CẢI tạo hệ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG học

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… 28 SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG LỜI MỞ ĐẦU Thiết kế chiếu sáng ứng dụng công nghệ cho không gian người Giống việc thiết kế kiến trúc, kỹ thuật thiết kế khác, thiết kế chiếu sáng dựa vào tổ hợp nguyên tắc khoa học đặc trưng, tiêu chuẩn quy ước thiếp lập số tham số thẩm mỹ học, văn hóa người xem xét cách hài hòa Từ thời sơ khai văn minh đến thời gian gần đây, người chủ yếu tạo ánh sáng từ lửa nguồn nhiệt nhiều ánh sáng Đến kỷ XXI nay, sử dụng nguyên tắc để sản sinh ánh sáng nhiệt qua loại đèn nóng Chỉ vài thập kỉ gần sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vy đa dạng nhiều Theo ước tính, tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20-45% tổng tiêu thụ tòa nhà thương mại chiếm khoảng 3-10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hết người sử dụng lượng nhà máy công nghiệp thương mại nhận thức vấn đề tiết kiệm lượng hệ thống chiếu sáng Thông thường tiến hành tiết kiệm lượng cách đáng kể với vốn đầu tư chút kinh nghiệm Thay loại đèn thủy ngân đèn nóng sáng đèn halogen kim loại đèn natri cao áp giúp giảm chi phí lượng tăng độ chiếu sáng Lắp đặt trì thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn hệ thống quản lý lượng đem lại hiệu tiết kiệm đặc biệt Tuy nhiên số trường hợp cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng để đạt mục tiêu tiết kiệm mong đợi Cần hiểu loại đèn có hiệu suất cao yếu tố đảm bảo hệ thống chiếu sáng hiệu Do vậy, kỹ sư cần phải thiết kế cách xác có hiệu thông qua sử dụng phần mềm thiết kế Dialux Với nội dung báo cáo: “Tính toán, thiết kế chiếu sáng sử dụng phần mềm DIALUX” Trong trình thực đề tài, em nhận hướng dẫn tận tình thầy Ths.Đỗ Hữu Chế Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn em tận tình để hoàn thành báo cáo tốt SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Tuy nhiên trình làm không tránh khỏi sai sót hạn chế Em mong nhận góp ý dẫn thầy cô để hoàn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2016 Sinh viên thực Đỗ Thị Phương SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 1.1 Lý thuyết ánh sáng 1.1.1 Bản chất ánh sáng: - Là phần nhiều loại sóng điện từ nhìn thấy bay không gian.Những loại sóng có tần suất chiều dài, hai giá trị giúp phân biệt ánh sáng với dạng lượng khác quang phổ điện từ - Theo tiêu chuẩn quốc tế (CIE), tiêu chuẩn phối màu: *555nm bước sóng có khả gây cảm giác thị giác tốt 1.1.2 Ánh sáng phát từ vật thể tượng sau: - Nóng sáng: chất rắn chất lỏng phát xạ nhìn thấy chúng nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1000K.Cường độ ánh sáng tăng lên màu sắc bề sáng nhiệt độ tăng - Phóng điện: Khi dòng điện chạy qua chất khí, nguyên tử phân tử phát xạ với quang phổ mang đặc tính nguyên tố có mặt - Phát quang điện: Ánh sáng tạo dòng điện chạy qua chất rắn định chất bán dẫn phootpho - Phát sáng quang điện: Thông thường chất rắn hấp thụ xạ bước sóng phát trở lại bước sóng khác Khi xạ phát đỏ nhìn thấy được, tượng gọi phát lân quang hay phát huỳnh quang SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG 1.2 Khối lượng ánh sáng - Là lượng ánh sáng cung cấp cho phòng - Được đặc trưng bởi: Quang thông lượng ánh sáng hiệu + Quang thông công suất phát xạ nguồn sáng (hay nói đơn giản toàn ánh sáng phát từ nguồn sáng) Đơn vị quang thông là: Lumen Lượng ánh sáng hiệu quả: lượng ánh sáng thực tế vị trí làm việc, đặc trưng yếu tố độ rọi + Độ rọi: mật độ quang thông rơi đơn vị diện tích xác định theo công thức (tính tương đối): E = Đơn vị độ rọi phút nến (Fc) (với đơn vị chiều dài phút), lux (với đơn vị chiều dài m) phút = 0.3048 m; Fc = 10,764 lux Góc phát sáng: dùng đèn chiếu sáng lên tường, góc chiếu sáng khác ta nhận vùng sáng lớn nhỏ khác SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hiệu nguồn phát sáng: tỷ lệ lumen nguồn sáng với lumen đèn sản xuất Hiệu suất phát quang: Quang hiệu =( lumen /W) Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương : cường độ ánh sáng đơn vị diện tích tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tính từ nguồn ( chất bán kính ) E = I / d2 E1d12 = E2d22 Trong đó: E độ chiếu sáng I cường độ sáng d khoảng cách 1.3 Chất lượng ánh sáng - Chất lượng ánh sáng yếu tố: độ chói, độ đồng đều, số màu, nhiệt độ màu Độ chói : cảm nhận độ sáng mà người quan sát có khu vực chiếu sáng nguồn chiếu sáng; đại lượng đặc trưng cho cảm nhận cường độ ánh sáng người; tác dụng trục tiếp lên mắt người nên quan trọng Ví dụ vào trưa he nắng gắt nhìn lên bầu trời mắt ta có cảm giác khó chịu, tượng chói SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Độ đồng : lượng ánh sáng đồng chiếu cho khu vực khác Chỉ số hoàn màu (Ra Cr) : Đại lượng dùng để đánh giá mức độ trung thực màu sắc đổi tượng chiếu sáng nguồn sáng Các nguồn sáng khác có số màu khác Chỉ số màu cao, tái nguồn sáng màu sắc rõ nét,tự nhiên trung thực Ánh sáng mặt trời xem Ra = 100 Ra giảm mức độ thay đổi cảm nhận màu sắc vật thể tăng Nguồn sáng có Ra từ 80 trở lên thường đánh giá tốt SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Dưới số ứng dụng số hoàn màu: Nhóm hoàn màu Chỉ số hoàn Ứng dụng đặc trưng màu chung Ra > 90 Bất kỳ nơi cần có hoàn màu xác, ví dụ việc kiểm tra in màu, công việc bệnh viện 1A Bất kỳ nơi cần đánh giá màu xác cần 1B 80 < Ra < 90 có hoàn màu tốt lý thể hiện, ví dụ chiếu sáng trưng bày 60 < Ra < 80 Bất kỳ nơi cần hoàn màu tương đối Bất kỳ nơi hoàn màu quan trọng 40 < Ra < 60 biểu màu sắc sai lệch rõ rệt chấp nhận Bất kỳ nơi hoàn màu không quan trọng 20 < Ra < 40 biểu màu sắc sai lệch rõ rệt chấp nhận SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Nhiệt độ màu: thể theo thang tính Kelvin (K) biểu hiện màu sắc nguồn sáng so với màu vật đen tuyệt đối nung nóng từ 2000K đến 10000K Nhìn bảng màu, ta thấy: nhiệt độ thấp nguồn ấm ngược lại: Ánh sáng ấm 3300K; Ánh sáng lạnh = 3300 – 5000K; Ánh sáng tự nhiên 5000K; 1.4 Các yêu cầu môi trường chiếu sáng Một môi trường chiếu sáng thiết kế tốt cho phép người: - Nhìn thấy di chuyển an toàn – yêu cầu cho môi trường chiếu sáng, môi trường chiếu sáng trước tiên phải giúp người nhìn thấy vật xung quang di chuyển cách thuận tiện an toàn phạm vi chiếu sáng - Thực công việc mắt cách hiệu quả, xác, an toàn – tùy vào tính chất công việc mà yêu cầu môi trường chiếu sáng thích hợp phải đảm bảo độ sáng để người thao tác công việc cách xác an toàn - Không gây mệt mỏi thị giác tiện nghi thị giác – yêu cầu đảm bảo thị giác cho người làm việc môi trường chiếu sáng, môi trường chiếu sáng đạt yêu cầu phải đảm bảo lượng ánh sáng đầy đủ đồng đều, không chói tối khiến người làm việc môi trường bị mệt mỏi thị giác làm giảm hiệu công việc SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 10 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG - TCVN-7114-2002 (Nguyên lí ecgônômi thị giác chiếu sáng cho hệ thống làm việc nhà) Một số tiêu chuẩn chiếu sáng quốc tế: ISO 8995:2002 (CIE S 008/E:2001), Lighting of indoor work places (chiếu sáng làm việc nhà); ISO 9885-2: 2005(E) (CIE S 015/E), lighting of work plances – part 2:outdoor (chiếu sáng làm việc trời) Đối với thiết kế chiếu sáng nhà ta sử dụng tiêu chuẩn TCVN-161986(tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo công trình dân dụng) Đây tiêu chuẩn đầy đủ với hầu hết khu vực chiếu sáng Ngoài ta áp dụng tiêu chuẩn chiếu sáng TCVN-7114-2002, tiêu chuẩn cho ta mức độ chiếu sáng chung khu vực làm việc Bảng sau thể số tiêu chuẩn chiếu sáng TCVN – 7114 – 2002: Bảng 1: Một sốTiêu chuẩn chiếu sáng TCVN – 7114 – 2002 ồn: chuẩn sáng TCVN Văn phòng Độ rọi (lux) Các phòng chung, đánh máy, vi 300 – 500 – 750 tính Phòng kế hoạch chuyên sâu 500 – 750 – 1000 Phòng họp 300 – 500 – 1000 Xưởng may 300- 500 – 750 Phân xưởng in 300- 500 – 750 (Ngu Tiêu chiếu – 7114 – 2002) 1.6 Các bước thiết kế hệ thống chiếu sáng Bước1: Quyết định mức chiếu sáng cần thiết lên bề mặt làm việc, loại đèn nguồn phát sáng Phải tiến hành đánh giá sơ loại chiếu sáng cần thiết, thường định đưa dựa tính kinh tế tính thẩm mỹ Đối với công việc văn phòng bình thường cần mức chiếu sáng 300 lux Cần phải lựa chọn loại đèn phù hợp cho phòng: phòng làm việc, phòng học nên chọn bóng đèn huỳnh quang đảm bảo cung cấp đủ khối lượng chiếu sáng SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 12 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Bước 2: Thu thập số liệu phòng theo mẫu đây: Kích thước phòng Chiều dài L1 m Chiều rộng L2 n Diện tích sàn nhà L3 m2 Chiều cao trần nhà Màu sơn Trần nhà tường Tường L4 L5 M Sàn nhà L7 L6 Chiều cao bề mặt làm việc tính L8 từ sàn nhà Chiều cao đèn tính từ sàn L9 nhà M M Bước 3: Tính chỉsố đo phòng Chỉ số phòng = Bước 4.Tính hệ số sử dụng Hệ số sử dụng định nghĩa tỷ lệ phần trăm lumen đèn trần phát nguồn sáng truyền đến bề mặt làm việc Hệ số bao gồm ánh sáng trực tiếp phát từ nguồn phát sáng ánh sáng phản chiếu bề mặt phòng Nhà sản xuất cấp cho đèn bảng CU riêng lấy từ báo cáo thử nghiệm trắc quang Sử dụng bảng có sẵn từ nhà sản xuất định hệ số sử dụng để lắp loại đèn khác biết hệ số phản xạ tường trần nhà, biết loại nguồn phát sáng xác định số đo phòng Đối với đèn tuýp đôi, hệ số sử dụng 0,66 tương ứng với số đo phòng 2,5 Bước 5: Tính số mối lắpcần thiết cách áp dụng công thức sau: SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 13 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG N Trong đó: - N = Số mối lắp E = Mức lux cần thiết lên bề mặt làm việc A = Diện tích (L x W) F = Tổng lượng dòng (lumen) tất đèn mối lắp UF = Hệ số sử dụng lấy từ bảng đốivới mối lắp LLF = Hệ số thất thoát ánh sáng Hệ số tính độ hao mòn theo thời gian lượng ánh sáng phát từ đèn lượng bụi tích tụ mối lắp tường nh LLF = Lumen đèn MFx Nguồn sáng MFx Bềmặtcăn phòng MF Chỉ số LLF thường gặp: Văn phòng có điều hòa 0,8 Công nghiệp 0,7 Công nghiệp không 0,6 Bước 6: Bố trí đènđể đảm bảo tính đồng SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 14 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG CHƯƠNG 2: PHẦM MỀM THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG DIALUX 2.1.Khái niệm Dialux phần mềm tính toán chiếu sáng hãng Dia GmbH Đức, cho phép tính toán thiết kế chiếu sáng nhà chiếu sáng trời Đây chương trình tính toán chiếu sáng tương đối đai, giúp ta thiết kế chiếu sáng cách nhanh chóng đưa hệ thống chiếu sáng đạt yêu cầu số lượng chất lượng 2.2.Ưu-Nhược điểm a Ưu điểm Phần mềm đưa nhiều phương án lựa chọn cho đèn, không đèn hãng Dialux mà có nhiều hãng đèn khác Dialux đưa thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực nhanh chóng trình tính toán cho phép ta sửa đổi thông số Phần mềm cho phép hỗ trợ file vẽ Autocad với định dạng *.DXF và*>DWG Tính toán chiếu không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, có đồ vật, vật dụng phòng) điều kiện có ánh sáng Thân thiện với người dùng, sử dụng miễn phí Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác vào dự án như: bàn, ghế, TV, giường, gác lửng, cầu thang,…Bên cạnh thư viện nhiều vật liệu để áp vào vật dụng dự án…cũng dễ dàng hiệu chỉnh mặt theo ý muốn Vì Render, cho hình dạng màu, trực quan sinh động Ngoài Dialux đưa chương trình Wizard dễ dàng sử dụng để tính toán chiếu sáng đối tượng mặt đường, bảng hiệu, đường phố, chiếu sáng nhà… Dialux cho phép ta lập bảng báo cáo, tổng kết kết dạng số đồ thị, hình vẽ… chuyển kết sang định dạng PDF b Nhược điểm Kho liệu gốc nên nhiều lựa chọn cho người sử dụng việc mô thiết bị Nếu nhập liệu từ việc tính toán xuất liệu lâu SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 15 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG CHƯƠNG 3: THỰC HÀNH THIẾT KẾ DIALUX Đề Tài: Cải tạo hệ thống chiếu sáng phòng học Phòng AB101 phòng học xây dựng nhằm giảm tình trạng thiếu phòng học trường đại học Điện Lực sửa chữa đưa vào sử dụng từ năm 2014 nằm tòa nhà B trường Mục đích tòa nhà phục vục công tác học tập làm việc giảng viên nhà trường với thông số sau: Kích thước Chiều dài phòng Chiều rộng 7.6 m L2 6.8 m Diện tích sàn nhà L3 51.68 m2 Chiều cao trần nhà L4 3.2 m Trần nhà L5 Trắng Tường L6 Màu sáng Sàn nhà Màu sơn L1 L7 Xám L8 0,75 Chiều cao bề mặt làm việc tính từ sàn nhà M Kết cấu phòng: Phòng chia làm khu vực chính: Khu vưc 1: bàn học Khu vực 2: bàn giáo viên, bục giảng thùng rác, 24 bàn ghế thùng rác, bàn giáo viên, bục giảng, bảng Dựa vào số liệu trên, thiết kế hệ thống chiếu sáng phòng đảm bảo độ rọi trung bình ≥200 lux Độ rọi bục giảng ≥300 (Nguồn: http://sdme.com.vn/news/tieu-chuan-do-lux-moi-nhat-trong-chieu-sang-trong- nha-) SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 16 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Bài làm: Sử dụng phần mềm DIALUX, ta thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phòng AB101 Chọn loại bóng đèn: PHILIPS TBS160 3XTL-18W HP C3_965 Số lượng bóng: bóng đèn chia thành sau: + Khu vực 1: bóng + Khu vực 2: bóng Vị trí đặt bóng: + Khoảng cách từ bề mặt làm việc đến bóng là: 2.45m + Khoảng cách từ sàn đến bóng là: 3.2m + Bóng để mặt so với trần Kết đạt được mô tả hình ảnh cụ thể sau đây: SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 17 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hình ảnh: Mặt chung phòng AB101 SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 18 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 19 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hình ảnh:Mô tả phòng làm việc 3D phòng AB101 SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 20 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hình ảnh kết tính toán đạt =>Kết đạt được: Emax= 246lux Eav= 200lux Theo tiêu chuẩn để ta thấy mặt bàn học đảm bảo yêu cầu đề =200lux nhìn vào biểu đồ kết tính toán thấy mặt bảng đạt 150lux -200lux tức không đạt tiêu chuẩn(300lux) SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 21 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Giải pháp cải tạo chiếu sáng Đề xuất lắp thêm bóng đèn vị trí bục giảng xếp lại vị trí bóng đèn để đảm bảo ánh sáng cần thiết: Loại bóng sử dụng: Hình ảnh: Bóng đèn Philips PHILIPS TBS160 3XTL-18W HP C3_965 Sử dụng phần mềm dailux thiết kế lại vị trí đặt bóng lắp thêm bóng đèn sau:  Khu vực 1: bóng đèn  Khu vực 2: bóng đèn SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 22 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG  SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 23 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hình ảnh: Thiết kế cải tạo phòng AB 101 SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 24 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG Hình ảnh: Tính toán phòng AB 101 cải tạo Nhận xét: Eav= 266 Emax=377 độ sáng mặt bục giảng = 300lux Sau cải tạo độ sáng độ sáng mặt bàn học đảm bảo độ sáng bục giảng thỏa mãn theo quy định xây dựng (=300lux) (QCTC 12:2014/BXD, http://sdme.com.vn/news/tieu-chuan-do-lux-moi-nhat-trong-chieu-sang-trong-nhaqcvn12.2014.html) CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Chiếu sáng nhu cầu thiết yếu toàn cộng đồng theo thống kê Việt Nam chiếu sáng chiếm đến 20% lượng tiêu thụ Do dó có biện SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 25 MSSV: 1281060147 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG VĂN PHÒNG pháp cụ thể hữu hiệu tiết kiệm chiếu sáng giúp tiết kiệm nguồn lượng lớn Ngoài chiếu sáng ảnh hưởng đến sức khỏe người với tình trạng bệnh mắt congoận thị, viễn thị, ngày tăng Với tiến công nghệ kỹ thuật xây dựng môi trường ảo để thử nghiệm phương pháp tiện lợi nhanh chóng chi phí thấp gây tổn hại tới môi trường sức khỏe người Môi trường ảo có tính xác cao công thức ước đoán xây dựng hệ thống logic đo đạc trải nghiệm thực tế Môi trường ảo giúp cho người thiết kế nhìn thấy trước mô hình hình ảnh điều mang lại lợi ích lớn tính thẩm mỹ sản phẩm SVTH: Đỗ Thị Phương - D7_QLNL2Page 26 MSSV: 1281060147