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: Nguyễn Văn Phương 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
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
Chiếu sáng không chỉ giúp cung cấp ánh sáng đèn điện cho không giankiến trúc, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hiệu ứng không gian,làm đẹp, mang lại cái hồn cho công trình.
Trước đây, trong những công trình xây dựng dân dụng người ta chủ yếuchỉ quan tâm đến vật liệu xây dựng, kiểu dáng kiến trúc, hay phong cách nộithất mà xem nhẹ yếu tố chiếu sáng Đến nay thiết kế chiếu sáng dã dược coi làcông việc chuyên môn, với nghiệp vụ nhất định, đòi hỏi tính sáng tạo.
Công việc của nhà thiết kế chiếu sáng không chỉ là lựa chọn, bố trí thiếtbị chiếu sáng cho phù hợp mà còn phải biết kết hợp giữa ánh sáng nhân tạo vàánh sáng tự nhiên, thiết kế những thiết bị chiếu sáng dặc trưng cho công trình.Vì vậy, nhà thiết kế chiếu sáng phải phối hợp chặt chẽ với kiến trúc sư, thiết kếnội thất, để hiệu quả của chiếu sáng phù hợp với yêu cầu và ý tưởng kiến trúc.
Việc hoàn thành bản vẽ thiết kế chiếu sáng chỉ là phần mở đầu của côngtác thiết kế Nhà thiết kế chiếu sáng cần phải theo sát công trình, kịp thời diềuchỉnh khi có sự thay đổi Khi công trình sắp hoàn thành, nhà thiết kế phải hoànthành nốt công việc cuối cùng của mình là cân chỉnh hướng rọi, công suất bóngđèn để đúng theo ý đồ thiết kế của mình.
Xuất phát từ thực tiễn đó, với những kiến thức được học tại môn: kỹ thuậtchiếu sáng nhóm em xin thực hiện đồ án môn học kỹ thuật chiếu sáng với nội
dung: “ Thiết kế chiếu sáng cho khu phòng chờ chiều cao 9m, chiều rộng
7m, chiều cao 4,2m ”
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 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI MỘT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 5
1.2 GIỚI THIỆU VỀ PHÒNG CHỜ THIẾT KẾ 6
2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI 13
2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 13
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 14
2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮPRÁP 14
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 16
Trang 43.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 16
3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 16
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 19
4.1 KẾT LUẬN 19
4.2 ĐỀ XUẤT CẢI THIỆN 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO 21
Trang 5CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI MỘT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
Một đồ án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần thoảmãn những yêu cầu sau:
1-/ Độ tin cây cấp điện:
Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu củaphụ tải Khu nhóm chữa bệnh cao cấp là phụ tải loại I do đó phải được cấp điệnvới độ tin cậy cao, thường dùng hai nguồn đi đến hoặc đường dây lộ kép, cónguồn máy phát dự phòng nhằm hạn chế mức thấp nhất việc mất điện - với thờigian mất điện (nếu có) thường được coi bằng thời gian tự động đóng nguồn dựphòng.
2-/ Chất lượng điện:
Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp, trongđó: chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Cònvề chỉ tiêu điện áp thì người thiết kế phải đảm bảo cho khách hàng - nói chung,điện áp ở lưới hạ áp chỉ cho phép dao động quanh giá trị định mức ±5%.
3- An toàn:
Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao, an toàn chongười vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộcông trình Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn dùng đúng cácthiết bị và khí cụ điện còn phải nắm vững những quy định về an toàn, hiểu rõmôi trường lắp đặt hệ thống cấp điện và những đặc điểm của đối tượng cấpđiện Bản vẽ thi công phải hết sức chính xác, chi tiết và đầy đủ với những chỉdẫn rõ ràn và cụ thể.
4-/ Kinh tế:
Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án Mỗi phươngán đều có những ưu nhược điểm riêng, đều có những mâu thuẫn giữa hai mặtkinh tế và kỹ thuật Một phương án đắt tiền thường có ưu điểm là độ tin cậy và
Trang 6chất lượng điện cao hơn Thường đánh giá kinh tế phương án qua hai đại lượng:vốn đầu tư và phí tổn vận hành Phương án kinh tế không phải là phương án cóvốn đầu tư ít nhất, mà là phương án tổng hoà của hai đại lượng trên sao cho thờihạn thu hồi vốn đầu tư là sớm nhất Phương án lựa chọn được gọi là phương ántối ưu.
Ngoài ra, người thiết kế còn cần lưu ý sao cho hệ thống cấp điện thật đơngiản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ PHÒNG CHỜ THIẾT KẾ
Là 1 phòng chờ có chiều dài là 9m, chiều rộng là 7m, chiều cao 4,2m có12 ổ cắm điện ( Pđ =300w ), quạt, 2 điều hòa.
Hình 1 Hình minh họa phòng chờ
Trang 7 Mức độ hoàn màu (CRI): Nên chọn đèn có CRI ≥ 80 để đảm bảo chấtlượng ánh sáng tốt, giúp nhận diện màu sắc trung thực.
Nhiệt độ màu (CCT): Nên chọn đèn có CCT phù hợp với sở thích và mụcđích sử dụng, ví dụ:
o Ánh sáng trắng mát (CCT > 5000K): Tạo cảm giác sảng khoái, tỉnhtáo, phù hợp cho khu vực tiếp tân.
o Ánh sáng trắng trung tính (3500K ≤ CCT ≤ 5000K): Phù hợp chokhu vực chung.
o Ánh sáng vàng ấm (CCT < 3500K): Tạo cảm giác thư giãn, ấmcúng, phù hợp cho khu vực chờ đợi.
Ngoài ra, bạn cũng cần lưu ý đến các yếu tố khác như:
Diện tích phòng: Diện tích phòng càng lớn thì cần sử dụng nhiều đèn hơnđể đảm bảo độ rọi đồng đều.
Màu sắc tường và trần nhà: Màu sắc sáng giúp phản xạ ánh sáng tốt hơn,do đó có thể sử dụng ít đèn hơn.
Vị trí đặt đèn: Nên bố trí đèn hợp lý để đảm bảo độ rọi đồng đều khắpphòng, tránh tạo ra các điểm sáng chói hoặc vùng tối.
Trang 8CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÒNGCHỜ
2.1.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN
Công suất chiếu sáng cho phòng chờ được xác định dựatrên mục đích sử dụng và tiêu chuẩn chiếu sáng hiện hành.Theo các tiêu chuẩn chiếu sáng phổ biến, như tiêu chuẩn củaViệt Nam TCVN 7114-1:2008 (ISO 8995-1:2002) và tiêu chuẩnchiếu sáng quốc tế của CIE, mức độ chiếu sáng (illuminance)cho phòng chờ thường nằm trong khoảng 200-300 lux.
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
Với mức độ chiếu sáng tiêu chuẩn là 200-300 lux và hiệusuất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:
- 200 lux: 20036 ≈ 5.56 W/m²- 300 lux: 30036 ≈ 8.33 W/m²
Vậy, với hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, công suất chiếu sáng cầnthiết cho phòng chờ sẽ nằm trong khoảng từ 5.56 đến 8.33 W/m².
Ta quyết định lấy đó là 6 W/m².
Phòng chờ yêu cầu mức độ chiều sáng thấp Chọn công suất chiếu sáng：
P0=6 w/m2
Trang 9Tổng công suất cần cấp cho chiếu sáng phòng chờ :
Trang 10Tóm lại, việc bố trí đèn không chỉ đáp ứng các nhu cầu cụ thể mà còn góp phầntạo nên một môi trường sống và làm việc chất lượng cao.
Trang 122.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN
Xác định độ treo của đèn là một yếu tố quan trọng trong thiết kế nội thấtvà kiến trúc vì những lý do sau:
1 An Toàn: Đèn treo cần được gắn ở độ cao thích hợp để tránh gây nguy hiểm
cho người di chuyển bên dưới Độ treo quá thấp có thể làm cho mọi người vachạm vào đèn, trong khi độ treo quá cao có thể không cung cấp đủ ánh sáng cầnthiết.
2 Hiệu Quả Ánh Sáng: Độ cao của đèn treo ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi
và chất lượng ánh sáng mà đèn cung cấp Đèn treo quá cao có thể làm giảmcường độ ánh sáng và tạo ra bóng tối không mong muốn Ngược lại, đèn treoquá thấp có thể tạo ra ánh sáng chói, gây khó chịu cho mắt.
3 Thẩm Mỹ và Thiết Kế Nội Thất: Đèn treo cần phải phù hợp với tỷ lệ và
phong cách của không gian Việc xác định độ treo đúng sẽ giúp tôn lên vẻ đẹpcủa đèn cũng như toàn bộ không gian, đồng thời tạo ra điểm nhấn trong thiết kếnội thất.
4 Chức Năng Sử Dụng: Đối với các khu vực chức năng như bàn ăn, bàn làm
việc hoặc khu vực tiếp khách, độ treo của đèn cần được điều chỉnh sao cho phùhợp với mục đích sử dụng Ví dụ, đèn treo trên bàn ăn thường cần được đặt ở độcao thấp hơn so với đèn trong phòng khách để cung cấp ánh sáng tập trung vàtạo không gian ấm cúng.
5 Tiết Kiệm Năng Lượng: Khi đèn được treo ở độ cao phù hợp, nó có thể
phân phối ánh sáng hiệu quả hơn, giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách giảmnhu cầu sử dụng đèn bổ sung hoặc đèn phụ trợ.
Việc xác định độ treo của đèn do đó cần phải xem xét cẩn thận nhiều yếutố, bao gồm chiều cao của trần nhà, kích thước của đèn, mục đích sử dụng củakhông gian và yêu cầu thẩm mỹ của thiết kế tổng thể.
H = h −h1−h2
Trang 13Hình 2 Độ treo của đèn
2.4 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PHÒNG
Việc xác định chỉ số phòng là rất quan trọng nhằm đánh giá chất lượng vàhiệu quả của các phòng ban trong một tổ chức hoặc doanh nghiệp Điều nàygiúp ban quản lý đo lường hiệu quả hoạt động, nhận diện các điểm mạnh vàđiểm yếu, từ đó đề ra các biện pháp cải thiện hiệu suất làm việc Bên cạnh đó,chỉ số phòng còn hỗ trợ tối ưu hóa việc phân bổ nguồn lực, đảm bảo chúngđược sử dụng hiệu quả Nó cũng giúp đảm bảo các phòng ban tuân thủ các tiêuchuẩn chất lượng, tạo động lực cho nhân viên, hỗ trợ các quyết định quản lý,theo dõi tiến độ thực hiện kế hoạch, và đảm bảo tính minh bạch và trách nhiệmtrong hoạt động Việc áp dụng chỉ số phòng một cách hiệu quả không chỉ nângcao hoạt động của từng phòng ban mà còn góp phần vào sự phát triển bền vữngcủa toàn bộ tổ chức.
Trang 14φ=a b
H (a+b) = 3(9 7)9 7 = 1,3
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
Kiểm tra lại độ rọi có nhiều mục đích quan trọng trong các lĩnh vực khácnhau Trước hết, nó đảm bảo chất lượng ánh sáng trong môi trường làm việc,học tập hay sinh hoạt, giúp mọi người thực hiện các hoạt động một cách hiệuquả và an toàn Điều này đặc biệt cần thiết để bảo vệ sức khỏe, ngăn ngừa cácvấn đề như mỏi mắt hay đau đầu do ánh sáng không đủ hoặc quá mạnh Đồngthời, việc kiểm tra độ rọi cũng giúp tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định về ánhsáng của các tổ chức và quốc gia, từ đó tránh được các vi phạm pháp lý Bêncạnh đó, kiểm tra độ rọi còn giúp phát hiện những khu vực thừa ánh sáng, giúpđiều chỉnh để tiết kiệm năng lượng và chi phí Cuối cùng, quá trình này cũng làcơ hội để đánh giá và cải thiện hệ thống chiếu sáng hiện tại, đảm bảo sự hiệuquả và tiết kiệm trong dài hạn.
Độ rọi = công suất (w ) quang hiệu(lmw ) số lượng đèn sử dụngDiện tích cần chiếu sáng(m2
= 30 36 1263 = 206 lx
Độ rọi 206 nằm trong 200 – 300 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= 220.1378 =1,72( A)
Chọn áp tô mát 15 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
IdmAi≥ Itt= 220.13.30 = 0,41 (A)
Trang 15A1, A2,A3, A4
Không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch vì xa nguồn
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN
Lựa chọn dây dẫn cho 4 dãy đèn
K1K2Icp≥ Itt=¿0,41( A)
Dự định dùng dây đồng bọc nhựa hạ áp, lõi mền nhiều sợi do CADIVI chế tạo,đi riêng rẽ : K1=K2=1.
Chọn dùng dây đôi mềm tròn loại VCm ( 2 x 1 ) có Icp = 10 (A)
Kiểm tra điều kiện kết hợp áp tô mát bảo vệ
Icp = 10 ( A) ≫1,25 IđmA
2,5 = 1,25.102,5
Vậy chọn dây VCm ( 2 x 1) cho các dãy đèn là thõa mãn.Không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp ( vì ngắn )
Không cần kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch ( vì xa nguồn )
2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮPRÁP
Trang 17CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI3.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA
Theo diện tích phòng là 63 m², ta có năng suất lạnh được tính như sau: Năng suất lạnh = 63 1000015 ≈42000 BTUH
Mà yêu cầu thiết kế là 2 điều hòa vậy ta chọn điều hòa âm trần panasonic 22000btu 1 chiều
Công suất máy lạnh được tính như sau :theo tài liệu 2 công suất máy lạnhđược tính cho giảng đường , hội trường , phòng họp rạp hát là 460 BTUH/m2
Diện tích hội trường : S=a.b=8 8= 63m21 m2→460 BTUH
63m2→ 28980 BTUH360 BTUH/m2≈ 29,7 W/m2
Suy ra công suất của máy lạnh cần dùng cho cả hội trường là 2 KWNhân với hệ số sử dụng Ks = 0,8 , vậy công suất của máy lạnh là Pml=1,6KW.
3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM Hệ số đồng thời ổ cắm Ksd=0,3 ÷ 1
Ta chọn hệ số Ksd=1
¿≫ Poc=Noc Pđ Ksd=12 300 1=3,6(kW )
3.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT
Thể tích không gian được tính theo bằng công thức sau :Thể tích = Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao (m3) = 9 7 4,2 = 264,6 m3
3.3.1 Số lần thay đổi không khí của phòng chờ
Trang 18Số lần thay đổi không khí trong 1 giờ của phòng chờ, hay còngọi là ACH (Air Changes per Hour), là một chỉ số quan trọng trongthiết kế hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning).Chỉ số này cho biết số lần mà toàn bộ không khí trong phòngđược thay thế bằng không khí mới trong một giờ
Dưới đây là một số thông số khuyến nghị về số lần thay đổikhông khí mỗi giờ cho các khu vực khác nhau, bao gồm phòng chờ:- Phòng chờ (Waiting Room): 4-6 ACH
- Phòng khám bệnh (Clinic Room): 6-12 ACH- Phòng mổ (Operating Room): 15-25 ACH- Phòng học (Classroom): 4-6 ACH
- Văn phòng (Office): 4-6 ACH
Để xác định số lần thay đổi không khí cụ thể cho một phòng chờ, cầnxem xét các yếu tố sau:
- Diện tích và thể tích của phòng chờ.- Số lượng người sử dụng phòng.
- Yêu cầu cụ thể về chất lượng không khí.- Các quy định và tiêu chuẩn địa phương.
Việc thiết kế và lựa chọn hệ thống HVAC phù hợp với phòng chờgiúp đảm bảo môi trường thoáng mát, thoải mái và an toàn cho sứckhỏe của mọi người sử dụng.
Ta sẽ chọn 6 lần/giờ.
Tổng lưu lượng gió cần thiết (ký hiệu là Q) được tính bằng công thức:
Q = Số lần thay đổi x Thể tích (m3/h) = 6 x 264,6 = 1587,6 m3/h
Trang 19Công suất đạt 36W, lưu lượng gió đặt 27m3/phút (1620 m3/h )
Số lượng quạt cần thiết (ký hiệu là n) được tính bằng công thức:
n = Q / Lưu lượng gió của 1 q uạt = 1587,6 m1620 m33/h
/h≈ 0,98 cái
Vậy cần lắp đặt khoảng 1 chiếc quạt treo tườngCho hệ số hiệu suất Ksd = 0.8
Công suất quạt được tính theo công thức:Công suất quạt Pqu ạ t=360 1 Ksd=¿ 288 W3.4 PHỤ TẢI CỦA PHÒNG CHỜ
Ta có giảng đường knc=0,8 , cosφ = 0,85St
Trang 20CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN4.1 KẾT LUẬN
Trong đồ án này, chúng tôi đã tiến hành thiết kế hệ thống chiếu sáng chophòng chờ với mục tiêu mang lại sự thoải mái và tiện nghi cho người sử dụng,đồng thời tối ưu hóa hiệu quả năng lượng Qua các bước nghiên cứu, tính toánvà triển khai, chúng tôi đã đạt được các kết quả quan trọng như sau:
1 Phân tích yêu cầu chiếu sáng:
- Xác định các yêu cầu chiếu sáng cần thiết cho phòng chờ bao gồm cường độánh sáng, chỉ số hoàn màu, nhiệt độ màu và độ chói.
- Đảm bảo hệ thống chiếu sáng đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế vềchiếu sáng nội thất.
3 Mô phỏng và kiểm tra:
- Sử dụng phần mềm mô phỏng để kiểm tra và điều chỉnh thiết kế, đảm bảorằng hệ thống chiếu sáng đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về cường độ và chấtlượng ánh sáng.
- Đánh giá hiệu quả năng lượng của hệ thống, đảm bảo mức tiêu thụ điện năngthấp nhất có thể mà vẫn đảm bảo chất lượng chiếu sáng.
Trang 21Mặc dù hệ thống chiếu sáng đã đáp ứng các yêu cầu đề ra, chúng tôi nhậnthấy vẫn còn một số điểm cần cải thiện trong tương lai:
1 Ứng dụng công nghệ mới:
- Khuyến khích việc áp dụng các công nghệ chiếu sáng thông minh như hệthống điều khiển chiếu sáng tự động, cảm biến ánh sáng và chuyển động đểnâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng năng lượng.
2 Nghiên cứu thêm về ánh sáng tự nhiên:
- Tích hợp ánh sáng tự nhiên vào thiết kế nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vàoánh sáng nhân tạo và cải thiện môi trường sống.