Đề cương kĩ thuật chiếu sáng đô thị full

[Type text]
Đề 1-Câu 1
Định nghĩa, công thức tính toán của các đại lượng:
- Thông lượng bức xạ của ánh sáng đơn sắc
- Độ nhạy của mắt trước ánh sáng đơn sắc
- Quang thông của ánh sáng đơn sắc và quang thông toàn phần của chùm ánh
sáng phức tạp F.
Ta xét một miếng kim loại diện tích S m 2, thời gian đặt trong chùm bức xạ là t giây, năng
lượng toàn phần mà mặt S nhận được là W watt, thì năng lượng trung bình mà mặt S nhận được
trong đơn vị thời gian, bằng :
ɸ = C W (J/s ⇔ Watt )
t
Gọi là thông lượng năng lượng của chùm bức xạ rọi vào mặt S, nói tắt là thông lượng bức
xạ.
Trong đó:
C- hệ số tỷ lệ, đặc trưng cho khả năng hấp thu năng lượng bức xạ của vật
W- năng lượng bức xạ toàn phần, bao gồm bức xạ nhìn thấy và bức xạ không nhìn thấy, tính bằng
watt (J/s)
t- thời gian tác dụng, tính bằng giây.
Nếu chùm bức xạ rọi tới mặt S là chùm bức xạ đơn sắc, ứng với bước sóng λ xác định, thì gọi là
thông lượng bức xạ đơn sắc, và ký hiệu là φλ
Thông lượng bức xạ của miền bức xạ khả kiến ɸ, bằng:
ɸ=
Muốn biết tính chất của một chùm sáng phải biết cấu trúc quang phổ, sự phân bố và tỉ lệ các
bức xạ đơn sắc cấu trúc trong chùm sáng đó.
Để giải quyết vấn đề này, người ta đưa vào khái niệm ‘Cường độ quang phổ’, ký hiệu là ϕλ.
Độ nhạy của mắt là nghịch đảo của ngưỡng thấy:
Vλ =

1
(1/w)

φλ

Thông lượng bức xạ trong miền khả kiến có điều chỉnh bởi hệ số độ nhạy V λ được gọi là
quang thông, ký hiệu là F (đơn vị Watt ánh sáng). Quang thông F gồm 2 dạng:
- Quang thông đơn sắc: Fλ = Vλ. φλ
- Quang thông của dải ánh sáng phức tạp: F =

∑ Fλ = ∑ Vλ φλ
1


[Type text]
Đề 1-Câu 2
Yêu cầu chung về thiết kế, xây dựng và duy trì hệ thống chiếu sáng đô thị?
Yêu cầu về thiết kế chiếu sáng đô thị
Thiết kế chiếu sáng đô thị phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật về chiếu sáng đô thị đối với từng loại công trình hoặc từng
khu vực được chiếu sáng;
- Bảo đảm các yếu tố trang trí, mỹ quan và phù hợp với chức năng của công trình hoặc
từng khu vực được chiếu sáng;
- Có các giải pháp sử dụng nguồn sáng, thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao, tiết kiệm điện
trong thiết kế từng công trình hoặc từng khu vực được chiếu sáng.
Yêu cầu về xây dựng công trình chiếu sáng đô thị
Công tác xây dựng, lắp đặt các công trình chiếu sáng đô thị phải thực hiện theo đúng thiết
kế đã được phê duyệt, trong quá trình thi công phải bảo đảm an toàn, thuận tiện và tuân thủ các
quy định về quản lý xây dựng công trình.
Yêu cầu về duy trì chiếu sáng đô thị
Công tác duy trì, bảo dưỡng chiếu sáng đô thị phải bảo đảm cho hệ thống chiếu sáng đô thị
hoạt động ổn định; đạt hiệu quả chiếu sáng cao, tiết kiệm điện và an toàn cho người quản lý, vận
hành và sử dụng.

Đề 2-Câu 1
Định nghĩa, công thức tính toán, tên gọi, đơn vị đo và ý nghĩa của các đại lượng:
- Góc khối ω, steradiant Sr.
- Cường độ sáng I
- Độ rọi E
- Độ trưng R
- Độ chói B

2


[Type text]

Góc khối
(góc không gian, góc đặc)
Từ điểm O ngoài diện tích dS, dựng
những đường sinh tựa trên chu vi của
mặt dS, ta có góc khối dω. Phần không
gian giới hạn trong hình nón đỉnh tại O,
có các đường sinh tựa trên chu vi mặt dS
gọi là góc khối nhìn từ O tới mặt dS

Đơn vị của góc khối ω nói trên là
Stéradiant với định nghĩa như sau: Trên mặt cầu
tâm O bán kính R, quy ước phân tố có diện tích
ds =R2 tương ứng với gốc khối nhìn từ tâm O là
1 (sr)
Cường độ sáng (I)
Cường độ sáng I là đại lượng đặc trưng cho khả năng phát sáng của nguồn điển trên từng phương.
Cường độ ánh sáng dIw trên 1 phương bằng mật độ quang thông dF w của nguồn bức xạ trong

phạm vi góc khối dw nhìn từ O tới mặt ds chắn trên phương đó (ds có pháp tuyến trùng phương
rọi). Tổng quát có thể viết:
dIω =

dFω
dω

Nếu trong góc khối ω, quang thông phân bố đều:

F
Iω = ω
ω
Nếu nguồn sáng đồng đều theo mọi phương (nguồn sáng đẳng hướng), quang thông của nó
được gọi là quan thông cầu, khi ấy cường độ sáng I có trị số: I =

F
4π

đơn vị đo cường độ sáng là candéla (cd) Cd = Watt ánh sáng / sr
Độ rọi E
3


[Type text]
Độ rọi E là đại lượng đặc trưng mức độ được rọi sáng trên mặt dS, do nguồn sáng từ ngoài
rọi tới.
Giả sử nguyên tố diện tích dS của mặt S nhận được quang thông Df từ bên ngoài rọi tới,
theo phương trùng với pháp tuyến của dS
Mật độ phân bố quang thông trên diện tích dS theo phương pháp tuyến với mặt dS dược gọi
là độ rọi dE:

dE =

dF
dS

Khi quang thông rọi đều trên mặt S thì:
E=

F
S

Đơn vị này gọi là lux (lx).
Trong hệ đo lường CGS cũ, đơn vị của E là Fôt : 1 Fôt = 104 lux
Độ trưng
Độ trưng R là đại lượng đặc trưng cho độ sáng toàn phần của nguồn khối hay nguồn mặt.
Xét một nguồn khối hay nguồn mặt có quang thông toàn phần là dF, phát ra từ diện tích ds
Độ trưng dR bằng:
dR =

dF
ds

Khi quang thông bức xạ đều từ mặt S:
R=

F
s

Đơn vị của R:
Trong hệ đo lường SI, đơn vị độ trưng R là lumen/m2.

.
Độ chói B
Độ chói B là đại lượng đặc trưng cho khả năng phát
sáng theo từng phương của nguồn mặt hay nguồn khối (ánh
4


[Type text]
sáng phát ra không đều theo mọi phương).
dI
dI
dF
=
=
dB =
d S' d S . cos θ d ω . d S . cos θ
θ: Góc giữa pháp tuyến nguyên tố truyền ánh sáng ds với
phương truyền quang thông.
dB: Độ chói của nguyên tố phát sáng ds theo phương truyền quang thông.
Khi bức xạ đều:

B=

I
F
=
S . cos θ ω .S . cos θ

Đơn vị độ chói: cd /m2 = Nt (Nit)
Đề 2-Câu 2

Mục đích và các yêu cầu cơ bản của chiếu sáng công trình giao thông?
Mục đích của chiếu sáng công trình giao thông
- Tạo môi trường ánh sáng tốt, giúp người lái xe xử lý nhanh chóng, chính xác các tình
huống xảy ra trên đường đảm bảo lái xe an toàn với tốc độ cho phép theo quy định.
- Đảm bảo an toàn cho mọi phương tiện và con người lưu thông trên đường, giảm đến
mức thấp nhất tại nạn giao thông.
- Đảm bảo an ninh cho người đi bộ, đi xe đạp và đi xe máy lưu thông trên đường phố.
- Làm sáng rõ các biển chỉ dẫn giao thông.
- Làm đẹp môi trường cảnh quan đô thị vào ban đêm.
Các yêu cầu cơ bản về chiếu sáng công trình giao thông
Chiếu sáng giao thông phải làm lộ rõ tất cả các đặc điểm của đường và dòng giao thông bao
gồm các phương tiện giao thông chạy trên đường, người đi bộ, biển báo, vật chướng ngại.
Nên để nâng cao tính thẩm mỹ và hiệu quả của chiếu sáng giao thông cần phải có quy
hoạch cách bố trí kiểu dáng, chủng loại trụ và đèn phù hợp với cảnh quan quy hoạch đô thị xung
quanh nơi bố trí hệ thống này.

5


[Type text]
Hệ thống đèn phải phù hợp đặc điểm của con phố hay của không gian công cộng đang thiết
kế. Những yếu tố như đặc điểm kiến trúc hay tính lịch sử của các công trình và không gian, cây
xanh và sánh sáng đèn đều liên quan tới nhau.
Các yếu tố cần quan tâm là số đèn lắp trên một cột đèn (một đèn, hai đèn hay nhiều hơn),
vật liệu, màu sắc, hình dáng hiện đại hay cổ điển. Ngoài ra, nhiều loại đèn phục vụ những mục
đích khác nhau cũng nên được lắp đặt kết hợp với nhau. Khi thiết kế cũng cần quan tâm tới các
thành phần gắn kèm khác như biển báo giao thông, biển hướng dẫn,...
Loại ánh sáng và hình dáng đèn cũng phải phù hợp với các yếu tố sau: Chiều rộng đường,
chiều rộng vỉa hè, chiều rộng lối đi bộ (trong công viên hay trên quảng trường), chiều cao của các
công trình xung quanh, số lượng, vị trí và loại cây xanh xung quanh, chiều dài của các công trình.

Đề 3-Câu 1
Phân biệt các đại lượng cường độ sáng, độ rọi, độ trưng, độ chói qua ý nghĩa vật lý và ứng
dụng trong thiết kế chiếu sáng.
Đề 3-Câu 2
Nội dung thiết kế chiếu sáng đường giao thông theo phương pháp tỷ số R?
Phương pháp tỉ số R về bản chất cũng tính toán dựa trên độ rọi nhưng có xét tới độ
chói của mặt đường thông qua tỉ số R:

R = E tb

L

tb

Với Etb(lux), Ltb(cd/m2) lần lượt là độ rọi trung bình và độ chói trung bình.
Nếu tuân thủ các phương pháp bố trí như trình bày ở phần dưới, bằng thực nghiệm người ta
nhận thấy R là hằng số đối với mỗi loại đường như bảng sau:

6


[Type text]

Như vậy với mỗi loại đường ta biết chỉ số R đặc trưng của nó, đồng thời căn cứ vào tiêu
chuẩn độ chói trung bình quy định trong tiêu chuẩn TCXDVN 259-2001 cho mỗi cấp đường ta
suy ra được độ rọi trung bình Etb và quá trình tính toán thiết kế chiếu sáng đều xuất phát từ Etb
này, do đó ta có thể nói bản chất của nó là phương pháp độ rọi.
Phương pháp tỉ số R được coi là phương pháp thiết kế sơ bộ, sau khi hoàn thành phải kiểm
tra giải pháp thiết kế này bằng phương pháp độ chói điểm. Tuy nhiên nếu không yêu cầu độ chính
xác cao thì phương pháp tỉ số R coi như là giải pháp thiết kế hoàn chỉnh.

Ưu điểm của phương pháp này là cho phép tính toán một cách tương đối chính xác mà
không cần phải có số liệu của đèn và bộ đèn chiếu sáng. Chỉ sau khi tính ra quang thông ta mới
tra catologue để chọn đèn và bộ đèn.
Đề 4-Câu 1
Phân biệt thị giác ban ngày và thị giác hoàng hôn? Ảnh hưởng của chúng tới việc cảm nhận
ánh sáng của mắt người?
Thị giác ban ngày và thị giác hoàng hôn
• Thị giác ban ngày liên hệ với sự kích thích tế bào hữu sắc. Khi độ rọi E ≥ 10 lux thì tế bào
hữu sắc cho cảm giác sáng đi kèm với màu sắc và phân biệt được chi tiết vật quan sát.
• Thị giác hoàng hôn liên hệ với sự kích thích tế bào vô sắc. Khi độ rọi E ≤ 0.01 lux chỉ có
tế bào vô sắc làm việc, khi E (0,01lux; 10lux) thì cả hai tế bào cùng làm việc.
• Đối với thị giác ban ngày, độ rọi không nên lớn quá ( E ≥ 250 lux) sẽ làm hại võng mạc
• không nên chuyển ngay từ môi trường sáng ít sang môi trường sáng nhiều, mặc dù quang
thông trong môi trường sáng nhiều vẫn chưa vượt quá giới hạn.
Quá trình thích nghi nhìn
• chuyển từ môi trường có độ rọi lớn (ứng với thị giác ban ngày) sang môi trường có độ rọi
nhỏ hơn (ứng với thị giác hoàng hôn), tế bào vô sắc không hoạt động ngay mà cần có thời
gian để quen dần: thích nghi tối
• thích nghi từ môi trường tối sang môi trường sáng, quá trình này diến ra nhanh hơn,
thường chỉ vài giây. Khi mắt đã thích nghi hoàn toàn sẽ cho độ nhạy rất lớn.
7


[Type text]
Đề 4 - Câu 2
Nội dung thiết kế chiếu sáng đường giao thông theo phương pháp độ chói điểm?
Phương pháp độ chói điểm
Độ chói từng điểm trong tầm nhìn của người lái xe phải thoả mãn tiêu chuẩn về độ đồng
đều chung và độ đồng đều dọc trục đường

Xác định độ chói tại 1 điểm trên
mặt đường do 1 đèn gây ra.

Độ chói của một điểm trên mặt đường:
Lớp phủ mặt đường nói chung không có tính chất phản xạ khuyếch tán đều (tuân theo định
luật Lambert) mà có tính chất phản xạ hỗn hợp, tức là độ chói nhìn theo các hướng khác nhau thì
khác nhau.
Xét điểm P trên mặt đường trong tầm quan sát của người lái xe được chiếu sáng bởi 1 đèn
như trên hình . Hệ số phản xạ tại điểm này phụ thuộc các yếu tố sau đây:
- Góc nhìn của người lái xe α;
- Góc lệch khi quan sát β;
- Góc tia sáng tới điểm P là γ (tức là góc kinh tuyến của bộ đèn).

8


[Type text]

Công thức định luật Lambert cho phản xạ khuyếch tán đều là L =

ρ
.E nhưng mặt đường
π

không tuân theo định luật này nên mối quan hệ giữa độ chói L và đội rọi E phải là L = q.E, trong
đó q = q(α,β,γ). Tầm nhìn của người lái xe 60 – 170 m tương ứng với góc quan sát α = 1,40 - 0,50,
do đó có thể coi tầm quan sát trung bình α ≈10=const, như vậy q = q(β,γ). Theo định luật tỉ lệ
nghịch bình phương ta có độ rọi tại điểm P là:

Do đó độ chói tại điểm P do 1 đèn gây ra là:

3

Hệ số R ( β , γ ) = q ( β , γ ). cos γ gọi là hệ số độ chói quy đổi được xác định bằng thực
nghiệm. Giá trị này phụ thuộc vào tính chất của các lớp phủ mặt đường và được lập thành bảng
(xem phần phụ lục) để sử dụng. Sau đây ta xem xét tính chất quang học của các lớp phủ mặt
đường khác nhau.
Đề 5-Câu 1
Tính ba màu của ánh sáng, tính ba biến của thị giác? Ứng dụng trong thiết kế chiếu sáng?
Tính chất ba màu
Khi để 2 hoặc 3 màu đơn sắc trên nền trắng, mắt người vừa cảm nhận được màu của từng
ánh sáng đơn sắc đó, vừa cảm nhận được màu của hỗn hợp ánh sáng đơn sắc có bước sóng trung
gian giữa các màu đơn sắc thành phần.
Nếu chọn được 3 màu, trong đó có 2 màu nằm ở đầu cùng của phổ nhìn thấy, để khi hòa cả
3 màu đó sẽ đủ cho một cảm nhận của mắt người tất cả những màu sắc mong muốn thì 3 màu đó
được gọi là màu cơ bản. Uỷ ban chiếu sáng quốc tế quy ước 3 màu đó là: màu đỏ, màu xanh lá
cây, màu xanh da trời.
CIE quy định các ngồn ánh sáng trắng tiêu chuẩn như sau:

9


[Type text]
Ánh sáng trắng tiêu chuẩn A là ánh sáng do bóng đèn sợi đốt vonfram phát xạ, có nhiệt
độ màu 2854 K.
-

Ánh sáng tiêu chuẩn B là ánh sáng bầu trời giữa trưa, có nhiệt độ màu 4879 K.

-

Ánh sáng trắng tiêu chuẩn C là ánh sáng bầu trời trung bình có nhiệt độ màu 6740K.

Ánh sáng trắng tiêu chuẩn D65 là ánh sáng trời có nhiều tia tím, nhiệt độ màu 6504 K.
Đây là màu trắng tiêu chuẩn của hệ PAL, SECAM.
Ánh sáng trắng tiêu chuẩn D55 là ánh sáng có nhiệt độ màu 5500 K, là màu trắng tieu
chuẩn của hệ NTSC.
Ánh sáng trắng tiêu chuẩn D75 là ánh sáng bầu trời các nước miền Bắc, nhiệt độ màu
7500 K.
Ánh sáng trắng tiêu chuẩn D93 là ánh sáng có nhiệt độ màu 9300 K, là màu trắng tiêu
chuẩn của truyền hình màu Nhật Bản.
Đề 5-Câu 2
Trình bày những hiểu biết về vấn đề chiếu sáng cho công trình cầu?
Chiếu sáng chức năng (chiếu sáng phục vụ các phương tiện giao thông trên cầu):
Mức độ chiếu sáng (chức năng) trên cầu không được nhỏ hơn mức độ chiếu sáng đường dẫn
vào cầu. Nên thay đổi giải pháp bố trí chiếu sáng đường dẫn vào cầu (một phía thành hai phía, ở
giữa chuyển sang hai bên,…), thay đổi cao độ lắp đèn hoặc thay đổi công suất đèn, màu sắc ánh
sáng vv.. để tạo ra sự khác biệt tăng khả năng nhận biết từ xa. Trên các cầu có kiến trúc đơn giản
nên bố trí đối xứng hoặc so le để tăng khả năng dẫn hướng, quan sát các giới hạn hai bên cầu.
Chiếu sáng đường dành cho người đi bộ:
Nên sử dụng các cột thấp, mức độ chiếu sáng vừa phải, tránh chói loá và không ảnh hưởng
đến việc chiếu sáng tổng thể công trình.
Đèn tín hiệu báo không, thông thuyền:
Đối với các cây cầu có chiều cao lớn, bắc qua sông có nhiều tàu thuyền cần lắp hệ thống đèn
báo không và thông thuyền theo quy định.
Chiếu sáng kiến trúc:
Tuỳ vào chất liệu, màu sắc, kích thước, kiểu dáng, kiến trúc của cầu (cầu bê tông, cầu gỗ, dây
văng,.. cổ kính hay hiện đại...) và không gian xung quanh (nông thôn, thành phố, cầu cạn hay cầu
10

[Type text]
bắc qua sông, suối vv) có thể sử dụng các đèn pha, đèn tuyp, đèn Led hoặc các dây trang trí,…
với các nguồn sáng có công suất, màu sắc khác nhau chiếu sáng trụ cầu, lan can, tháp, dây văng,
…với mục đích khắc hoạ được kiến trúc điển hình và làm nổi bật công trình lúc về đêm.
Chiếu sáng sân vườn hai bên mố cầu:
Hạn chế sử dụng các cột cao, đèn có công suất lớn. Nên sử dụng các cột đèn chùm, đèn
nấm có tính trang trí cao, công suất vừa và nhỏ, nguồn sáng có thành phần quang phổ phù
Đề 6-Câu 1
Kể tên các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhìn? Trong số đó, trình bày ảnh hưởng của các nhân
tố chủ quan? Nhân tố chủ quan nào có tính quyết định?
Góc nhìn
Góc tạo bởi đường thẳng nối đầu và chân của vật quan sát tới quan tâm mắt.
αrad = tg α =
Năng suất phân ly

d
(α càng lớn, ảnh càng chi tiết)
l

Là góc α nhỏ nhất mà mắt người còn phân biệt được vật thể, αmin = 1’
αmin của thị giác hoàng hôn kém 10 lần αmin thị giác ban ngày.
Độ rọi tối thiểu Emin cần thiết để nhìn rõ được vật có quan hệ với αmin theo biểu đồ Emin - αmin
Thực nghiệm dưới ánh sáng ban ngày, góc nhìn α = 4 – 5’ mới bắt đầu thấy rõ vật. nếu độ
rọi bé thì phải tăng góc nhìn mới nhìn thấy rõ vật.
Độ tương phản
Tỉ lệ độ chói giữa vật quan sát và bối cảnh (nền, phông) là chỉ mức độ khác nhau về cường độ
sáng giữa vật quan sát và bối cảnh của nó.
Trong chùng mực nào đó thì sự khác nhau càng lớn, nhìn vật quan sát càng rõ. Tỉ lệ này biểu
thị bằng hệ số K, gọi là hệ số tương phản, bằng:

K=

B v − Bb
Bb

=

∆B
Bb

Bb: Độ chói của bối cảnh.
Bv: Độ chói của vật quan sát.
Kmin =0,01 là trị số nhỏ nhất mà mắt người còn quan sát được vật, gọi là ngưỡng tương phản.
Nghịch đảo Kmin thu được độ nhạy tương phản, Smax = 1/ Kmin
11


[Type text]
Smax phụ thuộc nhiều vào độ chói của bối cảnh Bb hơn là độ chói của vật quan sát Bv
Smax còn phụ thuộc vào kích thước vật quan sát, tức là góc nhìn a (a giảm → Smax giảm)
Khi độ rọi E tăng lên thì trị số cần thiết của K đủ để nhìn thấy vật sẽ giảm, như thế càng có
lợi cho việc quan sát.
Độ chói của vật quan sát
Vật phải có độ chói nhất định mới nhìn thấy được. Độ chói nhỏ nhất đủ nhìn thấy vật được
gọi là ngưỡng độ chói Bv min. Góc nhìn α càng lớn thì Bv min càng giảm, nhưng khi α > 500 thì Bv min
không giảm nữa. Trị số Bv min ứng với α > 500 được gọi là ngưỡng độ chói tuyệt đối, khi đó B v min
= 10-6 cd/m2. Đây cũng chính là khả năng cảm thụ lớn nhất của mắt người.
ρE
(cd/m2, nit). Trong
π

đó, ρ là hệ số phản xạ ánh sáng. Như vậy, vật quan sát được coi như một nguồn

Độ chói của vật quan sát khi nhận ánh sáng bên ngoài rọi tới: B v =

sáng thứ cấp.
Qua công thức có thể thấy, điều chỉnh Bv bằng 2 cách như sau: thay đổi hệ số phản xạ ρ của
bề mặt vật quan sát, hoặc thay đổi độ rọi E của ánh sáng tới.
Để kinh tế nhất khi thiết kế chiếu sáng và thuận lợi nhất khi quan sát vật, B v max = 0,6 cd/m2,
là trị số độ chói tối đa mà không gây lóa mắt.
Góc tia sáng tới hợp với mặt phẳng nằm ngang ≥ 640 sẽ không gây lóa mắt.
Khoảng cách giữa vật và mắt
Khoảng cách L giữa vật quan sát và mắt càng xa càng kém rõ. Cùng góc nhìn α, cùng trị số
K nhưng L khác nhau thì khả năng phân biệt màu sắc, chi tiết cũng khác nhau.
Nguyên nhân là do tính chất trong suốt của không khí, lớp không khí càng dày càng kém
trong suốt. Phải căn cứ vào điều kiện không khí của địa phương để thiết kế chiếu sáng cho phù
hợp
Thời gian quan sát
Thời gian quan sát đủ dài thì mắt càng dễ thích nghi với ánh sáng trên vật và bối cảnh. Quá
trình thích nghi phụ thuộc vào cường độ sáng của 2 môi trường chuyển tiếp. Khi chuyển từ môi
trường sáng sang môi trường tối gọi là thích nghi tối, quá trình này khá lâu, đến hàng chục phút.
Quá trình ngược lại gọi là thích nghi sáng, quá trình này nhanh, chỉ cần vài phút.
Đề 6-Câu 2
Trình bày vai trò và nội dung của chiếu sáng công trình và không gian đô thị ban đêm?
Vai trò của chiếu sáng công trình và không gian đô thị ban đêm :
12


[Type text]
-Là một thành phần cấu thành không thể thiếu trong tổng thể hệ thống các công trình kỹ
thuật cơ sở hạ tầng đô thị , đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn giao thông, tăng

cường trật tự an ninh đô thị, làm đẹp cảnh quan môi trường vào ban đêm.
-Tại các nước phát triển, điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm từ 8 - 13% tổng điện năng
tiêu thụ.
Nội dung của chiếu sáng công trình và không gian đô thị ban đêm:
Hệ thống chiếu sáng đô thị bao gồm nhiều thành phần khác nhau, trong đó có thể kể đến
chiếu sáng đường phố phục vụ giao thông, chiếu sáng các không gian chức năng của đô thị, chiếu
sáng trang trí quảng cáo, chiếu sáng các công trình kiến trúc và di tích văn hoá lịch sử và hệ
thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông.
Đề 7-Câu 1 (3.0 điểm)
Trình bày các phương pháp tạo ra ánh sáng? Cho ví dụ về các loại đèn tương ứng với các
phương pháp tạo ra ánh sáng.
Kích thích nhiệt
Khi có điện áp đặt vào hai đầu dây tóc, các điện tử ở các lớp ngoài của nguyên tử được giải
phóng khỏi nguyên tử và dịch chuyển trong mạng tinh thể kim loại. Trong quá trình di chuyển,
điện tử luôn luôn có va chạm với các nguyên tử, do đó động năng của điện tử đã truyền một phần
cho nguyên tử. Kết quả là các nguyên tử bị kích thích và một số điện tử lớp trong nhảy ra lớp
ngoài (nếu lớp đó chưa đầy). Điện tử này có xu hướng trở về vị trí trống gần hạt nhân hơn (vị trí
ổn định) và nếu điều đó xảy ra thì điện tử sẽ mất một lượng năng lượng E (thế năng) đồng thời
giải phóng một photon có bước sóng λ = c.h/E (có thể là ánh sáng nhìn thấy hoặc không nhìn
thấy).
Ứng dụng hiện tượng này để chế tạo các loại đèn sợi đốt như đèn sợi đốt chân không (trong
dân dụng 50W-75W), đèn sợi đốt halogen (còn gọi là đèn halogen-Vonfram).
Kích thích điện
Tạo ra bởi va chạm của các hạt mang điện được gia tốc trong điện trường. Đây là nguyên lý
làm việc của các đèn phóng điện chất khí. Phổ ánh sáng gián đoạn và phụ thuộc vào bản chất
cũng như nồng độ chất khí. Mặc dù mắt người không cảm nhận được nhưng ánh sáng do đèn tạo
ra là ánh sáng nhấp nháy liên tục.
.Ứng dụng hiện tượng này để chế tạo các loại đèn hơi phóng điện Natri áp suất thấp, Natri
áp suất cao, đèn halogen kim loại (hơi thủy ngân cao áp),…

13


[Type text]
Kích thích quang
Đây là nguyên lý làm việc của các đèn huỳnh quang. Ánh sáng được tạo ra bởi sự hấp thụ
photon (bức xạ thứ cấp).
Ứng dụng hiện tượng này người ta chế tạo ra đèn huỳnh quang gồm bóng thuỷ tinh không
cho tia tử ngoại xuyên qua
Kích thích trong chất bán dẫn
Khi lớp chuyển tiếp p-n của một số chất bán dẫn được đặt vào điện trường ngoài theo chiều
thuận sẽ phát các photon. Đây chính là nguyên lý làm việc của các điot phát quang (LED).
Kích thích sáng thứ cấp
Nói cách khác đây không phải là nguồn sáng thực sự như các hiện tượng đã nêu ở trên. Khi
một vật được chiếu sáng thì bản thân nó cũng có thể phản xạ một phần ánh sáng gọi là phát sáng
thứ cấp. Chỉ có vật đen tuyệt đối mới hấp thụ toàn bộ ánh sáng.
Một vật thể bất kỳ tiếp nhận ánh sáng chiếu vào sẽ xẩy ra các hiện tượng : phản xạ, xuyên
qua, hấp thụ. Mỗi hiện tượng này lại có những tính chất riêng, ví dụ phản xạ lại có các loại phản
xạ đều, phản xạ khuyếch tán,…
Các hiện tượng này được nghiên cứu để chế tạo các bộ phận của đèn (đặc biệt là tấm phản
quang) nhằm điều khiển sự phân bố ánh sáng của nguồn sáng hiệu quả nhất.
Kích thích sáng lân quang
Lân quang là một dạng phát quang, trong đó các phân tử của chất lân quang hấp thụ ánh
sáng, chuyển hóa năng lượng của các photon thành năng lượng của các electron sang trạng thái
lượng tử có mức năng lượng cao nhưng khá bền vững. Sau đó electron chậm chạp rơi về trạng
thái lượng tử ở mức năng lượng thấp hơn và giải phóng một phần năng lượng trở lại dưới dạng
các photon.
Hiện tượng lân quang không được ứng dụng trong kỹ thuật chiếu sáng vì hiệu quả thấp và
trạng thái phát sáng không bền. Nó chỉ dùng trong chế tạo các đồ chơi cho trẻ em,…
Đề 7-Câu 2

Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện đô thị?
Hệ thống cung cấp điện đô thị là hệ thống cung cấp điện cho một đô thị, được cấp điện từ hệ
thống điện quốc gia, bao gồm các mạng lưới phân phối điện, các trạm biến áp khu vực và trạm
biến áp hạ áp.
Mạng lưới phân phối điện đô thị được chia thành mạng cao áp và mạng hạ áp.
Mạng cao áp ở các đô thị lớn thường được bố trí thành nhiều vòng tròn có tâm là trung tâm
thành phố và cấp điện áp thấp dần khi đi từ ngoại ô và trung tâm
14


[Type text]

Mạng hạ áp trong đô thị thường được bố trí theo các nguyên tắc sau:
- Nguồn cung cấp cho khu vực đô thị có lấy từ trạm biến áp trung gian, đường dây cao áp
đi gần, hoặc một trạm biến áp phân phối lân cận;
- Để đảm bảo mỹ quan và an toàn đường cao áp đi trong đô thị nên dung cáp ngầm.
Trường hợp dây quá dài và khu vực cho phép mới đi đường dây trên không;
- Đường hạ áp nên đi cáp. Do mật độ phụ tải đô thị lớn, bán kinh hoạt động các trạm biến
áp không nên lớn quá 250m để đảm bảo độ sụt áp cho phép cuối đường dây;
- Nên dùng các trạm biện áp công suất nhỏ (160, 205kVA) đưa đến gần phụ tải hơn là
dùng một trạm công suất lớn cấp điện cho một khu vực rộng. Điều này vừa làm giảm tổn
thất điện năng, điện áp trên lưới hạ áp, vừa dễ quản lý vận hành và nâng cao đọ tin cậy
cấp điện;
- Về loại trạm biến áp: nếu có điều kiện về kinh phí nên dung loại trạm trọn bộ.
- Vì bán kính cấp điện hạ áp của các trạm biến áp đô thị là ngắn, tiết diện dây dẫn hạ áp
được chọn theo điều kiện phát nóng và kiểm tra theo tổn thất điện áp cho phép.
Đề 8-Câu 1
Phân loại bóng đèn? Các chỉ tiêu kỹ thuật của đèn? Phạm vi ứng dụng của các loại đèn?
CÁC LOẠI
ĐÈN

ĐÈN SỢI ĐỐT

ĐÈN SỢI
ĐỐT
THƯỜNG

ĐÈN ÁNH SÁNG
HỖN HỢP

ĐÈN SỢI
ĐỐT
HALOGEN

ĐÈN
HUỲNH
QUANG

ĐÈN
HUỲNH
QUANG
ỐNG

ĐÈN
HUỲNH
QUANG
COMPACT

ĐÈN PHÓNG
ĐIỆN

ĐÈN
THỦY
NGÂN

ĐÈN
SODIUM

ĐÈN
SODIUM
ÁP SUẤT
CAO

ĐÈN
METAL
HALIDE

ĐÈN
SODIUM
ÁP SUẤT
THẤP

Hình 2.1. Sơ đồ phân loại đèn.
15


[Type text]
ĐÈN SỢI ĐỐT
Đèn sợi đốt cacbon hay còn gọi là đèn nung sáng hoặc đèn dây tóc có hiệu suất quang
trung bình 1,4 lm/W, tuổi thọ 40 giờ. Do có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp nên vẫn là nguồn

chiếu sáng kinh điển và vẫn được sử dụng khá phổ biến.
Các đèn sợi đốt halogen công suất từ 40 – 300 W dùng cho chiếu sáng chất lượng màu cao,
tuy nhiên hiệu quả ánh sáng tương đối thấp.
.ĐÈN HUỲNH QUANG
Đèn huỳnh quang có hiệu suất lớn hơn đèn sợi đốt từ 3 đến 5 lần và có tuổi thọ lớn hơn từ
10 đến 20 lần.
Kích thước và công suất tiêu chuẩn của đèn ống huỳnh quang:
0,6m – 20/18W; 1,2m – 40/36W; 1,5m – 68/65W; 2,4m – 110W
.Đèn huỳnh quang tích hợp (đèn compact)
So với đèn sợi đốt có cùng quang thông, công suất tiêu thụ của đèn compact chỉ băng 20%.
Dải công suất của đèn compact từ 5 – 55W, hiệu quả ánh sáng hơi thấp hơn của đèn ống huỳnh
quang đạt 50lm/W, nhiệt độ màu đạt: 2700, 3000, 3500, 4100 0K, chỉ số độ hiện màu là 80, tuổi
thọ khoảng 8000 giờ.
.Đèn hơi thủy ngân
Nhiệt độ màu khoảng 3000-70000K, chỉ số hoàn màu rất thấp khoảng 15-25. Người ta
thường phủ một lớp huỳnh quang bên ngoài vỏ bóng đèn, nhờ đó cải thiện được chỉ số hoàn màu
lên 40-55. Quang hiệu của đèn cũng rất thấp, chỉ 30-65 lm/W.
Ánh sáng do đèn phát ra trắng lạnh, khi sương mù hay mưa thì hiệu quả chiếu sáng
giảm khá nhiều, ngoài ra hơi thủy ngân rất độc, ánh sáng phát ra có nhiều tia tử ngoại nguy hiểm
nên hiện nay ít được dùng trong các dự án mới, nó chỉ còn ở những nơi đã lắp đặt trước đây.
.Đèn Halogen kim loại (đèn Metalhalide)
Ánh sáng có nhiệt độ màu khoảng 4000 - 60000K và chỉ số hoàn màu từ 60 - 93. Quang
hiệu của đèn từ 75 - 125 Lm/W. Ánh sáng phát ra có màu trắng lạnh nên không cần thiết phải phủ
một lớp bột huỳnh quang lên vỏ bóng đèn.
Tuy nhiên đèn này có nhược điểm làm giá thành đắt, màu sắc của đèn thay đổi theo thời
gian sử dụng.
.Đèn hơi Natri áp suất cao ( High Pressure Sodium HPS)
Ánh sáng phát ra nhờ sự kích thích hơi natri trong điều kiện áp suất cao.

16

[Type text]
Quang hiệu khá cao đạt 120 Lm/W nhưng chỉ số thể hiện màu rất kém (CRI = 20), tuổi thọ
đạt 10.000 giờ. Khi phóng điện hồ quang trong điều kiện áp suất cao thì natri bức xạ ánh sáng
màu vàng - trắng với nhiệt độ màu 2000 - 2500 0K. Khi phân tích phổ màu thì nó có các vạch
vàng - xanh lá cây - cam và một ít vạch đỏ - xanh dương.
Đèn hơi Natri cao áp (HPS) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chiếu sáng ngoài trời
và chiếu sáng công nghiệp, đặc biệt là chiếu sáng đường phố.
. Đèn hơi Natri áp suất thấp (Low Pressure Sodium LPS)
Mức điện áp từ 18 - 180 V.). Đèn có quang hiệu cao nhất trong các loại đèn phóng điện, có
thể đạt 190 Lm/W.
thường dùng cho những nơi không cần chất lượng màu tốt (như cầu thang) và hạn chế sử
dụng cho chiếu sáng an ninh hoặc chiếu sáng đường phố.
.Đèn phóng điện xênon
Đèn xenon cho ánh sáng trắng xanh gần giống ban ngày nên rất tốt. Tuy nhiên giá thành rất
đắt không thể dùng vào chiếu sáng công cộng mà chỉ dùng cho xe hơi cao cấp.
Ưu điểm: Tuổi thọ cao, cường độ sáng cao hơn, tiết kiệm năng lượng do không phải đốt
nóng dây tóc.
Đề 8-Câu 2
Nội dung chính của công tác quản lý hệ thống chiếu sáng đô thị?
Nội dung của công tác quản lý hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị là:
- Thực hiện tổ chức chiếu sáng công cộng đô thị theo đúng các quy trình kỹ thuật về chiếu
sáng, bảo đảm an toàn và tiết kiệm điện, phòng, chống cháy nổ và thời gian vận hành hệ
thống chiếu sáng công cộng đô thị theo quy định.
- Lập kế hoạch hàng năm về xây dựng mới, thay thế, cải tạo, duy trì bảo dưỡng hệ thống
chiếu sáng công cộng đô thị và tổ chức triển khai thực hiện theo kế hoạch được phê
duyệt.
- Định kỳ kiểm tra, đánh giá chất lượng nguồn sáng và các thiết bị của hệ thống chiếu
sáng công cộng đô thị để đề xuất phương án sửa chữa và thay thế kịp thời.

- Bảo vệ hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị.
Quản lý hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị là hoạt động để đảm bảo về chiếu sáng, an
toàn, tiết kiệm điện, phòng chống cháy nổ và đạt tỷ lệ bóng sáng tối thiểu theo quy định.
Đề 9-Câu 1
Cấu tạo và chức năng của bộ đèn?
17


[Type text]
Bộ đèn liên hệ với lưới điện, nối với các linh kiện mồi, đầu nối và điều chỉnh ánh sáng. Nó
còn đảm bảo chống các tác nhân bên ngoài như gió mưa, bụi, va đập và ăn mòn. Quan trọng hơn
cả, bộ đèn đảm bảo sự phân bố ánh sáng trong không gian, thực hiện các kiểu chiếu sáng từ chiếu
sáng gián tiếp đến trực tiếp tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng. Bộ đèn cũng hạn chế nguyên
nhân gây lóa nhắm đảm bảo tiện nghi nhìn tốt nhất.
Trong chiếu sáng tiết kiệm vai trò của bộ đèn và phân bố ánh sáng đống vai trò quan trọng.
Cấu tạo của bộ đèn

Hình 2.2. Cấu tạo bộ đèn chiếu sáng công cộng.
1. Đầu dây điện vào đèn.
2. Tấm đế lắp linh kiện điện có thể tháo rời.
3. Lỗ để lắp cần đèn.
4. Lỗ đui đèn lắp nguồn sáng (điều chỉnh được).
5. Roăng cao su làm kín.
6. Kính bảo vệ (thủy tinh hoặc nhựa).
7. Bản lề bằng thép không gỉ.
8. Tấm phản quang mạ nhôm bằng phương pháp hóa hơi.
18


[Type text]

9. Vỏ đèn có 2 ngăn (linh kiện điện và quang học).
10. Nắp bảo vệ ngăn điện.
Đề 9-Câu 2
Sự cần thiết và các nội dung chính của công tác bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng đường đô
thị?
Bảo dưỡng là một trong các phương pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng. Việc bảo
dưỡng không thích hợp là nguyên nhân gây lãng phí năng lượng. Sự mất mát năng lượng do rò rỉ,
do sự cách điện tồi, do bộ điều khiển không làm việc hay điều chỉnh sai và những mất mát khác
xảy ra do bảo dưỡng tồi là những điều thường được xem xét.
Chương trình bảo dưỡng thường gồm những điều sau:
- Bảo dưỡng phòng ngừa: một công việc tối thiểu làm thường xuyên để phòng ngừa sự hư
hỏng của hệ thống bao gồm sự tra mỡ, điều chỉnh, thay đổi bộ lọc và các kết quả ghi
chép.
- Bảo dưỡng hàng ngày: một công việc tối thiểu được làm theo yêu cầu như thay các bóng
đã hỏng.
- Bảo dưỡng theo kế hoạch: là công việc chính làm theo kế hoạch.
- Bảo dưỡng khẩn cấp: là công việc cần thiết phải làm để đảm bảo độ an toàn, đảm bảo
các tiêu chí yêu cầu hoặc ngăn chặn việc làm hư hại hệ thống. Do bản chất, công việc
bảo dưỡng này không dự đoán trước được và yêu cầu phải có phản ứng nhanh ngay lập
tức.

Đề 10-Câu 1
Trình bày các chỉ tiêu kỹ thuật của bộ đèn?
Hiệu suất sáng của bộ đèn
Việc điều khiển sự phân bố ánh sáng thường hạn chế quang thông do bóng đèn phát ra làm
suy giảm hiệu suất sáng của bộ đèn. Các bộ phản xạ, thấu kính pha đèn thường gây tổn thất một
số quang thông do bóng đèn phát ra. Để đánh giá hiệu suất sáng của một bộ đèn người ta sử dụng
chỉ tiêu hệ số hiệu suất của bộ đèn LER (Luminaire Efficiency Rating).
LER của bộ đèn bằng hiệu suất của đèn nhân với quang thông và hệ số chấn lưu chia cho
công suất tiêu thụ.

Họ đường cong trắc quang
Là đặc tính quang học quan trọng nhất của bộ đèn, cho phép đánh giá sự phân bố ánh sáng
trong không gian của bộ đèn để làm các dữ liệu thiết kế chiếu sáng. Vì vậy họ đường cong trắc
quang được coi là “chứng minh thư” của các bộ đèn.
19


[Type text]
Các loại biểu đồ biểu diễn trường sáng của một bộ đèn:
Đường cong phân bố cường độ sáng
Là tập hợp đầu mút các vectơ cường độ sáng của bộ đèn trong một mặt phẳng kinh tuyến đi
qua trục hình học của bộ đèn
Các đường đẳng độ rọi
Tập hợp các điểm có cùng độ rọi trong mặt phẳng được chiếu sáng gọi là đường đẳng độ
rọi hay đằng lux (iso lux).
Các đường đẳng cường độ sáng
Tập hợp các điểm có cùng cường độ sáng trong một mặt phẳng được chiếu sáng gọi là
đường đẳng cường độ sáng (iso candela).
Căn cứ vào đường cong trắc quang người ta chia các bộ đèn thành các kiểu cơ bản sau:
- Kiểu 1 Chiếu sáng trực tiếp: hơn 90% quang thông được chiếu xuống dưới vì thế ánh
sáng ít bị tường hoặc trần nhà hấp thụ nhưng kiểu chiếu sáng này dễ hình thành bóng khuất. thích
hợp cho chiếu sáng văn phòng, phân xưởng, cửa hàng lớn.
- Kiểu 2 chiếu sáng bán trực tiếp: Từ 60% đến 90% quang thông chiếu xuống dưới,
hiện tượng bóng khuất được hạn chế, chiếu sáng với tiện nghi tốt hơn. Chiếu sáng này phù hợp
với chiếu sáng văn phòng, nhà ở, căng tin.
- Kiểu 3 Chiếu sáng hỗn hợp: Từ 40% đến 60% quang thông chiếu xuống dưới và chỉ
được sử dụng khi có mặt phản xạ của trần và tường tốt, hiệu suất hiếu sáng giảm nhưng thẩm mỹ
của khu vực chiếu sáng được nâng cao.
- Kiểu 4 Chiếu sáng bán gián tiếp: Từ 19% đến 40 % quang thông chiếu xuống dưới.
- Kiểu 5 Chiếu sáng gián tiếp: hơn 90% quang thông hướng lên trên.

Hiệu suất của bộ đèn
Hiệu suất bộ đèn là tỉ số giữa quang thông phát ra của bộ đèn và quang thông của nguồn
sáng. Giá trị hiệu suất này thường dao động trong khoảng từ 0,5 - 0,9 do vật liệu chế tạo chế tạo
bộ đèn thường hấp thụ một lượng quang thông nhất định của nguồn sáng.
Cấp của bộ đèn
bộ đèn được chia thành nhiều cấp khác nhau căn cứ vào tỷ lệ giữa quang thông chiếu trực
tiếp xuống dưới và quang thông chiếu gián tiếp lên phía trên. Cấp bộ đèn có ý nghĩa rất lớn trong
chiêu sáng nghệ thuật, trang trí, công trình kiến trúc, khách sạn, nhà hát,… Với đèn chiếu sáng
đường phố do quang thông chỉ chiếu trực tiếp xuống dưới nên cấp của bộ đèn không có ý nghĩa
quan trọng nên khi thiết kế ta cũng chỉ quan tâm đến hiệu suất là đủ.

20


[Type text]
Đề 10-Câu 2
Sự cần thiết của tiết kiệm điện trong chiếu sáng đô thị? Các giải pháp tiết kiệm điện trong
chiếu sáng đường đô thị?
Điện năng trong dùng cho chiếu sáng công cộng luôn chiếm tỷ trọng lớn trong tổng điện
năng tiêu thụ ở các nước. Ở Việt Nam, điện năng sử dụng trong các lĩnh vực chiếu sáng chiếm
25% tổng điện năng thương phẩm cả nước, trong đó chiếu sáng công cộng tiêu thụ khoảng 3%.
Hiện nay, quá trình đô thị hóa ở nước ta đang diễn ra với tốc độ nhanh do đó nhu cầu điện năng
cho chiếu sáng công cộng, trong đó có chiếu sáng đường đô thị, cũng ngày càng tăng. Với tình
trạng mất cân đối nghiêm trọng giữa nguồn cung cấp điện và nhu cầu sử dụng điện năng, tiết
kiệm điện năng trong chiếu sáng công cộng nói chung, chiếu sáng đường đô thị nói riêng ngày
càng trở nên cấp bách.
Có rất nhiều giải pháp tiết kiệm điện năng cho chiếu sáng đường đô thị đã được triển khai
áp dụng hoặc thử nghiệm ở nhiều nước trên thế giới. Các giải pháp này có thể chia thành 3 nhóm
như sau: (1) nhóm các giải pháp công nghệ về thiết bị chiếu sáng đường đô thị; (2) nhóm các giải
pháp về quy hoạch và thiết kế hệ thống chiếu sáng đường đô thị; và (3) nhóm các giải pháp về

quản lý và vận hành.

21