Báo cáo cuối kì thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí môn học kỹ thuật chiếu sáng dân dụng và công nghiệp

Mục tiêu của đề tài.Mục tiêu của thiết kế chiếu sáng nhà xưởng là tạo ra một hệ thống chiếu sáng hiệu quả, giúp nâng cao năng suất lao động, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn chống cháy nổ,

BÁO CÁO CUỐI KÌ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

MÔN HỌC: KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

MÃ SỐ LỚP HP: LTRI437445_23_2_03 GVHD: Phạm Khoa Thành

NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 11 HỌC KỲ II - NĂM HỌC: 2023-2024 Sinh Viên Thực Hiện:

Lê Khoa Học 21142638

Hồ Ngọc Bảo 21142215

Phan Duy Bảo 21142218

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 5 NĂM 2024

ĐIỂM SỐ

ĐIỂM

NHẬN XÉT

Ký tên

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Khoa Thành dạy bộ môn Thiết

kế chiếu sáng trong công nghiệp và dân dụng trường đại học Sư phạm Kĩ Thuật Hồ

Chí Minh đã giảng dạy và đào tạo cho chúng em trong quá trình học tập

Với đề tài “THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ” phần nàogiúp em hình dung, làm quen với việc thiết kế chiếu sáng, cung cấp điện sau này

Tuy nhiên do kiến thức chúng em vẫn còn hạn hẹp, còn tồn tại nhiều thiếu sót

trong bài làm Do vậy chúng em xin nhận được góp ý, chỉ dẫn của thầy để chúng

em tích lũy được những kinh nghiệm quý báu cho sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, chiếu sáng đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sốnghằng ngày Việc chiếu sáng không chỉ đơn thuần là tạo ra ánh sáng để làm việc khi

trời về khuya mà còn hơn thế nữa Việc sử dụng hợp lý ánh sáng nhằm đảm bảo

sức khỏe, tạo cảm giác dễ chịu cho con người trong lao động và vui chơi giải trí

Do đó, việc phân bố, tính toán, lựa chọn loại thiết bị chiếu sáng phù hợp với mục

đích sử dụng và môi trường sử dụng rất phức tạp, đòi hỏi sự kỹ lưỡng trong tính

toán, thiết kế, lắp đặt, vận hành

Đối với một người chủ doanh nghiệp, nhà xưởng hay nhà máy, thiết kế chiếusáng là một phần không thể không để tâm đến Việc có một giải pháp tối ưu nhất

trong chiếu sáng cho nhà xưởng là vô cùng cần thiết Điều này không những giúp

tiết kiệm chi phí vận hành, bảo dưỡng mà còn tạo ra môi trường làm việc an toàn

và thoải mái, cho công suất làm việc tối ưu nhất

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Mục tiêu của đề tài 1

1.2 Yêu cầu chung khi thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí 1

1.3 Tổng quan về phân xưởng 1

1.3.1 Giới thiệu về nhà xưởng 1

1.3.2 Chọn tiêu chuẩn chiếu sáng cho nhà xưởng: 2

1.3.3 Chọn đèn để thiết kế nhà xưởng 2

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 4

2.1 Lựa chọn thiết bị chiếu sáng 4

2.2 Xác định các hệ số trong thiết kế chiếu sáng 6

2.2.1 Xác định hệ số lợi dụng quang thông CU 7

2.2.2 Tính quang thông, xác định hệ số mất ánh sáng LLF 8

2.3 Tính toán số lượng thiết bị và phân bố thiết bị 10

2.4 Độ rọi trung bình xưởng là : 11

2.5 Tổng công suất tủ chiếu sáng : 11

2.6 Tính toán CB, tiết diện cho dây cáp 11

2.6.1 Tính toán dòng CB 11

2.6.2 Tính toán chọn tiết diện cho cáp 12

2.7 Các bản vẽ sơ đồ chiếu sáng và mô phỏng trên Dialux : 15

CHƯƠNG 3:CHẾ ĐỘ BẢO TRÌ VÀ CHIẾU SÁNG SỰ CỐ 18

3.1 Sự cần thiết của chế độ bảo trì bảo dưỡng 18

3.2 Vệ sinh xưởng cơ khí: 19

3.3 Bảo dưỡng đèn: 19

3.4 Dự trữ vật tư 20

3.5 Đèn chiếu sáng sự cố 20

CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN 21

4.1 Mục tiêu đạt được 21

4.2 Nhận xét chung 21

4.3 Đánh giá giáo viên 22

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Mục tiêu của đề tài.

Mục tiêu của thiết kế chiếu sáng nhà xưởng là tạo ra một hệ thống chiếu sáng hiệu quả, giúp nâng cao năng suất lao động, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn

chống cháy nổ, thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí cho chủ đầu tư.Ngoài

ra, một mục tiêu quan trọng khác của thiết kế chiếu sáng nhà xưởng là tối ưu hóa

sự thoải mái và tăng cường sự tập trung của công nhân trong quá trình làm việc

Điều này có thể đạt được thông qua việc sử dụng ánh sáng tự nhiên và phân bố ánh

sáng đồng đều, giúp giảm mệt mỏi và cải thiện tinh thần làm việc của nhân viên

1.2 Yêu cầu chung khi thiết kế chiếu sáng cho xưởng

cơ khí.

Việc thiết kế một hệ thống chiếu sáng nhà xưởng còn phụ thuộc vào rấtnhiều yếu tố, tùy vào mỗi không gian nhà xưởng và công việc mà chúng ta có thể

thiết lập, lắp đặt đèn theo một cách khác nhau

Đối với các xưởng có không gian cao và rộng, chúng ta nên sử dụng các loạiđèn led có công suất lớn và cường độ phòng điện cao để nhà xưởng có thể được

cung cấp ánh sáng một cách tốt nhất Nếu nhà xưởng có các công việc lắp đặt, lắp

ráp với các chi tiết lớn thì cần có độ rọi 300 lux là vừa đủ

Bên cạnh đó, khi thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí chúng ta nên lắp đặt

vị trí đèn sao cho hạn chế được tình trạng tạo nên bóng đổ (của người hoặc vật),

điều này sẽ làm cản trở công việc hoạt động của công nhân

Đối với các nhà xưởng sử dụng công nghệ dây chuyền để làm việc thì chúngtôi khuyến khích các bạn sử dụng đèn led công nghiệp và sắp xếp chúng song song

với dãy băng truyền để ánh sáng có thể được cung cấp một cách đồng đều và rõ

ràng nhất Đối với các công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ, làm việc trên những thứ có kích

thước nhỏ thì cần thiết kế ánh sáng với đèn led có độ rọi cao

1.3 Tổng quan về phân xưởng.

1.3.1 Giới thiệu về nhà xưởng

 Đây là phân xưởng cơ khí, có các máy hàn, máy tiện, máy cnc,…

 Phân xưởng hoạt động từ 8 giờ đến 18 giờ.

 Phân xưởng được xây dựng tại một khu công nghiệp, vì vậy môi trường bêntrong và ngoài phân xưởng tương đối khói bụi nhưng không quá nhiều

 Nhiệt độ trung bình phân xưởng khoảng 35oC

 Kích thước phân xưởng: Dài x rộng x cao: 30 x 20 x 8m

 Độ cao treo đèn: 1m

 Độ cao mặt phẳng làm việc: 1m

 Hệ số phản xạ của trần, tường, sàn: 50%, 30%, 10%

1.3.2 Chọn tiêu chuẩn chiếu sáng cho nhà xưởng:

Hình 1 : Độ rọi yêu cầu theo TCVN 7114-1-2008: E ≥ 300 (lux)

1.3.3 Chọn đèn để thiết kế nhà xưởng

Khi thiết kế chiếu sáng trong xưởng gỗ, có một số yếu tố an toàn quan trọngcần xem xét:

Không có yếu tố độc hại: đèn LED không chứa các yếu tố độc hại Nếu như

các bóng đèn tuýp huỳnh quang có chứa các hóa chất độc hại như thủy ngân - một

trong những chất gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý cẩn thận thì đèn

LED lại giúp bảo vệ môi trường khỏi những chất thải độc hại so với đèn tuýp

thông thường

Tiết kiệm năng lượng: đèn LED hiệu quả lên đến hơn 80% so với các loại

đèn chiếu sáng truyền thống như đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang với khoảng 95%

năng lượng trong đèn LED được chuyển đổi thành quang năng cũng như chỉ 5% bị

chuyển hóa thành nhiệt năng Không những thế, đèn LED còn sử dụng tiết kiệm

điện năng hơn

Tuổi thọ cao: đèn LED có tuổi thọ cao gấp 6 lần so với các đèn thông

thường, dao động từ 20.000h đến 50.000h điều này làm giảm nhu cầu thay thế đèn

Không phát ra tia cực tím (tia UV): đèn led không chứa hóa chất độc hại

như thủy ngân, không phát ra tia cực tím hay hồng ngoại Đèn led cũng có thể tái

chế 100%, giúp giảm lượng khí thải carbon

Chất lượng bền: đèn LED là một sản phẩm có độ bền và an toàn đáng kinh

ngạc Được sản xuất với các bộ phận có khả năng chống rung lắc, va đập và điều

kiện môi trường khắc nghiệt Đèn led cũng không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ

ẩm

Thiết kế linh hoạt: LED có tính năng thiết kế linh hoạt mạnh mẽ Đèn LED

có thể được kết hợp dưới bất kỳ hình dạng nào để tạo ra độ chiếu sáng hiệu quả

cao

1.3.4 Chọn loại đèn.

Với những ưu điểm trên, đèn led được chọn để chiếu sáng cho phân xưởng

cơ khí, và vì phân xưởng có độ cao treo đèn so với mặt phẳng làm việc lớn hơn

6m, vì vậy chọn đèn loại đèn Led Highbay để chiếu sáng cho phân xưởng:

Đèn LED Highbay là loại đèn LED công suất cao được sử dụng để thay thế

đèn nhà xưởng cao áp Metal halide, cao áp Natri Đèn chiếu sáng indoor với những

khu vực có không gian cao và rộng như: nhà kho, nhà thi đấu, nhà xưởng, sản xuất,

trung tâm thương mại

Ưu điểm của đèn LED Highbay so với những đèn chiếu sáng nhà xưởng

khác: ngoài những ưu điểm giống như Led thông thường, đèn Led Highbay còn có

nhưng ưu điểm như:

- Quang thông hiệu dụng cao: có thể thấy, một đèn LED Highbay có công

suất 100W Có thể phát ra ánh sáng tương đương với đèn cao áp 250W vìcác loại đèn cao áp trong nhà xưởng truyền thống có quang thông hiệu dụng

> 0.6 Trong khi đèn LED Highbay có quang thông hiệu dụng > 1

- Khả năng vận hành cao: trong khi các loại đèn cao áp nhà xưởng sẽ nhấp

nháy trước khi sáng, gây hại nhiều đến thị lực Thì đèn LED treo nhà xưởng

có thể sáng ngay khi vừa bật công tắc Có thể bật tắt liên tục mà không ảnhhưởng đến tuổi thọ của đèn Ngoài ra, các loại đèn cao áp nhà xưởng cũngcần thời gian tự nguội 3-5 phút trước khi bật lại Gây nhiều bất tiện trongquá trình vận hành nhà xưởng, nhà máy

- Tiết kiệm năng lượng: bằng các công nghệ hiện đại, Led Highbay có thể

hạn chế sự tỏa nhiệt đến mức thấp nhất Ngoài ra, loại đèn này còn có thểtiết kiệm từ 50 đến 60% điện năng so với các loại đèn cao áp chiếu sáng nhàxưởng

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

2.1 Lựa chọn thiết bị chiếu sáng

Dựa vào chiều cao của nhà xưởng, chọn đèn LED HighBay loại đèn LED PHILIPS BY 122P G4 PSD 1xLED250S/865 WB

Hình 2: Đèn LED PHILIPS BY 122P G4 PSD 1xLED250S/865 WB.

Hình 3: Bảng tra thông số của đèn

- Chọn số bóng trong bộ đèn: 1 bóng

- Công suất một bộ đèn:

Pbđ = Pđ ( số bóng trong bộ đèn) = 183 1 = 183W

2.2 Xác định các hệ số trong thiết kế chiếu sáng

Chọn phương pháp Lumen để thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

 Φ là quang thông của đèn (lm)

 LLF: là hệ số mất mát ánh sáng, được xác định theo công thức :

LLF = LLD x LDD x BF x OTrong đó:

 LLD: hệ số suy hao quang thông đèn

 LDD: hệ số suy hao đèn do bụi bẩn, hệ số này còn tùy thuộc vào môi trườnglàm việc và chế độ lau chùi

 BF: hệ số cuộn chấn lưu, được định nghĩa là tỷ lệ giữa quang thông đèn vàquang thông phát ra của đèn tùy thuộc vào loại chấn lưu được sử dụng

 O: Các yếu tố khác ảnh hưởng đến môi trường làm việc như cháy nổ, bụibẩn, nhiệt độ,…

Với giá trị độ rọi yêu cầu đã được cho trước, số đèn được xác định theo côngthức:

N d= E req × S

Φ ×CU × LLF × N b (bóng đèn)

2.2.1 Xác định hệ số lợi dụng quang thông CU

Hệ số sử dụng quang thông (CU) là tỷ số giữa quang thông rơi trên mặtphẳng làm việc và toàn bộ quang thông của bộ đèn

Hệ số sử dụng quang thông của đèn được xác định theo công thức:

Uf = Φh /Φd

Trong đó:

Φh: Quang thông có ích

Φd: Quang thông của bộ đèn

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số sử dụng quang thông

 Góc trùm (Góc chiếu sáng): đèn có góc trùm rộng sẽ cho quang thông tại cáckhu vực trung tâm sẽ nhỏ và vùng sáng (diện tích sáng) rộng hơn Đèn cógóc trùm hẹp sẽ quang thông tại các khu vực được chiếu sáng sẽ mạnh vàvùng sáng (diện tích sáng) sẽ nhỏ hơn

 Khoảng cách: đèn treo càng thấp thì hệ số sử dụng chiếu sáng càng lớn Đèntreo càng cao, lượng ánh sáng vượt ra ngoài khỏi vùng cần thiết lớn thì hệ số

sử dụng càng giảm

 Phản xạ ánh sáng: nếu như khu vực được chiếu sáng xung quanh đó có cácvật liệu phản xạ ánh sáng tốt như kính, gương, … thì lượng ánh sáng đượcphản xạ lại cũng giúp làm tăng hệ số sử dụng quang thông của bộ đèn

Xác định bảng tra hệ số CU

Để có thể xác định bảng tra hệ số CU, người ta sử dụng bảng tra hệ số sử

dụng được cung cấp từ nhà sản xuất của bộ đèn Trong bảng tra hệ số sử dụng

chiếu sáng có các yếu tố như sau:

Hệ số phản xạ: là các hệ số phản xạ tại trần, tường, sàn

Phân xưởng có hệ số phản xạ: : Trần: 50%; tường: 30%; sàn: 10%

Chỉ số phòng k: được tính theo công thức k = h (a+b ) ab = 6(20+30)20× 30 = 2

Căn cứ vào kiểu chiếu sáng của bộ đèn, các hệ số phản xạ và chỉ số phòng k,

nên hệ số L80 xấp xỉ bằng 20 Tra bảng dưới đây ta có lần lượt các hệ số LLMF=0,92; LSF=1; LMF=0,92.

Hình 5: Bảng tra các hệ số duy trì quang thông

Có hệ số RMF = 0,93 do phòng hoạt động trong điều kiện bình thường và 5năm thay 1 lần

Hình 6: Bảng tra hệ số bảo trì phòng

Từ những thông số đã tính được ở trên ta tính được hệ số mất ánh sáng LLF:

Căn cứ vào chiều dài và chiều rộng của phân xưởng, đồng thời phân bố các

bộ đèn sao cho đảm bảo độ rọi được phân bố đồng đều trên toàn bộ mặt bằng phân

xưởng, tiến hành phân bố các bộ đèn như sau:

 Khoảng cách giữa các bộ đèn theo chiều rộng là 4,95m, theo chiều dài là 7,45m

 Đèn cách tường theo chiều rộng là 2,475m, theo chiều dài là 3,725m

Kiểm tra lại thông số bố trí đèn:

Ld: Khoảng cách đèn treo cách nhau theo chiều dài

Ln: Khoảng cách đèn treo cách nhau theo chiều rộngp: Khoảng cách đèn treo cách tường theo chiều dàiq: Khoảng cách đèn treo cách tường theo chiều rộng

2.4 Độ rọi trung bình xưởng là :

E =N F CU LLF L W =16.25000.0,82 0,7930.20 ≈ 431,8 (LUX)

2.5 Tổng công suất tủ chiếu sáng :

I = U × n P = 230× 0,952928 = 13,4 (A) Chọn CB:

Có ICB≥ 1,25 Itải

→ ICB≥ 1,25 x 13,4 = 16,75 (A) Chọn MCB 2P 20A Schneider Electric EZ9F34220

Tương tự như trên ta có bảng sau:

Bước 1 : Tính Itải

Tải 3 pha : Itải = S × 1000

√3U (A) Tải 1 pha : Itải = S × 1000 U (A)

ICP = I CB

K (A) Bước 5: Chọn cáp có dòng định mức IZ ≥ ICP (A)

Chọn cáp theo bảng tra B52.2 TCVN_9207_2012Tuyến dây Chọn

ICB≥ 1,25 Itải

(A)

Hệ số K điều chỉnhK=K1xK4xK5

Tính

Icp = ICB/K(A)

Chọn cáp PVCS(mm2)

2.7 Các bản vẽ sơ đồ chiếu sáng và mô phỏng trên Dialux :

Hình 7: Sơ đồ mặt bằng

Hình 8: Sơ đồ bố trí đèn

Hình 9: Sơ đồ đi dây

Hình 10: Sơ đồ nguyên lí

Hình 11: Sơ đồ bố trí đèn trên Dialux

Hình 12: Sơ đồ phân bố cường độ chiếu sáng trên DIALUX

CHƯƠNG 3:CHẾ ĐỘ BẢO TRÌ VÀ CHIẾU SÁNG SỰ CỐ

3.1 Sự cần thiết của chế độ bảo trì bảo dưỡng

Những ảnh hưởng của việc lắp đặt bảo trì không đúng cách là rất lớn, không chỉ giảm tầm nhìn mà còn dẫn đến việc tuổi thọ đèn bị rút ngắn, hay hơn nữa là

tăng nguy cơ tai nạn, dẫn đến các điểm chiếu sáng không đồng đều trong nơi làm

việc

Chính vì lí do này, cần phải lắp đặt đúng cách cũng như có chế độ bảo trì

thường xuyên để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, đảm bảo tuổi

thọ đèn, đảm bảo độ chiếu sáng tránh các nguy cơ tai nạn

3.2 Vệ sinh xưởng cơ khí:

Vệ sinh xưởng cơ khí là một phần quan trọng của quy trình bảo dưỡng vàduy trì Với phân xưởng cơ khí, thì chúng ta phải vệ sinh thường xuyên Chúng tôi

sẽ thuê nhân viên như sau :

 4 nhân viên vệ sinh hằng ngày

 2 nhân viên cho việc lau chùi đèn (1 lần/tuần)

3.3 Bảo dưỡng đèn:

Vì đèn hoạt động trong 50000h và được sử dụng 10h mỗi ngày trong vòng

365 ngày và 5 năm thay 1 lần nên ta có chế độ bảo dưỡng như sau:

a Đèn cấp điện không hoạt động Đèn không sáng hẳn:

Cần kiểm tra nguồn điện cấp cho đèn led, xem nguồn điện đã cấp chưa.

Trường hợp kiểm tra nguồn điện đã cấp mà đèn không sáng, cần kiểm tra đến bước

tiếp theo

Kiểm tra bên trong đèn : mở hộp bảo vệ nguồn (tăng phô) đèn ra , quan sát

xem có hiện tượng bị đứt dây hoặc bung dây không

Loại trừ những trường hợp trên rất có thể đèn đã bị hỏng 1 trong 2 linh kiện :

nguồn đèn led hoặc chip đèn led

Kiểm tra linh kiện: kiểm tra linh kiện cần có 2 loại linh kiện mới để loại trừ :

trước tiên dùng nguồn led mới kiểm tra chip led xem hoạt động không, nếu hoạt

động là do hỏng nguồn, còn không là do chip led Cần thay thế những linh kiện

hỏng để sửa chữa đèn (Lưu ý: cần thay đúng chủng loại, điện áp cho linh kiện )

b Đèn led nhà xưởng cấp điện bị nhấp nháy

Hiện tượng nhấp nháy là do hỏng linh kiện đèn, cần sửa chữa thay thế linh

kiện bên trong

Khi chúng ta gặp những sự cố như trên thì xưởng sẽ thuê 2 nhân công choviệc này Điều kiện của nhân công là có sức bền và kỹ năng để xử lý sự cố một

cách hiệu quả và nhanh chóng, giảm thiểu thời gian dừng máy và ảnh hưởng đến

sản xuất Trường hợp sự cố quá phức tạp thì xưởng sẽ cung cấp thêm nhân công

theo yêu cầu của của nhân công nhận việc trước đó để có thể giải quyết sự cố một

cách nhanh chóng (chỉ cho sự cố này)

3.4 Dự trữ vật tư.

Do phân xưởng có kinh tế tương đối nên chọn dự trữ khoảng 20% tổng trangthiết bị