bai tap lớn chiếu sáng

LÝ THUYẾT CƠ SỜ VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

THUYẾT CƠ SỞ VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

 Ánh sáng là một bức xạ ( sóng ) điện từ nằm trong giải sóng quang học mà mắt người có thể cảm nhận được.

Ánh sáng nhìn thấy, như thể hiện trong giải quang phổ điện tử, là một dải băng tần hẹp nằm giữa tia cực tím và tia hồng ngoại Những sóng ánh sáng này có khả năng kích thích võng mạc mắt, tạo ra cảm giác thị giác, hay còn gọi là khả năng nhìn.

 Vì vậy, để quan sát được cần có mắt hoạt động bình thường và ánh sáng có bước sóng nằm trong giải nhìn thấy được.

II Sự cảm thụ ánh sáng của mắt người

 Mắt có dạng hình cầu đường kính khoảng 2,4 cm, nặng khoảng 7 gam.

 Mắt con người nhạy cảm với các bức xạ với tần số khác nhau và sẽ được nhận thức là màu sắc.

Mắt người có một thấu kính (thủy tinh thể) giúp đưa hình ảnh vào võng mạc, nơi chứa hàng triệu tế bào nhạy sáng gọi là tế bào hình nón và tế bào hình que Tế bào hình nón nhạy cảm với ánh sáng trung bình và sáng, cho phép chúng ta nhận biết màu sắc, trong khi tế bào hình que nhạy cảm với ánh sáng yếu hơn và không nhận ra màu sắc, chủ yếu hoạt động vào ban đêm Do đó, trong bóng tối, con người không thể phân biệt màu sắc.

Mắt con người chứa khoảng 7 triệu tế bào hình nón và 130 triệu tế bào hình que, với tế bào hình nón chủ yếu tập trung tại hố thị giác (foeva) xung quanh trục quang con ngươi Khu vực này, mặc dù nhỏ, chứa khoảng 50.000 tế bào hình nón và là nơi não xử lý thông tin thị giác Tiêu cự của mắt con người, khoảng cách giữa thủy tinh thể và võng mạc khi nhìn vật thể xa, là khoảng 17mm, cho phép tạo ra hình ảnh chính xác trong một góc khoảng 30° Góc 30° này được coi là góc nhìn tiêu chuẩn, nơi tập trung nhiều tế bào nón nhất.

Tế bào hình nón tập trung chủ yếu ở tâm trục quang trong góc 10°, kết nối với não qua các dây thần kinh quang riêng biệt để truyền tín hiệu điện Mắt người có khả năng nhìn rộng hơn nhờ bề mặt võng mạc trải dài khoảng 90°, trong đó vùng màu vàng chứa các tế bào hình nón kết nối theo nhóm Tuy nhiên, hình ảnh từ vùng này không rõ ràng như từ các tế bào có dây thần kinh riêng lẻ, dẫn đến việc gọi đây là vùng thị giác ngoại biên.

Độ nhạy của mắt đối với ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng của nó, với màu xanh lá tác động mạnh mẽ nhất đến mắt con người Khi tất cả các bước sóng có cùng mức năng lượng chiếu vào mắt, màu xanh lá sẽ mang lại hiệu quả cao nhất trên võng mạc Mắt người không thể phân biệt được các tần số cao hơn màu tím (dưới 400nm) và thấp hơn màu đỏ (trên 700nm) Một số người có tình trạng "mù màu" với sự nhạy sáng khác biệt, dẫn đến việc họ không nhìn thấy màu đỏ hoặc màu xanh dương.

Những họa sỹ và nhà nhiếp ảnh thường có khả năng nhạy cảm với nhiều tần số màu sắc mà người khác không nhận biết được Họ có thể phân biệt các sắc thái màu sắc tinh tế hơn, bao gồm cả những tông màu tím hay đỏ đậm mà người bình thường không cảm nhận được Sự rèn luyện và hoạt động chuyên biệt giúp họ phát triển giới hạn khả năng phân biệt màu sắc cao hơn.

III Các đại lượng đo lường ánh sáng

Bức xạ điện từ có khả năng tạo ra nhiều hiệu ứng khác nhau như hóa học, nhiệt và điện từ, với dải tần số rất rộng Nếu W(λ) đại diện cho phổ tần năng lượng của ánh sáng, thì tổng năng lượng của nguồn bức xạ sẽ phụ thuộc vào phổ này.

 Tuy nhiên trong đó chỉ một phần W= ∫

∞ w(λ)dλ λ)là phổ tần năng lượng của ánh là năng lượng tạo ra ánh sáng.

 Nhưng xét đến tính năng của mắt, xét đến năng lượng gây ra hiệu ứng nhìn thấy cho mắt người ta định nghĩa F= ∫ λ2 λ1

Phổ tần năng lượng ánh sáng (λ) là một yếu tố quan trọng trong việc xác định quang thông của nguồn bức xạ, phản ánh phần năng lượng thực sự tác động đến mắt.

Quang thông được định nghĩa là tổng thông năng lượng của một nguồn sáng, thể hiện hiệu quả ánh sáng mà mắt người có thể cảm nhận Nó biểu thị phần năng lượng mà nguồn sáng phát ra dưới dạng ánh sáng nhìn thấy.

Wλ)là phổ tần năng lượng của ánh -năng lượng bức xại của ánh sáng với bước song λ)là phổ tần năng lượng của ánh , oát( W).

Vλ)là phổ tần năng lượng của ánh -độ nhạy tương đối của mắt đối với ánh sáng có bước song λ)là phổ tần năng lượng của ánh

Hệ số chuyển đổi từ đơn vị điện (W) sang đơn vị quang (lm) được xác định qua phổ tần năng lượng của ánh sáng, với bước sóng nằm trong khoảng từ 380 nm đến 780 nm.

 Đơn vị đo quang thông là lumen, viết tắt là lm.

Quang hiệu (hiệu suất phát sáng) của một nguồn sáng, được đo bằng lm/w, là tỷ số giữa quang thông phát ra và công suất tiêu thụ của nguồn sáng Điều này có nghĩa là với mỗi watt điện năng tiêu hao, nguồn sáng sẽ sản sinh ra một lượng quang thông nhất định Đại lượng này liên quan chặt chẽ đến vấn đề tiết kiệm điện năng.

 Nếu từ tâm O của quả cầu bán kính R chúng ta nhìn thấy diện tích S trên mặt cầu thì người ta định nghĩa :

 Biết Scầu=4п R2  Ωđầy=4п(steradian).đầy=4п(steradian).

 Nhận xét : Nếu chúng ta nhìn sự vật dưới cùng một góc khối Ωđầy=4п(steradian) khoảng cách tăng lên k lần diện tích tăng lên k2 lần.

- Cường độ ánh sáng là lượng quang thông của nguồn sáng theo một hướng nào đó trong không gian.

- Xét trường hợp nguồn sáng đặt tại một điểm O và ta quan sáng theo phương

Ox Gọi dF là quang thông phát ra trong góc khối dΩ lân cận phương Ox

Cường độ sáng của nguồn theo phương Ox sẽ là :

- Nếu nguồn sáng phát ra quang thông F trong không gian thì cường độ ánh sáng theo mọi hướng là :

- Độ rọi E (lx): Là mật độ quang thông rơi lên bề mặt được chiếu sáng, đại lượng biểu thị bề mặt được chiếu sáng mạnh hay yếu.

- Đơn vị: lux, viết tắt là lx,

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

Ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ chiếu sáng của một không gian Nó là một đại lượng thiết yếu để xác định tiêu chí chiếu sáng trong thiết kế nội thất Do đó, chỉ số ánh sáng luôn là yếu tố hàng đầu được chú trọng trong quá trình thiết kế chiếu sáng.

- Độ rọi cho các không gian tiêu chuẩn khác nhau được tra trong các bảng

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

- Xét nguồn phát sáng cường độ ánh sáng I tới điểm P bất kỳ trên bề mặt được chiếu sáng dS :

Trong bài viết này, α là góc giữa pháp tuyến của diện tích dS và phương cường độ ánh sáng I Khoảng cách từ nguồn sáng đến điểm P được ký hiệu là r, trong khi h là khoảng cách từ nguồn sáng đến mặt phẳng chứa điểm P.

1.3.5 Độ chói a Độ chói khi nhìn trực tiếp vào nguồn sáng

- Đo mức độ gây ra hiện tượng lóa mắt.

Khi quan sát một nguồn sáng, cảm giác chói mắt không chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng (I) mà còn bị ảnh hưởng bởi góc nhìn và diện tích bề mặt quan sát.

Khi quan sát mặt dS dưới góc nghiêng α, độ chói mà chúng ta nhận được được xác định bởi tỉ số giữa cường độ sáng của nguồn và diện tích quan sát được.

L= S I ( cd/m 2 ) b Độ chói khi quan sát một vật được chiếu sáng.Định luật Lambert

 Phản xạ khuyếch đại hoàn toàn :

HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM DIALUX EVO 8.0.16 I Hướng dẫn cài đặt chi tiết

I Hướng dẫn cài đặt chi tiết

Bước 1: Tìm kiếm phần mềm trên Google

Bạn có thể vào link này để download miền phí phần mềm: https://www.dial.de/en/software/dialux/download/

Hoặc bạn có thể dễ dàng tìm kiếm tên phần mềm trên Google và chọn vào link

“DIALux Download - DIAL” như hình bên dưới để tải về

Bước 2: Tải miễn phí phần mềm về máy

Bạn có thể chọn cài đặt phần mềm Dialux Evo 8 hoặc Dialux 4 tùy thuộc vào nhu cầu thiết kế và hệ điều hành Windows của bạn Tuy nhiên, MPE khuyên bạn nên cài đặt Dialux Evo 8 để trải nghiệm các tính năng mới nhất của phần mềm này.

Bạn cũng có thể lựa chọn cài đặt Dialux 4 phục vụ cho thiết kế chiếu sáng khẩn cấp và khu thi đấu, thể thao

Bước 3: Mở file đã tải xuống để tiến hành cài đặt phần mềm trên máy tính theo hướng dẫn dưới đây Đừng quên nhấn “Đồng ý” (vòng tròn màu đỏ) để tiếp tục quá trình cài đặt.

Khi thực hiện cài đặt đến đây, hệ thống máy tính sẽ tự động cài đặt và hiển thị trên Desktop máy tính.

Sau khi cài đặt, bạn sẽ có thành phẩm sẵn sàng để thực hành các thao tác tính toán mô phỏng hệ thống chiếu sáng cho dự án của mình bằng Dialux Evo 8.

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO TỪNG TẦNG

Thiết kế chiếu sáng thực tế và trên phần mềm dialux evo 8.0 cho tầng 1

1 Thiết kế chiếu sáng cho căn phòng ngủ điển hình

Thiết kế chiếu sáng cho phòng ngủ có kích thước a=6.3m, b=4.6m, h=3.67m Hệ số trần, tường, sàn là: 7:7:3

 Theo tiêu chuẩn việt nam 7114:2002 độ rọi yêu cầu đối với phòng ngủ

 E yc 0lx và cấp quan sát loại B.

 Ứng với độ rọi 200lx tra biểu đồ Krithof nên chọn bóng đèn có nhiệt độ màu

 Vì thế ta chọn đèn downlight âm trần DN560B 1xled12S/830C của hãng Philip có F b 00lm với hiệu suất n=1

Trong thiết kế ánh sáng, đèn gắn trực tiếp trên trần cần được bố trí hợp lý để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng Khoảng cách từ bộ đèn đến trần là h’=0, và độ cao treo đèn so với mặt phẳng làm việc được tính là h=H-h’-0.8=3.67-0-0.8=2.87m Chỉ số treo đèn j=0, cho thấy vị trí treo đèn đã được xác định chính xác.

Chỉ sô không gian k = h(a+ ab b) = 2.67∗( 6.3∗4.6 6.3∗4.6

)= 28.98 31.283≈0.93 Để đảm bảo độ đồng đều độ roi trên mặt phẳng làm việc đối với loại đèn B n hmax=1.1→n max =2.87∗1.1=3.157

Số bộ đèn tối thiểu theo cạnh a

Số lượng bộ đèn theo cạnh b

Số lượng bộ đèn tối thiểu trong phòng là

Theo cạnh a chọn n=3.15m và theo cạnh b n=2.3m

Từ các kích thước của phòng và các kích thước vừa chọn, xác định được p=1.15 và q=1.65

Như vậy, việc bố trí bộ đèn ứng với các kích thước ở trên đảm bảo độ yêu cầu và đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc.

Xác định tổng quang thông của các bộ đèn trong không gian chiếu sáng.

Diện tích phòng được tính toán bằng công thức S = a * b = 6.3 * 4.6, tương ứng với 28.98 m² Hệ số dự trữ cho đèn LED trong môi trường ít bụi và được bảo dưỡng tốt là 0.98, với hệ số lợi dụng quang thông δ = 1.15 Chỉ số treo đèn j = 0 và chỉ số không gian k = 0.93 Các hệ số phát xạ được xác định là 7:7:3, cho ra kết quả cuối cùng là 0.93.

Vậy tổng quang thông của các bộ đèn để đảm bảo độ rọi E yc trên mặt phẳng làm việc:

Số lượng bộ đèn thực tế N=7167 1200 ≈ 6 bộ

Với 6 bộ đèn độ rọi trung bình thu được là

Bố trí 6 bộ đèn ta được n=2.1m, m=2.3m, p=1.15, q=1.05

Bố trí 6 bộ đèn với kích thước đã nêu đảm bảo độ rọi yêu cầu và sự đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc của phòng ngủ Cách tính này áp dụng cho phòng ngủ điển hình, các phòng khác cũng có thể tính toán tương tự.

Kết quả chiếu sáng cho tầng 1 trên phần mềm dialux evo 8.0

1 Kết quả trên phần mềm cho từng phòng tầng 1

Clearance height: 3.670 m, Reflection factors: Ceiling 79.0%, Walls 79.0%, Floor 34.0%, Light loss factor: 0.80

Surface Result Average (Target) Min Max Min/average

1 Workplane 1 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 278 (≥ 500) 197 331 0.71

6 Saudi Lighting - 5074/218QF.SV Pendant or Surface Direct Mounted 2262

Batten Commercial / Residential Indoor Luminaire

Surface Result Average(Target) Min Max Min/average Min/ max

#Luminaire Φ(Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy [lm/W]

Lighting power density: 3.05 W/m² = 1.23 W/m²/100 lx (Floor area of room 29.37 m²)

Clearance height: 3.670 m, Reflection factors: Ceiling 79.0%, Walls 78.9%, Floor 34.0%, Light loss

Surface Result Average (Target) Min Max

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy

1 Workplane 4 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 354 (≥ 500) 244 423

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy [lm/W]

9 Saudi Lighting - 5074/218QF.SV Pendant or Surface Direct Mounted 2262 36.0 62.8 Batten Commercial / Residential Indoor Luminaire

# Luminaire Φ (Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy

6 Saudi Lighting - 5074/218QF.SV Pendant or

Batten Commercial / Residential Indoor Luminaire

6 Philips Lighting - TBS460 SQR 3xTL5-14W HFP D8-VH_840 3305 46.0 71.9

1 Workplane 9 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 157 (≥ 500) 89.0 211 0.57

1 Aura Light - 235514901 Part T5 WA Asym Grey 1x49W 3514 52.5 66.9

2 Delta Light - 278 73 812 930 ED8 FIFTY-5 930 DIM8 1196 14.0

1 Workplane 10 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx]278 (≥ 500) 207 331 0.74

Workplane Surface Result Average (Target) Min Max Min/average Min/max

1 Workplane 11 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 143 (≥ 500) 111

1 Workplane 14 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 118 (≥ 500) 85.7 224 0.73

Kết quả trên phần mềm cho tầng 2 trên phần mềm dialux evo 8.0

Surface Result Average (Target) Min Max Min/average Min/max

1 Workplane 16 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 258 (≥ 500)

1xLED12S/830 C 1200 11.2 107.1 Total via all luminaires 9600 89.6 107.1 Lighting power density: 3.34 W/m² = 1.29 W/m²/100 lx (Floor area of room 26.85 m²)

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy [lm/ W]

1 Workplane 23 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 141 (≥ 500) 74.9 207 0.53 0.36

2 Delta Light - 278 73 812 930 ED8 FIFTY-5 930 DIM8 1196 14.0 85.4

Surface Result Average (Target) Min Max Min/ average Min/max

Total via all luminaires 2000 26.0 76.9 Lighting power density: 4.37 W/m² = 3.40 W/m²/100 lx (Floor area of room 5.95 m²)

Workplane Surface Result Average (Target) Min Max Min/average Min/max

1 Workplane 25 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 121 (≥

1 Workplane 26 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 177 (≥ 500) 101 209 0.57 0.48

3 Philips Lighting - DN135B D165 1xLED10S/830 1000 13.0 76.9 Total via all luminaires 3000 39.0 76.9 Lighting power density: 5.31 W/m² = 2.99 W/m²/100 lx (Floor area of room 7.35 m²)

Kết quả trên phần mềm cho tầng 3 trên phần mềm dialux evo 8.0

Surface Result Average (Target) Min Ma Min/average

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm] Power [W] Luminous efficacy [lm/

Surface Result Average (Target ) Min Max Min/average Min/max

1 Workplane 35 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 233 (≥ 500) 144 294 0.62 0.49 Height: 0.800 m, Wall zone: 0.000 m

1 Workplane 36 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 221 (≥ 500) 144 278 0.65 0.52 Height: 0.800 m, Wall zone: 0.000 m

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm]Power [W] Luminous efficacy [lm/

1 Workplane 37 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 64 (≥ 500) 159 326 0.60 0.49

1 Workplane 38 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx ] 236 (≥ 500) 114 302 0.48

1 Workplane 39 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 196 (≥ 500) 126 2 41 0.64

1 Workplane 40 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 146 (≥ 500) 80.1 211 0.55

1 Delta Light - 278 73 812 930 ED8 FIFTY-5 930 DIM8 1196 14.0 85.4

1 Workplane 41 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 253 (≥ 500) 148 320 0.58

1 Workplane 42 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 210 (≥ 500) 135 258 0.64 0.52 Height: 0.800 m, Wall zone: 0.000 m

1 Workplane 43 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 283 (≥ 500) 169 344 0.60 0.49 Height: 0.800 m, Wall zone: 0.000

# Luminaire Φ(Luminaire) [lm]Power [W] Luminous efficacy [lm/W]

1 Workplane 49 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] * 127 (≥ 500) 100 143

1 Workplane 50 Perpendicular illuminance (adaptive) [lx] 192 (≥ 500) 148 220

Bảng thống kê kết quả trên phần mềm

Phòn g Eyc,lx Loại Đèn số lượng

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Thiết kế cung cấp điện

1 Các yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế cấp điện Để thiết kế cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng đảm bảo làm việc an toàn, tin cậy, người thiết kế cần nắm được một số thông tin sau:

Nguồn cấp điện chiếu sáng tại Việt Nam chủ yếu sử dụng hệ thống 380/220V - 3 pha 4 dây, với trung tính được nối đất (YN – 380/220V) Để phù hợp với phụ tải chiếu sáng 1 pha (điện áp pha 220V), cần phân bổ số lượng đèn chiếu sáng đồng đều trên các pha nhằm duy trì mạng điện 3 pha đối xứng Ngoài ra, việc sử dụng nối đất an toàn hoặc bảo vệ nối dây trung tính là cần thiết để đảm bảo an toàn điện cho con người và thiết bị.

Quy định tổn thất điện áp trên đường dây cấp điện chiếu sáng:

Trong đó, Uđm là điện áp của mạng điện.

2 Các bước thiết kế cung cấp điện chiếu sáng

Bước 1: Xác định phụ tải tính toán

Công suất tác dụng (Pđi) và công suất phản kháng (Qđi) của bộ đèn được định mức lần lượt là kW và kVar Việc tính toán Pđi sẽ phụ thuộc vào loại đèn được sử dụng trong hệ thống chiếu sáng.

 Với đèn sợi đốt: Pđi chính là công suất bóng đèn, Qđi=0,cos φ =1;

 Với đèn LED: Pđi chính là công suất bóng đèn, Qđi=0,cos φ =1;

 Với các loại đèn phóng điện: Pđi là công suất của bộ đèn (gồm công suất bóng đèn Pb và công suất chấn lưu Pcl):

Lấy cos φ=0,6÷ 0,8khi không có tụ bù vàcos φ=0,85khi bộ đèn có tụ bù.

Bước 2: Vạch sơ đồ phương án cấp điện và lựa chọn sơ đồ cấp điện hợp lý.

Tùy theo tầm quan trọng của hệ thống chiếu sáng đưa ra các phương án cấp điện hợp lý.

Chọn sơ đồ cấp điện hợp lý (đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và kinh tế nhất).

Bước 3: Tính toán và lựa chọn các thiết bị trong sơ đồ cấp điện, bao gồm máy biến áp, dây dẫn, và các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, cũng như điều khiển chiếu sáng.

Trạm có 1 máy biến áp:

Trạm biến áp có 2 máy: k qt S đ mB ≥ S tt

Chọn dây dẫn hạ áp:

Theo điều kiện phát nóng cho phép: k 1 k 2 I cp ≥ I tt

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép.

Kết quả được đưa ra trong bản cad.

3 Tính toán chọn át tổng

Chọn át tổng cho tòa nhà:

 Chọn MCCB 3 pha có AT(A); AFP(A)

I tt ≤ I cp ∗K 1 ∗K 2 mà K 1=K 2 =1 => I tt ≤ I cp Đối với tầng 1: I tt = P

=>Ta chọn dây CU/XLPE/PVC 2(1x1,5)+1E

Sơ đồ bố trí đèn, thiết bị và sơ đồ nguyên lý cấp điện cho khách sạn

Tiêu đề	Thiết Kế Chiếu Sáng Cho Khách Sạn
Tác giả	Trần Thị Thu Hoài, Dương Đình Thắng, Đặng Văn Thái, Nguyễn Vắn Hưng, Nguyễn Trung Hiếu
Người hướng dẫn	GVHD: Hoàng Mai Quyền
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Chiếu Sáng
Thể loại	Đồ Án
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	3,33 MB
File đính kèm	bai-tap-lớn-chiếu-sáng.rar (3 MB)