Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập lớn thiết kế chiếu sáng tầng 8-A10 ĐHCN Hà Nội
LỜI NÓI ĐẦU 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 công trình Thiết kế chiếu sáng ứng dụng công nghệ chiếu sáng cho không gian người Giống việc thiết kế kiến trúc, kĩ thuật thiết kế khác , thiết kế chiếu sáng dựa vào tổ hợp nguyên tắc khoa học đặc trưng, tiêu chuẩn quy ước thiết lập số tham số thẩm mĩ học, văn hóa người xem xét cách hài hòa Trong vài thập kỉ trở lại đây, sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vi đa dạng nhiều Theo ước tính tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20-45% tổng tiêu thụ lượng tòa nhà thương mại khoảng 3-10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hết người sử dụng 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 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 Do đó, để đáp ứng nhu cầu thiết kế chiếu sáng, kĩ sư cần nắm vững kiến thức biết sử dụng phần mềm hỗ trợ để hoàn thành công việc hiệu Trên sở đó nhóm chúng em xin phép trình bày tập với đề tài: “Thiết kế chiếu sáng cho tầng 8-Nhà A10 ĐH Công nghiệp Hà Nội” với hỗ trợ phần mềm Dialux Evo Do chưa có nhiều kinh nghiệm nên tập lớn nhiều thiếu sót, nhóm chúng em mong nhận nhận xét bảo thầy cô để hoàn thiện tập, đồng thời có kiến thức kinh nghiệm cho công việc sau Sinh viên thực CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CHUNG I.I Ánh sáng mắt người Ánh sáng a Khái niệm ánh sáng Ánh sáng xạ (sóng) điện từ nằm dải quang học mà mắt người cảm nhận Và sóng điện từ nằm dải λ= 380 nm đến 780 nm gọi ánh sáng nhìn thấy hay đơn giản ánh sáng Bảng: Phân loại sóng ánh sáng theo bước sóng Bước sóng λ Tên gọi (1000-3000) m Sóng dài (LW) (100-1000) m Sóng trung (MW) (10-100) m Sóng ngắn (SW) (0.5-10) m Sóng TV ( FM) Sóng radio (1-500) mm Rada (0.78-1000) μm Tia hồng ngoại (IR) (380-780) nm Ánh sáng nhìn thấy (10-380) nm Tia cực tím (UV) hay tia tử ngoại (0.01-100) Α˚ Tia X (Tia Rowghen) Dưới 0.01 Α˚ Tia γ Ứng với bước sóng ánh sáng ánh sáng nhìn thấy (λ= 380-780 nm) có màu sắc ánh sáng khác từ tím đến đỏ Tập hợp màu sắc dải bước sóng ánh sáng gọi phổ ánh sáng Hình 1: Giới hạn phổ ánh sáng ánh sáng nhìn thấy b Các đại lượng đo ánh sáng - Quang thông: Là đại lượng đặc trưng cho khả phát sáng nguồn sáng mạnh hay yếu không gian xung quanh F=K lumen(lm) Trong đó: – lượng xạ ánh sáng ứng với bước sóng λ, (W) – độ nhạy tương đối mắt ánh sáng có bước sóng λ K= 683 lm/W – hệ số chuyển đổi đơn vị điện (W) sang đơn vị quang (lm) =380 nm = 780 nm - Cường độ ánh áng: Là đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông số nguồn sáng theo hướng định Hình 2: Cường độ ánh sáng theo hướng Ox I= , candela (cd) Trong đó: F quang thông ( lm) Ω góc khối Giá trị cực đại 4π Góc khối góc không gian mà qua ta nhìn diện tích S mặt cầu từ tâm O cầu Hình 3: Biễu diễn khái niệm góc khối Góc khối Ω định nghĩa góc không gian đo tỉ số diện tích S mặt cầu với bình phương bán kính mặt cầu đó: Ω= , Steradian (sr) - Độ rọi: Là đại lượng đặc trưng cho mức độ chiếu sáng cao hay thấp bề mặt + Độ rọi trung bình (E) đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông bề mặt chiếu sáng Ea= , lux(lx) Hình 4: Độ rọi trung bình + Độ rọi điểm độ rọi điểm bề mặt chiếu sáng Hình 5: Cách xác định độ rọi điểm == - Độ chói đại lượng đặc trưng cho khả xạ nguồn sáng hay bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng mắt người L= ( cd/) Hình 6: Độ chói nhìn bề mặt phát sáng Mắt người a Cấu tạo mắt người Mắt có dạng hình cầu đường kính 2,4cm nặng khoảng gam Hình ảnh cấu tạo mắt người Hình 7: Cấu tạo mắt người Giác mạc thất thủy tinh thể tạo nên hệ thống quang học, cho phép hình ảnh lên võng mạc Võng mạc bao gồm nhiều tế bào thần kinh thị giác Trong có loại tế bào cảm nhận ánh sáng là: Tế bào hình nón gồm khoảng triệu tế bào, chủ yếu nằm 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 nhiều tế bào hình nón( khoảng 130 triệu tế bào) bao phủ vùng lại võng mạc, nhiên có lẫn số tế bào hình nón Chúng kích thích mức chiếu sáng thấp, gọi thị giác ban đêm nhận biết màu đen trắng Không 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 thị giác đêm Hình 8: Cấu tạo võng mạc Tế bào thần kinh thị giác thực chất tế bào quang điện, liên hệ với não người dạng luồng tín hiệu thần kinh ăn nhịp với ánh sáng kích thích vào nó, nhạy cảm màu từ màu tím đến màu đỏ ánh sáng nhìn thấy b Độ nhạy mắt người với ánh sáng Độ nhạy mắt ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ( màu) ánh sáng Các tế bào hình nón cảm nhận tia sáng có bước sóng nằm khoảng (380-780) nm, bước sóng 380 nm chúng bắt đầu cảm nhận đến bước sóng 780 nm chúng nhạy cảm Hình 9: Đường cong độ nhạy mắt người ánh sáng ban ngày Từ đường cong cho ta thấy: Ứng với ánh sáng có bước sóng (màu sắc) khác nhau, đội nhạy mắt người khác Độ nhạy cực đại ứng với ánh sáng vàng-lục có bước sóng 555 nm Hình 10: Thị giác ngày đêm mắt Vào ban đêm lúc hoàng hôn, mắt nhìn rõ ánh sáng màu lục có bước sóng λ = 510 nm Trên hình 10 đường cong độ nhạy tương V(λ) Khi chuyển từ thị giác đêm ( tế bào hình que) sang thị giác ngày ( tế bào hình nón) ngược lại, cảm giác sáng không xảy tức thời mà phải có thời gian gọi thời gian thích ứng Sự thích ứng đặc điểm độ nhạy cảm mắt ánh sáng có bước sóng khác đóng vai trò quan trọng kĩ thuật chiếu sáng I.2 Nguồn sáng Khái niệm Nguồn sáng gì? Những vật mà tự phát ánh sáng gọi nguồn sáng Ví dụ: Bếp lửa, mặt trời, sao, bóng đèn vv Phân loại nguồn sáng - - Theo hình thức phát sáng: Nguồn sáng tự nhiên bao gồm: Mặt trời, Mặt Trăng, sao, Nguồn sáng nhân tạo gồm loại đèn điện người tạo ra, chúng biến đổi điện thành ánh sáng Theo kích thước nguồn sáng: Nguồn sáng điểm: Là nguồn sáng có kích thước nhỏ nhiều so với khoảng cách từ nguồn sáng đến mặt làm việc ( thường có kích thước nhỏ so với 0.2 khoảng cách) Đèn sợi đốt, compact đèn phóng điện xem nguồn sáng điểm Nguồn sáng đường nguồn sáng mà chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Ví dụ: Đèn huỳnh quang ống, băng sáng, bóng đèn bố trí thành dải sáng Nguồn sáng mặt nguồn sáng gồm đèn bố trí thành mảng ô sáng lấy ánh sáng tự nhiên Theo phổ ánh sáng: Nguồn sáng đơn sắc nguồn sáng phát ánh sáng có bước sóng ( hay màu) Nguồn sáng phổ liên tục ( hay nguồn ánh sáng trắng ) nguồn sáng phát ánh sáng pha trộn liên tục tất màu sắc có bước sóng năm dải từ λ = 380-780 nm Nguốn sáng phổ vạch nguồn sáng phát ánh sáng có phổ không liên tục (không đầy đủ màu dải bước sóng ánh sáng nhìn thấy) I.3 Bộ đèn Khái niệm đèn điện Đèn điện nguồn sáng nhân tạo biến đổi điện thành quang Dưới sơ đồ phân loại loại đèn điện theo nguyên lí hoạt động Hình 11: Phân loại loại đèn theo nguyên lí hoạt động Các thông số kĩ thuật đèn điện a Hiệu suất phát quang (lm/W) Là tỉ số quang thông (F) với công suất tiêu thụ (P) nguồn sáng H= Chương 2:Thiết kế chiếu sáng nhà 2.1 Đặc điểm đối tượng chiếu sáng Đối tượng chiếu sáng tầng 8,nhà A10,trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Nhà A10 khu giảng đường với nhiều phòng chức ,tòa nhà có tầng,diện tích sàn vào khoảng 1850m2(sau trừ diện tích giếng trời nằm trung tâm tòa nhà).tòa nhà có nhiều ánh sáng tự nhiên nằm tách biệt với tòa nhà khác Tầng bao gồm phòng chức sau: + phòng học: chia làm loại: phòng có điều kiện chiếu sáng tự nhiên tốt(phòng học loại 1) phòng có ánh sáng tự nhiên(phòng học loại 2) + phòng nghỉ giáo viên,phòng lưu trữ tài liệu,phòng quản lí chất lượng,phòng quản trị hội đồng + nhà vệ sinh,nhà kho,hành lang khu vực sảnh cầu thang máy Đặc điểm chi tiết phòng sau: stt Tên phòng Phòng học loại Phòng học loại Phòng chờ gv Phòng lưu trữ Phòng quản lí chất lượng Số lượn g 4 1 Chức Diện tích(m2) Chiều cao(m) Yêu cầu độ rọi(lx) Giảng đường,sử dụng chủ yếu ban ngày Giảng đường,sử dụng cho tất ca học Phòng chờ cho giáo viên 13,5x6,1 3,5 400 13,5x6,1 3,5 500 6x3,5 3,5 400 Lưu trữ văn bản,tài liệu Bán thẻ tài khoản sinh viên 6x3,5 3,5 500 3,5x3,5 3,5 400 3x3 3,5 150 Nhà kho Để đồ hỏng Nhà vệ sinh,hành lang,sảnh Phòng chức 150 thang máy 2.2 Giới thiệu chung phần mềm Dialux evo: Hiện với phát triển ngành điện nói chung ngành chiếu sáng nói riêng, có nhiều phần mềm chiếu sáng nhiều hang phát triển Dialux số Có thể nói Dialux phần mềm miến phí sử dụng thông dụng, hỗ trợ người thiết kế tốt có thư viện database lớn Ưu điểm Dialux cho phép người dung chèn nhiều vật dụng khác dự án : bàn, ghế, tivi, giường, cầu thang… Bên cạnh thư viện nhiều vật liệu để áp vào vật dụng dự án hiệu chỉnh dễ dàng mặt theo chí hướng +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 toán 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 trình tính toán cho phép ta sửa đổi thông 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 Tính toán chiếu sáng không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, có đồ vật, vật dụng phòng) điều kiện có ánh sáng tự nhiên Bộ phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm bộ: + DIALux evo: Hiện phiên phần mềm DIALux evo 6.2 Ở phiên hỗ trợ thiết kế chiếu sáng cho toàn công trình, tính toán chiếu sáng có ảnh hưởng ánh sáng ban ngày, tính toán cho phòng cụ thể, tính toán chiếu sáng đường phố với cách sử dụng trực quan đơn giản hiệu suất sử dụng cao Dưới giao diện phần mềm: Phần mềm Dialux hỗ trợ : − − − − Thiết kế nội thất Thiết kế ngoại thất Thiết kế chiếu sáng giao thông Hỗ trợ thiết kế nhanh cho nội thất, ngoại thất , giao thông Ta download trực tiếp miễn phí trang chủ dial:https://www.dial.de/en/dialux/download/dialux-evo-download/ Sau download xong ta tiến hành cài đặt sử dụng bình thường 2.3 Thiết kế chiếu sáng cho đối tượng sử dụng phần mềm dialux evo khởi động dialux evo Nhấp đôi vào icon Dilux evo hình desktop Giao diện phần mềm lên sau: Tại thẻ start thẻ khác + Creat new project: tạo dự án - Outdoor and buiding planing: thực dự án lớn,các tòa nhà có phối cản trời DWG/DXF import…:nhập vào vẽ CAD có sẵn Street lighting: thiết kế chiếu sáng đường Simple indoor planning: thực thiết kế nhanh phòng nhà đơn giản + Edit existing project: mở thiết kế có sẵn + Other topics: chức khác -select your manufacture: ta download catalog sản phẩm nhiều hãng khác nhau.một số download bắt buộc phải sử dụng trực tuyến Tiếp theo,để thực dự án ta chọn Outdoor and buiding planing Tại thẻ construction ta thực thiết kế đối tượng chiếu sáng: Hình chiếu đứng: Mô 3d: Sau có đối tượng,ta chuyển sang mục Light để thiết kế chiếu sáng: Vào mục Luminares để chọn đèn thích hợp: ta chọn BMS0222xTL-GA25w hãng philips Sau ấn automatic arrangerment for spaces để tự động bố trí đèn phòng Tại mục Estimate ta chỉnh yêu cầu độ rọi , cách lắp đặt,độ cao treo đèn.sau phần mềm tự động xếp đèn để đạt yêu cầu độ rọi: Sau ấn vào thẻ caculation,chọn mặt phẳng làm việc,và mặt phẳng cần tính toán: Ấn start caculation để phần mềm tự động tính toán thông số,hình ảnh sau mô phỏng: Cuối cùng, vào thẻ documentation để xuất file định dạng văn Ta xuất file thiết kế định dạng CAD để phục vụ cho khâu thiết kế khác Chương 3:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng 3.1: Sơ đồ cấp điện 3.1.1 Sơ đồ mặt bằng: 3.1.2 sơ đồ nguyên lý: 3.2 :Lựa chọn thiết bị sơ đồ 3.2.1:Đặc điểm mạng chiếu sáng nhà > Phụ tải mạng điện CS đèn thườnggiống bố trí cách nhau, có công suât, hệ số công suất làm việc đồng thời > Việc lựa chọn phương án câp điện, tiết diện dây dẫn thiết bị bảo vệ có vai trò quan trọng việc đảm bảo chât lượng điện áp cung câp cho đèn an toàn tin cậy hệ thống câp điện Lựa chọn dây dẫn, cáp mạng điện chiếu sáng chọn theo dòng phát nóng cho phép kiểm tra theo 2điều kiện: - Tổn thât điện áp cho phép ± 2,5%Uđm; - Kết hợp với thiết bị bảo vệ: kIcp ≥ ; kIcp ≥ 3.2.2 Xác định phụ tải tính toán Mỗi phòng học trang bị 12 đèn nhau,mỗi có công suất 133W Các đèn hoạt động đồng thời có hệ số công suất cos=0.85,do vậy: Ptt= =12x133 = 1596 W Stt=Ptt /cos=1596/0.85= 1878 KVa Itt = ==8,5 A Chọn aptomat tổng cho chiếu sáng phòng: Stt Các đại lượng chọn kiểm tra Điện áp định mức,Udm ATM(V) Dòng điện định mức,Idm ATM (A) Dòng cắt định mức,Icdm (A) Công thức chọn kiểm tra UdmATM ≥ Udmm=220 V IdmATM Itt=8,5 A Icdm ≥ In Từ bảng chọn Aptomat Aptomat LS 1P BKN-10 có Idm=10A,Icdm=6kA Chọn Aptomat cấp cho cụm đèn (3 đèn): Stt Các đại lượng chọn kiểm tra Công thức chọn kiểm tra Điện áp định mức,Udm ATM(V) Dòng điện định mức,Idm ATM (A) UdmATM ≥ Udmm=220 V IdmATM Itt = 3.133/220.0,85=2.15 A Dòng cắt định mức,Icdm (A) Icdm ≥ In Từ bảng chọn Aptomat Aptomat LS 1P BKN-6 có Idm=6A,Icdm=6kA + chọn dây dẫn: Dây dẫn ta chọn theo điều kiện phát nóng cho phép,kết hợp với điều kiện dóng cắt aptomat kIcp ≥Itt kIcp ≥ dây dẫn từ tủ chiếu sáng tổng phòng: ta có Itt=8,5A, Ikdnh=10A Vậy ta chọn dây dẫn cáp đồng lõi có cách điện PVC hãng CADIVI chế tạo với thông số sau: Đường cáp Cáp cột đèn F(mm2) 2x2,5 R0(Ω/km) 7,41 Kiểm tra tổn thất điệnn áp cho phép: Ucp = 5%Uđm = 0.05*220 = 11v ΔUdc = = = 0.65 V dây thỏa mãn yêu cầu dây từ tủ chiếu sáng phòng đến đèn: X0(Ω/km) Bỏ qua Icp(A) 27 Itt=2,15A,Ikdnh=6A Vậy ta chọn dây dẫn cáp đồng lõi có cách điện PVC hãng CADIVI chế tạo với thông số sau: Đường cáp Cáp cột đèn F(mm2) 2x1,5 R0(Ω/km) 12,1 X0(Ω/km) Bỏ qua Icp(A) 15 Tương tự,các phòng lại ta chọn dây dẫn aptomat Đối với tủ điện chiếu sáng tầng,ta tiến hành chọ aptomat tổng Chọn Kdt=0,85 Ptt=kdt = 0,85.8.1596= 10,852 KW Stt=kdt.= 0,85.8.1878= 12,77 Kva Stt Các đại lượng chọn kiểm tra Công thức chọn kiểm tra Điện áp định mức,Udm ATM(V) Dòng điện định mức,Idm ATM (A) UdmATM ≥ Udmm=220 V IdmATM Itt = 10852/220.0,85=58 A Dòng cắt định mức,Icdm (A) Icdm ≥ In Từ bảng chọnAptomat Schneider 3pha 100A có Idm=100A,Icdm=18 KA Chọn tủ chiếu sáng tổng - - Ta chọn làm đồng kết hợp với Tmax = 3000 h tra bảng ta Jkt = 2.5 Thanh đồng nên ta có ứng suất cho phép = 1400 Kg/cm2 α = Tất ta đặt đứng W= Ta có : Itt = A Tiếp diện : F = = = 23,2 (mm2) → Ta tra sổ tay theo tiếp diện ta đồng hình nhật 25x3 với thông số sau: Loại (mm2) 12x2 - (Kg/cm2) 1400 F(mm2) 24 Icp(A) 85 Ta dự đặt thẳng đứng cách 15 cm, đặt sứ cách 70 cm Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: K1*K2*Icp ≥ Itt Tra bảng ta có K1 = 1, K2 = 0.94 Ta có: 1.0,94.85 ≥ 58 Vậy chọn cho tủ điện tổng có kích thước 25x3 mm2 đạt yêu cầu