BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Đề Bài :
Thiết kế chiếu sáng xưởng điện 3 Khoa Điện theo yêu cầu :
Đảm bảo chiếu sáng 2 cấp :
Chiếu sáng thường với độ rọi E
1
=400 lux
Chiếu sáng tăng cường với độ rọi E
2
=650 lux
BẢN THIẾT KẾ SƠ BỘ
Các số liệu : Chiều dài a=12m
Chiều rộng b=7,2m
Chiều cao h=3,85m
Bộ phản xạ 771
*-* PHƯƠNG ÁN MỘT *-*
Với yêu cầu thiết kế đảm bảo 2 mức chiếu sáng với độ rọi E
yc1
=400 lux và
E
yc2
=650 lux ta chọn thiết kế theo kiểu tạo nên 2 hệ thống chiếu sáng riêng
biệt bằng cách:Đầu tiên nghiên cứu thiết kế chiếu sáng với độ rọi
E
yc2
=650 lux rồi xen vào giữa không gian trống các bộ đèn đảm bảo chiếu
sáng mức E
yc1
=400 lux
1.Chọn kiểu chiếu sáng và cấp bộ đèn

max
.1,2 =3.1,2=3,6 (m)=> m(n) ≤ 3,6
m mặt khác các giá trị của n,m còn phụ thuộc vào giá trị của p,q với
3
1
m(n)≤ p(q) ≤
2
1
m(n)
- Xét theo phương a ta có :Số bộ đèn X=
n
a
=
6,3
12
≈3,33 =>chọn X= 4
bộ lấy p=0,5m =>3m + 0,5.2m =12 => m=3(m) => p=1,5(m)
- Xét theo phương b ta có :Số bộ đèn Y=
n
b
=
6,3
2,7
=2 bộ => lấy q=0,5n
=> n + 0,5.2n=7,2 => n=3,6(m) =>q=1,8(m)
Vậy số bộ đèn tối thiểu N
min
=2.4=8 (bộ)
*) Với Độ Rọi E
2yc

=
( )
2,7123
2,7.12
+
=1,5 =>tra bảng ta được
U
d
=0,87 U
i
=0,56 =>K
sd
=0,87.0,57 + .0,560,06 =0,5295 =>Ф
t
=
5295,0
650.5,1.2,7.12
≈159093 (lm) => số bộ cần đặt N=
b
t
n
φ
φ
.
với n là số đèn trong một bộ đèn ở đây n=2 và và chọn Ф
b
=5900 lm là
quang thông 1 bóng =>N=
5900.2
159093

u
dựa vào các chỉ số :
Chỉ số địa điểm: K =
( )
bah
ba
+
'
.
=
( )
2,712.3
2,7.12
+
=1,5
Chỉ số treo j=0
q
p
m
n
Chỉ số lưới : K
m
=
( )
nmh
nm
+
'
.2
=

=0,52 =>K
p
=0,52.K
m
=> Nội suy để tìm F”
u
ta có :
K=1,5 ; K
m
=0,889
∈
[0,5;1] ; K
p
=0,4625
* Với K
m
=0,5 => K
p
=0,52.0,5=0,26

K
p
0,25 0.26 0,5
F”
u
619 691
=> F”
u
=619 +
25,05,0

( )
5,0889,0
5,01
88,62188,647
−
−
−
=642
Vậy ta có F”
u
=642
+ Xác định R
i
và S
i
bằng phương pháp nội suy ta được bảng :
K R
1
S
1d
S
1i
R
3
S
3d
S
3i
R
4

57,0.11800.12
+
=670,573(lux)
E
4i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
44
0.
1000

+
δ
η
=
[ ]
5920.538,0
2,7.12.5,1.1000
06,0.11800.12
+
=38,809(lux)
=>E
4
=E
4d

E
3i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
33
0.
1000

+
δ
η
=
( )
[ ]
3840.042,1
2,7.12.5,1.1000
06,0.11800.12
+−
=

=25,175(lux)
=>E
3
=E
3d

=219,466(lux)

E
1i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
11
0.
1000

+
δ
η
=
( )
[ ]
11010.29,0
2,7.12.5,1.1000
06,0.11800.12
+−
=
=72,177(lux)
=>E
1
=E

**) Đối với E
1yc
=400 lux
1.Quang thông tổng Ф
t

Ta có Ф
t
=
sd
K
Eab
1
δ
ở đây chọn δ=1,5 còn xác định K
sd
:ta có K
sd
=U
d
.η
d
+U
i
.η
i
với chỉ số địa điểm K=
( )
bah
ab

chiếu của hệ thống chiếu sáng có dộ rọi 650lux,tức là chọn loại bóng
huỳnh quang dài 1,00m ,màu trắng Z ,có quang thông 1 bóng là 4550lm
và các khoảng cách m,n,p,q là :
+ Theo chiều dài : 3m + 0,5.2m =12 =>m=3(m) =>p==1,5(m)
+ Theo chiều rộng : 2n + 0,5.2n =7,2 => n=2,4(m) => q=1,2(m)
=>ta có lưới phân bố đèn như sau :
2.
Kiểm Tra Thiết Kế
2.1.Kiểm tra các độ rọi
Tính các độ rọi E
1
,E
3
,E
4
theo công thức E =
δ
η
.1000

ba
FN
(F”
u
.R+S) trong
đó N_số bộ đèn ; F=2.4550=9100 (lm)_là quang thông tổng của một bộ
đèn ; F”
u
_quang thông tương đối riêng phần trên mặt phẳng làm việc
q

( )
2.3.2,4
0,889
3. 3 2,4
=
+
Chỉ số gần : K
p
=
( )
bah
qbpa
+
+
'

=
( )
12.1,5 7,2.1,2
0,4625
3. 12 7,2
+
=
+
Và α=
m
p
K
K
=

=619 +
25,05,0
619691
−
−
(0,26-0,25) =621,88

* Với K
m
=1 => K
p
=0,52.1=0,52
K
p
0,5 0,52 1
F”
u
643 765
=> F”= 643 +
( )
5,052,0
5,01
643765
−
−
−
=647,88
* Với K
m
=0,889 =>F”

R
4
S
4d
S
4i
2,5 - 0,302 393 1129 -1,558 1636 392 0,516 544 630
3 -0,303 396 1122 -1,816 1836 396 0,505 558 649
1,5 -0,29 387 1101 -1,042 1236 384 0,538 516 592
=>Độ rọi trên mặt hữu ích sau một năm :
E
4d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
4
"
4
.
1000

+
δ
η
=
[ ]

4
=E
4d
+E
4i
=282,424+19,962=302,386(lux)
E
3d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
3
"
3
.
1000

+
δ
η
=
( ) ( )
8.9100.0,57
1,042 .679,624 1236 169,086 ux
1000.1,5.12.7, 2
l

3
=E
3d
+ E
3i
=169,086+12,948=182,034(lux)
E
1d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
1
"
1
.
1000

+
δ
η
=
( ) ( )
8.9100.0,57
0,29 .679,624 387 60,835 ux
1000.1,5.12.7,2
l

=>E
1
=E
1d
+ E
1i
=60,835+37,126=97,961(lux)
2.2 Kiểm tra các tiêu chuẩn
+ Độ rọi yêu cầu : ∆E=
yc
ttyc
E
EE
1
1
−
=
1 1
0
0
1
400 302,386
0,2441 24,41
400
yc
E E
E
−
−
= = =

=400 lux
1.Chọn kiểu chiếu sáng và cấp bộ đèn
Với không gian chiếu sáng là xưởng điện ta chọn kiểu chiếu sáng là
trực tiếp mở rộng.Từ đó chọn bộ đèn có kí hiệu 0,57D+0,06T
2.Chọn loại đèn
Căn cứ vào một số yếu tố liên quan và để đảm bảo tính thẩm mỹ ta
chọn loại đèn huỳnh quang có quang thông Ф=5900 lm,dài 1,00m,có màu
trắng công nghiệp
3.Chọn chiều cao treo đèn
Gọi h' là khoảng cách từ bộ đèn đến mặt hữu ích
h’=h-0,85=3,85-0,85=3 (m)
gọi h” là khoảnh cách từ bộ đèn đến trần
ta có chỉ số treo đèn j=
"'
"
hh
h
+
=0 (vì theo đặc điểm của xưởng điện là
trần bằng nên treo đèn sát trần=>h”=0 )
4.Bố trí các bộ đèn và số bộ đèn tối thiểu
+) Bố trí các bộ đèn
Với không gian chiếu sáng là hình hộp chữ nhật nên ta tổ chức lưới hình
chữ nhật trên trần
+) Số bộ đèn tối thiểu N
min
Với chiều cao h=3,85m chiều dài a=12m chiều rộng b=7,2m và cấp bộ
đèn D thì ta có (
max
'

=2.4=8 (bộ)
*) Với Độ Rọi E
2yc
=650 lux
1.Quang thông tổng Ф
t

Ta có Ф
t
=
sd
K
Eab
2
δ
ở đây chọn δ=1,5 còn xác định K
sd
:ta có K
sd
=U
d
.η
d
+U
i
.η
i
với chỉ số địa điểm K=
( )
bah

thông 1 bóng =>N=
5900.2
159093
≈13,5 chọn N=12 bộ,ở đây do kích thước
xưởng là hình hộp chữ nhật nên tương ứng với chiều dài ta lắp 4 bộ đèn
,tương ứng với chiều rộng ta lắp 3 bộ đèn => ta sẻ có các khoảng cách
m,n,p,q là :
+ Theo chiều dài : 3m + 0,5.2m =12 =>m=3(m) =>p==1,5(m)
+ Theo chiều rộng : 2n + 0,5.2n =7,2 => n=2,4(m) => q=1,2(m)
=>ta có lưới phân bố đèn như sau :
q
p
m
n
2.Kiểm Tra Thiết Kế
2.1.Kiểm tra các độ rọi
Tính các độ rọi E
1
,E
3
,E
4
theo công thức E =
δ
η
.1000

ba
FN
(F”

'
.2
=
( )
4,23.3
4,2.3.2
+
≈0,889
Chỉ số gần : K
p
=
( )
bah
qbpa
+
+
'

=
( )
2,712.3
2,1.2,75,1.12
+
+
≈0,4625
Và α=
m
p
K
K

u
=619 +
25,05,0
619691
−
−
(0,26-0,25) =621,88

* Với K
m
=1 => K
p
=0,52.1=0,52
K
p
0,5 0,52 1
F”
u
643 765
=> F”= 643 +
( )
5,052,0
5,01
643765
−
−
−
=647,88
* Với K
m

3i
R
4
S
4d
S
4i
2,5 - 0,302 393 1129 -1,558 1636 392 0,516 544 630
3 -0,303 396 1122 -1,816 1836 396 0,505 558 649
1,5 -0,29 387 1101 -1,042 1236 384 0,538 516 592
=>Độ rọi trên mặt hữu ích sau một năm :
E
4d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
4
"
4
.
1000

+
δ
η
=

4
=E
4d
+E
4i
=678,573+38,809=709,382(lux)
E
3d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
3
"
3
.
1000

+
δ
η
=
( )
[ ]
1236642.042,1
2,7.12.5,1.1000
57,0.11800.12

3
=E
3d
+ E
3i
=353,137+25,175=378,346(lux)
E
1d
=
[ ]
du
d
SFR
ba
FN
1
"
1
.
1000

+
δ
η
=
( )
[ ]
387642.29,0
2,7.12.5,1.1000
57,0.11800.12

=>E
1
=E
1d
+ E
1i
=219,466 + 72.177=291,643(lux)
2.2 Kiểm tra các tiêu chuẩn
+ Độ rọi yêu cầu :
∆E=
yc
yctt
E
EE
2
2
−
=
650
650382,709
−
100%=9,1%<10% (đạt)

+
4
3
E
E
=
269,575

( )
bah
ab
+
'
=
( )
2,7123
2,7.12
+
=1,5 =>tra bảng ta được
U
d
=0,87 U
i
=0,56 =>K
sd
=0,87.0,57 + .0,560,06 =0,5295 =>Ф
t
=
5295,0
400.5,1.2,7.12
=97903,683 (lm) => số bộ cần đặt N=
b
t
n
φ
φ
.
với n là số đèn trong một bộ đèn ở đây n=2 và Ф

u
.R +S) trong đó N_số bộ q
P m
n
đèn ; F=2.5900=11800 (lm)_là quang thông tổng của một bộ đèn ;
F”
u
_quang thông tương đối riêng phần trên mặt phẳng làm việc
Xác định F”
u
dựa vào các chỉ số :
Chỉ số địa điểm: K =
( )
bah
ba
+
'
.
=
( )
2,712.3
2,7.12
+
=1,5
Chỉ số treo j=0
Chỉ số lưới : K
m

=
+
Và α=
m
p
K
K
=
0,5375
0,49
1,1
=
=>K
p
=0,49.K
m
=> Nội suy để tìm F”
u
ta có :
K=1,5 ; K
m
=1,1
∈
[1;2] ; K
p
=0,49K
m
* Với K
m
=1 => K

( )
765 643
0,98 0,5
1 0,5
−
−
−
=760,12
* Với K
m
=1,1 =>F”
u
=688,12 +
( )
760,12 688,12
1,1 0,5
2 1
−
−
−
=731,32
Vậy ta có F”
u
=731,32
+ Xác định R
i
và S
i
bằng phương pháp nội suy ta được bảng :
K R

4
"
4
.
1000

+
δ
η
=
[ ]
8.11800.0,57
0,538.731,32 516
1000.1,5.12.7,2
+
=
=377,59(lux)
E
4i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
44
0.
1000


1000

+
δ
η
=
( )
8.11800.0,57
1,042 .731,32 1236
1000.1,5.12.7,2
 
− +
 
=
=196,695(lux)
E
3i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
33
0.
1000

+
δ

.
1000

+
δ
η
=
( )
8.11800.0,57
0,29 .731,32 387
1000.1,5.12.7,2
 
− +
 
=

=72,59(lux)

E
1i
=
[ ]
i
i
SR
ba
FN
11
0.
1000

403,46 400
0,865
400
−
=
%<10% (đạt)

+
4
3
E
E
=
213,477
403,46
=0,529 <0,8 (đạt)

VẬY TA CÓ LƯỚI ĐÈN CHUNG CHO CẢ HAI HỆ THỐNG Khi cần chiếu sáng với độ rọi 400lux ta bật bóng
Khi cần chiếu sáng với độ rọi 650lux ta bật bóng
***)
Nhận Xét
_
ở phương án thứ nhất thì tuy việc bố trí đèn có tính thẩm mỹ hơn nhưng yêu cầu
về độ rọi lại không thoả mãn
_
_
ở phương án thứ hai thì tuy việc bố trí đèn không có tính thẩm mỹ như ở phương