Đồ án môn học " thiết kế chiếu sáng " ppt

- Vấn đề chiếu sáng đươc chú ý trên nhiều lĩnh vực , vì vậy thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng ,cần chú ý cần xác định kỹ về địa điểm phân xưởng, môi trường làm việc , để có những biện p

CHƯƠNGIV : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

CHƯƠNG IV:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG.

I Giới thiệu :

 Điện chiếu sáng là một trong những công trình nghệ thuật kiến trúc dân dụng và công nghiệp vừa là tiện nghi cần thiết, vừa có tính chất trang trí mỹ thuật lại vừa có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng công trình

II Đặc điểm chung :

 Trong tất cả các xí nghiệp nói chung ngoài sự chiếu sáng tự nhiên ta còn phải thiết kế chiếu sáng nhân tạo Hiện nay chiếu sang nhân tạo thường dùng bằng điện vì nó có những ưu điểm sau:

- thiết bị đơn giản

- sử dụng dễ dàng

- giá thành không cao

- ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên

 Mặt khác chiếu sáng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động

- Vấn đề chiếu sáng đươc chú ý trên nhiều lĩnh vực , vì vậy thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng ,cần chú ý cần xác định kỹ về địa điểm phân xưởng, môi trường làm việc , để có những biện pháp chiếu sáng thích hợp

1 1 Chất lượng chiếu sáng

 Khi tính toán chiếu sáng các phòng trong công trình, cần phải xác định các kiểu đèn thích hợp với kinh tế và đảm bảo ánh sáng

- Để thỏa mãn những điều kiện trên cần đảm bảo những yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên mặt bằng làm việc

+ Sự tương phản giữa vật chiếu sáng, nền, độ chói hoặc màu sắc trong một số trường hợp phụ thuộc vào phương chiếu sáng, mức độ khuyết tán, và tập hợp quang phổ chiếu sáng

+ Độ sáng phân bố đồng đều trong phạm vi bề mặt làm việc cũng như trong toàn bộ trường nhìn, phụ thuộc vào phương chiếu sáng, sự phân bố ánh sáng đèn và bố trí đèn

+ Hạn chế chói mắt , giảm sự mệt mỏi trong khi làm việc trong trường nhìn, chọn góc bảo vệ để giảm tốc độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bố trí để giảm tốc độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bố trí đèn có lợi nhất

+ Hàn chế sự phản xạ chói trên bề mặt làm việc

+ Đèn được bố trí sao cho giảm được bóng tối trên bề mặt làm việc bằng cách tăng số lượng bóng đèn

+ Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng

2 2 Chiếu sáng được chia thành các dạng sau:

a Chiếu sáng chung:

3  Chiếu sáng toàn bộ diện tích hoăïc một phần diện tích bằng một cách phân bố ánh sáng đồng đều khắp phòng dùng chiế sáng chung đồng đều hoặc đồng đều từng khu vực( dùng chiếu sáng đồng đều từng khu vực )

b Chiếu sáng cục bộ:

 Ở những nơi cần chính xác thì cần có độ rọi cao thì mới làm việc được

4 Chỉ chiếu sáng các bề mặt làm việc dùng đèn cố định hay đèn di động

- Lúc này đèn được đặt vào nơi cần quan sát

c Chiếu sáng hỗn hợp:

 Bao gồm chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ

Chiếu sáng sự cố:

- Ngoài chiếu sáng và chiếu sáng chính trong một số trường hợp cần phải dùng chiếu sáng sự cố

 Mục đích của chiếu sáng sự cố là để tiếp tục các chế độ sinh hoạt làm việc khi có một nguyên nhân nào đó sự chiếu sáng làm việc bị gián đoạn, gây mất bình thường trong công tác sinh hoạt thậm chí có thể xảy ra sự cố

 Chiếu sáng sự cố cần đảm bảo sao cho độ rọi trên bề mặt làm việc không được < 0% tiêu chuẩn định mức trong trường hợp dùng cho chiếu sáng làm việc trên cùng bề mặt đó

5  Đèn chiếu sáng sự cố cần khai thác các kiểu đèn chiếu sáng chung về mặt kích thước hoặc có dấu hiệu đặc biệt

6 Trong thực tế, đèn chiế sáng sự cố nên bố trí xen kẽ với đèn chiếu chung

3 Các tiêu chuẩn về chiếu sáng:

a Quang thông :

+ Năng lượng do một nguồn sáng phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thời gian gọi là thông lượng của quang năng

+ Aùnh sáng của nguồn phát ra gồm nhiều sóng điện từ có độ dài sóng khác nhau

+ Do năng lượng của nguồn quang năng được biểu thị bằng biểu thức:

λ

λ

λ

λ

λ = ∫ l d

2

2

1

Trong đó:

+ e : Hàm phân bố năng lượng.λ

+ Ε 1 λ : Thông lượng của quang năng từ λ1 đến λ2

Thông lượng toàn phần Ε = ∫n c d

0

2

b Độ rõ

Tuy nguồn quang có công suất rất lớn, nhưng có các bước sóng khác nhau Sẽ gây cho mắt ta có những cmả giác khác nhau Do đó cần đưa thêm khái niệm về độ rõ, kí hiệu : V0

∫

F

0

λ

λ

Đơn vị: lm (lu men)

4 Cường độ sáng :

 Nếu nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong các góc đặt dω nó truyền đi qua một quang thông dF, thì đại lượng

ω

d

dF

gọi là cường độ sáng của nguồn sáng trong phương đó

ω

d

dF

=

Ι

 Nếu dF tính bằng ‘ lumen ‘, thì góc đặttính bằng’ Stê- ra-điện-an’ thì cường độ ánh sáng ‘ nến’

Kí hiệu: Cd

- Đơn vị NẾN không lớn lắm, một bóng đèn 75W có thể có cường độ ánh sáng 90 Cd theo hướng sáng nhất

5 Độ trưng và độ rọi

 Một nguồn sáng có kích thước giới hạn, trên đó lấy một diện tích : ds, quang thông bức xạ theo mọi phương của góc đặt 2π là dF thì độ trưng của nguồn sáng được định nghĩa

s

d

dF

R=

Vậy Độ trưng: là quang thông bức xa trên một diện tích :ds

Độ rọi kí hiệu là E

dS

dF

=

Ε

 Vậy Độ rọi của nguồn sáng tỉ lệ thuận với cường độ nguồn sáng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn tới tâm diện tích được chiếu sáng, ngoài ra còn phụ thuộc vào hướng tới của nguồn

Đơn vị:

F : Lumen

S : Cm2

R,E : Phốt hoặc lux(lx) Với 1 phốt = 10.000lx

6 Tiêu chuẩn về độ rọi

 Căn cứ vào tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khỏe cho công nhân, khả năng cung cấp điện của nguồn mà sẽ có tiêu chuẩn về độ rọi khác nhau

III Thiết kế chiếu sáng cần số liệu sau:

7  Mặt bằng và mặt cắt mặt xưởng để xác định vị trí treo đèn

8 Những đặc điểm của quá trình công nghệ các tiêu chuẩn về độ rọi của các khu vực làm việc

9 Số liệu về nguồn điện và nguồn vật tư

1 Bố trí đèn:

10  Trong thực tế việc bố trí đèn còn phụ thuộc vào các xà ngang của xưởng, đường di cguyển trong xưởng 11

Sơ đồ bố trí đèn hình thoi

12 Gọi khoảng cách từ trần đến mặt công tác là Htb, khoảng cách từ trần đến bóng đèn là: Hlv

Trị số lớn nhất: = 1,4− 1,6

c

h L

Tỉ số:

H

L

: phụ thuộc vào loại chao đèn

Chú ý: h L H L

c

≥ : sẽ có độ rọi không đồng đều trên trần nhà.

Khoảng cách từ tường đến đèn là L=(0,3 -,05)

Loại đèn và nơi sử dụng H

L

H L

Bố trí nhiều dãy Bố trí một dãy Tốt

nhất Cho phép cực đại nhấtTốt Cho phép cực đại

Chiều rộng giới hạn của phân xưởng khí bố trí một dãy

Chiếu sáng ngoài nhà

dùng chao mờ hoặc sắt

tráng men

Chiấu sáng phân xưởng

Chiếu sáng cho các cơ

quan văn hoá, hành

chính

2

Các phương pháp chiếu sáng :

a Phương pháp hệ số sử dụng

 Phương pháp này có thể chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, trần và vật cảnh

- Hay dùng chiếu sáng cho phân xưởng có diện tích lớn hơn – 10m2 không dùng để chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng ngoài trời

Dùng biểu thức:

sd

nk

ESkZ

F =

Trong đó:

F : quang thông của mỗi đèn : lumen

E : độ rọi

S : diện tích cấn chiếu sáng

k : hệ số dự trữ

n: số bóng đèn

Ksd : hệ số sử dụng của đèn, nó phụ thuộc vào loại đèn, kích thước và điều kiện phản xạ của phòng

min

Ε

Ε

=

hệ số tính toán

Hệ số Z phụ thuộc vào loại đèn và tỉsố :

Η

L

Thông thường lấy Z= 0,8 – 1,4

Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng ta phải xác định chỉ số phòng:

(a b)

ab

+

Η

=

ϕ

Trong đó: a,b chiều dài, rộng của phòng(M)

Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thong chênh lệch từ 10-20%

b phương pháp tính từng điểm

 Phương pháp này dùng cho các phân xưởng có yêu cầu quan trọng và không quan tâm đến hệ số phản xạ Trong phương pháp này ta phải phân biệt để tính độ rọi

13 Tính độ rọi trên mặt phẳng ngang

14 Tính độ rọi trên mặt phẳng đứng

15 Tính độ rọi trên mặt phẳng nghiêng một góc 00

Ta có:

2

I r

I

S

F = =

=

Ε

ω

ω

Iđ

Mặt đứng h

0 Mặt nghiêng

Tính độ rọi theo mặt phẳng nằm ngang

2

cos

r

ng

α

α

Ι

=

α

2

2 2

cos

h

r =

Do đo:ù

Tính độ rọi của điểm A theo mặt phẳng đứng

α α

α

h

I r

I

ng

cos 1

sin sin

2 2

=

Ε

Tính độ rọi của điểm A theo một góc 00

α

γ

α γ

2 2

cos

cos

cos

h r

ng

Ι

=

Ι

=

Ε

mà : cosγ = cos(α − θ )= cosα cosθ + sinα.sinθ

θ α θ α

θ α θ

α

α

cos

sin sin cos cos

cos

cos

tg

+

=

+

=

Ta có : Ε ngh = Ε ngh(cosθ + tgα.sinθ )

Trong đó :

h

p

tgα =

2 Phương pháp tính toán chiếu sáng:

 Trong tính toán chiếu sáng có nhiếu phương pháp chiếu sáng như sau:

- Phương pháp hệ số sử dụng , phương pháp đơn vị công suất và phương pháp điểm.Ở phần tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, nay người ta chỉ còn sử dụng phương pháp hệ số sử dụng

 Ý nghĩa của phương pháp hệ số sử dụng :

- Phương pháp hệ số sử dụng dùng để xác định quang thông của các bóng đèn trong chiếu sáng chung đồng đều theo yêu cầu độ rọi cho trước trên mặt phẳng nằm ngang, có kể đến sự phản xạ ánh sáng của tường và trần Trên

cơ sở đó ta chọn công suất của đèn, số lượng đèn cẩn thiết kế để cho chiếu sáng Mối liên hệ giữa lượng quang thông

Bài tập: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

 Yêu cầu thiết kế chiếu sáng Chung cho một phân xưởng cơ khí Theo bản vẽ mặt bằng ta có tỉ lệ 1:200 ta được Chiều dài a = 48 mm Chiều rộng b = 14,4 mm Diện tích phân xưởng:

S = 48×14,4 = 691,2 m2

1 Xác định số lượng bóng đèn:

 Vì phân xưởng sửa chữa cơ khí cần độ sáng cao, dự định dùng bóng đèn sợi dốt

Chọn bóng đèn vạn năng có công suất pdm = 200 (w), quang thông F = 2528, độ rọi Emin=30lx

- Giả sử phân xưởng có độ cao trần H = 6m Mặt phẳng làm việc cách sàn: Hlv=1m Độ cao treo đèn cách trần: Hc = 1,5m

Vậy Htt = H-(Hlv+Hc) = 6-(1+1,5) = 3,5m

 Xác định chỉ số phòng:

Lấy hệ số phản trần : Ptrẩn =0,5 hệ số phản xạ tường Ptường =0,3 Ta được hệ số sử dụng

Ksd = 0,48(tra bảng ta được), lấy hệ số dự trữ K =1,3 Hệ số tính toán Z=1,1

Số đèn cần dùng là : = = 24

SD

FK

ESKZ

Ta bố trí đều các bóng đèn lên mặt tường phân xưởng chia làm 4 dãy mỗi dãy 6 bóng:

tra bảng sổ tay chiếu sáng ta chọn:

 Xác định khoảng cách giữa các bóng đèn Căn cứ vào chiều rộng của bóng đèn b=144m, ta chọn khoảng cách giữa các bóng đèn là 4m Khoảng cách từ đèn đến tường theo chiếu rộng và chiều dài là:

La =1,2m

và Lb =2m

2 Tổng công suất của bóng đèn cho toàn phân xưởng :

Pdpx =n×Pd=24×200=4800(w)

 Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng CVV4×1 có Icp=20(A) Chọn dây từ tủ chiếu sáng đèn (trung bình mỗi dãy 6 bóng)

Chọn dây đôi; đôi mền tròn VCm=2×0,5, Icp=5A

3 Tính toán chọn khí cụ bảo vệ cho mạng chiếu sáng

a Chọn CB và cầu dao cho mạng chiếu sáng:

Ics = 7,3(A)

- Chọn CB(C60L) do MerlinGrin(pháp)

- Cầu chì kiểu HP-2 do liên xô chế tạo: Idmcc=35A và Idmdc=20A

- Điều kiện chọn cầu dao:

Udmcc ≥ Udm=380V

Iđmcc ≥ Idm=7,3A

- Chọn cầu dao 3 cực của CADIVI có Uđm=400V và Idm=30A

b Chọn CB và cầu dao cho mỗi dãy:

Icsday=1,8A

- Chọn CB kiểu(C60L)

- Cầu chì kiểu HL_2 có Idmcc = 15Avà Idmdc = 10A

- Điều kiện chọn cầu dao:Ucdđm ≥ Uđm=220V và Icdđm ≥ Iđm

- Chọn cầu dao hai cực Uđm =400V; Iđm =20 A

4 Chiếu sáng sự cố

 Ngoài hệ thống chiếu sáng làm việc ta cần phải thiết kế một hệ thống chiếu sáng sự cố Nguồn điện cung cấp cho một hệ thống chiếu sáng được lấy từ một nguồn riêng độc lập với nguồn chiếu sáng chung như bình acquy, các

máy phát bằng diezen, hoặc lấy từ một nhánh khác của nhà máy Chiếu sáng sự cố giúp công nhân và nhân viên vận hành dễ dàng, các máy vẫn làm việc(với một nguồn riêng khi bị mất điện) hoặc đảm bảo cho người làm việc được an toàn khi bị sự cố

 Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn độ rọi cho chiếu sáng sự cố =70% độ rọi chiếu sáng làm việc với loại bóng đèn sợi tóc có công suất 100W và quang thông F=1004lx, với những phần diện tích không cần chiếu sáng khi bị sự cố ví dụ ta chọn 50m2 ⇒ Diện tích cần chiếu sáng sự cố: S’=691,2−50=641,2m2

- Số dèn cần thiết cho chiếu sáng sự cố là:

sd

Fk

ESkZ

-Ta bố trí đều các đèn thành 4 dãy, mỗi dãy 10 bóng, đi chung đường dây với chiếu sáng làm việc nhưng nguồn cung cấp lấy từ nguồn khác

Tổng công suất chiếu sáng sự cố:

P’ cssc=40×100=4000(W)

 Chọn khí cụ an toàn cho hệ thống chiếu sáng sự cố:

2

2

3 dm

dm

dm

U

Ρ

=

Ι

- chọn cấu chì HP-2

- Chọn CB C60L

- Ta chọn dây dẫn: CVV-4×1 có Icp=14A

- Ta chọn cầu dao 3 cực có Uđm=400V; Iđm =20A

- Chọn dây dẫn cho mỗii dãy chiếu sáng sự cố(10 bóng cho mỗi dãy)

- Ta chọn dây đôi mềm tròn VCm 2×0,5 và Icp