Thiết kế chiếu sáng phòng làm việc, đường giao thông

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Giảng viên bộ môn
Sinh viên thực hiện
STTSV
MSSV

: Th.s TRỊNH NHẤT TIẾN
: NGUYỄN TẤN LÂM
: 37
: 11014335


Đề bài:
Câu 1: Thiết kế chiếu sáng cho phòng học có:
Chiều dài:

20 m

Chiều rộng :

9m

Chiều cao:

3,5 m

Hệ số phản xạ: 751
Kiểm tra lại thiết kế bằng phần mền Luxicon
Câu 2: Thiết kế chiếu sáng cho đường giao thông cấp B có bề rộng 32m, lớp phủ
R2, kiểm tra độ chói và độ rọi tại điểm là số thứ tự của sinh viên


Câu 1:
1.1 Kích thước phòng học
Chiều dài phòng học:

a = 20m

Chiều rộng phòng học:

b = 9m

Chiều cao từ trần đến sàn của phòng học: c = 3.5 m
Hệ số phản xạ của trần, tường, sàn: ρ1ρ 3ρ 4 = 751
Hệ số bù quang thông: vì lớp học là địa điểm sạch nên chọn hệ số bù quang thông
nhỏ: chọn d = 1.35
Chọn phương án lắp đèn âm trần nên: khoảng cách từ đèn đến mặt phảng làm việc
là: h = c – 0.85 = 2.65m ( giá trị 0.85m là khoảng cách từ sàn lên mặt phẳng làm
việc đã được quy định)
Khoảng cách từ đèn đến trần: h’ = 0
1.2 Tính chỉ số địa điểm K (là chỉ số đặc trưng cho kích thước hình học của địa
điểm)
K=
K=

a.b
h.(a + b)

( với 0.6 ≤ K ≤ 5 )

20.9
= 2.35
2.65.(20 + 9)

1.3 Tính tỷ số treo đèn: J
J=

h'
=0
h + h'

2.1 Chọn độ rọi yêu cầu: Eyc
Phòng học được quy định có độ rọi từ 300 – 500 lux (trang 94 giáo trình)
Chọn Eyc = 350 lux
3.1 Chọn kiểu chiếu sáng, máng đèn, loại bóng đèn
Chọn kiểu chiếu sáng trực tiếp mở rộng
Chọn máng đèn tán quang âm trần của hảng Rạng Đông có mã hiệu: FS-40/36x3M6
Đặc tính của máng đèn:
Bộ đèn âm trần lắp 3 bóng huỳnh quang T8 hoặc T10
Kích thước: L = 1.32m ( chiều dài máng đèn)
W = 0.6 m ( chiều rộng máng đèn)
H = 0.096m (chiều cao máng đèn)

Cấp của bộ đèn: 0.58H+0T
3.4 Chọn loại bóng đèn
Tiêu chuẩn lựa chọn
Dựa vào độ rọi yêu cầu, chọn bóng có nhiệt độ màu từ 3000 – 4600 k
Dựa vào tính chất công việc chọn bóng có chỉ số hoàn màu IRC > 70
Chọn bóng T8 Delux có:

Φ = 3200 lm
T 0 K = 4000 k

IRC = 80
4.1 Tính quang thông tổng cần cấp cho phòng học :
Φ=

Eyc.a.b.d
U

(với U = ηd .ud + ηi.ui )

Ở đây ηi = 0 nên ta chỉ cần xác định Ud
Dựa vào hệ số phản xạ, tỷ số treo đèn, cấp bộ đèn, chỉ số địa điểm K, nội suy giá trị
Ud ( trang 104 giáo trình)
K
Ud

2
73

Ud = 73 + (78 − 73).

2.35

0.35
= 76
0.5

Vậy quang thông tổng là: Φ =

350.20.9.1,35
= 192944lm
0,58.0,76

4.2 Số bộ đèn trong phòng :

Φt
192944
=
≈ 63(bóng ) ⇒ 21 (bộ)
Φđen
3200

5.1 Bố trí đèn:
Việc bố trí đèn phải thỏa mản các điều kiện sau:
Vì bộ đèn cấp H nên tỷ số

Điều kiện biên

Trong đó:

n

n
≤q≤
3
2
m
m
≤ p≤
3
2

n. max
= 1.5 ⇒ n max = 3.975m
h

2.5
78


n là khoảng cách giữa hai tâm của hai bộ đèn liên tiếp theo chiều dài phòng
m là khoảng cách giữa hai tâm của hai bộ đèn liên tiếp theo chiều rộng phòng
q là khoảng cách từ tâm bộ đèn ngoài cùng đến tường theo chiều dài phòng
p là khoảng cách từ tâm bộ đèn ngoài cùng đến tường theo chiều rộng phòng
Có nhiều cách bố trí đèn sao cho thích hợp, ở đây chọn ngẫu nhiên một giá trị n,m
cho đến khi thỏa mản được tất cả các điều kiện trên
Bố trí như sau:
Bố trí 7 bộ đèn theo chiều dài phòng khoảng cách giữa mỗi bộ là 3m
Bố trí 3 bộ đèn theo chiều rộng phòng khoảng cách giữa mỗi bộ là 3m
Kiểm tra:
n, m = 3 ≤ 3.975
3 20 − (6.3) 3

≤
≤
3
2
2

3 9 − (2.3) 3
≤
≤
3
2
2

Vậy với n,m =3; p = 1,5; q = 1 tất cả các điều kiện trên điều được thỏa mản
6.1 Kiểm tra lại thiết kế
6.2 Tính độ rọi
Eid =

N .Φbo.ηd
.( Rid .Fu ' '+ Sid )
1000.S .d

Với i = 1, 3, 4 ứng với E1d, E3d, E4d, ở đây chỉ xác định độ rọi trực tiếp vì độ rọi
gián tiếp bằng 0.
Nội suy giá trị quang thông tương đối riêng phần trên bề mặt hữu ích Fu’’(dựa vào
bảng tra trang 116-117 Giáo trình)
Ta có

K = 2.35 ∈ [2;2.5]
Km =

Kp =

2.m.n
2.3.3
=
= 1,13 ∈ [1;1,5]
h.(m + n) 2,65.(3 + 3)

a. p + b.q
20.1,5 + 9.1
=
= 0,5
h.(a + b) 2,65.(20 + 9)


α=

Kp 0.5
=
= 0.45 ⇒ Kp = 0.,45Km
Km 1,13

Dùng phép nội suy tuyến tính, nội suy giá trị Fu’’
K
2
2,5
Km
1
1,5
1

1,5
Kp
0 0,45 0,5
0 0,675 0,75 0 0,45 0,5
0 0,675 0,75
430
541 388
561 483
598 450
613
530
543
586
597
Fu’’
534
589
Với K = 2,35
573
Tính các giá trị R, S (bảng tra trang 118 Giáo trình)
Dựa vào các hệ số phản xạ, cấp bộ đèn, chỉ số địa điểm, tỷ số treo đèn.
K
2,5
2,35
3
Kết quả
R1
-0,174
-0,176
-1,746

R3
-1,432
-1,689
-1,51
R4
0,694
0,684
0,697
S1
257
263
255,2
S3
1530
1763
1426
S4
358
370
354,5
Độ rọi trên trần
E1d =

N .Φbo.ηd
21.9600.0,58
.( R1d .Fu ' '+ S1d ) =
.( −0,1746.573 + 255,2) = 74,5(lux )
1000.S .d
1000.20.9.1,35

Độ rọi trên tường
E3d = 269(lux)
Độ rọi lên mặt phẳng làm việc
E4d = 362(lux)
6.3 Kiểm tra
Kiểm tra độ rọi
∆E =

E 4 − Eyc 362 − 350
=
= 3,4% < 10% (thỏa mản)
Eyc
350

Kiểm tra tiện nghi nhìn
Độ chói của các vách bên

E 3 269
=
= 0,7 ∈ [0,5;0,8] (trang 112 Giáo trình)
E 4 362

Độ tương phản giữa bộ đèn và trần


Sự cảm nhận tiện nghi có liên quan đến sự cân bằng của các độ chói trong thị
trường
Được xác định bằng tỷ số r
r=

Lγ 75
Ltran

Trong đó:
Ltran là độ chói trung bình của trần
L γ 75 là độ chói của đèn quan sát dưới góc 75 độ
Ltran =

ρ1.E1 0,7.74,5
=
= 16,6 (cd/m2)
π
π

Lγ 75 =

Iγ 75.Φbo
1000.Sbk

Trong đó:
I γ 75 là cường độ sáng của bộ đèn dưới góc 75 độ (dựa vào đường cong trắc quang
của bộ đèn)
I γ 75 = 20 (cd)
Sbkdoc = WL.cos75+LH.Sin75 = 1,32.0,6.cos75+1,32.0,096.sin75 = 0,32 m2
Lγ 75 =

Vậy r =

Iγ 75.Φbo 20.3.3200
=

= 600 (cd/m2)
1000.Sbk 1000.0,32
Lγ 75 600
=
= 36 < 50 thỏa mản lao động thông thường
Ltran 16,6

7.1 Kiểm tra lại thiết kế bằng phần mềm
Dùng phần mềm LUXICON PRO của Dialux, phiên bản 4.10
Sau khi cài đặt Luxicon pro, tìm và cài đặt Plugins đèn của các hãng để lựa chọn
các bộ đèn trong khi thiết kế bằng phần mềm. Thông dụng nhất là các hãng Philips,
Thorn, và Paragon của Việt Nam.
Trình tự thiết kế bằng phần mềm như sau:

Khởi động Luxicon pro


Nhấn next

Điền các thông tin cần thiết, hoặc bỏ qua tiếp tục nhấn next


Tại mục Room Geometry điền kích thước phòng dài, rộng, cao
Tại mục Reflection Factors điền hệ số phản xạ trần, tường, sàn
Tại mục Room Parameters tùy theo tính chất của địa điểm mà chọn hệ số suy giảm
Tại mục Workplane chọn độ cao của mặt phẳng làm việc
Tại mục Luminaire selection chọn bộ đèn, ở đây chọn bộ đèn của hãng Philips có
mã hiệu:
TBH318 3xTL-D36W
Chọn bộ đèn này vì có các đặc tính giống bộ đèn của Rạng Đông đã sử dụng trong

thiết kế ở phần trước, sau khi chọn bộ đèn ta cũng có thể thay đổi quang thông và
công suất của bộ đèn cho phù hợp với yêu cầu
Sau đó nhấn next


Tại mục Calculation Paramaters điền độ rọi yêu cầu
Tại mục Horizontal Amangement điền các thông số bố trí đèn giống như thiết kế ở
phần lý thuyết
Sau đó nhấn next

Ta có các thông số sau:
Độ rọi trung bình: 390 lux
Độ rọi nhỏ nhất : 235 lux
Độ rọi lớn nhất : 462 lux
Nhấn next


Chọn kiểu xuất file
Ở đây chọn xuất file PDF
Kết thúc
Hiển thị bằng 3D

Nhận xét:
So sánh giữa việc tính toán bằng tay và phần mềm nhận thấy còn nhiều sai xót,
hãng Rạng Đông chưa có Plugins đèn để tính toán bằng Luxicon pro nên việc chọn


bộ đèn trong phần mềm chỉ mang tính tương đối. Ngoài ra khuyết điểm lớn nhất là
chưa hiểu sâu về Luxicon pro nên không tận dụng hết ưu điểm của phần mềm.

Câu 2:
1.1 phân tích số liệu ban đầu
Đường cấp B được quy định là:
Cấp
B

Loại đường
Đường cái

Mốc
Sáng

Ltb
2

Uo
0,4

U1
0,7

G
5

Đường hình tia
Lớp phủ đường R2: là nhựa đường có 10-15% chất màu trắng nhân tạo, nhựa đường
có nhiều hạt có kích thước lớn hơn 10 mm
Nhựa đường đổ sau khi thi công, ở trạng thái còn mới
Ngoài ra dựa vào các hệ số Qo,S1,S2 ta xác định mặt đường tương đối tối (trang

200 Giáo trình)
Bề rộng đường: 32m
1.2 Xác định phương án bố trí đèn
Đối với đường có bề rộng lớn như trên phương án bố trí cột đèn hai bên đối diện
nhau là tối ưu nhất
Để đảm bảo sự đồng điều của độ chói ngang ta chọn chiều cao đèn thỏa mản
h ≥ 0.5l ⇒ h = 16m
1.3 Khoảng cách giữa các cột đèn
Chọn bộ đèn kiểu chụp vừa vì:
Theo tiêu chuẩn TCXDVN259:2001 quy định đối với đường giao thông thì phải sử
dụng kiểu chụp đèn này, mặc khác sự phân bố ánh sáng của đèn này có khả năng
hạn chế chói lóa rất tốt (Kỹ thuật chiếu sáng đô thị- Nguyễn Mạnh Hà)
Tra bảng tỷ số e/h (trang 169 giáo trình)
Emax/h = 3,5
Vậy Emax = 3,5.16 = 56m
Chọn 54m
1.4 Độ vươn cần đèn
Thường dùng là S = 1,2; 1,5; 2,4m (trang 64 Kỹ thuật chiếu sáng đô thị- Nguyễn
Mạnh Hà)
Ở đây chọn độ vươn cần đèn là S = 1,5 m
Khoảng cách hình chiếu của đèn đến mép đường là a = 1m


1.5 Công suất của bộ đèn
Độ rọi trung bình của đường
R=

Etb
= 18 (trang 169 Giáo trình)
Ltb

Chọn bộ đèn
Chọn bộ đèn Natri cao áp, chụp vừa có mã hiệu SRS 201-SOX135
Hệ số sử dụng fu
l − a 32 − 1
=
= 1,94
h
16
a 1
=
= 0,06
h 16

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng của bộ đèn (trang 180 Giáo trình)
fuav = 0,3
fuar = 0,005
fu = fuav + fuar = 0,305
vì hai bộ đèn bố trí đối diện nên hệ số fu = 2.0,305 = 0,61
Hệ số già hóa
Là nghịch đảo của hệ số bù suy giảm gặp trong chiếu sáng trong nhà do sự già hóa
của các đèn và sự bám bẩn của pha đèn
V = V1.V2
Trong đó:
V1 là sự suy giảm quang thông theo thời gian
V2 là sự suy giảm quang thông do môi trường bụi tác động
Tra bảng trang 171 Giáo trình
V=V1.V2 = 0,9.0,95 = 0,855
Quang thông của đèn cần phát ra sau 1 năm
Φđ =

R.Ltb.l.e 18.2.32.54
=
= 119275lm
V . fu
0,855.0,61

Tra bảng 5.1 trang 65 Giáo trình chọn bóng đèn Natri cao áp có:
P = 1000W
Φ = 120000lm

2.1 Kiểm tra


Chỉ số tiện nghi
G = ISL + 0,97.lg(Ltb) + 4,41.lg(h’) – 1,46lg(P)
Trong đó:
h’ là độ cao của đèn đến tầm mắt: h’ = h-1,5 = 16 – 1,5 = 14,5
P là số bóng đèn trên 1 km đường
P = 2.(

1000
1000
+ 1) = 2.(
+ 1) ≈ 39 (đèn)
e
54

Chỉ số đặc trưng của bộ đèn ISL là 3,3
G = 3,3 + 0,97.lg2 + 4,41.lg14,5 – 1,46.lg39 = 6,3 (tạm chấp nhận)

2.2 Kiểm tra độ chói và độ rọi tại điểm là số thứ tự của sinh viên
Số thứ tự là 37( điểm có mũi tên màu đỏ)
Trong TCXDVN259 :2001 có hướng dẫn cách chia mạng lưới theo chiều dọc như
sau :
+ Khi e ≤ 18m thì lấy 3 điểm với khoảng cách lưới ≤ e/3.
+ Khi 18 < e ≤ 36m thì lấy 6 điểm với khoảng cách lưới ≤ e/6.
+ Khi 36 < e ≤ 54m thì lấy 6 điểm với khoảng cách lưới ≤ e/9.
Quy định này xác định độ rộng tối đa của ô lưới, do đó muốn chính xác hơn ta cần
chia ô lưới càng nhỏ càng tốt( Kỹ thuật chiếu sáng đô thị - Nguyễn Mạnh Hà)
Ta chia lưới như sau:
Bề rộng đường là 32 m chia 15 khoảng, mỗi khoảng cách nhau 2m, vậy có 16 điểm,
điểm đầu tiên và điểm cuối cùng cách mép đường 1m
Khoảng cách giữa hai đèn(cùng phía) là 54m, chia 9 khoảng mỗi khoảng cách nhau
6m, vậy có 10 điểm
Bắt đầu từ điểm số 1, đếm từ trái sang phải, từ trên xuống dưới ta có 160 điểm
Hình chiếu của đèn 1 nằm trên điểm số 1
Hình chiếu của đèn 2 nằm trên điểm số 10
Hình chiếu của đèn 3 nằm trên điểm số 160
Hình chiếu của đèn 4 nằm trên điểm số 151


Đèn 4

Xét sự ảnh hưởng của đèn 1 đến điểm cần tính

Ta có: AB = 6