pp Nghiên cứu thiết kế hệ thống chiếu sáng đường giao thôngÁp dụng thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà NộiXây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống chiếu sáng đường giao thông-Áp dụng thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân
Quảng, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội-Xây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường.

Họ và tên: Nguyễn Thanh Trình
Lớp: KTDA-K55
Mã sinh viên : 551868

1


LỜI NĨI ĐẦU

Cùng với sự phát triển khơng ngừng của các ngành kinh tế. Ngành kỹ thuật chiếu sáng cũng không ngừng phát
triển, việc chiếu sáng các công trình không chỉ là không cấp đủ ánh sáng mà hiện nay cần đòi hỏi nhiều về thẩm
mỹ cũng như nâng cao về chất lượng. Việc chiếu sáng các công trình nay đã trở nên mối quan tâm hàng đầu của
các nhà thiết kế cũng như giới mỹ thuật. Với một công trình được chiếu sáng tốt sẽ mang lại cho con người nhiều
tiện ích, thoải mái trong công việc, học tập cũng như thư giãn. Và giờ đây chiếu sáng là một bộ phận quan trọng
trong sự phát triển chung của xã hội.
Chiếu sáng đường là một bộ phận của kỹ thuật chiếu sáng, ngày nay với hệ thống giao thông phát triển hiện
đại, mật độ giao thông lớn. Yêu cầu đầu tiên với hệ thống chiếu sáng là hạn chế tối đa tai nạn giao thông xảy ra
vào ban đêm, tạo cho các lái xe có một tầm nhìn thoải mái.


CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG
1.1. Vai trò của chiếu sáng đường giao thơng

•

•
•

Giúp ngăn ngừa tai nạn, bảo vệ người tham gia giao thơng.
Đảm bảo an tồn, an ninh, bảo vệ con người và tài sản.
Chiếu sáng giúp người tham gia giao thơng nhận ra nhanh chóng các tình huống thay đởi trên đường trong mỡi điều
kiện giao thơng.

•

Căn cứ vào chiếu sáng quảng trường, đường phố, tượng đài và các công trình nghệ thuật mà chúng ta có thể nhận ra
nét đặc trưng của đô thị và chất lượng cuộc sống của người dân quanh đó.


1.2. u cầu chung của chiếu sáng đường giao thơng

•
•
•
•

Chất lượng chiếu sáng cao, độ chói trung bình và độ động đều cao, khả năng hạn chế lóa mắt tốt.
Phải đảm bảo chức năng định hướng, định vị cho các phương tiện giao thơng.
Có tính thẩm mỹ, hài hịa với quang cảnh môi trường đô thị.
Hiệu quả kinh tế cao, mức tiêu thụ điện năng thấp, nguồn sáng có hiệu quả phát quang cao, tuổi thọ của thiết bị vào toàn bộ hệ
thống cao, giảm chi phí vận hành bảo dưỡng.

•

Đáp ứng các u cầu về an tồn, thuận tiện trong vận hành và bảo dưỡng.

1.3. Các tiêu chuẩn của hệ thống chiếu sáng đường giao thông

Quốc tế: Theo phân cấp đường và các tiêu chuẩn do Hội chiếu sáng quốc tế CIE đưa ra (bảng 1.1)
Việt Nam: Tiêu chuẩn XDVN 259:2001 (bảng 1.2)
Độ chói và độ rọi trung bình của đường TCVN 1404:2005 (bảng 1.3)


Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chiếu sáng đường theo CIE 12-2

Cấp

A

Loại đường

Đường cao tốc

Độ sáng biên

Bất ky

Độ chói trung bình

Độ đồng đều nói

Độ đồng đều chiều

cd/

chung

dọc

2

0,4

0,7

0,4

0,7

0,4

0,7

0,4

0,7

Chỉ số tiện nghi G

6

Xa lộ

Đường trục

B

Đường chính
Đường hình tia

C

Đường vành đai

Sáng
Tối
 

2
1-2

Sáng

2

Tối

1

Sáng

2

5
6

5
6

Đường tia hướng tâm
Đường thành phố ít người đi bộ

D

Đường các phố chính
Các phố buôn bán giao thông hỗn hợp

4


Bảng 1.2 Cấp chiếu sáng đường và quảng trường

Cấp đường phố, và đô thi

Chức năng chính của đường, phố, quảng trường

Tốc độ (km/h)

Cấp chiếu sáng

Giao thông liên tục giữa các khu nhà ở, khu công nghiệp.

120

A

Đường phố cấp I

Tổ chúc giao thơng khác cao độ.

100

A

Đường phố cấp II

Giao thơng có điều khiển liên hệ với đường phố cấp I.

80

A

Xe chạy tốc độ cao, tổ chức giao thông khác cao độ.
Cao tốc
Đường cấp đô thi

Tổ chức giao thông khác cao độ.

Đường khu vực

Liên hệ với đường phố chính cấp đô thị.

80

B

Đường vận tải

Vận chuyển hàng hóa ngồi khu dân dụng.

80

B

Liên hệ các tiểu khu với đường khu vực.

60

C

Chuyển hàng hóa trong giới hạn khu công nghiệp

60

C

Cấp khu vực

Đường khu nhà ở
Đường nội bộ
Đường khu công nghiệp

Quảng trường chính thành phố
Quảng trường

 

Quảng trường giao thông trước cầu, ga, đầu mối giao thông
Quảng trường trước các điểm tập trung công cộng

A
 

A
B


Bảng 1.3 Độ chói và độ rọi trung bình của đường TCVN 1404:2005

TT

Mô tả kiểu đường

I

Độ chói tối thiểu (cd/)

Độ rọi ngang TB (lx)

Độ rọi ngang
min (lx)

Đường dành cho xe cơ giới

Đường cao tốc với các làn đường riêng, không có đường cắt ngang, với kiểm sốt đầy đủ, đường ô tô, đường cao tốc.

1

Mật độ giao thông và độ phức tạp của mặt đường:
Cao

2

-

-

1,5

-

-

1

-

-

Kém

2

-

-

Tốt

1,5

-

-

Kém

1,5

-

-

Tốt

1

-

-

Kém

0,75

-

-

Tốt

0,5

-

-

Trung bình
Thấp

2

Đường cao tốc, đường đôi kiểm sốt giao thơng và phân chia làn khác nhau:

Các tuyến giao thông quan trọng trong thành phố, các đường tỏa trịn, các đường trong quận, huyện.
3

Kiểm sốt giao thơng và phân chia các làn đường khác nhau:

Các đường không quan trọng, đường địa phương, các đường vào các khu định cư đường dẫn đến các tuyến giao
thơng, vv...
4

Kiểm sốt giao thông phân chia các làn đường:

II

1

Đường dành cho người đi xe đạp, đi bộ
Đường trong các trung tâm đi bộ của các đô thị lớn.

-

20

7,5


1.4. Các loại nguồn sáng thường dùng trong chiếu sáng đường giao thông
1.4.1. Một số loại đèn thường dùng trong chiếu sáng đường giao thơng

•
•
•
•

Bóng cao áp thủy ngân.
Bóng cao áp sodium.
Bóng cao áp metal halide.
Bóng đèn led.

1.4.2. Mợt sớ loại cột đèn sử dụng trong chiếu sáng đường giao thơng

•

Cột bát giác liền cần: Là kiểu cột thơng dụng nhất trên thị trường hiện nay, thân cột có hình bát giác liên tục, ngọn cột được uốn

cong thành cần vươn để lắp đèn (độ vươn của cần đèn từ 1,2 – 2m), chiêu cao cột từu 6 – 12m.

•

Cột trịn cơn liền cần: Thân cột trịn cơn liên tục kiểu dáng thanh thoát và tinh tế, ngọn cột được uốn cong thành cần vươn để lắp
đèn chiếu sáng, chiều cao cột từ 6 – 11m.


1.5. Các cách bớ trí đèn

•

Bố trí một bên đường: Phương án này sử dụng cho những đoạn đường hẹp, chiều rộng lòng đường nhỏ hơn 7,5m hoặc một bên có
hàng cây che khuất.

•
•
•

Bố trí giữa giải phân cách: Phương án này sử dụng cho đường đơi có giải phân cách ở giữa.
Bố trí 2 bên đối diện: Phương án này sử dụng cho những đường có nhiều làn xe.
Bố trí 2 bên so le: Phương án này sử dụng cho những đường hai chiều.


1.6. Tính toán thiết kế chiếu sáng đường giao thông
1.6.1. Chọn chiều cao cột và vị trí đặt cột đèn

Dựa vào chiều rộng lòng đường và đặc điểm của con đường mà ta có thể chọn chiều cao cột như trong bảng 1.8:

Bảng 1.8: Điều kiện chọn chiều cao cột đèn

Cách bố trí đèn
Bố trí đèn một bên đường

Điều kiện
h≥l

Bố trí đèn hai bên so le

h ≥ 2/3l

Bố trí đèn hai bên đối diện

h ≥ 1/2l

Bố trí đèn giữa giải phân cách

h˃l


1.6.2. Khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp

•Để đảm
  bảo độ đồng đều dọc tuyến, khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp được xác định (phụ thuộc vào cách bố trí đèn và kiểu bộ đèn)
phải nhỏ hơn hoặc bằng được cho trong bảng 1.10.

Bảng 1.10: Khoảng cách đèn cực đại emax

Kiểu bộ đèn

Phương pháp bố trí đèn

Một bên, hai bên đối diện, trên dải phân cách

4h

Hai bên so le

3,7h

Một bên, hai bên đối diện, trên dải phân cách

3,5

Hai bên so le

3,2

Một bên, hai bên đối diện, trên dải phân cách

3h

Hai bên so le

2,7h

Chụp rộng

Chụp bán rộng

Chụp sâu


1.6.3. Xác định hệ sớ suy giảm quang thơng

•Sự suy
  giảm quang thông của bộ đèn là do thời gian sử dụng và sự bám bụi làm bẩn bóng đèn.
Hệ số suy giảm quang thơng được tính:
V= .
Trong đó:
là hệ số suy giảm quang thông theo thời gian sử dụng;
là hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn bám vào bộ đèn.


1.6.4. Hệ số sử dụng của bộ đèn

Là phần trăm quang thông do đèn phát ra chiếu lên phần hữu ích của con đường có chiều rộng l.

Hình 1.13: Đường cong hệ số sử dụng của bộ đèn
Biểu thức xác định fu:
fu = fuAV ± fuAR;


1.6.5. Xác định tỉ sớ R

•Tỉ số R  được xác định theo biểu thức:
R=
Tỉ số R phụ thuộc vào tính chất mặt đường và loại bộ đèn đường.

Bảng 1.13: Giá trị tỉ số R

Loại và tính chất mặt đường

Đèn chụp hẹp

Đèn chụp bán rộng

Bê tông xi mang sạch

12

8

Bê tông thô (bẩn)

14

10

Bê tông phủ nhựa màu sáng

14

10

Bê tông phủ nhựa màu trung bình

20

14

Bê tông phủ nhựa màu tối

25

18

Đường lát gạch, cấp phối đá dăm

18

13


1.6.6. Lựa chọn đèn

•Quang  thơng của một nguồn sáng được lựa chọn theo biểu thức:
=
Nguồn sáng được chọn là nguồn sáng thỏa mãn
= (90÷120)%

1.6.7. Kiểm tra hệ thớng chiếu sáng
Chỉ số tiện nghi G: Chỉ số lóa G miêu tả mức độ hạn chế và mệt mỏi do các đèn gây nên trong tầm nhìn.
G = ISL + 0,97log + 0,41logh’ – 1,46logP
Độ chói: Từ độ chói trung bình ta tính được độ chói thực theo biểu thức;
=


Chương 2: ÁP DỤNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO ĐƯỜNG NGÔ XUÂN QUẢNG, THỊ TRẤN TRÂU QUỲ, HUYỆN GIA
LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỢI.

2.1. Giới thiệu về đường Ngơ Xn Quảng

Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng đường Ngô Xuân Quảng


2.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng
2.2.1. Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống chiếu sáng đường Ngơ Xn Quảng

•
•
•

Khảo sát đường Ngơ Xn Quảng nhận thấy:
Công trình dân dụng hai bên vỉa hè là các cửa hàng, dãy nhà kiên cố và bán kiên cố đã được xây dựng tương đối ổn định.
Cần thiết kế chiếu sáng cho đoạn đường phố Ngô Xuân Quảng có tởng chiều dài là 1200m, rộng 16m, hai bên có vỉa hè rộng 4m,
đường hai chiều và khơng có giải phân cách ở giữa.

•

Lớp phủ mặt đường có độ sáng trung bình, không khí không bị ô nhiễm và đèn được đặt trong hộp kín. Mắt đường hiện trạng là
bê tơng nhựa.

•

2
Đường Ngơ Xn Quảng thuộc cấp chiếu sáng đường C ,chỉ số tiện nghi G = 5, và độ chói trung bình Ltb = 1,5 cd/m (theo bảng
1.1).

2.2.2. Thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng

Từ số liệu khảo sát, ta sử dụng phương án bố trí đèn sole hai bên đường để thiết kế hệ thống chiếu sáng đường Ngô Xuân Quảng.

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí đèn hai bên sole
Từ quá trình tính toán ta chọn bộ đèn natri cao áp có :
Φ = 34000 lm.
Pcl = 25W;
P = 350W;
Số cột đèn trên toàn tuyến đường là n = 34 (cột).


2.3. Tính toán cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

TBA

AT

AT2
AT1

OA

Hình 2.7: Sơ đồ cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

OB


2.3.1. Tính chọn aptomat

••

Aptomat
được chọn theo các điều kiện sau :
 

•

Dịng cắt định mức: IcđmAT ≥ IN (kiểm tra trong phần tính tốn ngắn mạch)

•

Dịng điện định mức: IđmAT ≥ Ilv.max = Itt =

•

Điện áp định mức:

UđmAT ≥ Uđm.LĐ = 0,38 kV

Tính chọn aptomat với dòng cắt định mức :
I = = = 22,79 (A)
Tra bảng 3.3 trang 151 sách “ Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện “ ta chọn aptomat loại DPNA 6-32A do merlin gerin (Pháp) chế
tạo.
Có các thơng số :

Bảng 2.2: Thơng sớ của aptomat AT

Số cực

Iđm (A)

Uđm (V)

IN (kA)

1+N

32

440

4,5


2.3.2. Chọn cáp từ trạm biến áp tới tủ chiếu sáng

•Dịng  điện:

Itt =
Itt = = 22,79 (A)

Tra bảng PL4.29 sách “ Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng “ ta chọn loại cáp đồng 4 lõi tiết diện
25 mm

2

cách điện PVC do lens chế tạo có các thơng số sau:

Bảng 2.3: thống số cáp từ trạm biến áp đến tủ chiếu sáng

Icp (A)

Đường kính (mm)

vỏ

2
F (mm )
lõi

4G25

6

 

 

20,5

25,5

Trọng lượng 1km đường dây

Điện trở của dây dẫn Ω/km ở

(kg/km)

o
20 C (Ω/km)

Trong nhà

Ngoài trời

1294

0,727

144

127


2.3.3. Lựa chọn aptomat cho lợ ra các dãy đèn

•Lựa chọn
  AT1, AT2 cho lộ ra OA và OB.
POA = .Pđ = . 12750 = 6375 (W)
Dịng điện tính tốn đi qua aptomat là:
Itt = = = 11,4 (A)
Tra bảng 3.1 trang 130 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện ta chọn aptomat loại ABE 103a do LG chế tạo có các thơng số:

Bảng 2.4: thơng số aptomat các lộ ra AT1 và AT2

Loại

Uđm (V)

Iđm (A)

Số cực

ABE 103a

600

15

3


2.3.4. Tính chọn dây dẫn các lộ ra OA và OB

•

Lộ ra  OA và OB mỡi lộ cấp điện cho 17 bóng natri cao áp tồn tuyến đường Ngơ Xn Quảng.
Chiều dài đoạn dây OA và OB: L = 1200m
Dòng điện chạy đầu đoạn cáp OA và OB là:
I = = = 11,4 (A)
Tiết diện dây dẫn đoạn OA và OB là
F≥
2
F ≥ = 22,8 (mm )
2
Chọn F = 25 mm .

Bảng 2.5: thông số cáp các lộ ra OA và OB
Icp (A)

Đường kính (mm)
vỏ

2
F (mm )
lõi

4G25

6

 

 

20,5

25,5

Trọng lượng 1km đường dây

Điện trở của dây dẫn Ω/km ở

(kg/km)

o
20 C (Ω/km)

Trong nhà

Ngoài trời

1294

0,727

144

127


2.3.5. Lựa chọn dây dẫn từ cáp đến đèn

•

Đèn natri
  cao áp 350w, chấn lưu 25w.
Iđm đèn = = = 2,0 (A)
F≥
Đối với đèn natri cao áp cửa sổ cách mặt đất 1m, cột cao 12m cần đèn 2m, vậy chiều dài dây dẫn lên đèn là:
L = ((12 – 1) + 2) . 1,1 = 14,3m
2
F ≥ = 0,081 (mm )

Bảng 2.6: thông số dây dẫn từ cáp lên đèn

Icp (A)

Đường kính (mm)

2
F (mm )

vỏ
lõi

2x1,5

1,4

 

 

8,8

10,5

Trọng lượng 1km đường dây

o
Điện trở của dây dẫn Ω/km ở 20 C

(kg/km)

(Ω/km)

127

12,1

Trong nhà

Ngoài trời

37

26