Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP LỚNMÔN: KĨ THUẬT CHIẾU SÁNGĐề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống chiếu sáng sân Tennis sử dụng phần mềm DIALux 4.13Giáo viên hướng dẫn: HOÀNG MAI QUYỀN Nhóm thực hiện: nhóm 6MỤC LỤCMỤC LỤC2LỜI NÓI ĐẦU3Chương 1:KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG51.1.GIỚI THIỆU51.2.CÁC KHÁI NIỆM5Ánh sáng51.3.Các đại lượng đo ánh sáng61.3.1.Quang thông F (ф),lumem (lm)61.3.2.Cường độ ánh sáng I candela (cd)61.3.3.Độ rọi E (lux)61.3.4.chói L (cdm2)81.3.5.Định luật Lambert81.3.6.Độ tương phản C81.4.NGUỒN SÁNG91.5.NHIỆT ĐỘ MÀU91.6.CHỈ SỐ TRUYỀN MÀU CRI101.7.BỘ ĐÈN111.7.1.Khái niệm11Chương 2:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI132.1.Thông số cơ bản:132.2.Tính toán chiếu sáng sơ bộ13Chương 3:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BẰNG PHẦN MỀM DIALUX193.1.Giới thiệu về DIALux193.2.Thiết kế chiếu sáng sân tennis20Chương 4:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG28
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: HỆ THỐNG ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MƠN: KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG Đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ thống chiếu sáng sân Tennis sử dụng phần mềm DIALux 4.13 Giáo viên hướng dẫn: HOÀNG MAI QUYỀN Nhóm thực hiện: nhóm MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG 1.1 GIỚI THIỆU .5 1.2 CÁC KHÁI NIỆM Ánh sáng 1.3 Các đại lượng đo ánh sáng .6 1.3.1 Quang thông F (ф),lumem (lm) 1.3.2 Cường độ ánh sáng I candela (cd) .6 1.3.3 Độ rọi E (lux) .6 1.3.4 chói L (cd/m2) .8 1.3.5 Định luật Lambert 1.3.6 Độ tương phản C 1.4 NGUỒN SÁNG 1.5 NHIỆT ĐỘ MÀU 1.6 CHỈ SỐ TRUYỀN MÀU CRI 10 1.7 BỘ ĐÈN 11 1.7.1 Khái niệm 11 Chương 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI 13 2.1 Thông số bản: .13 2.2 Tính tốn chiếu sáng sơ .13 Chương 3: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BẰNG PHẦN MỀM DIALUX .19 3.1 Giới thiệu DIALux .19 3.2 Thiết kế chiếu sáng sân tennis .20 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 28 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế chiếu sáng ứng dụng công nghệ chiếu sáng cho không gian người dựa vào tổ hợp nguyên tắc khoa học đặc trưng tiêu chuẩn quy ước thiết lập số tham số thẩm mỹ học, văn hóa người xem xét cách hài hòa Từ thời kỳ sơ khai văn minh đến thời gian gần đây, người chủ yếu tạo ánh sáng từ lửa nguồn nhiệt nhiều ánh sáng Ở kỷ 21, sử dụng nguyên tắc để sản sinh ánh sáng nhiệt qua loại đèn nóng sáng Chỉ vài thập kỷ gần đây, sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vi đa dạng nhiều Theo ước tính, tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20– 45 % tổng tiêu thụ lượng nhà thương mại khoảng 3–10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hệt người sử dụng lượng công nghiệp thương mại nhận thức vấn đề tiết kiệm lượng hệ thống chiếu sáng Thơng thường tiến hành tiết kiệm lượng cách đáng kể với vốn đầu tư chút kinh nghiệm Thay loại đèn thuỷ ngân đèn nóng sáng đèn halogen kim loại đèn natri cao áp giúp giảm chi phí lượng tăng độ chiếu sáng Lắp đặt trì thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn hệ thống quản lý lượng đem lại hiệu tiết kiệm đặc biệt Tuy nhiên, số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng để đạt mục tiêu tiết kiệm mong đợi Cần hiểu loại đèn có hiệu suất cao khơng phải yếu tố đảm bảo hệ thống chiếu sáng hiệu Do kỹ sư cần phải thiết kế cách chínhxác hiệu số giúp kỹ sư thiết kế giảm bớt thời gian tính xác sử dụng phần mềm thiết kế Sau tìm hiểu số phần mềm thiết kế với đề tài tập lớn “Tính tốn, thiết kế chiếu sáng phòng học sử dụng phần mềm DIALux” Do thời gian làm kiến thức hạn chế nên làm chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em kính mong nhận góp ý, bảo thầy, để em có kinh nghiệm kiến thức chuẩn bị cho công việc sau Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giúp đỡ chúng em hoàn thành tập lớn này! CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG 1.1 GIỚI THIỆU Chiếu sáng kỹ thuật đa ngành, trước hết mối quan tâm kỹ sư điện, nhà nghiên cứu quang quang phổ học, cán kỹ thuật cơng ty cơng trình cơng cộng nhà quản lý đô thị Chiếu sáng mối quan tâm nhà kiến trúc, xây dựng giới mỹ thuật Nghiên cứu chiếu sáng công việc bác sỹ nhãn khoa, nhà tâm lý học, giáo dục thể chất học đường Trong thời gian gần đây, với đời hoàn thiện nguồn sáng hiệu suất cao, phương pháp tính tốn cơng cụ phần mềm chiếu sáng mới, kỹ thuật chiếu chiếu sáng chuyển từ giai đoạn chiếu sáng tiện nghi sáng chiếu sáng hiệu tiết kiệm điện gọi tắt chiếu sáng tiện ích Theo số liệu thống kê, năm 2005 điện sử dụng cho chiếu sáng toàn giới 2650tỷ kWh, chiếm 19% sản lượng điện Hoạt động chiếu sáng xảy đồng thời vào cao điểm buổi tối khiến cho đồ thị phụ tải lưới điện tăng vọt, gây khơng khó khăn cho việc truyền tải phân phối điện Chiếu sáng tiện ích giải pháp tổng thể nhằm tối ưu hóa tồn kỹ thuật chiếu sáng từ việc sử dụng nguồn sáng có hiệu suất cao, thay loại đèn sợi đốt có hiệu lượng thấp đèn compact, sử dụng rộng rãi loại đèn huỳnh quang hệ mới, sử dụng chấn lưu sắt từ tổn hao thấp chấn lưu điện tử, sử dụng tối đa hiệu ánh sáng tự nhiên, điều chỉnh ánh sáng theo mục đích yêu cầu sử dụng, nhằm giảm điện tiêu thụ mà đảm bảo tiện nghi nhìn Kết chiếu sáng tiện ích phải đạt tiện nghi nhìn tốt nhất, tiết kiệm lượng, hạn chế loại khí nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường 1.2 CÁC KHÁI NIỆM Ánh sáng Ánh sáng xạ (sóng) điện từ nằm dải sáng quang học mà mắt người cảm nhận Như quan sát dải quang phổ điện từ Hình1, ánh sáng nhìn thấy thể dải băng từ tần hẹp nằm ánh sáng tia cực tím(UV) lượng hồng ngoại (nhiệt) Những sóng ánh sáng có khả kích thích võng mạc mắt, giúp tạo nên cảm giác thị giác, gọi khả nhìn Vì để quan sát cần có mắt hoạt động bình thường ánh sáng nhìn thấy 1.3 Các đại lượng đo ánh sáng 1.3.1 Quang thông F (ф),lumem (lm) Là đại luợng đặc trưng cho khả phát sáng nguồn sáng, có xét đến cảm thụ ánh sáng mắt nguời hay gọi công suất phát sáng nguồn sáng F = k V d Trongđó: k= 683 lm/w hệ số chuyển đổi đơn vị luợng sang đơn vị cảm nhận ánh sáng W :là luợng xạ V :là độ nhạy tương đối mắt người 1.3.2 Cường độ ánh sáng I candela (cd) Là đại luợng biểu thị mật độ phân bố quang thông nguồn sáng theo hướng định I= Trong đó: F quang thơng (lm) Ω góc khối, giá trị cực đại 1.3.3 Độ rọi E (lux) Là đại lượng biểu thị mật độ phân bố quang thông bề mặt chiếu sáng E= (Lx) Trong đó: F quang thơng (lm) S diện tích bề mặt chiếu sáng +, Nếu nguồn sáng chiếu thẳng đứng với mặt phẳng chiếu sáng (hình 1.3) ta có: Lux Ea= +, có: Nếu nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu góc α (hình 3) ta Ea= Lux 1.3.4 chói L (cd/m2) Là đại luợng đặc trưng cho khả xạ ánh sáng nguồn sáng hay bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng mắt nguời (cd/m2) L= 1.3.5 Định luật Lambert Định luật Lambert mô tả mối quan hệ độ chói L độ rọi E: Trong đó: hệ số phản xạ 1.3.6 Độ tương phản C Sự chênh lệch độ chói tương đối hai vật để cạnh mà mắt người phân biệt đuợc gọi độ tương phản C= = – C>=0,01 mắt người phân biệt hai vật để gần Lo: Độ chói vật Lf: Độ chói 1.2.2.7.Hiệu suất phát quang H (lm/w) Hiệu suất phát quang đại luợng đo tỷ số quang thông phát bóng đèn (F) cơng suất điện tiêu thụ (P) bóng đèn (nguồnsáng) H= (lm/W) 1.4 NGUỒN SÁNG Bao gồm vật mà tự nhiên phát ánh sáng gọi nguồn sáng Phân loại nguồn sáng: +, Theo kích thước khoản cách chiếu sáng: - Nguồn sáng điểm : khoảng cách từ nguồn đến mặt phẳng làm việc lớn nhiều so với kich thước nguồn sáng coi nguồn sáng điểm (là nguồn sáng có kích thuớc nhỏ 0,2 khoảng cách chiếu sáng) - Nguồn sáng đuờng: nguồn sáng coi nguồn sáng đường chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng - Các dèn bố trí thành mảng ô sáng lấy ánh sáng tự nhiên coi nguồn sáng mặt +, Theo hình thức phát sáng: - Nguồn sáng tự nhiên: Mặt trời, mặt trăng, sao… - Nguồn sáng nhân tạo: Các loại đè mà người tạo 1.5 NHIỆT ĐỘ MÀU Nhiệt độ màu cho ta cảm giác định tính ánh sáng nguồn sáng phát ra: “ấm” hay “lạnh”, cụ thể - Nguồn sáng có T ≤3500 oK cho ta ánh sáng ấm; - Nguồn sáng có 3500 oK < T < 5000 oK cho ta ánh sáng trung tính - Nguồn sáng T ≥ 5000 oK cho ta ánh sáng lạnh Các nghiên cứu sinh lý thị giác cho thấy: nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp dùng cho nơi đòi hỏi độ rọi thấp; ngược lại, nơi đòi hỏi độ rọi cao phải dùng nguồn có nhiệt độ màu lớn Moi trường chiếu sáng tiện nghi nằm miền gạch chéo biểu đồ Kruithof Vì thiết kế chiếu sáng, người ta coi nhiệt độ màu tiêu chuẩn để lựa chọn nguồng sáng phù hợp vói độ rọi yêu cầu biết nhằm đạt môi trường ánh sáng tiện nghi 1.6 CHỈ SỐ TRUYỀN MÀU CRI Chỉ số truyền đạt màu nguồn sáng đại lượng đánh giá mức độ trung thực màu sắc vật chiếu sáng nguồn sáng so với trường hợp chiếu nguồn sáng chuẩn Tiêu chuẩn Việt Nam chiếu sáng (TCVN 7114:2002) chia thành nhóm mức độ hoàn màu phạm vi ứng dụng 1.7 BỘ ĐÈN 1.7.1 Khái niệm Bộ đèn tập hợp thiết bị quang, điện, khí nhằm thực phân bố ánh sáng, định vị bảo vệ đèn nối đèn với nguồn điện Chóa đèn phận đèn, bao gồm phận dùng để phân bố ánh sáng, định vị bảo vệ đèn, lắp đặt dây nối đèn chấn lưu với nguồn điện Nói cách khác đèn cộng với đèn tạo thành đèn 1.7.2 Cấu tạo số đèn thơng dụng Thân đèn có chức gá lắp phận đèn, bảo vệ bóng đèn thiết bị điện kèm theo Thân đèn phải đáp ứng yêu cầu sau: Thuận tiện thao tác lắp đặt bảo dưỡng thiết bị Có khả chống ăn mòn, độ bền học tỏa nhiệt tốt Có tính thẩm mỹ Phản quang có chức phân bố lại ánh sáng bóng đèn phù hợp với mục đích sử dụng đèn Phản quang phải đáp ứng yêu cầu sau: - Có biến dạng phù hợp - Hệ số phải cao - Có khả chống ăn mòn ơxi hóa chịu nhiệt tốt Kính đèn có chức bảo vệ bóng đèn phản quang góp phần kiểm sốt phân bố ánh sáng đèn Kính đèn phải đáp ứng nhu cầu sau : - Có biến dạng phù hợp với phát quang - Hệ số thấu quang phù hợp - Có độ bền học , khả chịu nhiệt chịu tác động tia hồng ngoại cực tím Đui đèn có chức cấp điện vào bóng đèn giữ cho bóng đèn cố định vị trí cần thiết ,yêu cầu đui đèn: - Các tiếp điểm ổn định trường hợp có va trạm ,rung - Có khả chiu nhiệt tốt - Cứng ,một số trường hợp phải có phận phụ trợ để cố định bóng đèn Bộ đèn có chức tạo chế độ điện áp dòng điện phù hợp với trình làm việc khởi động Yêu cầu chung đèn: - Các thiết bị phải đồng tương thích với đèn - Có khả chịu nhiệt tốt - Tổn hao công suất thấp 10 Bước 5: Xác định tổng quang thông đèn: Kiểm tra độ đồng ,độ rọi Để phục vụ kiểm tra độ rọi,ta chia mặt sân thành lưới 120 điểm ,rồi tiến hành đo độ rọi 120 điểm Độ rọi điểm đèn tạo 14 Etb=308lx; Ta thấy Etb=308lx > Eyc=300lx - Vậy tổng quang thông đèn để đảm bảo độ rọi yêu cầu Bước 6: Xác định quang thơng tính tốn đèn theo cơng thức Ftt==568421,16 lm - Tra bảng 5.6 đèn bán rộng lớp phủ bề mặt màu sáng - Tra bảng 5.8 với chu kì bảo dưỡng 12 tháng IP44 V=0,9 - Xác định hệ số sử dụng đèn U U===0,42 Bước 7: Lựa chọn loại đèn chiếu sáng phù hợp Chọn bóng đèn: Chọn loại Metal Halide Thorn 96261218 CHAMPION 1KW E40 HPIT CL1 WI hãng Thorn có datasheet: Luminous flux (Luminaire): 55420 lm Luminous flux (Lamps): 85000 lm Luminaire Wattage: 1051.0 W Luminaire classification according to CIE: 100 15 CIE flux code: 29 69 97 100 65 Fitting: x MT 1000 W (Correction Factor 1.000) Ứng với độ rọi yêu cầu 300lx tra biểu đồ Kruithof nên chọn bóng đèn ứng với nhiệt độ màu khoảng T = 3000 oK; 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BẰNG PHẦN MỀM DIALUX 3.1 Giới thiệu DIALux DIALux phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, tạo lập công ty DIALGmbH–Đức cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu Phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm phần: Phần DIALux 4.6 LightWizard : Đây phần riêng biệt DIALux bước trợ giúp cho người thiết kế dễ dàng nhanh chóng thiết lập dự án chiếu sáng nội thất Kết chiếu sáng nhanh chóng trình bày kết chuyển thành tập tin PDF chuyển qua dự án chiếu sáng DIALux để DIALux thiết lập thêm chi tiết cụ thể xác với đầy đủ chức trình bày Phần DIALux 4.6 : Đây phần tồn phần mềm thiết kế chiếu sáng DIALux Từ phần DIALux 4.2 bạn chọn để vào nhiều phần khác nhau: +, Phần trợ giúp thiết kế nhanh (wizards) cho chiếu sáng nội thất, chiếu sáng ngoại thất chiếu sáng giao thông Phần thiết kế dự án chiếu sáng nội thất +, Phần thiết kế dự án chiếu sáng ngoại thất +, Phần thiết kế dự án chiếu sáng giao thông +, Phần mở dự án có dự án mở gần đây.-DIALux tính toán chiếu sáng chủ yếu theo tiêu chuẩn châu Âu như” EN12464, CEN8995 - DIALux cho phép chèn xuất tập tin DWG DXF - DIALux chèn nhiều vật dụng, vật thể mẫu bề mặt cho thiết kế sinh động giống với thực tế - Với chức mô xuất thành ảnh, phim DIALux có hình thức trình bày ấn tượng - DIALux phần mềm độc lập, tính tốn với thiết bị nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng khác với điểu kiện thiết bị đo đạc phân bố ánh sáng có tập tin liệu phân bố ánh sáng để đưa vào DIALux - DIALux cung cấp công cụ Online cho việc cập nhật, liên lạc với DIAL GmbH kết nối với nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng Bạn tải DIALux vể miễn phí từ địa trang web:www.Dialux.com Sau cài đặt, mở DIALux tạo project ta có hình làm việc hình 17 Hình 3.2 Thiết kế chiếu sáng sân tennis Trong mục object chọn mặt sân tennis 18 Chọn bố trí đèn Tổng thể dự án sau bố trí xong đèn Kết sau xuất pdf 19 20 21 22 23 24 25 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG Bước 1:Chọn sơ đồ dây hình: 360.0 100.0 100.0 Bước 2: Xác định phụ tải tính tốn Ptt=3.2.1051 = 6306W St===7419 Va Qtt = = 3908 Var Bước 3: Tính toán lựa chọn aptomat dây dẫn hạ áp o Chọn dây dẫn hạ áp Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng dây dẫn - Ilv = = = 33,7 A - Ilvmax = 1,4.Ilv = 1,4.33,7 = 47,18 A - Điều kiện phát nóng dây dẫn: k1.k2.Icp ≥ Ilvmax Trong đó: k1 :hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây dẫn k2 :hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp chung rãnh (Đối với cáp chiếu sáng, cách gần coi k1 = k2 = 1) Icp :dòng điện phát nóng lâu dài cho phepps ứng với tiết diện dây chọn nhà chế tạo cho 26 Với k1=k2=1 tra phụ lục 6.2 chọn dây điện PVC CADIVI chết tạo có: Tiết diện (mm2) Đường Đường Dòng điện Điện trở kính dây kính tổng cho phép 20OC dẫn thể (A) (Ω/km) (mm) (mm) 5,50 3,00 15,57 35 3,40 - Vì đường dây nhà khơng q dài nên bỏ qua độ xụt áp đường dây o Chọn aptomat bảo vệ hệ thống: - Ilvmax = 1,4.Ilv = 1,4.33,7 = 47,18 A - Udm.m = 220 V Chọn aptomat có IđmATM = 50A UđmATM = 240V IđmC = 6000 kA 27 28