Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn iec
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.2 MB, 137 trang )
BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN THEO TIÊU
CHUẨN IEC
SINH VIÊN: LÊ HUỲNH ĐĂNG KHOA
MSSV: 15017651
LỚP: DHDI11BTT
GVHD: Bạch Thanh Quý
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019
Khóa luận tốt nghiệp
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1.
Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài
(1): Lê Huỳnh Đăng Khoa MSSV: 15017651
2.
Tên đề tài
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEC
3.
Nội dung
Thiết kế cung cấp điện cho chung cƣ 20 tầng, có diện tích 80m x 70m, chiều cao 65m,
độ rọi yêu cầu 300lux - 400lux
4.
Kết quả (dự kiến)
-
Thuyết minh;
-
Thiết kế chiếu sáng, chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt hệ thống chiếu sáng,
bản vẽ bố trí đèn, bản vẽ tủ chiếu sáng;
-
Tính tốn phụ tải, chọn dây dẫn, thiết bị đóng cắt;
-
Tính tốn bù cơng suất phản kháng, chọn MBA, nối đất an toàn và chống
sét;
-
Sơ đồ cung cấp điện, nguyên lý và đi dây cho chung cƣ.
Giảng viên hƣớng dẫn
Tp. HCM, ngày
tháng
Sinh viên
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
năm 20…
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên hƣớng dẫn
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Khóa luận tốt nghiệp
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên phản biện
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thế giới hiện đại, điện năng có mặt ở mọi lĩnh vực của cuộc sống. Cùng với
sự phát triển khoa học kỹ thuật, điện năng ngày càng trở nên là nhu cầu thiết yếu đối với
mọi hoạt động của con ngƣời. Điện năng là động lực phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội,
nhân chủng v.v. nó chi phối hầu nhƣ toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Thêm vào đó, nhu cầu
điện năng khơng ngừng gia tăng, địi hỏi hệ thống điện không ngừng phát triển theo thời
gian và không gian. Đồng thời các yêu cầu về chất lƣợng và độ tin cậy đối với hệ thống
điện cũng ngày càng nghiêm ngặt hơn.
Hệ thống điện là tập hợp các trang thiết bị biến đổi, truyền tải và phân phối điện
năng, địi hỏi chi phí rất lớn về thiết bị và vốn đầu tƣ. Trong thành phần giá thành của các
sản phẩm công nghiệp giá trị điện năng chiếm một tỷ lệ rất đáng kể, ví dụ trong ngành
sản xuất nhơm có tới 50 60% giá trị sản phẩm thuộc về điện năng. Việc thiết kế xây
dựng hệ thống cung cấp điện hợp lý sẽ góp phần là giảm giá thành sản phẩm, nâng cao
hiệu quả kinh tế của các xí nghiệp và nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị
trƣờng.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện trong điều kiện kinh tế thị trƣờng đòi hỏi sự nhạy
bén trong việc lựa chọn thiết bị và các phƣơng án. Sự phát triển khoa học-kỹ thuật đã dẫn
đến một loại thiết bị nhất định có thể đƣợc sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau với các đặc
tính kinh tế-kỹ thuật khác nhau. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp với điều kiện thực tế là rất
quan trọng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, với nh ng kiến thức đã đƣợc học em đƣợc
nhận khóa luận: “Thiết kế cung cấp điện cho chung cƣ theo tiêu chuẩn IEC”.
Trong thời gian làm đồ án, b ng sự cố gắng, n lực của bản thân c ng với sự
hƣớng dẫn tận t nh của thầy TS. Bạch Thanh Qúy, c ng với các thầy cô giáo trong khoa
Điện. Chúng em đã hồn thành khóa luận của m nh. Trong q tr nh thiết kế, do kiến thức
còn hạn chế nên không tránh khỏi nh ng khiếm khuyết. Em rất mong nhận đƣợc sự nhận
x t của các thầy cô để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin g i đến thầy TS. Bạch Thanh Qúy c ng các thầy cô giáo trong khoa Điện
lời ch c sức kho và lời cảm ơn chân thành.
CM, ngày … tháng … năm 20 7
Sinh viên thực hiện
Lê Huỳnh Đăng Khoa
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Khóa luận tốt nghiệp
GVHD: TS. Bạch Thanh Q
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là công tr nh nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên
cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao ch p từ bất kỳ một nguồn
nào và dƣới bất kỳ h nh thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã đƣợc thực hiện
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đ ng quy định.
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................................. 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................................ 3
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH .............................................................................. 5
CHƢƠNG 1
1.1
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO CHUNG CƢ .................................................. 7
Tổng quan ..................................................................................................... 7
1.1.1.
Mục đích và chất lƣợng chiếu sáng .................................................... 7
1.1.2.
Khái niệm ............................................................................................ 8
1.1.3.
Các đại lƣợng kỹ thuật chiếu sáng ...................................................... 8
1.2
Các phƣơng pháp thiết kế chiếu sáng ......................................................... 11
1.2.1.
Phƣơng pháp hệ số s dụng (Pháp) .................................................. 11
1.2.2.
Phƣơng pháp hệ số s dụng (Liên Xô cũ) ........................................ 12
1.2.3.
Phƣơng pháp quang thông ................................................................ 13
1.2.4.
Phƣơng pháp mật độ công suất ......................................................... 14
1.2.5.
Phƣơng pháp điểm ............................................................................ 15
1.2.6.
Phƣơng pháp độ rọi gián tiếp ............................................................ 18
1.3
Thiết kế chiếu sáng cho một phòng mẫu .................................................... 18
1.3.1.
Hệ số s dụng ................................................................................... 18
1.3.2.
Một số bài tập tham khảo.................................................................. 19
1.4
Phần mềm thiết kế chiếu sáng DIALUX (PHỤ LỤC 1)............................. 24
1.5
Thiết kế chiếu sáng cho dự án (PHỤ LỤC 2) ............................................. 24
CHƢƠNG 2
2.1
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI .................................................................................... 25
Tầng 1 ......................................................................................................... 26
2.1.1.
Xác định phụ tải chiếu sáng và ổ cắm cho tầng 1: ........................... 26
2.1.2.
Xác định phụ tải khác: ...................................................................... 29
2.2
Tầng 2 ......................................................................................................... 31
2.3
Tính toán tải căn hộ..................................................................................... 33
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Khóa luận tốt nghiệp
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
2.3.1.
D6...................................................................................................... 33
2.3.2.
B1a .................................................................................................... 34
2.3.3.
A1b.................................................................................................... 35
2.3.4.
A1- A4 .............................................................................................. 36
2.3.5.
B2 ...................................................................................................... 36
2.3.6.
A3...................................................................................................... 36
2.3.7.
B1b .................................................................................................... 37
2.3.8.
B1 ...................................................................................................... 38
2.3.9.
C ........................................................................................................ 39
2.3.10.
P2 ...................................................................................................... 40
2.3.11.
P5 ...................................................................................................... 41
2.3.12.
P7 – P7a ............................................................................................ 42
2.3.13.
P8 ...................................................................................................... 43
2.3.14.
Chia pha cho căn hộ tầng 1 ............................................................... 43
2.3.15.
Chia pha cho căn hộ tầng 2 ............................................................... 44
2.3.16.
Chia pha cho căn hộ tầng 3 ............................................................... 45
2.3.17.
Chia pha cho căn hộ tầng 4 -19 ........................................................ 46
2.3.18.
Chia pha cho căn hộ tầng 20 ............................................................. 47
2.4
Tầng 20 (tầng kỹ thuật) ............................................................................... 48
2.4.1.
CHƢƠNG 3
Phụ tải phụ tầng kỹ thuật .................................................................. 48
CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ DÂY DẪN.................................................... 50
3.1. Sơ đồ cấp điện ............................................................................................. 50
3.1.1.
Các loại sơ đồ cấp điện ..................................................................... 50
3.1.2.
Các loại sơ đồ nối đất ....................................................................... 53
3.2. Lựa chọn thiết bị bảo vệ.............................................................................. 56
3.2.1.
Giới thiệu các loại thiết bị s dụng ................................................... 57
3.2.2.
Lựa chọn thiết bị ............................................................................... 63
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
3.2.3.
Dây dẫn ............................................................................................. 69
3.3. Sơ đồ cấp điện cho tòa nhà(PHỤ LỤC 3)................................................... 76
CHƢƠNG 4
XÁC ĐỊNH SỤT ÁP CHO CHUNG CƢ ......................................................... 77
CHƢƠNG 5
CHỌN MÁY BIẾN ÁP .................................................................................... 80
CHƢƠNG 6
BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .................................................................. 82
6.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 82
6.2. Các phƣơng pháp b công suất phản kháng b ng tụ bù ............................. 83
6.3. Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho chung cƣ ...................................... 84
CHƢƠNG 7
TÍNH TỐN CHỐNG SÉT ............................................................................. 87
7.1. Phƣơng pháp D ng dây chống sét .............................................................. 87
7.2. Tính tốn ..................................................................................................... 88
7.3. Chọn đầu thu ESE: ...................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................ 91
PHỤ LỤC 1 ...................................................................................................................................... 94
PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................................... 110
PHỤ LỤC 3 .................................................................................................................................... 127
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Bức xạ nhìn thấy................................................................................................ 8
H nh 2: Cƣờng dộ ánh sáng ............................................................................................ 9
H nh 3: Độ chói .............................................................................................................10
Hình 4: Hình vẽ để tính độ rọi E ..................................................................................16
Hình 5: Máy cắt hạ thế ..................................................................................................57
Hình 6: RCD tích hợp ....................................................................................................58
Hình 7: CB gia dụng ......................................................................................................59
Hình 8: CB tác động theo địng rị và RCD có biến dịng hình xuyến .......................... 59
Hình 9: Kim chống sét ...................................................................................................61
Hình 10: Dây chống sét .................................................................................................62
Hình 11: Lồng Faraday chống sét .................................................................................63
Hình 12: MBA khơ 2000KVA ......................................................................................81
Hình 13: Bộ tụ bù Mikro ( MKC – 385500KT) ............................................................ 85
Hình 14: Dây chống sét .................................................................................................87
Hình 15: Cọc nối đất chơn sâu ......................................................................................88
Hình 16: Hệ thống nối đất chống sét .............................................................................88
H nh 17: Các bƣớc thiết kế phịng mẫu b ng DiaLux ..................................................95
Hình 18: Kết quả s dụng phần mềm DiaLux ............................................................108
Hình 19: Chiếu Sáng D3..............................................................................................111
Hình 20: Chiếu Sáng D6..............................................................................................112
Hình 21: Chiếu sáng phịng kỹ thuật và nhà vệ sinh ...................................................113
Hình 22: Chiếu sáng Phịng Bơm, phịng SHCD ........................................................114
Hình 23: Chiếu sáng phịng SHCD, Phịng máy phát, phịng kỹ thuật, trạm điện ......115
Hình 24: Dự án tầng 2 .................................................................................................116
Hình 25: Chiếu sáng phịng B1a .................................................................................117
Hình 26: Chiếu Sáng phịng A1b.................................................................................118
Hình 27: Chiếu sáng phịng B1 ...................................................................................119
Hình 28: Chiếu Sasmg phịng A1 ................................................................................120
Hình 29: Chiếu sáng phịng B2 ...................................................................................121
Hình 30: Chiếu sáng phịng B1b ................................................................................122
Hình 31: Dự Án Tầng 3, 4, …., Tầng 19.....................................................................123
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
1
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Hình 32: Chiếu Sáng phịng C .....................................................................................123
Hình 33: Chiếu sáng phịng KT Điện, phịng KT Nƣớc, phịng Rác ..........................124
Hình 34: Dự Án Tầng 20 .............................................................................................125
Hình 35: Chiếu sáng phịng Kỹ Thuật Thang Máy .....................................................126
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
2
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Tính tốn phụ tải tầng 1 ..................................................................................28
Bảng 2: Chia pha cho phụ tải tầng 1.............................................................................28
Bảng 3: Tính tốn phụ tải khác tầng 1 ..........................................................................30
Bảng 4: Tính tốn phụ tải tầng 2 ..................................................................................31
Bảng 5: Chia pha phụ tải tầng 2 ....................................................................................32
Bảng 6: Căn hộ D6 .......................................................................................................33
Bảng 7: Căng hộ B1a ....................................................................................................34
Bảng 8: Căn hộ A1b .....................................................................................................35
Bảng 9: Căn hộ A1 – A4 .............................................................................................. 36
Bảng 10: Căn hộ B1b ...................................................................................................37
Bảng 11: Căn hộ B1 .....................................................................................................38
Bảng 12: Căn hộ C .......................................................................................................39
Bảng 13: Căn hộ P2 ......................................................................................................40
Bảng 14: Căn hộ P5 ......................................................................................................41
Bảng 15: Căn hộ P7 – P7a ............................................................................................ 42
Bảng 16: Căn hộ P8 ......................................................................................................43
Bảng 17: Chia pha căn hộ tầng 1 ..................................................................................44
Bảng 18: Chia pha căn hộ tầng 2 ..................................................................................45
Bảng 19: Chia pha căn hộ tầng 3 ..................................................................................46
Bảng 20: Chia pha căn hộ tầng 4 - 19 ..........................................................................47
Bảng 21: Chia pha căn hộ 20 ........................................................................................48
Bảng 22: Tính tốn phụ tải thanh cái tầng kỹ thuật......................................................49
Bảng 23: Phối hợp gi CB và RCCB – dòng
Bảng 24: Phối hợp gi a RCCB và cầu chì - dịng
....................67
............67
Bảng 25: Chọn CB tầng 1, tầng 2, tầng 3 .....................................................................68
Bảng 26: Chọn CB tầng 4 – 19, tầng 20 .......................................................................69
Bảng 27: Tra cứu tiết diện dây chuẩn IEC đi nổi .........................................................71
Bảng 28: Tra cứu tiết điện dây chuẩn IEC đi ngầm .....................................................72
Bảng 29: Chọn dây tầng 1, tầng 2, tầng 3 ....................................................................75
Bảng 30: Chọn dây dẫn tầng 4 – 19, tầng 20 ............................................................... 76
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
3
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Bảng 31: Sụt áp từ TPPC đến các Tủ ...........................................................................78
Bảng 32: Sụt áp từ Tủ 1 đến tầng 1, 2 , 3, 4 .................................................................78
Bảng 33: Sụt áp từ Tủ 1 đến tầng 5, 6, 7, 8 ..................................................................79
Bảng 34: Sụt áp từ Tủ 1 đến tầng 9, 10, 11, 12 ............................................................ 79
Bảng 35: Sụt áp từ Tủ 1 đến tầng 9, 10, 11, 12 ............................................................ 79
Bảng 36: Sụt áp từ Tủ 1 đến tầng 9, 10, 11, 12 ............................................................ 79
Bảng 37: Thông số kỹ thuật tụ bù ................................................................................85
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
4
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH
Chung cƣ đƣợc thiết kế dựa trên tổng diện tích 2000
, độc đáo với các tồ
nhà cao 20 tầng, và căn hộ mang đến nhiều sự lựa chọn khác nhau: 1 phòng ngủ, 2
phòng ngủ, 3 phòng ngủ, …và các điều kiện phù hợp tiện nghi khác.
Trong đó:
Tầng 1: gồm bãi gi xe, các phịng kỹ thuật, máy phát,…và một số căn
hộ tiện ích.
Tầng 2: gồm sảnh chính và một số phịng vip và phòng sinh hoạt,…
Tầng 3: m i dãy gồm 14 - 20 căn hộ, đƣợc thiết kế độc đáo theo vòng
ch U.
Tầng 4 – 19: m i dãy gồm 14 - 20 căn hộ, đƣợc thiết kế phù hợp cảnh
quan theo ch L.
Tầng 20: Là tầng kỹ thuật, có bang cơng và sân thƣợng vơ cùng tiện
nghi, thích hợp cho coffe và gió.
Ngày nay nền kinh tế nƣớc ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân
đƣợc nâng lên nhanh chống. Dẫn đến nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công
nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng lên không ngừng. Để đáp ứng nhu cầu đó có rất
đơng kỹ thuật trong và ngồi điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các cơng trình
cung cấp điện để phục vụ nhu cầu trên. [8]
Trong quá trình thiết kế cung cấp điện, một phƣơng án đƣợc lựa chọn hợp lý
khi nó thoả mãn các yêu cầu sau:
-
Vốn đầu tƣ nhỏ;
-
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải;
-
Chi phí vận hành hàng năm thấp;
-
Đảm bảo an tòan cho ngƣời và thiết bị;
-
Thuận tiện cho vận hành và bảo trì s a ch a;
-
Đảm bảo chất lƣợng điện tốt nhất là đảm bảo độ lệch, độ dao động điện áp
bé nhất và n m trong giới hạn cho phép so với định mức;
Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý tới các yêu cầu phát triển
phụ tải trong tƣơng lai. Giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan cơng
trình.
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
5
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Các bƣớc chính của việc thiết kế bao gồm:
-
Khảo sát đối tƣợng cung cấp điện;
-
Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho chung cƣ;
-
Tính tốn phụ tải cho chung cƣ;
-
Thiết kế mạng hạ áp cho chung cƣ;
-
Tính tốn, thiết kế bảo vệ cho chung cƣ;
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
6
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
CHƢƠNG 1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO CHUNG
CƢ
1.1
Tổng quan
Sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của các ngành Xây Dựng, Giao Thông
và Kiến Trúc trong nh ng năm gần đây đã th c đẩy nhanh chóng sự phát triển của kĩ
thuật chiếu sáng nhân tạo. Yêu cầu chiếu sáng ngày nay khơng chỉ địi hỏi thỏa mãn
tính hiệu quả - kĩ thuật về tiện nghi, sinh hoạt, vệ sinh, thị giác, an tồn,… mà cịn phải
có khả năng nâng cao giá trị chất lƣợng nghệ thuật, thẩm mĩ của cơng trình và tiết
kiệm năng lƣợng. [1]
Quan điểm về thiết kế chiếu sáng cho các cơng trình xây dựng dân dụng và kiến
tr c cũng đã thay đổi nhiều so với thập kỷ trƣớc, việc thiết kế chiếu sáng giờ đây đƣợc
tiến hành đồng thời với thiết kế cơng trình chứ khơng cịn thực hiện sau khi thiết kế
xây dựng đã hồn chỉnh nhƣ trƣớc n a. Để phát huy tối đa hiệu quả của chiếu sáng thì
trong quá trình thiết kế cơng tr nh ln đồi hỏi có sự phối hợp tốt gi a các Kĩ Sƣ Xây
Dựng, Kĩ Sƣ Kiến Tr c và Kĩ Sƣ Điện.
1.1.1.
Mục đích và chất lƣợng chiếu sáng
Mục đích:
Đảm bảo độ rọi theo yêu cầu xác định; [2]
Độ rọi đồng đều và khơng có bóng tối;
Khơng gây chói phản xạ và chói trực tiếp đến mắt;
Tạo đƣợc ánh sáng giống nhƣ ánh sáng ban ngày để dễ phân biệt;
Đảm bảo về mặt kinh tế và điện năng;
S dụng thiết bị điều khiểu chiếu sáng;
Chất lƣợng:
Tăng sự hứng khởi và sảng khoái tinh thần;
Tăng sự thẩm mỹ;
Tăng độ an toàn và sức khỏe;
Tăng khả năng sáng tạo;
Tăng năng suất lao động;
Giảm tỉ lệ phế phẩm;
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
7
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Giảm thiệt hại kinh tế,…
1.1.2.
Khái niệm
Định nghĩa
Kỹ thuật chiếu sáng là khoa học nghiên cứu sự sinh ra, phân bố và lan truyền
trong không gian của các bức xạ điện từ trong dải quang của phổ:
-
Dải quang của phổ: dải phổ điện từ trƣờng với độ dài của bƣớc sóng từ
0.001 ÷
=
1mm. Bức xạ của dải quang này đƣợc gọi là bức xạ quang. Bức
xạ quang của phổ điện từ trƣờng đƣợc chia làm ba vùng:
-
Bức xạ t ngoại: 0.001
÷ 0.38
;
-
Bức xạ nhìn thấy: 0.38
÷ 0.78
;
-
Bức xạ hồng ngoại: 0.78
÷ 1mm;
Hình 1: Bức xạ nhìn thấy
1.1.3.
Các đại lƣợng kỹ thuật chiếu sáng
Quang thơng
Quang thơng chính là thơng lƣợng bức xạ h u ích trong hệ ánh sáng hay,
nói cách khác, quang thơng chính là lƣợng ánh sáng do nguồn sáng phát ra.
Cùng một cơng suất nên chọn đèn có quang thơng càng lớn càng tốt. [3]
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
8
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
Ký hiệu:
Đơn vị: lumen (Lm)
= 683∫
λ)V(λ)dλ
Hiệu xuất phát sáng
Hiệu xuất phát sáng của một nguồn sáng đƣợc xác định b ng tỷ số quang thông
phát ra trên công suất của nguồn sáng.
-
Đổi với bóng đèn là tỷ số quang thơng bóng đèn (
(
-
trên cơng suất bóng
.
Đối với bộ đèn thiết kế chiếu sáng (thiết bị chiếu sáng) là tỷ số quang thông do
bộ đèn phát ra (
trên công suất tiêu thụ của bộ đèn (
.
Ký hiệu: H
Đơn vị: lm/W
H=
Cƣờng độ ánh sáng
Nguồn sáng điểm là nguồn sáng mà khoảng cách từ điểm cho trƣớc đến nguồn
sáng đó (l) so với kích thƣớc lớn nhất của nguồn sáng (a) b ng l/a ≥ 5
Hình 2: Cƣờng dộ ánh sáng
Ký hiệu: I
Đơn vị: candela (cd)
=
Độ rọi
Mật độ quang thông rơi lên bề mặt đƣợc chiếu sáng gọi là độ rọi, hay nói một
cách khác, độ rọi chính là độ sáng trên bề mặt đƣợc chiếu sáng.
Ký hiệu: E
Đơn vị: lux (lx)
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
9
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
=
Giá trị độ rọi trong thực tế:
-
Độ rọi trên mặt đất gi a trƣa nắng hè: 35000 - 70000 lux;
-
Gi a trƣa, trời không mây : 100000 lux;
-
Độ rọi gi a trƣa m a đông: 25000 - 35000 lux;
-
Đêm trăng r m: 0,25 lux;
-
Phòng làm việc: 300 - 600lux;
-
Nhà ở: 150 - 300lux;
-
Đƣờng phố có đèn chiếu sáng: 20 - 50lux;
-
Ban đêm với hệ chiếu sáng công cộng: 10 - 30lux;
=> Độ rọi: tỷ lệ với cường độ sáng và tỷ lệ nghịch với khoảng cách đến bề mặt
chiếu sáng.
Huy độ (độ chói)
Đó là huy độ bức xạ trong hệ ánh sáng hay cịn gọi là độ chói.
Hình 3: Độ chói
Ký hiệu: L
Đơn vị: cd/
=
Độ Trƣng
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
10
Khóa luận tốt nghiệp 2019
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
Độ trƣng b ng mật độ quang thơng trên diện tích phát sáng của nguồn sáng.
Ký hiệu: M
Đơn vị: lm/
M=
Khi nguồn sáng phát đều, mật độ phát sáng:
M=
1.2
Các phƣơng pháp thiết kế chiếu sáng
-
Xác định số bộ đèn theo giá trị độ rọi cho trƣớc (thƣờng gọi là bài toán
thuận);
-
Xác định các giá trị độ rọi trên mặt phẳng tính tốn theo sự phân bố đèn,
công suất đèn và xác định sự phân bố huy độ trong vùng nhìn (bài tốn
kiểm tra);
-
Trong cả hai loại, đòi hỏi xác đinh sự phân bố quang thông rơi trức tiếp
từ các bộ đèn lên mặt phẳng s dụng, trần tƣờng và quang thông do sự
phản xạ nhiều lần gi a các mặt đƣợc chiếu sáng;
1.2.1.
Phƣơng pháp hệ số sử dụng (Pháp)
Quang thông tổng của các đèn đƣợc xác định:
=
Trong đó hệ số s dụng quang thông:
U=
- hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn;
- hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp;
- độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc (lux), Thƣờng là độ
rọi trung bình trên bề mặt làm việc;
S
- diện tích bề mặt làm việc (
d
- hệ số bù;
);
Thông thƣờng với mộ bộ đèn dã cho, nhà chế tạo cho trực tiếp hệ số
s dụng U =
điểm ( K =
hoặc hệ số có ích
theo các chỉ số địa
) và các hệ số phản xạ các bề mặt.
Số bộ đèn đƣợc tính nhƣ sau:
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
11
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Lựa chọn số bộ đèn sao cho có tể phân bố đƣợc và đảm bảo sai số n m trong
khoảng cho phép (-10% ÷ +20%).
Ta có thể xác định độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc sau một năm:
=
Phƣơng pháp hệ số sử dụng (Liên Xô cũ)
1.2.2.
Phƣơng pháp này cũng giống phƣơng pháp s dụng của Pháp, chỉ hơi
khác một chút về quan nệm về độ rọi tiêu chuẩn. Ở đây độ rọi tiêu chuẩn là dộ
rọi ở nơi tối nhất trên bề mặt làm việc, nhƣng cơng thức tính tốn vẫn giống
nhau.
Quang thơng trong m i bộ đèn đƣợc tính theo cơng thức sau:
Փ=
- độ rọi nhỏ nhất cho trƣớc (lux).
S
- diện tích mặt đƣợc chiếu sáng (
k
- hệ số dự tr .
).
=
- số bộ đèn đƣợc ấn định trƣớc khi tính.
- hệ số s dụng quang thơng.
Theo giá trị quang thơng tính đƣợc, ta lựa chọn quang thơng tiêu chuẩn
của bộ đèn có sự sai số khơng vƣợt q (-10% ÷ +20%).
Khi các bộ đèn đƣợc phân thành dãy, ta thay thế số bộ đèn
đèn
b ng số dãy
.Khi đó Փ sẽ là quang thơng của một dãy đèn. Số đèn trong một dãy đèn sẽ
đƣợc xác định:
-
Khi tổng độ dài các bộ đèn trong một dãy lớn hơn chiều dài căn phịng: cần
tăng giá trị cơng suất đèn hoặc tăng số dãy đèn, hoặc tăng số bóng đèn trong
một bộ đèn.
-
Khi tổng độ dài các bộ đèn trong một dãy b ng chiều dài căn phòng: phân bố
các bộ đèn thành một dãy liên tục.
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
12
Khóa luận tốt nghiệp 2019
-
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
Khi tổng độ dài các bộ đèn trong một dãy nhỏ hơn chiều dài căn phòng: phân
bố các bộ đèn thành một dãy không liên tục (gi a chúng là các khoảng cách
b ng nhau λ). Nên phân bố sao cho λ <0.5
ngoại trừ bộ đèn có hiều bóng đèn
trong các nhà hành chính cơng cộng.
-
Hệ số 𝛥E biểu thị sự phân bố không đông đều của độ rọi, là hàm số của nhiều
thông số và phụ thuộc nhiều vào tỷ số gi a khoảng cách các bộ đèn trên chiều
cao (λ/
. Khi tỷ số đó tăng th 𝛥E cũng tăng:
Khi tỉ số λ/
khơng vƣợt q gía trị tối ƣu th có thể coi:
𝛥E = 1.15 đối với đèn nung sáng và các đèn phóng điện.
𝛥E = 1,1 khi các đèn huỳnh quang phân thành các dãy sáng.
𝛥E = 1 khi tính tốn độ rọi phản xạ.
Khi tính tốn độ rọi trung b nh th khơng tính đế 𝛥E
Cịn có thể viết dƣới dạng quang thơng tổng:
Փ=
Khi đó số bộ đèn đƣợc xác định:
Ta có thể xác định độ rọi E trung bình trên một bề mặt sau một năm, nếu biết
quang thông của bộ đèn:
=
1.2.3.
Phƣơng pháp quang thông
Về bảng chất PP quang thông giống phƣơng pháp hệ số s dụng, chỉ
khác là ở đây xác định tỉ số địa điểm CR và hệ số suy giảm LLF
Quang thông tổng của các đèn đƣợc xác định:
=
Trong đó :
- độ rọi tiêu chuẩn cho trƣớc (lux).
S - diện tích mặt đƣợc chiếu sáng (
).
LLF- hệ số suy giảm
U
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
- hệ số s dụng quang thông
13
Thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC
Khi đó bộ đèn đƣợc xác định:
Ta có thể xác định độ rọi E trung bình trên một bề mặt sau một năm, nếu biết
quang thông của bộ đèn:
=
Giới hạn: Đối với PP này việc xác định giá trị độ rọi trung bình chỉ đƣợc s
dụng khi các bộ đèn đƣợc phân bố đều trong căn phịng có các bề mặt tán xạ. Giá trị
độ rọi trung b nh đƣợc xác định b ng tỷ số quang thông rơi trên bề mặt làm việ trên
diện tích bề mặt làm việc. Giá trị trung bình này có thể khác với giá trị trung bình tính
từ các độ rọi tại một số điểm
1.2.4.
Phƣơng pháp mật độ cơng suất
Để tính tốn cơng suất hệ thống chiếu sáng, khi các bộ đèn phân bố đều
chiếu xuống mặt phẳng n m ngang, cùng với PP hệ số s dụng , ngời ta còn s
dụng rộng rải PP mật độ cơng suất. PP này d ng để tính tốn đối với các đối
tƣợng khơng quan trọng.
Mật độ cơng suất là tỷ số công suất của hệ thống chiếu sáng trên mặt
phẳng chiếu sáng.
PP này tuy gần đ ng, nhƣng cho ph p ta tính tốn tổng cơng suất của hệ
thống chiếu sáng một cách dễ dàng.
=
- công suất đèn
H - quang hiệu của đèn
Mật độ công suất:
=
Số bộ đèn :
=
Sau khi lựa chọn số bộ đèn để có thể phân bố đƣợc, ta cần phải tính sai
số bộ đèn.
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
14
Khóa luận tốt nghiệp 2019
𝛥
GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
=
Sai số phải thỏa thuận (-10% ÷ +20%)
Phƣơng pháp này so với hai PP kia (PP hệ số s dụng và PP điểm) có sai
số khơng vƣợt q ± 20%, mà phƣơng pháp tính lại đơn giản.
1.2.5.
Phƣơng pháp điểm
Phƣơng pháp này d ng để tính chiếu sáng cho các phân xƣởng có u cầu quan
trọng và khi tính khơng quan tâm đến hệ số phán xạ. Để đơn giản trong tính tốn
ngƣời ta coi đèn là một điểm sáng để áp dụng đƣực định luật b nh phƣơng khoảng
cách. Trong phƣơng pháp này ta phải phân biệt để tính độ rọi cho ba trƣờng hợp điển
hình sau:
Tính độ rọi trên mặt phẳng ngang Eng.
Tính độ rọi trên mặt phẳng đứng Eđ.
Tính độ rọi trên mặt phẳng nghiêng một góc θ, Engh.
Theo định luật về b nh phƣơng khoảng cách, khi quang thơng rọi theo
phƣơng thẳng góc với mặt phẳng S ta sẽ có độ rọi:
E= =
SVTH: Lê Huỳnh Đăng Khoa
=
15
