Đồ Án Thiết Kế Chiếu Sáng Đường
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (789.47 KB, 92 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
PHẦN I
TÓM TẮT CƠ SỞ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG
Chương I : Các khái niệm và đại lượng đo ánh sáng
I. Sóng và ánh sáng
I.1. Sóng điện từ :
Sóng điện từ lan truyền trong không gian vừa có tính chất sóng vừa có tính
chất hạt, cũng giống như mọi sóng khác, sóng điện từ tuân theo các định luật
vật lý.
I.2. Ánh sáng:
Ánh sáng là bức xạ điện từ mà mắt người có thể cảm nhận được một cách
trực tiếp.
380 nm 439nm 498nm 568nm
592nm
631nm 780nm
Tím
Xanh
Da trời
Xanh
lá cây
Vàng
Da cam
Đỏ
Tử
412
470
515
577
600
673
Hồng
Ngoại
Ngoại
Các ánh sáng có bước sóng vào khoảng λ = 555 nm được hiển thị tốt nhất
trên võng mạc của mắt người.
- Bước sóng mà mắt người có thể cảm nhận được:
λ = 380 – 780 nm.
Đối với người thiết kế chiếu sáng cần quan tâm đến đường cong hiệu quả
ánh sáng V(λ).
Hình 1
V(λ) - Thị giác ban ngày
V’(λ) - Thị giác ban đêm
II. Các đại lượng đo ánh sáng.
II.1. Gốc khối - Ω - đơn vị Steradian (Sr).
SV: Trần Duy Hưng
-1-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Gốc khối được định nghĩa là tỷ số giữa diện tích và bình phương của
bán kính. Nó là một góc trong không gian.
R
Ω S
0
Hình 2
S
Ω= 2
R
Trong đó:
S – Diện tích trên mặt chắn cầu (m2)
R– Bán kính hình cầu (m)
- Giá trị cực đại của gốc khối khi không gian chắn là toàn mặt cầu.
S
4π.R 2
Ω= 2 =
=4π
R
R2
II.2. Cường độ sáng I - Đơn vị đo Candela (cd):
Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang của nguồn
sáng .
Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát một bức
xạ đơn sắc có tần số là 540.1012 Hz ( λ = 555 nm) và cường độ năng lượng
theo phương này là 1683 Oát trên Steradian.
dφ
0
A
d
aa
aa
a
Hình 3
A
aa thông dφ trong góc
Một nguồn phát quang tại 0, phát một lượng quang
A
khối dΩ có:
+ Cường độ sáng trung bình của nguồn : a
I 0A =
dφ
dΩ
+ Cường độ sáng tại điểm A:
dφ
dΩ→0 dΩ
I 0A = lim
II.3. Quang thông φ - Đơn vị đo Lumen (lm).
Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượng chuyển thành
ánh sáng, được đánh giá bằng cường độ sáng cảm giác với mắt thường của
người có thể hấp thụ được lượng bức xạ :
SV: Trần Duy Hưng
-2-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
- Quang thông của một nguồn phát ra trong góc khối Ω:
Ω
φ=∫0 I.dΩ
- Quang thông khi cường độ sáng đều ( I = const ):
φ = I.Ω
- Quang thông khi cường độ sáng I không phụ thuộc vào phương :
4π
ϕ=∫
0
I .d Ω
II.4. Độ rọi E - Đơn vị lux (lx):
Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông nhận được trên
bề mặt được chiếu sáng.
1lm
φ
1Lux =
E =
hoặc
2
S
m
Trong đó:
φ - Quang thông mặt diện tích nhận được ( lm )
S – Diện bề mặt được chiếu sáng ( m2 )
Khi một mặt phẳng có diện tích S = 1m 2 nhận đươc cường độ sáng một
lượng quang thông φ = 1lm sẽ có độ rọi E = 1lx.
n
α
ds
0
I
dΩ
r
Hình 5
Khái nịêm về độ rọi ngoài nguồn ra còn liên quan đến vị trí của mặt được
chiếu sáng.
I .cos α
E=
Suy ra:
2
r
Với I : Cường độ sáng ( cd )
α : Góc tạo bởi pháp tuyến n của ds với phương I
r : Khoảng cách từ nguồn sáng điểm 0 cho đến mặt nguyên tố ds (m).
II.5. Độ chói - L đơn vị cd/m2:
Độ chói là thông số để đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, là tỷ số
giữa cường độ sáng và diện tích biểu kiến của nguồn sáng theo một phương
cho trước.
dI
L=
ds.cos α
Độ chói nhỏ nhất để mắt nhìn thấy là 10 -5 cd/m2 và bắt đầu gây nên khó
chịu và loá mắt ở 5000 cd/m2 .
II.6. Định luật Lamber:
SV: Trần Duy Hưng
-3-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Khi nhìn ở các góc khác nhau thì độ chói L bằng nhau. Đây là dặc
trưng cho độ phản xạ của vật.
E
I
+ Định luật Lamber: L = ρ.
π
Khi độ sáng do khuếch tán thì định luật Lamber là:
M = L.π
Trong đó: M : Độ trưng (lm/m2)
E
2
L : Độ chói ( cd/m ).
α
III. Màu của các nguồn
III.1. Nhiệt độ màu :
Để đặc trưng rõ hơn khái niệm về ánh sáng trắng thì người ta gán cho
nó khái niềm về “ nhiệt độ màu “, tính bằng độ Kelvin. Đó là mô tả màu của
một nguồn sáng bằng cách so sánh với màu của một vật đen nói chung được
nung nóng giữa 2000 K và 10.000 K .
7000
Nhiệt độ
Màu, 0K
6000.
III.2. Chỉ số màu của ánh sáng: I.R.C
môido
Chỉ số màu là thông số để đánh giá5000
chất lượng trung thực của ánhVùng
sáng
trừơng sáng
nguồn phát ra.
Tiện nghi
4000
+ I.R.C = 0 là ánh sáng đơn sắc3000
phản ánh màu sắc không trung thực.
+ I.R.C = 90 ÷ 100 ánh sáng trung
2000thực.
Khi tính toán thiết kế các nguồn sáng
chú300
ý đến
màu.
50thì cần
100phải200
400 chỉ
500 số
100
150 200
0
0
0
Độ rọi
Hình 7
SV: Trần Duy Hưng
-4-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Chương II: Thiết kế chiếu sáng đường
II.1. Đặc điểm và các tiêu chuẩn thiết kế
II II.1.1. Mục đích:
Nhằm tạo ra một môi trường chiếu sáng tiện nghi đảm bảo cho người tham
gia giao thông xử lý quan sát chính xác tình huống giao thông xảy ra trên
đường.
II.1.2. Đặc điểm
III - Chiếu sáng cho người quan sát đang chuyển động.
- Khác với chiếu sáng nội thất lấy độ rọi làm tiêu chuẩn đầu tiên thì thiết
kế chiếu sáng được chọn độ chói khi quan sát đường làm tiêu chuẩn đầu tiên.
- Khác với độ chói trong thiết kế nội thất, độ chói trên đường không tuân
thủ định luật Lambert mà phụ thuộc vào kết cấu lớp phủ mặt đường.
- Khi thiết kế chiếu sáng trên mặt đường cần đảm bảo độ đồng đều chiếu
sáng để tránh hiện tượng “bậc thang”.
IV - Các đèn chiếu sáng ở đường cần có công suất lớn và chú ý đến chỉ tiêu
tiết kiệm điện năng.
- Đường phố là bộ mặt của đô thị nên cần phải quan tâm đến yếu tố thẩm
mỹ.
II.1.3. Các tiêu chuẩn
V - Độ chói: là tiêu chuẩn đầu tiên và quan trọng nhất.
VI - Độ đồng đều của độ chói: độ đồng đều chung U0 =
Lmin
Ltb
độ đồng đều chiều dọc U1 =
Lmin
Lmax
VII - Tiêu chuẩn hạn chế chói loà mất tiện nghi:
G = ISL + 0,97 log LTB + 4,41 log h’ – 1,46 log p
Trong đó : ISL là chỉ số chói loái của bộ đèn (3 ÷ 6)
LTB: giá trị độ khói trung bình trên đường
h’ = h – 1,5m
p: là số bộ đèn trên 1 km đường.
II.2. Phân loại cấp bộ đèn
* Kiểu chụp sâu: Kiểu này ánh sáng phát ra trong phạm vi hẹp. Ưu điểm
là tránh loá mắt cho người lái xe. Nhược điểm là nếu thiết kế không cân
nhắc sẽ gây hiệu ứng bậc thang.
* Kiểu chụp vừa
SV: Trần Duy Hưng
-5-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Phạm vi ánh sáng phát ra rộng hơn, được ứng dụng rộng rãi nhất trong
chiếu sáng đường.
* Kiểu chụp rộng
Ánh sáng bức xạ theo mọi hướng. Có nhược điểm là thường gây loá mắt
nên chỉ được ứng dụng ở nhiều đường có tốc độ thấp, vườn hoa …
II.3. Các phương pháp bố trí đèn
a. Bố trí một bên
Ứng dụng cho những đoạn đường hẹp, một bên có hàng cây che khuất,
hoặc đường uốn cong. Phương án này có ưu điểm là khả năng dẫn hướng tốt,
chi phí lắp đặt thấp, song có nhược điểm là độ đồng đều nói chung U 0 không
cao. Điều kiện đảm bảo cho đồng đều là h ≥ l.
b. Bố trí 2 phía so le
Ứng dụng cho những đường 2 chiều, đường tương đối rộng, phù hợp với
đường phố có nhiều cây xanh song có nhược điểm là tính dẫn hướng thấp.
Độ đồng đều chiều dọc không cao, chi phí lắp đặt tương đối cao. Điều kiện
đảm bảo sự đồng đều là h ≥ 2/3 l.
c. Bố trí 2 bên đối diện
Ứng dụng cho những đường rất rộng, có nhiều làn xe. Phương án này có
ưu điểm là khả năng dẫn hướng tốt, độ đồng đều cao, thuận tiện cho việc
trang trí chiếu sáng và kết hợp chiếu sáng vỉa hè, song có nhược điểm là chi
phí lắp đặt hệ thống cao. Điều kiện đảm bảo sự đồng đều là h ≥ 1/2l.
d. Bố trí đèn trên dải phân cách trung tâm
Ứng dụng cho đường có dải phân cách lớn hơn 1,5m và nhỏ hơn 6m. Ưu
điểm của phương án này là tính dẫn hương tốt, hệ số sử dụng quang thông
SV: Trần Duy Hưng
-6-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
cao, chi phi lắp đặt thấp song có nhược điểm là độ đồng đều nói chung U0
không cao, hạn chế chiếu sáng vỉa hè. để đảm bảo độ đồng đều, độ chói, yêu
cầu chiều cao đèn h ≥ l.
e. Bố trí đèn hỗn hợp
Phương án này sử dụng khi đường quá rộng, ta có thể kết hợp bố trí đèn ở
dải phân cách trung tâm và hai bên đường. Ứng dụng cho các đường lớn.
II.4. Phương pháp tỉ số R
a. Các thông số hình học bố trí chiếu sáng: Là các thông số mang tính
quyết định ảnh hưởng đến chất lượng và tiện nghi chiếu sáng của đường .
h
s
l
a
fu Ar
l (m): bề rộng lòng đường
VIII h (m): chiều cao đèn so với đường
IX s (m): tầm nhỏ ra của đèn (cần đèn)
X a (m): khoảng cách từ mép vỉa hè đến hình chiếu của đèn.
b. Hệ thống sử dụng của bộ đèn: fu đây là hệ số quan trọng cho tính quang
thông của bộ đèn.
Ta có fu =
Φ Nhận được trên lòng đường
Φ đèn
fu Av
fu
l
h
a
SV: Trần Duy Hưng
-7-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
l
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Ngoài ra với a > 0 → fu = fuAV + fuAR
a < 0 → fu = fuAV - fuAR
Trong đó: fuAV – hệ số sử dụng phía trước của bộ đèn
fuAR – hệ số sử dụng phía sau của bộ đèn
* Khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp: e
Nó phụ thuộc vào kiểu bộ đèn (chụp vừa, chụp sâu …) và chiều cao h.
Để đảm bảo tính đồng đều trong chiếu sáng cần tuân thủ các kích thước đưa
ra trong bảng sau:
Kiểu đèn
Bố trí đèn
1 phía
2 phía đối diện
2 phía so le
Chụp sâu
Chụp vừa
3h
3,5 h
2,7 h
3,2 h
* Tính quang thông Φ tt của bộ đèn
Φtt =
l.e.R.Ltb
f u .V
Trong đó: V - là hệ số già hoá, V = V1 . V2
R - phụ thuộc vào cấu tạo mặt đường tra theo bảng trang 169 sách thiết kế chiếu sáng.
PHẦN II
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG PHẠM
VĂN ĐỒNG, TRẦN PHÚ VÀ NÚT GIAO THÔNG
SV: Trần Duy Hưng
-8-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Chương I: Giới thiệu chung về đường Phạm Văn Đồng, Trần
Phú và nút giao thông
I.1. Số liệu khảo sát thực tế
- Đây là một ngã tư nhỏ nằm giữa thành phố Pleiku. Nơi có mật độ người
tham gia giao thông đông đúc, nhộn nhịp.
- Thiết kế gồm đường Phạm Văn Đồng có chiều dài 1,5 km và đường Trần
Phú dài 1,2 km.
- Vận tốc thiết kế khoảng 50 km/h.
- Tại những nút giao thông như thế này vào buổi tối thường hay xảy ra tai
nạn. Vì vậy việc chiếu sáng bằng đèn pha để tránh xảy ra tai nạn đồng thời
làm tăng hiệu quả thẩm mỹ và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Đường Trần Phú
10m
Đường Phạm Văn Đồng
22m
- Mặt cắt ngang đường đường Phạm Văn Đồng
4m
2m
10m
10m
4m
+ Chiều rộng lòng đường 10m
SV: Trần Duy Hưng
-9-
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
+ Bề rộng vỉa hè 4m
+ Dải phân cách 2m
- Mặt cắt ngang đường đường Trần Phú
4m
10m
4m
+ Chiều rộng lòng đường 10m
+ Bề rộng vỉa hè 4m
I.2. Các yêu cầu chung về chiếu sáng và cung cấp điện cho tuyến đường
Ta thiết kế cho đoạn đường này với vận tốc dưới 50km/h được sử dụng
như giao thông đô thị, cho nên hệ thống chiếu sáng đường này đáp ứng những
yêu cầu sau:
- Chất lượng chiếu sáng: độ chói trung bình và độ đồng đều cao, khả năng
hạn chế sự loá mắt, màu sắc ánh sáng phải thích hợp. Khi thiết kế phải đảm
bảo chức năng dẫn hướng định vị cho các phương tiện giao thông.
- Thể hiện tính thẩm mỹ, hài hoà với cảnh quang môi trường đô thị, hiệu quả
kinh tế, mức tiêu thụ điện năng thấp, nguồn sáng có hiệu suất phát quang cao
tuổi thọ của thiết bị và toàn bộ hệ thống cao, giảm chi phí vận hành và bảo
dưỡng, đáp ứng các yêu cầu về an toàn, thuận tiện trong vận hành và bảo
dưỡng.
- Sử dụng MBA 22(15)/0,4kv chuyên dùng cho hệ thống chiếu sáng, sụt áp
cuối đường dây trong phạm vi cho phép không quá 3%.
- Điều khiển hệ thống chiếu sáng bao gồm hệ thống điều khiển đơn (rơle
thời gian, tế bào quang điện) và hệ thống điều khiển từ trung tâm phát tín hiệu
phải đảm bảo các chức năng sau:
• ra lệnh đóng cắt hệ thống chiếu sáng.
• điều khiển chiếu sáng( tắt bớt một số bóng đèn).
• khả năng điều khiển bằng tay.
- Lưới điện chiếu sáng (đường dây cột xà sứ, các chi tiết cấu kiện khác) phải
tuân theo các qui định về an toàn lưới điện trong xây dựng TCVN 4086_1985.
I.3. Các giải pháp thiết kế
I.3.1. Cột đèn
Căn cứ vào khảo sát thực địa và áp dụng các phương pháp chiếu sáng
hiện nay đang sử dụng chủ yếu các loại cột đèn bê tông ly tâm, cột thép mạ
SV: Trần Duy Hưng
- 10 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
kẽm: 7m, 8m, 10m, 12m, 14m, 16m.. Nhưng hiện nay ta hay dùng nhất là loại
cột thép mạ kẽm cao 10m, 12m.
I.3.2. Cần đèn
Tuỳ theo giải pháp thiết kế chiếu sáng mà ta chọn cần đèn một nhánh,
hai nhánh, ba nhánh có các độ vươn khác nhau: 0,5m, 1m, 1,5m, 2m, 2,5m.
I.3.3. Chụp đèn
Đối với kiểu chụp đèn hiện nay: có 3 kiểu
- Kiểu chụp rộng: thường gây loá mắt, vì vậy nên thường dùng kiểu chụp
rộng cho những nơi có nhiều người đi bộ.
- Kiểu chụp sâu: tránh được hiện tượng loá mắt nhưng gây ra hiệu ứng
bậc thang.
- Kiểu chụp vừa: phân bố ánh sáng rộng thường thích hợp với nguồn
sáng dạng ống có độ chói nhỏ.
Qua ba kiểu chụp đèn trên tôi nhận thấy kiểu chụp vừa là phù hợp nhất, nên
chọn làm thiết kế chiếu sáng đường.
I.3.4. Nguồn sáng
Cũng như cột đèn và cần đèn hiện nay trên thị trường chiếu sáng Việt
Nam có rất nhiều nguồn sáng như: nguồn sáng Na thấp áp, Na cao áp, đèn
ống huỳnh quang, đèn thủy ngân cao áp, mỗi kiểu nguồn sáng đều có các ưu
nhược điểm khác nhau. Căn cứ vào điều kiện và đặc điểm của tuyến đường,
tôi nhận thấy rằng kiểu nguồn sáng hơi Na cao áp là phù hợp nhất. Đây là loại
đèn phóng điện trong hơi Na áp suất cao ở chế độ hồ quang các bức xạ phát ra
đơn sắc màu vàng da cam, rất gần với cực đại nhạy cảm của mắt. Loại đèn
này tiết kiệm điện năng hơn so với các loại đèn khác.
*Các đặc trưng cơ bản của đèn Na cao áp:
- Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 120 lm/w
- Chỉ số màu Ra = 20 – 40
- Tuổi thọ trung bình từ 8000h – 10000h
- Tiết kiệm điện năng
- Thuận tiện cho việc quan sát của các phương tiện giao thông.
I.3.5. Các phương án bố trí chiếu sáng để tính toán
a. Đừơng Phạm Văn Đồng
Đưa ra 4 phương án để tính toán:
- Phương án 1: bố trí một hàng đèn ở giữa dãy phân cách.
SV: Trần Duy Hưng
- 11 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
- Phương án 2: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện.
- Phương án 3: bố trí một hàng đèn ở giữa dãy phân cách và mỗi
bên một dãy đèn đối diện.
- Phương án 4: bố trí đèn so le hai bên đường.
* Các thông số khi thiết kế:
- Khoảng cách từ cột đèn đến mép đường: 0,5m
- Tỉ số R = 14
- Hệ số suy giảm: V = V1.V2 = 0,9 .0,9 = 0,81
V1 : Sự suy giảm quang thông của đèn theo thời gian
V2: sự bám bẩn của đèn làm giảm quang thông .
b. Đừơng Trần Phú
Đưa ra 3 phương án để tính toán
- Phương án 1: bố trí đèn một bên đường
- Phương án 2: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện
- Phương án 3: bố trí mỗi bên một dãy đèn so le
* Các thông số khi thiết kế:
- Khoảng cách từ cột đèn đến mép đường: 0,5m
- Tỉ số R = 14
- Hệ số suy giảm: V = V1.V2 = 0,9 .0,9 = 0,81
V1 : Sự suy giảm quang thông của đèn theo thời gian.
V2: sự bám bẩn của đèn làm giảm quang thông .
Chương II : Tính toán và thiết kế đường Phạm Văn Đồng
II.1. Các phương án chiếu sáng đường Phạm Văn Đồng
SV: Trần Duy Hưng
- 12 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
- Theo tiêu chuẩn phân cấp chiếu sáng, đây là đường cấp C.
- Độ chói yêu cầu đường cấp C, hai biên sáng theo bảng 4.1 là:Ltb =2 cd/m2
- Tầm vươn của đèn và góc nằm nghiêng của đèn có ảnh hưởng đến hệ số
sử dụng quang thông. Chọn tầm vươn của đèn s = 1,5m và s = 2m.
- Chọn bộ đèn bán rộng Phillips có ISL =3,3, đường hệ số sử dụng trên
hình 4.11 " sách kỹ thuật chiếu sáng ".
- Chọn đèn Na cao áp.
- Đường Phạm Văn Đồng có bề rộng lòng đường tương đối rộng và có dải
phân cách ở giữa nên tôi đưa ra các phương án bố trí đèn như sau:
-Phương án 1: bố trí một hàng đèn ở giữa dãy phân cách
4m
4m
10m
10m
2m
2m
10m
4m
10m
4m
-Phương án 2: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện
SV: Trần Duy Hưng
- 13 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
-Phương án 3: bố trí một hàng đèn ở giữa dãy phân cách và mỗi bên một
dãy đèn đối diện
4m
4m
10m
2m
10m
2m
10m
10m
4m
4m
-Phương án 4: bố trí đèn so le hai bên đường
SV: Trần Duy Hưng
- 14 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Từ ba phương án trên ta thấy rằng phương án 3 không khả thi vì có quá
nhiều cột, gây tốn vật liệu lớn, mở rộng đường gây khó khăn. Còn phương án
4 thì cột quá cao, không phù hợp với con đường, ngoài ra phương án này có
nhược điểm là tính dẫn hướng thấp, độ đồng đều chiều dọc U0 không cao.Vì
vậy tôi chọn hai phương án còn lại để tính toán.
II.2. Tính toán chiếu sáng đường Phạm Văn Đồng
II.2.1. Phương án 1: bố trí một hàng đèn ở giữa dãy phân cách
Phương án này bố trí 1 hàng ở dãy phân cách, đảm bảo độ đồng đều về
ánh sáng, thẩm mỹ của con đường đẹp, tiết kiệm được tối đa số cột và nhân
công, không bị ảnh hưởng nếu muốn mở rộng đường, dễ đặt cáp cung cấp
điện.
α1
α3
α4
α2
4m
10m
2m
10m
4m
Phương án này coi như bố trí đèn một phía nên chọn h>l
Chọn h = 10m, R=14m , Ltb =2 cd/m2 , ISL =3,3, V=0,81
* Với s = 1,5m
Để đảm bảo độ đồng đều theo chiều dọc của độ chói
SV: Trần Duy Hưng
- 15 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
emax< 3,5 h suy ra e =3,5.10 = 35m
+ Tính cho đèn a
a= 1,5- 1= 0,5m
tgα1 =
l − a 10 − 0,5
=
= 0,95
h
10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng là f1 = 0,22
tgα2 =
a 0,5
=
= 0, 05
h 10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng ta có f2= 0,002
fua= f1+f2 =0,22+0,002=0,222
+ Tính cho đèn b
a= 2 + 0,5=2,5m
tgα3 =
l + a 10 + 2,5
=
= 1, 25
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f3=0,25
tgα4 =
a 2,5
=
= 0, 25
h 10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f4= 0,08
Hệ số sử dụng cho đèn b
fub= f 3 - f4 = 0,25 - 0,08 = 0,17
Hệ số sử dụng cho cả hệ thống
fu= fua + fub= 0,222 + 0,17 = 0,392
* Với s = 2m
+ Tính cho đèn a
a= 2- 1= 1m
tgα1 =
l − a 10 − 1
=
= 0,9
h
10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng là f1 = 0,21
tgα2 =
a 1
=
= 0,1
h 10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng ta có f2= 0,2
fua= f1+f2 =0,21+0,2=0,41
+ Tính cho đèn b
a= 2 + 1=3m
tgα3 =
l + a 10 + 3
=
= 1,3
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f3=0,26
tgα4 =
SV: Trần Duy Hưng
a 3
=
= 0,3
h 10
- 16 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f4= 0,08
Hệ số sử dụng cho đèn b
fub= f 3 - f4 = 0,26 - 0,1 = 0,16
Hệ số sử dụng cho cả hệ thống
fu= fua + fub= 0,2 + 0,16 = 0,36
Ta thấy phương án s = 1,5m có hệ số sử dụng fu lớn hơn nên tôi chọn để
thiết kế.
Quang thông ban đầu của đèn
l.e.L .R
10.35.2.14
tb
Φtt= V . f = 0,81.0,392 = 30864(lm)
u
Tra bảng 5-trang 65 ’’ sách kỹ thuật chiếu sáng” chọn bóng đèn natri cao
áp 250W, Φ d = 27000(lm) , chấn lưu điện tử 25 W
+ Chọn lại khoảng cách e:
Φ den chon
Φ d da chon
e
= d
→
e
=
. e max
e max Φ d tinh toan
Φ d tinh toan
=
27000
. 35 = 30,6(m)
30864
+ Tính độ rọi trung bình của lòng đường
Etb = Ltb .R=2.14=28 (lux)
Tính độ rọi trung bình cho vỉa hè
α1
α5
4m
10m
α3
α6
2m
10m
4m
• Tính cho đèn a
a = 10- 0,5 = 9,5(m)
tg α 5 =
lvh + a 4 + 9,5
=
= 1,35
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f5= 0,26
SV: Trần Duy Hưng
- 17 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Hệ số sử dụng của đèn a cho vỉa hè là:
f ua = f5 − f1 = 0,26 - 0,22 = 0,04
• Tính cho đèn b
a = 10 + 2 + 0,5 = 12,5m
tg α 6 =
lvh + a 4 + 12,5
=
= 1, 65
h
10
Tra bảng đường cong hệ hệ số sử dụng → f 6 =0,29
- Hệ số sử dụng của đèn b với vỉa hè
fub = f6 - f3 = 0,29 - 0,25 = 0,04
Hệ số sử dụng của cả hệ thống với vỉa hè
fuh = fua + fub = 0,04 + 0,04 = 0,08
Quang thông của đèn cho vỉa hè sau 1 năm
Φ vh = Φ d .V . f uvh = 27000.0,81.0, 08 = 1749, 6(lm)
Độ rọi trung bình của vỉa hè
Φ
1749, 6
vh
E tbvh = l .e = 4.30, 6 = 14,3(lux)
vh
Chỉ số tiện nghi:
G = ISL + 0,97 log Ltb + 4,41 log h’–1,46log p
’
Trong đó : h = h - 1,5 = 10- 1,5 = 8,5 (m)
ISL: chỉ số riêng của từng bộ đèn do hãng quy định từ 3 ÷ 6 được tính
từ chỉ số khuyếch tán ta chọn ISL = 3,3
p: số đèn trên từng km tuyến đường
1000
p = ( 30, 6 + 1 ).1 = 33( bộ)
Vậy chỉ số tiện nghi là:
G = 3,3 + 0,97 log 2 + 4,41 log 8,5- 1,46 log 33 = 5,5
Số cột trên toàn tuyến:
1500
n = ( 30, 6 + 1 ).1 =49( cột)
Công suất đèn trên đoạn đường này là:
P=98.(250+25)=26950 W
II.2.2. Phương án 2: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện
Bố trí đèn đối diện hai bên đường đảm bảo độ đồng đều về ánh sáng, khả
năng dẫn hướng tốt, độ đồng đều U0, U1, thuận tiện cho việc trang trí chiếu
sáng và kết hợp chiếu sáng vỉa hè, song chi phí lắp đặt hệ thống chiếu sáng
cao.
Chọn chiều cao cột h ≥ l , ta chọn:
SV: Trần Duy Hưng
- 18 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
2
h= 10m, R = 14, L tb = 2( cd m ), ISL= 3,3, V = 0,81
Để đảm bảo sự đồng đều theo chiều dọc của độ chói ta chọn e ≤ 3,5h .
emax< 3,5 h suy ra e =3,5.10 = 35 m
α3
α1
α4
α2
4m
10m
2m
10m
4m
* Với s = 1,5m
• Tính cho đèn a
a= 1,5- 0,5= 1m
tgα1 =
l − a 10 − 1
=
= 0,9
h
10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng ta được f1 = 0,24
tgα2 =
a 1
=
= 0,1
h 10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng ta được f2= 0,025
fua= f1 + f2 = 0,24 + 0,025 = 0,265
• Tính cho đèn b
a = 10 + 1,5 - 0,5 = 11 m
tgα3 =
l + a 10 + 11
=
= 2,1
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f 3 =0,31
tgα4 =
a 11
=
= 1,1
h 10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f4=0,24
Hệ số sử dụng cho đèn b
fub= f 3- f4 = 0,31 - 0,24 = 0,07
Hệ số sử dụng cho cả hệ thống
fu = fua+ fub= 0,265 + 0,07 = 0,335
* Với s = 2m
• Tính cho đèn a
SV: Trần Duy Hưng
- 19 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
a= 2 - 0,5= 1,5m
tgα1 =
l − a 10 − 1,5
=
= 0,85
h
10
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng phía trước là f1 = 0,23
a 1,5
=
= 0,15
h 10
tgα2 =
Tra bảng đường cong ta được hệ số sử dụng ta được f2 = 0,05
fua= f1 + f2 = 0,23 + 0,05 = 0,28
• Tính cho đèn b
a = 10 + 2 - 0,5 = 11,5 m
tgα3 =
l + a 10 + 11,5
=
= 2,15
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f 3 =0,32
tgα4 =
a 11,5
=
= 1,15
h 10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f4=0,25
Hệ số sử dụng cho đèn b
fub = f 3 - f4 = 0,32 - 0,25 = 0,07
Hệ số sử dụng cho cả hệ thống
fu = fua + fub = 0,28 + 0,07 = 0,35
Ta thấy phương án s = 2m có hệ số sử dụng fu lớn hơn nên tôi chọn để
thiết kế.
Quang thông ban đầu của đèn
l.e.R.L
10.35.14.2
tb
Φtt = V . f = 0,81.0,35 = 34568(lm)
u
Tra bảng 5-trang 65’’ sách kỹ thuật chiếu sáng” chọn bóng đèn Na cao
áp có Φ d = 34000(lm) , P = 350 W, chấn lưu điện tử 25 W
+ Chọn lại khoảng cách e:
e=
34000
.35 = 34, 4 (m)
34568
+ Tính độ rọi trung bình của lòng đường
Etb = Ltb.R = 2.14=28(lux)
Tính độ rọi trung bình cho vỉa hè
α6
SV: Trần Duy Hưng
- 20 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
α5
α2
4m
10m
2m
10m
4m
• Tính cho đèn a
a = 2 - 0,5 = 1,5(m)
tg α 5 =
lvh + a 4 + 1,5
=
= 0,55
h
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f 5 = 0,16
a
h
tg α 2 = =
1,5
= 0,15
10
Tra bảng đường cong hệ số sử dụng ta có f 2 = 0,05
Hệ số sử dụng của đèn a cho vỉa hè là
f ua = f 5 − f 2 = 0,16- 0,05 = 0,11
• Tính cho đèn b
Ta bỏ qua vì hệ số sử dụng nhỏ
Hệ số sử dụng của cả hệ thống với vỉa hè :
fuh = fua = 0,11
Quang thông của đèn cho vỉa hè sau 1 năm
Φ vh = Φ d .f uh .V = 34000.0,11.0,81 = 3029,4(lm)
Độ rọi trung bình của vỉa hè
Φ
3029, 4
vh
E tbvh = l .e = 4.34, 4 = 22(lux)
vh
+ Tính chỉ số tiện nghi:
G = ISL + 0,97 log Ltb + 4,41 log h’–1,46logp
Trong đó:
h’ = h - 1,5 = 10- 1,5 = 8,5(m)
ISL: chỉ số riêng của từng bộ đèn do hãng quy định từ 3 ÷ 6 được tính
từ chỉ số khuyếch tán ta chọn ISL = 3,3
p: số đèn trên từng km tuyến đường
1000
p = ( 34, 4 + 1 ).2 = 60( bộ)
SV: Trần Duy Hưng
- 21 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Vậy chỉ số tiện nghi là:
G = 3,3 + 0,97 log2 + 4,41 log8,5- 1,46 log60 = 5
Số cột trên toàn tuyến:
1500
n = ( 34, 4 + 1 ).2 = 90(cột)
Công suất đèn trên đoạn đường này là:
P=90.(350+25) = 33750 W
II.2.3. So sánh hai phương án.
h = 10m, s = 1,5m , e = 30,6m
h = 10, s = 2m, e = 34,4m
Đèn natri cao áp 250W, Φ d = 27000lm Đèn natri cao áp 350W, Φ d = 34000lm
Độ rọi trung bình của lòng đường
Độ rọi trung bình của lòng đường
E tb = 28lux
E tb = 28lux
SV: Trần Duy Hưng
- 22 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Độ chói trung bình lòng đường
L tb = 2
Độ chói trung bình của lòng đường
cd
m2
L tb = 2
Độ rọi trung bình của vỉa hè
E tbvh = 14,3lux
Chỉ số tiện nghi
G = 5,5
Dùng cột thép mạ kẽm cao 10m,
49 cột, 49 cần đôi, dùng 98 bộ đèn
Công suất tiêu thụ
P= 26950W
cd
m2
Độ rọi trung bình của vỉa hè
E tbvh = 22lux
Chỉ số tiện nghi
G =5
Dùng cột thép mạ kẽm, cao 10m,
90 cột, 90 cần, dùng 90 bộ đèn
Công suất tiêu thụ
P = 33750W
Từ 2 phương án trên ta thấy công suất tiêu thụ của phương án 1 ít, số cột
ít và tại đoạn đường có dải phân cách chỉ cần một đường cung cấp điện. Xét
trên mọi phương diện kỹ thuật, mỹ thuật và kinh tế, tôi chọn phương án 1 để
chiếu sáng chính cho đường Phạm Văn Đồng dù phương án này có độ rọi vỉa
hè thấp hơn so với phương án 2, nhưng đây đường thành phố ít người đi bộ
nên không cần độ rọi vỉa hè cao.
Chương III : Tính toán và thiết kế đường Trần Phú
III.1. Các phương án chiếu sáng đường Trần Phú
- Theo tiêu chuẩn phân cấp chiếu sáng, đây là đường cấp D.
- Độ chói yêu cầu đường cấp D, hai biên sáng theo bảng 4.1 là: Ltb=2 cd/m2
- Tầm vươn của đèn và góc nằm nghiêng của đèn có ảnh hưởng đến hệ số
sử dụng quang thông. Chọn tầm vươn của đèn s = 1,5m và s = 2m, cột đèn
chôn cách mép đường 0,5m, hình chiếu đèn cách mép đường a = 1m.
- Chọn bộ đèn bán rộng Phillips có ISL =3,3, đường hệ số sử dụng trên
hình 4.11 " sách kỹ thuật chiếu sáng "
- Chọn đèn Na cao áp.
SV: Trần Duy Hưng
- 23 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
Đường Trần Phú có chiều dài là 1200m, bề rộng lòng đường hẹp. Đường
nằm giữa trung tâm thành phố Pleiku, mật độ người đi lại đông đúc, nhộn
nhịp. Yêu cầu về độ rọi lòng đường, độ rọi vỉa hè phải lớn. Vì vậy tôi đưa ra
các phương án chiếu sáng đường như sau:
-Phương án 1: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện
4m
4m
10m
10m
4m
4m
-Phương án 2: bố trí đèn một bên đường
SV: Trần Duy Hưng
- 24 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế chiếu sáng đường
-Phương án 3: bố trí mỗi bên một dãy đèn so le
4m
10m
4m
III.2. Tính toán chiếu sáng đoạn đường Trần Phú
III.2.1. Phương án 1: bố trí mỗi bên một dãy đèn đối diện
SV: Trần Duy Hưng
- 25 -
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Đào
