Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài :Đối tượng thiết kế chiếu sáng: một xưởng cơ khí, với các kích thước như sau : 62mx22m, cao 5,5 m, hệ số phản xạ trần 0,8; hệ số phản xạ tường 0,7; hệ số phản xạ sàn 0,3, độ rọi theo tiêu chuẩn.Nguồn điện 3 pha 380220 VYêu cầu 1. Xác định yêu cầu chiếu sáng của đối tượng2. Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng bằng tay và trên DialuxDialuxEvo3. Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sángChương 1. NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN21.1. Tổng quan về ánh sáng21.1.1. Ánh sáng21.2. Nguồn sáng21.3. Các đại lượng đo lường ánh sáng21.3.1. Quang thông của nguồn sáng21.3.2. Cường độ ánh sáng21.3.3. Độ rọi21.3.4. Độ chói21.3.5. Chỉ số hoàn màu CRI21.3.6. Nhiệt độ màu21.4. Đèn21.4.1. Khái niệm và phân loại21.5. Bộ đèn21.5.1. Khái niệm và phân loại2Chương 2. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ22.1. Thực hiện yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí22.2. Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát2Chương 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG23.1. Lựa chọn thiết bị2
Bộ công thơng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc Trờng Đại học công nghiệp hà Nội BI TP LN MễN HỌC THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG STT Họ tên SV Nguyễn Thu Huyền Đỗ Văn Thắng Dương Văn Nam Vũ Minh Chiến Nhóm Lớp Điện Điện Điện Điện MSV 1041040417 1041040473 1041040448 1041040507 Ghi Đề tài : Đối tượng thiết kế chiếu sáng: xưởng khí, với kích thước sau : 62mx22m, cao 5,5 m, hệ số phản xạ trần 0,8; hệ số phản xạ tường 0,7; hệ số phản xạ sàn 0,3, độ rọi theo tiêu chuẩn Nguồn điện pha 380/220 V Yêu cầu Xác định yêu cầu chiếu sáng đối tượng Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng tay Dialux/DialuxEvo Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng Hà nội, ngày tháng năm Giáo viên giảng dạy Trang Mục Lục Chương NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG & CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Tổng quan ánh sáng .2 1.1.1 Ánh sáng 1.2 Nguồn sáng .2 1.3 Các đại lượng đo lường ánh sáng 1.3.1 Quang thông nguồn sáng 1.3.2 Cường độ ánh sáng 1.3.3 Độ rọi .2 1.3.4 Độ chói 1.3.5 Chỉ số hoàn màu CRI .2 1.3.6 Nhiệt độ màu 1.4 Đèn 1.4.1 Khái niệm phân loại 1.5 Bộ đèn 1.5.1 Khái niệm phân loại Chương THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ .2 2.1 Thực yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho xưởng khí 2.2 Chọn độ rọi yêu cầu cấp quan sát Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 3.1 Lựa chọn thiết bị .2 1.1 Trang LỜI GIỚI THIỆU Theo đà phát triển nghiệp cơng nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước,các khu thị,khu cơng nghiệp, cơng trình giao thơng,văn hóa thể thao phát triển nhanh chóng Việc chiếu sáng cho cơng trình trở thành mối quan tâm hàng đầu nhà kỹ thuật giới mỹ thuật Chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo điều kiện tiện nghi làm việc sinh hoạt người,nâng cao giá trị thẩm mỹ cho cơng trình.Ngày cơng nghệ chiếu sáng nhân tạo đại cho phép người việc đảm bảo tiện nghi tiết kiệm lượng bảo vệ mơi trường Theo mục đích chiếu sáng, người ta chia thành nhiều loại chiếu sáng, loại chiếu sáng có phương pháp chiếu sáng tiêu chuẩn áp dụng riêng Xuất phát từ yêu cầu thực tế kiến thức học qua môn “ Kỹ thuật chiếu sáng ” môn Hệ thống điện ( khoa Điện – trường Đại học Công nghiệp Hà Nội ) em nhận đề tài “ Thiết kế chiếu sáng cho xưởng khí” để hồn thiện kiến thức, hiểu thêm cơng việc kỹ sư thiết kế Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Mai Hoàng Quyền người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đề tài thiết kế Bài báo cáo chia thành chương gồm có: tìm hiểu chung ánh sáng, dụng cụ chiếu sáng; Trình bày phương pháp thiết kế chiếu sáng nhà, giới thiệu công cụ hỗ trợ thiết kế ; Thiết kế cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng Do kiến thức hạn chế nên trình thiết kế em tham khảo sử dụng số tài liệu giáo trình “Kỹ thuật chiếu sáng” trường ĐHCN Hà Nội, sách “Kỹ thuật chiếu sáng, khái niệm sở, thiết kế chiếu sáng” tác giả người Pháp Patrick Vandeplanque, số tài liệu khác internet… Trang Chương NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG & CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Tổng quan ánh sáng 1.1.1 Ánh sáng Như ta biết, vật thể nhiệt độ 0oK xạ lượng vào khơng gian xung quanh dạng sóng điện từ với bước sóng khác sóng tuân theo định luật vật lý, cụ thể định luật truyền sóng, định luật phản xạ khúc xạ, ảnh hưởng sóng khác rõ rệt tùy theo lượng truyền, nghĩa tùy theo bước sóng λ Trong phân loại bước sóng có tồn dải ưu tiên hẹp từ 380 nm đến 780 nm mà mắt-não người cảm nhận trực tiếp, ánh sáng nhìn thấy hay đơn giản gọi Ánh sáng Ứng với bước sóng ánh sáng ánh sáng nhìn thấy có màu sắc ánh sáng khác từ màu tím đến màu đỏ Tập hợp màu sắc dải bước sóng ánh sáng gọi phổ ánh sáng 1.2 Nguồn sáng Những vật mà tự phát ánh sáng gọi nguồn sáng Trang Có thể phân loại nguồn sáng sau : - Theo hình thức phát sáng, chia ra: nguồn sáng tự nhiên nguồn sáng nhân tạo + Nguồn sáng tự nhiên bao gồm: Mặt trời, Mặt trang, + Nguồn sáng nhân tạo bao gồm loại đèn điện người tạo ra, chúng biến đổi điện thành ánh sáng - Theo kích thước nguồn sáng khoảng cách chiếu sáng chia ra: nguồn sáng điểm, nguồn sáng đường nguồn sáng mặt + Khi khoảng cách từ nguồn đến mặt làm việc lớn nhiều so với kích thước nguồn sáng Đèn sợi đốt, đèn compact, đèn phóng điện cường độ cao coi lầ nguồn sáng điểm + Một nguồn sáng coi nguồn sáng đường chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Có thể coi đèn huỳnh quang ống, băng sáng, bóng đèn bố trí thành dải sáng nguồn sáng đường + Các đèn bố trí thành mảng ô sáng lấy ánh sáng tự nhiên coi nguồn sáng mặt - Theo phổ ánh sáng phát từ nguồn sáng, chia nguồn sáng thành : nguôn sáng đơn sắc, nguồn sáng phổ liên tục nuồn sáng phổ vạch + Nguồn sáng phát ánh sáng có bước sóng hay màu khiết gọi ánh sáng đơn sắc + Nguồn sáng phát ánh sáng pha trộn liên tục tất màu sắc dải bước sóng từ 380-780 nm gọi nguồn sáng phổ liên tục hay nguồn phát ánh sáng trắng + Nguồn phát ánh sáng có phổ khơng liên tục gọi nguồn sáng phổ vạch Trong nguồn sáng thì: Mặt trời bóng đèn sợi đốt phát ánh sáng có phổ liên tục lại loại đèn phóng điện phát ánh sáng dạng quang phổ vạch 1.3 Các đại lượng đo lường ánh sáng 1.3.1 Quang thông nguồn sáng Là tổng lượng ánh sáng nguồn sáng phát ra, để đánh giá khả phát sáng nguồn sáng mạnh hay yếu không gian xung quanh Trang F =k.W V.d lumen(lm) Trong đó: W - lượng xạ ánh sáng ứng với bước sóng , ốt (W); V - độ nhạy tương đối mắt ánh sáng có bước sóng ; K=683 lm/Ư - hệ số chuyển đổi đơn vị điện (W) sang đơn vị quang (lm); 1.3.2 Cường độ ánh sáng Lượng quang thông nguồn sáng theo hướng khơng gian gọi cường độ ánh sáng Đơn vị : Candela Xét trường hợp nguồn sáng điểm đặt O ta quan sát theo phương Ox Gọi dF quang thông phát góc khối dWlân cận phương Ox Cường độ sáng nguồn theo hướng Ox là: Trong công thức trên, góc khối W góc khơng gian mà qua ta nhìn diện tích mặt cầu từ tâm O cầu Góc khối W định nghĩa góc khơng gian đo tỷ số diện tích S mặt cầu với bình phương bán kính mặt cầu đó: 1.3.3 Độ rọi Độ rọi đại lượng đặc trưng cho mức độ chiếu sáng cao hay thấp bề mặt E=F/S lux F quang thông (lm) nhận bề mặt chiếu sáng S (m2): Bảng độ rọi chiếu sáng tự nhiên chiếu sáng nhân tạo Trang Ngoài trời, buổi trưa trời 100.000 lx Phòng làm việc 400 - 600 lx Nhà 150 - 300 nắng Trời có mây 2000 10.000 Lx Trăng tròn 0.25 Lx Lx Phố chiếu sáng 20 - 50 Lx 1.3.4 Độ chói E= Khi ta nhìn vào nguồn sáng bề mặt sáng ta có cảm giác bị chói mắt Cảm giác đánh giá độ chói L Trong : dI – cường độ ánh sáng theo hướng quan sát; α – góc pháp tuyến n mặt phẳng d(S) hướng nhìn (góc quan sát) d(S).cosα – diện tích phát sáng biểu kiến nhìn mặt phát sáng d(S) 1.3.5 Chỉ số hoàn màu CRI Chỉ số hoàn màu (color rendering index) ký hiệu CRI Hay RA số phản ánh độ trung thực màu sắc vật chiếu sáng giá trị CRI cao chất lượng tốt + CRI = 100: Ánh sáng bán ngày ánh sáng có độ trung thực + CRI = 0: Ánh sáng đơn sắc như: xanh, đỏ, tím, vàng ánh sáng có độ trung thực thấp Trang + CRI 85 Trên thực tế phân biệt số hồn màu cách tương đối mắt thường, cách so sánh vật thể (chẳng hạn tranh nhiều màu) ánh sáng đèn ánh sáng ban ngày, thấy màu sắc không thay đổi ta phân biệt số CRI >80 Hoặc dùng máy ảnh, chụp ảnh sản phẩm ánh sáng mặt trời ánh sáng đèn (khơng bật flash), sau cho lên máy tính dùng phần mềm ảnh (như photoshop) để kiểm màu sắc xem có khác biệt nhiều hay biết Tuy nhiên, để có trị số xác số hồn màu thông số khác nguồn sáng phải tiến hành phép đo thiết bị đo lường chuyên dụng 1.3.6 Nhiệt độ màu Nhiệt độ màu nguồn sáng T theo thang Kelvin (0 k) biểu màu sắc ánh sáng phát so với màu vật đen tuyệt đối nung nóng từ (2000 +10000)0K.Nói chung ,nhiệt độ màu nhiệt độ thực nguồn sáng mà nhiệt độ vật đen tuyệt đối nung nóng đến nhiệt độ ánh sáng xạ có phổ hồn tồn giống với phổ nguồn ánh sáng khảo sát Nhiệt độ màu cho ta cảm giác định tính ánh sáng nguồn sáng phát :”ấm” hay “lạnh”,cụ thể: Trang -Nguồn sáng có T j=0 - Chỉ số không gian K: K=ab/(h(a+b)) => K=3.49 - Để đảm bảo độ đồng độ rọi mặt phẳng làm việc loại đèn C, khoảng cách đèn phải thỏa mãn điều kiện sau: (n/h)max= 1.3 > nmax= 1.3h = 6.045 (m) Số đèn tối thiểu theo cạnh a: Na = 10.26 => 11 Nb =3.64 => Số lượng đèn tối thiểu: Nmin = 11*4 = 44 (bộ đèn) Bước 4: - Tổng quang thông không gian chiếu sáng = 737865 Lx - Tra phụ lục 4.3, ứng với bóng đèn LED mơi trường bụi trung bình bảo dưỡng tốt δ=1.25 Trang 27 - Phụ lục 4.4 với đèn C có j=0, k=3.49206 hệ số phản xạ trần, trường 8:7:3 ta tra hệ số lợi dụng quang thông U=1.16 Bước 5: Chọn công suất đèn, số lượng đèn bố trí lại đèn - Quang thơng bóng đèn là: Fb = 16769 lm - Theo catalơ nhà chế tạo chọn bóng đèn quang thơng gần -> chọn đèn BY471X 1xGRN170S/840 NB GC hãng Philips có quang thơng 17000 - Số lượng đèn cần thiết kế là: N = 44 nên chọn 55 đèn - Với 55 đèn, độ rọi trung bình đạt là: Etb = 536.1=> Eyc = 500 lx - Bố trí 55 đèn LED HB02L 430/150W hình: - Trong đó: n = 5.8m q = 2m m = 4.5m p = 2m Trang 28 -Kiểm tra điều kiện độ đồng độ rọi khu mặt phẳng làm việc sát bên tường nhà xưởng: 5.8 4.8 5.8 4.8 > Như vậy, bố trí 55 đèn với kích thước nêu đảm bảo độ rọi yêu cầu đồng độ rọi mặt phẳng làm việc nhà xưởng Ở em sử dụng số liệu theo tiêu chuẩn TCVN 7114: 2002 để thực việc thiết kế chiếu sáng Tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu chiếu sáng nhà Giới thiệu phần mềm sử dụng để thiết kế chiếu sáng Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học cơng nghệ, có nhiều phần mềm đời nhằm phục vụ người tính tốn thiết kế, giúp cho công việc thiết kế chiếu sáng kỹ sư trở nên dễ dàng DIALux phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập phát triển công ty DIAL GmbH – Đức cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu DIALux tính tốn chiếu sáng dựa theo tiêu chuẩn châu Âu EN 12464, CEN 8995 Một ưu điểm phần mềm đưa nhiều phương án lựa chọn đèn Không đèn DIALux mà nhập vào đèn hãng khác DIALux đưa thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực nhanh chóng q trình tính tốn cho phép ta sửa đổi thơng số Cho phép hỗ trợ file vẽ Autocad với định dạng *.DXF *.DWG Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác vào dự án : 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 củamình Tính tốn chiếu sáng khơng gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, có đồ vật, vật dụng phòng) điều kiện có khơng có ánh sáng tự nhiên Trang 29 Bộ phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm bộ: + DIALux evo: Hiện phiên phần mềm DIALux evo 8.0 Ở phiên hỗ trợ thiết kế chiếu sáng cho tồn cơng trình, tính tốn chiếu sáng có ảnh hưởng ánh sáng ban ngày, tính tốn cho phòng cụ thể, tính tốn chiếu sáng đường phố với cách sử dụng trực quan đơn giản hiệu suất sử dụng cao + DIALux 4.1x: Hiện phiên phần mềm DIALux 4.12.0.1 Ở phiên hỗ trợ thiết kế chiếu sáng chiếu sáng khẩn cấp, chiếu sáng có ảnh hưởng ánh sáng ban ngày, chiếu sáng đường phố chiếu sáng cơng trình thể thao phức hợp Sau số hình ảnh xưởng khí mà nhóm em vẽ Dialux evo 7.1 Trang 30 Nhìn tổng quan xưởng khí từ bên sau dựng 3D từ dialux Dựa vào liệu đề bài, thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng,theo tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu chiếu sáng nhà TCVN 7114: 2002 đối tượng xưởng chế tạo, yêu cầu công việc xác, đội rọi tối thiểu Eyc=500 lx, nên chọn đèn cóT=3200-5000 oK ( theo biểu đồ Kruithof ) Trang 31 Phần mềm Dialux evo có ưu điểm vượt trội so với Dialux thơng thường tự xếp khoảng cách đèn cách tối ưu cho người thiết kế, ta nhập độ rọi u cầu vào phần mềm tính tốn ước lượng để xếp đèn đạt u cầu tương đối độ rọi Tính tốn bề mặt điểm có tính tốn nhiều lựa chọn: - Độ rọi nằm ngang - Độ rọi dọc - Độ rọi vng (Adaptive) - Vng góc độ rọi - Độ chói đồng - Độ chói - Tính tốn trực tiếp Mỗi thơng số tính tốn kết hợp với thông số khác Trang 32 Sau chọn đèn thiết kế không gian làm việc, ta chạy mô phỏng, lúc công cụ bên phải lên bảng kiểm tra tiện nghi chiếu chiếu sáng phòng, đó: Ta chọn Documentation để xem thêm chi tiết vị trí đèn, hệ số phản xạ trần, tường , sàn, độ rọi trung bình, độ rọi điểm nhỏ lớn nhất… Trang 33 Chọn tiếp vào building owner -> luminaire parts lits để xem số liệu như: Tổng số đèn 55bộ Tên đèn Hiệu suất phát quang đèn, quang thông đèn, quang thông thực tế, công suất đèn, hiệu suất chiếu sáng, nhiệt độ màu,chỉ số CRI Tổng cơng suất đèn phòng 7040W Trang 34 Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 3.1 Lựa chọn thiết bị Thiết kế chiếu sáng xưởng khí , chọn đèn BY471X 1xGRN170S/840 NB GC hãng Philips có quang thơng 17000lx Lấy cos= 0,9 Đặt riêng tủ chiếu sáng nằm phòng kĩ thuật, tủ gồm aptomat pha 11 công tắc, công tắc cấp điện cho lộ đèn Sơ đồ cấp điện mặt sơ đồ nguyên lý vẽ cad - Chọn aptomat tổng lấy điện từ tủ phân phối tủ chiếu sáng Itt = (A) - Ta chọn áptomát EA53-G Nhật chế tạo(Phụ lục 5.5 giáo trình cung cấp điện) với thơng số:: Uđm=220 (V) Iđm=15(A) Ingắn=5(kA) - Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng - Chọn cáp đồng lõi vỏ PVC LENS chế tạo Icp = 20 (A) -> PVC (1x1.5) Icp=31A K1.K2.Icp=1x1x31>Itt=11.9(A) K1: hệ số hiệu chỉnh tính đến nhiệt độ mơi trường lắp đặt cáp khác với nhiệt độ quy định nhà chế tạo K2: hệ số hiệu chỉnh tính đến việc lắp đặt nhiều cáp song song hào (do tượng hỗ cảm) K1, K2 tra sổ tay kĩ thuật Đối với chiếu sáng coi gần K1=K2=1 Icp dòng điện cho phép dây dẫn phụ thuộc vào: Vật liệu làm dây dẫn, tiết diện dây dẫn, cách điện dây dẫn Trang 35 Chọn cơng tắc ,vì chia lộ có cơng suất gần tương đương, nên cơng suất chịu tải công tắc Chọn công tắc cho lộ đèn: Itt= 11 công tắc cực, chọn công tắc cực WGS3001 hãng Panasonic chế tạo có thơng số: Iđm=10A Uđm=300V Thiết kế đấu dây hệ thống cung cấp điện: Trang 36 ... đèn chiếu sáng nhà Trang 25 Chương THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ 2.1 Thực yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho xưởng khí Hiện chiếu sáng quan trong sống Chiếu sáng chia thành hai loại: nhà trời Với chiếu. .. hỗ trợ thiết kế chiếu sáng chiếu sáng khẩn cấp, chiếu sáng có ảnh hưởng ánh sáng ban ngày, chiếu sáng đường phố chiếu sáng cơng trình thể thao phức hợp Sau số hình ảnh xưởng khí mà nhóm em vẽ... chiếu sáng chung thường sử dụng ba cách phân loại sau: Theo mục đích sử dụng, chia thành: đèn chiếu sáng nhà, đèn chiếu sáng trời Bộ đèn chiếu sáng nhà gồm: đèn chiếu sáng lớp học, đèn chiếu sáng