THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO CHO PHÂN XƯỞNG BÓNG ĐÈN NUNG SÁNG CÔNG TY BÓNG ĐÈN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG NHÂN TẠO CHO PHÂN XƯỞNG BÓNG ĐÈN NUNG SÁNG CÔNG
TY BÓNG ĐÈN - PHÍCH NƯỚC RẠNG ĐÔNG.
3.1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng.
3.1.1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên.
3.1.1.1. Phương pháp tính toán chung.
Hệ thống chiếu sáng tự nhiên của phân xưởng sử dụng các cửa sổ bên hai phía để
lấy ánh sáng. Vì vậy, để thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên cho phân xưởng, ta
cần tính toán tổng diện tích cửa sổ đảm bảo hệ số độ rọi tự nhiên ≥ 1,0% (TCXD
29.68)
Tổng diện tích cửa sổ được tính theo công thức:

Scs =
e
tc
. η
cs
. K
fx
.Ss
100. τ
o
. r
1
(m
2
)
Trong đó:
Ss: Diện tích sàn cần chiếu sáng(m
2
)

e
tc
: Hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩn (%).
K
fx
: Hệ số ảnh hưởng bởi kiến trúc đối diện.
r
1
: Hệ số phản xạ ánh sáng trong phòng.
η
cs
: Chỉ số ánh sáng của cửa sổ.
τ
o
: Hệ số của cửa sổ tính cho vật liệu.
Khi tính được tổng diện tích cửa sổ, ta sẽ xác định số lượng cửa sổ và diện tích cho
mỗi cửa sổ để đảm bảo độ rọi tự nhiên theo đúng tiêu chuẩn.
3.1.1.2. Tính toán thiết kế cho phân xưởng Bóng đèn.
áp dụng phương pháp tính toán thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên cho phân
xưởng ta có:

Scs =
e
tc
. η
cs
. K
fx
.Ss
100. τ

o
. r
1
(m
2
)
Trong đó:
Diện tích sàn cần chiếu sáng của phân xưởng: Ss= 1925 (m
2
).
Hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩn của phân xưởng: e
tc
= 0,7%.
Chỉ số lấy ánh sáng của cửa sổ : η
cs
= 23.
Hệ số phản xạ ánh sáng trong phòng : r
1
= 1,4.
Hệ số của cửa sổ tính cho vật liệu : τ
o
= 0,378 .
Hệ số ảnh hưởng của kiến trúc nhà đối diện : K
fx
= 1.

Vậy tổng diện tích cửa sổ cần thiết để đảm bảo hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩn
trong phân xưởng là:
Scs = 0,7. 23. 1925
100. 0,378. 1,4

= 585 (m
2
).
Ta sẽ bố trí các cửa sổ đảm bảo hệ số độ rọi tự nhiên theo tiêu chuẩn cho các dãy
máy dọc theo phân xưởng ở gần cửa sổ.
Chọn cửa sổ có kích thước 4 x 3,5m. Khi đó, diện tích một cửa sổ sẽ là :
4 .3,5 = 14 (m
2
).
Số lượng cửa sổ là 20 cửa.
Vậy tổng diện tích cửa sổ là :
Scs = 20 . 14 = 280 (m
2
).
3.1.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo.
Như đã phân tích ở trên,việc sử dụng phương thức chiếu sáng chung đều bằng đèn
huỳnh quang ở phân xưởng là hợp lý.
Trên cơ sở đó, ta thiết kế lại hệ thống chiếu sáng nhân tạo cho phân xưởng cũng sử
dụng hệ thống đèn huỳnh quang. Loại đèn huỳnh quang được sử dụng là đèn
huỳnnh quang 36W 100% 3 phổ dưới dạng bộ máy đôi do chính Công ty sản xuất.
3.1.2.1. Phương pháp tính toán thiết kế chung.
Để đảm bảo độ rọi chiếu sáng nhân tạo trong phân xưởng = 200 Lux, ta phải tính
toán được số lượng đèn cần thiết .
Số lượng đèn cần sử dụng trong phân xưởng được tính dựa vào công thức
Φt =
S . Eyc K .
U. Z .η
(Lm)
Trong đó:
- S: Diện tích cần chiếu sáng (m

2
)
-Φt: Quang thông tổng của các bóng đèn.
- η : Hiệu suất của 1bóng đèn
- U: Hệ số hiệu dụng quang thông.
- Z: Độ chiếu sáng đồng đều.
- K: Hệ số dự trữ .
3.1.2.2. Tính toán thiết kế cho phân xưởng Bóng đèn .
áp dụng phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng ta
có:
Φt =
S . Eyc K .
U. Z .η
(Lm)

Trong đó:
Diện tích chiếu sáng : Ss = 1925 m
2
.
Độ rọi tiêu chuẩn : Eyc = 200 Lx.
Hệ số dự trữ: K = 1,3.
Hệ số hiệu dụng quang thông : U
Ta sẽ treo đèn sát trần do đó :
Độ cao treo đèn là : h= 6 – 0,8 = 5,2(m).
Chỉ số phòng i là:
i = 35 . 55
(35 + 55) . 5,2
= 4,1
và ρtr = 70%, ρt = 50%, ρs = 30%
Tra bảng ta được U = 73%

Độ chiếu sáng đồng đều: Z = 0,77.
Quang thông của 1 bóng đèn là : Φ= 3200 Lux
Vậy quang thông tổng sẽ là:

Φt =
1925. 200. 1,3
0,73. 0,77. 1
= 890410 (Lm)
Vậy số đèn cần thiết là :
n = 890410
3200
= 278 bóng đèn . Do vậy sẽ cần khoảng 140 đèn đôi.
Ta chọn 144 đèn đôi và bố trí bóng thành 9 dãy, mỗi dãy 16 đèn. Khoảng cách giữa
các bóng là 2,1 m, khoảng cách giữa các dãy đèn là 3,5m.
3.2. Tính toán kiểm tra lại hệ thống chiếu sáng của phân xưởng
3.2.1. Tính toán kiểm tra hệ thống chiếu sáng tự nhiên.
3.2.1.1. Phương pháp tính toán kiểm tra.
Xác định điểm cần tính toán kiểm tra .
Xác định góc mở ánh sáng theo phương ngang α
1
và theo phương dọc β
1
( Coi toàn
bộ tường bên là cửa lấy sáng).
Tra biểu đồ tính toán hệ số độ rọi tự nhiên phụ thuộc vào góc mở cửa sáng α
1
,β
1
được hệ số độ rọi tự nhiên e
1

.
Khi tính toán kiểm tra coi toàn bộ diện tích tường bên là cửa lấy ánh sáng nên hệ
số độ rọi tự nhiên sẽ bị giảm đi do thực tế giữa các cửa có cột chịu lực. Phần giảm
đi được tính bằng cách: tính tổng diện tích các cột chịu lực và coi đó là một cửa sổ,
xác định góc mở cửa α
2
, β
2
tra biểu đồ được hệ số độ rọi e
2
.
Vậy hệ số độ rọi thực tế tại điểm kiểm tra sẽ là:
e = e
1
– e
2
.
3.2.1.2. Tính toán kiểm tra cụ thể cho phân xưởng Bóng đèn.
Như ta đã tính toán thiết kế ở trên, với 20 cửa sổ có kích thước 4 m x 3,5m,ta chỉ
có thể chiếu sáng đảm bảo độ rọi tự nhiên : e
tc
≥ 1,0 % cho khu vực làm gần cửa
sổ.
Vì vậy, ta chỉ kiểm tra hệ số độ rọi tự nhiên gần khu vực cửa sổ.
Chọn 2 điểm để kiểm tra là N
1
, N
2
cách cửa sổ là 5m.
N

1
ở vị trí giữa nhà theo chiều dọc, N
2
ở vị trí đầu nhà, cách tường 3m.
55 m
27,5 m 5m 3m
N
1
N
2
Hình 6: Mặt bằng vị trí các điểm kiểm tra .
-)Kiểm tra điểm N
1
:
+Xác định góc mở cửa sáng :
A B E



C β
2
D F
α β
1


N
1
AE = CF = 27,5 m.
AC = BD = EF = 3,5 m ( Tương ứng với chiều cao của cửa sổ).

AB = CD = (55 – 10.4)/2 = 7,5 m (Tương ứng với tổng chiều rộng của số cột chịu
lực có trong một nửa tường bên).
+ Xác định góc mở cửa sáng α:
tgα =
AC
CN
1
=
5
5,3
= 0,7.
⇒ α = arctg( 0,7) = 35°.
+Xác định góc mở cửa sáng β
1
tg β
1
=
CF
CN
1
=
5
5,27
= 5,5.
⇒β
1
= arctg(5,5) = 80°.
Tra biểu đồ hình với α = 35° , β
1
= 80° được hệ số độ rọi e

1
= 3,5 %.
+ Xác định góc β
2
:
tgβ
2
=
CD
CN
1
=
5
5,7
= 1,5.
⇒ β
2
= arctg(1,5) = 56,3°.
Tra biểu đồ hình với α= 35°, β
2
= 56,3° ta được hệ số độ rọi giảm đi do cột che
khuất là:
e
2
= 2,6%.
Vậy hệ số độ rọi tự nhiên tính trong một nửa chiều dài tường bên là:
e = e
1
– e
2

= 3,5 – 2,6 = 0,9 % .
Vì điểm N
1
nằm giữa nhà theo chiều dọc nên độ rọi tại điểm N
1
là :
e
M
1
= 2. 0,9 = 1,8 % > 1,0 %
Kết luận:
Hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm N
1
đảm bảo yêu cầu chiếu sáng tự nhiên theo tiêu
chuẩn quy định.
-)Kiểm tra hệ số độ rọi tại điểm N
2
:
Do điểm N
2
nằm không đối xứng nên ta phải tính hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm N
2
thành 2 phần tách biệt:
-Phần 1: Tính độ rọi tự nhiên tương ứng với 3m dài tường bên( Do N
2
ở vị trí đầu
nhà cách tường 3 m).
-Phần 2: Tính hệ số độ rọi tự nhiên tương ứng với 52 m chiều dài tường bên:
Phần 1:

A’ B’ E’

D’
C’ β
2
’ F’
α β
1
’


N
2
+Xác định góc mở cửa sáng :
A’E’ = C’F’ = 3 m.
A’B’ = C’D’ = 0,82 m ( Tương ứng với chiều rộng của cột có trong 3 m chiều dài
tường bên, lấy theo tỷ lệ chiều dài).
A’C’= B’D’ = E’F’ = 3,5m (Tương ứng với chiều cao cửa sổ )
+ Xác định góc mở cửa sáng α:
tgα =
A’C’
CN
2
=
5
5,3
= 0,7
⇒ α = arctg( 0,7) = 35°.
+Xác định góc mở cửa sáng β
1

’
tg β
1
’ =
C’F’
CN
2
=
5
3
= 0,6.
⇒β
1
’ = arctg(0,6) = 31°.
Tra biểu đồ hình với α = 35° , β
1
’ = 31° được hệ số độ rọi e
1
= 1,7%.
+ Xác định góc β
2
’:
tgβ
2
’ =
C’D’
CN
2
=
5

82,0
= 0,164.
⇒ β
2
’ = arctg(0,164) = 9,32°.
Tra biểu đồ hình với α= 35°, β
2
’= 9,32° ta được hệ số độ rọi giảm đi do cột che
khuất là:
e
2
= 0,7%.
Vậy hệ số độ rọi tự nhiên tính trong một nửa chiều dài tường bên là:
e = e
1
– e
2
= 1,7 – 0,7 = 1,0 % .
Phần 2: Tính hệ số độ rọi tự nhiên tương ứng với 52 m chiều dài tường bên:
A’’ B’’ E’’

C’’ β
2
’’ F’’
α β
1
’’


N

2
+Xác định góc mở cửa sáng :
A’’E’’ = C’’F’’ = 52 m.
A’’C’’ = B’’D’’ = E’’F’’ = 3,5 m ( Tương ứng với chiều cao của cửa sổ).
A’’B’’= C’’D’’= =14,2m ( Tương ứng với tổng chiều rộng của các cột có trong 52
m chiều dài tường bên,lấy theo tỷ lệ chiều dài).
+ Xác định góc mở cửa sáng α:
tgα =
A’’C’’
C’’N
2
=
5
5,3
= 0,7 ⇒ α = 35°
+Xác định góc mở cửa sáng β
1
’’
tg β
1
’’ =
C’’F’’
C’’N
2
=
5
52
= 10,4.
⇒β
1

’’ = arctg(10,4) = 84,5°.
D’’