Đề tài Tính toán thiết kế chiếu sáng cho một trường học

Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam KHOA §IÖN - ®iÖn tö §éc lËp - tù do - h¹nh phóc ..…..***….… ..…..***….… ®å ¸n m«n häc Sinh viªn thùc hiÖn: Ph¹m S¬n H¶i §inh ViÖt Hïng Kho¸ häc :2003 – 2007 Nghµnh ®µo t¹o :Kü thuËt ®iÖn Tªn ®Ì tµi: TÝnh to¸n, thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho mét tr­êng häc. + Sè liÖu cho tr­íc: -D·y nhµ 2 tÇng gåm 10 phßng häc lý thuyÕt, mçi phßng cã diÖn tÝch 120 m2. -Mét ph©n x­ëng c¬ khÝ cã diÖn tÝch 1000 m2, ®­îc lîp m¸i t«n + Néi dung cÇn hoµn thµnh: TÝnh to¸n c«ng suÊt chiÕu s¸ng, lùa chän nguån s¸ng. TÝnh to¸n lùa chän d©y dÉn vµ c¸p. TÝnh to¸n lùa chän c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t, b¶o vÖ. QuyÓn thuyÕt minh vµ c¸c b¶n vÏ , m« t¶ ®Çy ®ñ néi dung ®Ò tµi Gi¸o viªn h­íng dÉn: Ngµy giao ®Ò: 20/02/2006 Ngµy hoµn thµnh: 15/4/2006 Vò ThÞ Tùa Lêi nãi ®Çu Trong sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ n­íc nhµ, c«ng nghiÖp ®iÖn lùc gi÷ vai trß ®Æc biÖt quan träng, bëi v× ®iÖn n¨ng lµ nguån n¨ng l­îng kh«ng thÓ thiÕu, ®ang ®­îc dông réng r·i trong nÒn kinh tÕ quèc d©n nh­ c«ng ngiÖp, n«ng nghiÖp, dÞch vô,sinh ho¹t… HÖ thèng cung cÊp ®iÖn bao gåm c¸c kh©u phat ®iÖn, truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng ®Ó cÊp ®iÖn cho mét khu vùc, mét nhãm hé tiªu thô nhÊt ®Þnh. VÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n, thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho c¸c nhãm hé dïng ®iÖn sao cho ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kÜ thuËt, tÝnh kh¶ thi,vµ ®¶m b¶o an toµn …lµ mét bµi to¸n khã nh­ng l¹i lµ yªu cÇu cÇn ®¹t tíi cho tÊt c¶ mäi ng­êi häc m«n cung cÊp ®iÖn. Trong bÊt k× mét hÖ thèng cung cÊp ®iÖn nµo th× hÖ thèng chiÕu s¸ng l¸ mét phÇn thiÕt yÕu kh«ng thÓ thiÕu. HiÖn nay chiÕu s¸ng ®ang ®­îc dïng phæ biÕn nhÊt tiªu tèn mét l­îng ®iÖn n¨ng rÊt lín, nh­ng vÊn ®Ò sö dông còng nh­ chÊt l­îng sö dông ¸nh s¸ng vÉn cßn ch­a ®¶m b¶o vµ quan t©m ®óng møc cña mäi ng­êi dÉn ®Õn nh÷ng sù cè,thiÖt h¹i ®¸ng tiÕc vµ l·ng phÝ ®iÖn n¨ng rÊt lín §Ò tµi mµ chóng em cÇn hoµn thµnh lµ: TÝnh to¸n,thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho mét tr­êng häc Sè liÖu cho tr­íc: -D·y nhµ 2 tÇng gåm 10 phßng häc lý thuyÕt, mçi phßng cã diªn tÝch 120 m2. -Mét ph©n x­ëng c¬ khÝ cã diÖn tÝch 1000 m2, ®­îc lîp m¸i t«n. §å ¸n gåm c¸c phÇn sau: PhÇn I : Giíi thiÖu chung vÒ chiÕu s¸ng PhÇn II : ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng PhÇn III: TÝnh to¸n, thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho tr­êng häc §©y lµ lÇn ®Çu tiªn chóng em lµm mét ®å ¸n vÒ cung cÊp ®iÖn gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n nh­ng víi sù h­íng dÉn tËn t×nh cña c« Vò ThÞ Tùa cïng c¸c thÇy c« trong khoa ®· chØ cho em nh÷ng kiÕn thøc cÇn thiÕt ®Ó hoµn thµnh ®å ¸n nµy.Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn cßn nhiÒu sai sãt chóng em rÊt mong nhËn ®­îc sù gióp ®ì chØ b¶o cña c¸c thÇy c«. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! MôC LôC Trang PhÇn I Giíi thiÖu chung vÒ chiÕu s¸ng I. §Æt vÊn ®Ò ………………………………………………..1 II. Ph©n lo¹i …………………………………………………….1 III. Nh÷ng ®iÒu kiÖn chiÕu s¸ng tèt nhÊt…………………….....2 IV. HÖ thèng chiÕu s¸ng nh÷ng n¬i lµm viÖc………………….3 V. Mét sè ®¹i l­îng dïng trong tÝnh to¸n chiÕu s¸ng ………..4 VI. Dông cô chiÕu s¸ng th«ng dông………………………….7 1. §Ìn sîi ®èt……………………………………………….....7 2. §Ìn huúnh quang……………………………………….......9 PhÇn II C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n chiÕu s¸ng trong c«ng nghiÖp I Bè trÝ ®Ìn ……………………………………………………11 II Ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông …………………………………12 III Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng víi ®Ìn sîi ®èt ………………..14 IV Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n tong ®iÓm ……………………………18 V Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n víi ®Ìn èng …………………………20 VI Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng víi ®Ìn huúnh quang ………...23 PhÇn III ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho tr­êng häc I Chän nguån s¸ng vµ bè trÝ ®Ìn ………………………………25 II Chän c¸p vµ d©y dÉn…………………………………………..32 1.Chän c¸p vµ d©y dÉn cho phßng häc lý thuyÕt…………...32 2. Chän c¸p vµ d©y dÉn cho x­ëng c¬ khÝ…………………..34 III Lùa chän c¸c phÇn tö ®ãng c¾t……………………………….35 Lùa chän ¸pt«m¸t cho toµ nhµ 2 tÇng ………………......35 Lùa hcän ¸pt«m¸t cho x­ëng c¬ khÝ …………………….40 IV C¸c b¶n vÏ s¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å ®i d©y………………..42 Lêi kÕt ………………….. 49 PhÇn I: Giíi thiÖu chung vÒ chiÕu s¸ng I. §Æt vÊn ®Ò. Trong ®êi sèng sinh ho¹t còng nh­ trong s¶n xuÊt,chiÕu s¸ng ®ãng mét vai trß rÊt quan träng vµ cÇn thiÕt trong viÖc ®¶m b¶o søc khoÎ cña ng­êi lao ®éng, n©ng cao n¨ng xuÊt lao ®éng, ®¶m b¶o chÊt l­îng s¶n phÈm, an toµn trong s¶n xuÊt.NÕu ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ, ng­êi lao ®éng sÏ ph¶i lµm viÖc trong tr¹ng th¸i c¨ng th¼ng, h¹i m¾t vµ ¶nh h­ëng ®Õn søc khoÎ, dÉn ®Õn hµng lo¹t c¸c s¶n phÈm kh«ng ®¹t c¸c tiªu chuÈn kÜ thuËt vµ n¨ng suÊt lao ®éng thÊp, thËm chÝ cßn g©y tai n¹n trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. V× vËy hÖ thèng chiÕu s¸ng ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: Kh«ng bÞ lo¸ m¾t do ph¶n x¹ Kh«ng bÞ lo¸ m¾t Kh«ng t¹o ra nh÷ng kho¶ng tèi bëi nh÷ng vËt bÞ che khuÊt Ph¶i cã ®é räi ®ång ®Òu Ph¶i t¹o ra ®­îc ¸nh s¸ng cµng gÇn ¸nh s¸ng tù nhiªn th× cµng tèt II. Ph©n lo¹i C¨n cø vµo d¹ng chiÕu s¸ng th× chiÕu s¸ng ®­îc chia lµm hai d¹ng: ChiÕu s¸ng c«ng nghiÖp: lµ ¸nh s¸ng ®­îc cÊp cho c¸c khu c«ng nghiÖp nh­: nhµ x­ëng, kho, b·i….. ChiÕu s¸ng d©n dông: lµ ¸nh s¸ng ®­îc cung cÊp cho c¸c c¨n hé, gia ®×nh, tr­êng häc, bÖnh viÖn, kh¸ch s¹n…… C¨n cø vµo môc ®Ých chiÕu s¸ng ®­îc chia ra nh­ sau: ChiÕu s¸ng chung: lµ chiÕu s¸ng t¹o ra ®é s¸ng ®ång ®Òu trªn bÒ mÆt chiÕu s¸ng ChiÕu s¸ng côc bé: Lµ h×nh thøc ¸nh s¸ng tËp chung cho mét ®iÓm hay cho mét diÖn tÝch hÑp. ChiÕu s¸ng dù phßng: lµ h×nh thøc chiÕu s¸ng dù phßng khi sÈy ra mÊt ®iÖn Nh­ng mçi h×nh thøc chiÕu s¸ng ®Òu cã yªu cÇu riªng, ®Æc ®iÓm riªngvµ phô t¶i chiÕu s¸ng ph¶i phï hîp víi tõng môc ®Ých.®ßi hái ph¶i cã ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n chiÕu s¸ng sao cho khi thiÕt kÕ chiÕu s¸ng trong tõng tr­êng hîp sÏ ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kÜ thuËt vµ mÜ thuËt chiÕu s¸ng III. Nh÷ng ®iÒu kiÖn chiÕu s¸ng tèt nhÊt 1. §é räi ph¶i ®¶m b¶o, tøc lµ bÒ mÆt lµm viÖc vµ m«i tr­êng nh×n thÊy ph¶i tho¶ m·n ®é chãi ®Ó cho m¾t cã thÓ ph©n biÖt ®­îc c¸c chi tiÕt cÇn thiÕt mét c¸ch râ rµng vµ kh«ng bÞ mÖt mái. 2. Quang th«ng x¸c ®Þnh sù che tèi vµ tû lÖ cña ®é chãi ( t­¬ng ph¶n) cÇn ph¶i ®­îc ®Þnh h­íng sao cho m¾t ng­êi thu nhËn ®­îc h×nh ¶nh râ rµng vÒ h×nh d¸ng vµ chung quanh cña môc tiªu mµ ta nh×n. 3. ¸nh s¸ng cÇn ph¶i ®­îc tho¶ m·n ®ång ®Òu, tøc lµ quan hÖ gi÷a ®é räi cùc ®¹i vµ cùc tiÓu cña bÒ mÆt kh«ng ®­îc v­ît qu¸ mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh. 4. Mµu cña ¸nh s¸ng cÇn ph¶i thÝch hîp víi d¹ng lao ®éng ®­îc tiÕn hµnh. 5. ViÖc bè trÝ ®Æt c¸c ®Ìn vµ ®é chãi cña ®Ìn ph¶i chän sao cho m¾t ng­êi ta kh«ng bÞ mÖt mái do chiÕu s¸ng trùc tiÕp hay ¸nh s¸ng ph¶n x¹. 6. Trong mét sè tr­êng hîp nhÊt ®Þnh, cÇn ph¶i cã nh÷ng ®Ìn an toµn, bè trÝ sao cho trong tr­êng hîp ¸nh s¸ng chung bÞ ng¾t, th× hÖ thèng ®Ìn an toµn ph¶i cã kh¶ n¨ng t¹o cho mçi ng­êi cã thÓ t×m thÊy con ®­êng ®Ó tho¸t khái khu vùc ra ngoµi. §é räi an toµn kh«ng ®­îc bÐ h¬n 0,3 lux. Nh÷ng yªu cÇu nªu trªn cña chiÕu s¸ng cÇn ph¶i ®­îc tho¶ m·n víi sù tèn kÐm Ýt nhÊt. IV. HÖ thèng chiÕu s¸ng cña nh÷ng n¬i lµm viÖc §Ó t¹o nªn ®é räi ë nh÷ng chç lµm viÖc, ng­êi ta dïng chiÕu s¸ng chung, chiÕu s¸ng côc bé ( hay khu vùc ) vµ chiÕu s¸ng tæ hîp. 1. ChiÕu s¸ng chung. ChiÕu s¸ng chung ®¶m b¶o ®é räi ®ång ®Òu trªn toµn bé diÖn tÝch lµm viÖc hay toµn bé phßng lµm viÖc. §Æc biÖt, ë nh÷ng phßng trong ®ã cã chiÕu s¸ng côc bé, th× chiÕu s¸ng chung cã môc ®Ých lµ ®¶m b¶o duy tr× trong giíi h¹n ®ñ tho¶ m·n ®Ó nh×n. ChiÕu s¸ng chung ®­îc dïng trong c¸c ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lµm viÖc réng cã yªu cÇu vÒ ®é räi gÇn nh­ nhau t¹i mäi ®iÓm rªn bÒ mÆt ®ã. ChiÕu s¸ng chung cßn sö dông phæ biÕn ë c¸c n¬i mµ ë ®ã qu¸ tr×nh c«ng nghÖ kh«ng ®ßi hái m¾t ph¶i lµm viÖc c¨ng th¼ng nh­ ë ph©n x­ëng méc, rÌn, hµnh lang v.v.. 2. ChiÕu s¸ng côc bé. ë nh÷ng vÞ trÝ cã yªu cÇu quan s¸t tØ mØ, chÝnh x¸c vµ ph©n biÖt râ c¸c chi tiÕt v.v..th× cÇn cã ®é räi cao míi lµm viÖc kÕt qu¶. Muèn vËy ph¶i dïng ph­¬ng ph¸p chiÕu s¸ng côc bé, tøc lµ ®Æt ®Ìn vµo gÇn n¬i cÇn quan s¸t. Khi ®Ó gÇn, ta chØ cÇn bãng ®Ìn cã c«ng suÊt bÐ còng t¹o nªn ®é lín trªn bÒ mÆt chi tiÕt cÇn quan s¸t do vËy gi¶m ®­îc chi phÝ vèn ®Çu t­. ChiÕu s¸ng nµy th­êng ®­îc dïng ®Ó chiÕu s¸ng c¸c chi tiÕt gia c«ng trªn m¸y c«ng cô, chiÕu s¸ng ë c¸c bé phËn kiÓm tra v.v..T¹i ®©y, chiÕu s¸ng chung sÏ kh«ng ®ñ ®é räi cÇn thiÕt nªn ph¶i sö dông thªm chiÕu s¸ng côc bé. C¸c lo¹i ®Ìn chiÕu s¸ng côc bé trªn m¸y c«ng cô hoÆc c¸c ®Ìn cÇm tay di ®éng th­êng dïng víi ®iÖn ¸p 36 V hay 12 V 3. ChiÕu s¸ng tæ hîp ( hay cßn gäi lµ chiÕu s¸ng hçn hîp ) §ã lµ kÕt qu¶ cña viÖc sö dông ®ång thêi chiÕu s¸ng chung vµ chiÕu s¸ng côc bé. ChiÕu s¸ng hçn hîp ®­îc dïng ë nh÷ng ph©n x­ëng, cã nh÷ng c«ng viÖc thuéc cÊp 1, 2 vµ 3 ghi ë b¶ng ph©n cÊp c«ng viÖc. Nã còng ®­îc dïng khi cÇn ph©n biÖt mµu s¾c, ®é låi, lâm v.v… ChiÕu s¸ng lo¹i nµy th­êng ®­îc dïng ë c¸c ph©n x­ëng gia c«ng nguéi, c¸c ph©n x­ëng khu«n mÉu v.v..trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ. V. Mét sè ®¹i l­îng dïng trong tÝnh to¸n chiÕu s¸ng 1. Quang th«ng: (§¬n vÞ Lumen,viÕt t¾t [lm]) Lµ n¨ng l­îng do mét nguån s¸ng ph¸t ra qua mét diÖn tÝch trong mét ®¬n vÞ thêi gian, lµ th«ng l­îng cña n¨ng l­îng. Nh÷ng ¸nh s¸ng tõ nguån quang ph¸t ra gåm nhiÒu sãng ®iÖn tõ cã b­íc sãng kh¸c nhau, do ®ã n¨ng l­îng cña nã ®­îc biÓu hiÖn: Trong ®ã: - lµ th«ng l­îng quang n¨ng ®i tõ ®Õn - lµ b­íc song ¸nh s¸ng e - lµ hµm ph©n bè n¨ng l­îng Th«ng l­îng toµn phÇn: Trong nguån quang cã c«ng suÊt kh¸ lín, cã c¸c b­íc sãng kh¸c nhau sÏ g©y ra cho m¾t ta c¶m gi¸c kh¸c nhau do ®ã ng­êi ta ®­a ra thªm kh¸i niªm :§é râ Ký hiÖu: V VËy ®Þnh nghÜa quang th«ng(F): lµ tÝch ph©n cña th«ng l­îng quang n¨ng vµ hµm ®é râ: [lm] 2. C­êng ®é s¸ng I:, ®¬n vÞ Candela [cd]. NÕu cã mét nguån s¸ng S bøc x¹ theo mäi ph­¬ng, trong mét gãc ®Æc (hay gãc khèi) dw nã truyÒn ®i mét quang th«ng dF th× ®¹i l­îng dF/dw gäi lµ c­êng ®é ¸nh s¸ng cña nguån s¸ng trong ph­¬ng ®ã. I=dF/dw [cd=lm/Sr] dF - tÝnh b»ng lumen [ lm] dw- gãc ®Æc tÝnh b»ng Sr (Steradian) I - c­êng ®é s¸ng tÝnh b»ng canlenda (nÕn), 1cd = 1lm/1Sr 3. §é räi(E), ®é tr­ng R, vµ ®é chãi(L). a) §é räi E cña mét diÖn tÝch ë t¹i mét ®iÓm, lµ tØ lÖ gi÷a quang th«ng dF nhËn ®­îc bëi mét vi ph©n diÖn tÝch ë xung quanh ®iÓm nµy víi diÖn tÝch dS cña nã (h×nh 1): E=dF/dS §¬n vÞ E la lux (lx) 1 lux = 1 lm/m2 Gi¶ sö cã mét nguån s¸ng S, chiÕu vµo diÖn tÝch dS cã ph¸p tuyÕn nh­ h×nh vÏ. Th«ng l­îng cña nguån S ®i qua diÖn tÝch lµ : dF = Idw dw = dS.cos/r2 , r lµ kho¶ng c¸ch tõ S tíi t©m dS E= dF/dS= I dS. cos/r2.dS = I. cos/r2 VËy ®é räi cña nguån s¸ng tØ lÖ thuËn víi c­êng ®é ¸nh s¸ng tØ lÖ nghÞch víi b×ng ph­¬ng kho¶ng c¸ch tõ nguån tíi t©m diÖn tÝch ®­îc chiÕu s¸ng ngoµi ra cßn phô thuéc vµo h­íng tíi cña nguån Tãm l¹i: ®é räi lµ mËt ®é quang th«ng r¬i trªn bÒ mÆt diÖn tÝch (®¬n vÞ lux) b) §é tr­ng R: cña mét bÒ mÆt cña mét nguån s¸ng cã kÝch th­íc giíi h¹n t¹i mét ®iÓm cña nã lµ tØ lÖ gi÷a quang th«ng dF ph¸t ra tõ mét bÒ mÆt so cÊp xung quanh ®iÓm nµy vµ diÖn tÝch dS cña nã: R=dF/dS Nh­ vËy, ®é tr­ng lµ quang th«ng bøc x¹ trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch cña nguån c) §é chãi L: ®¬n vÞ [cd/m2]. Ng­êi ta ®Þnh nghÜa ®é chãi L cña mét diÖn tÝch cña mét nguån s¸ng ë mét ®iÓm cña nã, trong mét ph­¬ng cho tr­íc (Ph­¬ng t¹o lªn gãc ) lµ tØ lÖ gi÷a c­êng ®é ¸nh s¸ng di theo mét ph­¬ng ®· nªu cña mét vi ph©n diÖn tÝch dS xung quanh ®iÓm nµy,víi diÖn tÝch d =dS cos (d- lµ h×nh chiÕu cña dS lªn mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi ph­¬ng ®· chän) L= [] VI. Dông cô chiÕu s¸ng th«ng dông. §Ó t¹o nguån s¸ng cung cÊp ¸nh s¸ng cho sinh ho¹t, trong s¶n xuÊt.v.v..,ng­êi ta th­êng dïng c¸c lo¹i ®Ìn nh­:®Ìn sîi ®èt, ®Ìn huúnh quang.v.v.. 1. §Ìn sîi ®èt. a) CÊu t¹o: §Ìn sîi ®èt cßn gäi lµ ®Ìn d©y tãc ®­îc dïng réng r·i trong c¸c lÜnh vùc, l¾p ®Æt dÔ dµng CÊu t¹o ®¬n gi¶n gåm: mét d©y tãc ®­îc xo¾n h×nh lß xo lµ mét lo¹i vËt liÖu chÞu nhiÖt vµ bøc x¹ nhiÖt tèt ®­îc ®Æt trong mét bãng thuû tinh kÝn chøa khÝ tr¬ ¸p suÊt thÊp, ®­îc nèi ra b»ng hai ®iÖn cùc. b) Nguyªn lý lµm viÖc: Lµm viÖc dùa trªn hiÖn t­îng bøc x¹ nhiÖt ®é vµ ph¸t quang khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua. Lo¹i ®Ìn nµy chÞu ®­îc nhiÖt ®é tõ 25000C ®Õn 30000C c) ¦u nh­îc ®iÓm. +¦u ®iÓm: - Nèi trùc tiÕp vµo l­íi ®iÖn - RÎ tiÒn, kÝch th­íc nhá - Cos=1 nªn kh«ng tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng -T¹o mÇu s¾c Êm ¸p, kh«ng g©y mái m¾t +Nh­îc ®iÓm: -Tèn ®iÖn, ph¸t nãng nhanh, tuæi thä bÞ ¶nh h­ëng lín bëi nhiÖt vµ ®iÖn ¸p nguån B¶ng th«ng sè kÜ thuËt cña bãng ®Ìn sîi ®èt C«ng suÊt (w) Quang th«ng (lm) Thêi gian sö dông(h) 12V 30V 110V 220V 1000 10 100 100 66 66 15 100 100 124 111 25 100 200 222 197 40 500 200 376 336 60 500 200 670 506 75 500 200 904 684 100 500 200 1327 1004 150 500 200 2217 1722 200 500 200 3100 2528 300 500 200 4926 4224 500 500 200 6715 7640 1750 500 200 12375 10875 1000 500 200 30500 18300 2. §Ìn huúnh quang B¶ng 2: Th«ng sè kü thuËt cña ®Ìn huúnh quang C«ng suÊt(W) §iÖn ¸p (V) ¸nh s¸ng tr¾ng ¸nh s¸ng ban ngµy Thêi gian sö dông(h) Quang th«ng (lm) Lm/w Quang th«ng (lm) Lm/w 30 220 1230 41 1080 36 2500 40 220 1720 43 1520 38 2500 100 220 1720 43 4000 38 2500 200 220 1990 43 8000 38 2500 CÊu t¹o: Gåm mét èng thû tinh chøa khÝ tr¬ ¸p suÊt thÊp, líp trong ®­îc phñ mét líp bét ph¸t quang, vµ hai ®iÖn cùc anot vµ catot H×nh: cÊu t¹o nguyªn lý cña ®Ìn huúnh quang b) Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi ®ãng ®iÖn vµo, hai ®Çu ®iÖn cùc st¾c-te cã ®iÖn thÕ lín lµm x¶y ra hiÖn t­îng nãng ch¶y mÒm, phãng ®iÖn,®ãng kÝn m¹ch ®iÖn.§iÖn cùc catot bÞ nung nãng bøc x¹ ra electron, d­íi ®iÖn tr­êng lín chóng chuyÓn ®éng vÒ phÝa anot lµm ¸p trªn hai cùc st¾c-te gi¶m vµ nhiÖt còng nh­ hå quang kh«ng ®­îc duy tr× tiÕp ®iÓm st¾c-te nh¶ ra. Trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña c¸c electron tõ canot sang anot víi tÇn sè f=50Hz chóng va ®Ëp vµo thµnh èng lµm ph¸t quang c) ¦u nh­îc ®iÓm. +¦u ®iÓm: - HiÖu suÊt quang häc lín - DiÖn tÝch ph¸t quang lín - tuæi thä cao - U biÕn thiªn trong ph¹m vi cho phÐp ( nªn F – quang th«ng gi¶m Ýt) +Nh­îc ®iÓm: - cos thÊp - F phô thuéc vµo ph¹m vi ph¸t quang phô thuéc vµo nhiÖt ®é(nhá h¬n 150CSt¨c-te lµm viÖc khã) -Khi ®ãng ®iÖn ®Ìn kh«ng s¸ng ngay PhÇn II. C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n chiÕu s¸ng trong c«ng nghiÖp I. Bè trÝ ®Ìn ChiÕu s¸ng côc bé kh¸ ®¬n gi¶n vµ ph¶i c¨n cø vµo hoµn c¶nh cô thÓ ®Ó quyÕt ®Þnh ChiÕu s¸ng chung sÏ ph¶i dïng nhiÒu ®Ìn. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ hîp lý cña c¸c ®Ìn vµ kho¶ng c¸ch gi÷a ®Ìn víi trÇn nhµ vµ mÆt c«ng t¸c Cã hai c¸ch bè trÝ ®Ìn: 1. C¸ch 1 lµ ®Ìn ®Æt ë 4 gãc cña h×nh vu«ng. NÐu bè trÝ nh­ vËy mµ ®é räi ®¹t yªu cÇu c«ng nghÖ th× c«ng suÊt chiÕu s¸ng sÏ lµ nhá nhÊt. 2.C¸ch 2 lµ c¸c ®Ìn ®Æt theo h×nh thoi a) b) Bè trÝ ®Ìn theo h×nh ch÷ nhËt Bè trÝ ®Ìn theo h×nh thoi II. Ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông. Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh to¸n chiÕu s¸ng chung cã chó ý ®Õn hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng, trÇn nhµ vµ cña vËt c¶nh, dïng ®Ó chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lín h¬n 10 m2,. Ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc l­îng quang th«ng cÇn thiÕt cña mçi bãng ®Ìn øng víi ®é räi quy ®Þnh trªn mÆt lµm viÖc. Th«ng th­êng khi tÝnh to¸n ng­êi ta th­êng chän ®é räi tèi thiÓu, sè l­îng ®Ìn, kiÓu ®Ìn vµ c¸ch bè trÝ ®Ìn råi sau ®ã chän ®­îc c«ng suÊt cña bãng ®Ìn. HÖ sè sö dông Ksd lµ tØ sè gi÷a quang th«ng mµ mÆt c«ng t¸c nhËn ®­îc víi tæng quang th«ng cña c¸c nguån s¸ng : Ksd= (*) - F c lµ quang th«ng mµ mÆt c«ng t¸c nhËn ®­îc Lm. - F lµ quang th«ng cña mçi ®Ìn lm - n lµ sè bãng ®Ìn - chØ sè phßng = Trong ®ã: a,b lµ chiÒu dµi vµ chiÒu réng cña phßng (m) -h: lµ chiÒu cao cña phßng -hlv: lµ kho¶ng c¸ch tõ sµn nhµ ®Õn mÆt c«ng t¸c -H : lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn tíi mÆt c«ng t¸c. Tõ hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng, cña trÇn vµ chØ sè phßng ta tra b¶ng ( s¸ch CC§ cña NguyÔn Xu©n Phó ) Ta t×m ®­îc hÖ sè sö dông Ksd Dùa vµo c«ng thøc (*) ta tÝnh ®­îc Fc=Ksd.n.F B¶ng trÞ sè L/H hîp lý (S¸ch CC§ cña NguyÔn Xu©n Phó ). Lo¹i ®Ìn vµ n¬i sö dông L/H Bè trÝ nhiÒu d·y L/H Bè trÝ 1 d·y ChiÒu réng giíi h¹n cña ph©n x­ëng khi bè trÝ 1 d·y Tèt nhÊt Cho phÐp cùc ®¹i Tèt nhÊt Cho phÐp cùc ®¹i -ChiÕu s¸ng ngoµi nhµ dïng chao mê hoÆc s¾t tr¸ng men -ChiÕu s¸ng ph©n x­ëng, chao ®Ìn v¹n n¨ng -ChiÕu s¸ng cho c¸c c¬ quan v¨n ho¸, hµnh chÝnh 2,3 1,8 1,6 3,2 2,5 1,8 1,9 1,8 1,5 2,5 2,0 1,8 1,3H 1,2H 1,0H S¬ ®å ®Ó tÝnh to¸n chiÕu s¸ng NÕu gäi diÖn tich cÇn chiÕu s¸ng lµ S th× ®é räi trung b×nh trªn mÆt c«ng t¸c lµ: Etb= =Emin.Z (**) Z=; S=a.b -Z lµ tØ lÖ räi b×nh qu©n so víi ®é räi tèi thiÓu. -Z nãi lªn møc ®é kh«ng ®ång ®Òu cña ®é räi lªn bÒ mÆt lµm viÖc §èi víi lo¹i ®Ìn khi ®Æt ë vÞ trÝ cã lîi nhÊt th× Z=1,1 ®Õn 1,2. §èi víi gian phßng cã diÖn tÝch nhá h¬n 10m2 th× lÊy Z=1 Emin lµ ®é räi tèi thiÓu (lux) øng víi tõng lo¹i c«ng viÖc, Emin ( Tra trong b¶ng (13-36) vµ (13-37S¸ch CC§ cña NguyÔn Xu©n Phó) Tõ (**) ta tÝnh ®­îc quang th«ng cÇn thiÕt cña nguån s¸ng §Ó bï l¹i sù gi¶m quang th«ng cña ®Ìn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ng­êi ta ®­a thªm hÖ sè dù tr÷ Kdt vµo c«ng thøc trªn khi ®ã: C¨n cø vµo quang th«ng võa tÝnh to¸n ®­îc, tra b¶ng ta sÏ x¸c ®Þnh ®­îc c«ng suÊt cña mçi ®Ìn. Khi chän c«ng suÊt tiªu chuÈn ng­êi ta cho phÐp quang th«ng lÖch tõ -10% ®Õn +20% so víi tÝnh to¸n III. Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng ®èi víi ®Ìn sîi ®èt Ph­¬ng ph¸p nµy thÝch hîp cho tÝnh to¸n chiÕu s¸ng c¸c phßng nhá hoÆc cã chØ sè phßng nhá h¬n 0,5 Yªu cÇu tÝnh to¸n kh«ng chÝnh x¸c l¾m Ph­¬ng ph¸p nµy cã hai c¸ch tÝnh: 1.C¸ch thø nhÊt. Ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc sö dông trong thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n s¬ bé.Theo ph­¬ng ph¸p nµy chØ cÇn x¸c ®Þnh suÊt phô t¶i chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch (w/m2) theo tõng yªu cÇu chiÕu s¸ng kh¸c nhau, sau ®ã nh©n víi diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng lµ ®­îc c«ng suÊt chiÕu s¸ng tæng. §­îc c«ng suÊt chiÕu s¸ng tæng råi míi x¸c ®Þnh sè lo¹i ®Ìn ®é cao treo cña ®Ìn.v.v..Khi cÇn cã thÓ kiÓm tra l¹i ®é räi theo ph­¬ng ph¸p tÝnh ®é räi tõng ®iÓm. P=P0.S Trong ®ã: -P0 lµ su©t phô t¶i chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diªn tÝch (w/m2) -S lµ diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng (m2) B¶ng . SuÊt phô t¶i chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt cña mét sè ph©n x­ëng c¬ khÝ. D¹ng chiÕu s¸ng cho §é dµi trong chiÕu s¸ng chung (lx) §é cao treo ®Ìn (m) SuÊt phô t¶i chiÕu s¸ng (W/m2) C«ng suÊt cña mét bãng ®Ìn ( W) C¬ khÝ l¾p gi¸p 30 + 50 3 +6 10+12 200 7+14 9+11 300+400 Sö lý nhiÖt 50 3+6 12 200 §Ëp 50 3+6 12 200 7+11 11 300 10+15 10 400 §óc 10+50 6+10 11 200 11+15 9 400 Méc 50 3+6 11 200 Tr¹m b¬m khÝ nÐn 20 3+5 9 100 Tr¹m biÕn ¸p 30 2,5+4 13 100 Kho 10 3+6 7 100 Phßng lµm viÖc 15+60 3+4 15 100 2. C¸ch thø hai: C¸ch nµy chñ yÕu dùa vµo b¶ng ®· tÝnh s½n víi c«ng suÊt 10W/m2 Khi thiÕt kÕ nÕu lÊy ®é räi phï hîp víi ®é räi tra trong b¶ng ®· tÝnh s½n th× kh«ng ph¶i hiÖu chØnh. NÕu kh¸c nhau vÒ ®é räi th× c«ng thøc ph¶i hiÖu chØnh theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: - P suÊt phô t¶i chiÕu s¸ng tÝnh theo ®é räi yªu cÇu (W/m2) - Emin lµ ®é räi tèi thiÓu cÇn cã ®èi víi n¬i cÇn tÝnh to¸n chiÕu s¸ng (lx) - E ®é räi tra trong b¶ng ®· tÝnh s½n víi tiªu chuÈn 10W/m2 víi c¸c lo¹i bãng ®Ìn nung s¸ng kh¸c nhau. ( b¶ng 2.2 d­íi ®©y) - Kdt lµ hÖ sè dù tr÷. Khi biÕt c«ng suÊt ®Ìn ta t×m ®­îc sè l­îng bãng ®Ìn lµ: n= Råi tuú vµo yªu cÇu chiÕu s¸ng mµ bè trÝ ®Ìn cho hîp lý. B¶ng ®é räi theo tiªu chuÈn 10W/m2 C«ng suÊt ®Ìn(W) §é räi ch­a cã hÖ sè dù tr÷ (lx) §iÖn ¸p ®Þnh møc 127 (V) 220 (V) Trùc x¹ KhuÕch t¸n Ph¶n x¹ Trùc x¹ KhuÕch t¸n Ph¶n x¹ 40 26 22,5 16,5 23 19,5 14,5 60 29 25 18,5 25 21 15,5 100 35 30 22 27 23 17 150 39,5 34 24.5 31 26,5 19,5 200 41,5 35,5 26 34 29,5 21,5 300 44 38 27,5 37 32 23,5 500 48 41 30 41 35 25,5 750 50 42,5 31,5 44,5 38 28 1000 52 44 42,5 47 40 29,5 IV. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n tõng ®iÓm: Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh to¸n chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng cã yªu cÇu quan träng vµ khi tÝnh kh«ng quan t©m ®Õn hÖ sè ph¶n x¹. §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ng­êi ta coi ®Ìn lµ mét ®iÓm s¸ng ®Ó ¸p dông ®­îc ®Þnh luËt b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch. Trong ph­¬ng ph¸p nµy ta ph¶i ph©n biÖt ®Ó tÝnh ®é räi cho 3 tr­êng hîp ®iÓn h×nh sau: TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng ngang, Eng TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng ®øng, E®g TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng nghiªng mét gãc q, Engh Theo ®Þnh luËt vÒ b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch ®· giíi thiÖu trong s¸ch cung cÊp ®iÖn; khi cã quang th«ng räi theo ph­¬ng th¼ng gãc víi mÆt ph¼ng S ta cã ®é räi. Nh­ng nÕu ®iÓm mµ ta ®ang xÐt cã ®­êng ph¸p tuyÕn kh«ng trïng víi trôc quang cña nguån ®iÓm th× I ph¶i thay b»ng Ia (h×nh 2.3.1) H×nh 2.3.1 TÝnh ®é räi t¹i mét ®iÓm theo mÆt ph¼ng bÊt k× nguyªn t¾c chung bao giê còng ph¶i quy tia Ia vÒ tia cã ph­¬ng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®ang xÐt. 1. TÝnh ®é räi cña ®iÓm A trªn mÆt ph¼ng ngang: Mµ ; Do ®ã ta cã 2. TÝnh ®é räi cña ®iÓm A trªn mÆt ®øng: 3. TÝnh ®é räi t¹i ®iÓm A trªn mÆt ph¼ng nghiªng mµ cos=cos= cos. cosg + sin sin Do ®ã ta cã: E= E() Trong ®ã: tg= Sö dông c«ng thøc trªn ta biÕt ®­îc I. Trong c¸c sæ tay ng­êi ta cho s½n c¸c gi¸ trÞ Iøng víi c¸c lo¹i ®Ìn kh¸c nhau vµ ®iÒu chØnh víi lo¹i bãng ®Ìn cã 1000 lm. Tr­êng hîp cô thÓ ®ang tÝnh to¸n nÒu bãng ®Ìn cã gi¸ trÞ quang th«ng kh¸c 1000 (lm) th× ph¶i quy ®æi theo biÓu thøc Trong ®ã : k - lµ hÖ sè an toµn F- lµ quang th«ng thùc cña ®Ìn sö dông C¸c c«ng thøc trªn ®Ó tÝnh ®é räi trªn mét ®iÓm ®ang xÐt víi tr­êng h¬p cã mét ®Ìn. nÕu cã nhiÒu ®Ìn th× quang th«ng cña mét ®Ìn cÇn cã ®Ó ®¸p øng ®é räi yªu cÇu E lµ: F=1000.. Trong ®ã: F- lµ quang th«ng mét ®Ìn cÇn cã. Emin-®é räi tèi thiÓu t¹i mét ®iÓm ®ang xÐt. E - ®é räi tÝnh to¸n øng víi bãng ®Ìn cã 1000 lm. (Víi mÆt ph¼ng ngang th× E =) K - hÖ sè an toµn, tuú t×nh tr¹ng bôi nhiÒu hay Ýt. m - hÖ sè kÓ ®Õn ®é räi cña c¸c ®Ìn th­êng lÊy: m = 1,1 ¸ 1,2 1000 - hÖ sè quy ®æi. V. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®èi víi ®Ìn èng: §Ìn èng hay dïng ®Ó chiÕu s¸ng chung, ®Ìn èng cã ­u ®iÓm lµ c«ng suÊt tiªu thô Ýt nh­ng cã ®é räi cao, ¸nh s¸ng dÞu m¸t. §Ìn èng lµ mét nguån quang cã kÝch th­íc chø kh«ng ph¶i lµ mét nguån ®iÓm, do ®ã trong tÝnh to¸n ph¶i chÊp nhËn mét sè gi¶ thiÕt cÇn cã, tuy vËy ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n d­íi ®©y kh«ng g©y sai sè qu¸ 5%. H×nh : §é räi cña ®Ìn èng Ng­êi ta gi¶ thiÕt nguån quang song song víi mét mÆt ph¼ng ta ®ang kh¶o s¸t. Nh­ vËy ®é räi t¹i ®iÓm M (h×nh 2.4.1) x¸c ®Þnh theo biÓu thøc Trong ®ã: Ia - c­êng ®é ¸nh s¸ng cña mét kÝch th­íc nguån quang. r - cù li tõ nguån quang ®Õn ®iÓm M h - ®é treo cao so víi mÆt c«ng t¸c a - gãc gi÷a r vµ h l - chiÒu dµi cña nguån quang Tõ h×nh 2.4.1 ta cã thÓ suy luËn r»ng: muèn tÝnh ®é räi t¹i ®iÓm M’ ta ph¶i tÝnh ®é räi víi chiÒu dµi cña ®Ìn lµ A’C, sau ®ã trõ ®i ®é räi øng víi nguån quang cã ®é räi lµ A’A, nghÜa lµ: E”M = EA’C - EA’A Tr­êng hîp muèn tÝnh ®é räi t¹i ®iÓm E’M ta sÏ dïng ph­¬ng ph¸p t­¬ng tù E’M = EAB + EBC Qua biÓu thøc trªn ta thÊy ®é räi lµ hµm sè cña vµ . Ng­êi ta vÏ ®­îc ®å thÞ biÓu diÔn quan hÖ gi÷a: TrÞ sè Ia lµ c­êng ®é ¸nh s¸ng øng víi nguån cã quang th«ng lµ F, do ®ã ph¶i quy ®æi vÒ nguån cã quang th«ng lµ 1000 lm Trong ®ã: Ia - c­êng ®é ¸nh s¸ng øng víi nguån cã quang th«ng 1000 F - quang th«ng thùc tÕ trªn ®¬n vÞ dµi cña mçi nguån s¸ng. Nh­ vËy ta cã: Víi: e - lµ ®é räi t­¬ng ®èi trªn ®¬n vÞ dµi cña mét nguån s¸ng ®é dµi mét mÐt cã quang th«ng 1000 lm, treo ë ®é cao 1 mÐt. H×nh 2.4.2 Mèi quan hÖ Tãm l¹i chØ cÇn tÝnh vµ tra ®­îc e lµ tÝnh ®­îc ®é räi E cÇn thiÕt. VI. Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng víi ®Ìn huúnh quang: ë ph­¬ng ph¸p nµy ng­êi ta ®· tÝnh s½n ®èi víi mét phßng ®­îc chiÕu s¸ng bëi hai ®Ìn èng 30w (30.2 = 60w) -§é räi ®Þnh møc E®m = 100 Lx. -Dïng ®Ìn 30w/220v cã quang th«ng 1230 Lm. Trong tÝnh to¸n ng­êi ta ®· chÊp nhËn quy ®Þnh sau: - Phßng gäi lµ réng khi - Phßng gäi lµ võa khi - Phßng gäi lµ réng khi HÖ sè ph¶n x¹ cña trÇn mµu s¸ng: P12 = 0,7 HÖ sè ph¶n x¹ cña trÇn mµu trung b×nh: P12 = 0,5 HÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng mµu s¸ng: Ptg = 0,3 HÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng mµu trung b×nh: Ptg = 0,3 HÖ sè an toµn K (hÖ sè dù tr÷):Khi phèi quang trùc x¹: K = 1,3 Khi phèi quang ph¶n x¹: K = 1,5 Khi chñ yÕu dïng phèi quang trùc x¹: K=1.4 a lµ chiÒu réng cña phßng (m) h lµ chiÒu cao cña phßng (m) Khi thiÕt kÕ cã ®é räi kh¸c víi E®m=100 Lx th× c«ng suÊt tæng cña c¸c ®Ìn cÇn thiÕt kÕ sÏ tÝnh theo tØ lÖ : (kw) Trong ®ã : Pden- Lµ c«ng suÊt cña ®Ìn dïng trong thiÕt kÕ F®en- Lµ quang th«ng cña ®Ìn dïng trong thiÕt kÕ S – Lµ diÖn tÝch ®­îc chiÕu s¸ng E- ®é réi tèi thiÓu S0 - Lµ diÖn tÝch ®­îc chiÕu s¸ng bëi mét ®Ìn èng cã E®m= 100, c«ng suÊt mçi ®Ìn 30w, quang th«ng lµ 2.1230=2460 lm. (TrÞ sè S0 cã thÓ tra b¶ng d­íi –S¸ch cung cÊp ®iÖn cña NguyÔn Xu©n Phó) B¶ng DiÖn tÝch S0 theo ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n chuÈn Lo¹i ®Ìn DiÖn tÝch S0m2 Réng Võa HÑp Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Lo¹i Th¨m TB Th¨m TB Th¨m TB -Phèi quang trùc x¹ dïng chao c¾t tr¸ng men 12 11,5 10,4 9,4 8,4 7,8 - Chñ yÕu lµ phèi quang trùc x¹, nhiÒu ®Ìn cã g­¬ng ph¶n 10,3 9,2 8,7 7,6 7,0 6,5 -Chñ yÕu lµ phèi quang x¹,khuÕch t¸n, chao ®ôc 7,8 6,1 6,1 5,0 5,0 3,9 PhÇn III. THIÕT KÕ CHIÕU S¸NG CHO tr­êng häc I. Chän nguån s¸ng vµ bè trÝ ®Ìn 1. D·y nhµ 2 tÇng 10 phßng häc lý thuyÕt -§Æc ®iÓm cña toµ nhµ nµy lµ Nhµ 2 tÇng , mçi tÇng 5 phßng häc víi diÖn tÝch mçi phßng lµ 120 m2 S =a x b = 120 = 8 x 15 Cã 2 hµng lang mçi hµnh lang dµi 15 x 5 = 75m 2 cÇu thang lªn xuèng ë 2 ®Çu d·y nhµ. Sö dông ®iÖn ¸p 220V Víi 1 phßng häc lý thuyÕt V× lµ phßng häc lý thuyÕt nªn ®é räi yªu cÇu Eyc = 75 lx Dù ®Þnh ®Þnh dïng ®Ìn huúnh quang víi cosj = 0,6 C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm cña phßng cã chiÒu cao h = 4,2m, mÆt c«ng t¸c hlv = 0,8m , ®Ìn treo s¸t trÇn VËy H = h - hlv = 4,2 – 0,8 = 3,4m Chän tû sè L/H = 1,6 Trong ®ã: h : ChiÒu cao cña phßng hlv: Kho¶ng c¸ch tõ sµn ®Õn mÆt c«ng t¸c H : Kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn mÆt c«ng t¸c L : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn VËy L = 1,6 x H = 1,6 x 3,4 = 5,4 m C¨n cø vµo bÒ réng cña phßng lÊy L =5 m Nh­ vËy theo ®Æc ®iÓm cña phßng ta sÏ bè trÝ ®­îc 2 d·y mçi d·y gåm 3 bãng ®Ìn. §Ìn sÏ treo c¸ch t­êng 1,5 m theo chiÒu ngang. §Ìn sÏ treo c¸ch t­êng 2,5 m theo chiÒu däc. Sè bãng ®Ìn tèi thiÓu sÏ lµ 6 bãng. -X¸c ®Þnh chØ sè cña phßng j = = = 1,53 LÊy hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng lµ 50%. LÊy hÖ sè ph¶n x¹ cña trÇn lµ 50%. Tra b¶ng 2-70 (s¸ch cung cÊp ®iÖn cña NguyÔn Xu©n Phó ) HÖ sè sö dông Ksd = 0,58 Quang th«ng cña mçi ®Ìn lµ: F = Trong ®ã Ksd :HÖ sè sö dông E :§é räi yªu cÇu S :DiÖn tÝch cña phßng Kdt :HÖ sè dù tr÷ Z :HÖ sè tÝnh to¸n n : Sè bãng ®Ìn LÊy Kdt = 1,2 Z = 1,1 Thay sè ta cã: F = = 3414 lumen Tra sæ tay ta thÊy ®Ìn huúnh quang 40W dµi 1,2m cã quang th«ng F = 1720 lumen Nh­ vËy nÕu chØ sö dông 1 bãng lµ ch­a ®ñ, nªn t¹i mçi ®iÓm treo ®Ìn ta bè trÝ 2 bãng. Sau khi treo 2 bãng t¹i mét ®iÓm th× quang th«ng t¹i ®ã lµ F = 2 x 1720 = 3440 lumen VËy chän nh­ vËy lµ ®¶m b¶o KÕt luËn : §èi víi mét phßng häc ta sÏ treo hai d·y s¸u côm ®Ìn, mçi côm gåm hai bãng huúnh quang 40W dµi 1,2m C«ng suÊt 1 phßng lµ: P1 = 40 x 2 x 6 = 480 (W) Itt1 = = = 3,64 (A) C«ng suÊt 1 tÇng lµ: P1t = 40 x 2 x 6 x 5 = 2400 (W) Itt1t = = = 18,2 (A) 1.2 Hµnh lang vµ cÇu thang D·y nhµ hai tÇng gåm hai cÇu thang lªn xuèng ë hai ®Çu toµ nhµ -§Æc ®iÓm vÒ chiÕu s¸ng hµnh lang vµ cÇu thang §é räi cña hµnh lang sÏ tõ 15 lux ®Õn 25 lux. ChiÒu réng mçi cÇu thang lµ 2 m. Nh­ vËy tæng chiÒu réng 1 cÇu thang lµ 4 m §é räi cña hµnh lang vµ cÇu thang lµ nh­ nhau nªn ta chØ tinh to¸n víi hµnh lang råi suy ra cÇu thang Hµnh lang mçi tÇng dµi 15 x 5 + 4 x 2 = 79m ChiÒu réng hµnh lang lµ 2m V× lµ hµnh lang nªn ®é räi yªu cÇu lµ: E = 15 lx Dù ®Þnh dïng ®Ìn sîi ®èt ®­îc s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam, víi cosj = 1. Chän L/H = 1,8 nªn L = 1,8 x 4 = 7,2 m Chän L = 7 m Nh­ vËy sÏ bè trÝ 12 bãng ®Ìn c¸ch nhau 7 m §Ìn c¸ch ®Çu toµ nhµ lµ 3 m LÊy Kdt = 1 ChØ sè hµnh lang lµ j = = = 0,5 LÊy hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng lµ 30%. LÊy hÖ sè ph¶n x¹ cña trÇn lµ 50%. Tra b¶ng 2-70 (s¸ch cung cÊp ®iÖn) HÖ sè sö dông Ksd = 0,17 Quang th«ng cña mçi ®Ìn lµ: F = Trong ®ã Ksd :HÖ sè sö dông E :§é räi yªu cÇu S :DiÖn tÝch cña phßng Kdt :HÖ sè dù tr÷ Z :HÖ sè tÝnh to¸n n : Sè bãng ®Ìn LÊy Kdt = 1 Z = 0,8 Thay sè ta cã: F = = 976 lumen Tra sæ tay ta thÊy ®Ìn sîi ®èt c«ng suÊt 100W cã quang th«ng 1004 lumen Hai cÇu thang , mçi cÇu thang dïng mét bãng 100 W C«ng suÊt 1 hµnh lang vµ 1 cÇu thang lµ: P1lHLCT = 12 x 100 + 1 x 100 = 1300 (W) Itt1 = = = 5,9 (A) VËy tæng sè bãng dïng cho toµ nhµ 2 tÇng lµ: §Þa ®iÓm Sèbãng C«ng suÊt 1 bãng Lo¹i ®Ìn Phßng häc 160 40W Huúnh quang Hµnh lang 24 100W Sîi ®èt CÇu thang 2 100W Sîi ®èt 2. Ph©n x­ëng c¬ khÝ DiÖn tÝch mÆt b»ng lµ 1000 m2 S = a x b =50 x 20 ChiÒu cao ph©n x­ëng lµ 4,5 m ChiÒu dµi ph©n x­ëng lµ 50 m ChiÒu réng ph©n x­ëng lµ 20 m ChiÒu cao mÆt c«ng t¸c hlv =0,8m §Ìn treo c¸ch trÇn 0,7 m §iÖn ¸p lÊy tõ tñ ph©n phèi cña ph©n x­ëng + X¸c ®Þnh sè l­îng bãng ®Ìn V× lµ x­ëng c¬ khÝ cña tr­êng häc , dù ®Þnh dïng ®Ìn sîi ®èt, cosj=1 Chän ®é räi cho chiÕu s¸ng chung lµ E = 30 lx C¨n cø vµo trÇn nhµ cao h=4,5 m, mÆt c«ng t¸c hlv =0,8m, ®é cao treo ®Ìn c¸ch trÇn hc = 0,7m. VËy: H = 4,5 – 0,8 – 0,7 = 3 m Tra b¶ng 13-48 (s¸ch Cung CÊp §iÖn) chän L/H = 1,8, x¸c ®Þnh ®­îc kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn L = 1,8 x H = 1.8 x 3 = 5,4 m C¨n cø vµo bÒ réng phßng (20 m) chän L = 5 m. §Ìn sÏ ®­îc bè trÝ lµm 4 d·y, mçi d·y gåm 10 bãng , c¸ch nhau 5 m ,c¸ch t­êng 2,5 m , tæng céng cã 40 bãng X¸c ®Þnh chØ sè phßng j = LÊy hÖ sè ph¶n x¹ t­êng lµ 50%, cña trÇn lµ 30%, tra b¶ng 2-70 (S¸ch CC® cña NguyÔn Xu©n Phó ) t×m ®­îc hÖ sè sö dông Ksd =0.48 LÊy hÖ sè dù tr÷ Kdt=1,3. HÖ sè tÝnh to¸n Z= 1,1 X¸c ®Þnh ®­îc quang th«ng mçi ®Ìn lµ: F = = = 2234 lumen Tra b¶ng chän ®Ìn sîi ®èt 200W cã F = 2528 lumen VËy c«ng suÊt chiÕu s¸ng toµn x­ëng lµ PX = 40 x 200 = 8000(W) = 8 (kW) IttX = = = 12,15 (A) S¬ ®å bè trÝ ®Ìn II. Chän c¸p vµ d©y dÉn Ta sÏ chän d©y dÉn theo dßng ®iÖn cho phÐp Icp C«ng thøc x¸c ®Þnh tiÕt diÖn theo Icp K1.K2. Icp Itt Trong ®ã: K1 -HÖ sè hiÖu chØnh nhiÖt ®é kÓ ®Õn sù chªnh lÖch nhiÖt ®é m«i tr­êng chÕ t¹o vµ m«i tr­êng ®Æt d©y K2 - sè hiÖu chØnh nhiÖt ®é kÓ ®Õn sè l­îng c¸p ®Æt chung mét r·nh Icp –Dßng ph¸t nãng cho phÐp, nhµ chÕ t¹o cho øng víi tõng lo¹i d©y, tõng tiÕt diÖn d©y Itt –Dßng lµm viÖc lín nhÊt Chän c¸p vµ d©y dÉn cho phßng häc lý thuyÕt Ta cã s¬ ®å nguyªn lý cña phßng Do toµ nhµ 2 tÇng cã kÕt cÊu ®èi xøng nªn ta chØ tÝnh to¸n cho 1 tÇng råi suy ra tÇng cßn l¹i -Chän d©y dÉn cho 2 côm 4 bãng trong 1 phßng Itt = = 1,2 (A) Tra b¶ng PL 20 trang 201 Gi¸o tr×nh CC§ cña TS Ng« Hång Quang Chän d©y ®«i 2x0,5 mm2 do CADIVI s¶n xuÊt cã dßng ®iÖn cho phÐp lµ 5 (A) 1.1.5 Itt = 1,2 Tho¶ m·n -Chän d©y dÉn tõ ¸pt«m¸t ®Õn b¶ng ®iÖn trong 1 phßng Itt1P = = 3,64 (A) Chän d©y ®«i 2x0,75 mm2 do CADIVI s¶n xuÊt cã dßng ®iÖn cho phÐp lµ 7 (A) 1.1.7 Itt = 3,64 -Chän d©y dÉn cung cÊp ®iÖn cho 1 tÇng Itt1T = = 18,2 (A) Chän d©y ®«i 2x2,5 mm2 do CADIVI s¶n xuÊt cã dßng ®iÖn cho phÐp lµ 25 (A) 1.1.25 Itt1T = 18,2 -Chän d©y dÉn cho ®­êng ®iÖn 1 hµnh lang vµ 1 cÇu thang cña 1 tÇng IttCTHL1 = = 5,9 (A) Chän d©y ®«i 2x0,75 mm2 do CADIVI s¶n xuÊt cã dßng ®iÖn cho phÐp lµ 7 (A) 1.1.7 Itt = 5,9 (A) -Chän c¸p tõ nguån cña tr­êng vÒ ¸pt«m¸t tæng Itæng = 2 x Itt1T + 2 x IttCTHL1 = 2x18,2 + 2x5,9= 48,2(A) Tra b¶ng PL 22 trang 203 Gi¸o tr×nh CC§ cña TS Ng« Hång Quang Chän c¸p h¹ ¸p hai lâi 2 x 8 mm2 c¸ch ®iÖn PVC, lo¹i nöa mÒm ®Æt cè ®Þnh, kÝ hiÖu CVV do CADIVI s¶n xuÊt cã dßng ®iÖn cho phÐp 55 (A) 2. Chän d©y dÉn vµ c¸p cho ph©n x­ëng: -Chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi tñ chiÕu s¸ng : Itt = = = 12,15 (A) Víi dßng Itt = 12,15 (A) chän c¸p ®ång 4 lâi vá PVC do CADIVI chÕ t¹o, tiÕt diÖn 2 mm2 cã Icp = 24 (A) PVC( 4 x 2 ) K1K2Icp = 1.1.24 > Itt = 12,15 (A) -Chän d©y dÉn tõ ¸pt«m¸t ®Õn côm 4 bãng ®Ìn Ta cã: Itt = = 3,64 (A) Chän d©y ®ång bäc nhùa 2 sîi cña CADIVI chÕ t¹o cã tiÕt diÖn 0,75mm2 Cã Icp = 10 (A) M ( 2 x 0,75 ) K1K2Icp = 1.1.10 > Itt = 3,64 (A) III. Lùa chän c¸c phÇn tö ®ãng c¾t ¸pt«m¸t lµ thiÕt bÞ ®ãnh c¾t h¹ ¸p cã chøc n¨ng b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch. Do cã ­u ®iÓm h¬n h¼n cÇu ch× lµ kh¶ n¨ng lµm viÖc ch¾c ch¾n, tin cËy, an toµn, ®ãng c¾t ®ång thêi 3 pha vµ cã kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao nªn ¸pt«m¸t mÆc dï cã gi¸ ®¾t h¬n vÉn ngµy cµng ®­îc dïng réng r·i trong l­íi ®iÖn h¹ ¸p c«ng nghiÖp, dÞch vô còng nh­ l­íi ®iÖn sinh ho¹t. ¸pt«m¸t ®ùoc chÕ t¹o víi ®iÖn ¸p kh¸c nhau: 400 (V), 440 (V), 500 (V), 600 (V), 690 (V). Ng­êi ta còng chÕ t¹o c¸c ¸pt«m¸t 1 pha, 2 pha, 3 pha víi sè cùc kh¸c nhau: 1cùc, 2 cùc, 3 cùc, 4 cùc. Ngoµi ¸pt«m¸t th«ng th­êng, ng­êi ta cßn chÕ t¹o lo¹i ¸pt«m¸t chèng rß ®iÖn. ¸pt«m¸t chèng rß tù ®éng c¾t m¹ch ®iÖn nÕu dßng rß cã trÞ sè 30 mA, 100mA, 300 mA tuú lo¹i. ¸pt«m¸t ®­îc chän theo 3 ®iÒu kiÖn: U®mA U®mL§ I®mA Itt Ic®mA IN. Víi m¹ng ®iÖn chØ cã d©y dÉn vµ ¸pt«m¸t th× khi ng¾n m¹ch chØ cã ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng d©y dÉn ( Rd, Xd ) vµ ¸pt«m¸t (RA, XA) S¬ ®å thay thÕ khi ng¾n m¹ch 1. Lùa chän ¸pt«m¸t cho toµ nhµ 2 tÇng Dù ®Þnh chän mçi phßng 1 ¸pt«m¸t, mçi phßng 1 ¸pt«m¸t,mçi tÇng 1 ¸pt«m¸t, ®Ìn cÇu thang vµ hµnh lang mçi tÇng 1 ¸pt«m¸t, vµ 1 ¸pt«m¸t tæng cho c¶ toµ nhµ a) Chän ¸pt«m¸t cho 1 phßng häc lý thuyÕt. Ta cã s¬ ®å nguyªn lý TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 2 2 IN1 = Trong ®ã: Rd, Xd: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña d©y Ra, Xa: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña ¸pt«m¸t Rct, Xct: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña c«ng t¾c 2 2 IN1 = = 3,11 (kA) Chän ¸pt«m¸t do Clipsal s¶n xuÊt cã c¸c th«ng sè sau: (Tra b¶ng PL 16 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t M· sè U®m(V) I®m(A) Sè cùc Ic®m(kA) ¸pt«m¸t phßng G4CB2010C 400 10 2 6 U®mA = 400 (V) U®mL§= 220 (V) I®mA = 10 (A) Itt = 3,64 (A) Ic®mA= 6 (kA) IN.= 3,11 (kA) Chän nh­ vËy lµ tho¶ m·n b) Chän ¸pt«m¸t cho 5 phßng ë 1 tÇng Ta cã: Itt1T = = 18,2 (A) Dßng ng¾n m¹ch IN2 = = 5188 (A) 5,2 (kA) Chän ¸pt«m¸t do Clipsal s¶n xuÊt cã c¸c th«ng sè sau: (Tra b¶ng PL 16 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t M· sè U®m(V) I®m(A) Sè cùc Ic®m(kA) ¸pt«m¸t tÇng G4CB2032C 400 32 2 6 U®mA = 400 (V) U®mL§= 220 (V) I®mA = 32 (A) Itt = 18,2 (A) Ic®mA= 6 (kA) IN.= 5,2 (kA) Chän nh­ vËy lµ tho¶ m·n c) Chän ¸pt«m¸t cho hµnh lang vµ cÇu thang 1 tÇng Ta cã: IttCTHL1 = = 5,45 (A) TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N3 2 2 IN3 = = 3,8 (kA) Trong ®ã: Rd, Xd: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña d©y Ra, Xa: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña ¸pt«m¸t Chän ¸pt«m¸t do Clipsal s¶n xuÊt cã c¸c th«ng sè sau: (Tra b¶ng PL 16 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t M· sè U®m(V) I®m(A) Sè cùc Ic®m(kA) ¸pt«m¸t CT+HL G4CB2010C 400 10 2 6 U®mA = 400 (V) U®mL§= 220 (V) I®mA = 10 (A) Itt = 5,45 (A) Ic®mA= 6 (kA) IN.= 3,8 (kA) Chän nh­ vËy lµ tho¶ m·n d) Chän ¸pt«m¸t tæng Ta cã: IttTæng = 2 x Itt1T + 2 x IttCTHL1 = 2x18,2 + 2x5,9 = 48,2(A) Ta cã s¬ ®å nguyªn lý. Trong ®ã: A: ¸pt«m¸t tæng. AT1, AT2: ¸pt«m¸t tÇng 1,2. ACTHLT1,ACTHLT2: ¸pt«m¸t cÇu thang,hµnh lang tÇng 1,2. TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N4 2 2 IN1 = Trong ®ã: Rd, Xd: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña d©y Ra, Xa: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña ¸pt«m¸t 2 2 IN4 = 5,2 x 2 +3,8 x 2 = 18 (kA) Chän ¸pt«m¸t do LG s¶n xuÊt cã c¸c th«ng sè sau: (Tra b¶ng PL 14 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t Lo¹i KiÓu U®m(V) I®m(A) Sè cùc Ic®m(kA) ¸pt«m¸t tæng 225AF ABH 203a 600 125 2 25 U®mA = 600 (V) U®mL§= 220 (V) I®mA = 125 (A) Itt = 48,2 (A) Ic®mA= 25 (kA) IN.= 18 (kA) Chän nh­ vËy lµ tho¶ m·n 2. Lùa chän ¸pt«m¸t cho ph©n x­ëng c¬ khÝ §Æt riªng mét tñ chiÕu s¸ng c¹nh cña ra vµo lÊy ®iÖn tõ tñ ph©n phèi ph©n x­ëng . Tñ gåm mét ¸pt«m¸t 3 pha vµ 9 ¸pt«m¸t nh¸nh 1 pha, mçi ¸pt«m¸t cÊp ®iÖn cho 4 bãng ®Ìn. +Chän ¸pt«m¸t: -Chän ¸pt«m¸t ®Æt t¹i tñ ph©n phèi vµ ¸pt«m¸t t¹i tñ chiÕu s¸ng Itt = = = 12,15 (A) TÝnh ng¾n m¹ch 2 2 IN = Trong ®ã: Rd, Xd: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña d©y Ra, Xa: lµ ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña ¸pt«m¸t 2 2 IN = = 4 (kA) Chän ¸pt«m¸t 3 pha 25 (A) do Clipsal chÕ t¹o cã th«ng sè sau: (Tra b¶ng PL 17 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t M· sè U®m (V) I®m (A) Sè cùc IN®m(kA) A tæng vµ A ®Æt t¹i tñ ph©n phèi G4CB3020C 400 20 3 6 -Chän ¸pt«m¸t nh¸nh Itt = = 3,64 (A) VËy chän ¸pt«m¸t 1 pha 10 (A ) do Clipsal chÕ t¹o cã th«ng sè sau (Tra b¶ng PL 16 s¸ch gi¸o tr×nh CC§ cña TS. Ng« Hång Quang) Tªn ¸pt«m¸t Sè l­îng M· sè U®m (V) I®m (A) Sè cùc IN®m(kA) ¸pt«m¸t nh¸nh 10 G4CB2010C 400 10 2 6 Do kh«ng ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn ng¾n m¹ch v× c¸ c ¸pt«m¸t nh¸nh ®Òu chän lo¹i cã Ic®m = 6 (kA) > IN IV. C¸c b¶n vÏ s¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å ®i d©y H×nh 4.1. S¬ ®å nguyªn lý chung cña toµ nhµ 2 tÇng H×nh 4.2. S¬ ®å nguyªn lý cña hµnh lang vµ cÇu thang H×nh 4.3. S¬ ®å nguyªn lý cña phßng H×nh 4.4. S¬ ®å mÆt b»ng ®i d©y cña phßng H×nh 4.5. S¬ ®å mÆt b»ng ®i d©y cña toµ nhµ H×nh 4.6. S¬ ®å nguyªn lý x­ëng H×nh 4.7. S¬ ®å s¬ ®å mÆt b»ng ®i d©y ph©n x­ëng Lêi kÕt Sau mét thêi gian ngiªn cøu vµ ph¸t triÓn ®Ò tµi cña m×nh. Chóng em ®· hoµn thµnh xong ®å ¸n víi néi dung: TÝnh to¸n thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho mét tr­êng häc Sau khi lµm xong ®å ¸n chóng em ®· häc hái thªm ®­îc rÊt nhiÒu kiÕn thøc bæ Ých cho b¶n th©n. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c« Vò ThÞ Tùa ®· tËn t×nh gióp ®ì chóng em trong suèt qu¸ tr×nh ®Ó hoµn thµnh ®å ¸n. Do vèn kiÕn thøc cßn h¹n hÑp, kinh nghiÖm cßn h¹n chÕ nªn ®å ¸n kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu xãt, vËy rÊt mong ®­îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« vµ b¹n bÌ. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy, c« trong khoa §iÖn_§iÖn Tö ®Æc biÖt lµ c« Vò ThÞ Tùa ®· gióp ®ì chóng em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. H­ng Yªn, ngµy 14 th¸ng 4 n¨m 2006 Nhãm sinh viªn thùc hiÖn: Ph¹m S¬n H¶i §inh ViÖt Hïng