TRƯỜNG ÐẠI HỌC VINHVIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng
Nghệ An, 2024
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
CỔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – tự do – hạnh phúc
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ BÁO CÁO MÔN HỌC
Họ và Tên : Lữ Nhật ThảoNgành: CNKT Điện–Điện tửLớp: Cung cấp điện(223.1)_LT_01
1 Mục tiêu báo cáo:
Tính toán thiết kế chiếu sáng; Phân bố đèn; kiểm tra lại độ rọi; Tính toán lựachọn giây và thiết kế đi dây cho chiếu sáng
Tính toán cung cấp điện; Tính toán lựa chọ dây; Tính toán lựa chọn thiết bịbảo vệ (Aptomat); Thiết kế sơ đồ cung cấp điện, 12 ổ đôi cắm điện (Pđ =300w); Quạt; 02 điều hòa
Đối tượng: phòng chờ, axbxh = 9m*8m*4.2m
2 Nhiệm vụ:
Tính toán thiết kế chiếu sáng; Phân bố đèn; kiểm tra lại độ rọi; Tính toán lựachọn giây và thiết kế đi dây cho chiếu sáng, Tính toán cung cấp điện; Tínhtoán lựa chọ dây; Tính toán lựa chọn thiết bị bảo vệ (Aptomat); Thiết kế sơđồ cung cấp điện
3 Ngày giao đồ án: ngày tháng … năm 20
4 Ngày hoàn thành đồ án: ngày tháng … năm 20 5 .Người hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Dũng
Nghệ An, ngày tháng năm 20
Trang 3NGƯỜI HƯỚNG DẪN
LỜI MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh phát triển kinh tế và xã hội hiện nay, nhu cầu về cáckhông gian công cộng chất lượng cao ngày càng gia tăng Phòng chờ, với vai tròlà nơi đón tiếp, nghỉ ngơi và chờ đợi, cần được thiết kế không chỉ về mặt kiếntrúc mà còn về hệ thống chiếu sáng để đảm bảo sự thoải mái, an toàn và thẩmmỹ cho người sử dụng Việc thiết kế chiếu sáng hiệu quả cho phòng chờ khôngchỉ nâng cao trải nghiệm của khách hàng mà còn thể hiện sự chuyên nghiệp vàđẳng cấp của công trình.
Đề tài "Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phòng chờ" được thực hiệnnhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất giải pháp chiếu sáng tối ưu cho khônggian phòng chờ Qua đó, chúng ta sẽ đi sâu vào các yếu tố cần thiết trong thiếtkế chiếu sáng, từ việc lựa chọn loại đèn phù hợp, tính toán độ rọi, đến phân bốánh sáng sao cho đồng đều và hiệu quả Đề tài không chỉ tập trung vào các tiêuchuẩn kỹ thuật mà còn chú trọng đến các yếu tố thẩm mỹ và tiết kiệm nănglượng.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng ta sẽ sử dụng các phương pháptính toán hiện đại và các phần mềm hỗ trợ để đảm bảo độ chính xác và khả năngáp dụng thực tế cao Bên cạnh đó, việc đánh giá hiện trạng và phân tích yêu cầuchiếu sáng cụ thể của phòng chờ cũng sẽ được thực hiện một cách chi tiết và cẩnthận.
Tôi hy vọng rằng, qua đề tài này, sẽ cung cấp những kiến thức và giảipháp thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng không gian phòng chờ, đáp ứngđược nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng và góp phần vào sự phát triểnbền vững của xã hội Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ và hướng dẫn tận tình củathầy trong quá trình thực hiện đề tài này.
Trang 4MỤC LỤC
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 5
1.1 Giới thiệu chung 5
1.2 Lợi ích mang lại 6
1.3 Các vấn đề chung: 7
PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9
2.1 Các đại lượng cơ lượng cơ bản trong ánh sáng 9
2.2 Các yếu tố quan trọng khi thiết kế hệ thống chiếu sáng 9
2.3 Phân tích nhu cầu chiếu sáng 10
PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÒNGCHỜ 11
3.1 Yêu cầu thiết kế 11
3.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 11
3.3 Bản vẽ mô phỏng 17
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 18
Trang 5PHẦN I:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG.1.1 Giới thiệu chung.
1.1.1 Khái niệm hệ thống chiếu sáng.
Hệ thống chiếu sáng là sự kết hợp của các thiết bị và giải pháp công nghệ,nhằm cung cấp ánh sáng cho không gian, phục vụ nhu cầu sinh hoạt, làm việc vàtạo hiệu ứng thẩm mỹ Hệ thống này bao gồm nguồn sáng như đèn sợi đốt, đènhuỳnh quang, đèn LED và đèn HID; thiết bị điều khiển và phân phối ánh sángnhư bộ điều khiển, chóa đèn, phản xạ, tán xạ; cùng với dây dẫn và thiết bị phụtrợ như dây điện, biến áp, chấn lưu và bộ khởi động Hệ thống chiếu sáng khôngchỉ cung cấp ánh sáng cần thiết cho sinh hoạt và làm việc mà còn tạo hiệu ứngthẩm mỹ, nâng cao giá trị không gian, bảo vệ sức khỏe bằng cách giảm mệt mỏimắt, cải thiện tâm trạng và tăng năng suất làm việc Đồng thời, việc sử dụng cácgiải pháp tiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thống điều khiển thông minhgiúp tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường.
1.1.2 Các loại hệ thống chiếu sáng phổ biến1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng tập trung
- Một hệ thống điều khiển ánh sáng tập trung có tất cả các mạch điện cùngchạy đến một vị trí trung tâm thay vì chuyển mạch trong khắp không gian.Những bàn phím đơn giản nhưng mạnh mẽ sẽ cung cấp cho bạn khả năng kiểmsoát ánh sáng theo những cách khác nhau.
- Bộ xử lý trung tâm chính là bộ não của hệ thống, cho phép kiểm soát vàcài đặt các tính năng lập trình khác nhau Các hệ thống lập trình cho phép bạnlưu lại những phối cảnh ánh sáng và giảm cường độ các nhóm đèn khác nhau chỉvới một nút bấm.
- Một số hệ thống chiếu sáng phức tạp hơn thậm chí có thể cho phép bạnđiều khiển đèn chiếu sáng từ một chiếc iPhone, iPad, hoặc thiết bị Android Mộtlợi ích chính của hệ thống điều khiển ánh sáng tập trung là nó giúp xóa bỏ cảnhnhững hệ thống công tắc chằng chịt trên tường nhà- một điều có thể gây mất mỹquan cho một căn nhà hiện đại.
Trang 62 Hệ thống điều khiển chiếu sáng không dây
Một hệ thống điều khiển chiếu sáng không dây là một loại hệ thống baogồm các bộ điều chỉnh ánh sáng (dimmer) và các công tắc có thể điều khiển từxa Loại hệ thống này rất dễ dàng cài đặt, giá thành hợp lý, và là một lựa chọnrất phổ biến và phù hợp cho các dự án cải tạo hệ thống chiếu sáng Một hệthống điều khiển chiếu sáng không dây còn có khả năng kết hợp các bàn phímđiều khiển và các tùy chọn chương trình của một hệ thống tập trung Tất cả cácbộ điều chỉnh ánh sáng và công tắc sẽ giao tiếp không dây với bộ xử lý, do vậyhệ thống này không đòi hỏi cài đặt nhiều thiết bị, nhờ đó chi phí không quá đắtđỏ.
3 Hệ thống điều khiển chiếu sáng lai
Một hệ thống điều khiển ánh sáng lai (hybrid) là sự kết hợp của hệ thốngtập trung và không dây Các thiết bị không dây và có dây được tích hợp vào mộthệ thống và có thể giao tiếp với nhau Đây là một lựa chọn tuyệt vời cho mộtkhông gian đang được nâng cấp một phần, nơi một số các mạch điện chiếu sángcó thể được cài đặt đến một vị trí trung tâm qua các bức tường và trần nhà mở.
1.2 Lợi ích mang lại
Chúng ta có thể kể ra dưới đây rất nhiều lợi ích thiết thực của hệ thống lightingcontrol:
Tiết kiệm năng lượng : đây có lẽ là lợi ích chính yếu và căn bản nhất Trongmột tòa nhà, triển khai lighting control có thể giảm thiểu năng lượng tiêu thụcho việc thắp sáng lên đến 30%, giúp giảm năng lượng toàn tòa nhà đi khoảng10% hoặc cao hơn.
Sự tiện nghi : lighting control là một hệ thống công nghệ cao, một hệ thốngđiều khiển tự động, do đó nó đem lại sự tiện nghi nhiều hơn cho con người Việcchiếu sáng được tự động, được giám sát ,được lập trình sao cho đem đến sựthoải mái cho con người.
Trang 7 Cung cấp thông tin : từ các bộ điều khiển kỹ thuật số, thông tin về trạng thái,thông số vận hành, quá trình hoạt động, điện năng tiêu thụ v.v liên tục đượchiển thị, lưu giữ và truyền tải về các khu vực quản lý trung tâm của tòa nhà Cácthông tin từ đó được phân tích, giám sát và cải tiến hiệu quả của việc chiếu sáng.
Gia tăng hiệu năng làm việc : đây cũng là một lợi ích thú vị của hệ thốnglighting control Các nghiên cứu cho thấy việc tối ưu hóa chiếu sáng sẽ giúp chocon người trong không gian sống làm việc hiệu quả hơn Học sinh có thể giatăng 26% của việc tiếp thu bài, hay là công nhân gia tăng gần 40% năng suất khiviệc chiếu sáng kết hợp với ánh sáng ban ngày được triển khai hợp lý.
An ninh, an toàn : với hệ thống lighting control, các bóng đèn thoát hiểm haycác khu vực bãi xe, hành lang, lối đi sẽ được giám sát và vận hành có chươngtrình, từ đó tăng cường khả năng an ninh cho khu vực người sinh sống.
Hệ thống chiếu sáng là một trong những hệ thống quan trọng nhất trong tất cảcác dự án lắp đặt thiết bị điện Vì vậy mà việc chú tâm điều khiển nó sao chomang lại hiệu quả sử dụng cao nhất là điều mà ai ai cũng quan tâm Áp dụnglighting control hoàn hảo bạn sẽ phải bất ngờ về những lợi ích không tưởng mànó mang lại.
1.3 Các v n đ chung:ấn đề chung:ề chung:
Thiết kế một hệ thống chiếu sáng là một bài toán khó và phức tạp, đòi hỏingười thiết kế không chỉ phải có kiến thức kỹ thuật mà phải làm quen với cácvấn đề kiến trúc, công nghệ sản xuất và thị giác.
Thiết kế một hệ thống chiếu sáng gồm: phần kỹ thuật ánh sáng, phần điện,phần kinh tế.
Thiết kế không chỉ đảm bảo các đặc tính số lượng và chất lượng ánh sángmà còn sự an toàn hoạt động của hệ thống chiếu sáng.
Mạng điện chiếu sáng gồm: chiếu sáng làm việc, chiếu sáng sự cố, chiếusáng an toàn, chiếu sáng bảo vệ.
Trang 8Để đảm bảo hệ thống chiếu sáng hoạt động an toàn, người ta sử dụng cùnglúc hai loại chiếu sáng: chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố.
Chiếu sáng làm việc: đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình thường của người,vật và phương tiện vận chuyển khi không có hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên.
Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn hoạt động làm việc trong một thời gianhoặc đảm bảo sự an toàn của người đi ra khỏi nhà khi hệ chiếu sáng làmviệc bị hư Chiếu sáng sự cố dùng để tiếp tục công việc trong các phòngvà ngoài trời, khi chiếu sáng làm việc hư hỏng có thể gây ra cháy nổ, tainạn, thiệt hại nguy hiểm cho người.
Chiếu sáng sự cố phải tạo ít nhất trên bề mặt làm việc một độ rọi bằng 5%độ rọi chiếu sáng làm việc (trong tòa nhà E = 2 – 30lux, ngoài trời E = 1 –5lux).
Chiếu sáng an toàn: để phân tán người (trong nhà hoặc ngoài trời) cầnthiết ở những lối đi lại, những nơi trong xí nghiệp và công cộng có hơn 50người, cầu thang của các toàn nhà trên 6 tầng Độ rọi nơi đó ít nhất là0,5lux trong nhà và 0,2lux ngoài trời.
Chiếu sáng bào vệ: cần thiết trong đêm tại các công trình xây dựng hoặcnhững nơi sản xuất Chiếu sáng bảo vệ dùng một phần các đèn chiếu sánglàm việc chiếu xung quanh các công trình, nơi sản xuất với độ rọi trên mặtđất hoặc độ rọi đứng trên bề mặt giới hạn tối thiểu 0,5lux.
Mạch điện cung cấp có thể không cùng nguồn với nguồn chiếu sáng làmviệc hoặc tự động chuyển sang chế độ chiếu sáng an toàn khi chiếu sánglàm việc bị hỏng.
Trang 9PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Các đại lượng cơ lượng cơ bản trong ánh sáng
2.1.1 Độ rọi (Lux): Độ rọi đo lường mức độ ánh sáng được chiếu sáng lênmột bề mặt cụ thể Đơn vị đo là Lux, và được tính bằng số lumen (đơn vị đolượng ánh sáng) trên một mét vuông của bề mặt.
2.1.2 Độ chói (Candela/m²): Độ chói là mức độ sáng được phát ra từ mộtnguồn sáng cụ thể, đo bằng Candela trên mỗi mét vuông (Candela/m²) trên mộtbề mặt.
2.1.3 Hiệu suất chiếu sáng (Lumens/Watt): Đây là tỷ lệ giữa lượng ánhsáng (lumens) mà một nguồn sáng sản xuất và năng lượng tiêu thụ (Watt) Hiệusuất chiếu sáng càng cao, đèn sẽ phát ra càng nhiều ánh sáng với lượng nănglượng tiêu thụ ít hơn.
2.1.4 Nhiệt độ màu (Kelvin): Nhiệt độ màu đo lường màu sắc của ánh sángphát ra từ một nguồn sáng Đơn vị đo là Kelvin (K) Ánh sáng có nhiệt độ màuthấp hơn có màu ấm hơn, trong khi ánh sáng có nhiệt độ màu cao hơn có màulạnh hơn.
2.1.5 Chỉ số hoàn màu (CRI - Color Rendering Index): Chỉ số này đolường khả năng của nguồn sáng tái tạo màu sắc của các vật thể so với ánh sángtự nhiên CRI càng cao, màu sắc của các vật thể sẽ được tái tạo một cách chínhxác hơn.
2.2 Các yếu tố quan trọng khi thiết kế hệ thống chiếu sáng
- Đối với mỗi không gian, việc hiểu rõ mục đích sử dụng giúp xác định cácyêu cầu chiếu sáng cụ thể, từ việc tạo ra không gian thoải mái cho sinh hoạt đếncung cấp ánh sáng chuyên nghiệp cho môi trường làm việc.
- Cấu trúc kiến trúc và thiết kế nội thất đóng vai trò quan trọng trong việcxác định vị trí và phân bố ánh sáng, đồng thời tạo ra không gian sống và làmviệc hài hòa và thẩm mỹ.
Trang 10- Lựa chọn các giải pháp tiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thốngđiều khiển thông minh giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.
- Ánh sáng phải được phân phối một cách cân đối và không gây chói mắtđể đảm bảo an toàn cho người sử dụng không gian.
- Lựa chọn các loại đèn và thiết bị chiếu sáng phù hợp giúp tối ưu hóa chiphí ban đầu và chi phí vận hành trong tương lai.
- Việc sử dụng ánh sáng tự nhiên kết hợp với ánh sáng nhân tạo giúp tạo ramột môi trường sống và làm việc thoải mái và hiệu quả.
2.3 Phân tích nhu cầu chiếu sáng
Khi phân tích nhu cầu chiếu sáng cho không gian phòng chờ, việc xác địnhmục đích sử dụng và hoạt động dự kiến trong không gian là điều quan trọngnhất Phòng chờ có thể được sử dụng để chờ đợi, nghỉ ngơi hoặc tương tác giữacác cá nhân, vì vậy cần phải đảm bảo rằng mức độ ánh sáng là đủ để mọi ngườicó thể thực hiện các hoạt động một cách thoải mái và hiệu quả Đồng thời, yếutố thẩm mỹ cũng cần được xem xét để tạo ra một không gian phòng chờ thú vịvà hấp dẫn Việc điều chỉnh ánh sáng tự nhiên và nhân tạo một cách hợp lý làquan trọng, nhằm tối ưu hóa môi trường chiếu sáng trong phòng chờ Ngoài ra,việc xem xét vấn đề tiết kiệm năng lượng cũng cần được quan tâm, và việc sửdụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng như đèn LED và hệ thống điều khiểnthông minh là cần thiết để giảm thiểu lượng tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảmbảo chất lượng chiếu sáng.
Trang 11PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG CHỜ3.1 Yêu cầu thiết kế
3.1.1 Kích thước phòng chờ
- Kích thước giảng đường: a*b*h= 9m*8m*4.2m- Diện tích sàn: 72 m2
- Độ dày tường: 0.2 m3.1.3 Các thiết bị điện
- 12 ổ đôi cắm điện (Pđ = 300w)- Quạt
- 02 điều hòa
3.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ
- Bước 1 Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát
Theo TCVN 7114:2008, độ rọi yêu cầu E = 200lx đối với phòng chờ- Bước 2: Chọn chỉ số hoàn màu CRI:
Theo TCVN 7114 - 1 : 2008 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 = 200lx nênchọn đèn có T= 3000÷4000 oK
Hình 1 Biểu đồ Kruithof
- Bước 4: Chọn loại đèn:
Trang 12Từ các số liệu của các bước trên chọn loại đèn led V – Shape PIFA 236L36Paragon
Hình 2 Đèn led V – Shape PIFA 236L36 Paragon
Trang 13- Chỉ số treo đèn: j = h+h 'h ' = 3,5+00 = 0
- Chỉ số không gian: k = h(a+b)a b = 3,5.(9+8)9.8 = 1,21
- Để đảm bảo độ đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc khoảng cáchgiữa 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 = 3,859 = 2,33=> Chọn tối thiểu 3 đèn
- Số đèn tối thiểu theo chiều rộng:Nb = nb
max = 3,858 = 2,077=> Chọn tối thiểu 2 đèn
- Tổng quang thông: Đèn LED trong môi trường bụi trung bình, bảo dưỡngtốt 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: F Σ = E S δƞ U =
b = 82 = 4 m- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều dài: 1,33 ≤p ≤ 1,3
2 => p = 0,5m
- Khoảng cách giữa đèn với tường theo chiều rộng: 43 ≤q ≤ 4
2=> q = 1,5m- Bố trí đèn như hình:
Trang 14+ Chiều dài phòng : a = 9 m+ Chiều rộng phòng : b = 8 m
+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : p = 0,5 m+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : q = 1,5 m+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều dài : x = 1,3 m
+ Khoảng cách của 2 đèn theo chiều rộng : y = 4 m
Trang 15Chọn điều hòa
Với phòng chờ có diện tích 72 m2 ta chọn Điều hòa LG 9.000BTU 1 chiềuInverter V10WIN có công suất =2630 W với số lượng là 2 cái
Tổng công suất đèn là 14 x 40 = 560 WTổng công suất quạt là 4 x 75 = 300 WTổng công suất điều hòa 2 x 2630 = 5260 WTổng công suất ổ cắm là 300W
Từ hai điều kiện trên ta chọn MCB 2P 50A Schneider Electric EZ9F34250