TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMVIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ tên sinh viên: Trần Trung Hiếu 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 chiếu sáng 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 2LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh hiện đại, ánh sáng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trongmọi không gian sống và làm việc, đặc biệt là trong các phòng vẽ thiết kế, nơimà sự sáng tạo và tính thẩm mỹ được đặt lên hàng đầu Thiết kế chiếu sángkhông chỉ giúp cải thiện điều kiện làm việc của các nhà thiết kế mà còn ảnhhưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả của sản phẩm sáng tạo.
Đồ án này nhằm nghiên cứu và đưa ra các giải pháp thiết kế chiếu sángtối ưu cho phòng vẽ thiết kế Em sẽ đi sâu vào các yếu tố kỹ thuật của ánh sáng,bao gồm cường độ sáng, màu sắc ánh sáng, và hướng chiếu sáng, để tạo ra mộtmôi trường làm việc hoàn hảo cho các nhà thiết kế Đồng thời, đồ án cũng sẽxem xét các yếu tố thẩm mỹ và sự hài hòa trong tổng thể không gian để đảmbảo rằng ánh sáng không chỉ đủ mà còn đẹp, giúp kích thích sự sáng tạo và tinhthần làm việc của người sử dụng.
Qua đồ án này, em mong muốn mang đến những giải pháp thiết thực vàhiệu quả, giúp cải thiện không gian làm việc của các nhà thiết kế, đồng thời gópphần nâng cao chất lượng của các sản phẩm thiết kế Em hy vọng rằng nhữngkết quả từ nghiên cứu này sẽ là tài liệu tham khảo quý giá cho các dự án thiết kếchiếu sáng sau này.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã dành thời gian quantâm và đóng góp ý kiến cho đồ án này.
Trang 3MỤC LỤC
Trang
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
LỜI NÓI ĐẦU 2
1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 8
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHÒNG VẼ THIẾT KẾ 9
2.1.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN 9
2.2 BỐ TRÍ ĐÈN 11
2.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN 14
2.4 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PHÒNG 15
2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI 15
2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 17
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 17
2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮPRÁP 18
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 20
3.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 20
3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 20
Trang 43.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT 20CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 24TÀI LIỆU THAM KHẢO 25
Trang 5CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phầntử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, vậnhành an toàn và kinh tế Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụluôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao.
Hệ thống cấp điện nhà cao tầng có các đặc điểm sau:- Phụ tải phong phú và đa dạng;
- Mật độ phụ tải tương đối cao;- Lắp đặt trong không gian chật hẹp;
- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng như ắc quy, máy phát
Không gian lắp đặt hạn chế và thỏa mãn các yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúcxây dựng;
- Yêu cầu cao về chế độ làm việc, an toàn cho người sử dụng và thiết bị;
Đối với các tòa nhà cao tầng thì quá trình thiết kế cấp điện luôn định hướng tuântheo những yêu cầu và đặc điểm trên Thiết kế cấp điện cho tòa nhà cao tầng làmột công việc phức tạp, để đảm bảo dù yêu cầu về số lượng, chất lượng điệncũng như những vấn đề liên quan khác, người kỹ sư thiết kế phải được trang bịtốt kiến thức về những yêu cầu sau:
a) Đáp ứng tốt về chất lượng điện
Khi đời sống kinh tế, văn hóa xã hội ngày càng nâng cao, các thiết bị điệnphục vụ nhu cầu giải trí và sinh hoạt của con người ngày càng phong phú, đadạng và hiện đại dẫn đến nhu cầu sử dụng năng lượng điện ngày càng lớn Chấtlượng điện được đánh giá thông qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp Nhiệm vụcủa người thiết kế là tính toán đảm bảo chất lượng điện áp cho các thiết bị dùngđiện, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành và tuổi thọ của các thiết bị.
b) Độ tin cậy cấp điện cao
Là một tòa nhà ký túc xá phục vụ cho nhu cầu ăn ở và sinh hoạt của các sinh
Trang 6viên và một tòa nhà làm việc Nếu xảy ra tình trạng mất điện sẽ gây lộn xộn,mất trật tự, mất vệ sinh, ảnh đến sinh hoạt của các sinh viên hoạt trong tòa nhàcũng như ảnh hưởng đến công việc của các cán bộ Vì vậy, cung cấp điện phảiđảm bảo liên tục, tránh tình trạng gián đoạn Nếu có sự cố mất điện cần phảigiải quyết một cách nhanh chóng để rút ngắn nhất thời gian mất điện đảm bảosinh hoạt của các hộ trong tòa nhà.
c) Đảm bảo an toàn điện
Hệ thống cung cấp điện phải có tính an toàn cao để bảo vệ người vậnhành, người sử dụng và bảo vệ cho các thiết bị điện Vì vậy, phải chọn sơ đồ,cách đi dây phải rõ ràng để tránh trường hợp vận hành nhầm, tính toán lựa chọndây dẫn và khi cụ đóng cắt chính xác Chọn thiết bị đúng tỉnh năng sử dụng, phùhợp với cấp điện áp và dòng điện làm việc.
Ngoài việc tính toán chính xác, lựa chọn đúng các thiết bị và khí cụ điệncòn phải nắm được các quy định về an toàn điện, hiểu rõ về môi trường và đặcđiểm cấp điện, phải có chỉ dẫn, cảnh báo ở những nơi nguy hiểm cao để nângcao ý thức của người sử dụng.
d) Đảm bảo phù hợp về kinh tế
Khi thiết kế thường đưa ra nhiều phương án lựa chọn để giải quyết mộtvấn đề như dẫn điện bằng đường dây trên không hay cáp ngầm, có nên đặt máyphát dự phòng không mỗi phương án sẽ có ưu nhược điểm riêng Vì vậy, thiếtkế cung cấp diện sao cho vừa đảm bảo nhu cầu sử dụng diện lại vừa hợp lý vềkinh tế Đánh giá kinh tế kỹ thuật của phương án cấp điện gồm 2 đại lượngchỉnh: vốn đầu tư ban dầu và chi phí vận hành.
Ngoài những yêu cầu trên, tùy theo điều kiện cụ thể của từng tòa nhà nhưđiều kiện khí hậu tự nhiên, vị trí địa lý, mục đích sử dụng người thiết kế cầnchú ý đến: tính thẩm mỹ, tính hiện đại, dễ sử dụng, dễ phát triển trong tươnglai
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Trang 7Trong quá trình thiết kế điện một phương án được cho là tối ưu khi nó thoả mãncác yêu cầu sau:
Tính khả thi cao;Vốn đầu tư nhỏ;
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải;- Chi phí vận hành hàng năm thấp;
- Đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị;Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa
Đảm bảo chất lượng điện, nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏ nhấtvà nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.
Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong tươnglai, giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tỉnh mỹ quan của công trình.
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGUYÊN CỨU
Là một phòng vẽ thiết kế chiều dài là 7m, chiều rộng là 7m, chiều cao là4,2m Phụ tải là 12 ổ đôi cắm, quạt, 2 điều hòa
Hình 1 Hình minh họa phòng vẽ thiết kế
1.4 PHẠM VI NGUYÊN CỨU
Trang 8Nhu cầu sử dụng điện của công trình rất đa dạng, công suất sử dụng điệnluôn luôn tăng theo sự phát triển kinh tế và nhu cầu ngày càng cao của conngười Để thiết lập hệ thống điện cho một công trình đòi hỏi phải nghiên cứu kỹlưỡng bản vẽ kiến trúc, ý đồ của người sử dụng, công năng của công trình đểtính toán và bố trí dù công suất của hệ thống cho công trình cũng như các trangthiết bị sử dụng, trang thiết bị đóng cắt bảo vệ, chọn lựa và bố trí dây cấp điệnhợp lý, mỹ quan, an toàn, tránh thiếu hụt hay dư thừa lãng phí.
Căn cứ vào mục đích và yêu cầu thiết kế cấp điện cho công trình đã nêu trên,tiến hành các bước thiết kế cấp điện cho công trình như sau:
Tìm hiểu nhu cầu điện của công trình Xác định phụ tải tính toán của tòa nhà Xây dựng phương án cung cấp điện
1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống điện tòa nhà là khâu quan trọng, một trong những bướcdầu tiên trước khi bắt tay vào thực hiện cho một dự án Một hệ thống tốt, vậnhành hợp lý, khoa học, bền vững, tiết kiệm thì cần phải có thiết kế Ngoài ra,phần kỹ thuật điện có liên hệ chặt chẽ với các nội dung chuyên môn khác nhưkết cấu, kiến trúc, nội thất nên thiết kế càng quan trọng, để khớp nối trong tiếntrình thi công công trình Cho nên một bản thiết kế hệ thống điện tối ưu nhất sẽtiết kiệm được thời gian và tiền bạc khi tỉnh toán trước được nhiều sự việc Việcnày cũng làm tránh phát sinh những sự cố, dễ gây ảnh hưởng tới yêu cầu kỹthuật Bên cạnh đó, nó giúp chủ động trong công tác chuẩn bị vật tư cũng nhưquá trình thi công.
Khi có bản thiết kế hệ thống điện ta sẽ tính toán được khái quát về nộidung hệ thống kỹ thuật, từ đó nắm được quy trình và năng lực của hệ thốngđiện Điều này giúp cho người sử dụng dự trù được những tình huống đặc biệtđể tránh xảy ra sự cổ Và trong trường hợp không may, vận hành không bìnhthường, quá tải hay xây ra sự cố thì cũng dễ biết nguyên nhân để sửa chữa, khắcphục.
Trang 9Ngày nay, khi mà các công trình từ nhỏ tới lớn đều đề cao tầm quan trọngcủa phần điện trong tòa nhà thì việc thiết kế điện phù hợp, hiện đại, khoa học làtất yếu.
Trang 10CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHÒNG VẼ THIẾT KẾ
2.1.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN
Độ rọi (lux) là đơn vị đo lường cường độ ánh sáng chiếu lên một bề mặt,và nó rất quan trọng trong thiết kế chiếu sáng cho các không gian làm việc, đặcbiệt là phòng vẽ thiết kế.
Theo các tiêu chuẩn chiếu sáng thông dụng, như tiêu chuẩn của IES(Illuminating Engineering Society) và tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ rọi tốiưu cho một phòng vẽ thiết kế thường nằm trong khoảng từ 700 đến 900 lux.Mức độ rọi này giúp đảm bảo rằng các chi tiết trên bản vẽ được nhìn rõ ràng vàchính xác, đồng thời giảm thiểu mỏi mắt cho người làm việc.
Dưới đây là một số yếu tố cần xem xét khi thiết kế chiếu sáng cho phòng vẽthiết kế:
1 Nguồn sáng tự nhiên và nhân tạo: Kết hợp ánh sáng tự nhiên và nhân tạo
để tạo ra một môi trường làm việc dễ chịu Ánh sáng tự nhiên nên được điềuchỉnh để tránh bóng đổ và lóa.
2 Nhiệt độ màu của ánh sáng: Ánh sáng trắng trung tính (4000K - 5000K)
thường là lựa chọn tốt nhất cho các công việc thiết kế, vì nó tạo ra ánh sáng rõràng, gần giống ánh sáng ban ngày.
3 Chất lượng ánh sáng: Sử dụng đèn có chỉ số hoàn màu (CRI) cao (trên 80
hoặc 90) để đảm bảo màu sắc được hiển thị chính xác, điều này rất quan trọngtrong các công việc thiết kế màu sắc.
4 Phân bố ánh sáng đồng đều: Tránh các khu vực có độ rọi quá cao hoặc quá
thấp Sử dụng đèn chiếu sáng đồng đều và bố trí đèn sao cho ánh sáng phân bốđều trên toàn bộ bề mặt làm việc.
5 Điều chỉnh ánh sáng: Sử dụng các thiết bị điều chỉnh độ sáng (dimmer) để
điều chỉnh cường độ ánh sáng phù hợp với từng giai đoạn công việc hoặc điềukiện ánh sáng tự nhiên.
Trang 11Việc thiết kế chiếu sáng đúng cách không chỉ giúp tăng hiệu quả làm việcmà còn bảo vệ sức khỏe mắt và tạo ra một môi trường làm việc thoải mái chocác nhà thiết kế.
Nếu hiệu suất phát sáng là 38 lumen/W, chúng ta có thểtính toán công suất chiếu sáng cần thiết cho phòng chờ theocách 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
Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho phòng vẽ thiết kế là 570 lux và hiệu suất phát sáng là 38 lumen/W, ta có:
700 lux: 70038 ≈ 18,4 W/m²900 lux: 90038 ≈ 23,6 W/m²
Phòng vẽ thiết kế yêu cầu mức độ chiều sáng thấp Chọncông suất chiếu sáng ：
dụng, hQuang thông,
Trang 121 Tăng cường hiệu quả làm việc: Ánh sáng tốt giúp các nhà thiết kế nhìn rõ
chi tiết, màu sắc và chất liệu của sản phẩm một cách chính xác, từ đó cải thiệnhiệu suất và chất lượng công việc.
2 Bảo vệ sức khỏe mắt: Đèn được bố trí đúng cách giúp giảm căng thẳng và
mỏi mắt do làm việc lâu dưới ánh sáng yếu hoặc không đồng đều Điều này đặcbiệt quan trọng đối với những người làm việc nhiều giờ trong phòng thiết kế.
3 Tạo không gian làm việc thoải mái: Ánh sáng tốt không chỉ giúp tăng
cường hiệu quả làm việc mà còn tạo ra một môi trường làm việc thoải mái, dễchịu Điều này giúp tăng cường sự tập trung và sáng tạo của nhân viên.
4 Tái hiện màu sắc chính xác: Trong thiết kế, màu sắc là yếu tố rất quan
trọng Việc sử dụng đèn với chỉ số hoàn màu (CRI) cao giúp tái hiện màu sắcchính xác nhất có thể, tránh sai lệch trong quá trình thiết kế và phê duyệt sảnphẩm.
5 Tạo điểm nhấn và chiều sâu cho không gian: Bố trí đèn một cách hợp lý có
thể tạo ra các điểm nhấn trong không gian phòng vẽ, làm nổi bật các khu vựchoặc chi tiết quan trọng, đồng thời tạo chiều sâu và tính thẩm mỹ cho khônggian làm việc.
6 Đảm bảo ánh sáng đều và không gây chói: Đèn cần được bố trí sao cho ánh
sáng phân bổ đều, tránh các khu vực bị tối hoặc bị chói Điều này giúp các nhà
Trang 13thiết kế có thể làm việc ở bất kỳ vị trí nào trong phòng mà không gặp khó khănvề ánh sáng.
Tóm lại, việc bố trí đèn trong phòng vẽ thiết kế không chỉ nhằm đảm bảo ánhsáng đủ và chất lượng mà còn góp phần nâng cao hiệu suất công việc, bảo vệsức khỏe, và tạo ra môi trường làm việc lý tưởng cho các nhà thiết kế.
Trang 152.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN2.3.1 Mục đích xác độ treo của đèn
Xác độ treo của đèn trong phòng vẽ thiết kế là một côngviệc quan trọng nhằm đảm bảo các điều kiện ánh sáng tối ưucho công việc của các nhà thiết kế Dưới đây là các mục đíchchính của việc này:
1 Đảm bảo ánh sáng đồng đều: Độ treo của đèn cần được
xác định sao cho ánh sáng phủ đều khắp không gian làm việc,tránh tình trạng có vùng sáng, vùng tối làm ảnh hưởng đếnchất lượng công việc.
2 Giảm bóng đổ: Đèn cần được treo ở độ cao và vị trí thích
hợp để giảm thiểu bóng đổ lên bề mặt làm việc, giúp các nhàthiết kế quan sát rõ ràng hơn các chi tiết của bản vẽ.
3 Tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên: Kết hợp ánh sáng tự nhiên
và ánh sáng nhân tạo một cách hiệu quả, đảm bảo ánh sángtrong phòng luôn đủ mạnh và phù hợp với các yêu cầu cụ thểcủa từng thời điểm trong ngày.
4 Bảo vệ mắt: Độ sáng và vị trí của đèn phải được tính toán
kỹ lưỡng để giảm thiểu mỏi mắt và các vấn đề liên quan đến thịlực, đặc biệt là khi làm việc trong thời gian dài.
5 Tăng hiệu quả làm việc: Ánh sáng tốt giúp tăng cường sự
tập trung và hiệu quả làm việc của các nhà thiết kế, giúp họhoàn thành công việc một cách chính xác và nhanh chóng hơn.
6 Thẩm mỹ và không gian: Độ treo đèn cũng cần được xem
xét về mặt thẩm mỹ, đảm bảo không gian làm việc không chỉđủ sáng mà còn đẹp mắt và tạo cảm hứng sáng tạo.
Trang 16Những yếu tố này đều quan trọng và cần được xem xét kỹlưỡng khi thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng vẽ thiết kế.
Lấy hệ số xạ tường là 50%, trần 30% tra sổ tay tìm được hệ số sử dụng
2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI
Mục đích kiểm tra lại độ rọi của phòng vẽ thiết kế bao gồm các khía cạnhsau:
Trang 171 Đảm bảo chất lượng công việc: Độ rọi phù hợp giúp các nhà thiết kế nhìn rõ
các chi tiết nhỏ trong bản vẽ, màu sắc và các yếu tố thiết kế khác Điều này rấtquan trọng để đảm bảo tính chính xác và chất lượng của công việc.
2 Bảo vệ sức khỏe thị lực: Ánh sáng không đủ hoặc quá sáng có thể gây căng
thẳng cho mắt, mỏi mắt và các vấn đề thị lực khác Kiểm tra và điều chỉnh độrọi đảm bảo môi trường làm việc thoải mái và an toàn cho sức khỏe của ngườilao động.
3 Tuân thủ quy định và tiêu chuẩn: Nhiều quốc gia và tổ chức có các quy
định và tiêu chuẩn về độ rọi trong môi trường làm việc, đặc biệt là trong cáclĩnh vực yêu cầu sự chính xác cao như thiết kế và kỹ thuật Kiểm tra độ rọi giúpđảm bảo tuân thủ các quy định này.
4 Tăng hiệu suất làm việc: Môi trường làm việc được chiếu sáng tốt có thể cải
thiện sự tập trung và năng suất của nhân viên, giúp họ làm việc hiệu quả hơn vàgiảm thiểu sai sót.
5 Phát hiện và khắc phục sự cố ánh sáng: Việc kiểm tra độ rọi định kỳ giúp
phát hiện kịp thời các sự cố về hệ thống chiếu sáng, như bóng đèn hỏng hoặc vịtrí đèn không phù hợp, từ đó có biện pháp khắc phục sớm.
6 Tiết kiệm năng lượng: Kiểm tra độ rọi cũng giúp đánh giá hiệu quả của hệ
thống chiếu sáng hiện tại và có thể đề xuất các biện pháp tiết kiệm năng lượng,chẳng hạn như sử dụng đèn LED hoặc cải thiện bố trí ánh sáng để đạt được độrọi mong muốn mà không lãng phí điện năng.
Như vậy, việc kiểm tra độ rọi của phòng vẽ thiết kế là cần thiết để duy trìmột môi trường làm việc chất lượng, an toàn và hiệu quả.
Độ rọi = công suất (w ) quang hiệu(lmw ) số lượng đèn sử dụngDiện tích cần chiếu sáng(m2)
= 40 38 2463 = 579 lx
Độ rọi 507 nằm trong 500 – 100 nên thõa mãn