Thiết kế chiếu sáng cho hội trường

Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam MỤC LỤC Table of Contents MỤC LỤC .1 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 1.1 Ánh sáng mắt 1.1.1 Ánh sáng 1.1.2 Mắt cảm thụ ánh sáng mắt 1.2 Đại lượng đo sáng 1.2.1 Quang thông F .7 1.2.2 Cường độ ánh sáng .8 1.2.3 Độ rọi (Lx) 1.2.4 Độ chói 10 1.3 Các loại nguồn sáng đèn 11 1.3.1 Các loại nguồn sáng .11 1.3.2 Bộ đèn 13 1.4 Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhà (TCVN 7114 : 2000) .16 1.4.1 Sự chói lóa 16 1.4.2 Sự nhấp nháy .16 1.4.3 Độ rọi 17 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM DIALUX 4.1x .18 2.1 Tổng quan phần mềm DIALux 4.1x 18 2.2 Cài đặt phần mềm DIALux 4.13.0.1 .18 2.3 Giới thiệu giao diện DIALux 4.13.0.1 24 2.3.1 Khởi động chương trình .24 2.3.2 Giới thiệu hệ thống 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 29 3.1 Tính tốn thơng thường .29 3.2 Kiểm tra độ đồng độ rọi mặt sàn 31 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘI TRƯỜNG 38 4.1Tính tốn cấp điện cho hội trường 38 4.2 Sơ đồ dây .39 Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế chiếu sáng ứng dụng công nghệ chiếu sáng cho không gian người Giống việc thiết kế kiến trúc, kỹ thuật thiết kế khác, thiết kế chiếu sang dựa vào tổ hợp nguyên tắc khoa học đặc trưng, tiêu chuẩn quy ước thiết lập số tham số thẩm mỹ học, văn hóa cin người xem xét cách hài hòa Trong thập niên gần theo ước tính, tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20 -45% tổng tiêu thụ lượng tòa nhà thương mại khoảng 30-10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hết người sử dụng lượng công nghiệp thương mại nhận thức vấn đề tiết kiệm lượng hệ thống chiếu sáng Lắp đặt trì thiết bị điều khiển quang điện, đơng hồ hẹn hệ thống quản ký 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 chiếu sangs mong đợi Do kỹ sư cần phải thiết kế cách xác hiệu quả, phần mềm giúp kỹ sư thiết kế giảm bớt thời thời gian tính tốn xác sử dụng phần mềm DIALUX Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG Chiếu sáng kỹ thuật đa ngành, trước hết mối quan tâm cảu kỹ sư điện, nhà nghiên cứu quang phổ, cán kỹ thuật cơng ti cơng trình cơng cộng nhà quản lý đô thị Chiếu sáng mối quan tâm cảu nhà kiến trúc, xây dựng giới mỹ thuật Nghiên cứu chiếu sáng công việc bác sĩ nhãn khoa, giáo dục Thời gian gần với đời hoàn thiện nguồn sáng hiệu suất cao, phương pháp tính tốn cơng cụ phần mềm chiếu sáng mới, kỹ thuật chiếu sáng chuyển từ giai đoạn chiếu sáng tiện nghi sang chiếu sáng hiệu tiết kiệm lượng gọi chiếu sáng tiện ích Theo số liệu thống kê.năm 2005 điện sử dụng chiếu sáng toàn giới 2650 tỷ kWh chiếm 19% sản lượng điện Chiếu sáng tiện ích giải pháp tổng thể nhằm tối ưu hóa tồn kỹ thuật chiếu sáng từ việc sử dụng nguồn sáng có hiệu suất cao, thay bóng đèn sợi đốt có hiệu chiếu sáng thấp bóng đèn compact, sử dụng rộng rãi loại đèn huỳnh quang hệ mới, sử dụng tối đa hiệu ánh sáng tự nhiên, điều chỉnh ánh sáng theo yêu cầu mục đích sử dụng nhằm giảm điện tiêu thụ mà đảm bảo tiện nghi chiếu sáng Kết chiếu sáng phải đạt mức độ chiếu sáng tốt nhất, tiết kiệm lượng, giá thành, hạn chế loại khí nhà kính góp phần bảo vệ mơi trường Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam 1.1 Ánh sáng mắt 1.1.1 Ánh sáng Ánh sáng nhìn thấy xạ sóng điện từ có bước sóng nằm dải quang học ( =380 780 nm) mà mắt người cảm nhận Hình 1.1.1a: Các màu bước sóng Ứng với bước sóng ánh sáng ánh sáng nhìn thấy ( =380 780 nm ) có màu sắc ánh sáng khác từ tím đến đỏ Tập hợi màu sắc dải bước sóng ánh sáng gọi phổ ánh sáng Ánh sáng trắng ánh sáng trộn liên tục tất màu sắc có bước sóng từ 380 đến 780nm Hình 1.1.1b: Dải quang phổ ánh sáng Các xạ chia làm vùng: - Bức xạ tử ngoại: Nhỏ 380 nm - Bức xạ nhìn thấy: Từ 380 nm 780 nm Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam - Bức xạ hồng ngoại: lớn 780 nm 1.1.2 Mắt cảm thụ ánh sáng mắt - Cấu tạo mắt: Hình 1.1.2a: Cấu tạo mắt người Mắt có dạng hình cầu đường kính 2,4 cm, nặng khoảng gam.giác mạc thủy tinh thể tạo nên hệ thống quang học cho phép hình ảnh hiên lên võng mạc Võng mạc bao gồm nhiều tế bào thần kinh thị giác loại tế bào cảm nhân ồm khoản triệu tế bào nằm chủ yếu vùng võng mạc kích thích mức chiếu sáng cao, gọi thị giác ngày đảm bảo nhận biết màu sắc ánh sáng + Tế bào hình que : gồm khoảng 130 triệu tế bào bao phủ vùng lại võng mạc, nhiên có số tế bào hình nón Chúng kích thích mức chiếu sáng thấp, gọi thị giác đêm nhận biết màu đen trắng Khơng có ranh giới rõ rệt hai loại tế bào Chúng hoạt động nhiều hay phụ thuộc vào mức chiếu sáng miền trung gian thị giác ngày đêm Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Hình 1.1.2b: Thần kinh giác mạc - Độ nhạy tương đối mắt người: Độ nhạy mắt ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng Các tế bào hình nón cảm nhận tia sáng có bước sóng khoảng (380 780 nm ), bước sóng 380nm bắt đầu cảm nhận được, đến bước sóng 780nm bắt đầu nhạy cảm Hình 1.1.2c: Độ nhạy tương đối mắt người với ánh sáng Khi chuyển từ thị giác đêm sang thị giác ngày ngược lại cảm giác sáng không xảy tức thời mà phải có thời gian gọi thời gian thích ứng Căn độ nhạy mắt để sử dụng bóng đèn phát ánh sáng có bước sóng nhạy cảm với mắt giúp người quan sát cảm nhận tốt vật Vào ban đêm lúc hoàng hơn, mắt nhìn rõ ánh sáng màu lục có bước sóng = 510 nm Trên hình đường cong độ nhay tương thị giác ban ngày ban đêm Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Hình 1.1.2d: Thị giác ban ngày thị giác ban đêm 1.2 Đại lượng đo sáng 1.2.1 Quang thông F Quang thông đại lượng đặc trưng cho khả phát sáng nguồn sáng, có xét đến cảm thụ ánh sáng mắt người hay gọi đại lượng đo công suất phát sáng ánh sáng F = k (lm) Đơn vị: Lumen (Lm) Trong đó: - k = 683 (lm/W) -hệ số chuyển đổi đơn vị điện (W) sang đơn vị quang (lm) - -năng lượng xạ ánh sáng ứng với bước sóng (W) - -độ nhạy tương đối mắt với bước sóng - = 380 - nm , =780 nm Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Hình 1.2.1: Quang thơng số loại đèn 1.2.2 Cường độ ánh sáng Cường độ ánh sáng lượng quang thông nguồn sáng theo hướng khơng gian Cường độ ánh sáng điểm A: Góc khối định nghĩa góc khơng gian đo tỉ số diện tích S mặt cầu với bình phương bán kính mặt cầu Giá trị cực đại từ tâm chắn khơng gian, tức tồn mặt cầu: (Sr) Như nguồn sáng phát quang thơng F khơng gian cường độ ánh sáng theo phương là: Trang Thiết kế chiếu sáng Nguồn sáng Ngọn nến Đèn sợi đốt 40W/220V Đèn Metal Halide GVHD: Ninh Văn Nam Cường độ ánh sáng (cd) 0,8 35 14800 Bảng 1.2.2: Cường độ sáng số nguồn sáng 1.2.3 Độ rọi (Lx) Độ rọi đại lượng đặc trưng cho mức độ chiếu sáng cao hay thấp bề mặt (1lx = 1lm / ) - Độ rọi trung bình E: đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông bề bền mặt chiếu sáng Bề mặt chiếu sáng Độ rọi (lx) Mặt đất trời trưa nắng 100000 Mặt đất trời trưa đầy mây 10000 Mặt đất ngồi trời đêm trăng tròn 0,25 Mặt bàn phòng làm việc 300 500 Mặt bàn lớp học 300 400 Mặt đường 15 20 Bảng 1.2.3: Độ rọi trung bình số bề mặt Trang Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam - Độ rọi điểm: độ rọi điểm bề mặt chiếu sáng Hình 8: Độ rọi điểm Trong đó: I Là cường độ chiếu sáng h khoảng cách từ điểm chiếu sáng đến bề mặt chiếu sáng 1.2.4 Độ chói Ký hiệu: L (cd/ Độ chói đại lượng biểu thị mức độ phát sáng nguồn sáng hướng định Hình 1.2.4: Độ chói nhìn bề mặt phát sáng Trang 10 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Hình 2.3.1: hình làm việc DIALux Như hình 2.3.1 xuất mục cửa sổ nhỏ hơn:  New Interior Project: Tạo dự án thiết kế chiếu sáng nhà  New Exterior Project: Tạo dự án thiết kế chiếu sáng trời  New street Project: Tạo dự án thiết kế chiếu sáng đường giao thông  DIALux Wizards: Thiết kế nhanh cho chiếu sáng  Open last Project: Mở dự sán save lần cuối  Open Project: Mở dự án 2.3.2 Giới thiệu hệ thống Sau khởi đơng chương trình xuất giao diện ấn vào DIALux Wizards để thiết kế nhanh cho chiếu sáng: Chúng ta ghép file cad mà bạn thiết kế nhà nơi bạn muốn để thiết kế chiếu sáng nhập số liệu phòng vào hệ thống Để nhập thơng số phòng tạo room để chiếu tháng bạn tham khảo link sau: https://www.youtube.com/watch?v=iQKCpU8TI1Y Trang 26 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Sau cách bạn nhập chọn thông số bóng đèn: Một vài cài đặt cần thiết để thiết kế chiếu sáng hình 2.3.2.1:  Khung thứ điền thơng tin, kích thước phòng  Khung thứ hai chọn catalog đèn cách chọn catalog chọn hãng  Khung thứ ba chọn độ cao đèn Note: tồn tiếng anh nên vào google translate để dịch Hình 2.3.2.1 Trang 27 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Cách chọn catalog sau: Hình 2.3.2.2 Trong khung màu đỏ catalog mà cài vào máy tính, có catalog philip: Trang 28 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Sau chọn đèn ưng ý bạn nhập thơng số mà tính tốn vào hình 2.3.2.3 hình 2.3.2.4: Hình 2.3.2.3 Hình 2.3.2.4 Trang 29 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 3.1 Tính tốn thơng thường Bước 1: Chọn độ rọi yêu cầu cấp quan sát: Theo TCVN 7114: 2002 hội trường độ rọi yêu cầu Eyc = 500 lx cấp chất lượng quan sát loạt B Bước 2: Chọn đèn  Ứng với độ rọi yêu cầu 500 lx, tra biểu đồ Kruithof nên chọn bóng đèn có nhiệt độ màu T = 30005000  Với hội trường ta nên dùng loại đèn có chất lượng hồn màu CRI 65 Vì thế, chọn loại đèn huỳnh quang ống thích hợp Chọn đèn TBH375 4xTL5-49W HFP- 1,54x0,31x0,09(m) có cơng suất P= 216 W có quang thơng Fbđ = 12775 lm có hệ số sử dụng Bước 3: Bố trí sơ đèn khơng gian chiếu sáng  Bộ đèn gắn trực tiếp trần, đó: Khoảng cách từ đèn đến trần h’ = 0; Độ treo cao đèn so với mặt phẳng làm việc:  Chỉ số treo đèn j=0;  Chỉ số không gian k:  Để đảm bảo độ đồng độ rọi mặt phẳng làm việc, loại đèn B, khoảng cách đèn phải thoả mãn điều kiện sau: ( cấp quan sát B)  Số đèn tối thiểu bố trí theo cạnh a là: Chọn đèn  Số đèn tối thiểu theo cạnh b là: Trang 30 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Chọn đèn  Số đèn tối thiểu cần dùng: Bước 5: Xác định tổng quang thông đèn:  Ta có diện tích phòng S = axb = 24x12 = 288 (m)  Hệ số dự trữ δ = 1,25( bụi mơi trường ít, bảo dưỡng tốt)  Hệ số lợi dụng quang thông U : Từ số treo đèn j=0, số không gian k = 1,46, ta tra U = 1,06  Vậy tổng quang thông đèn để đảm bảo rọi E yc mặt phẳng làm việc: Bước 6: Xác định số lượng đèn thực tế N bố trí lại đèn phù hợp:  Số lượng đèn thực tế:  Để đảm bảo tính thẩm mĩ N Nmin =18 ta chọn N = 21  Ta chọn khoảng cách đèn theo cạnh a là: n = 3,6 (m)  Ta chọn khoảng cách đèn theo cạnh b là: m = (m)  q: khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường theo chiều dài  p: khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường theo chiều rộng  Khoảng cách từ đèn tới tường là: Suy q = 1,2 p =  Độ rọi trung bình là:  Vậy bố trí 21 đèn hình 3.1.1: Trang 31 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Hình 3.1.1 3.2 Kiểm tra độ đồng độ rọi mặt sàn Kết bố trí đèn xác đinh thiết kế sơ bộ: a = 24 (m), b = 12 (m), h = 5,15 (m) n = 3,6 (m), m = (m), l=1,54( m) q = 1,2 (m), p = (m) j = 0, k = 1,46 , δ = 1,25 Trang 32 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam ( với khoảng cách hai đầu bóng đèn theo b) Bằng trực quan, nhận thấy mặt sàn , điểm làm việc A(giữa đèn 2) có độ rọi nhỏ nhất; điểm B (là trung tâm đèn thứ 11) có độ rọi lớn nhất: Xác định độ rọi A B: Độ rọi điểm mặt phẳng sàn tổng cộng dộ rọi đèn riêng rẽ tạo nên -Độ rọi điểm A: + Độ rọi trực tiếp 21 đèn tạo nên điểm A, theo công thức: -Xác định tổng độ rọi tương đối +Độ rọi điểm A đèn (hoặc 2) tạo nên : Ta có h=6; p=n/2=3,6/2=1,8; l=1,54 nên: Trang 33 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam +Độ rọi điểm A đèn tạo nên : +Độ rọi điểm A đèn tạo nên : +Độ rọi điểm A đèn tạo nên : Độ rọi điểm A đèn khác gây nên tính tương, tự ta kết bảng sau: Độ rọi tương đối điểm A 21 đèn tạo nên, lux 70 70 15 0,5 0,3 30 30 0,2 10 10 0 Trang 34 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Tổng độ rọi tương đối 21 đèn tạo nên điểm A: Xác định tổng quang thông đèn đơn vị chiều dài: Thay số, ta được: -Độ rọi điểm B: Độ rọi tương đối 21 đèn tạo nên điểm B, tính tốn tương tự điểm A; kết tổng hợp bảng sau: Độ rọi tương đối điểm B 21 đèn tạo nên, lux 10 30 10 10 15 50 120 50 15 10 10 30 10 Tổng độ rọi tương đối 21 đèn tạo nên điểm B: Do vậy, độ rọi điểm B mặt sàn 21 đèn tạo nên : Trang 35 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Kiểm tra độ đồng độ rọi : Tỷ số : Tỷ số : Độ đồng độ rọi đạt yêu cầu Hình ảnh mô phần mềm: Trang 36 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Trang 37 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam Trang 38 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ THI ĐẤU 4.1:Tính tốn cấp điện cho hội trường Hội trường dùng đèn huỳnh quang có: Hệ số cơng suất Cosφ = 0,8 Ptt = =216 *21= 4536 (W) Stt = Ptt/ Cosφ = 4,536/0,8 =5,67 ( kVA)  Chọn máy biến áp hãng ABB Việt Nam sản xuất có Sđm=31.5 KvA, 35/0,4 KV Itt== = 8,61 (A) Icp≥ Itt = 8,61(A) =>Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến hội trường chính:Chọn cáp hạ áp lõi đồng cách điện PVC CADIVI chế tạo tiết diện mm2, Icp=15 (A) In= = = 12,13 (A) =>Chọn Aptomat cho tủ chiếu sáng hội trường chính: Theo “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện”của Ngô Hồng Quang: chọn Aptomat mã 5SX6 cực SIEMEN chế tạo có Iđm = 30 (A) -Công suất đèn là: Pđ=216 (W) Ptt = Pđ.ksd.kđt = 216.1.0,8 = 172,8 (W) Stt = Ptt/ Cosφ = 172,8/0,8 = 216 VA Itt== = 0,98 (A) Icp≥ Itt = 0,98 (A) =>Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng hội trường đến nhóm bóng dây đồng lõi có tiết diện mm2 CADIVI chế tạo, Icp=14( A) Trang 39 Thiết kế chiếu sáng GVHD: Ninh Văn Nam 4.2 Sơ đồ dây Trang 40