thiết kế cung cấp điện và chiếu sáng cho tòa nhà 20 tầng ( DHCNHN)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà 20 tầng
Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Nguyễn Văn Hùng
Nhóm sinh viên thực hiện:

Họ tên

Mã sinh viên

Phùng Văn Long

1041040033

Bùi Đình Tuấn

1041040017

Nguyễn Danh Việt

1041040111

Hà Nội – 2018


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................3
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG................................................................4
1.1. Lý thuyết về ánh sáng.......................................................................................4
1.2. Giới thiệu về Dialux Evo..................................................................................18
1.3. Thiết kế tính toán chiếu sáng cho tòa nhà........................................................19
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN................................................43
2.1. Các phương pháp xác định phủ tải tính toán....................................................43
2.2. Xác định phủ tải tính toán tòa nhà....................................................................44
CHƯƠNG 3. SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ................................................50
3.1. Các phương pháp cấp điện...............................................................................50
3.2. Tính toán chọn dây dẫn....................................................................................51
CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN THIẾT BỊ.....................................................................53
4.1. Lựa chọn thiết bị...............................................................................................53
4.2. Lựa chọn máy phát điện...................................................................................53
4.3. Lựa chọn tủ trung thế........................................................................................53
4.4. Lựa chọn tủ tổng cho tòa nhà...........................................................................55
4.5. Lựa chọn tủ điện cho cả tầng............................................................................57
CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT..............................................................58
5.1. Khái niệm chung...............................................................................................58
5.2. Tính toán chống sét...........................................................................................59
CHƯƠNG 6. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG..................................................63

2


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập qúa trình công nghiệp hóa hiện đại hóa được

phát triển rất mạnh mẽ. Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được rất nhiều
các thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kì mới thời kì
công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong quá trình đó thì ngành điện đã đóng một vai
trò hết sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất
công nghiệp. Ngoài sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của
người dân càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông
nghiệp và dịch vụ tăng lên không ngừng theo từng năm, nhu cầu đó không chỉ đòi
hỏi về số lượng mà còn phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu
cầu đó chúng ta cần phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu
kĩ thuật, an toàn, tin cậy và phù hợp với mức độ sử dụng. Do đó đồ án thiết kế hệ
thống cung cấp điện là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành hệ thống điện.
Môn học và bài tập lớn môn “Thiết kế hệ thống cung cấp điện” là một bước
làm quen của sinh viên ngành hệ thống điện về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện vì
nó là một đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế.
Sau một thời gian làm bài tập lớn, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn
Hùng, đến nay, về cơ bản nhóm chúng em đã hoàn thành nội dung bài tập lớn môn
học này. Do mới chỉ là lần đầu tiên được tiếp xúc và thực hành thiết kế hệ thống
điện nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, nhóm em rất mong được sự chỉ bảo,
giúp đỡ của các thầy giáo để những bài tập lớn và đồ án sau này được hoàn thiện
hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác
sau khi tốt nghiệp.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hùng đã nhiệt tình
giúp đỡ nhóm chúng em hoàn thành bài tập lớn môn học này.

3


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Từ thời sơ khai cả văn minh đến thời gian gần đây, con người chủ yếu tạo ra
ánh sáng từ lửa mặc dù đây là nguồn nhiệt nhiều hơn ánh sáng. Ở thế kỉ 21, chúng
ta vẫn đang sử dụng nguyên tắc đó để sản sinh ra ánh sáng và nhiệt qua các loại đèn
nóng sáng. Chỉ tập trong vài chuc năm gần đây, các sản phẩm chiếu sáng đã trở nên
tinh vi và đa dạng hơn nhiều. Theo ước tính, tiêu thụ năng lượng của việc chiếu
sáng chiếm khoảng 20-45% tổng tiêu thụ năng lượng của một tòa nhà thương mại
và khoảng 3-10% trong tổng thiêu thụ năng lượng của một nhà máy công nghiệp.
1.1 Lý thuyết về ánh sáng
Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm
trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người (tức là từ
khoảng 380 nm đến 700 nm). Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được
mô tả như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon.
Ánh sáng có tốc độ rất nhanh, điều này dễ hiểu khi trời mưa, ta thấy cái chớp
xong rồi một lúc mới nghe tiếng rầm.
Ánh sáng lạnh là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ tím.
Ánh sáng nóng là ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng đỏ. Ánh sáng có quang
phổ trải đều từ đỏ đến tím là ánh sáng trắng; còn ánh sáng có bước sóng tập trung
tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là "ánh sáng đơn sắc".
1.1.1 Hiện tượng phát sáng
Ánh sáng được phát ra từ vật thể là do những hiện tượng sau:
•

Nóng sáng: Các chất rắn và chất lỏng phát ra bức xạ có thể nhìn thấy được
khi chúng được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1000K. Cường độ ánh sáng
tăng lên và màu sắc bề ngoài trở nên sáng hơn khi nhiệt độ tăng.
• Phóng điện: Khi một dòng điện chạy qua chất khí, các nguyên tử và phân tử
phát ra bức xạ với quang phổ mang đặc tính của các nguyên tố có mặt.
• Phát quang điện: Ánh sáng được tạo ra khi dòng điện chạy qua những chất
rắn nhất định như chất bán dẫn hoặc photpho.
• Phát sáng quang điện: Thông thường chất rắn hấp thụ bức xạ tại một bước

sóng và phát ra trở lại tại một bước sóng khác. Khi bức xạ được phát ra đó
4


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

1.1.2
•

•
•

có thể nhìn thấy được, hiện tượng được gọi là sự phát lân quang hay sự phát
huỳnh quang.
Các yêu cầu chung về chiếu sáng trung cư
Tiện nghi thị giác:
- Không chói mắt.
- Chiếu sáng vừa đủ.
- Chiếu sáng đồng đều.
- Trung thực về màu sắc.
- Không bị bóng che.
- Không bị phản chiếu.
Giảm thiểu năng lượng sử dụng.
Chỉ tiêu và chất lượng chiếu sáng:

ST
T
1

Không gian

Phòng khách

Độ rọi Độ đồng Chỉ
số Mật
độ Giới hạn hệ
đều
hoàn màu công suất số chói lóa
300
0.7
80
13
19

2
3

Phòng ngủ
Phòng bếp,ăn

100
500

4

Hành lang, ban 100
công
Công trình phụ 200

5

80
80
0.5

8
13

22
22

7

28
28

1.1.3 Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng
● Cường độ sáng:
Cường độ sáng là đại lượng quang học cơ bản dùng trong việc đo thông số
nguồn sáng, là một trong 7 đơn vị cơ bản của hệ thống đo lường quốc tế SI (System
International), 7 đơn vị đo lường cơ bản (m: mét, kg: kilogam, s: giây, A: Ampe, K:
kelvin, mol, cd: candela).
Cường độ sáng là năng lượng phát ra 1 nguồn ánh sáng trong 1 hướng cụ thể
và được tính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen
đẳng hướng trong một góc đặc. Một nguồn sáng 1 candela sẽ phát ra 1 lumen trên
một diện tích 1m2 tại một khoảng cách một mét kể từ tâm nguồn sáng. Có thể thấy
cường độ nguồn sáng giảm theo khoảng cách kể từ nguồn sáng. 1cd = 1lm/
5


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

1steradian. Một ngọn nến thông thường phát ra ánh sáng với cường độ sáng khoảng
một candela. Nếu phát thải trong một số hướng bị chặn lại bởi một rào mờ, nguồn
sáng này vẫn có cường độ khoảng một candela trong các hướng mà không bị che
khuất. Candela có nghĩa là “ngọn nến”. Từ tháng 10-1979 CIE đưa ra định nghĩa
mới của candela: Candela là cường độ sáng theo một phương của nguồn sáng đơn
sắc có tần số 540.1012 Hz (bước sóngλ=555nm) và có cường độ năng lượng theo
phương này là 1/683 W/Sr.
Ký hiệu : I (Viết tắt của tiếng Anh là Intensity : cường độ)
Đơn vị : Cd (candela).
Để biểu diễn sự phân bố cường độ sáng trong không gian người ta thường sử dụng
hệ toạ độ cực mà gốc là nguồn sáng và đầu mút là các vectơ cường độ sáng. Trong
thực tế, biểu đồ này được biểu diễn trong mặt phẳng hoặc nửa mặt phẳng bằng cách
vẽ đường cong cắt bề mặt này bởi một số mặt phẳng kinh tuyến xác định. Với các
nguồn đối xứng tròn xoay thì chỉ cần cắt bởi một mặt phẳng kinh tuyến.
● Quang thông:
Quang thông là đại lượng trắc quang cho biết công suất bức xạ của chùm ánh
sáng phát ra từ một nguồn phát sáng điểm. Đơn vị của quang thông trong các hệ
đơn vị SI, Quang thông (F) là đại lượng đo công suất phát sáng của 1 nguồn sáng.
Ngoài ra còn có các đại lượng khác như cường độ sáng ( ký hiệu I), đơn vị là
candela (cd); độ rọi (E), đơn vị lux (lx).
Quang thông của 1 số loại nguồn sáng:
1. Bóng sợi đốt 100W: F=1030lm
2. Bóng compact 20W: F=1200lm
3. Bóng sodium 250W: F=27500lm....
Ký hiệu: F
Đơn vị: lm (lumen)
● Độ chói:
Khi ta nhìn vào một nguồn sáng hoặc một vật được chiếu sáng, ta có cảm giác
bị chói mắt. Để đặc trung cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn hoặc bề mặt

phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt, người ta đưa ra định nghĩa độ
6


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

chói. Các nguyên tố diện tích của các vật được chiếu sáng nói chung phản xạ ánh
sáng nhận được một cách khác nhau và tác động như một nguồn sáng thứ cấp phát
các cường độ sáng khác nhau theo mọi hướng.
Để đặc trưng cho các quan hệ của nguồn sáng (nguồn sơ cấp và nguồn thứ cấp)
đối với mắt cần phải bổ sung vào cường độ sáng cách xuất hiện ánh sáng.
Quan hệ này có thể được minh họa bằng nhận xét sau đây: ví dụ một đèn sợi
đốt 40 W thực tế phát ra cùng một quang thông, nghĩa là cùng một cường độ theo
mọi hướng dù bóng đèn bằng thủy tinh trong hay thủy tinh mờ. Tuy nhiên đối với
mắt ta cảm thấy chói hơn khi bóng đèn bằng thủy tinh trong so với bóng thuỷ tinh
mờ.
Người ta định nghĩa độ chói L theo một phương cho trước, của một diện tích
mặt phát sáng dS là tỷ số của cường độ sáng dI phát bởi dS theo phương này và
diện tích biểu kiến của dS Ta nhận thấy độ chói của một bề mặt bức xạ phụ thuộc
vào hướng quan sát mà không phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn đến điểm quan
sát. Về sau chúng ta sẽ thấy độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng,
nó là cơ sở của các khái niệm về tri giác và tiện nghi thị giác. Độ chói mới phản
ánh chất lượng chiếu sáng, còn độ rọi chỉ phản ánh số lượng chiếu sáng mà thôi.
Bảng độ chói của một số nguồn thông dụng. Độ chói của bề mặt phản xạ ánh
sáng theo một phương còn gọi là độ trưng.
Nguồn sáng
Bề mặt mặt trời
Bề mặt mặt trăng
Bầu trời xanh
Bầu trời xám

Đèn sợi đốt 100W
Đèn huỳnh quang 40W
Giấy trắng khi độ rọi 400 lux

Độ chói cd/
165107
2500
1500
1000
6106
7000
80

Ký hiệu: L
Đơn vị: Cd/
1Cd/m2 là độ chói của một mặt phẳng phát sáng đều có diện tích 1m 2 và có cường
độ sáng 1Cd theo phương vuông góc với nguồn đó.
7


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

● Công suất bóng đèn:
Lượng điện năng tiêu thụ của đèn.
Năng lượng điện cung cấp cho nguồn sáng không phải biến đổi hoàn toàn thành
ánh sáng mà biến đổi thành nhiều dạng năng lượng khác nhau như hóa năng, bức
xạ nhiệt, bức xạ điện từ. Các bức xạ ánh sáng chỉ là một phần của bức xạ điện từ do
nguồn phát ra. Dưới góc độ kỹ thuật chiếu sáng ta chỉ quan tâm đến năng lượng
bức xạ ánh sáng nhìn thấy mà thôi, do đó người ta đưa ra khái niệm thông lượng
năng lượng của bức xạ ánh sáng nhìn thấy, đó là phần năng lượng bức xạ thành ánh

sáng của nguồn sáng trong một giây theo mọi hướng.
Đơn vị: Watt(W).
● Quang hiệu:
Quang hiệu là tỷ số giữa quang thông do nguồn sáng phát ra và công suất điện
mà nguồn sáng tiêu thụ, nghĩa là 1W điện tạo ra được bao nhiêu lumen. Có đơn vị
Lm/W. Ví dụ: đèn huỳnh quang T8 có công suất 36W, quang hiệu là 40~50 lm/W.
Vậy tổng quang thông phát ra = 36W*40~50 (lm/W) = 1440~1800lm. Vì thế ta
thiết kế máng đèn để gom lấy gần như toàn bộ quang thông này. Chỉ số quang hiệu
này sẽ giảm theo thời gian sử dụng, vì thế bóng đèn sẽ mờ dần và cần thay thế.
Trong kỹ thuật chiếu sáng người ta không dùng khái niệm hiệu suất theo nghĩa
thông thường (tính theo tỷ lệ %) mà sử dụng khái niệm quang hiệu. Quang hiệu thể
hiện đầy đủ khả năng biến đổi năng lượng mà nguồn sáng tiêu thụ thành quang
năng.
Một số tài liệu gọi khái niệm này là hiệu suất của nguồn sáng. Tuy nhiên, nếu
ta sử dụng khái niệm hiệu suất thì sẽ liên tưởng đến tỉ lệ % (giá trị ≤ 1) giữa các đại
lượng cùng đơn vị đo. Trái ngược hoàn toàn với quan niệm về hiệu suất, quang hiệu
lại có giá trị lớn hơn 1 rất nhiều và là tỉ số của 2 đơn vị đo khác nhau (lm/W) do đó
việc dùng khái niệm hiệu suất là không hợp lý.
● Độ rọi:
Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho bề mặt được chiếu sáng, là mật độ quang
thông trên bề mặt có diện tích S. Có nghĩa là mật độ quang thông của một nguồn
sáng 1 lumen trên diện tích 1m 2 . Khi mặt được chiếu sáng không đều độ rọi được
tính bằng trung bình đại số của độ rọi các điểm.
8


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Ký hiệu: E
Đơn vị: Lux hay Lx

● Độ trưng M, lumen/m2 (lm/m2 ):
Độ trưng tại một điểm của bề mặt phát xạ M là quang thông phát ra bởi một
đơn vị diện tích tại điểm đó, là tỉ số giữa quang thông phát ra bởi một nguyên tố bề
mặt chứa điểm đó và diện tích của nó.
Đơn vị đo độ trưng bức xạ: Watt/m2 (W/m2 );
Đơn vị đo độ trưng ánh sáng: lumen/m2 (lm/m2 ).
● Nhiệt độ màu (K):
Nhiệt độ màu của một nguồn sáng được thể hiện theo thang Kelvin (K) là biểu
hiện màu sắc của ánh sáng do nó phát ra. Tưởng tượng một thanh sắt khi nguội có
màu đen, khi nung đều đến khi nó rực lên ánh sáng da cam, tiếp tục nung nó sẽ có
màu vàng, và tiếp tục nung cho đến khi nó trở nên “nóng trắng”. Tại bất kỳ thời
điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của thanh thép
theo độ Kelvin (0 0C ứng với 273,15K) và gán giá trị đó với màu được tạo ra.
Đối với đèn sợi đốt, nhiệt độ màu chính là nhiệt độ bản thân nó. Đối với đèn
huỳnh quang, đèn phóng điện (nói chung là các loại đèn không dùng sợi đốt) thì
nhiệt độ màu chỉ là tượng trưng bằng cách so sánh với nhiệt độ tương ứng của vật
đen tuyệt đối bị nung nóng. Khi nói đến nhiệt độ màu của đèn là người ta có ngay
cảm giác đó là nguồn sáng “ấm”, “trung tính” hay là “mát”. Nói chung, nhiệt độ
càng thấp thì nguồn càng ấm, và ngược lại.
● Màu và sắc:
Màu và sắc không phải là những khái niệm đồng nhất. Trong tự nhiên ta gặp
các màu được chia thành hai nhóm: màu vô sắc và màu có sắc.
- Màu vô sắc như màu đen, trắng và xám (giữa đen và trắng), chúng không có
trong phổ ánh sáng mặt trời nên coi là “không màu”.
- Màu có sắc là tất cả các màu có trong phổ ánh sáng và các màu pha trộn giữa
chúng. Ánh sáng trắng ban ngày mà chúng ta nhìn thấy là ánh sáng phức hợp của
9


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

nhiều ánh sáng đơn sắc có phổ tần số liên tục trong miền bức xạ nhìn thấy, tuy vậy
chất lượng ánh sáng ban ngày thay đổi đáng kể theo điều kiện khí hậu, thời tiết.
Khi cảm thụ ánh sáng, con người chịu tác động tâm lý của màu sắc ánh sáng do
cơ chế “liên tưởng”. Ví dụ màu đỏ, da cam cho ta liên tưởng đến ngọn lửa và gây
cảm giác nóng. Các màu lam làm ta liên tưởng đến bầu trời, biển khơi và gây cảm
giác lạnh.
Sự liên tưởng trên tạo ra mối liên hệ nhiệt độ-màu, có nghĩa là ứng với mỗi
màu tương ứng với một nhiệt độ.
● Nhiệt độ màu:
Nhiệt độ màu của nguồn tính theo Kelvin diễn tả màu của các nguồn sáng so
với màu của vật đen được nung nóng từ 2000 đến 10.000 K. Nói chung, nhiệt độ
màu không phải là nhiệt độ thực của nguồn sáng mà là nhiệt độ của vật đen tuyệt
đối cho khi được đốt nóng đến nhiệt độ này thì ánh sáng do nó bức xạ có phổ hoàn
toàn giống phổ của nguồn sáng khảo sát.
Nhiệt độ màu cho ta cảm giác định tính về vùng cực đại trong phổ năng lượng
của nguồn sáng. Ta nói ánh sáng đèn sợi đốt là ánh sáng “ấm” vì có phổ năng lượng
cực đại nằm ở vùng bức xạ màu đỏ, còn ánh sáng đèn huỳnh quang là ánh sáng
“lạnh” vì phổ năng lượng bức xạ của nó giàu màu xanh da trời.
● Tác dụng tâm sinh lý của màu sắc:
- Ánh sáng nóng sẽ làm tăng thêm màu đỏ và cam cho đồ vật, làm sẫm đi các
màu xanh và lam. Màu nóng cho cảm giác nặng nề về khối lượng hơn so với các
màu khác và gây tâm lý kích thích, tạo ra cảm giác vui tươi, hưng phấn, gây tăng
huyết áp, tăng nhịp thở. Tuy nhiên màu nóng lại gây chóng mệt mỏi. Màu cam ảnh
hưởng tốt đến hệ tiêu hoá, màu vàng kích thích sự làm việc trí óc.
Vì những lý do trên ánh sáng nóng ấm thường được sử dụng ở không gian nhỏ
hẹp, tạo ra cảm giác gần gũi, trang trọng, tôn nghiêm, huyền bí và cổ kính.
- Ánh sáng trung tính (trắng) gây ấn tượng lạnh lùng và trống rỗng nhưng nó
làm tăng độ chói và sự tác động của các màu sắc đứng bên cạnh ánh sáng trung tính
thường được sử dụng khi cần có sự đồng đều, không nhấn mạnh một màu sắc đặc

biệt nào. Việc chiếu sáng các công trình có kiểu dáng đơn giản với yêu cầu chiếu
sáng đồng đều trên các mặt công trình thường sử dụng loại nguồn sáng này.
10


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Ngược với màu nóng, màu lạnh cho ta cảm giác nhẹ về khối lượng và xa xôi
về khoảng cách: Màu lục, màu lam cho ta cảm giác tươi mát, làm dịu đi sự kích
thích, tạo cảm giác bình yên, thư giãn. Màu tím ngoài cảm giác lạnh còn gây tâm lý
buồn chán, thụ động uể oải.
- Ánh sáng lạnh được dùng khi muốn tạo cảm giác thư giãn nghỉ ngơi, để tạo ra
khung cảnh phong cách hiện đại, phù hợp với các khu công cộng có không gian
rộng, khu vực có nhiều cây xanh. Tuy nhiên cần tránh dùng ánh sáng lạnh để chiếu
sáng mặt tiền các ngôi nhà ốp gạch đỏ hoặc sơn màu sẫm đặc biệt là các công trình
kiến trúc cổ. Tác động của màu sắc lên tâm lý của con người chủ yếu là do sự liên
tưởng.
Khi thiết kế chiếu sáng cần phải chọn nhiệt độ màu của nguồn sáng phù hợp
với đặc điểm tâm-sinh lý người, đó là với độ rọi thấp thì chọn nguồn sáng có nhiệt
độ màu thấp và ngược lại với yêu cầu độ rọi cao thì chọn các nguồn sáng "lạnh" có
nhiệt độ màu cao. Đặc điểm sinh lý này đã được Kruithof chứng minh. Qua các
công trình nghiên cứu của mình, ông đã xây dựng được biểu đồ Kruithof làm tiêu
chuẩn đầu tiên lựa chọn nguồn sáng của bất kỳ đề án thiết kế chiếu sáng nào (tất
nhiên sau đó còn có các tiêu chuẩn khác). Trong biểu đồ Kruithof, vùng gạch chéo
gọi là vùng môi trường ánh sáng tiện nghi. Với một độ rọi E (lux) cho trước, người
thiết kế chiếu sáng phải chọn nguồn sáng có nhiệt độ màu nằm trong miền gạch
chéo để đảm bảo không ảnh hưởng đến tâm-sinh lý của con người, nếu không đảm
bảo điều kiện này sẽ gây ra hiện tượng "ô nhiễm ánh sáng", có thể gây tổn hại đến
sức khỏe.
1.1.4 Các loại hệ thống chiếu sáng

 Đèn sợi đốt (GLS):

11


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

 Đèn Halogen-Vonfam

 Đèn huỳnh quang:
 Đèn huỳnh quang compact:

12


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

 Đèn hơi Natri:
•
Đèn hơi Natri cao áp:

Đặc điểm:
- Hiệu suất – 50 - 90 lumens/Watt (chỉ số hoàn màu tốt hơn, hiệu suất thấp
hơn)
- Chỉ số hoàn màu – 1 – 2
- Nhiệt độ màu – Ấm
- Tuổi thọ của đèn – 24.000 giờ, duy trì quang thông đặc biệt tốt
- Làm nóng – 10 phút, làm nóng trở lại – trong vòng 60 giây
- Sử dụng đèn sodium tại áp suất và nhiệt độ cao hơn sẽ làm đèn phản ứng
cao hơn.

- Bao gồm 1-6 mg natri và 20mg thủy ngân
13


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

- Khí nạp là Xenon.Tăng lượng khí sẽ cho phép giảm lượng thủy ngân,
nhưng sẽ khó khởi động đèn hơn.
- Ống hồ quang được đặt trong một bóng đèn có lớp khuyếch tán để giảm
chói.
- Áp suất càng cao, dải bước sóng càng rộng và chỉ số hoàn màu càng tốt,
hiệu suất càng thấp.
• Đèn hơi Natri hạ áp:
Đặc điểm:
- Hiệu suất – 100 – 200 lumen/Oát
- Chỉ số hoàn màu – 3
- Nhiệt độ màu – Vàng (2,200K)
- Tuổi thọ của đèn – 16,000 giờ
- Khởi động –10 phút, làm nóng trở lại –lên đến 3 phút
 Đèn hơi thủy ngân

Đặc điểm:
-

Hiệu suất – 50 - 60 lumen/Watt (trừ phần L)
Chỉ số hoàn màu – 3
Màu nhiệt độ – Trung gian
Tuổi thọ của đèn – 16.000 – 24.000 giờ, duy trì quang thông kém
Điện cực thứ ba có nghĩa bộ điều khiển đơn giản hơn và rẻ hơn.Một số nước
đã sử dụng MBF cho chiếu sáng đường phố nơi mà loại đèn SOX vàng được

xem là không phù hợp.
- Ống hồ quang chứa 100 mg thủy ngân và khí agon.Vỏ bằng thạch anh
14


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

- Không có catốt nung trước, điện cực thứ ba với khe hở ngắn hơn để bắt đầu
phóng điện.
- Bóng đèn bọc photpho bên ngoài. Nó cung cấp ánh sáng đỏ bổ sung sử dụng
tia cực tím để khắc phục xu hướng phóng ánh sáng màu xanh da trời/xanh lá
cây.
- Vỏ thủy tinh bên ngoài ngăn bức xạ cực tia cực tím.
 Đèn kết hợp:

 Đèn halogen kim loại:
Đèn halogen hoạt động tương tự đèn halogen vonfram. Khi nhiệt độ tăng,
hợp chất halogen diễn ra sự phân tách, giải phóng kim loại về phía hồ quang.
Halogen ngăn thành đèn bằng thạch anh khỏi bị kim loại có tính kiềm tấn công.

15


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Đặc điểm:
-

Hiệu suất – 80 lumen/Oát
Chỉ số hoàn màu – 1A – 2 tùy thuộc vào hỗn hợp halogen

Nhiệt độ màu – 3,000K – 6,000K
Tuổi thọ của đèn – 6.000 – 24.000 giờ, duy trì quang thông kém
Khởi động – 2-3 phút, làm nóng lại 10-20 phút
Lựa chọn về màu, kích thước và chủng loại của MBI đa dạng nhất so với
các loại đèn khác. Chúng là loại đèn hiện đại hơn so với hai loại đèn
phóng điện cường độ cao khác, do chúng có hiệu suất tốt hơn.
- Bằng cách thêm các kim loại khác vào thủy ngân, có thể phát ra quang
phổ khác.
- Một số chiếc đèn MBI sử dụng điện cực thứ ba để khởi động, nhưng
những chiếc khác, đặc biệt đèn trưng bày nhỏ hơn, đòi hỏi xung đánh lửa
điện áp cao.
 Đèn LED:
Đèn LED là loại đèn mới nhất bổ sung vào danh sách các nguồn sáng sử
dụng năng lượng hiệu quả. Trong khi đèn LED phát ra ánh sáng nhìn thấy được
ở dải quang phổ rất hẹp, chúng có thể tạo ra "ánh sáng trắng”. Điều này được
thực hiện nhờ đèn LED xanh có phủ photpho hay dải màu đỏ-xanh da trời-xanh
lá cây. Đèn LED có tuổi thọ từ 40.000 đến 100.000 giờ tùy thuộc vào màu sắc.

16


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

1.2. Giới thiệu về phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux Evo
Dialux là phần mềm thiếu kế chiếu sáng độc lập phát triển bởi công ty DIAL
GmbH- Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu, cho phép tính toán
thiết kế chiếu sáng trong nhà và ngoài trời với giao diện 3D trực quan sinh động
. Dialux tính toán chiếu sáng dựa theo tiêu chuẩn châu Âu như 1246, CE8995.
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 mà còn có thể nhập vào bộ đèn của

những hãng khác trên thế giới: Philip, Erco, Thorn,… thậm chí là của cả Rạng
Động hay Điện Quang Của Việt Nam.
Dialux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực hiện nhanh
chóng quá trình tính toán hoặc cho phép ta sửa đổi thông số trong đó. Cho phép
hỗ trợ các file bản vẽ CAD với các định dạng khác nhau như : DXF và DWG.
Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau và dự asn như: bàn ghế , TV,
giường, 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 toán chiếu sáng những không gian đặc biệt (trần nghiêng,
buồng nghiêng, có đồ vật,…) trong điều kiện có và không có ánh sáng tự nhiên.
Cũng giống như Luxicon, Dialux đưa ra một chương trình Winzand rất dễ dàng
sử dụng để tính toán chiếu sáng các đối tượng như: mặt tiền, bảng hiệu, đường
phố, chiếu sáng sự cố và chiếu sáng trong nhà. Dialux cũng cho phép ta lập
bảng báo cáo, tổng kết các kết quả dưới dạng số và đồ thị, hình vẽ,… và cũng
có thể chuyển các kết quả sang các dạng file khác nhau như: word, pdf,…
Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như bàn ghế, TV,
giường, cầu thang,… Bên cạnh đó, phần mềm có một thư viện với khá nhiều
vật liệu màu sắc phù hợp với dự án một cách rất trực quan và sinh động.
Có thể nói, Dialux là một chương trình tính toán chiếu sáng tương đối hiện đại.
Nó giúp ta thiết kế chiếu sáng một cách nhanh chóng và đưa ra một hệ thống
chiếu sáng đạt yêu cầu về cả số lượng và chất lượng.
Việc nắm vững chức năng này sẽ làm tăng thêm hiệu quả trong việc chọn, đánh
giá và chỉ định một hệ thống chiếu sáng. Dialux cho phép hỗ trợ nhiều định
dạng báo cáo đầu ra, từng dạng có thể in được riêng rẽ. Xây dựng một bản báo
17


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

cáo cho tiết hệ thống tính toán thiết kế chiếu sáng bao gồm những phần tử đầu

ra dưới dạng pdf và nhiều định dạng khác nữa. Ngoài ra, bạn có thể xuất kết
quả đến một file CAD. Có thể chỉnh sửa thiết kế trang cho những đầu ra riêng
rẽ.

1.3 Thiết kế tính toán chiếu sáng cho tòa nhà
1.3.1 Thiết kế chiếu sáng cho các tầng và phòng điển hình
 Căn hộ loại B1:
• Phòng sinh hoạt chung:
- Độ rọi yêu cầu: 300 lx
- Loại đèn được sử dụng: : Philips lights - DN130B D165 1xLED10S/840

18


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Phòng ngủ:
- Độ rọi yêu cầu: 100 lx
- Loại đèn được sử dụng: Philips lights - DN560B 1xLED8S/830 C

19


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

• Sảnh:
- Độ rọi yêu cầu: 100 lx
- Loại đèn được sử dụng: Philips lights DN560B 1xLED8S/830 C

20

Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

• Nhà vệ sinh:
- Độ rọi yêu cầu: 200 lx
- Loại đèn được sử dụng: Philips lights DN560B 1xLED8S/830 C

21


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

22


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

 Căn hộ loại C:
• Phòng sinh hoạt chung:
- Độ rọi yêu cầu: 300 lx
- Loại đèn được sử dụng: Philips lights DN130B D165 1xLED10S/840

23


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

• Phòng ngủ:
- Độ rọi yêu cầu: 100 lx

24


Bài tập lớn môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện

- Loại đèn được sử dụng: Philips lights DN560B 1xLED8S/830 C

25