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 HỌCHọ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Tùng
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 giảng đường
3 Ngày giao đồ án: 15/05/2024
4 Ngày hoàn thành đồ án: 30/5/2024
5 Người hướng dẫn:PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng
Nghệ An, ngày 30 tháng 05 năm 2024
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh phát triển không ngừng của giáo dục hiện đại, việc tạo ramôi trường học tập tối ưu cho sinh viên là một yếu tố vô cùng quan trọng Mộttrong những yếu tố quyết định đến chất lượng của môi trường học tập là hệthống chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến khảnăng tiếp thu kiến thức của sinh viên mà còn đóng vai trò quan trọng trong việcbảo vệ sức khỏe thị giác và tạo ra không gian học tập thoải mái.
Đồ án thiết kế chiếu sáng giảng đường được thực hiện nhằm mục đíchnghiên cứu và áp dụng các nguyên tắc, tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng hiện đại,góp phần nâng cao chất lượng học tập và giảng dạy tại các cơ sở giáo dục Đồán này không chỉ tập trung vào việc đảm bảo độ sáng phù hợp mà còn chú trọngđến yếu tố thẩm mỹ, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng tôi đã áp dụng các kiến thứcchuyên môn về kỹ thuật chiếu sáng, các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế liênquan, cũng như tham khảo nhiều nguồn tài liệu, nghiên cứu thực tiễn Chúng tôihy vọng rằng, thông qua đồ án này, sẽ mang đến những giải pháp thiết thực vàhiệu quả cho việc thiết kế chiếu sáng giảng đường, góp phần nâng cao chấtlượng giáo dục và tạo ra môi trường học tập tốt hơn cho sinh viên.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, hỗ trợ từ các thầy cô, bạnbè và những người đã đóng góp ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiệnđồ án Mọi ý kiến đóng góp để hoàn thiện đồ án này đều được chúng tôi trântrọng và ghi nhận.
Xin chân thành cảm ơn!
Trang 3MỤC LỤC
Trang
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
LỜI NÓI ĐẦU 2
MỤC LỤC 3
CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG, LÝ DO CHỌNĐỀ TÀI 5
1.2 NHỮNG YÊU CẦU CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 6
1.3 GIỚI THIỆU VỀ GIẢNG ĐƯỜNG THIẾT KẾ 8
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG GIẢNG ĐƯỜNG 10
2.1 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN 10
2.2 BỐ TRÍ ĐÈN 11
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 16
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 17
2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮPRÁP 17
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 19
3.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 19
3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 20
3.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT 20
3.4 PHỤ TẢI CỦA PHÒNG VẼ THIẾT KẾ 22
Trang 5CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG, LÝ DO CHỌNĐỀ TÀI
Điện chiếu sáng là một trong những công trình nghệ thuật kiến trúc dândụng và công nghiệp vừa là tiện nghi cần thiết, vừa có tính chất ttrang trí mỹthuật lại vừa có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng công trình
Ánh sáng có vai trò quan trọng đối với đời sống của chúng ta chỉ có ánhsáng mới giúp chúng ta thấy được mọi vật thể hiện như thế nào Ngày nay khiđời sống con người ngày càng được nâng cao xã hội ngày càng phát triển thìviệc sử dụng ánh sáng phục vụ cho cuộc sống hàng ngày càng trở nên phongphú và đa dạng.
Chúng ta có thê sử dụng các loại ánh sáng tự nhiên như ánh sáng mặt trời,mặt trăng, sao hay ánh sáng nhân tạo ( sản xuất ra nhiều loại ánh sáng khácnhau phục vụ cho mục đích của chúng ta)
Trong cảnh quan xung quanh tùy vào mục đích sử dụng mà ta sử dụngcác loại đèn cao áp khác nhau, ví dụ như chiếu sáng quảng trường, chiếu sángsân bóng hay các khu vực công cộng thì chúng ta nên sử dụng loại chóa đèn caoáp và cột thép mạ kẽm nhúng nóng để lắp đặt để phù hợp với mục đích sử dụngvà mang lại lợi ích về kinh tế.
Chính vì vậy chiếu sáng có vai trò rất quan trọng đối với chúng ta, chiếusáng phải đảm bảo đồng đều trên mặt bằng làm việc hay vui chơi trong chiếusáng có 2 loại chiếu sáng chủ yếu đó là chiếu sáng đồng đều và chiếu sáng cóchọn lọc nhưng trong chiếu sáng ngoài trời thì chỉ có chiếu sáng đồng đều vìánh sáng phải được phân bố đồng đều trên các tuyến đường, khu vui chơi giảitrí để đáp ứng việc tham gia giao thông và vui chơi của con người các đèn caoáp được treo trên cột thép mạ kẽm nhúng nóng sau khi được gia công hoànchỉnh.ở đây tùy vào phạm vi sử dụng và độ rọi yêu cầu mà ta sử dụng các loạicột có chiều cao khác nhau nhằm đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật đưa ra Đèncao áp ngày nay được thiết kế với bộ điện đầy đủ đảm bảo độ rọi và tiết kiệm
Trang 6điện mang lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng Cùng với đó chiếu sáng ngoàitrời là đặc thù riêng trong nghành chiếu sáng, không phải lúc nào ta cũng bậthàng dãy đèn cao áp sáng như vậy Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta có cách điềukhiển số lượng đèn sáng cho phù hợp với mục đích của chúng ta Ví dụ như banngày thì chúng ta không cần bật đèn nhưng khi đêm xuống thì Ánh sáng đèn caoáp là ánh sáng chủ yếu để chúng ta nhìn thấy mọi vật vậy đó là lúc chúng ta bậtcác dãy đèn nhưng mỗi lần như vậy chúng ta lại phải ra để đóng công tắc bậtđèn ư Xin trả lời với các bạn là không phải như vậy.
Tóm lại, việc tính toán thiết kế hệ thống chiếu sáng cho khu giảng đườnglà rất cần thiết, người thiết kế cần khảo sát, phân tích, cân nhắc kỹ đặc điểm,nhu cầu của khu giảng đường để đưa ra phương án thiết kế chiếu sáng hợp lývới tình hình hoạt động, qui mô của khu để đảm bảo được tất cả các yêu cầu vềthiết kế chiếu sáng.
1.2 NHỮNG YÊU CẦU CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Để đảm bảo nhu cầu sinh hoạt và học tập của sinh viên trong phòng ngoàiánh sáng tự nhiên cần có một hệ thống chiếu sáng nhân tạo Chiếu sáng nhân tạobằng điện hiện nay được sử dụng rộng rãi bởi thiết bị đơn giản, sử dụng thuậnlợi giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần với ánh sáng tự nhiên Với tầm quantrọng đó vấn đề chiếu sáng đã được nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâunhư: Nguồn sáng, chiếu sáng công nghiệp, chiếu sáng công cộng Trong yêucầu thiết kế hệ thống chiếu sáng cho khu giảng đường
Khi thiết kế chiếu sáng điều quan trọng nhất là phải đáp ứng được nhucầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quảchiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợplý các chao đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế, mỹ quan Thiếtkế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu như sau:
Đảm bảo độ rọi theo yêu cầu xác định theo từng loại công việc cụ thể. Không có bóng tối, độ rọi phải đồng đều trên diện tích chiếu sáng.
Trang 7 Không gây chói lóa trực tiếp, cũng như chói lóa phản xạ để tránh mỏimắt, thần kinh căng thẳng làm việc mất hiệu quả.
Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày để thị giác phân biệt Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng:
Chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao. Bố trí nguồn chiếu sáng hợp lý.
Sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng.
Dựa vào bảng thống kê các phòng và tầng của khu giảng đường nhà C, C mớitrên ta rút ra những đặc điểm vị trí làm việc của các phòng và tầng.
Có thể nêu ra một số yêu cầu chính sau:
Độ sán phân bố đồng đều trong phạm vi bề mặt làm việc cũng như trongtoàn bộ trường nhìn, phụ thuộc vào phương chiếu sáng, sự phân bố ánhsáng đèn và bố trí đèn
Hạn chế chói mắt, giảm sự mệt mỏi trong khi làm việc trong trường nhìn, chọngóc bảo vệ để giảm tốc độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bốtrí để giảm tốc độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bố trí đèncó lợi nhất.
Hạn chế sự phản xạ chói trên bề mặt làm việc
Đèn bố trí sao cho giảm được bóng tối trên bề mặt làm việc bằng cáchtăng số lượng bóng đèn
Trang 8 Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng
A, Các bước thiết kế chiếu sáng
Sau đây là những bước chính để thực hiện bản thiết kế kỹ thuật đối vớiphương án thiết kế chiếu sáng cho khu giảng đường nhà C, C mới:
Thiết kế, tính toán, bố trí số bóng đèn của từng phòng, từng tầng
Xác định phụ tải tính toán của từng phòng, từng tầng và của cả tòa nhà đểđánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện.
Tính toán lựa chọn thiết bị.
B, Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán Những phươngpháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác.Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp Vìvây tùy theo giai đoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp,tính chất thích hợp.
Có hai loại phụ tải tính toán:
- Phụ tải tính toán theo phát nóng cho phép: Là phụ tải lâu dài không thay đổitương đương với phụ tải thực tế về hiệu quả nhiệt.
- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Còn gọi là phụ tải đỉnh nhọn, nógây ra tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện và các điều kiện làm việc nặngnề nhất cho mạng điện.
1.3 GIỚI THIỆU VỀ GIẢNG ĐƯỜNG THIẾT KẾ
Giảng đường có chiều dài 10m, chiều rộng là 8m, chiều cao là 4,2m Phụtải gồm 12 ổ cắm đôi, quạt, 2 cái điều hòa.
Trang 9Hình 1 Hình minh họa của giảng đường
Trang 10CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG GIẢNGĐƯỜNG
2.1 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN
Độ rọi (illuminance) phù hợp cho giảng đường là yếu tố quan trọng đểđảm bảo rằng sinh viên và giảng viên có thể nhìn rõ và thoải mái trong suốt quátrình giảng dạy và học tập Theo các tiêu chuẩn quốc tế và khuyến nghị từ các tổchức chuyên ngành, độ rọi phù hợp cho giảng đường thường nằm trong khoảngtừ 300 đến 500 lux.
Cụ thể hơn:
1 Khu vực bàn học và làm việc: Độ rọi cần đảm bảo ít nhất 300 lux để sinh
viên có thể đọc và viết dễ dàng.
2 Khu vực giảng viên: Tại khu vực bảng viết và nơi giảng viên trình bày, độ
rọi cần cao hơn, thường từ 500 đến 750 lux, để đảm bảo nội dung trên bảng vàcác tài liệu trình chiếu được nhìn rõ ràng.
Ngoài ra, các yếu tố khác như độ đồng đều của ánh sáng, màu sắc ánhsáng (nhiệt độ màu) và khả năng điều chỉnh độ sáng cũng rất quan trọng để tạora môi trường học tập thoải mái và hiệu quả Việc sử dụng ánh sáng tự nhiên kếthợp với hệ thống chiếu sáng nhân tạo được thiết kế hợp lý sẽ giúp tối ưu hóađiều kiện ánh sáng cho giảng đường.
Nếu hiệu suất phát sáng là 36 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
Trang 11Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho văn phòng là 400lux và hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:
Trang 12Chọn dùng đèn tuýp dài 1,2 m , công suất 30 (w), có cos φ=1 Lm/W =36
1 Đảm bảo đủ ánh sáng: Cung cấp đủ ánh sáng cho sinh
viên và giảng viên có thể nhìn rõ bài giảng, tài liệu, và các thiếtbị học tập Ánh sáng đầy đủ giúp giảm mỏi mắt và tăng khảnăng tập trung.
2 Tạo môi trường học tập thoải mái: Một môi trường học
tập thoải mái với ánh sáng phù hợp sẽ tạo điều kiện tốt choviệc tiếp thu kiến thức Ánh sáng phải đủ sáng nhưng không
Trang 13quá chói, giúp sinh viên không cảm thấy mệt mỏi trong suốtbuổi học.
3 Đảm bảo chất lượng hình ảnh và thuyết trình: Đối với
các bài giảng sử dụng máy chiếu hoặc màn hình, việc bố trí đènsao cho ánh sáng không gây chói, mờ hình là rất quan trọng.Ánh sáng phải được điều chỉnh để màn hình rõ ràng và dễ nhìn.
4 An toàn và sức khỏe: Ánh sáng tốt giúp bảo vệ mắt và sức
khỏe của người sử dụng giảng đường Ánh sáng không đủ hoặcquá mạnh có thể gây ra các vấn đề về mắt và ảnh hưởng tiêucực đến sức khỏe.
5 Tăng tính thẩm mỹ và chuyên nghiệp: Hệ thống chiếu
sáng được bố trí hợp lý cũng góp phần tạo nên không giangiảng dạy hiện đại, chuyên nghiệp và tạo ấn tượng tốt cho sinhviên và giảng viên.
Việc bố trí đèn giảng đường cần tuân theo các tiêu chuẩnthiết kế chiếu sáng và phải được điều chỉnh sao cho phù hợpvới từng loại hình giảng đường cũng như các hoạt động diễn ratrong đó.
Trang 152.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN2.3.1 Mục đích xác độ treo của đèn
Xác định độ treo của đèn trong giảng đường có một sốmục đích quan trọng nhằm đảm bảo hiệu quả chiếu sáng vàthoải mái cho người sử dụng không gian Cụ thể, các mục đíchchính bao gồm:
1 Đảm bảo ánh sáng đồng đều: Độ treo của đèn cần phải
phù hợp để đảm bảo ánh sáng phân bổ đều khắp không giangiảng đường, không gây ra các khu vực quá sáng hoặc quá tối.Điều này giúp tất cả mọi người trong giảng đường có thể nhìnrõ bài giảng và tài liệu học tập một cách tốt nhất.
2 Giảm chói mắt và bóng đổ: Đèn treo quá thấp có thể gây
chói mắt cho người ngồi dưới, trong khi đèn treo quá cao có thểtạo ra bóng đổ, làm giảm hiệu quả chiếu sáng Do đó, độ treophải được điều chỉnh sao cho ánh sáng không gây khó chịu chomắt và không tạo ra bóng đổ ảnh hưởng đến tầm nhìn.
3 Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng: Treo đèn ở độ cao phù
hợp giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng, vì ánh sángđược phân bổ đúng cách sẽ giảm nhu cầu sử dụng thêm đènhoặc các thiết bị chiếu sáng bổ sung.
4 Thẩm mỹ và an toàn: Độ treo của đèn cũng ảnh hưởng
đến thẩm mỹ tổng thể của giảng đường, tạo cảm giác gọngàng, hiện đại và chuyên nghiệp Ngoài ra, treo đèn đúng độcao còn đảm bảo an toàn, tránh nguy cơ va chạm hoặc sự cốđiện.
5 Tuân thủ tiêu chuẩn và quy định: Việc xác định độ treo
của đèn còn phải tuân theo các tiêu chuẩn và quy định về chiếu
Trang 16sáng trong các công trình giáo dục, đảm bảo môi trường họctập và giảng dạy đạt chất lượng cao.
Tóm lại, xác định độ treo của đèn trong giảng đường làmột yếu tố quan trọng để đảm bảo môi trường học tập thoảimái, an toàn và hiệu quả.
φ= a.b
H (a+b) = 3(10+8)10 8 = 1,077
Lấy hệ số xạ tường là 50%, trần 30% tra sổ tay tìm được hệ số sử dụng
Ksd=0,48
Trang 172.5.1 Mục đích kiểm tra lại độ rọi
Kiểm tra lại độ rọi giảng đường có mục đích chính là đảmbảo rằng điều kiện chiếu sáng đáp ứng được các tiêu chuẩn vàyêu cầu cần thiết để tạo ra môi trường học tập hiệu quả và antoàn cho sinh viên và giảng viên Dưới đây là một số mục đíchcụ thể của việc kiểm tra này:
1 Đảm bảo tiêu chuẩn chiếu sáng: Kiểm tra để đảm bảo
rằng độ rọi đáp ứng các tiêu chuẩn chiếu sáng theo quy định,giúp học sinh và giảng viên có thể nhìn rõ và làm việc hiệu quảmà không gây mỏi mắt hay căng thẳng thị giác.
2 Tăng cường hiệu suất học tập: Độ rọi phù hợp giúp cải
thiện sự tập trung và năng suất học tập của sinh viên, đồng thờigiảm bớt các vấn đề liên quan đến thị lực.
3 Đảm bảo an toàn: Môi trường giảng đường cần có đủ ánh
sáng để tránh các nguy cơ tai nạn như vấp ngã hoặc khôngnhìn rõ vật cản.
4 Tiết kiệm năng lượng: Kiểm tra để đảm bảo rằng hệ thống
chiếu sáng hoạt động hiệu quả, không sử dụng quá nhiều nănglượng hoặc gây lãng phí.
5 Đánh giá và nâng cấp hệ thống chiếu sáng: Thông qua
kiểm tra, có thể xác định các điểm yếu trong hệ thống chiếusáng hiện tại và đề xuất các biện pháp cải tiến hoặc nâng cấpđể tối ưu hóa điều kiện chiếu sáng.
6 Đáp ứng yêu cầu pháp lý: Đảm bảo rằng giảng đường
tuân thủ các quy định và yêu cầu pháp lý về chiếu sáng trongcác cơ sở giáo dục.
Trang 18Việc kiểm tra định kỳ và điều chỉnh độ rọi khi cần thiết là quantrọng để duy trì môi trường học tập tốt nhất cho tất cả mọingười trong giảng đường.
2.5.2 Tính toán lại độ rọi
Độ rọi = côngsuất(w).quang hiệu(lm
Diện tích cầnchiếu sáng(m2)
= 30.36 3080 = 405 lx
Độ rọi 405 nằm trong 400 - 500 nên thõa mãn
2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
Lựa chọn áptômát tổng cho hệ thống chiếu sáng :
IđmAT≥ Itt= 888,8220.1=4,04(A)
Chọn áp tô mát 10 A do Nhật chế tạo Lựa chọn áp tô mát nhánh :
Có 4 áp tô mát nhánh, dòng tính toán mỗi nhánh là dòng của đèn
A3, A4
Không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch vì xa nguồn
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN