TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINHVIỆN KĨ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
Lớp : Cung cấp điện LT - 01
NGHỆ AN, 2024
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
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: Lê Xuân Triều 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 phòng vẽ thiết kế.
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 31 tháng 05 năm 2024
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Chào mừng đến với không gian sáng tạo của chúng ta, nơi mà các ý tưởng nảy sinh và hình thành thành phẩm Phòng vẽ thiết kế không chỉ là một nơi làm việc, mà còn là nền tảng cho sự sáng tạo và khámphá.
Ở đây, ánh sáng và màu sắc không chỉ là một phần của không gian, mà còn là nguồn cảm hứng cho mỗi dự án Từ những đường nét tinh tế trên giấy đến sự hoàn thiện của một bản thiết kế, mỗi chi tiết trong phòng vẽ đều mang lại sự phấn khích và cam kết.
Chúng ta tin rằng không gian là một phần không thể thiếu của quá trình sáng tạo Tại đây, không chỉ là nơi thực hiện các bản vẽ và mô hình, mà còn là một môi trường đầy màu sắc và động lực để thách thức bản thân và khám phá những ý tưởng mới.
Với mỗi dự án, chúng ta đều bắt đầu với một tấm bản vẽ trắng tinh, một không gian trống đầy tiềm năng Và qua từng nét vẽ, từng ý tưởng được thể hiện, chúng ta chứng kiến sức mạnh của sự sáng tạo và khả năng biến ước mơ thành hiện thực.
Hãy cùng nhau khám phá không gian này, nơi mà ý tưởng trở nên hình thức và nơi mà sự sáng tạo không có giới hạn.
Nội dung của đồ án sẽ bao gồm các phần: tổng quan về thiết kếchiếu sáng, các tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn và bố trícác loại đèn, tính toán chiếu sáng, và đánh giá hiệu quả của hệthống chiếu sáng được thiết kế Em cũng sẽ xem xét các giải pháptiết kiệm năng lượng và sử dụng ánh sáng tự nhiên nhằm tối ưu hóachi phí và bảo vệ môi trường.
Trang 4Mục lục
Chương I: Cơ sở lý thuyết 5
1.1: Giới thiệu về hệ thông chiếu sáng của phòng vẽ thiết kế 5
1.2: Nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ thống chiếu sáng phòng vẽ thiết kế 5
1.3: Một số tiêu chuẩn cho thiết kế chiếu sáng phòng vẽ thiết kế 6
1.4: Một số tiêu chí cần đạt được 7
1.5: Yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng 8
1.6: Lựa chọn các hệ thống chiếu sáng 9
1.7: Các khái niệm về đại lượng cơ bản trong chiếu sáng 9
Chương II: Tính toán, thiết kế chiếu sáng của phòng vẽ thiết kế 12
2.1: Tính toán về số đèn 12
2.2: Bố trí đèn 13
2.3: Xác định độ treo của đèn 16
2.4: Xác định chỉ số phòng 17
2.5: Kiểm tra lại độ rọi 17
2.6: Lựa chọn aptomat cho hệ thống chiếu sáng 18
2.7 : Lựa chọn dây dẫn cho các dây đèn 19
2.8 : Vẽ sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng 19
Chương III : Phân Tích và tính toán phụ tải 21
3.1: Tính toán phụ tải điều hòa 21
3.2 : Phương pháp tính toán phụ tải ổ cắm 22
3.3 : Tính toán phụ tải quạt và số lượng quạt 22
Trang 53.4: Phụ tải của phòng vẽ thiết kế 23
Chương IV : Kết luận 25
CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1: Giới thiệu về hệ thống chiếu sáng của phòng vẽ thiết kế
Hệ thống chiếu sáng của phòng vẽ thiết kế là một yếu tố quantrọng ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc, sức khỏe và tinh thần củanhân viên Một hệ thống chiếu sáng tốt không chỉ cung cấp đủ ánhsáng cho các hoạt động trong tòa nhà, mà còn tiết kiệm năng lượng,bảo vệ môi trường và tạo nên một không gian làm việc thoải mái vàthân thiện.
Để thiết kế một hệ thống chiếu sáng phòng vẽ thiết kế hiệuquả, cần phải xem xét nhiều yếu tố như: diện tích, chiều cao, hướngvà vị trí của tòa nhà; nhu cầu và mục đích sử dụng của các phòngchức năng; nguồn ánh sáng tự nhiên và nhân tạo; loại và số lượngđèn chiếu sáng; cách bố trí và điều khiển đèn; màu sắc và vật liệucủa các bề mặt trong tòa nhà.
1.2: Một số nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ thống chiếu sáng của phòng vẽ thiết kế
– Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên bằng cách lựa chọn các loại kínhcửa sổ có khả năng truyền ánh sáng cao, đặt các vật dụng khôngche khuất ánh sáng vào gần cửa sổ, sử dụng các thiết bị phản xạánh sáng như gương hay vật liệu bóng.
– Sử dụng các loại đèn chiếu sáng có hiệu suất cao, tuổi thọ dài và ítphát ra nhiệt như đèn LED hay đèn huỳnh quang Chọn màu ánhsáng phù hợp với mục đích sử dụng của từng phòng chức năng.
Trang 6– Bố trí đèn chiếu sáng hợp lý để đảm bảo độ rọi ánh sáng đồng đều,tránh gây chói hay bóng tối Sử dụng các thiết bị điều khiển đènthông minh như công tắc tự động, cảm biến chuyển động hay điềukhiển từ xa để điều chỉnh ánh sáng theo nhu cầu và tiết kiệm nănglượng.
– Phối hợp màu sắc và vật liệu của các bề mặt trong tòa nhà để tạora hiệu ứng ánh sáng mong muốn
1.3: Một số tiêu chuẩn cho thiết kế chiếu sáng cho phòng vẽ thiết kế
Chiếu sáng là một yếu tố quan trọng trong phòng vẽ thiết kế,ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc, sức khỏe và thẩm mỹ của khônggian Để có một hệ thống chiếu sáng phù hợp và hiệu quả, cần phảituân thủ một số tiêu chuẩn cơ bản sau:
– Độ rọi: Đây là chỉ số biểu thị mức độ sáng trên một đơn vị diện
tích của bề mặt được chiếu sáng, đơn vị đo là lux (Lx) Theo quychuẩn Việt Nam QCVN22:2016/BYT, độ rọi tiêu chuẩn cho các khuvực trong văn phòng như sau:
– Chỉ số hoàn màu: Đây là chỉ số phản ánh độ trung thực màu sắc
của vật khi được nguồn sáng chiếu tới, đơn vị đo là Ra Chỉ số hoànmàu tiêu chuẩn cho văn phòng nằm trong khoảng từ 80 – 100 Ra.Chỉ số hoàn màu quá thấp có thể gây khó khăn trong việc nhận diệnmàu sắc, còn quá cao có thể gây chói mắt, lóa mắt.
– Nhiệt độ màu: Đây là thông số biểu thị màu sắc ánh sáng phát ratừ nguồn sáng, đơn vị đo là K (Kelvin) Nhiệt độ màu cho biết ánh
Trang 7sáng là ấm hay lạnh, có tác động đến tâm trạng và năng lượng củangười làm việc Nhiệt độ màu tiêu chuẩn cho văn phòng nằm trongkhoảng từ 4000 – 6500 K.
– Cân bằng ánh sáng tự nhiên và nhân tạo: Ánh sáng tự nhiên là
ánh sáng từ thiên nhiên, chủ yếu là ánh sáng mặt trời Ánh sáng tựnhiên có nhiều lợi ích như tiết kiệm chi phí, tốt cho sức khỏe, cảithiện tâm trạng Tuy nhiên, ánh sáng tự nhiên không phân bổ đềucho mọi không gian và không ổn định theo thời tiết và thời giantrong ngày Do đó, cần kết hợp với ánh sáng nhân tạo để bổ sung vàđiều chỉnh cường độ ánh sáng cho phù hợp.
– Bố trí và lựa chọn nguồn sáng: Cần bố trí nguồn sáng sao cho
phân bổ ánh sáng đồng đều, hạn chế chia cắt ánh sáng, tránh gâybóng tối hoặc chói mắt Ngoài ra, cần lựa chọn nguồn sáng phù hợpvới mục đích sử dụng, tính chất công việc và không gian văn phòng.Có thể sử dụng các loại đèn như đèn LED, đèn huỳnh quang, đèncompact, đèn downlight, đèn bàn làm việc, đèn trang trí…
1.4: Một số tiêu chí cần đạt được
Để hệ thống chiếu sáng đi vào hoạt động mang lại chất lượngcao, hiệu quả, thúc đẩy khả năng chiếu sáng và trang trí của các tòanhà và văn phòng, chúng ta cần dựa vào một số tiêu chí để đạt đượcmục đích.
Hình 1 Thông số cơ bản chiếu sáng nhà ở văn phòng
Trang 8 Độ rọi chiếu sáng
Độ rọi chiếu sáng mang lại mức tiêu thụ năng lượng khi sửdụng, góp phần giảm mức tiêu thụ năng lượng khi sử dụng để tạonguồn sáng để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn Việt Nam tiêuchuẩn 7114-1: 2008: Chiếu sáng nơi làm việc, chiếu sáng trong nhàphải đảm bảo lượng ánh sáng được trải đều trong phòng không gâynhấp nháy, không gây đau chói mắt.
Không gian thiết kế
Không gian thiết kế phải tuân thủ Mã xây dựng Việt NamQCXDVN 09: 2005 về mật độ công suất: đảm bảo các công trình xâydựng tiết kiệm năng lượng có thể đi vào quy trình một cách hiệu quả.Khi đưa nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng vào hoạt động phải đạthiệu quả cao, thiết bị chiếu sáng phải ảo phù hợp với không gian,thuận tiện cho việc lắp đặt và tiêu thụ nhằm giảm bớt khó khăntrong việc lắp đặt và sử dụng ánh sáng.
Nhiệt độ màu
Nhiệt độ màu ánh sáng phổ biến và phù hợp hiện tại cần đápứng các tiêu chuẩn chiếu sáng theo các tiêu chuẩn chất lượng nhấtđịnh, ánh sáng hiện tại có ba màu cơ bản cần đáp ứng trong hệthống chiếu sáng là 2700K (vàng sáng), 4000K (ánh sáng trắng ấm)và 6500K (ánh sáng trắng).
Điều kiện ánh sáng
Khi chọn ánh sáng cho tòa nhà, người tiêu dùng cần đáp ứng và đảmbảo điều kiện ánh sáng tốt và hiện đại: áp dụng các công nghệ tiêntiến để cải thiện một số tính năng để không còn xảy ra hiện tượngnhấp nháy ánh sáng, không gây chói, khoảng cách giữa các bóngphải đồng đều để tránh gây ra diện tích thừa hoặc thiếu diện tích.
Trang 9 Hệ thống điều khiển hợp lý có thể sử dụng điều khiển từ xa để tránh lãng phí điện và quản lý công tắc bật tắt.
Tính thẩm mỹ cao làm nổi bật vẻ đẹp của không gian, sang trọng, hiện đại, phù hợp với thời đại công nghệ mới.
1.5: Yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng
Trong thiết kế chiếu sáng điều quan trọng nhất chúng ta cần phải quan tâm đènlà độ rọi (E) và hiệu quả của chiêu sáng đôi với thị giác của con người Ngoài ra còncó các đại lượng như quang thông, màu sắc ánh sáng do các bóng đèn phát ra, sự bỏ trícác bộ đèn, vị trí treo đèn trên trần Đê làm sao cho căn phòng hay phân xưởng đượcchiêu sáng đêu ở mọi vị trí, đảm bảo tính kinh tê, vẽ mỹ quan của căn phòng mà khônglàm cho những người làm việc trong đó không bị chói, tỉnh kinh tê cũng được xem xéttrong thiết kè chiêu sảng Vì vậy công 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 cho thânkinh 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 sáng bóng làmcho ánh sáng phản xạ lại cũng khá lớn Do đó cân phải quan tâm đèn vị trí lắpđặt đèn.
Phải có độ rọi đồng điều, để khi quan sát từ nơi này sang nơi khác mặt ngườikhông phải điêu tiêt nhiêu gây nên hiện tượng môi mặt.
Phải tạo được ảnh sảng giòng như ảnh sáng ban ngày, đều này giúp mặt nhậnxét, đánh giá mọi việc được chính xác.
Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chè sự daođộng điện áp của lưới điện, treo đèn cô định, với bóng đèn huỳnh quang cần hạnchế quang thông bù.
1.6: 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 đặt dưới trân có
Trang 10bê cao cách sản tương đối lớn Có hai phương thức đặt đèn: Chung đều và địaphương.
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 giống nhau trêndiện 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 làm che khuất cácánh 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
B, Quang hiệu của nguồn sáng : H (lm/W)
Được xác định tỷ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng H = Pϕ
Trang 11Đơn vị candela (cd).
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 taphân 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
Trang 12CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÒNG VẼ THIẾT KẾ 2.1: Tính toán số đèn
Độ rọi phù hợp cho phòng vẽ thiết kế, hay mức độ chiếu sáng lý tưởng, là mộtyếu tố quan trọng để đảm bảo môi trường làm việc thoải mái và hiệu quả Theo cáctiêu chuẩn quốc tế và quốc gia, độ rọi phù hợp cho phòng vẽ thiết kế thường nằm trongkhoảng từ 300 đến 500 lux, tùy thuộc vào loại công việc cụ thể.
- Khu vực làm việc chung: Độ rọi khoảng 300-500 lux là phù hợp cho các công việcnhư đọc, viết, và sử dụng máy tính.
- Công việc chi tiết cao: Các công việc yêu cầu độ chính xác cao hơn, như thiết kế kỹthuật, cần độ rọi cao hơn, thường từ 750-1000 lux.
Ngoài ra, cần lưu ý rằng ánh sáng nên được phân bố đều và tránh chói mắt Sử dụngcác loại đèn có chỉ số hoàn màu (CRI) cao (trên 80) cũng giúp cải thiện chất lượng ánhsáng, làm cho màu sắc hiển thị chân thực hơn.
2.1.1 Các yếu tố khác cần xem xét
1 Ánh sáng tự nhiên: Tận dụng ánh sáng tự nhiên khi có thể, nhưng cần kiểm soát để
tránh chói mắt và nhiệt độ cao.
2 Đèn chiếu sáng: Chọn loại đèn phù hợp, như đèn LED, để tiết kiệm năng lượng và
có tuổi thọ dài.
3 Thiết kế chiếu sáng: Bố trí đèn sao cho ánh sáng lan tỏa đều khắp không gian làm
việc, không có góc tối.
Áp dụng những tiêu chuẩn này sẽ giúp tạo ra một môi trường làm việc thoảimái, nâng cao hiệu suất và sức khỏe.
Nếu hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, chúng ta có thể tính toán công suất chiếu sáng cần thiết cho phòng chờ theo 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
Trang 13Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho phòng vẽ thiết kế là 300 lux và hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:
300 lux: 30036 ≈ 8,3 W/m²500 lux: 50036 ≈ 13,8 W/m²
Phòng vẽ thiết kế yêu cầu mức độ chiều sáng thấp Chọn côngsuất chiếu sáng ：
Điện áp, V Ánh sáng ban ngày Thời gian sửdụng, hQuang thông,
Trang 14Việc xác định bố trí đèn trong phòng vẽ thiết kế có mục đích chính là tạo ra mộtmôi trường làm việc hiệu quả, thoải mái và an toàn Cụ thể, mục đích này bao gồm:
1 Cung cấp đủ ánh sáng cho công việc: Đảm bảo ánh sáng đủ sáng để thực hiện các
nhiệm vụ của phòng vẽ thiết kế
2 Tạo ra môi trường làm việc thoải mái: Ánh sáng phù hợp giúp giảm căng thẳng,
mệt mỏi và tăng sự thoải mái.
3 Tăng cường an toàn: Ánh sáng đủ và phù hợp giúp ngăn ngừa tai nạn lao động do
trơn trượt, vấp ngã hoặc không nhìn rõ các vật cản.
4 Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng các loại đèn hiệu quả năng lượng và bố trí hợp lý
để giảm chi phí điện và bảo vệ môi trường.
5 Tạo không gian thẩm mỹ: Ánh sáng được bố trí hợp lý có thể tạo nên một không
gian phòng vẽ đẹp mắt và chuyên nghiệp, giúp cải thiện tinh thần và tạo ấn tượng tốtcho khách hàng
6 Tăng khả năng tập trung và hiệu suất làm việc: Bố trí ánh sáng thích hợp, nhất là
ánh sáng tự nhiên, giúp tăng cường sự tập trung và giảm thiểu các vấn đề về sức khỏenhư đau đầu hay căng thẳng mắt.
7 Điều chỉnh ánh sáng theo từng khu vực Việc bố trí đèn hợp lý giúp tối ưu hóa
điều kiện làm việc cho từng không gian cụ thể.
Để đạt được các mục tiêu trên, việc bố trí đèn cần phải được tính toán kỹ lưỡng,bao gồm lựa chọn loại đèn, cường độ ánh sáng, màu sắc ánh sáng, và vị trí lắp đặt đènsao cho phù hợp với từng khu vực và nhu cầu cụ thể trong phòng vẽ thiết kế
Trang 162.3: Xác định độ treo của đèn2.3.1 Mục đích xác độ treo của đèn
Xác định độ treo của đèn là một bước quan trọng trong thiết kế và lắp đặt hệthống chiếu sáng Mục đích của việc xác định độ treo của đèn bao gồm:
1 Tối ưu hóa chiếu sáng: Đảm bảo đèn được đặt ở vị trí phù hợp để cung cấp ánh
sáng đồng đều và hiệu quả nhất cho không gian cần chiếu sáng Độ treo phù hợp giúptránh bóng tối và vùng ánh sáng không đều.
2 An toàn và thẩm mỹ: Độ treo đèn đúng cách giúp đảm bảo an toàn, tránh va chạm
hoặc tai nạn, đồng thời tạo ra vẻ đẹp thẩm mỹ cho không gian Đèn treo ở độ cao phùhợp giúp không gian trở nên hài hòa và cân đối hơn.
3 Tiết kiệm năng lượng: Khi đèn được treo ở độ cao hợp lý, ánh sáng được phân bố
đều đặn, giúp giảm thiểu lãng phí năng lượng Độ treo chính xác có thể giúp giảm sốlượng đèn cần thiết để chiếu sáng một khu vực.
4 Phù hợp với mục đích sử dụng: Mỗi không gian có mục đích sử dụng khác nhau
(như văn phòng, nhà ở, nhà hàng, khu vực công nghiệp), do đó, độ treo đèn cần đượcđiều chỉnh để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của từng không gian Ví dụ, trong cácxưởng sản xuất, đèn cần treo cao để chiếu sáng diện rộng, trong khi trong nhà ở, đèncó thể treo thấp hơn để tạo không gian ấm cúng.
5 Đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định: Độ treo đèn cũng cần tuân thủ các
quy định về an toàn điện và tiêu chuẩn chiếu sáng do các tổ chức chuyên ngành đề ra,nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng chiếu sáng.
Việc xác định đúng độ treo của đèn là một yếu tố quan trọng để đảm bảo rằnghệ thống chiếu sáng hoạt động hiệu quả, an toàn và thẩm mỹ.
2.3.2 Tính toán độ treo đèn