Đồ án Tính toán, thiết kế hệ thống điện cho căn nhà 1 trệt 2 lầu - Diện tích 150 m2

LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, theo Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp tăng cao. Hàng loạt khu chế xuất, khu công nghiệp cũng như các nhà máy xí nghiệp công nghiệp được hình thành. Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước , nghành công nghiệp điện lực luôn giữ một vai trò quan trọng .Ngày nay điện không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực .Khi xây dựng một khu công nghiệp mới , một nhà máy mới, phân xưởng cơ khí mới , một khu dân cư mới việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó . Nhu cầu về điện năng không ngừng gia tăng về số lượng mà ngày càng đòi hỏi chất lượng, độ tin cậy và an toàn cao của hệ thống cung cấp điện. Thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải điện, đòi hỏi phải thực tế và tính ổn định lâu dài trong tương lai, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật với giá thành phù hợp nhất có thể. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với những kiến thức đã học tại bộ môn cung cấp điện - Trường CĐ Kỹ Thuật Lý Tự Trọng TP.HCM với sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Anh Tăng, cùng sự chỉ bảo tận tình của các Thầy trong khoa và sự giúp đỡ của bạn bè em đã hoàn thành đồ án này. Với khả năng và kiến hức có hạn nên đồ án của em không thể tránh được những sai sót, vì vậy em mong sự chỉ bảo và giúp đỡ của các Thầy để bản đồ án của em được hoàn thiện và đầy đủ hơn và để em hoàn thiện kiến thức cho bản thân hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy: Nguyễn Anh Tăng đã giúp em hoàn thành đồ án môn học này . Xin chúc thầy dồi dào sức khỏe, thành công trong cuộc sống. Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH Phạm Duy Ái NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................. TP.HCM, ngày... ... tháng ... ... năm2012 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu.......1 Nhận xét của giáo viên.2 Mục lục.....3 Nhiệm vụ đồ án.....4 Chương 1:Giới Thiệu Chung Về Đồ Án 1.1 Vài nét khái quát về đồ án ......5 1.2 Bản vẽ mặt bằng tầng trệt....6 1.3 Bản vẽ mặt bằng lầu 1.7 1.4Bản vẽ mặt bằng lầu 2..............8 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Của Tính Toán, Thiết Kế Hệ Thống Điện Cho Căn Nhà...9 2.1Cơ sở lý thuyết và công thức tính toán chiếu sáng..9 2.2Cơ sở lý thuyết và công thức tính toán phụ tải....21 2.3Cơ sở lý thuyết và công thức tính toán dây dẫn và CB..22 2.3.1 Các loại dây dẫn thích hợp cho nhà ở..........22 2.3.2 Công suất chịu tải của các loại dây cáp điện thường sử dụng cho nhà ở...27 2.4 Chọn CB(áptômát).30 Chương 3: Tính Toán, Thiết Kế Hệ Thống Điện Cho Căn Nhà 3.1 Tính toán thiết kế hệ thống điện tầng trệt..32 3.1.1 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng khách ..32 3.1.2 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng ngủ 1.33 3.1.3 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng bếp ...34 3.1.4 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng vệ sinh W1&W2 ...36 Bản vẽ mặt bằng điện lầu trệt....39 3.2 Tính toán thiết kế hệ thống điện lầu 140 3.2.1 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng ngủ 2..40 3.2.2 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng ngủ 3..42 3.2.3 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng ngủ 4..43 Bản vẽ mặt bằng điện lầu 1 47 3.3 Tính toán thiết kế hệ thống điện lầu 2 3.3.1 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng thờ .48 3.3.2 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng SHC49 3.3.3 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng giặt là..50 3.3.4 Tính toán thiết kế hệ thống điện phòng vệ sinh W651 Bản vẽ mặt bằng điện lầu 254 3.4 tính toán chọn đèn cầu thang và ban công ..55 3.5 Tính chọn CB, dây dẫn tổng ..55 3.6 Sơ đồ nguyên lý cho căn nhà56 Phụ lục57 Tổng Kết Đồ Án...58 Một số tài liệu tham khảo58 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Họ Tên:Phạm Duy Ái. Lớp: 11CĐ-Đ4. MSSV: 11D0010092. Tên đồ án: Tính toán, thiết kế hệ thống điện cho căn nhà 1 trệt 2 lầu. Diện tích 150m2. STT Ngày Nội dung Ghi chú 1 25/02/2013 - 03/03/2013 Đăng ký và nhận đề tài. 2 04/03/2013 - 31/03/2013 Tìm tài liệu hoàn thành 30%và báo cáo 30%. 3 01/04/2013 - 05/05/2013 Báo cáo 50%. 4 06/05/2013 - 08/06/2013 Hoàn thành và nộp đề tài. Tóm tắt nội dung đồ án: gồm 4 chương. Chương 1: Giới thiệu chung về đồ án. Chương2: Cơ sở lý thuyết của tính toán, thiết kế hệ thống điện. Chương3: Tính toán, thiết kế hệ thống điện. Lựa chọn thiết bị điện phù hợp. Chương4: Tổng kết đồ án. Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN Vài Nét Khái Quát Về Đồ Án Đồ án thiết kế hệ thống điện cho căn nhà ở có chiều rộng 10m, chiều dài 15m. Việc thiết kế nhằm đưa ra phương án tối ưu trong việc lắp đặt hệ thống chiếu sáng phù hợp với từng phòng, khu vực trong nhà. Ngoài hệ thống chiếu sáng còn có mạch động lực được lắp đặt phù hợp với không gian của căn nhà nhằm tạo ra không gian sống thoải mái và làm việc có hiệu quả cho cả gia đình. Các thông số của nhà: Chiều dài: 15m. Chiều rộng: 10m. Chiều cao tầng trệt: 3,8m. Chiều cao lầu 1: 3,4m 1.2 Bản Vẽ Mặt Bằng Tầng Trệt Bản Vẽ Mặt Bằng lầu 1 1.3 Bản Vẽ Mặt Bằng Lầu 2 Chương 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCỦA TÍNH TOÁN, THIẾT KẾHỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Cơ sở lý thuyết và công thức tính toán chiếu sáng * Ánh sáng: là những bức xạ điện từ có bước sóng từ 380nm đến 780nm mà mắt người có thể cảm nhận được trực tiếp. * Màu sắc: là do sự cảm nhận của mắt đối với nguồn sáng đã cho nó phụ thuộc vào sự cấu thành phổ của ánh sáng được phát ra. * Quang năng: được định nghĩa là năng lượng được chọn bức xạ một Watt tại bước sóng 555nm. Năng lượng bức xạ một Watt tại các bước sóng khác trong trường hợp nhìn sau đó nhân với độ nhạy cảm của mắt, được xác định bởi đường cong độ nhạy quang phổ tương đối của mắt cho trường ánh sáng. * Quang thông: là khái niệm lượng năng lượng ánh sáng bức xạ trong một giây bởi một nguồn sáng. Quang thông kí hiệu là (Φ) , đơn vị là lumen (lm) và được định nghĩa như sau: - Quang thông là bức xạ năng lượng của nguồn sáng trong một giây, mà mắt thường có thể hấp thụ được lượng bức xạ. - Lumen (lm) là quang thông của một nguồn sáng điểm có cường độ sáng (I) bằng một candela phát đều trong một góc khối (Ω) bằng một steradian. Mỗi nguồn sáng đều có một quang thông cụ thể, bảng 1 trình bày quang thông của một số nguồn sáng thông thường. Bảng 1 Nguồn sáng Công suất (W) Quang thông (lm) Hiệu suất (lm/w) Đèn xe đạp 3 30 10 Đèn nung sáng 100 1360 13,6 Đènhuỳnh quang 58 5400 93 Sodium cao áp 100 10000 100 Sodium hạ áp 180 33000 183 Thủy ngân cao áp 1000 58000 58 Metal halide 2000 190000 95 * Hiệu suất sáng: là tỷ số giữa quang thông của nguồn sáng phát ra và công suất mà đèn tiêu thụ. Đơn vị là lumen/watt (lm/w). Mỗi đèn đều có một hiệu suất đặc trưng, bảng 1. * Góc khối: là góc không gian, qua đó nhìn diện tích A trên mặt cầu từ tâm O của mặt cầu đó, hình 1. Và được xác định bằng tỷ số giữa diện tích A trên mặt cầu và bình phương bán kính R của mặt cầu đó. Ω = AR2 Đơn vị của góc khối là Steradian (Sr) Góc khối có giá trị lớn nhất khi từ tâm O nhìn toàn bộ mặt cầu quanh nó. Khi đó: Ωmax=AR2 = 4π.R2R2 = 4π (Sr) * Cường độ sáng: là khái niệm cho sự tập trung ánh sáng theo một chiều riêng biệt, bức xạ trong 1 giây. Cường độ sáng kí hiệu là I, đơn vị là candela (cd). Giả thiết một nguồn sáng O bức xạ một lượng quang thông dΦ và chiếu đến một điểm A – tâm của diện tích A.Gọi dΩ là góc khối nhìn diện tích dA từ O, cường độ sáng là mật độ phân bố quang thông trong không gian. Và được xác định bởi biểu thức: IOA= dΦdΩ , (cd) Bảng 2: Cường độ sáng của một số nguồn sáng Nguồn sáng Cường độ sáng, cd Ngọn nến 0,8 ( theo mọi hướng không gian ) Đèn nung sáng 40W/220V 35 ( theo mọi hướng ) Đèn nung sáng 300W/220V 400 ( theo mọi hướng ) Đèn nung sáng 300W/220V ( có chao đèn ) 1500 ( theo hướng trung tâm ) * Độ rọi: là số lượng quang thông chiếu lên một đơn vị diện tích của bề mặt được chiếu sáng. Độ rọi được kí hiệu là E, đơn vị là lux (lx), xác định bằng biểu thức: E = ΦA Độ rọi không phụ thuộc vào chiều quang thông chiếu đến bề mặt được chiếu sáng. Bảng 3: Các độ rọi thông thường Độ rọi, lx Giữa trưa 100000 Chiếu sáng đường 5 – 30 Trăng tròn 0,25 Phòng làm việc 200 – 400 Nhà ở 100 – 300 * Độ chói: Do bản thân bề mặt được chiếu sáng cũng phát lại ánh sáng, như bề mặt của đèn hoặc phản xạ từ một nguồn khác như bề mặt đường, nên độ chói được định nghĩa là cường độ ánh sáng phát trở lại trên một diện tích của bề mặt được chiếu sáng theo một hướng riêng biệt. Độ chói ký hiệu là L và đơn vị là candela/m2 ( cd/m2 ). Độ chói của một bề mặt phát sáng dS theo hướng đang khảo sát là tỷ số giữa cường độ sáng theo hướng đó và diện tích mặt bao nhìn thấy dS từ hướng đó. Lα = IdS. cos α , cdm2 Nhận xét: - Độ chói của bề mặt bức xạ phụ thuộc vào hướng quan sát bề mặt đó. - Độ chói của bề mặt bức xạ không phụ thuộc vào khoảng cách từ mặt đó tới hướng quan sát. Bảng 4: Độ chói của một số nguồn sáng Nguồn sáng Cd/m2 Bề mặt mặt trời 2.109 Bề mặt mặt trăng 2500 Đèn nung sáng 100W/220V 5000 – 15000 Độ chói mặt đường khi độ rọi 300 lux 2 Đèn huỳnh quang 7000 Giấy trắng khi độ rọi 400 lux 80 Độ chói chưa gây cảm giác chói mắt < 5000 * Định luật Lambert: định luật lambert được thiết lập thông qua quan hệ giữa độ rọi E mà một bề mặt có hệ số phản xạ ρ( hoặc hệ số xuyên sáng τ đối với bề mặt xuyên sáng ) nhận được và độ chói mà bề mặt này bức xạ. Sự phản xạ hoặc truyền khuếch tán theo định luật Lambert Chứng minh được:ρ.E = L.τ * Cách bố trí đèn chiếu sáng Hlv h hc Trong đó: hc : khoảng cách từ đèn đến trần, ( m ) h : độ cao cần chiếu sáng, ( m ) Hlv : khoảng cách từ nền đến bàn làm việc, ( m ) - Độ cao của đèn so với mặt công tác ( hình trên ) được chứng minh như sau: Tỷ số Lhc không vượt quá 5÷6 Với L là khoảng cách nhỏ nhất để đạt được yêu cầu chiếu sáng đồng đều giữa các đèn, hc là khoảng cách từ trần đến đèn. Trị số tốt nhất là: Lhc = 1,4÷1,6 Tỷ số Lhcphụ thuộc vào các loại đèn và chao đèn, tham khảo ở các sổ tay, catalogue của từng đèn hoặc bảng 5. Bảng 5: Bảng tra trị số LH Loại đèn và nơi sử dụng LH bố trí nhiều dãy LH bố trí 1 dãy Tốt nhất Cho phép cực đại Tốt nhất Cho phép Cực đại Chiếu sáng ngoài nhà dùng chao đèn mờ hoặc tráng men 2,3 3,2 1,9 2,5 Chiếu sáng phân xưởng chao đèn vạn năng 1,8 2,5 1,8 2 Chiếu sáng cho các cơ quan văn hóa, văn phòng hành chánh 1,6 1,8 1,5 1,8 Khoảng cách từ đèn đến tường lấy trong phạm vi: l = ( 0,3 – 0,5 )L * Công thức tính tổng quang thông : FΣ = Eyc.S.kdtη.kld Trong đó: Eyc : độ rọi chọn theo tiêu chuẩn, 75lux kdt : hệ số dự trữ chọn theo bảng 6 S : diện tích phòng được chiếu sáng, m2 η : hiệu suất phát quang của đèn kld : hệ số lợi dụng quang thông đèn Hệ số lợi dụng quang thông của đèn phụ thuộc vào hệ số không gian kkg, các hệ số phản xạ của tường, trần và nền, tra bảng 9. * Số lượng đèn cần thiết N=FΣFđ Trong đó : N: số lượng đèn cần thiết FΣ: tổng quang thông tính toán Fđ : quang thông của đèn Bảng 6: Bảng tra hệ số dự trữ. Tính chất các phòng Hệ số dự trữ ( K ) Số lần lau bóng trong một tháng Đèn huỳnh quang Đèn nung sáng Các phòng có nhiều bụi khói, tro, mồ hóng 2 1,7 4 Các phòng có bụi, khói tro, mồ hóng trung bình 1,8 1,5 3 Phòng có ít bụi, khói, tro, mồ hóng 1,5 1,3 2 * Hệ số sử dụng quang thông - Hệ số kld phụ thuộc vào đặc tính của kiểu đèn, kích thước phòng, màu sơn của trần tường. - Để tra được hệ số kld trong sổ tay kỹ thuật chiếu sáng, trước tiên xác định chỉ số phòng kkg của phòng được chiếu sáng như sau: kkg= a.bh(a+b) Trong đó: a.b : diện tích phòng được chiếu sáng, m2 a,b : kích thước của chiều dài và chiều rộng của phòng được chiếu sáng, m Bảng 7: Bảng tra hệ số phản xạ Đặc tính của các hệ số phản xạ Hệ số phản xạ ( % ) Trần có màu trắng, tường màu trắng có cửa sổ che bằng ri-đô trắng, mành trắng, 70 Tường có màu trắng, ko có cửa sổ; tường màu trắng trong các phòng ẩm, trần bê-tông hoặc trần gỗ màu sáng. 50 Trần bê-tông trong các phòng bẩn, trần gỗ, tường bê-tông có cửa sổ, tường có màu sáng 30 Tường và trần trong các phòng tối, nhiều bụi bẩn, tường gạch không trát, tường có màu dịu tối 10 Tỷ số ΔE là tỷ số giữa độ rọi trung bình Etb và độ rọi nhỏ nhất Emin ΔE = EtbEmin Xác định ΔE còn phụ thuộc vào tỷ số giữa khoảng cách giữa 2 đèn dđ và chiều cao treo đèn tính toán htt.ΔE được cho trong bảng 8. Thường lấy ΔE = 1,1÷1,2, trường hợp chiếu sáng phản xạ lấy ΔE ~ 1. Bảng 8: Bảng tra tỷ số ΔE. Kiểu đèn Tỷ số dđhtt 0,8 1,2 1,6 2,0 Trị số ΔE Đèn vạn năng để hở 1,2 1,15 1,6 1,5 Đèn chiếu sâu, chao tráng men 1,15 1,0 1,2 1,4 Đèn chao thủy tinh ( Liu-xét ) 1,0 1,0 1,2 2,2 Bảng 9: Hệ số lợi dụng (kld ) của một số loại đèn. Loại đèn Đèn huỳnh quang loại hở Đèn huỳnh quang loại kín ρ trần, % 30 50 70 30 50 70 ρ tường,% 10 30 30 50 30 50 10 30 30 50 30 50 Hệ số chỉ phòng i 0,5 26 29 30 35