lumen ánh sáng mỗi giây

2.1.2 Cường độ sáng (Φ):I):

- Là đại lượng đo mật độ quang thông trên một đơn vị góc vuông tại một điểm nhất định từ nguồn sáng

- Đơn vị đo: Candela (Φ):cd)

- Ví dụ: Một ngọn nến có cường độ sáng khoảng 1 candela

2.1.3 Độ rọi (Φ):E):

- Là đại lượng đo mật độ quang thông rơi trên một đơn vị diện tích bề mặt

- Đơn vị đo: Lux (Φ):lx)

- Ví dụ: Mức độ rọi tiêu chuẩn cho văn phòng là 500 lx, nghĩa là 500 lumen ánh sáng phải rơi trên mỗi mét vuông diện tích bề mặt

2.1.4 Độ chói (Φ):L)

- Là đại lượng đo cảm giác sáng của mắt khi nhìn vào một nguồn sáng hoặc bề mặt phản xạ

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

- Ví dụ: Mức độ chói cho phép trong văn phòng là 1000 cd/m²

2.1.5 Nhiệt độ màu (Φ):Tc)

- Là đại lượng mô tả màu sắc của ánh sáng, được đo bằng Kelvin (Φ):K)

- Ánh sáng có nhiệt độ màu thấp (Φ):khoảng 2700K) có màu đỏ cam, trong khi ánh sáng có nhiệt độ màu cao (Φ):khoảng 6500K) có màu xanh lam

Nhiệt độ màu phù hợp cho từng không gian cụ thể được quy định trong các tiêu chuẩn chiếu sáng

2.1.6 Chỉ số hoàn màu (Φ):CRI):

- Là đại lượng đo khả năng thể hiện màu sắc thực của vật thể dưới ánh sáng so với ánh sáng tự nhiên

- Chỉ số hoàn màu càng cao (Φ):khoảng 100), khả năng thể hiện màu sắc thực của vật thể càng tốt

Ngoài ra, còn có một số đại lượng đo lường ánh sáng khác ít phổ biến hơn như hiệu suất phát sáng, tuổi thọ đèn, độ nhấp nháy, v.v

Lựa chọn đại lượng đo lường ánh sáng phù hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng Ví dụ, nếu bạn cần đo lượng ánh sáng tổng thể được phát ra bởi nguồn sáng, bạn nên sử dụng quang thông Nếu bạn cần đo mức độ sáng của một bề mặt, bạn nên sử dụng độ rọi Và nếu bạn cần đo màu sắc của ánh sáng, bạn nên

sử dụng nhiệt độ màu Hiểu rõ các đại lượng đo lường ánh sáng sẽ giúp bạn lựa chọn hệ thống chiếu sáng phù hợp và sử dụng ánh sáng một cách hiệu quả

2.2 Tính cấp thiết của hệ thống chiếu sáng phòng chờ

Phòng chờ là không gian mà mọi người thường xuyên sử dụng, đặc biệt trong các khu vực công cộng như bệnh viện, sân bay, nhà ga, văn phòng, và các cơ sở dịch vụ Hệ thống chiếu sáng phòng chờ có tầm quan trọng đặc biệt và cần được chú trọng thiết kế vì các lý do sau:

- Ánh sáng đầy đủ và đồng đều giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn do vấp ngã, trượt, và các sự cố khác trong không gian phòng chờ, nơi có nhiều người di chuyển qua lại

- Một hệ thống chiếu sáng tốt tạo ra môi trường thoải mái, giúp giảm căng thẳng cho người chờ đợi Ánh sáng ấm áp và dễ chịu có thể cải thiện tâm trạng và giúp thời gian chờ đợi trở nên dễ chịu hơn

- Trong các phòng chờ tại cơ sở y tế hoặc các trung tâm dịch vụ, ánh sáng tốt giúp nhân viên làm việc hiệu quả hơn, dễ dàng thực hiện các nhiệm vụ như đọc

hồ sơ, xử lý thông tin và giao tiếp với khách hàng hoặc bệnh nhân

- Một phòng chờ được chiếu sáng đẹp và hiệu quả tạo ấn tượng tích cực với khách hàng và khách thăm quan Ánh sáng phù hợp góp phần vào việc tạo nên hình ảnh chuyên nghiệp và thân thiện của tổ chức hoặc doanh nghiệp

- Thiết kế hệ thống chiếu sáng hiệu quả với công nghệ tiên tiến như đèn LED và cảm biến ánh sáng không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn giảm chi phí vận hành và bảo trì Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh chi phí năng lượng ngày càng tăng

- Hệ thống chiếu sáng phòng chờ cần tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định về chiếu sáng để đảm bảo an toàn và chất lượng Việc tuân thủ các quy định này cũng giúp tránh các rủi ro pháp lý và đảm bảo sự hài lòng của khách hàng

- Trong các phòng chờ của bệnh viện, ngân hàng, hay văn phòng công ty, ánh sáng đủ mạnh và không chói giúp khách hàng dễ dàng đọc các tài liệu, bảng thông báo, hoặc các biểu mẫu cần điền

- Ánh sáng tự nhiên hoặc ánh sáng mô phỏng ánh sáng tự nhiên có thể giúp điều chỉnh nhịp sinh học của con người, giảm cảm giác mệt mỏi và căng thẳng, góp phần vào sức khỏe tổng thể tốt hơn

PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG PHÒNG

CHỜ

3.1 Yêu cầu thiết kế

3.1.1 Kích thước phòng chờ

- Kích thước : a*b*h=10m*8m*4.2m

- Diện tích sàn: 80 m2

3.1.2 Các thiết bị điện

- 12 ổ đôi cắm điện (Pđ = 300w)

- Quạt

- 02 điều hòa

3.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ

- Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát: Theo TCVN 7114 - 1 :

2008, độ rọi yêu cầu E = 200lx đối với phòng chờ

- Chọn chỉ số hoàn màu CRI: Theo TCVN 7114 - 1 : 2008 chỉ số hoàn màu CRI≥80%

- Chọn nhiệt độ màu: Dựa vào biểu đồ Kruithof với độ rọi yêu cầu Eyc = 200lx nên chọn đèn có T= 3500÷6500 oK

- Chọn loại đèn: Từ các số liệu của các bước trên chọn loại led 1,2m 40w DCN0402 với thông số như sau:

+ LED tuýp 1.2m

+ Điện áp: 220V/50Hz

+ Kích thước LxWxH (Φ):mm): 1370x230x135

+ Ánh sáng: 3000K/6500K

+ Quang thông: 4000lm

+ CRI: 85

+ Hệ số công suất 0,85

Đèn led dài 1,2m 40w DCN0402

3.3 Bố trí đèn

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

=> h = H - h’ - 0,7 = 4,2 - 0 - 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 (10+8)10.8 = 1,05

- 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 4,2m = 4,62 m

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

max = 4, 6210 = 2,16 => Chọn tối thiểu 2 đèn

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

max = 4, 628 = 1,73 => 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 = 1,05 , U =1,17

Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng là: F Σ= E S δ ƞ U = 200 10 8 1,25 0 , 85 1,17 =

20110,6 lm

- Số lượng đèn tối thiểu cần thiết: Nđ = 20110,640 00 = 5,02

=> Cần 6 đèn

Dựa vào số lượng đèn tối thiểu theo 2 chiều ta chọn theo chiều dài 3 đèn, chiều rộng 2 đèn

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

a = 103 = 3,3 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: 3 ,33 ≤ p ≤ 3 ,3

2 => p = 1,65 m

- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều rộng: 43 ≤ q ≤ 4

2=> q = 2m

- Bố trí đèn như hình:

+ Chiều dài phòng : 10 m

+ Chiều rộng phòng : 8 m

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : 1.65 m

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : 2 m

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

+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều rộng : 4 m

Sơ đồ bố trí đèn

Chọn loại quạt

Với phòng chờ có diện tích 80 m2 ta chọn lắp 4 quạt trần 3 cánh Midea FC150-15A với các thông số mỗi quạt:

- Công suất Motor SQD: 75W

- Hiệu suất cao, siêu êm, siêu bền

- Cấp độ gió : 5 mức gió

- Sải cánh : 1.5m

Quạt trần 3 cánh Midea FC150-15A Chọn điều hòa

Với phòng chờ có diện tích 80 m2 ta chọn điều hòa Casper GC-18IS33 có công suất =2630 W với số lượng là 2 cái với thông số như sau:

• Model: GC-18IS33 (Φ):GC18IS33)

• Loại : Treo tường 1 chiều lạnh

• Công suất: 2630

• Inverter: Có Inverter

• Công nghệ: iFeel, i-Clean

• Gas: R32

• CSPF: 4.31 (Φ):5* năng lượng)

Tổng công suất đèn là 6 x 40 = 240 W

Tổng công suất quạt là 4 x 75 = 300 W

Tổng công suất điều hòa 2 x 2630 = 5260 W

Tổng công suất ổ cắm là 300W

=> Tổng công suất cả phòng: 6100 W

Chọn thiết bị bảo vệ

- Aptomat tổng:

Điều kiện: Uđmcb≥ Uđm lưới => Uđmcb≥ 220 V

Iđmcb≥ Ilàm việc => Iđmcb≥27,72 A

Từ hai điều kiện trên ta chọn MCB 2P 50A Schneider Electric EZ9F34250

Hình MCB 2P 50A Schneider Electric EZ9F34250

3.3 Bản vẽ mô phỏng

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trong bài tập này, đã tiến hành tính toán và thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng chờ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định hiện hành Hệ thống chiếu sáng được thiết kế đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và độ chói, tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng Độ chói được kiểm soát tốt để không gây mỏi mắt hay khó chịu Độ rọi đạt mức cần thiết, tạo không gian sáng sủa và dễ chịu cho phòng chờ

Sử dụng các loại đèn LED hiệu suất cao giúp giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành Các thiết bị điều khiển chiếu sáng thông minh được áp dụng để tối

ưu hóa việc sử dụng ánh sáng theo thời gian thực Thiết kế chiếu sáng không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn tạo ra không gian thẩm mỹ, thoải mái và tiện nghi cho người sử dụng Bố trí đèn hợp lý tạo ra không gian chiếu sáng đồng đều và hài hòa

Tất cả các thiết bị chiếu sáng và dây dẫn được lựa chọn và lắp đặt đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn về điện, giảm thiểu nguy cơ chập cháy hay sự cố

kỹ thuật Kết quả của bài tập này chứng minh rằng việc tính toán và thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng chờ cần được thực hiện một cách chi tiết và khoa học Hệ thống chiếu sáng hợp lý sẽ góp phần nâng cao chất lượng không gian sống và làm việc, tạo cảm giác dễ chịu và tiện lợi cho người sử dụng Bài tập này không chỉ giúp nâng cao kiến thức lý thuyết mà còn trang bị cho chúng tôi những kỹ năng thực tiễn quan trọng trong lĩnh vực thiết kế hệ thống cung cấp điện và chiếu sáng