Đang tải... (xem toàn văn)
dựa vào tài liệu bạn sẽ biết được các việc cần làm để làm đồ án chiếu sáng cho một trường học nào đó.
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Trờng ĐHSPKT Hng Yên cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã KHOA ĐIệN - điện tử Độc lập - tự do - hạnh phúc ***. ***. đồ án môn học Sinh viên thực hiện: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng Khoá học :2003 2007 Nghành đào tạo :Kỹ thuật điện Tên đè tài: Tính toán, thiết kế chiếu sáng cho một trờng học. + Số liệu cho trớc: -Dãy nhà 2 tầng gồm 10 phòng học lý thuyết, mỗi phòng có diện tích 120 m 2 . -Một phân xởng cơ khí có diện tích 1000 m 2 , đợc lợp mái tôn + Nội dung cần hoàn thành: 1. Tính toán công suất chiếu sáng, lựa chọn nguồn sáng. 2. Tính toán lựa chọn dây dẫn và cáp. 3. Tính toán lựa chọn các thiết bị đóng cắt, bảo vệ. 4. Quyển thuyết minh và các bản vẽ , mô tả đầy đủ nội dung đề tài Giáo viên hớng dẫn: Ngày giao đề: 20/02/2006 Ngày hoàn thành: 15/4/2006 Vũ Thị Tựa Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 1 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Lời nói đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá nớc nhà, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lợng không thể thiếu, đang đợc dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân nh công ngiệp, nông nghiệp, dịch vụ,sinh hoạt Hệ thống cung cấp điện bao gồm các khâu phat điện, truyền tải và phân phối điện năng để cấp điện cho một khu vực, một nhóm hộ tiêu thụ nhất định. Vấn đề về tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các nhóm hộ dùng điện sao cho đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật, tính khả thi,và đảm bảo an toàn là một bài toán khó nh ng lại là yêu cầu cần đạt tới cho tất cả mọi ngời học môn cung cấp điện. Trong bất kì một hệ thống cung cấp điện nào thì hệ thống chiếu sáng lá một phần thiết yếu không thể thiếu. Hiện nay chiếu sáng đang đợc dùng phổ biến nhất tiêu tốn một lợng điện năng rất lớn, nhng vấn đề sử dụng cũng nh chất lợng sử dụng ánh sáng vẫn còn cha đảm bảo và quan tâm đúng mức của mọi ngời dẫn đến những sự cố,thiệt hại đáng tiếc và lãng phí điện năng rất lớn Đề tài mà chúng em cần hoàn thành là: Tính toán,thiết kế chiếu sáng cho một trờng học Số liệu cho tr ớc: -Dãy nhà 2 tầng gồm 10 phòng học lý thuyết, mỗi phòng có diên tích 120 m 2 . -Một phân xởng cơ khí có diện tích 1000 m 2 , đợc lợp mái tôn. Đồ án gồm các phần sau: Phần I : Giới thiệu chung về chiếu sáng Phần II : Thiết kế chiếu sáng Phần III: Tính toán, thiết kế chiếu sáng cho trờng học Đây là lần đầu tiên chúng em làm một đồ án về cung cấp điện gặp rất nhiều khó khăn nhng với sự hớng dẫn tận tình của cô Vũ Thị Tựa cùng các thầy cô trong khoa đã chỉ cho em những kiến thức cần thiết để hoàn Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 2 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học thành đồ án này.Trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót chúng em rất mong nhận đợc sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy cô. Chúng em xin chân thành cảm ơn! MụC LụC Trang Phần I Giới thiệu chung về chiếu sáng I. Đặt vấn đề 1 II. Phân loại .1 III. Những điều kiện chiếu sáng tốt nhất 2 IV. Hệ thống chiếu sáng những nơi làm việc .3 V. Một số đại lợng dùng trong tính toán chiếu sáng 4 VI. Dụng cụ chiếu sáng thông dụng .7 1. Đèn sợi đốt 7 2. Đèn huỳnh quang 9 Phần II Các phơng pháp tính toán chiếu sáng trong công nghiệp I Bố trí đèn 11 II Phơng pháp hệ số sử dụng 12 III Phơng pháp tính gần đúng với đèn sợi đốt 14 IV Phơng pháp tính toán tong điểm 18 V Phơng pháp tính toán với đèn ống 20 VI Phơng pháp tính gần đúng với đèn huỳnh quang 23 Phần III Thiết kế chiếu sáng cho trờng học I Chọn nguồn sáng và bố trí đèn 25 II Chọn cáp và dây dẫn 32 1.Chọn cáp và dây dẫn cho phòng học lý thuyết 32 2. Chọn cáp và dây dẫn cho xởng cơ khí 34 III Lựa chọn các phần tử đóng cắt .35 Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 3 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học 1. Lựa chọn áptômát cho toà nhà 2 tầng 35 2. Lựa hcọn áptômát cho xởng cơ khí .40 IV Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây 42 Lời kết 49 Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 4 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Phần I: Giới thiệu chung về chiếu sáng I. Đặt vấn đề. Trong đời sống sinh hoạt cũng nh trong sản xuất,chiếu sáng đóng một vai trò rất quan trọng và cần thiết trong việc đảm bảo sức khoẻ của ngời lao động, nâng cao năng xuất lao động, đảm bảo chất lợng sản phẩm, an toàn trong sản xuất.Nếu ánh sáng không đủ, ngời lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hởng đến sức khoẻ, dẫn đến hàng loạt các sản phẩm không đạt các tiêu chuẩn kĩ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong quá trình làm việc. Vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không bị loá mắt do phản xạ Không bị loá mắt Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 5 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Phải có độ rọi đồng đều Phải tạo ra đợc ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên thì càng tốt II. Phân loại Căn cứ vào dạng chiếu sáng thì chiếu sáng đợc chia làm hai dạng: 1. Chiếu sáng công nghiệp: là ánh sáng đợc cấp cho các khu công nghiệp nh: nhà xởng, kho, bãi 2. Chiếu sáng dân dụng: là ánh sáng đợc cung cấp cho các căn hộ, gia đình, trờng học, bệnh viện, khách sạn Căn cứ vào mục đích chiếu sáng đợc chia ra nh sau: 1. Chiếu sáng chung: là chiếu sáng tạo ra độ sáng đồng đều trên bề mặt chiếu sáng 2. Chiếu sáng cục bộ: Là hình thức ánh sáng tập chung cho một điểm hay cho một diện tích hẹp. 3. Chiếu sáng dự phòng: là hình thức chiếu sáng dự phòng khi sẩy ra mất điện Nhng mỗi hình thức chiếu sáng đều có yêu cầu riêng, đặc điểm riêngvà phụ tải chiếu sáng phải phù hợp với từng mục đích.đòi hỏi phải có phơng pháp tính toán chiếu sáng sao cho khi thiết kế chiếu sáng trong từng tr- ờng hợp sẽ đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật và mĩ thuật chiếu sáng III. Những điều kiện chiếu sáng tốt nhất 1. Độ rọi phải đảm bảo, tức là bề mặt làm việc và môi trờng nhìn thấy phải thoả mãn độ chói để cho mắt có thể phân biệt đợc các chi tiết cần thiết một cách rõ ràng và không bị mệt mỏi. 2. Quang thông xác định sự che tối và tỷ lệ của độ chói ( tơng phản) cần phải đợc định hớng sao cho mắt ngời thu nhận đợc hình ảnh rõ ràng về hình dáng và chung quanh của mục tiêu mà ta nhìn. Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 6 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học 3. ánh sáng cần phải đợc thoả mãn đồng đều, tức là quan hệ giữa độ rọi cực đại và cực tiểu của bề mặt không đợc vợt quá một giới hạn nhất định. 4. Màu của ánh sáng cần phải thích hợp với dạng lao động đợc tiến hành. 5. Việc bố trí đặt các đèn và độ chói của đèn phải chọn sao cho mắt ng- ời ta không bị mệt mỏi do chiếu sáng trực tiếp hay ánh sáng phản xạ. 6. Trong một số trờng hợp nhất định, cần phải có những đèn an toàn, bố trí sao cho trong trờng hợp ánh sáng chung bị ngắt, thì hệ thống đèn an toàn phải có khả năng tạo cho mỗi ngời có thể tìm thấy con đờng để thoát khỏi khu vực ra ngoài. Độ rọi an toàn không đợc bé hơn 0,3 lux. Những yêu cầu nêu trên của chiếu sáng cần phải đợc thoả mãn với sự tốn kém ít nhất. IV. Hệ thống chiếu sáng của những nơi làm việc Để tạo nên độ rọi ở những chỗ làm việc, ngời ta dùng chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ ( hay khu vực ) và chiếu sáng tổ hợp. 1. Chiếu sáng chung. Chiếu sáng chung đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích làm việc hay toàn bộ phòng làm việc. Đặc biệt, ở những phòng trong đó có chiếu sáng cục bộ, thì chiếu sáng chung có mục đích là đảm bảo duy trì trong giới hạn đủ thoả mãn để nhìn. Chiếu sáng chung đợc dùng trong các phân xởng có diện tích làm việc rộng có yêu cầu về độ rọi gần nh nhau tại mọi điểm rên bề mặt đó. Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 7 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Chiếu sáng chung còn sử dụng phổ biến ở các nơi mà ở đó quá trình công nghệ không đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng nh ở phân xởng mộc, rèn, hành lang v.v 2. Chiếu sáng cục bộ. ở những vị trí có yêu cầu quan sát tỉ mỉ, chính xác và phân biệt rõ các chi tiết v.v thì cần có độ rọi cao mới làm việc kết quả. Muốn vậy phải dùng phơng pháp chiếu sáng cục bộ, tức là đặt đèn vào gần nơi cần quan sát. Khi để gần, ta chỉ cần bóng đèn có công suất bé cũng tạo nên độ lớn trên bề mặt chi tiết cần quan sát do vậy giảm đợc chi phí vốn đầu t. Chiếu sáng này thờng đợc dùng để chiếu sáng các chi tiết gia công trên máy công cụ, chiếu sáng ở các bộ phận kiểm tra v.v Tại đây, chiếu sáng chung sẽ không đủ độ rọi cần thiết nên phải sử dụng thêm chiếu sáng cục bộ. Các loại đèn chiếu sáng cục bộ trên máy công cụ hoặc các đèn cầm tay di động thờng dùng với điện áp 36 V hay 12 V 3. Chiếu sáng tổ hợp ( hay còn gọi là chiếu sáng hỗn hợp ) Đó là kết quả của việc sử dụng đồng thời chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ. Chiếu sáng hỗn hợp đợc dùng ở những phân xởng, có những công việc thuộc cấp 1, 2 và 3 ghi ở bảng phân cấp công việc. Nó cũng đợc dùng khi cần phân biệt màu sắc, độ lồi, lõm v.v Chiếu sáng loại này thờng đợc dùng ở các phân xởng gia công nguội, các phân x- ởng khuôn mẫu v.v trong các nhà máy cơ khí. V . Một số đại l ợng dùng trong tính toán chiếu sáng 1. Quang thông: (Đơn vị Lumen,viết tắt [lm]) Là năng lợng do một nguồn sáng phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thời gian, là thông lợng của năng lợng. Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 8 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Những ánh sáng từ nguồn quang phát ra gồm nhiều sóng điện từ có bớc sóng khác nhau, do đó năng lợng của nó đợc biểu hiện: = 1 2 21 deE Trong đó: 21 E - là thông lợng quang năng đi từ 1 đến 2 - là bớc song ánh sáng e - là hàm phân bố năng lợng Thông lợng toàn phần: = 0 deE Trong nguồn quang có công suất khá lớn, có các bớc sóng khác nhau sẽ gây ra cho mắt ta cảm giác khác nhau do đó ngời ta đa ra thêm khái niêm :Độ rõ Ký hiệu: V Vậy định nghĩa quang thông(F): là tích phân của thông lợng quang năng và hàm độ rõ: = 0 deVF [lm] 2. Cờng độ sáng I:, đơn vị Candela [cd]. Nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phơng, trong một góc đặc (hay góc khối) dw nó truyền đi một quang thông dF thì đại lợng dF/dw gọi là cờng độ ánh sáng của nguồn sáng trong phơng đó. I=dF/dw [cd=lm/Sr] dF - tính bằng lumen [ lm] Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 9 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học dw- góc đặc tính bằng Sr (Steradian) I - cờng độ sáng tính bằng canlenda (nến), 1cd = 1lm/1Sr 3. Độ rọi(E), độ trng R, và độ chói(L). a) Độ rọi E của một diện tích ở tại một điểm, là tỉ lệ giữa quang thông dF nhận đợc bởi một vi phân diện tích ở xung quanh điểm này với diện tích dS của nó (hình 1): E=dF/dS Đơn vị E la lux (lx) 1 lux = 1 lm/m 2 Giả sử có một nguồn sáng S, chiếu vào diện tích dS có pháp tuyến n nh hình vẽ. Giáo viên hớng dẫn : Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 10 [...]... Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học L/H L/H Chiều rộng Bố trí nhiều Bố trí 1 dãy giới hạn dãy Tốt Cho Tốt Cho nhất phép nhất phép 2,3 cực đại 3,2 1,9 cực đại 2,5 1,3H 1,8 2,5 1,8 2,0 1,2H 1,6 -Chiếu sáng ngoài nhà của phân x- 1,8 1,5 1,8 1,0H dùng chao mờ hoặc sắt tráng men -Chiếu sáng phân xởng, chao đèn vạn năng -Chiếu sáng cho các cơ quan văn hoá, hành chính Sơ đồ để tính toán chiếu sáng Giáo viên hớng... ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Phơng pháp này thích hợp cho tính toán chiếu sáng các phòng nhỏ hoặc có chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5 Yêu cầu tính toán không chính xác lắm Phơng pháp này có hai cách tính: 1.Cách thứ nhất Phơng pháp này đợc sử dụng trong thiết kế và tính toán sơ bộ.Theo phơng pháp này chỉ cần xác định suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (w/m2) theo từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau,... của một nguồn sáng ở một điểm của nó, trong một phơng cho trớc (Phơng tạo lên góc ) là tỉ lệ giữa cờng độ ánh sáng di theo một phơng đã nêu của một vi phân diện tích dS xung quanh điểm này,với diện tích d =dS cos (d - là hình chiếu của dS lên mặt phẳng vuông góc với phơng đã chọn) L= dI dI cd = [ ] dS cos d m 2 VI Dụng cụ chiếu sáng thông dụng Để tạo nguồn sáng cung cấp ánh sáng cho sinh hoạt,... Đinh Việt Hùng 21 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Bảng Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của một số phân xởng cơ khí Dạng chiếu Độ dài Độ cao treo Suất phụ tải Công suất sáng cho trong chiếu đèn (m) chiếu sáng của một (W/m ) bóng đèn 10+12 9+11 12 12 11 10 11 9 11 9 ( W) 200 300+400 200 200 300 400 200 400 200 100 13 7 15 100 100 100 sáng chung 2 Cơ khí lắp (lx) 30 + 50 giáp... sáng khác nhau, sau đó nhân với diện tích cần chiếu sáng là đợc công suất chiếu sáng tổng Đợc công suất chiếu sáng tổng rồi mới xác định số loại đèn độ cao treo của đèn.v.v Khi cần có thể kiểm tra lại độ rọi theo phơng pháp tính độ rọi từng điểm P=P0.S Trong đó: -P0 là suât phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diên tích (w/m2) -S là diện tích cần chiếu sáng (m2) Giáo viên hớng dẫn: Vũ Thị Tựa Sinh viên... Pden S E (kw) S 0 Fden Trong đó : Pden- Là công suất của đèn dùng trong thiết kế Fđen- Là quang thông của đèn dùng trong thiết kế S Là diện tích đợc chiếu sáng E- độ rội tối thiểu Giáo viên hớng dẫn: Vũ Thị Tựa Sinh viên thực hiện : Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 31 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học S0 - Là diện tích đợc chiếu sáng bởi một đèn ống có Eđm= 100, công suất mỗi đèn 30w, quang thông là 2.1230=2460... là hàm số của Đồ án môn học P 1 và h h Ngời ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn quan hệ giữa: cos 2 1 1 P l + arctg = f , 2 2 2 l +r r h h Trị số I là cờng độ ánh sáng ứng với nguồn có quang thông là F, do đó phải quy đổi về nguồn có quang thông là 1000 lm I '= F I 1000 Trong đó: I - cờng độ ánh sáng ứng với nguồn có quang thông 1000 F - quang thông thực tế trên đơn vị dài của mỗi nguồn sáng Nh vậy ta... kiện tính toán chuẩn Loại đèn Rộng Loại Loại Thăm TB Diện tích S0m2 Vừa Loại Loại Thăm TB Hẹp Loại Thăm Loại TB -Phối quang trực xạ dùng chao cắt 12 11,5 10,4 9,4 8,4 7,8 10,3 9,2 8,7 7,6 7,0 6,5 7,8 6,1 6,1 5,0 5,0 3,9 tráng men - Chủ yếu là phối quang trực xạ, nhiều đèn có gơng phản -Chủ yếu là phối quang xạ,khuếch tán, chao đục Phần III THIếT Kế CHIếU SáNG CHO trờng học I Chọn nguồn sáng và bố trí...Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Thông lợng của nguồn S đi qua diện tích là : dF = Idw dw = dS.cos /r2 , r là khoảng cách từ S tới tâm dS E= dF/dS= I dS cos /r2.dS = I cos /r2 Vậy độ rọi của nguồn sáng tỉ lệ thuận với cờng độ ánh sáng tỉ lệ nghịch với bìng phơng khoảng cách từ nguồn tới tâm diện tích đợc chiếu sáng ngoài ra còn phụ thuộc vào hớng tới của nguồn Tóm... vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt độ(nhỏ hơn 150CStăc-te làm việc khó) -Khi đóng điện đèn không sáng ngay Phần II Các phơng pháp tính toán chiếu sáng trong công nghiệp I Bố trí đèn Chiếu sáng cục bộ khá đơn giản và phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể để quyết định Chiếu sáng chung sẽ phải dùng nhiều đèn Vấn đề đặt ra là phải xác định đợc vị trí hợp lý của các đèn và khoảng cách giữa đèn với trần nhà và . học 2. Đèn huỳnh quang Bảng 2: Thông số kỹ thuật của đèn huỳnh quang Công suất(W) Điện áp (V) ánh sáng trắng ánh sáng ban ngày Thời gian sử dụng(h) Quang thông (lm) Lm/w Quang thông (lm) Lm/w 30. động về phía anot làm áp trên hai cực stắc-te giảm và nhiệt cũng nh hồ quang không đợc duy trì tiếp điểm stắc-te nhả ra. Trong quá trình chuyển động của các electron từ canot sang anot với tần. thành ống làm phát quang c) Ưu nhợc điểm. +Ưu điểm: - Hiệu suất quang học lớn - Diện tích phát quang lớn - tuổi thọ cao - U biến thiên trong phạm vi cho phép ( nên F quang thông giảm ít)