II. Tính tốn thiết kế chiếu sáng
2. Tính Tốn Chiếu Sáng
a) Phương án 1: Tính tốn số liệu trực tiếp.
Bước 1: Thu thập thông tin yêu cầu:
Đây là mặt bằng phân xưởng sửa chữa, gia cơng cơ khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có:
Kích thước phân xưởng cơ khí :
Chiều dài: a = 54 m Chiều rộng :b = 18 m Chiều cao : h = 7 m Độ cao mặt phẳng làm việc: hlv= 0,8m Độ phản xạ: Hệ số phản xạ của trần :tr= 50% Hệ số phản xạ của tường : t= 30% Hệ số phản xạ của sàn : s = 10% Mơi trường làm việc có ít bụi.
Tính chất cơng việc cần phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật và nền tương đối cao.
+Ca 1: từ 7h đến 14h +Ca 2: từ 14h đến 22h
Độ tuổi người lao động từ 25- 40 tuổi.
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí này bao gồm : - Thiết kế chiếu sáng cho khu vực làm việc
- Thiết kế chiếu sáng cho phòng KCS
- Thiết kế chiếu sáng cho phòng kho nằm trong phân xưởng. Bước 2: Tính tốn
Chiếu sáng khu vực làm việc:
- diện tích làm việc = Tổng diện tích - ( diện tích phịng kho+ diện tích phịng KCS)
= 972 -[(6*6) + (6*8)] = 888 (m2)
Độ rọi yêu cầu: Eyc = 300 (lux) :(Tham khảo tiêu chuẩn TCVN 7114-1: 2008
về chiếu sáng trong cơng việc cơ khí chế tạo)
Ta chọn Đèn LED BY481P PSD WB LED250S/840 NO của hãng đèn Philips.
Thông số kỹ thuật :
+ Quang thôngFd = 25000 lm
+ Công suất đầu vào ban đầu:Pđ = 160W + Nhiệt độ màu (CCT): 3000K.
+ Điện áp: 220-240V.
+ Màu sắc nguồn sáng: 840 trắng trung tính + Chỉ số hồn màu: 100
+ Hiệu suất đèn: 160 lm/W
Ta ước lượng mặt phẳng làm việc chính là bàn làm việc có độ cao so với mặt sàn là 0.8 mét
Với công suất đènPđ =160W, mặt phẳng làm việc 0.8m, đèn sẽ treo hướng xuống bằng dây treo đèn, cách nóc xưởng 1m, ta chọn độ cao
treo đèn tính tốn làHtt=(7 m -0.8 m- 1 m) = 5.2 m.
Xác định hệ số phản xạ và hệ số sử dụng.
Hệ số phản xạ ở khu vực làm việc (phân xưởng)
Trần Tường Sàn 50% 30% 10% Chỉ số phòng: i = H L ∗ W tt ∗ (L + W) = 54 ∗ 18 5.2 ∗ (54 + 18) = 2.6 Hệ số sử dụng CU:
Ta tra bảng thì chọn được CU=0.91 (tra trong datasheet của đèn dựa vào hệ số phản xạ và chỉ số phòng) Hệ số mất ánh sáng LLF =0.7 ( chỉ số này giao động từ 0.7-0.8) Xác định số lượng đèn. Số lượng đèn = F S ∗ Eyc d ∗ CU ∗ LLF = (54 ∗ 18) ∗ 300 25000 ∗ 0.91 ∗ 0.7 = 19 (cái)
Kết quả trên chưa trừ đi các đèn ở phòng KCS và phòng kho của phân xưởng.
Chiếu sáng phịng KCS:
Nhiệm vụ chính của phịng KCS là kiểm tra chất lượng đầu ra của phân xưởng, đầu vào của hàng hóa trong kho. Để thực hiện được công việc này, nhân viên của phịng KCS cần phải có sự am hiểu về những quy chuẩn sản phẩm của công ty đồng thời luôn phải làm việc trên nguyên tắc cẩn trọng bởi vậy ta cần hệ thống chiếu sáng với những yêu cầu tốt hơn khu vực làm việc
của phân xưởng như chỉ số hoàn màu cao hơn, độ rọi cao hơn và nhiệt độ màu cao hơn so với khu vực làm việc của phân xưởng.
Độ rọi yêu cầu: 750 (lux): (Tham khảo tiêu chuẩn TCVN 7114-1: 2008 về chiếu sáng trong cơng việc cơ khí chế tạo)
Ta chọn đèn BY698P LED265CW G2 NB của hãng đèn Philips.
Thông số kỹ thuật :
+ Quang thôngFd =15500 lm.
+ Công suất đầu vào ban đầu:Pđ = 115 W + Nhiệt độ màu (CCT): 6500K.
+ Điện áp: 220-240V.
+ Màu sắc nguồn sáng: 865 ánh sáng trắng (super bright white) + Chỉ số hoàn màu: 100
+ Hệ số công suất (tối thiểu): 0.95 + Hiệu suất đèn: 134.7 lm/W
Ta ước lượng mặt phẳng làm việc chính là bàn làm việc có độ cao so với mặt sàn là 0.8 mét, đèn sẽ được lắp trên trần của phòng KCS, giả sử phịng KCS có trần cao 6 m so với mặt đất, ta chọn độ cao treo đèn tính tốn là:
Htt=(6 m -0.8 m) = 5.2 m.
Xác định hệ số phản xạ và hệ số sử dụng.
Hệ số phản xạ ở khu vực phòng KCS (phân xưởng)
Trần Tường Sàn
Chỉ số phòng: i = L ∗ W Htt ∗ (L + W) = 6 ∗ 8 5.2 ∗ (6 + 8) = 0.659 Hệ số sử dụng CU:
Ta tra bảng thì chọn được CU=0.51 (tra trong datasheet của đèn dựa vào hệ số phản xạ và chỉ số phòng) Hệ số mất ánh sáng LLF =0.7 ( giao động từ 0.7-0.8) Xác định số lượng đèn. Số lượng đèn = F S ∗ Eyc d ∗ CU ∗ LLF = (6 ∗ 8) ∗ 750 15500 ∗ 0.51 ∗ 0.78 = 6 (cái)
Chiếu sáng khu vực phòng kho
Nhiệm vụ của phòng kho trong xưởng là:
+Quản lý vật tư sản xuất, công cụ, dụng cụ... và các sản phẩm lĩnh kiện của phân xưởng cơ khí
+ Cung cấp các vật tư thiết bị của nhà máy, các công cụ, dụng cụ và các vật tư khác để phục vụ cho sản xuất của phân xưởng
+ Xuất nhập các vật tư cũng như hàng hóa theo các quy định của phân xưởng. Độ rọi yêu cầu: 100 (lux): (Tham khảo tiêu chuẩn TCVN 7114-1: 2008 về chiếu sáng khu vực trong nhà : phòng kho, kho lạnh)
Ta chọn đèn BY698P LED68CW G2 NB của hãng đèn Philips.
Thông số kỹ thuật :
+ Quang thôngFd = 6794 lm
+ Công suất đầu vào ban đầu:Pđ = 52.0 W + Nhiệt độ màu (CCT): 3000 K
+ Điện áp: 220-240V.
+ Màu sắc nguồn sáng: 865 ánh sáng trắng (super bright white) + Chỉ số hoàn màu: 100
+ Hệ số công suất (tối thiểu): 0.95 + Hiệu suất đèn: 130.7 lm/W
Ta ước lượng mặt phẳng làm việc chính là bàn làm việc có độ cao so với mặt sàn là 0.8 mét, đèn sẽ được lắp trên trần của phịng kho, giả sử phịng kho có trần cao 6 m so với mặt đất, ta chọn độ cao treo đèn tính tốn là:
Htt=(6 m -0.8 m) = 5.2 m.
Hệ số phản xạ ở khu vực phòng kho Trần Tường Sàn 50% 30% 10% Chỉ số phòng: i = H L ∗ W tt ∗ (L + W) = 6 ∗ 8 5.2 ∗ (6 + 8) = 0.659 Hệ số sử dụng CU:
Ta tra bảng thì chọn được CU=0.51 (tra trong datasheet của đèn dựa vào hệ số phản xạ và chỉ số phòng)
Hệ số mất ánh sáng LLF =0.7 ( giao động từ 0.7-0.8) Xác định số lượng đèn. Số lượng đèn = F S ∗ Eyc d ∗ CU ∗ LLF = (6 ∗ 8) ∗ 100 6794 ∗ 0.51 ∗ 0.7 = 2 (cái)
Tổng công suất chiếu sáng trong phân xưởng là : Pcspx= 160*19 + 4*192 + 2*52 = 3912 (W)
b)Phương án 2: Tính tốn thiết kế bằng phần mềm thiết kế chiếu sáng chuyên dụngDIALux EVO 10.0
Giới thiệu phần mềm DIALux - thiết kế chiếu sáng chuyên nghiệp:
Dialux Evo 10.0 là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, miễn phí được phát triển bởi tập đồn DIAL – Đức. Có khoảng 1.000.000 kiến trúc sư, kỹ sư thiết kế chiếu sáng tin dùng trên toàn thế giới. Tuy là một phần mềm miễn phí nhưng các tính năng hoạt động rất mạnh mẽ và trơn tru trên hệ điều hành Window.
Ngoài việc hỗ trợ thiết kế chiếu sáng kể cả trong nhà hay ngoại cảnh, bằng ánh sáng nhân tạo hay tự nhiên. Phần mềm cịn cho phép chèn mơ hình IFC trực tiếp, giúp bạn có thể thực hiện tính tốn hệ thống chiếu sáng chi tiết ngay trên mơ hình có sẵn. Dialux Evo 10.0 hỗ trợ cả một danh sách dài các nhà cung cấp linh kiện chiếu sáng hàng đầu trên thế giới như: MPE, Philips, Sign Complex…
Một trong các ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa chọn bộ đèn. Không chỉ các bộ đèn của DIALux EVO mà cịn có thể nhập vào bộ đèn của những hãng khác. DIALux EVO còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực hiện nhanh chóng q trình tính tốn hoặc cho phép ta sửa
đổi thơng số đó. Cho phép hỗ trợ các file bản vẽ Autocad với định dạng *.DXF và *.DWG.
Dialux EVO cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn, ghế, TV, giường, gác lửng, cầu thang…Bên cạnh đó là một thư viện khá nhiều vật liệu để áp vào các vật dụng trong dự án…cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặt bằng theo ý muốn của mình.
Tính tốn chiếu sáng những khơng gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, có đồ vật, vật dụng trong phịng) trong điều kiện có và khơng có ánh sáng tự nhiên. Ở phiên bản 10.0 này hỗ trợ thiết kế chiếu sáng cho tồn bộ cơng trình, tính tốn chiếu sáng có ảnh hưởng của ánh sáng ban ngày, tính tốn cho một căn phịng cụ thể, tính tốn chiếu sáng đường phố với cách sử dụng trực quan đơn giản và hiệu suất sử dụng cao.
Ta vẫn sử dụng những bộ đèn mà ta đã chọn được bằng phương án 1và giữ nguyên các hệ số phản xạ trần, tường, sàn của 3 khu vực chiếu sáng.
Danh sách các khu vực chiếu sáng: + Khu vực làm việc
+ Phòng KCS + Nhà kho
Danh sách các loại đèn chiếu sáng trong phân xưởng:
Đèn LED BY481P PSD WB LED250S/840 NO của hãng đèn Philips. Đèn BY698P LED265CW G2 NB của hãng đèn Philips.
Đèn BY698P LED68CW G2 NB của hãng đèn Philips.
Tổng công suất chiếu sáng cho khu vực làm việc: 4160 W Diện tích khu vực này: 880.29 m2
Phân bố cơng suất: 4.73 W/m2
Độ rọi trung bình qua mơ phỏng tính tốn được: 417 lx
Loại đèn sử dụng cho khu vực làm việc của phân xưởng có các thơng số như sau:
Thơng số đèn sử dụng ở khu vực làm việc : + Quang thôngFd = 25000 lm
+ Công suất đầu vào ban đầu:Pđ = 160W + Nhiệt độ màu (CCT): 3000K.
+ Màu sắc nguồn sáng: 840 trắng trung tính + Chỉ số hồn màu: 100
+ Hệ số công suất (tối thiểu): 0.9 + Hiệu suất đèn: 160 lm/W
Cách bố trí đèn của khu vực làm việc của phân xưởng:
Trong đó ta có tọa độ của các đèn ở khu vực này là:
STT X (m) Y (m ) H (độ cao treo đèn m) 1 2.013 9 6 2 9.108 9 6 3 16.202 9 6 4 23.297 9 6 5 30.391 9 6 6 37.468 9 6 7 2.013 16.5 6
8 9.108 16.5 6 9 16.202 16.5 6 10 23.297 16.5 6 11 30.391 16.5 6 12 37.486 16.5 6 13 44.580 9 6 14 51.675 9 6 15 44.580 16.5 6 16 51.675 16.5 6 17 1.879 1.578 6 18 5.637 1.578 6 19 9.395 1.578 6 20 13.152 1.578 6 21 16.910 1.578 6 22 35.013 1.722 6 23 39.429 1.722 6 24 43.845 1.722 6 25 48.261 1.722 6 26 52.677 1.722 6
Sau khi tiến hành chạy tính tốn trên phần mềm ta có :
Độ rọi trung bình: 417 lx Độ rọi lớn nhất: 702 lx Độ rọi bé nhất: 250 lx
Thỏa độ rọi yêu cầu 300 lux và������� =702417= 1.68 ����
��� = 0.6 (thỏa mức độ đồng đều của độ rọi xung quanh lân cận vùng làm việc không được nhỏ hơn 0,5 theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008 về độ đồng đều độ rọi )
Sự phân bố quang thông của khu vực làm việc:
Với số lượng đèn là 26 đèn và vị trí bố trí đèn như trên ta đã phân bố độ rọi ở khu vực làm việc cụ thể là ở các bàn làm việc của phân xưởng cơ khí đạt yêu cầu khi Eyc >= 300 lux và độ rọi trung bình ta thu được là 417 lx
Ở nhà kho:
Tổng công suất chiếu sáng cho kho của phân xưởng: 208 W Diện tích khu vực này: 42 m2
Phân bố công suất: 5.75 W/m2
Sử dụng 4 đèn Philips BY698p LED68CW G2 NB
Loại đèn được sử dụng để chiếu sáng cho nhà kho có thơng số như sau:
STT X (m) Y (m) H (m)
1 1.011 1 6
2 5.011 1 6
3 1.011 5 6
Trong đó ta có tọa độ của các đèn ở khu vực này là: Sau khi chạy chương trình tính tốn ta thu được kết quả:
Độ rọi trung bình: 190 lx Độ rọi lớn nhất: 217 lx Độ rọi bé nhất: 136 lx
Thỏa độ rọi yêu cầu 100 lux và����
��� = 1.14 < 1,6 ����
��� =136190 = 0.72 (thỏa mức độ đồng đều của độ rọi xung quanh lân cận vùng làm việc không được nhỏ hơn 0,5 theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008 về độ đồng đều độ rọi )
Với số lượng đèn là 4 đèn và vị trí bố trí đèn như trên ta đã phân bố độ rọi ở khu vực làm việc cụ thể là ở các bàn làm việc của phân xưởng cơ khí đạt yêu cầu khi Eyc >= 100 lux và độ rọi trung bình ta thu được là 190 lx
Tổng công suất chiếu sáng cho phịng KCS của phân xưởng: 920 W Diện tích khu vực này: 48 m2
Phân bố công suất: 19 W/m2
Sử dụng 8 đèn Philips BY698P LED155CW G2 WB
Thông số đèn:
Tọa độ phân bố của các đèn: STT X (m) Y (m) H (m) 1 0.998 1 6 2 4.001 1 6 3 0.998 3 6 4 7.003 1 6 5 7.003 3 6 6 0.998 5 6 7 4.001 5 6 8 7.003 5 6
Độ rọi trung bình: 783 lx Độ rọi lớn nhất: 993 lx Độ rọi bé nhất: 428 lx
Thỏa độ rọi yêu cầu 750 lux và������� = 1,268 <1,6 ����
��� =428
783 = 0.55 (thỏa mức độ đồng đều của độ rọi xung quanh lân cận vùng làm việc không được nhỏ hơn 0,5 theo tiêu chuẩn TCVN 7114-2008 về độ đồng đều độ rọi )
So sánh kết quả giữa việc tính tốn thiết kế chiếu sáng bằng các cơng thức và số liệu có sự chênh lệch với tính tốn bằng phần mềm chun dụng.
Cụ thể ở phương án 1, số đèn sử dụng ở các khu vực cần chiếu sáng là: + Khu vực làm việc: 20 đèn + Phòng KCS: 5 đèn + Phòng nhà kho: 2 đèn Ở phương án 2: + Khu vực làm việc: 26 đèn + Phòng KCS: 8 đèn + Phòng nhà kho: 4 đèn
Một số hình ảnh minh họa sau khi đã sử dụng phần mềm Dialux Evo 10.0 tính tốn chiếu sáng:
Tổng công suất chiếu sáng của phân xưởng là: Pcspx= Pcslv+ Pcskho+ PcsKCS
Với:
- Pcslv: Công suất chiếu sáng cho khu vực làm việc - Pcskho: Cơng suất chiếu sáng cho phịng kho - PcsKCS: Cơng suất chiếu sáng cho phịng KCS => Pcspx= 4600+208+920 = 5728 (W)
Qcspx= 0 (cos phi xấp xĩ bằng 1 ) => Scspx= 5.728 (kW)