Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các công trình công nghiệp và thương mại, năng lượng tiêu thụ cho hệ thống chiếu sáng chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng chi phí vận hành. Theo số liệu khảo sát thực tế được tác giả nêu trong văn bản, điện năng chiếu sáng chiếm khoảng 25% – 45% tổng mức tiêu thụ năng lượng tại các tòa nhà thương mại và khoảng 3% – 10% trong các nhà máy sản xuất công nghiệp. Xu hướng kỹ thuật hiện đại đang chuyển dịch từ chiếu sáng tiện nghi đơn thuần sang "chiếu sáng tiện ích" — giải pháp tập trung vào việc sử dụng các nguồn sáng hiệu suất cao, tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ, giảm thiểu phát thải khí nhà kính ($CO_2$, $SO_2$) mà vẫn bảo đảm môi trường thị giác cho người lao động.

Đối với ngành công nghiệp dệt may, tính chất gia công đòi hỏi người lao động phải làm việc liên tục với các chi tiết nhỏ, vải màu, đường may và các bề mặt có độ phản xạ khác nhau. Chiếu sáng không đạt tiêu chuẩn dẫn đến mỏi mắt, giảm năng suất lao động và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn nghề nghiệp. Việc sử dụng các công cụ tính toán mô phỏng chuyên dụng nhằm thay thế các phương pháp tính tay truyền thống là đòi hỏi tất yếu của công tác kỹ thuật cơ điện hiện nay.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định rõ:

  1. Nghiên cứu hệ thống lý thuyết quang học, các đại lượng đo lường và đặc tính kỹ thuật của các loại nguồn sáng ứng dụng trong chiếu sáng công nghiệp.
  2. Ứng dụng phần mềm chuyên dụng Dialux để tính toán, mô phỏng và xây dựng phương án thiết kế chiếu sáng cho xưởng may của Công ty Cổ phần Dụng cụ Thể thao Delta.
  3. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý vận hành nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng cho hệ thống chiếu sáng của nhà xưởng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống chiếu sáng nhân tạo trong công trình công nghiệp dệt may; đặc tính kỹ thuật và quang thông của các chủng loại nguồn sáng (sợi đốt, huỳnh quang, halogen kim loại, huỳnh quang compact, LED).
  • Phạm vi không gian: Phân xưởng may chính và khu vực nhà vệ sinh thuộc Công ty Cổ phần Dụng cụ Thể thao Delta, tỉnh Thanh Hóa.
  • Phạm vi thời gian và tiêu chuẩn: Nghiên cứu hoàn thành vào tháng 5 năm 2016, áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng và quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam ở thời điểm đó.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế chiếu sáng

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý quang học và các đại lượng đo lường kỹ thuật chiếu sáng cơ bản:

  • Ánh sáng nhìn thấy: Bức xạ điện từ nằm trong dải bước sóng 380 nm đến 780 nm.
  • Góc khối ($\Omega$): Khoảng không gian hình nón giới hạn bởi nguồn sáng điểm đến diện tích bề mặt, góc khối lớn nhất là $4\pi$ steradian.
  • Quang thông ($\Phi$): Đại lượng đặc trưng cho lượng ánh sáng do nguồn sáng phát ra theo mọi hướng, đơn vị Lumen (lm).
  • Cường độ sáng ($I$): Tỷ lệ giữa quang thông phát ra trong một góc khối cơ bản, đơn vị Candela (cd), xác định theo công thức $I = \frac{d\Phi}{d\Omega}$; với nguồn sáng đẳng hướng thì $\Phi = 4\pi I$.
  • Độ rọi ($E$): Mật độ quang thông trên một đơn vị diện tích bề mặt được chiếu sáng, đơn vị Lux (lx), $E = \frac{d\Phi}{dS}$. Độ rọi tại điểm $A$ do nguồn điểm tạo ra: $E_A = \frac{I_A \cdot \cos\alpha}{r^2}$ (với $\alpha$ là góc tới, $r$ là khoảng cách).
  • Độ chói ($L$): Đại lượng đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của bề mặt phát sáng hoặc phản xạ tạo cảm giác chói mắt, đơn vị $\text{cd/m}^2$.
  • Định luật Lambert: Mô tả mối quan hệ giữa độ chói và độ rọi của bề mặt khuếch tán lý tưởng: $L = \frac{\rho \cdot E}{\pi}$ (với $\rho$ là hệ số phản xạ).
  • Hiệu quả ánh sáng ($H$): Tỷ số giữa quang thông phát ra và công suất điện tiêu thụ của nguồn sáng: $H = \frac{\Phi}{P}$ ($\text{lm/W}$).
  • Nhiệt độ màu ($K$) và biểu đồ Kruithof: Xác định màu sắc ánh sáng nhằm tạo môi trường tiện nghi thị giác.
  • Chỉ số hoàn màu ($R_a$): Thang đo từ 0 đến 100 thể hiện mức độ trung thực của màu sắc vật thể được chiếu sáng so với ánh sáng tự nhiên.

Hệ thống văn bản pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng:

  • Quyết định pháp lý của cơ quan quản lý nhà nước về việc cấm sản xuất và lưu thông đèn sợi đốt có công suất lớn hơn 75W kể từ cuối năm 2013 nhằm tiết kiệm năng lượng.
  • Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114:2008 / ISO 8995-1:2002 về chiếu sáng nơi làm việc trong nhà (quy định độ rọi tiêu chuẩn: lớp học $E_{tc} = 400\text{ lx}$, xưởng gia công cơ khí $E_{tc} = 300\text{ lx}$, xưởng may công nghiệp $E_{tc} = 500\text{ lx}$).
  • Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 09:2005 về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả.
  • Tiêu chuẩn tính toán kỹ thuật chiếu sáng của Pháp UTE C 71-121.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế:

  1. Phương pháp hệ số sử dụng ($K_{sd}$): Xác định quang thông tính toán cho mỗi bộ đèn dựa trên diện tích sàn $S$, độ rọi yêu cầu $E_{min}$, hệ số đồng đều $Z$ ($Z = 1{,}15$ cho đèn nung sáng/phóng điện; $Z = 1{,}11$ cho dãy đèn huỳnh quang; $Z = 1$ cho tính toán phản xạ), hệ số dự trữ $k$, chỉ số địa điểm $k = \frac{a \cdot b}{H \cdot (a + b)}$ và tra bảng hệ số sử dụng.
  2. Phương pháp tính gần đúng theo công suất riêng ($p_0$): Dùng để ước lượng sơ bộ công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: $P = p_0 \cdot S$ ($\text{W/m}^2$).
  3. Phương pháp UTE C 71-121: Phân cấp bộ đèn (từ cấp A đến J), xác định tỷ số treo đèn $j = \frac{a \cdot b}{h \cdot (a + b)}$, tra khoảng cách bố trí cực đại $L_{max} / h$, tính toán quang thông tổng $\Phi_{tt} = \frac{S \cdot E_{tc} \cdot d}{\eta \cdot U_d}$, hệ số bù suy giảm quang thông $d = 1{,}25$, đồng thời kiểm tra tiện nghi nhìn, độ chói của trần, bộ đèn và vách tường.
  4. Phương pháp mô phỏng máy tính: Sử dụng phần mềm chuyên dụng Dialux để dựng hình 3D, bố trí nguồn sáng, tính toán phân bố độ rọi và xuất kết quả trực quan.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu: Catalog kỹ thuật của Công ty Philips và Công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông; các bảng tra hệ số dự trữ, hệ số sử dụng theo tài liệu Kỹ thuật chiếu sáng.

Thiết kế kỹ thuật và triển khai mô phỏng trên phần mềm Dialux

Phần mềm thiết kế chiếu sáng chuyên ngành được khảo sát và so sánh:

  • Phần mềm Luxicon (Cooper Lighting - Mỹ): Hỗ trợ công cụ Wizard, nhập xuất định dạng CAD (DWG/DXF), tính toán được trần nghiêng/tường nghiêng; nhược điểm là ảnh render ở dạng đen trắng mờ, giới hạn trong các phòng hình vuông hoặc chữ nhật, không dựng được không gian dạng góc chữ U.
  • Phần mềm Agi32: Có khả năng tạo tệp định dạng IES cho nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng, dựng mô hình kiến trúc chi tiết; nhược điểm là chi phí bản quyền cao và thiên về mảng mỹ thuật kiến trúc.
  • Phần mềm Dialux (Dialux GmbH - Đức): Phần mềm kỹ thuật độc lập, cung cấp miễn phí, cho độ chính xác cao. Dialux tích hợp hai phân hệ: Dialux Light Wizard (thiết kế sơ bộ nhanh) và phân hệ Dialux chính (cho phép dựng chi tiết không gian nội thất, ngoại thất, giao thông, nhập xuất bản vẽ DWG/DXF, kết xuất ảnh và video mô phỏng 3D).

Quy trình thiết kế kỹ thuật xưởng may trên phân hệ Dialux:

  1. Khởi tạo dự án: Lựa chọn mô-đun New Interior Project, thiết lập thông tin ban đầu về người thiết kế, chủ đầu tư và thư mục lưu trữ dự án.
  2. Dựng hình học không gian: Nhập các kích thước hình học của phòng, sử dụng công cụ bổ sung điểm (Insert points) để vẽ các góc phức tạp, dựng cửa sổ, cửa ra vào thông qua hệ thống Menu CAD.
  3. Thiết lập thuộc tính bề mặt: Cài đặt hệ số phản xạ cho trần, tường và sàn theo bảng vật liệu thực tế của xưởng may.
  4. Lựa chọn thiết bị chiếu sáng: Truy cập thư viện Luminaire Selection, nạp dữ liệu quang phổ và phân bố trắc quang của dòng đèn LED Philips phù hợp với không gian công nghiệp.
  5. Sắp xếp hệ thống đèn: Sử dụng công cụ bố trí đèn tự động theo độ rọi tiêu chuẩn $E_{tc} = 500\text{ lx}$ hoặc chế độ tự sắp xếp phân bố (Field arrangement) để tối ưu khoảng cách giữa các đèn và tường.
  6. Chạy tính toán mô phỏng: Kích hoạt mô-đun tính toán (Calculation) cho toàn bộ không gian mặt phẳng làm việc hữu ích (độ cao cách sàn 0,85 m).
  7. Xuất và đánh giá kết quả: Phân tích biểu đồ đường đồng mức độ rọi (Isoline), biểu đồ màu giả (False Colour), kiểm tra bảng phân bố độ rọi cực tiểu, cực đại, độ rọi trung bình và xuất bản vẽ phối cảnh 3D không gian xưởng may cùng khu vực nhà vệ sinh.

Bên cạnh mô phỏng quang học, đồ án triển khai thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống đèn chiếu sáng, bảo đảm phân pha, lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị đóng cắt bảo vệ cho từng lộ đèn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Khái niệm chung về chiếu sáng

Chương này hệ thống hóa toàn bộ lý thuyết về quang học công nghiệp và thực hiện phân tích so sánh kỹ thuật giữa các nhóm nguồn sáng thông dụng:

  • Đèn sợi đốt: Tuổi thọ thấp (khoảng 1.000 giờ), hiệu suất phát quang rất thấp (khoảng 5%, tiêu tốn nhiều nhiệt năng), nhiệt độ màu 2.500K – 3.000K, chỉ số $R_a \approx 100$. Số liệu catalog từ Rạng Đông và Philips cho thấy ở các dải công suất 25W, 40W, 60W, 75W, hiệu quả ánh sáng chỉ đạt từ 9,6 lm/W đến 12,5 lm/W. Loại đèn này đã bị cấm sản xuất trên 75W từ cuối năm 2013.
  • Đèn huỳnh quang: Sử dụng nguyên lý phóng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp phát tia cực tím kích thích bột huỳnh quang. Loại ống T8 (công suất 25W, kích thước 1.200 mm) có tuổi thọ 15.000 giờ, quang thông 2.300 lm, hiệu quả 92 lm/W; loại T10 có tuổi thọ 10.000 giờ, hiệu quả 92 lm/W. Nhược điểm là chứa thủy ngân độc hại, phụ thuộc nhiệt độ môi trường, có hiệu ứng hoạt nghiệm nguy hiểm đối với các xưởng có máy quay.
  • Đèn halogen kim loại: Bổ sung muối halogen (iodit natri, iodit indi, iodit sandi), hiệu suất 80 – 100 lm/W, chỉ số màu $R_a = 60 - 90$, nhiệt độ màu 4.000K – 6.000K, tuổi thọ 4.000 giờ; nhược điểm là thời gian khởi động kéo dài đến 10 phút, cần 4 – 12 phút để khởi động lại sau khi tắt.
  • Đèn huỳnh quang compact (CFL): Kích thước thu gọn, sử dụng bột huỳnh quang đất hiếm cho $R_a$ đạt 85% so với sợi đốt, tuổi thọ đạt 5.000 – 6.000 giờ, tiêu thụ điện bằng 25% sợi đốt. Các mẫu CFL Rạng Đông công suất từ 11W đến 80W cho hiệu quả phát sáng từ 11,25 lm/W đến 66,66 lm/W.
  • Đèn LED (Light-Emitting Diode): Nguồn sáng bán dẫn thể rắn, kích thước chip nhỏ ($< 1\text{ mm}^2$), thời gian đóng cắt tính bằng micro giây, không phát tia độc hại, tuổi thọ đạt 25.000 – 35.000 giờ. Bảng thông số đèn LED Rạng Đông (Panel, Tube, Bulb) ghi nhận hiệu quả ánh sáng từ 60 lm/W đến 91,67 lm/W.

Bảng tổng hợp so sánh các thông số kỹ thuật của các loại nguồn sáng theo số liệu trong văn bản:

Chủng loại nguồn sáng Công suất điển hình (W) Tuổi thọ định mức (giờ) Hiệu quả ánh sáng (lm/W) Chỉ số hoàn màu ($R_a$) Đặc tính tác động môi trường
Đèn sợi đốt 25 – 75 1.000 9,6 – 12,5 $\approx 100$ Hiệu suất thấp, phát nhiệt lớn
Đèn huỳnh quang (T8/T10) 25 (ống 1,2 m) 10.000 – 15.000 92 $\approx 80$ Chứa thủy ngân, có hiệu ứng hoạt nghiệm
Đèn halogen kim loại Công suất lớn 4.000 80 – 100 60 – 90 Chậm khởi động (10 phút), suy giảm quang thông nhanh
Huỳnh quang compact (CFL) 11 – 80 5.000 – 6.000 11,25 – 66,66 Đạt 85% so với sợi đốt Chứa thủy ngân trong bóng
Đèn LED 12 – 50 25.000 – 35.000 60 – 91,67 Cao, phổ màu đa dạng Không phát nhiệt bức xạ, thân thiện môi trường

Tác giả phân tích so sánh: Đèn LED 12W có độ sáng vượt đèn huỳnh quang 48W là 10% và vượt đèn sợi đốt 40W là 90%. Tuổi thọ LED đạt 35.000 giờ, cao hơn hẳn huỳnh quang (15.000 giờ) và sợi đốt (1.000 giờ). Điện năng tiêu thụ trong 2 năm của đèn sợi đốt cao hơn 300%, đèn huỳnh quang cao hơn 120% so với đèn LED. Từ đó, tác giả đưa ra quyết định lựa chọn bộ đèn LED của hãng Philips (hiệu quả ánh sáng $> 80\text{ lm/W}$, suy giảm quang thông chỉ $\approx 1%$ khi điện áp biến thiên) để ứng dụng cho xưởng may.

Chương 2: Thiết kế chiếu sáng cho xưởng may của công ty bằng phần mềm Dialux

Nội dung chương tập trung vào quy trình kỹ thuật thiết kế thực tế:

  • Nêu rõ các yêu cầu kỹ thuật đặc thù cho xưởng may: Bề mặt làm việc phải có độ chói trong giới hạn cho phép, tuân thủ TCVN 7114:2008 ($E_{tc} = 500\text{ lx}$); phân bố độ rọi đồng đều; không gây hiện tượng sấp bóng trên bàn may; tần số nguồn sáng phóng điện không được trùng với tần số quay của máy móc cơ khí (bánh đà, máy mài) để tránh tai nạn lao động; không treo đèn thấp dưới 2,5 m nhằm hạn chế chói lóa trực tiếp.
  • Trình bày chi tiết lý thuyết tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng, phương pháp công suất riêng và tiêu chuẩn UTE C 71-121.
  • Hướng dẫn cấu trúc giao diện và các lệnh vận hành của phần mềm Dialux 4: Menu File, Edit, View, CAD, các chế độ hiển thị mặt bằng 2D (Floor Plan, Front View, Side View), hiển thị 3D (3D Standard View), các thuộc tính hiển thị đường đồng mức Isoline và dải màu False Colour.
  • Triển khai tính toán thực tế cho nhà xưởng may của Công ty Delta: Dựng mô hình không gian chính xưởng may và không gian nhà vệ sinh; nhập thông số phản xạ; bố trí bộ đèn LED Philips; chạy tính toán phân bố độ rọi và xuất sơ đồ bố trí đèn cùng mạng phân phối điện.

Chương 3: Các giải pháp cho hiệu quả và tối ưu của xưởng may

Chương cuối cùng đề xuất 5 nhóm giải pháp kỹ thuật và vận hành nhằm nâng cao hiệu quả tiết kiệm điện tại Công ty Delta:

  1. Tận dụng ánh sáng tự nhiên: Bố trí cửa sổ và mái lấy sáng hợp lý nhằm giảm số lượng bóng đèn phải bật trong ca làm việc ban ngày.
  2. Sử dụng hệ thống điều khiển chiếu sáng: Lắp đặt thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn giờ và chia cụm công tắc điều khiển độc lập theo từng dây chuyền sản xuất.
  3. Thay thế thiết bị chiếu sáng cũ bằng thiết bị hiệu suất cao: Chuyển đổi toàn bộ bóng đèn nung sáng hoặc huỳnh quang chấn lưu từ sang đèn LED thế hệ mới và chấn lưu điện tử hao tổn thấp.
  4. Lựa chọn chiều cao treo đèn hợp lý: Đảm bảo độ cao treo đèn tối ưu trên 2,5 m để vừa bao phủ diện tích chiếu sáng, vừa không gây lóa mắt cho công nhân may.
  5. Ban hành quy định sử dụng điện chiếu sáng: Xây dựng nội quy tắt đèn khi kết thúc ca, quy định chế độ vệ sinh lau chùi chao đèn định kỳ (tối thiểu 1 lần/năm theo bảng hệ số dự trữ) nhằm tránh suy giảm quang thông do bụi bẩn công nghiệp.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Kết quả chính thu được từ đồ án:

  • Về mặt số liệu kỹ thuật: Khẳng định tiêu chuẩn độ rọi cho xưởng may là $500\text{ lx}$ theo TCVN 7114:2008 / ISO 8995-1:2002. Chứng minh hiệu quả kỹ thuật của đèn LED: Tuổi thọ 35.000 giờ vượt trội so với 15.000 giờ của huỳnh quang và 1.000 giờ của sợi đốt; bóng LED 12W cho độ sáng cao hơn đèn huỳnh quang 48W là 10% và sợi đốt 40W là 90%.
  • Về mặt năng lượng: Xác nhận mức tiêu thụ điện năng trong 2 năm của phương án sử dụng đèn sợi đốt cao hơn 300%, đèn huỳnh quang cao hơn 120% so với phương án dùng đèn LED.
  • Về mặt thiết kế: Đồ án đã hoàn thành hồ sơ thiết kế chiếu sáng bằng Dialux cho không gian chính và khu phụ trợ xưởng may Công ty Delta, đáp ứng các tiêu chuẩn về độ rọi, độ đồng đều, chỉ số chói lóa và loại trừ hiệu ứng hoạt nghiệm cơ khí.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả:

  • Kiến nghị Công ty Cổ phần Dụng cụ Thể thao Delta triển khai thay thế hệ thống đèn chiếu sáng hiện hữu bằng đèn LED chuyên dụng của hãng Philips (hiệu quả ánh sáng $> 80\text{ lm/W}$, độ sụt giảm quang thông $\approx 1%$).
  • Tuân thủ quy tắc lắp đặt không treo đèn thấp dưới 2,5 m; kết hợp giải pháp lấy sáng tự nhiên và lắp đặt hệ thống hẹn giờ, quang điện tự động.

Đóng góp kỹ thuật:

  • Tự xây dựng quy trình kết hợp giữa cơ sở lý thuyết chiếu sáng công nghiệp và phần mềm mô phỏng Dialux vào một mặt bằng xưởng may thực tế tại Việt Nam, thay thế cho cách tính toán gần đúng thủ công.
  • Tích hợp giữa tính toán quang thông, quang học không gian với thiết kế cung cấp điện cho hệ thống đèn chiếu sáng nhà xưởng.

Hạn chế và hướng phát triển đề tài

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Phạm vi thiết kế kỹ thuật chi tiết mới chỉ thực hiện trên không gian xưởng may chính và khu vực nhà vệ sinh của Công ty Delta; chưa bao quát toàn bộ các khu vực khác của nhà máy như xưởng cắt, kho nguyên liệu, kho thành phẩm hay hệ thống chiếu sáng bảo vệ ngoài trời.
  • Các số liệu so sánh kinh tế - kỹ thuật chủ yếu tập trung vào điện năng tiêu thụ và tuổi thọ bóng đèn, chưa xây dựng bảng tính toán hoàn vốn chi tiết cho tổng mức đầu tư hạ tầng thiết bị ban đầu.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng phạm vi thiết kế và mô phỏng chiếu sáng Dialux cho toàn thể tổ hợp nhà máy sản xuất của Công ty Delta (bao gồm chiếu sáng sự cố, chiếu sáng thoát hiểm theo quy định an toàn).
  • Nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển tự động hóa chiếu sáng theo thời gian thực (hệ thống điều khiển cảm biến độ rọi kết hợp điều chế độ rộng xung - PWM cho dàn đèn LED).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên các ngành Kỹ thuật điện, Kỹ thuật cơ điện, Hệ thống điện, Kỹ thuật công trình xây dựng khi thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về thiết kế mạng điện chiếu sáng công nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế M&E, cán bộ quản lý năng lượng tại các doanh nghiệp dệt may, xưởng sản xuất công nghiệp đang tìm kiếm giải pháp cải tạo hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao trong tài liệu:

  • Phương pháp luận và các công thức tính toán thiết kế chi tiết theo tiêu chuẩn UTE C 71-121 và phương pháp hệ số sử dụng tại Chương 2.
  • Hệ thống bảng tra cứu thông số kỹ thuật thực tế của các dòng đèn sợi đốt, huỳnh quang, compact, LED từ hai nhà sản xuất Philips và Rạng Đông tại Chương 1.
  • Hướng dẫn các bước thiết lập dự án, thao tác hệ thống thanh Menu CAD và quy trình trích xuất đồ họa phân bố ánh sáng trên phần mềm Dialux 4.

Câu hỏi thường gặp

1. Tiêu chuẩn Việt Nam quy định độ rọi cho xưởng may công nghiệp là bao nhiêu và khác gì so với các khu vực khác?
Theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114:2008 / ISO 8995-1:2002 được trích dẫn trong đồ án, độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc của xưởng may là $E_{tc} = 500\text{ lx}$. Mức này cao hơn so với yêu cầu chiếu sáng xưởng gia công cơ khí ($E_{tc} = 300\text{ lx}$) và lớp học ($E_{tc} = 400\text{ lx}$), do công việc may mặc đòi hỏi độ chính xác thị giác cao khi thao tác với kim chỉ và vải màu.

2. Tại sao tác giả khuyến nghị sử dụng đèn LED của hãng Philips thay vì đèn huỳnh quang hoặc sợi đốt cho xưởng may Delta?
Tác giả phân tích các thông số kỹ thuật thực nghiệm: Đèn LED Philips có hiệu quả phát sáng cao ($> 80\text{ lm/W}$), tuổi thọ đạt 35.000 giờ (gấp 2,3 lần đèn huỳnh quang 15.000 giờ và 35 lần đèn sợi đốt 1.000 giờ), quang thông giảm rất ít (chỉ khoảng 1% khi điện áp dao động), không phát sinh nhiệt lớn, không chứa thủy ngân độc hại và tiết kiệm từ 120% đến 300% điện năng tiêu thụ trong 2 năm so với huỳnh quang và sợi đốt.

3. Vì sao phần mềm Dialux được lựa chọn thay thế cho Luxicon và Agi32 trong đồ án?
Dialux là phần mềm độc lập, được cung cấp miễn phí (không phải mua bản quyền đắt đỏ như Agi32), hỗ trợ giao diện tiếng Anh và dữ liệu tệp từ nhiều hãng sản xuất đèn. So với Luxicon (chỉ xuất ảnh đen trắng mờ, giới hạn phòng chữ nhật/vuông, không dựng được phòng góc chữ U), Dialux cho phép dựng hình phức tạp, tương thích tệp DWG/DXF, xuất đồ họa màu 3D, đường đồng mức Isoline và có độ chính xác tính toán cao.

4. Vì sao trong thiết kế chiếu sáng xưởng sản xuất, tác giả quy định không được treo đèn thấp dưới 2,5 m?
Quy định không treo đèn thấp dưới 2,5 m được tác giả nêu ra nhằm hai mục đích: Tránh hiện tượng chói lóa trực tiếp vào mắt người lao động (giữ nguồn sáng ngoài trường nhìn trực tiếp theo phương ngang) và đảm bảo khoảng cách an toàn, tránh va chạm cơ học trong quá trình công nhân vận hành máy móc, vận chuyển bán thành phẩm trong xưởng.

5. Hiện tượng "hoạt nghiệm" của đèn huỳnh quang trong xưởng sản xuất được đồ án giải thích và cảnh báo ra sao?
Đèn huỳnh quang phóng điện theo tần số dòng điện xoay chiều nên có hiện tượng nhấp nháy (hoạt nghiệm). Đồ án lưu ý trong các nhà xưởng có thiết bị quay (bánh đà máy may, máy mài), nếu tần số nhấp nháy của nguồn sáng trùng với tần số quay của máy, mắt người vận hành sẽ có cảm giác thiết bị đang đứng yên, dễ gây ra tai nạn lao động nghiêm trọng. Do đó cần chọn nguồn sáng có tần số phù hợp hoặc dùng đèn LED không nhấp nháy.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu chiếu sáng hiệu quả và tối ưu cho nhà xưởng, áp dụng cho xưởng may của công ty cổ phần DELTA – THANH HÓA" đã giải quyết trọn vẹn bài toán kỹ thuật từ cơ sở lý thuyết quang học đến ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp dệt may. Bằng việc so sánh định lượng thông số của các thế hệ nguồn sáng và làm chủ phần mềm mô phỏng Dialux, tác giả đã xây dựng thành công phương án chiếu sáng xưởng may đạt chuẩn độ rọi 500 lx, bảo đảm tiện nghi thị giác và loại trừ các nguy cơ tai nạn do hoạt nghiệm. Nghiên cứu khẳng định tính ưu việt của công nghệ đèn LED kết hợp các biện pháp quản lý năng lượng, cung cấp một tài liệu kỹ thuật có độ tin cậy cao cho sinh viên khối ngành cơ điện và các kỹ sư thiết kế công trình công nghiệp.