ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHIẾU SÁNG

Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

MỤC LỤC
MỤC LỤC.....................................................................................................................................1
Lời Mở Đầu.................................................................................................................................1

Chương 1:Tổng quan về chiếu sáng đô thị
1.1. Mở đầu.............................................................................................................................4
1.1.1. Sơ lược về lịch sử chiếu sáng....................................................................................4
1.1.2. Tầm quan trọng của việc chiếu sáng..........................................................................5
1.1.3. Thành tựu của chiếu sáng ở Việt Nam.......................................................................6
1.2. Tổng quan về kỹ thuật chiếu sáng....................................................................................6
1.2.1.Cường độ sáng I – Candela(cd)..................................................................................6
1.2.2.Quang thông Φ,lemen(lm)..........................................................................................7
1.2.3.Độ rọi – E,lux(lx)........................................................................................................7
1.2.4.Độ chói – L (cd/m2)....................................................................................................7
1.3. Các nguyên lý cơ bản về chiếu sáng ngoài trời................................................................8
1.4.Các cấp chiếu sáng.............................................................................................................9
1.5.Phương pháp tỷ số R........................................................................................................10
1.5.1. Chiều cao cột đèn.....................................................................................................10
1.5.2. Khoảng cách đèn......................................................................................................12
1.5.3. Công suất đèn..........................................................................................................13

Chương 2: Thiết kế chiếu sáng và kiểm tra thiết kế chi ếu sáng
2.1 Đặc điểm chung và tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường cấp B....................................15
2.1.1 Giới thiệu chung......................................................................................................15
2.1.2. Các yêu cầu chung về chiếu sáng và cung cấp điện cho tuyến đường....................15
2.1.3. Các tiêu chuẩn thiết kế.............................................................................................16
2.2 Chọn và tính toán thiết kế................................................................................................17

2.2.1 Lựa chọn các phương án...........................................................................................17
2.2.2 Tính toán thiết kế......................................................................................................18

Chương 3: Phần mềm DIALUX

SVTH: Trần Văn Trọng

1


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Lời Mở Đầu
Trong công cuộc đổi mới đất nước, song song v ới quá trình công nghi ệp
hóa hiện đại hóa thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng cũng được tiến hành. Quá
trình nâng cấp, xây dựng hệ thống chiếu sáng ở các khu đô th ị cũng không
nằm ngoài kế hoạch. Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát tri ển m ạnh
mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao một cách nhanh chóng. Yêu c ầu
của họ trong các lĩnh vực: công nghiệp dịch vụ, du lịchvà sinh hoạt tăng
trưởng không ngừng. Chính do những yêu cầu này, đòi hỏi các nhà kĩ thu ật,
mỹ thuật, nhà khoa học phải nghiên cứu, tìm hiểu đ ể tạo ra các s ản ph ẩm
nhằm đáp ứng các nhu cầu của họ.
Thiết kế hệ thống điện chiếu sáng là một công việc làm khó. Nó không ch ỉ
đòi hỏi chiếu sáng đơn thuần mà còn phải đáp ứng yêu cầu về kỹ thu ật
mức độ tiện nghi, đảm bảo không bị chói lóa…. Ngoài ra nó còn ph ải đ ảm
bảo các yêu cầu về thẩm mỹ và có tính kinh tế cao như: tiết kiệm được
điện năng, chi phí đầu tư nhỏ, cho ánh sáng đẹp, đảm bảo mỹ quan…. Đ ể có
được một bản thiết kế trên đòi hỏi người thiết kế ngoài kiến th ức chuyên

môn còn phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, về môi tr ường và về các
đối tượng thiết kế. Tránh thiết kế sai gây dư thừa lãng phí nguyên vật li ệu
và làm mất tính thẩm mỹ….

SVTH: Trần Văn Trọng

2


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Với đề tài “thiết kế chiếu sáng đường” tôi đã trình bày khái quát c ơ s ở lý
thuyết chiếu sáng và vận dụng những kiến thức đã h ọc về kỹ thu ật chi ếu
sáng và cung cấp điện để thiết kế cho tuyến đường trên.

SVTH: Trần Văn Trọng

3


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Đề tài này bao gồm có 3 chương:
-

Chương 1: Tổng quan về chiếu sáng đô thị.

Trong chương này đề cập đến các vấn đề th ường dùng trong kỹ thu ật
chiếu sáng. Nó có thể giúp ta nắm được những cái chung nhất về kỹ
thuật chiếu sáng như: độ chói, độ rọi, chiều cao cột đèn….Trước khi
chúng ta bước sang chương sau.
Chương 2: Thiết kế chiếu sáng và kiểm tra thiết kế chiếu
sáng.
Chương này là các phương án thiết kế chiếu sáng đ ể ta ch ọn ra m ột
phương án tối ưu nhất để sử dụng chiếu sáng cho toàn bộ tuyến đường.
-

Chương 3: Phần mềm DIALUX.

Chương này chúng ta sẽ sử dụng phần mềm DIALUX để tự đ ộng hóa
trong trong thiết kế chiếu sáng đường với các bước sau:
•

Khởi động.

•

Thiết lập các thông số cơ bản về hệ đo đơn v ị, hệ th ống tiêu

chuẩn, ngôn ngữ.
•

Thiết lập các thông số kỹ thuật của tuyến đường.

•

Chọn đèn, bộ đèn và bố trí chiếu sáng.

•

Tính toán chiếu sáng.

•

Hiệu chỉnh kết quả tính toán.

SVTH: Trần Văn Trọng

4


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ
1.1. Mở đầu.
1.1.1. Sơ lược về lịch sử chiếu sáng.
Kỹ thuật chiếu sáng nói chung cũng nh ư kỹ thu ật chi ếu sáng công
cộng nói riêng từ một nủa thế kỷ nay đã và đang không ngừng phát
triển. Do việc nâng cao các tính năng của các đèn, b ộ đèn, c ải ti ến liên
tục của các phương pháp chiếu sáng.
Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của các ngành kinh t ế kỹ thu ật,
đời sống nhân dân được nâng cao. Vì vậy nhu cầu chiếu sáng ngày càng
đòi hỏi cao hơn, việc chiếu sáng các đô th ị, khu công nghi ệp, công trình

văn hoá thể thao, các xa lộ v.v… là một nhu cầu cấp thiết đòi hỏi các nhà
thiết kế chiếu sáng phải quan tâm làm sao vừa đảm bảo mỹ thu ật v ừa
đảm bảo kỹ thuật lại có tính kinh tế cao.
Ngày trước chiếu sáng chỉ nhằm đáp ứng nhu cầu “ xua tan bóng t ối”
thì ngày nay chiếu sáng không chỉ đẩy lùi bóng tối mà còn đảm b ảo ti ện
nghi, tính mỹ thuật ở mức cao nhất. Từ những năm 1940 đã xu ất hi ện
các chỉ dẫn nhằm đảm bảo độ đồng đều của ánh sáng, yêu c ầu cho an
toàn giao thông lúc bấy giờ. Từ năm 1965 uỷ ban quốc tế về chiếu sáng
(CIE) đã công bố một phương pháp gọi là tỷ số R, trong đó khái niệm v ề
độ rọi đã phải nhượng bộ một bước cho độ chói trung bình của mặt
đường có xét đến hiện tượng tương phản và do đó đã chú ý đến chi giác
nhìn.
Các thống kê và thực nghiệm đã được tiến hành, các tiêu chuẩn v ề
tiện nghi của việc bố trí đã được đề ra. Năm 1975 CIE công b ố m ột
phương pháp các “độ chói điểm”. Trong đó việc tính toán dần nh ững

SVTH: Trần Văn Trọng

5


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

điểm do máy tính thực hiện, đối với một cách bố trí chiếusáng cho trước
cho phép kiểm tra chất lượng của thực hiện chiếu sáng.
1.1.2. Tầm quan trọng của việc chiếu sáng.
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá ngành đi ện chi ếu
sáng giữ một vai trò rất lớn. Nó không chỉ chiếu sang đ ơn thu ần mà nó

còn góp phần vào công việc sản xuất, xây dựng, bảo vệ đ ất n ước. Đối với
chiếu sáng trong nhà, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn ph ải s ử d ụng chi ếu
sáng nhân tạo. Hiện nay người ta thường dùng điện để chiếu sáng nhân
tạo. Sở dĩ như vậy vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm: thiết bị đơn
giản, sử dụng thuận tiện.Ví dụ trong xí nghiệp dệt, nếu độ rọi tăng lên
1,5 lần thì thời gian để làm các thao tác chủ yếu sẽ giảm từ 8%→
25%,năng suất lao động tăng 4%→ 5%. Trong phân xưởng nếu ánh sáng
không đủ, công nhân sẽ phải làm việc trong trạng thái căng th ẳng, h ại
mắt, sức khoẻ, kết quả gây ra hàng loạt phế phẩm và năng suất lao
động sẽ giảm v.v… Ngoài ra còn rất nhiều công việc không th ể tiến hành
được nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống với ánh sáng t ự
nhiên ( bộ phận kiểm tra chất lương máy, nhuộm màu v.v… ). Nếu chiếu
sáng ngoài trời được đảm bảo một cách tối đa thì sẽ gi ảm đ ược r ất
nhiều tai nạn giao thông, giúp việc giao thông thuận tiện h ơn, gi ảm
nhiều tệ nạn xã hội. Mặt khác nếu chiếu sáng đô thị được bố trí một
cách hợp lý hơn thì sẽ làm tăng được vẻ đẹp của đô th ị cũng nh ư các
công trình văn hoá khác.
Vì vậy vấn đề chiếu sáng là m ột v ấn đề quan tr ọng nên đ ược các
nhà nghiên cứu chú ý nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâu nh ư
nguồn sáng, chiếu sáng công nghiệp, nhà ở, các công trình văn hoá ngh ệ
thuật, chiếu sáng sân khấu v.v…

SVTH: Trần Văn Trọng

6


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

1.1.3. Thành tựu của chiếu sáng ở Việt Nam.
Nhận biết được tầm quan trọng của chiếu sáng các nhà chi ếu sáng
Việt Nam cũng đã áp dụng nhũng thành tựu của khoa h ọc chi ếu sáng
trên thế giới và lĩnh vực chiếu sáng nước nhà. Hiện nay, hầu hết các
thành phố lớn, các đô thị cũng như các tuyến đường giao thông đã đ ược
chiếu sáng với các mức độ khác nhau nhưng cũng phát huy đ ược t ối đa
hiệu quả của chiếu sáng như giảm được tai nạn giao thông, tăng vẻ đẹp
của các đô thị, giảm tệ nạn xã hội v.v… Trong chương trình đ ưa điện về
nông thôn thì điện chiếu sáng cũng đã xuất hiện nhằm ph ục vụ s ản
xuất.
1.2. Tổng quan về kỹ thuật chiếu sáng.
1.2. Các đại lượng đo ánh sáng.
Khái niệm quang thông là quan niệm đầu tiên của con ng ười có quan
hệ đối với nguồn sáng, đó là ngọn nến và đèn măng sông không cho cùng
một đại lượng ánh sáng. Điều đó đã thúc đẩy nhà vật lý Lambert ở th ế
kỷ 18 đưa ra các cơ sở của phép đo ánh sáng dựa trên c ơ s ở quang h ọc
hình học và sinh lý.
1.2.1.Cường độ sáng I – Candela(cd).
Khi xét sự phát xạ thông lượng dΦ của nguồn O theo ph ương c ủa
điểm A là tâm của miền dS được nhìn từ O dướ khóc khối dΩ. Khi cho dS
tiến tới không, dΩ cũng tiến tới không, song tỷ số dΦ/dS tiến tới một giá
trị tới hạn gọi là cường độ sáng của điểm O tới A.

O
SVTH: Trần Văn Trọng

A
7

Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Hình 1.2

Tức là :

I OAr  lim d �0

d
d  (1.2)

Cường độ sáng luôn luôn liên quan với một phương cho trước đ ược bi ểu
diễn bằng một vecto theo phương này và có độ lớn tính bằng candenla.
Candela là cường độ ánh sáng theo một phương đã cho của nguồn phát
của bức xạ đơn sắc có tần số 540.1012Hz (λ = 555 nm) và cường độ năng
lượng theo phương này là 1/683 oắt trên steradian.
1.2.2.Quang thông Φ,lemen(lm).
Đơn vị cường độ sáng candela do nguồn phát theo mọi h ướng t ương ứng
với đơn vị quang thông tính bằng lumen. Lumen là quang thông do
nguồn này phát ra trong không gian ta có thể suy ra không gian c ủa nó.
Trong trường hợp đặc biệt khi cường độ bức xạ I không ph ụ thuộc vào
phương thì quang thông là :
Φ=

=4Π.I (1.3)

1.2.3.Độ rọi – E,lux(lx).

Mật độ quang thông rơi trên một bề mặt là độ rọi, có đơn v ị là : lx.
Biểu thức tính :

Elx 

lm
Sm2 (1.4)

Khi sự chiếu sáng trên bề mặt không đều nên tính trung bình số h ọc ở
các điểm khác nhau để tính độ rọi trung bình.

SVTH: Trần Văn Trọng

8


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

1.2.4.Độ chói – L (cd/m2).
Trong một phương diện cho trước, của một diện tích mặt phát cho
dS. Độ chói là tỷ số của cường độ sáng dI phát bởi dS theo ph ương này
trên diện tích biểu kiến của dS.

Hình 1.3
L(cd / m 2 ) 

dI (cd)
dS .cos  m2 )

(1.5)

Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là c ơ s ở c ủa
các khái niệm về chi giác và tiện nghi thị giác.
1.3. Các nguyên lý cơ bản về chiếu sáng ngoài trời .
Các tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng đ ường bộ th ực ch ất đòi h ỏi
cho phép một thị giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi. V ề
phương diện này ta lưu ý:
Độ chói trung bình của mặt đường do người lái xe quan sát khi nhìn
mặt đường ở tầm xa một trăm mét khi thời tiết khô. M ức yêu c ầu ph ụ
thuộc vào loại đường ( mật độ giao thông,tốc đô, vùng đô th ị hay nông
thôn…) trong các điều kiện làm việc bình thường.

độ
độ

0.5
1.5

1 độ
Hình 1.4

SVTH: Trần Văn Trọng

9


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Mặt đường khi thiết kế chiếu sáng được quan sát dưới góc
0.5 o + 1.5o
và trải dài từ 60 + 170m (hình 1.4).
Độ đồng đều phân bố biểu diễn của độ chói lấy từ các điểm khác
nhau của bề mặt, do độ chói không giống nhau theo mọi h ướng (s ự
phản xạ không phải là vuông góc mà là h ỗn h ợp ) nên trên đ ường giao
thông người ta phải kiểm tra độ đồng đều của ánh sáng trên hai đi ểm đo
theo chiều ngang và một tập hợp điểm cách nhau gần 5m gi ữa các c ột
đèn theo chiều dọc.
Phải hạn chế loá mắt và sự mệt mỏi do số lượng và quang c ảnh
của các đèn xuất hiện trên thị trường, khi phải đảm bảo độ chói trung
bình của mặt đường. Do đó người ta định nghĩa một “ chỉ s ố loá m ắt “ G (
glare index) chia theo thang từ 1 (không chịu đ ược ) đén mức 9 ( không
cảm nhận được ) và cần phải giữ ở mức 5 (chấp nhận được).
Hiệu quả hướng nhìn khi lái xe phụ thuộc vào các v ị trí sáng trên
các đường cong, loại nguồn sáng trên một tuy ến đường và tín hiệu báo
trước những nơi cần báo trước những nơi cần chú ý (đ ường cong, ch ỗ
thu thuế, ngã tư …) cũng như các nối vào của con đ ường.
1.4.Các cấp chiếu sáng.
Đối với các tuyến đường quan trọng, CIE xác định 5 c ấp chi ếu sáng
khi đưa ra các giá trị tối thiểu cần phải thoả mãn chất l ượng ph ục vụ
( bảng 1.4).
Bảng 1.1 – Các c ấp chi ếu sáng
Độ
Độ đồng
đồng
Loại
Độ chói

Chỉ số
đều
đều nói chiếu
Cấp
đường
Mốc
trung
tiện
chung dọc U1= nghi G
bình
Uo=

A

B

Xa lộ
Xa lộ cao
tốc
Đường
cái
Đường
hình tia

SVTH: Trần Văn Trọng

Sáng
Tối

2

0,4

0,7

6

2
1 đến 2

0,4

0,7

5
6

10


Đồ án điện công nghiệp

C

D

E

Thành
phố hoặc

đường có
ít người
đi bộ
Các phố
chính
Các phố
bán buôn
Đường
vắng

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Sáng
Tối

0,4

0,7

5
6

Sáng

0,4

0,7

4

Sáng
Tối

0,4

0,5

4
5

1.5.Phương pháp tỷ số R.
Độ chói trung bình mặt đường là tiêu chuẩn quang trọng đầu tiên khi
thiết kế sơ bộ chiếu sang đường.Vì bề mặt đường không mịn nên đ ộ
chói của long đường không quan hệ với độ rọi lòng đường theo đ ịnh
luật Lambert (

L

E


),vì thế quan hệ giũa độ chói trung bình lòng đường

và độ rọi theo tỷ số R được xác lập bằng nhiều công trình th ực nghi ệm:
R

Etb
Ltb

Etb độ rọi trung bình long đường

Ltb độ chói trung bình long đường
Tuỳ theo chất phủ mặt đường và loại bộ đèn sử dụng mà ta có th ể xác
định bằng thực nghiệm tỷ số R.
R= Độ rọi trung bình (lux)/ Đ ộ chói trung bình (cd/m 2).
B ảng 1.2.Giá tr ị t ỷ s ố R
Loại và tính chất mặt đường

Đèn chụp Đèn chụp

Bê tông xi măng sạch
Bê tông thô(bẩn)
Bê tông phủ nhụa màu sáng
Bê tông phủ nhựa màu trung bình

hẹp
12
14
14
20

SVTH: Trần Văn Trọng

11

bán rộng
8
10
10
14

Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Bê tông phủ nhựa màu tối
Đường lát gạch cách phối đá dăm

25
18

18
13

1.5.1. Chiều cao cột đèn.
Các thông số đặc trưng cho cách bố trí đèn được xác đ ịnh theo (hình
1.5).
Trong đó :
h : chiều cao cột đèn.
b : chiều rộng mặt đường.
c : khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp.
s : khoảng cách hình

chiếu của đèn đến chân c ột đèn.

a :khoảng cách hình chiếu của đèn đến mép đường.

Sự bố trí của các bộ đèn có th ể là :
Ở một bên đường: Đó là trường hợp đường tương đối hẹp hoặc
một phía có hàng cây hoặc chỗ uốn cong.Trong đó trường h ợp này sẽ b ố

trí đèn ngoài chỗ uốn cong để đảm bảo hướng tầm nhìn cho phép đánh
giá tầm quan trọng chỗ rẽ (hình 1.6).
SVTH: Trần Văn Trọng

12


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Sự đồng đều của độ rọi ngang được đảm bảo bằng giá trị h sao
cho
h ≥ 1.
Hai bên so le: dùng cho các đường 2 chiều, độ rọi nói chung sẽ đều
hơn nhưng phải tránh uốn khúc không có lợi cho lái xe (hình 1.7 ). Tính
2
3

đồng đều của độ chói ngang đòi hỏi độ cao của đèn h ≥ l.
Hai bên đối diện: đối với các đường rất rộng hoặc ph ải đảm b ảo
độ cao của đèn (hình 1.8 ).Sự đồng đều của độ chói ngang c ần thiết có h
≥ 0,5.l
Theo trục đường: được sử dụng trong trường hợp đường đôi có
dải phân cách ở giữa, sự bố trí như vậy chỉ cho phép sử dụng một cột có
2 đầu nhô ra, đồng cũng là đường cung cấp điện (hình 1.9 ).
Hình 1.6.
Bố trí đèn ở
một
bên

đường
Hình 1.7 Bố trí đèn 2 bên so le

Hình 1.8 Bố trí đèn 2 bên song song Hình 1.9 B ố trí đèn trên d ải
phân cách
Khi nguồn cung cấp là dây treo, các đèn đ ược treo theo tr ục đ ường
bằng các cột đỡ tương đối xa nhau. Cách làm nh ư vậy đảm bảo t ầm
nhìn rất tốt và rất ít gây loá mắt.
1.5.2. Khoảng cách đèn.
Tính đồng đều của độ chói theo chiều dọc con đường quyết định s ự
lựa chọn khoảng cách giữa hai bộ đèn liên tiếp. Ngoài ra khoảng cách
còn phụ thuộc vào chiều cao của đèn và chỉ số phát xạ của bộ đèn.
Tuỳ theo trục đường cho phép mà ta có thể sử dụng ba loại bộ đèn sau:
kiểu chụp vừa, kiểu chụp sâu, kiểu chụp rộng để bảo vệ chống loá mắt
trực tiếp
B ảng 1.3 Các ki ểu b ộ đèn
Kiểu bộ đèn
hướng Imax
SVTH: Trần Văn Trọng

13

Imax dưới góc 900 Imax dưới góc


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn
800
30 cd/1000 lm

300 cd/1000 lm

Kiểu chụp sâu 0 đến 650
10 cd/1000 lm
0
Kiểu chụp vừa 0 đến 75
50 cd/1000 lm
0
Kiểu chụp rộng 0 đến 90
1000 cd V Φ
Ta lưu ý rằng bộ đèn chụp rộng tương đối loá m ắt, nên ít g ặp trong
chiếu sáng đường ôtô nhưng thường dùng chiếu sáng cho các vùng có
nhiều người đi bộ ( quảng trường,nơi dạo mát,khu nhà ở …) độ chói của
chúng có thể chấp nhận được khi đèn được đặt trong các quả hình c ầu
khuyếch tán ánh sángđược tính toán một cách hợp lý.
Các bộ đèn chụp sâu thực tế tránh được mọi nguy c ơ bị chói m ắt tr ực
tiếp nhưng phải thận trọng để tránh “hiệu ứng bậc thang “. Th ường
dùng các nguồn sáng điểm.
Các bộ đèn chụp vừa phân bố ánh sáng rộng th ường thích h ợp v ới các
nguồn sáng dạng có độ chói nhỏ, ví dụ các đèn natri thấp ho ặc các đèn
ống huỳnh quang.
Bảng 1.4 Các giá tr ị c ực đ ại c ủa t ỷ s ố e/h
e/h max
Đèn chụp sâu Đèn chụp
Đèn chụp
bán rộng
rộng
Một bên, hai bên
3h
3,5h

4h
đối diện trên dải
phân cách
Hai bên so le
2,7h
3,2h
3,7h
1.5.3. Công suất đèn.
1.
Độ rọi trung bình của đèn.
Tuỳ theo chất phủ mặt đường và loại bộ đèn sử dụng mà ta có th ể xác
định bằng thực nghiệm tỷ số R.
R= Độ rọi trung bình (lux)/ Độ chói trung bình (cd/m2).
Bảng 1.5 Độ rọi trung bình của các loại đường
R= Etb/ltb

Bê tông

Lớp phủ mặt đường

Sạch Bẩn
Sáng Trung bình
Tối Hè đường
Kiểu chụp sâu 11
14
14
19
25
18
Kiểu chụp vừa 8

10
10
14
18
13
2.
Hệ số sử dụng của bộ đèn.
Đó là số phần trăm quang thông do đèn phát ra chiếu trên ph ần h ữu ích
của con đường có độ rộng l.
SVTH: Trần Văn Trọng

14


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Đối với bộ đèn đã cho, hệ số sử dụng fH này phụ thuộc vào độ mở của
góc nhị diện của chùm tia sáng cắt mặt đường.

Đường các đèn

a
l-a

Hình 1.10
Các nhà chế tạo thường cho hệ số này trên một đồ thị thể hiện giá tr ị
thường dùng nhất.

SVTH: Trần Văn Trọng

15


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Chương 2
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ KIỂM TRA
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
2.1 Đặc điểm chung và tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường cấp B
2.1.1 Giới thiệu chung
- Nội dung thiết kế: Thiết kế chiếu sáng đường cấp B, đ ường dài
6km, bề rộng lòng đường 21 m, có ba làn đường, bề rộng v ỉa hè m ỗi bên
3 m.
- Đường được yêu cầu thiết kế là đường có dải phân cách mềm.

SVTH: Trần Văn Trọng

16


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

- Khi thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu sau ( Bảng 4.1 trang 89 –
Tài liệu 1) :

+ Độ chói trung bình Ltb= 1-2 cd/m2.
+ Độ đồng đều theo chiều dọc U1 = 0,7
+ Độ đồng đều nói chung U0 = 0,4
+ Chỉ số tiện nghi G = 5 - 6
- Đây là phương án quan trọng nên khi thiết kế người thiết kế phải
thiết kế sao cho đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và thẩm mỹ đạt yêu
cầu tốt nhất.
* Đường cấp B:
Đường cấp B yêu cầu thiết kế chiếu sáng có các thông số nh ư sau:
+ Toàn tuyến có tổng chiều dài là 6 km
+ Chiều rộng lòng đường là 21 m
+ Bề rộng vỉa hè mỗi bên là 3 m

3m

21m

3m

Hình 2.1

2.1.2. Các yêu cầu chung về chiếu sáng và cung cấp đi ện cho
tuyến đường
* 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 trên trục đường vận chuyển tốc độ lớn như đường cấp B, tại đi ểm
kết thúc phải tạo ra các vùng đệm có độ chói giảm v ới chiều dài t ừ 100 150m bằng cách giảm công suất bóng đèn hay giảm đi một pha.
* Khi thiết kế phải đảm bảo chức năng dẫn hướng định v ị cho các
phương tiện giao thông.
* Thể hiện tính thẩm mĩ, hài hoà với cảnh quang môi tr ường đô th ị,

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, gi ảm chi

SVTH: Trần Văn Trọng

17


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

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 5%.
* Điều khiển hệ thống chiếu sáng bao gồm hệ thống điều khi ển
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 c ấu ki ện
khác) phải tuân theo các qui định về an toàn lưới điện trong xây d ựng
TCVN 4086-1985.
2.1.3. Các tiêu chuẩn thiết kế
* Cột đèn
Căn cứ vào khảo sát thực địa và áp dụng các phương pháp chi ếu
sáng hiện nay đang sử dụng chủ yếu các loại cột đèn bê tông ly tâm, c ốt
thép hoặc trụ sắt rỗng với các chiều cao: 7m, 8m, 10m, 12m, 14 m, 16m...

Nhưng hiện nay ta hay dùng nhất là loại: 14m, 16m.
* Cần đèn: Tuỳ theo giải pháp thiết kế chiếu sáng mà ta ch ọn c ần đèn
một nhánh, hai nhánh, ba nhánh có các độ vươn khác nhau: 0,5m; 1m;
1,5m; 2m; 2,5m.
* Chụp đèn:
Đối với kiểu chụp đèn hiện nay: Thì có 2 kiểu.
- Kiểu rộng: Thường gây loá mắt.
- Kiểu sâu: Tránh được hiện tượng loá mắt nhưng gây ra hiệu ứng
bật thang. Vì vậy khi chiếu sáng đường cấp B em nh ận th ấy ki ểu ch ụp
vừa là phù hợp nhất, và hiện nay trên thị trường có kiểu bộ đèn bán
rộng Phillips.

SVTH: Trần Văn Trọng

18


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

2.2 Chọn và tính toán thiết kế
2.2.1 Lựa chọn các phương án
* Phương án 1: bố trí một bên.

Hình 2.2

+Ưu điểm : Áp dụng cho đường tương đối hẹp, hoặc m ột phía có
hàng cây, hoặc một phía uốn cong, có khả năng dẫn h ướng t ốt, chi phí
lắp đặt thấp.

+Nhược điểm: Độ đồng đều nói chung không cao,để đảm bảo độ
chói,yêu cầu chiều cao đèn h �l .
* Phương án hai: Bố trí đèn hai bên đối diện.

+Ưu điểm: Đảm bảo lòng đường luôn được chiếu sáng ở mức tốt nh ất,
khả năng dẫn hướng tốt, độ đồng đều cao,vỉa hè được chiếu sáng tốt
hơn, áp dụng cho đường rất rộng.
+Nhược điểm: Số lượng đèn lớn,chi phí lắp đặt khá cao.
* Phương án ba: Bố trí đèn hai bên so le.

SVTH: Trần Văn Trọng

19


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

+Ưu điểm: Thích hợp cho những đường tương đối rộng, nh ững đ ường
có nhiều cây xanh.
+Nhược điểm: Tính dẫn hướng thấp, độ đều chiều dọc không cao, chi
phí lắp đặt tương đối cao.
Nhận xét: Trong ba phương pháp trên thì ta nhận thấy phương án hai và
phương án ba đáp ứng đầy đủ các nhu cầu về kinh tế kỹ thuật nên ta
chọn hai phương án này để tính toán. Ta không nên chọn loại ph ương án
một vì nó không phù hợp với yêu cầu được thiết kế.
2.2.2 Tính toán thiết kế
2.2.2.1. Tính toán phương án 2:
- Bố trí đèn hai bên đối diện:

Bước 1: Lấy dữ liệu
* Đường cấp B yêu cầu thiết kế chiếu sáng có các thông số nh ư sau:
+ Toàn tuyến có tổng chiều dài là 6 km.
+ Chiều rộng lòng đường là 21 m.
+ Bề rộng vỉa hè là 3 m.
+Thông thường thì khoảng cách từ cột đèn đến mép đường: 0,5m
Bước 2: Chọn độ chói trung bình theo bảng 4.1 trang 89.
- Chọn độ chói trung bình: Ltb= 1,5 cd/m2.
Bước 3: Chọn phương án bố trí đèn
Bố trí đèn hai bên đối diện
l 21
h� 
 14m
2 2

Để đảm bảo sự đồng đều ta chọn chiều cao
Ta chọn chiều cao cột đèn h=14m
SVTH: Trần Văn Trọng

20


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Bước 4: Chọn bộ đèn và loại đèn
- Chọn bộ đèn chụp sâu Phillips 614HGV AC 1XSON-TPP250W TP,
độ nghiêng 10o,
-Chọn đèn Natri cao áp.

- Với phương án trên thì ta có thể sử dụng đèn có c ần đèn S = 0,5m;
1m; 1,5m; 2m; 2,5m.
- Để tính toán ta chọn ra loại đèn có c ần đèn S =1m; 1,5m đ ể tính
toán.
Bước 5: xác định hệ số sử dụng U
† Xét cần đèn có S = 1m
B

A

14m
10
m1
0m

3m

21m

a=0,5m

Hình 2.1
* Tính cho đèn A:
tg1 

a 0, 5

 0, 0357
h 14

- Tra đường cong hệ số sử dụng phía sau, ta có U 1 = 0,02
tg 2 

l  a 21  0, 5

 1, 4643
h
14

- Tra đường cong hệ số sử dụng phía tr ước, ta có U2 = 0,3
- Hệ số sử dụng cho đèn A:
UA= U1+U2 = 0,02 + 0,3 = 0,32
† Xét cần đèn có chiều dài S = 1,5m

SVTH: Trần Văn Trọng

21

B


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

A

14m

3m

21m

1m

*Tính cho đèn A:
tg1 

a 1

 0, 0714
h 14

- Tra đường cong hệ số sử dụng phía sau, ta có U 1 = 0,035
tg 2 

l  a 21  1

 1, 4286
h
14

- Tra đường cong hệ số sử dụng phía tr ước, ta có U2 = 0,28
- Hệ số sử dụng cho đèn A:
U A= U1+U2 = 0,035 + 0,28 = 0,315
† Nhận xét
Qua 2 ph ương án chọn đèn có độ dài cần đèn S =1m; 1,5m, ta th ấy
loại đèn có độ dài cần đèn S =1m có hệ số sử dụng lớn nh ất Umax =
0,32. Vậy ta chọn loại đèn S =1m để tính toán.
Bước 6: xác định khoảng cách e giữa hai đèn liên tiếp theo bảng 4.5

trang100
Để đảm bảo độ đồng đều theo chiều dọc của đ ộ chói:
emax= 3.h  emax =3.14 = 42m
Bước 7: Xác định tỉ số R theo bảng 4.8
Với bộ đèn bán rộng, lớp phủ mặt đường nhựa trung bình.Tra bảng
4.8 trang 101 sách “thiết bị và hệ thống chiếu sáng” chọn R =14
Bước 8: xác định hệ số suy giảm quang thông V theo bảng 4.6 và 4.7
- Hệ số suy giảm: V = V1.V2 = 0,9 .0,9 = 0,81.

SVTH: Trần Văn Trọng

22


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

+ V1: Sự suy giảm quang thông của đèn theo th ời gian ho ạt đ ộng 1
năm, chọn V1= 0,9.
+ V2: Sự bám bẩn của đèn là nguyên nhân làm gi ảm quang thông
hằng năm, chọn V2= 0,9.
Bước 9: Xác định quang thông tính toán của bộ đèn
- Quang thông của đèn:

 tt 

l.e.Ltb .R 21.42.1,5.14

 71458lm

V .U
0,81.0,32

Ta chọn đèn có các thông số như sau:
Chọn bóng đèn Natri cao áp có P  400W ,   48000lm, Pcl  40W
+ Chọn lại khoảng cách e:
e

.U .V 48000.0,32.0,81

 28, 2m
l.Ltb .R
21.1,5.14

Chọn e = 29m
+Tính độ chói trung bình của lòng đường:
Ltb 

 .U .V 48000.0,32.0,81

 1, 46cd / m 2
l.e.R
21.29.14

+ Tính độ rọi trung bình của lòng đ ường :
Etb 

.U .V 48000.0,32.0,81

 20, 43lux

l.e
21.29

† Tính độ rọi trung bình của vỉa hè:
* Tính cho đèn A:
tg 3 

Vỉa hè phía đèn A:

lvh  a 3  0, 5

 0, 25
14
14

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng phía sau ta có U 3 = 0,1
Hệ số sử dụng cho vỉa hè phía đèn A:
U = U3 – U1= 0,1 - 0,02= 0,08
Độ rọi vỉa hè phía đèn A:
Etb1 

 .U vh .V 48000.0, 08.0,81

 35, 7lux
lvh .e
3.29

Vỉa hè phía đèn B do đèn A chiếu sang:
tg 4 

21  0,5  3
 1, 6786
14

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng phía tr ước ta có U 4 = 0,32
SVTH: Trần Văn Trọng

23


Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

Hệ số sử dụng cho vỉa hè phía đèn B do đèn A chiếu sang:
U = U4 – U2= 0,32 - 0,3= 0,02
Độ rọi vỉa hè phía đèn B do đèn A chiếu sang:
Etb 2 

 .U vh .V 48000.0, 02.0,81

 8,9lux
lvh .e
3.29

Vậy độ rọi trung bình vỉa hè là:
Etb  Etb1  Etb 2  35,7  8,9  44, 6lux

Bước 10: Kiểm tra chỉ số tiện nghi:
Chỉ số tiện nghi:

G = ISL + 0,97logLtb + 4,41 log h’-1,46logP
Trong đó:
h’ = h - 1,5 = 14- 1,5 = 12,5m
ISL: Chỉ số riêng của từng bộ đèn do hang quy định t ừ 3  6 được tính
từ chỉ số khuýêch tán ta chọn ISL =4,5
p: Số đèn trên từng km tuyến đường.
1000
p(
 1) * 2  70,9
34
bộ.

ta lấy p=71bộ
Vậy chỉ số tiện nghi là:
G = 4,5 + 0,97log1,5 + 4,41 log12,5 - 1,46log60 = 6,8
Ta thấy G =6,8 (Đủ tiện nghi)
2.2.2.2. Tính toán phương án 3:
Bố trí đèn hai bên so le.
Bước 1: Lấy dữ liệu
* Đường cấp B yêu cầu thiết kế chiếu sáng có các thông số nh ư sau:
+ Toàn tuyến có tổng chiều dài là 6 km.
+ Chiều rộng lòng đường là 21 m.
+ Bề rộng vỉa hè là 3 m.
+Thông thường thì khoảng cách từ cột đèn đến mép đường: 0,5m
Bước 2: chọn độ chói trung bình theo bảng 4.1 trang 89.

SVTH: Trần Văn Trọng

24

Đồ án điện công nghiệp

GVHD:Th.S Lương Ngọc Toàn

- Chọn độ chói trung bình: Ltb= 1,5 cd/m2.
Bước 3: Chọn phương án bố trí đèn
Bố trí đèn so le hai bên đường.
2l 2.21
h� 
 14m
3
3

Để đảm bảo sự đồng đều ta chọn chiều cao
Ta chọn chiều cao cột đèn h=14m
Bước 4: chọn bộ đèn và loại đèn
- Chọn bộ đèn chụp sâu Phillips 614HGV AC 1XSON-TPP250W TP,
độ nghiêng 10o,
- Chọn đèn Natri cao áp.
- Với phương án trên ta có thể sử dụng đèn có cần đèn S = 0,5m; 1m;
1,5m; 2m; 2,5m.
- Để tính toán ta chọn ra loại đèn có c ần đèn S =1m; 1,5m đ ẻ tính
toán.
Bước 5: Xác định hệ số sử dụng U
† Xét cần đèn có S = 1m
A

14m

α3

α4

3m

21m
a=0,5m

Hình 2.9

* Tính cho đèn A:
tg1 

a 0, 5

 0, 0357
h 14

- Tra bảng đường cong hệ số sử dụng phía sau, ta có U 1 = 0,02
tg 2 

SVTH: Trần Văn Trọng

l  a 21  0, 5

 1, 4643
h
14

25