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: Lê Anh Phong 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 văn phòng
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
Ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong môi trường làm việc, ảnh hưởngtrực tiếp đến sức khỏe, hiệu quả công việc và tinh thần của nhân viên Do đó,việc thiết kế hệ thống chiếu sáng văn phòng hợp lý là vô cùng cần thiết Đồ ánnày đề xuất giải pháp thiết kế chiếu sáng cho văn phòng , đáp ứng các tiêuchuẩn về kỹ thuật chiếu sáng, thẩm mỹ và tiết kiệm năng lượng.
Mục đích của đồ án là đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cho các hoạt độnglàm việc, tạo môi trường làm việc thoải mái, dễ chịu, nâng cao hiệu quả côngviệc và tiết kiệm năng lượng Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực văn phònglàm việc, phòng họp, khu vực chung và khu vực vệ sinh.
Phương pháp nghiên cứu bao gồm tham khảo các tiêu chuẩn về kỹ thuậtchiếu sáng văn phòng, nghiên cứu các loại đèn chiếu sáng văn phòng hiện cótrên thị trường, khảo sát thực tế khu vực văn phòng cần thiết kế và sử dụng phầnmềm chuyên dụng để mô phỏng và tính toán hệ thống chiếu sáng.
Qua quá trình thực hiện đồ án, em hy vọng sẽ mang đến những đóng gópthiết thực cho việc nâng cao chất lượng môi trường giáo dục Đồng thời, đâycũng là cơ hội để em áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế, rèn luyện kỹnăng nghiên cứu và phát triển khả năng tư duy sáng tạo trong lĩnh vực thiết kếchiếu sáng.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô, cũngnhư sự hỗ trợ quý báu từ các chuyên gia và các bạn đồng nghiệp Mong rằng đồán này sẽ nhận được những góp ý, phản hồi tích cực để hoàn thiện hơn và có thểáp dụng vào thực tế một cách hiệu quả.
Trang 3MỤC LỤC
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
LỜI NÓI ĐẦU 2
2.5 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI 16
2.6 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 17
2.7 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 18
2.8 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG LẮPRÁP 18
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 20
Trang 43.1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 20
3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 21
Trang 5DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1 Hình minh họa văn phòng 10Hình 2 Độ treo của đèn 14
Trang 6CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, trong các đô thị lớn, do có tốc độ đô thị hoá cao, dân số ở đâyngày một tăng nhanh, các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rộng diệntích đất đô thị ngày càng bị thu hẹp Vì vậy nên rất cần thiết kế những vănphòng để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân Các văn phòng này đượcthiết kế và thi công theo các kĩ thuật tiên tiến, đặc biệt chúng có chế độ làm việctin cậy và an toàn cao.
Hệ thống điện trong văn phòng có các đặc điểm cơ bản sau:- Phụ tải phong phú đa dạng.
- Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao.- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng.
- Không gian lắp đặt bị hạn chế và phải thoả mãn các yêu cầu mỹ thuật trongkiến trúc xây dựng.
- Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng.
Văn phòng là hộ tiêu thụ loại II vì vậy cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điệnchính xác Việc cung cấp điện tốt đảm bảo cuộc sống sinh hoạt của người dânvà không thiệt hại về kinh tế Thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện củavăn phòng là một nhiện vụ mới mẻ của người thiết kế.
1.2 MỤC ĐÍNH CỦA ĐỀ TÀI
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 đính chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụluôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao.
Trong quá trình thiết kế điện một phương án được cho là tối ưu khi nóthoả mãn các yêu cầu sau:
- Tính khả thi cao.- Vốn đầu tư nhỏ,
Trang 7- 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 ápnhỏ nhất và 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 tính mỹ quan của công trình.
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU1.3.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chung là nghiên cứu thiết kế cung cấp điện cho hệthống văn phòng
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
Thiết kế hệ thống cung cấp điện đòi hỏi người thực hiện phải kế hợp từ nhiều kiến thức chuyện ngành hẹp khác nhau, trong suốt khóa học như các môn học: Cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn điện Những kiến thức chuyện ngành chỉ giúp người thiết kế thực hiện các công việc tính toán, muốn hoàn thành đề tài còn phải biết sử dụng thêm các phần mềm thiết kế, trong đề tài này chỉ sử dụng phần mềm Autocad Trong giới hạn thời gian, không cho phép người thực hiện đề tài hoàn chỉnh được toàn bộ các yêu cầu Dođó người thực hiện đề tài chỉ tập trung nghiên cứu.
- Dùng Autocad để thực hiện thiết kế và mô phỏng hệ thống điện trong và ngoàitoà nhà.
- Tính toán phụ tải điện của các căn hộ, các tầng và hệ thống toàn tòa nhà, tỉnh toán lựa chọn dây dẫn các thiết bị điện trong nhà.
- Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt.
1.4 Ý NGHĨA CHỌN ĐỀ TÀI
Đề tài thiết kế chiếu sáng văn phòng có ý nghĩa quan trọng trong việc tạo ra môi trường làm việc hiệu quả và thoải mái cho nhân viên Chiếu sáng đúng
Trang 8cách không chỉ giúp cải thiện tầm nhìn và tăng cường sự tỉnh táo mà còn ảnh hưởng đến tâm trạng và sức khỏe của nhân viên Dưới đây là một số ý nghĩa cụ thể của đề tài này:
1 Tăng hiệu suất làm việc: Ánh sáng tốt giúp làm tăng hiệu suất làm việc
bằng cách giúp nhân viên tập trung tốt hơn vào công việc của mình, giảm mệt mỏi và căng thẳng.
2 Cải thiện sức khỏe: Ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng hợp lý giúp cải thiện
sức khỏe và tâm trạng của nhân viên Nó có thể giảm căng thẳng, stress và giúp cân bằng hormone trong cơ thể.
3 Tạo môi trường làm việc thoải mái: Một hệ thống chiếu sáng thiết kế hợp
lý sẽ tạo ra một môi trường làm việc thoải mái và độc đáo, giúp nhân viên cảm thấy thoải mái và hứng khởi trong công việc hàng ngày.
4 Tiết kiệm năng lượng: Thiết kế chiếu sáng thông minh có thể giúp tiết kiệm
năng lượng, giảm chi phí hoạt động của văn phòng và góp phần vào bảo vệ môi trường.
5 Tạo điểm nhấn trong thiết kế: Chiếu sáng không chỉ đơn thuần là để chiếu
sáng mà còn là một phần quan trọng trong việc tạo điểm nhấn trong thiết kế nội thất của văn phòng, giúp tạo ra không gian làm việc độc đáo và thu hút.
Với những ý nghĩa trên, đề tài thiết kế chiếu sáng văn phòng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường làm việc lý tưởng và thú vị.
1.5 CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN TRONG CHIẾU SÁNG
A, Quang thông : ϕ Đơn vị : lumen ( lm )
Quang thông là thông lượng hữu ích trong hệ chiếu sáng hay lượngánh sáng phát ra trong một đơn vị thời gian của các nguồn sáng
B, Quang hiệu của nguồn sáng : H (lm/W)
Được xác định tỷ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng
Trang 9H = PϕC, Cường độ ánh sáng : I ( cd)
Nguồn sáng điểm là nguồn sáng mà khoảng cách từ điểm cho trước đếnnguồn đó (1) so với kích thước lớn nhất của nguồn sáng (a) bằng 1/a ≥5
Cường độ ánh sáng theo hướng α bằng tỷ số quang thông phát ra trong mộtđơn vị góc khối theo hướng α
Đơn 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 ta phân chia làm hai nhóm:
Nguồn đối xứng: Cường độ ánh sáng phân bố đối xứng qua một trục nào
Trang 10Đơn vị: lux (lx)
Mỗi một đối tượng chiếu sáng được đặc trưng bởi một giá trị độ rọi khácnhau, giá trị này là một tiêu chuẩn để đánh giá về thiết kế chiếu sáng có yêu cầuhay không.
G, Nhiệt độ màu : Tm(° K )
Nhiệt độ màu là nhiệt độ của vật đen có màu sắc bức xạ giống như màusắc của vật bức xạ khảo sát với nhiệt độ thực của nó Các nguồn sáng có nhiệtđộ màu thấp chấp nhận ở mức độ rọi thấp, còn các mức độ cao đòi hỏi nguồnsáng có nhiệt độ màu cao.
Trang 11CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VĂNPHÒNG
2.1 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN
Độ rọi ánh sáng phù hợp cho văn phòng thường được xác định bởi một sốyếu tố như loại công việc được thực hiện, kích thước của không gian văn phòng,và sở thích cá nhân của nhân viên Tuy nhiên, một mức độ rọi ánh sáng tổng quát thường được khuyến nghị là khoảng 500-750 lux cho các văn phòng làm việc thông thường.
Đối với các công việc yêu cầu sự tập trung cao hoặc đọc và viết nhiều, như côngviệc văn phòng, 700-1000 lux có thể là lựa chọn tốt Điều quan trọng là phải cânnhắc về ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo để đảm bảo không gian làm việc được chiếu sáng đều và thoải mái.
Để đạt được mức độ rọi ánh sáng phù hợp, bạn có thể sử dụng một kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo Sử dụng rèm cửa hoặc màn để điều chỉnh lượng ánh sáng tự nhiên, và cân nhắc sử dụng đèn LED hoặc đèn huỳnh quang để cung cấp ánh sáng nhân tạo chất lượng Đảm bảo ánh sáng được phân bố đều trong không gian làm việc để tránh gây mỏi mắt hoặc tạo bóng đổ.
Việc duy trì độ rọi phù hợp không chỉ giúp tăng năng suất làm việc màcòn góp phần cải thiện sức khỏe và sự thoải mái của nhân viên trong môi trườngvăn phòng.
Nếu hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, chúng ta có thểtính toán công suất chiếu sáng cần thiết cho phòng văn phòngtheo 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
Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho văn phòng là 432lux và hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:
Trang 12Điện áp, V Ánh sáng ban ngày Thời gian sửdụng, hQuang thông,
1 Cung cấp ánh sáng làm việc: Đèn giúp cung cấp ánh sáng cần thiết để làm
việc hiệu quả Ánh sáng phải đủ sáng để nhân viên có thể thực hiện công việcmột cách thoải mái mà không gây mỏi mắt.
Trang 132 Tạo ra môi trường làm việc thoải mái: Bố trí đèn đúng cách giúp tạo ra
một môi trường làm việc thoải mái và đồng đều về ánh sáng, giảm thiểu cácvùng tối và vùng sáng quá độ, giúp tránh gây mỏi mắt và căng thẳng.
3 Tăng cường hiệu suất làm việc: Một môi trường làm việc được chiếu sáng
đều đặn và đủ sáng có thể giúp tăng cường hiệu suất làm việc và tăng cườngtinh thần làm việc của nhân viên.
4 Tạo không gian làm việc chuyên nghiệp: Bố trí đèn một cách hợp lý có thể
giúp tạo ra một không gian làm việc chuyên nghiệp và hấp dẫn, giúp nâng caoấn tượng đối với khách hàng và đối tác khi họ ghé thăm văn phòng.
5 Tiết kiệm năng lượng: Bố trí đèn thông minh, sử dụng đèn LED tiết kiệm
năng lượng có thể giúp giảm chi phí điện năng và làm cho văn phòng trở nênbền vững hơn về mặt môi trường.
Tóm lại, việc bố trí đèn trong văn phòng không chỉ đơn thuần là việccung cấp ánh sáng cho công việc mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạora một môi trường làm việc hiệu quả và thoải mái.
Trang 152.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN2.3.1 Mục đích xác độ treo của đèn
Mục đích chính của việc xác định độ cao treo đèn trong văn phòng có thểphụ thuộc vào một số yếu tố khác nhau, bao gồm:
1 Ánh sáng chính xác: Đèn được treo ở độ cao phù hợp sẽ tạo ra ánh sáng
đồng đều và đủ để làm việc mà không gây mệt mỏi cho mắt Ánh sáng khôngđược quá chói hoặc quá yếu.
2 Tiện ích và sự thoải mái: Đèn được treo ở độ cao sao cho không gian làm
việc được chiếu sáng đều, không có bóng tối hoặc điểm sáng gây khó chịu Điềunày cũng có thể liên quan đến việc tránh lặp lại ánh sáng từ màn hình máy tínhhoặc các bề mặt phản chiếu khác.
3 Thẩm mỹ và không gian làm việc: Độ cao của đèn cũng có thể ảnh hưởng
đến thẩm mỹ của không gian làm việc Đèn được treo ở độ cao phù hợp có thểtạo ra một không gian làm việc trang nhã và chuyên nghiệp.
4 An toàn: Treo đèn ở độ cao không gây cản trở hoặc nguy hiểm cho nhân viên
là một yếu tố quan trọng khác Đảm bảo rằng đèn không treo quá thấp để tránhva đập hoặc cản trở không gian làm việc.
Tóm lại, việc xác định độ cao treo đèn trong văn phòng cần cân nhắc kỹlưỡng để đảm bảo ánh sáng tốt nhất, thoải mái cho làm việc và an toàn cho mọingười trong không gian làm việc.
2.3.2 Tính toán độ treo đèn
H =h −h1−h2
Trang 16Hình 2 độ treo của đèn
1 Đo độ rọi ánh sáng: Sử dụng thiết bị đo độ rọi ánh sáng để đánh giá mức độ
sáng trong các khu vực khác nhau của văn phòng Điều này có thể giúp xác định
Trang 172 Kiểm tra ánh sáng tự nhiên và nhân tạo: Đảm bảo văn phòng nhận được
đủ ánh sáng tự nhiên từ cửa sổ và ánh sáng nhân tạo từ đèn Điều này có thể đòihỏi điều chỉnh rèm cửa hoặc sử dụng đèn đuôi xoay hoặc đèn LED.
3 Kiểm tra sự phản chiếu: Đánh giá cách các bề mặt trong văn phòng phản
chiếu ánh sáng Sự phản chiếu tốt có thể tăng cường độ rọi bằng cách phản xạánh sáng vào các khu vực khác.
4 Đánh giá mức độ mờ mịn: Kiểm tra xem có bất kỳ vật cản nào như màn
hình máy tính, vật dụng cá nhân hoặc cấu trúc nào khác làm giảm độ rọi ánhsáng trong không gian làm việc.
5 Thu thập ý kiến từ nhân viên: Hỏi ý kiến của nhân viên về mức độ rọi ánh
sáng trong văn phòng Họ có thể cung cấp thông tin cụ thể về các vấn đề cụ thểhoặc khu vực cần cải thiện.
6 Tạo ra kế hoạch cải thiện: Dựa trên kết quả kiểm tra và phản hồi từ nhân
viên, tạo ra một kế hoạch cải thiện để tăng cường độ rọi trong văn phòng Điềuchỉnh đèn, vị trí bàn làm việc, hoặc thậm chí là mở rộng cửa sổ để tăng cườngánh sáng tự nhiên là một số phương pháp có thể thực hiện.
Kiểm tra định kỳ và điều chỉnh độ rọi trong văn phòng sẽ giúp cải thiệnsức khỏe và hiệu suất làm việc của nhân viên.
2.5.2 Tính toán lại độ rọi
Độ rọi = công suất (w ) quang hiệu(lmw ) số lượng đèn sử dΦụngDiện tích cần chiếu sáng(m2
= 30 36 3063 = 514 lx
Độ rọi 514 nằm trong 514 - 700 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= 220.1882 =4,01 ( A )
Chọn áp tô mát 15 A do Nhật chế tạo
Trang 18A1, A2,A3, A4
Bảng 2 Thông số áptômát
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
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 20CHƯƠNG 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, phòng vẽ thiết kế là 460BTUH/m2
Diện tích hội trường : S=a.b=6 7= 42m21 m2→460 BTUH
63m2→ 28980 BTUH360 BTUH/m2≈ 29,7 W/m2
Để tính công suất máy lạnh cần dùng cho cả văn phòng , ta sẽ thực hiện các bước sau:
1 Chuyển đổi diện tích từ mét vuông sang tổng công suất cần thiết theo BTUH:
- Tổng công suất cần thiết: 28980 BTUH
2 Tính công suất trên mỗi mét vuông:
3 Chuyển đổi công suất từ BTUH/m^2 sang W/m^2:
- 1 BTUH ≈ 0.29307107 W
4 Tính tổng công suất cần dùng cho cả hội trường: