thiết kế điều khiển tự động hóa trong tòa nhà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-_- Khoa Điện -_-

BÀI TẬP LỚN MÔN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG TÒA NHÀ
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TRONG TÒA NHÀ

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiên

Lớp
Khóa

: NGUYỄN SƠN TÙNG
: Trần Thị Thủy
Nguyễn Thị Hoa
Phạm Thị Hằng
:
Điện 1
:
K9
Hà Nội – 2017

1


Mục lục

2

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay việc xây dựng các toà nhà cao tầng làm công sở, trung tâm
thương mại, khách sạn, ngày càng trở nên phổ biến. Chúng ngày càng trở nên hiện
đại, tiện nghi để phục vụ các yêu cầu ngày càng cao của con người. Giải pháp kết
hợp hệ thống các thiết bị cơ điện sử dụng trong toà nhà với công nghệ tự động hoá
nhằm đem lại khả năng tự hoạt động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng, ) đã
không còn là điều mới mẻ nữa. Tuy nhiên vấn đề sống còn của giải pháp này lại
nằm ở chỗ làm sao có thể quản lý chúng trong một hệ thống thống nhất. Các hệ
thống tự động hoá toà nhà (Building Managerment System - BMS) đã ra đời để
giải quyết bài toán này. Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát,
quản lý các thiết bị cơ/điện trong một tòa nhà cao tầng, giúp cho việc vận hành,
bảo dưỡng và quản lý tòa nhà một cách thuận tiện, an toàn và tiết kiệm. Hệ thống
BMS được phát triển dựa trên nền kiến trúc của một hệ điều khiển phân tán với các
bộ điều khiển số trực tiếp (Direct Digital Controler – DDC) được kết nối với hệ
thống mạng tầng (Floor Networks); các bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên
kết các DDC với hệ thống mạng ”Backbone” của tòa nhà. Hiện nay do yêu cầu
công nghệ nên hệ thống BMS của mỗi hãng đều có những đặc trưng riêng, từ đó
việc tìm hiểu về hệ thống BMS là một vấn đề cần thiết do đó chúng em lựa chọn đề
tài là " Tìm hiểu hệ thống điều khiển chiếu sáng trong tòa nhà ".

3


1. Tìm hiểu hệ thống điều khiển chiếu sáng trong tòa nhà
1.1. Sự cần thiết của hệ thống điều khiển chiếu sáng
a) Thực trạng
Trong một tòa nhà, cùng với hệ thống điều hòa không khí và thông gió
(HVAC) thì hệ thống chiếu sáng luôn là một trong 2 hệ thống tiêu tốn nhiều năng
lượng nhất. Trung bình khoảng 30-40% năng lượng của một tòa nhà là giành cho

chiếu sáng. Ở Mỹ và nhiều nước phát triển, việc triển khai hệ thống lighting
control gần như là bắt buộc trong mọi tòa nhà thương mại.
Tốc độ đô thị hóa của Việt Nam ngày càng nhanh chóng. Các công trình kiến
trúc vườn hoa, đường phố, công viên … ngày càng hiện đại. Mang đến cho người
dân cuộc sống chất lượng hơn. Trong đó việc chiếu sáng đô thị ngày càng trở thành
nhu cầu thiết yếu của người dân. Vậy chúng ta hãy bớt chút thời gian để cùng nhau
tìm hiểu thực trạng sử dụng đèn chiếu sáng đô thị hiện nay.
Những chiếc đèn chiếu sáng có mặt ở khắp mọi nơi, nhất là ở khư vực đô thị,
thì về đêm những chiếc đèn chiếu sáng mới thực sự phát huy hết công dụng của
mình. Vừa là để chiếu sáng cho mọi người đi lại, đồng thời nó còn tôn vinh vẻ đẹp
của khu đô thị đó. Dưới ánh đèn cảnh quan của đô thị trở nên đẹp và nổi bật hơn
bao giờ hết.
Đặc biệt ở khu vực tuyến đường giao thông, công trình công cộng,… thì những
chiếc bóng đèn cao áp, đèn chiếu sáng xuất hiện càng nhiều hơn.
Những bằng chứng này cho thấy ngành chiếu sáng đang phát triển không ngừng,
và hứa hẹn trong tương lai nó còn được đầu tư phát triển mạnh mẽ hơn nữa.
Việc sử dụng những thiết bị đèn chiếu sáng, hay đèn cao áp còn là giải pháp tiết
kiệm tối đa nhất hiện nay.
b) Sự cần thiết chiếu sáng trong tòa nhà
Hầu hết các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay đều được trang bị hệ thống
chiếu sáng. Ngay từ giai đoạn lên kế hoạch triển khai thiết kế hệ thống điện chiếu
sáng nhà ở trong gia đình người thiết kế phải nghiên cứu kết cấu, kiến trúc của
4


ngôi nhà để chọn lối thiết kế sao cho hệ thống điện chiếu sáng phải hòa quyện với
ngôi nhà, không có cảm giác tách rời độc lập khi mở đèn lên. Đồng thời phải tính
toán sử dụng loại đèn nào cho vị trí nào trước khi bắt tay thực hiện, để sau này
khi lắp đặt điện các thiết bị trùng khớp với thiết kế.

1.2. Giới thiệu điều khiển chiếu sáng trong tòa nhà
a) Giới thiệu chung
Hệ thống điều khiển chiếu sáng bao gồm một dải rộng các thiết bị, từ các nút
công tắc giản đơn đến những hệ thống thay đổi độ sáng phức tạp có kết nối với các
bộ phận khác nhau của tòa nhà. Mỗi một loại hệ thống có một khả năng và mức giá
riêng. Bạn tự mình quyết định sẽ chọn hệ thống nào phù hợp nhất cho công trình.
Nhu cầu về độ sáng sẽ thay đổi theo mục đích sử dụng (ví dụ, chiếu sáng công sở,
hành lang, buồng vệ sinh, phòng tập luyện,…) và đặc tính của khu vực (kích thước,
hình dáng, chiều cao trần, lượng ánh sáng tự nhiên), vì thế cho nên hầu hết các tòa
nhà đều chứa nhiều hơn một loại hệ thống điều khiển chiếu sáng. Kết hợp các công
nghệ lại với nhau là phương án tiết kiệm hiệu quả nhất. Bằng cách kết hợp các
phương pháp bao gồm điều khiển bằng tay, lên lịch trình, sử dụng cảm biến hiện
diện thực hiện các hiệu ứng bật/tắt và điều chỉnh độ sáng, bạn có thể thiết kế một
hệ thống điều khiển chiếu sáng hiệu quả và kinh tế. Hãy cùng xét riêng từng
phương pháp, từng hiệu ứng tác động một và cách thức chúng hoạt động kết hợp
với nhau.
b) Lợi ích của hệ thống điều khiển chiếu sáng
Những lợi ích thiết thực của hệ thống lighting control:
Tiết kiệm năng lượng: Trong một tòa nhà, triển khai lighting control có thể
giảm thiểu năng lượng tiêu thụ cho việc thắp sáng lên đến 30%, giúp giảm năng
lượng toàn tòa nhà đi khoảng 10% hoặc cao hơn.
Sự tiện nghi: Việc chiếu sáng được tự động, được giám sát, được lập trình
sao cho đem đến sự thoải mái cho con người.
Cung cấp thông tin: từ các bộ điều khiển kỹ thuật số, thông tin về trạng thái,
thông số vận hành, quá trình hoạt động, điện năng tiêu thụ… liên tục được hiển thị,
lưu giữ và truyền tải về các khu vực quản lý trung tâm của tòa nhà. Các thông tin
từ đó được phân tích, giám sát và cải tiến hiệu quả của việc chiếu sáng.
5

Gia tăng hiệu năng làm việc: Các nghiên cứu cho thấy việc tối ưu hóa chiếu
sáng sẽ giúp cho con người trong không gian sống làm việc hiệu quả hơn. Học sinh
có thể gia tăng 26% của việc tiếp thu bài, hay là công nhân gia tăng gần 40% năng
suất khi việc chiếu sáng kết hợp với ánh sáng ban ngày được triển khai hợp lý.
An ninh, an toàn: các đèn thoát hiểm hay các khu vực bãi xe, hành lang, lối
đi sẽ được giám sát và vận hành có chương trình, từ đó tăng cường khả năng an
ninh cho khu vực người sinh sống.
 Công nghệ ngày nay cho phép bạn chăm sóc ngôi nhà mình theo các cách

hoàn toàn khác biệt với trước đây. Ngôi nhà bạn sẽ không còn ở vào tình thế
chỉ “đủ sáng cho sinh hoạt” nữa, mà thay vào đó bạn hoàn toàn có thể kiểm
soát việc chiếu sáng theo phong cách riêng của mình. Việc điều khiển chiếu
sáng này không chỉ đem lại cho bạn sự tiện nghi, phong cách hiện đại, mà nó
còn giúp bạn tiết kiệm được điện năng tiêu thụ, tiết kiệm được tiền điện
hàng tháng.

1.3. Kiến trúc hệ thống
a) Giới thiệu về hệ thống điều khiển chiếu sáng
Thiết kế là để có cái nhìn tổng thể trước khi bắt tay thi công lắp đặt, chứ không
phải thiết kế xong không áp dụng được. Đó là khó khăn gặp phải của những người
chưa có kinh nghiệm hay mới bắt tay vào nghề. Nói chung là thực hiện được công
việc lên kế hoạch bản vẽ thiết kế hệ thống điện chiếu sáng là còn phải kết hợp từ
nhiều yếu tố: kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế, sáng tạo trong công việc,
…
b) Sơ đồ kiến trúc hệ thống điều khiển chiếu sáng

6


7

2.

Khái niệm và chức năng của hệ thống điều khiển chiếu sáng trong tòa

nhà

2.1. Khái niệm
Điều khiển chiếu sáng (Lighting Control) bao gồm từ những cái đơn giản như
một công tắc điện gắn trên tường cho đến cả những hệ thống điều chỉnh độ sáng
phức tạp kết nối với các bộ phận khác nhau trong tòa nhà.
Trong một số ngành công nghiệp, chiếu sáng chiếm đến hơn 60% hóa đơn tiền
điện và 40% tổng lượng năng lượng tiêu thụ. Cộng thêm các chi phí gián tiếp, như
tăng tải hệ thống lạnh và tăng chi phí bảo dưỡng đèn, chi phí tổng thậm chí còn cao
hơn nữa. Nhằm giảm thiểu lượng chi phí năng lượng quá cao, các tiêu chuẩn và
quy chuẩn như California Title 24 và ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1, Energy
Efficient Design of New Buildings Except Low-Rise Residential Buildings, yêu
cầu một số loại hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động đối với tất cả các công
trình xây mới hoặc cải tạo quy mô lớn. Cho dù ngay cả khi không được yêu cầu
bởi Quy chuẩn, người thiết kế vẫn luôn tính đến việc điều khiển chiếu sáng tự động
như một giải pháp hiệu quả về kinh tế cho khách hàng của họ..
Hệ thống điều khiển chiếu sáng bao gồm một dải rộng các thiết bị, từ các nút
công tắc giản đơn đến những hệ thống thay đổi độ sáng phức tạp có kết nối với các
bộ phận khác nhau của tòa nhà. Mỗi một loại hệ thống có một khả năng và mức giá
riêng. Bạn tự mình quyết định sẽ chọn hệ thống nào phù hợp nhất cho công trình.
Nhu cầu về độ sáng sẽ thay đổi theo mục đích sử dụng (ví dụ, chiếu sáng công sở,
hành lang, buồng vệ sinh, phòng tập luyện,…) và đặc tính của khu vực (kích thước,
hình dáng, chiều cao trần, lượng ánh sáng tự nhiên), vì thế cho nên hầu hết các tòa
nhà đều chứa nhiều hơn một loại hệ thống điều khiển chiếu sáng. Kết hợp các công

nghệ lại với nhau là phương án tiết kiệm hiệu quả nhất.
Hệ thống chiếu sáng bao gồm hệ thống chiếu sáng tự nhiên và hệ thống chiếu sáng
nhân tạo.
Trong đó hệ thống chiếu sáng nhân tạo bao gồm các bóng đèn (đèn huỳnh quang,
đèn sợi, đốt đèn compact, đèn LED, đèn cao áp,…) phục vụ chiếu sáng các phòng
làm việc phòng dịch vụ sinh hoạt chung.
8


Ánh sáng là một phần của rất nhiều loại sóng điện từ bay trong không gian. Những
loại sóng này có cả tần suất và chiều dài. Hai giá trị này giúp phân biệt ánh sáng
với những dạng năng lượng khác trên quang phổ điện từ.
2.2.

Hiện tượng gây phát sáng

Nóng sáng: VD: Đèn sợi đốt.

Phóng điện: VD: Sét, đèn huỳnh quang.

Phát quang điện: VD: Đèn led.

9


Phát sáng quang điện: VD: một số chất có khả năng phát lân quang.

2.3. Chức năng
Hệ thống chiếu sáng được thiết kế và lắp đặt với các chức năng tùy theo yêu cầu
của từng tòa nhà. Hệ thống chiếu sáng thông thường có các chức năng:

• Bật – Tắt được từ xa, theo dõi được trạng thái của các tuyến đèn được điều
khiển.
• Thực hiện lệnh Bật – Tắt tự động theo lịch trình đặt sẵn bởi người quản lý hệ
thống tại máy tính điều khiển trung tâm.
• Thực hiện Bật – Tắt tại chỗ nhờ các công tắc khả trình trong hệ thống
Lighting Control, các công tắc này được nối mạng truyền thông EIB với bộ
điều khiển kỹ thuật số DDC và có thể lập trình để điều khiển cho một tuyến
đèn hay một nhóm tuyến đèn.
• Thay đổi mức ánh sáng bằng cách sử dụng cửa sổ màu
• Cho phép thay đổi riêng lẻ hệ thống đèn thông qua máy tính hoặc hệ thống
điện thoại.
• Liên kết các bộ điều khiển ánh sáng tới giao diện đồ họa với các biểu tượng
để có thể điều khiển tập trung được.
• Có thể tắt, bật mạng mạch thông qua sự điều khiển của máy tính

10


• Quản lý được sự tiêu thụ năng lượng bằng cách theo dõi thời gian sử dụng
trong phòng qua đó điều khiển ánh sáng cho phù hợp.

2.4. Thuật ngữ thường dùng
• Quang Thông là tổng lượng ánh sáng cho một nguồn sáng phát ra (đơn vị:
Lumen(lm=4π*cường độ sáng cd))
• Hiệu suất phát sáng là hiệu quả phát sáng của bóng đèn, bằng tỉ số giữa
quang thông của bóng đèn và công suất tiêu thụ( đèn có hiệu suất phát sáng
cao là đèn cho quang thông lớn và tiêu thụ năng lượng điện ít).
• Độ chói là cường độ sáng phát ra từ bề mặt nguồn sáng theo một hướng xác
định, gây nên cảm giác sáng đối với mắt, giúp nhận biết vật.
• Cường độ ánh sáng (ký hiêu I, đơn vị: Candela(cd)).

• Cường độ ánh sáng trên mỗi đơn vị diện tích tỉ lệ nghịch với bình phương
của khoảng cách tính từ nguồn (về bản chất là bán kính)
E=I/
Trong đó : E là độ chiếu sáng
I là cường độ sáng
d là khoảng cách
• Độ đồng đều là tỉ số giữa giá trị tối thiểu và giá trị trung bình của độ rọi
• Chỉ số màu (CRY): giống như màu thật
• Nhiệt độ màu (ᵒK): lên màu khác
• Độ tương phản là sự khác biệt giữa độ sáng của vật so với nền của vật đó.
2.5.

Các hình thức chiếu sáng

• Chiếu sáng trực tiếp: Hơn 90% ánh sáng được chiếu xuống dưới vì thế ánh
sáng ít bị tường hoặc sàn hấp thụ nhưng tạo nên bóng râm.

11


Ví dụ: Kiểu chiếu sáng này thích hợp với chiếu sáng bên ngoài, trực tiếp tăng
cường cho các phân xưởng và cho các văn phòng có diện tích lớn.
• Chiếu sáng bán trực tiếp: Từ 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống dưới.
Ví dụ: Kiểu chiếu sáng này thích hợp với các văn phòng, nhà ở và nhà hàng.
• Chiếu sáng hỗn hợp: Từ 40% đến 60% ánh sáng chiếu xuống dưới. Nó chỉ
được sử dụng cho những địa điểm của các bề mặt phản chiếu tốt
• Chiếu sáng bán gián tiếp: Từ 10% đến 40% ánh sáng chiếu xuống dưới
không gây chói lóa sốc bỏng và tạo môi trường dễ chịu
Ví dụ phù hợp chiếu sáng trong văn phòng nhà ở và một số không gian sinh hoạt
giao tiếp Trung

• Chiếu sáng gián tiếp hơn 90% ánh sáng chiếu lên trên chiếu sáng có hiệu
quả thấp nhất nhưng tiện nghi nhìn tốt không chói và sắp bỏng
Ví dụ kiểu rạp chiếu phim

3.

Phương thức điều khiển chiếu sáng trong tòa nhà
Hệ thống chiếu sáng cần phải lắp đặt sao cho có thể điều chỉnh bằng tay, lập trình
sẵn hay điều khiển tập trung tại phòng điều khiển.

3.1. Trực tiếp bằng tay
Các khối điều khiển số trực tiếp được kết nối với công tắc và thiết bị điều chỉnh độ
sáng của đèn được lắp đặt ngay trong khu làm việc của người sử dụng.
3.2. Điều khiển theo lịch trình
Hầu hết việc tiết kiệm năng lượng trong hệ thống chiếu sáng là nhờ việc điều khiển
theo lịch trình của hệ thống ánh sáng.
3.3. Điều khiển bằng các thiết bị cảm ứng
Bằng cách kết hợp các phương pháp bao gồm điều khiển bằng tay, lên lịch trình, sử
dụng cảm biến hiện diện thực hiện các hiệu ứng bật/tắt và điều chỉnh độ sáng, bạn
có thể thiết kế một hệ thống điều khiển chiếu sáng hiệu quả và kinh tế. Hãy cùng
xét riêng từng phương pháp, từng hiệu ứng tác động một và cách thức chúng hoạt
động kết hợp với nhau.
12


• Tác vụ On/off
Điều này xem ra có vẻ đơn giản, nhưng đôi khi đây là hiệu ứng điều khiển mà
các nhà thiết kế nhận định là có thể tạo ra các tính huống chiếu sáng không khả thi.
Ví dụ, hãy xem hệ thống đèn cao áp metal-halide. Thời gian tái kích hoạt (restrike
time – một bóng đèn sau quá trình hoạt động muốn bật lên trở lại cần trải qua một

khoảng thời gian để làm nguội gọi là restrike time), tức là khoảng thời gian từ lúc
bóng đèn được bật lên cho đến lúc phát ra được ánh sáng, đây là thông số rất quan
trọng cho hệ thống loại này Khi bóng đèn metal-halide được tắt đi, phải mất vài
phút để có thể phát ra ánh sáng nếu bạn bật nó trở lại. Nếu tất cả các bóng đèn nhà
bạn đều là loại metal-halide và bạn tắt chúng vào buổi tối, bạn sẽ phải chờ 15 phút
để bóng đèn đạt được độ sáng như ý khi bạn bật chúng vào ngày hôm sau. Bằng
cách thêm các loại bóng đèn khác, cũng như đưa một số bóng đèn nhất định vào
cấu hình “luôn bật”, bạn có thể giảm tác động của restrike time. . Trong quy hoạch
bố trí điều khiển chiếu sáng, cần rõ ràng các bóng đèn nào không được tắt và chú
tâm đến chiếu sáng lối thoát hiểm.
• Điều chỉnh độ sáng
Khi lên kế hoạch điều chỉnh độ sáng, cân nhắc mức thời gian từ lúc đèn
chuyển từ độ sáng thấp nhất lên mức 80%. Với bóng đèn huỳnh quang thì mức
điều chỉnh độ sáng thấp nhất còn được 20% – bạn sẽ không thể tiết kiệm được gì
hơn nếu chỉnh dưới mức này. Mức điều chỉnh đối với đèn metal-halide là 50%, bởi
vì bạn đang tái kích hoạt bóng đèn dưới mức đó. Hãy cẩn thận nơi bạn đặt các cảm
biến và cách bạn định hướng cho chúng. Bạn muốn các bóng đèn bật lên khi một
người hoặc một chiếc xe nâng đi vào khu vực, nhưng chắc chắn bạn không muốn
sự di chuyển liên tiếp đó làm các bóng đèn phài thay đổi độ sáng liên tục cả ngày
Khi bạn muốn thay đổi độ sáng dựa vào điều kiện ánh sáng xung quanh, cần một
độ trễ về thời gian để tránh những phiền toái khi phải giảm độ sáng.
• Điều khiển bằng tay
Điều chỉnh chiếu sáng bằng tay phạm vi từ một công tắc đến cả một tổ hợp
công tắc và dimmer, được thực hiện thông qua các nút công tắc, núm vặn, nút bấm,
điều khiển từ xa, và các phương thức khác. Điều khiển bằng tay là lựa chọn tiết
kiệm chi phí nhất cho những dự án quy mô nhỏ. Tuy nhiên, khi kích cỡ hệ thống
chiếu sáng tăng lên, phương án điều khiển bằng tay lại mất đi tính hiệu quả về chi
13

phí của nó. Nhưng chúng vẫn có thể làm một phần quan trọng của một kế hoạch
lớn hơn, bằng chứng là tính hiệu quả của nhiệm vụ chiếu sáng vận hành bằng tay.
• Điều khiển theo lịch trình đặt sẵn
Khi bạn xác định được một lịch trình làm việc mẫu, điều khiển chiếu sáng
bằng phương án đặt lịch thường là lựa chọn tốt nhất. Bạn có thể điều chỉnh lại bằng
tay để thực hiện công việc này khi khu vực cần chiếu sáng nằm ngoài thời gian cài
đặt bình thường. Điều khiển bằng tay thông thường kết hợp làm việc với điều
khiển bằng lịch để điều chỉnh theo một thời gian định trước Bạn nên để lỗi thoát
hiểm được chiếu sáng, không phụ thuộc vào lịch trình có người hiện diện hay
không. Nếu bạn không chắc chắn liệu một cấu hình như vậy có cần thiết cho
phương án chiếu sáng của mình, tham khảo tiêu chuẩn Life Safety Code, NFPA
101, cũng như tình trạng và quy định tại khu vực bạn sinh sống và quy định về
PCCC.
• Điều khiển bằng cảm biến hiện diện
Điều quan trọng nhất để cân nhắc với điều khiển bằng cảm biến hiện diện là
khái niệm khu vực. Tưởng tượng bạn có hệ thống điều khiển chiếu sáng gắn vào
bộ đọc thẻ đăng nhập của tòa nhà. Khi Bob đi làm vào một buổi chiều chủ nhật,
bạn không muốn toàn bộ cơ sở phải sáng đèn lên. Thay vào đó, bạn chỉ muốn các
bóng đèn ở lối vào, và bên trong văn phòng của anh ta được bật. Máy photocopy
và đài phun nước gần văn phòng Bob cũng được cấp nguồn. Giả sử anh ấy cần đến
một nơi khác trong tòa nhà. Các cảm biến chuyển động có thể theo dõi bước tiến
của anh ấy và đèn sáng lên tại khu vực trước mặt anh ấy. Khi anh đi vào khu vực
tiếp theo, cảm biến có thể tắt bóng đèn phía sau anh ấy hoặc để chúng sáng trong
một khoảng thời gian định sẵn (có thể là 1h). Tuy nhiên bạn không muốn các bóng
đèn tắt đi trong khi Bob ngồi xuống ghế không dịch chuyển hoặc khi anh ấy đang
làm việc sau vách ngăn và vượt ra ngoài phạm vi của cảm biến. Như vậy điều
khiển bằng cảm biến hiện diện, khi được ứng dụng hợp lý, nâng cao tính hiệu
dụng, an ninh, và hiệu quả năng lượng cho một tòa nhà. Nếu áp dụng không đúng
cách, sẽ khiến cho chủ nhà phải bỏ qua không dùng hoặc thậm chí là loại bỏ chúng
hoàn toàn.

• Thiết kế tốt phần điện
14


Bất kể bạn chọn hệ thống nào, điều quan trọng cần nhớ là các hệ thống điều
khiển chiếu sáng là các hệ thống điện với tải là các bóng đèn. Như với bất kỳ hệ
thống điện nào, bạn phải tuân thủ các quy tắc và thực tiễn thiết kế liên quan đến
quá tải, bảo vệ ngắn mạch, và nối đất. Tuy nhiên, việc ứng dụng sai các thiết bị
điều khiển chiếu sáng mà có dòng điện ngắn mạch bị giới hạn đang xảy ra phổ
biến. Các thiết bị bị đánh giá thấp này vẫn có thể làm việc được trong nhiều năm
mà không có sự cố gì.
• Lập kế hoạch điều khiển kết hợp
Nhiều văn phòng, cơ sở bán lẻ, hoặc các tòa nhà công nghiệp thành công trong
việc sử dụng các hệ thống được lịch trình sẵn trong vài trò chiến lược điều khiển
chủ đạo, bổ sung bởi các cảm biến hiện diện và các điều chỉnh bằng tay cho các
văn phòng nhỏ hoặc các khu vực sử dụng đặc biệt. Một hệ thống xương sống giúp:
Kiểm soát một cách dễ dàng lượng lớn năng lượng yêu cầu cho các không gian
rộng lớn.
• Bật tắt được các đèn HID.
• Liên kết được vào hệ thống tự động hóa tòa nhà tại nơi mong muốn.
Chương trình lịch có thể điều tiết số lượng lớn người cùng chia sẽ một không
gian mở, trong khi cho phép người dùng ghi đè dữ liệu vào hệ thống cho các
trường hợp đặc biệt hoặc khẩn cấp. Tuy nhiên, hệ thống lịch biểu không làm việc
tốt với các không gian nhỏ nơi mà lịch trình công việc có thể thay đổi của mỗi
người có thể tác động đến nhu cầu ánh sáng. Trong trường hợp này, một cảm biến
hiện diện hoặc công tắc bằng tay làm việc tốt hơn. Nếu bạn định điều khiển các
bóng đèn ngoài trời, bạn sẽ cần một thiết bị mạnh mẽ hơn những thứ trong nhà.
• Tạo hệ thống xương sống
Khi bạn sắp đặt một hệ thống điều khiển chiếu sáng, bạn đang thiết lập cái mà
hầu hết những người thiết kế gọi là “hệ thống xương sống”. Việc lập kế hoạch ở

giai đoạn này là rất quan trọng nếu muốn thành công, Thực hiện thiết kế phần điện
trước khi phát triển chi tiết của hệ thống điều khiển. Để thực hiện điều này một
cách chính xác, bạn cần giải quyết những điểm cân nhắc quan trọng sau:
15


Khả năng đóng ngắt điện. Đảm bảo hệ thống điều khiển chiếu sáng của bạn có
thể kiểm soát dòng điện ổn định, dòng khởi động qua đèn, sóng hài chấn lưu, và
dòng khi có sự cố. Bạn phải luôn có sự cân bằng giữa các yếu tố trên. Ví dụ, một
thanh ballast “sóng hài thấp” sẽ dẫn đến dòng khởi động cao – mà hệ thống của
bạn sẽ không thể kiểm soát nếu nó không có một sự sửa đổi đáng kể.
Vị trí lắp đặt. Bộ não của hệ thống điều khiển chiếu sáng sẽ phải được đặt gần
bảng chiếu sáng trong tủ điện. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, chủ sở hữu
và người lắp đặt thông thường để vị trí không đủ cho sự lắp đặt này Để diễn giải có
thể sử dụng một quy tắc của nghề mộc, “đo hai lần, lắp một lần”
Cài đặt lịch trình và thay đổi. Việc thay đổi lịch trình phải làm sao càng dễ thực
hiện càng tốt. Tạo một thiết kế linh hoạt cho phép các chương trình lên lịch khác
nhau cho các khu vực của tòa nhà với các nhu cầu khác nhau và lịch trình thay thế
cho những ngày cuối tuần và ngày nghỉ. Đảm bảo thêm khả năng điều chỉnh bằng
các công tắc gắn tường, điện thoại, hoặc giao diện kết nối cho trường hợp bất
thường.
Phân tuyến đèn và khoanh vùng chiếu sáng vừa đủ. Để tối đa hóa việc tiết
kiệm, các khu vực phải vừa đủ thích hợp; bạn không cần chiếu sáng toàn bộ mặt
bằng sàn để chỉ đáp ứng một người làm việc trễ. Mặt khác, các khu vực quá nhỏ sẽ
dẫn đến việc có thêm các mạch và chi phí lắp đặt chúng.
Dễ dàng thấy được tại sao có các dự án điều khiển chiếu sáng cho kết quả tầm
thường và tại sao có những dự án lại làm cho chủ đầu tư cảm thấy muốn giới thiệu
ngay với những vị khách của họ. Bằng cách chọn cách thức kết hợp chuẩn xác các
phương án điều khiển, bạn sẽ có một hệ thống thuộc vào loại thứ hai [được chủ đầu
tư hài lòng giới thiệu tiếp], và bằng cách để hệ thống đó dựa trên một nền tảng hệ

thống điện ổn định, bạn sẽ tạo ra một hệ thống đáng tin cậy với một chi phí thấp.

4.

Thiết kế điều khiển sáng trong tòa nhà

5.

Những chú ý trong Lighting Control System
- Trước hết, trừ khi là bạn đã được thấy và tiếp xúc với hệ thống kiểm soát ánh tiên
tiến tại nhà một người bạn hoặc trong phòng trưng bày của một đại lý cung cấp,
bạn có thể thậm chí không biết những gì thuật ngữ “lighting controls” (điều khiển
16


chiếu sáng) này nói đến. Đối với hầu hết mọi người, điều khiển chiếu sáng bao
gồm công tắc bật tắt on / off và bộ điều chỉnh sáng tối (dimmer), được đặt ở lối
vào phòng hoặc ngay trên đèn. Sự thật là, điều khiển ánh sáng có thể làm được
nhiều hơn thế. Chúng tôi đã tổng hợp và đưa ra năm điều mà mọi người không biết
để các bạn có một cái nhìn tổng quát hơn về hệ thống này.
- Nhưng trước tiên, chúng ta phải hiểu được rằng thế nào gọi là điều khiển chiếu
sáng. Cho dù đó là một cái dimmer gắn tường, nhiều điều khiển trong một căn
phòng hay một hệ thống điều khiển hoàn chỉnh, quản lý số lượng và chất lượng của
ánh sáng có thể giúp tiết kiệm năng lượng và cải thiện cho môi trường sinh hoạt
của gia đình bạn. Một hệ thống điều khiển ánh sáng, một khi được lắp đặt và cấu
hình đúng, có thể tích hợp tốt hơn lối sống của bạn với hệ thống điện tử cơ bản
nhất trong nhà của bạn: đèn chiếu sáng. Ngắn gọn mà nói, ánh sáng là thứ thiết
yếu, vậy thì tại sao rất nhiều người lại tự hạn chế bản thân với công nghệ cũ kỹ của
thập kỷ để kiểm soát việc chiếu sáng thiết yếu đó chỉ với bật và tắt?
1. Kiểm soát ánh sáng thực ra là đơn giản

- Một hệ thống chiếu sáng không phải là phức tạp và tốn kém. Chắc chắn, một cơ
ngơi màu rực rỡ với hàng trăm thiết bị chuyển mạch có thể là một công việc lớn,
nhưng đối với hầu hết mọi người, thật dễ dàng để bắt đầu từ cái nhỏ và xem xem
chúng có thể làm được những gì cho bạn. Với sự phát minh của công nghệ không
dây, hệ thống chiếu sáng có thể được dễ dàng cài đặt ở bất kỳ nhà nào với rất ít
việc cắt tường hoặc lắp đường dây mới. Bởi vì hầu hết các điều khiển là ở chính
cái bàn phím, nên có rất ít thứ mà cần phải được lắp đặt. Ngoài ra, tất cả mọi loại
đèn đều có thể được tích hợp: bóng đèn, đèn chùm, đèn hộp, đèn phong cảnh, đèn
sợi đốt, đèn huỳnh quang compact, halogen, và đèn LED.
2. Làm cho cuộc sống dễ dàng hơn
- Nếu bạn có một ngôi nhà lớn, bạn có thể quen thuộc với nhiệm vụ đi qua từng
phòng và tắt đèn trong phòng đang trống người, đặc biệt là nếu có trẻ em trong
nhà. Một hệ thống điều khiển ánh sáng có thể làm cho việc quản lý chiếu sáng trở
nên dễ dàng với bộ điều khiển không dây hoặc bàn phím gắn trên tường. Cảm biến
hiện diện (occupancy sensor) có thể tự động tắt đèn khi tất cả mọi người đã rời
khỏi phòng. Và trước khi đi ngủ bạn có thể nhấn một nút từ trên giường của
bạn để kích hoạt từ xa ngữ cảnh “NightTime” (Giờ Ngủ) để tắt tất cả các đèn
17


chính, bật đèn an ninh bên ngoài và để lại một ánh sáng mờ trên hành lang mà
không cần phải ra khỏi giường của bạn để thực hiện.
3. An toàn và bảo mật
- Hầu hết mọi người cảm thấy an toàn hơn với một chút ánh sáng được bật lên.
Điều này bắt đầu khi chúng ta còn là những đứa trẻ, khi đó có đèn ngủ nhỏ để giúp
chúng ta đi ngủ. Bây giờ khi trưởng thành, chúng tôi nhận ra rằng ánh sáng không
chỉ làm cho chúng ta cảm thấy an toàn hơn (và giúp ngăn) kẻ đột nhập, mà chúng
còn có thể ngăn ngừa chấn thương do tai nạn do té ngã.
- Một hệ thống chiếu sáng có thể thêm vào cho hệ thống an ninh nhà của bạn bằng
nhiều cách. Đầu tiên, bạn có thể lập trình những cảnh ánh sáng mô phỏng như có

người trong nhà khi bạn đang đi du lịch. Đơn giản chỉ cần lập trình một chế độ ” đi
nghỉ” trong hệ thống chiếu sáng của bạn, và nó sẽ bật và tắt đèn để tạo ra sự xuất
hiện có người trong nhà hiệu quả hơn nhiều so với các timer (bộ định thời) cơ bản.
- Để tránh không về nhà mà phải đi trong bóng đêm, đèn của bạn có thể được lập
trình để tự động sáng lên khi bạn vào đến đường lái xe hoặc mở cửa nhà để xe.
Một thiết bị điều khiển không dây trong xe của bạn có thể bật một chuỗi các đèn
sáng lên trên một lối đi và các phòng chính trong nhà của bạn.
4. Tiết kiệm năng lượng
- Điều khiển ánh sáng không chỉ thuận tiện; nó cũng là một phương pháp thực thi
việc quản lý năng lượng. Nhiều nhà tích hợp chỉ ra rằng giảm độ sáng xuống 10
phần trăm sẽ tạo ra năng lượng tiết kiệm, mà vẫn không có sự thay đổi đáng chú ý
về độ sáng của căn phòng. Một hệ thống điều khiển có thể làm điều đó tự động để
chủ nhà không cần phải phiền phức với các dimmers đơn lẻ.
- Cảm biến phòng cũng có thể tự động tắt đèn khi không có người cư ngụ, và đèn
ngoài trời có thể được kết nối với bộ cảm biến hoặc đưa vào lịch trình để
chúng không vô tình sáng lên ban ngày. Điều khiển ánh sáng, kết hợp với rèm che
cửa sổ có điều khiển có thể giúp tối đa hóa việc sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu
sáng và sưởi ấm nhà của bạn. Cảm biến ánh sáng ban ngày có thể kích hoạt một hệ
thống điều khiển tự động điều chỉnh màn che cửa sổ của bạn, ngăn ngừa quá nhiều
sức nóng tăng lên qua các cửa sổ và buộc hệ thống điều hòa không khí của bạn làm
việc khó nhọc hơn. Trong những tháng mùa lạnh, cảm biến ánh sáng và cơ cấu che
18


chắn cửa sổ tự động có thể làm ngược lại bằng cách tận dụng các tia ấm lên của
mặt trời.
5. Ánh sáng để Décor (trang trí)
- Trong khi mọi người có thể phải chi hàng ngàn USD trang trí nhà cửa của họ
nhằm tạo ra đúng cái nhìn ưa thích, họ thường không nhận ra rằng ánh sáng xung
quanh có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc làm thế nào để trông trang

hoàng hơn. Chiếu sáng có điểm nhấn thích hợp có thể làm tăng khung cảnh và tạo
ra một môi trường thăng hoa cảm xúc, thay cho sự đơn điệu, nhàm chán. Ánh sáng
tạo ra thêm chiều sâu cũng như các tác động về màu sắc một cách hợp lý, giúp tôn
thêm vẻ đẹp cho ngôi nhà của bạn.
- Sử dụng màn và rèm, kết hợp với bộ cảm biến ánh sáng ban ngày, sẽ dễ dàng để
tạo ra những căn phòng tiết kiệm năng lượng. Sự pha trộn thích hợp của ánh sáng
ban ngày và ánh sáng điện giúp làm đẹp nhà bằng cách làm cho không gian có tính
mời gọi hơn và thoải mái hơn. Sử dụng màn che tự động và rèm trang trí nội thất
để bảo vệ nội thất nhà của bạn khỏi ánh mặt trời cũng là việc làm đem lại lợi ích
thiết thực. Hệ thống điều khiển ánh sáng tiên tiến sẽ tích hợp với các màn che để
điều chỉnh mức độ mở-hẹp của màn dựa trên vị trí của mặt trời suốt cả ngày.
- Ngoài ra, những ngữ cảnh chiếu sáng bên ngoài được lập trình có thể tạo ra một
cái nhìn ấn tượng cho một ngôi nhà bằng cách nêu bật cảnh quan kiến trúc và các
điểm đặc trưng mà nếu không có các ngữ cảnh được lập trình này, sẽ chẳng ai để ý
đến.
6. Nhận xét
Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu trên mạng Internet, các tài liệu kỹ thuật để
hoàn thành bài tập lớn. Về cơ bản, đề tài trên đã giới thiệu các khái niệm về hệ
thống điều khiển chiếu sáng trong tòa nhà… Từ đó thấy rằng việc áp dụng tự động
hoá cho việc điều khiển và bảo vệ an ninh toà nhà là rất cần thiết đối với các công
trình lớn của chúng ta. Về môn học, đem lại sự hiểu biết về việc thiết kế và điều
khiển hệ thống tự động hóa trong tòa nhà nói chung và hệ thống thiết kế chiếu sáng
trong tòa nhà nói riêng. Quá trình tự động giúp tiết kiệm năng lượng trong quá
trình sử dụng, sự thuận tiện trong cuộc sống, không những thế nó giúp toà nhà thân
thiện với môi trường.
19


Kết quả mà chúng ta nhận thấy qua đề tài trên đó là sự phát triển không ngừng
về vấn đề tự động trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Giờ đây việc điều

khiển các thiết bị tự động hoá toà nhà đã có các phần mềm chuyên dụng, giao diện
đồ hoạ giúp người vận hành có thể thao tác dễ dàng từ đó thấy được kết quả mô
phỏng hữu ích trong việc thi công và lắp đặt.
Tuy vậy, do thời gian và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai
sót, nhầm lẫn. Em mong nhận được những góp ý của các Thầy và các Cô cùng các
bạn để bản đề tài của em được hoàn thiện hơn.

20