Thiết kế chiếu sáng phòng học (Dialux 4.13)

Đối tượng thiết kế chiếu sáng là một phòng học, với các kích thước như sau: • Chiều dài x chiều rộng : a x b = 16m x 10m • Chiều cao : h = 3,2m • Hệ số phản xạ trần : ρ1 = 0,8 • Hệ số phản xạ tường : ρ2 = 0,7 • Hệ số phản xạ sàn : ρ3= 0,3 • Bảng đặt theo chiều rộng • Mặt công tác : 0,85m • Nguồn điện 3 pha. Các số liệu khác: • 3 cửa sổ kích thước : 2,4m x 2m • 2 cửa chính : 1,6m x 2m • bàn có kích thước : 1,2m x 0,4 x 0,85m • ghế có kích thước : 1,2m x 0,2 m x 0,55m Yêu cầu 1. Xác định yêu cầu chiếu sáng của đối tượng 2. Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng trên DialuxDialuxEvo 3. Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

BÀI TẬP LỚN Môn : Kỹ Thuật Chiếu Sáng

GVHD : Nguyễn Mạnh Quân

Mục lục

Đề tài 2 2

Phần 1 Cơ sở lý thuyết 3

1.1 Các khái niệm cơ bản 3

1.2 Các đại lượng đo ánh sáng 3

1.2.a) Quang thông 3

1.2.b) Cường độ ánh sáng 3

1.2.c) Độ rọi 3

1.2.d) Độ chói 4

1.3 Đèn điện 4

Phần 2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng 4

2.1 Thu thập số liệu: 4

2.1.a) Thông số kích thước phòng: 4

2.1.b) Thông số phản xạ: 4

2.1.c) Các thông số khác: 4

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ 5

2.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng bằng phần mềm Dialux 10

2.3.a) Giới thiệu phần mềm: 10

2.3.b) Chi tiết thiết kế trên phần mềm: 11

Lời cảm ơn 19

Đề tài 2

- Đối tượng thiết kế chiếu sáng là một phòng học, với các kích thước như sau:

 Chiều dài x chiều rộng : a x b = 16m x 10m

 Hệ số phản xạ trần : ρ1 = 0,8

 Hệ số phản xạ tường : ρ2 = 0,7

 Hệ số phản xạ sàn : ρ3= 0,3

 Bảng đặt theo chiều rộng

 Nguồn điện 3 pha

- Các số liệu khác:

 3 cửa sổ kích thước : 2,4m x 2m

 bàn có kích thước : 1,2m x 0,4 x 0,85m

 ghế có kích thước : 1,2m x 0,2 m x 0,55m

Yêu cầu

1 Xác định yêu cầu chiếu sáng của đối tượng

2 Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng trên Dialux/DialuxEvo

3 Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

Phần 1 Cơ sở lý thuyết

1.1 Các khái niệm cơ bản

- Ánh sáng : ánh sáng là một loại sóng điện từ mà con người có thể cảm nhận được trực tiếp, ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng 380nm đến 780nm

- Nguồn sáng : là những vật tự phát ra ánh sáng

1.2 Các đại lượng đo ánh sáng

1.2.a) Quang thông

- Để đánh giá khả năng phát sáng mạnh hay yếu trong không gian xung quanh người ta sử dụng khái niệm quang thông

- Biểu thức:

F =∫

λ1

λ2

W λ .V λ dλ (lm)

1.2.b) Cường độ ánh sáng

- Lượng quang thông của một nguồn sáng theo một hướng nào đó trong không gian gọi là cường độ ánh sáng

- Biểu thức:

Iox= F S (cd) 1.2.c) Độ rọi

- Là đại lượng đặc trưng cho mức độ chiếu sáng cao hay thấp của bề mặt

- Độ rọi trung bình Etb: là đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông trên một bề mặt được chiếu sáng

- Biểu thức:

E = F S (lx)

F: quang thông nhận được trên một bề mặt chiếu sáng có tiết diện S (m 2 )

- Độ rọi điểm: là độ rọi tại một điểm trên bề mặt được chiếu sáng

- Biểu thức:

E = Icosα r2 =I cos3α

h2 (lx) 1.2.d) Độ chói

- Khi ta nhìn vào nguồn sáng hay bề mặt sáng ta có cảm giác bị chói mắt, cảm giác này được đánh giá bằng độ chói L

- Độ chói ảnh hưởng đến khả năng nhìn của mắt, nếu độ chói quá nhỏ thì mắt sẽ không nhìn thấy mặt phát sáng, nhưng độ chói quá lớn sẽ làm cho mặt người chói lóa, khó chịu

1.3 Đèn điện

- Khái niệm: đèn điện là nguồn sáng nhân tạo biến đổi điện năng thành quang năng

- Phân loại theo nguyên lý hoạt động thì đèn có thể chia làm 3 nhóm chính

 Đèn sợi đốt,

 Đèn phóng điện trong chất khí

 Đèn LED

Phần 2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng

2.1 Thu thập số liệu:

2.1.a) Thông số kích thước phòng:

- a x b x h = 16m x 10m x 3.2m

2.1.b) Thông số phản xạ:

- Hệ số phản xạ tường : ρ2 = 0.7

2.1.c) Các thông số khác:

- 3 cửa sổ kích thước : a x b = 2.4m x 2m

- 2 cửa chính kích thước : a x b = 2m x 1.6m

- 12 hàng bàn có kích thước: a x b x h = 1.2m x 0.4m x 0.85m

- 12 hàng ghế có kích thước: a x b x h = 1.2m x 0.2m x 0.55m

2.2 Thiết kế chiếu sáng sơ bộ

- Bước 1 Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát

 Theo TCVN 7114:2002, độ rọi yêu cầu E yc = 500lx đối với phòng học và

cấp quan sát loại B

- Bước 2 Chọn bóng đèn

 Theo TCVN 7114:2002 yêu cầu mức quan sát loại B và thể hiện màu tốt

có chỉ số CRI > 80%

 Biểu đồ Kruithof

 Dựa vào biểu đồ Kruithof, với độ rọi yêu cầu Eyc = 500lx nên chọn đèn

có T= 3000÷5000 oK

=>Từ các dữ liệu trên nhóm em lựa chọn loại đèn Philips 4Mx900 G3 491 LED40s/830 PSD WB

 Thông số bóng đèn:

- Tuổi thọ trung

- Bước 3 Chọn bộ đèn

 Nhóm em lựa chọn bộ đèn loại B có hiệu suất chiếu sáng trực tiếp

ƞ = 0.98

- Bước 4 Bố trí sơ bộ bộ đèn trong không gian chiếu sáng

h

0.85

h '

H

H là khoảng cách từ sàn tới trần h’ là khoảng cách từ bộ đèn đến trần

h là khoảng cách từ mặt phẳng làm việc đến đèn

 Chọn khoảng cách từ bộ đèn đến trần: h’ = 0 m

=> h = H – h’ – 0,85 = 3,2 – 0 – 0,85 = 2,35m

 Chỉ số treo đèn và chỉ số không gian:

j = h+h' h ' = 03,2+0 = 0

k= h(a+b) a.b = 2.35(10+16)10.16 ≈ 2,61

 Để đảm bảo độ đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc đối với loại đèn

B, khoảng cách giữa các bộ đèn thỏa mãn điều kiện sau:

(n h)max ≈ 1,1

= > nmax = 1,1h = 1,1 x 2,35m = 2,585m

 Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a:

Na = n a

max = 2,58516 ≈ 6,1 bộ

= > Chọn 6 bộ

 Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh b:

Nb = n b

max = 2,58510 ≈ 3,8 bộ

= > Chọn 4 bộ

 Số lượng đèn tối thiểu của phòng học

Nmin = Na x Nb = 6 x 4=24 bộ

- Với 24 bộ: theo cạnh a có n = 2.67, theo cạnh b có m = 2.5

{2,67

3 ≤ q≤ 2,672 2,5

3 ≤ p≤ 2,52

= >{q=1,33 m p=1,25 m

 Bố trí đèn như hình:

+ Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều rộng : p = 1,25m + Khoảng cách từ tâm đèn đến tường theo chiều dài : q = 1,33m + Khoảng cách của 2 đèn theo chiều dài : n = 2,67m + Khoảng cách của 2 đèn theo chiều rộng : m = 2,5m

p

q

m

n

b

- Bước 5 Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng

 Tra phụ lục 4.3 trong giáo trình (trang 216) ứng với đèn LED trong môi trường bụi trung bình, bảo dưỡng tốt có δ = 1.25

 Tra phụ lục 4.4 trong giáo trình bộ đèn B có j = 0, k = 2,6, U =1,17

 Tổng quang thông trong không gian chiếu sáng là:

F∑ = Eyc x S x δ ƞ x U = 500x 16 x10 x1,25 0,98 x1,17 ≈ 87214,37lm

- Bước 6 Xác định số lượng bộ đèn thực tế và bố trí lại bộ đèn phù hợp

 Số lượng bộ đèn cần thiết là:

N = F ∑

F bđ = 87214,374000 ≈ 22 bộ

 Để đảm bảo N > Nmin và tính thẩm mỹ, chọn N = 24 bộ

 Với 24 bộ đèn, có độ rọi trung bình đạt được là:

Etb = N x F bđ x ƞ xU

Sxδ = 24 x 4000 x 0.98 x1,17 16 x10 x 1,25 ≈ 550lx > Eyc = 500lx

= > Từ tính toán sơ bộ có thể thấy kết quả tính toán sơ bộ phù hợp với yêu cầu chiếu sáng với phòng học theo TCVN 7114:2002 Sau đây là phần thiết kế chiếu sáng trên phần mềm

2.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng bằng phần mềm Dialux

2.3.a) Giới thiệu phần mềm:

- Dialux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, được tạo lập bởi công ty DIAL GlbH – Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu

- Phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux gồm 2 phần:

 Phần Dialux Light Wizard : Đây là một phần riêng biệt của Dialux từng bước giúp cho người thiết kế dễ dàng và nhanh chóng thiết lập một dự

án chiếu sáng nội thất Kết quả chiếu sáng nhanh chóng được trình bày

và kết quả được chuyển thành tập tin PDF hoặc chuyển qua dự án chiếu sáng Dialux để Dialux có thể thiết lập thêm các chi tiết cụ thể chính xác với đầy đủ các chức năng trình bày

 Phần Dialux : Đây là phần chính và là toàn bộ phần mềm thiết kế chiếu sáng DIAlux Từ phần DIAlux 4.2 bạn có thể chọn để vào nhiều phần khác nhau:

- Chức năng phần các phần trong DIAlux :

 Phần trợ giúp thiết kế nhanh(wizards) cho chiếu sáng nội thất, chiếu sáng ngoại thất và chiếu sáng giao thông

 Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng nội thất

 Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng ngoại thất

 Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng giao thông

 Phần mở một dự án đã có hoặc một dự án mới mở gần đây

 DIAlux toán chiếu sáng chủ yếu dựa trên các tiêu chuẩn của châu âu như: EN12464, CEN8995

 DIAlux cho phép chèn và xuất các tập tin DWG hoặc DXF

 DIAlux có thể chèn nhiều vật dụng, vật thể các mẫu bề mặt cho thiết kế sinh động và giống thực tế hơn

 Với chức năng mô phỏng và xuất thành ảnh, phim DIAlux có hình thức trình bày khá ần tượng

 DIAlux là phần mềm độc lập, tính toán được với thiết bị của nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng khác nhau với điều kiện các thiết bị đã được đo đạc

sự phân bố ánh sáng và có tập tin phân bố ánh sáng để đưa vào DIAlux

 DIAlux cung cấp công cụ online cho việc cập nhật, liên lạc với DIAGmbH

và kết nối với các nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng

 Bạn có thể tải miễn phí phần mềm DIAlux từ trang web: www.Dialux.com 2.3.b) Chi tiết thiết kế trên phần mềm:

- Lựa chọn kích thước phòng:

- Lựa chọn hệ số phản xạ:

- Lựa chọn mặt phẳng làm việc:

- Chọn bóng đèn:

- Chọn cách bố trí bóng đèn:

- Kết quả sau khi thiết kế chiếu sáng:

 Tổng quan thiết kế:

 Dữ liệu về đèn:

 Tóm tắt kết quả:

 Kết quả tính toán:

Nhận Xét:

Chia mặt phẳng làm việc thành 10000 điểm với hàng ngang 100 điểm và hàng dọc 100 điểm ta thu được:

- Độ rọi trung bình (Eav) = 535 lx

- Độ rọi điểm lớn nhất (Emax) = 641 lx

- Độ rọi điểm nhỏ nhất (Emin) = 316 lx

- Giá trị tính toán thiết kế và kết quả hiển thị trên phần mềm có sai số nhưng chênh lệch không quá lớn

 Tính toán lý thuyết Etb = 550 lux

 Tính toán phần mềm Dialux Etb = 535 lux

 Nguyên nhân sai số: Khi làm trên phần mềm có thêm các đồ vật (bàn, ghế, bảng, cửa ra vào, cửa sổ) còn trên lý thuyết không có tác động bởi các yếu tố bên ngoài

- Tỷ số uo = E min E tb =316

535 ≈ 0,591 (1:2)

- Tỷ số E max E min= 316641 ≈ 0,494 (1:2)

- Độ rọi sau thiết kế phân bố khá đồng đều, giá trị độ rọi tại các vị trí trong phòng đều phù hợp cho chiếu sáng của một lớp học (TCVN 7114:2002)

- Loại đèn lựa chọn là đèn Led không ảnh hưởng kết quả nhưng giá thành cao

bù lại sẽ tiết kiệm năng lượng và có tuổi thọ trung bình lớn

 Cách chọn đèn và bố trí như trên là tương đối phù hợp với đề tài

Nhận xét của giáo viên:

Lời cảm ơn

Trên đây là bài báo cáo của nhóm em sau một thời gian làm việc cùng nhau Để hoàn thành bài báo cáo này ngoài sự nỗ lực của mỗi thành viên thì sự hỗ trợ của thầy trong quá trình thực hiện báo cáo là một phần rất quan trọng Do vậy nhóm em xin trân thành cảm ơn thầy vì sự giúp đỡ trong thời gian qua Ngoài ra, do thiếu kinh nghiệm

nên bài làm của nhóm vẫn còn nhiều thiếu sót nên nhóm sẽ rút kinh nghiệm khi thực hiện báo cáo trong những lần sau