TThiết kế hệ thống điện chiếu sáng là một công việc làm khó. Nó không chỉ đòi hỏi chiếu sáng đơn thuần mà còn phải đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật mức độ tiện nghi, đảm bảo không bị chói lóa…. Ngoài ra nó còn phải đảm bảo các yêu cầu về thẩm mỹ và có tính kin
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.47 MB, 28 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BÁO CÁO:
KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ ĐÈN CHIẾU SÁNG GIAO THÔNG QUỐC LỘ 1A
GVHD :THs. Phạm Khoa Thành
Lớp : 17542DLU1
Nhóm thực hiện: Nhóm 4
Tháng 12 năm 2019
DANH SÁCH NHÓM 4
Stt
Họ và tên
MSSV
SĐT
1
Võ Vũ Linh
17542034
0833069013
2
Nguyễn Hoàng Giang
17542014
0916365367
3
Tô Lâm Giang
17542013
0932933269
4
Nguyễn Duy Thắng
17542078
0918395693
5
Nguyễn Thị Bé Thúy
17542089
0946755782
6
Nguyễn Thành Vinh
17542118
0362323567
7
Nguyễn Hữu Lập
17542029
0932932037
8
Trần Văn Đông
17542009
0917497755
Ghi chú
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
Lời Mở Đầu
Trong công cuộc đổi mới đất nước, song song với quá trình công nghiệp 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 thị cũng không nằm ngoaì kế hoạch. Hiện nay, nền kinh tế nước ta
đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao một cách nhanh chóng.
Yêu cầu của họ trong các lĩnh vực: công nghiệp dịch vụ, du lịch và sinh hoạt tăng trưởng
không ngừng. Chính do những yêu cầu này, đòi hỏi các nhà kĩ thuật, mỹ thuật, nhà khoa học
phải nghiên cứu, tìm hiểu để tạo ra các sản phẩm nhằm đáp ứng các nhu cầu của họ.
Thiết kế hệ thống điện chiếu sáng là một công việc làm khó. Nó không chỉ đòi hỏi chiếu
sáng đơn thuần mà còn phải đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật mức độ tiện nghi, đảm bảo không
bị chói lóa…. Ngoài ra nó còn phải đảm 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, dẩm bảo mỹ quan….
Để có được một bản thiết kế trên đòi hỏi người thiết kế ngoài kiến thức chuyên môn còn phải
có sự hiểu biết nhất định về xã hội, về môi trường và về các đối tượng thiết kế. Tránh thiết
kế sai gây dư thừa lãng phí nguyên vật liệu và làm mất tính thẩm mỹ….
Với đề tài “thiết kế chiếu sáng cho đường giao thông” nhóm đã trình bày khái quát cơ sở
lý thuyết chiếu sáng và vận dụng những kiến thức đã học về kỹ thuật chiếu sáng và cung cấp
điện để thiết kế cho tuyến đường giao thông.
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
I.
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG.
1. Các đại lượng đo ánh sáng.
Khái niệm quang thông là quan niệm đầu tiên của con người có quan hệ đối với
nguồn sáng, đó là ngọn nến và đèn măng sông không cho cùng một đại lượng ánh sáng.
Những khái niệm này không nêu lên bất kỳ sự phân bố ánh sáng trong các miền khác
nhau của không gian chiếu sáng, hơn nữa nó không thể đo được. Điều đó đã thúc đẩy
nhà vật lý Lambert ở thế kỷ 18 đưa ra các cơ sở của phép đo ánh sáng dựa trên cơ sở
quang học hình học và sinh lý.
2. Quang thông Φ,lemen(lm).
Đơn vị cương độ sáng candela do nguồn phát theo mọi hướng tương 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 của nó.
Trong trường hợp đặc biệt khi cường độ bức xạ I không phụ thuộc vào phương thì
quang thông là :
Φ=
=4Π.I (1.1)
3. Độ rọi – E,lux(lx).
Mật độ quang thông rơi trên một bề mặt là độ rọi, có đơn vị là : lx.
Biểu thức tính : Elx =
(1.2)
Khi sự chiếu sáng trên bề mặt không đều nên tính trung bình số học ở các điểm khác
nhau để tính độ rọi trung bình.
Khái niệm về độ rọi ngoài nguồn ra còn liên quan tới vị trí cảu mặt được chiếu sáng.
Ta coi một nguồn sáng điểm O, bức xạ tới một mặt nguyên tố dS ở cách O một khoảng
r, một cường độ sáng I.
Gọi α là góc hợp bởi pháp tuyến n của dS với phương r. Góc khối dΩ chắn trên một
hình cầu bán kính r, một diện tích bằng dS.cosα.
Trang. 1
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
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 phương này trên diện tích biểu kiến của dS.
Hình 1.1
(cd/m L
)
2
=
(1.3)
Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là cơ sở của các khái niệm
về chi giác và tiện nghi thị giác.
5. Các nguyên lý cơ bản về chiếu sáng ngoài trời.
Các tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng đường bộ thực chất đòi hỏi cho phép một thị
giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi. Về 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. Mức yêu cầu phụ thuộc vào loại đường ( mật độ
giao thông,tốc đô, vùng đô thị hay nông thôn…) trong các điều kiện làm việc bình
thường.
Trang. 2
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
1,5m
170m
0.5 độ
1 độ
1.5 độ
Hình 1.2
Mặt đường khi thiết kế chiếu sáng được quan sát dưới góc 0.5o + 1.5o và trải
dài từ 60 + 170m (hình 1.2).
- 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 hướng (sự phản xạ không phải là
vuông góc mà là hỗn hợp ) nên trên đường giao thông người ta phải kiểm tra độ
đồnh đều của ánh sáng trên hai điểm đo theo chiều ngang và một tập hợp điểm
cách nhau gần 5m giữa các cột đèn theo chiều dọc.
- Phải hạn chế loá mắt và sự mệt mỏi do số lượng và quang cảnh 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 số loá mắt “ G ( glare index) chia theo thang từ 1
(không chịu được ) 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 vị trí sáng trên các đường
cong, loại nguồn sáng trên một tuyến đường và tín hiệu báo trước những nơi cần
báo trước những nơi cần chú ý (đường cong, chỗ thu thuế, ngã tư …) cũng như
các nối vào của con đường.
a. Các cấp chiếu sáng.
Đối với các tuyến đường quan trọng, CIE xác định 5 cấp chiếu sáng khi đưa ra các
giá trị tối thiểu cần phải thoả mãn chất lượng phục vụ ( bảng 1.4). Tất nhiên do sự già
hoá của các thiết bị, các chuyên viên thiết kế phải tăng cường độ chói trung bình khi
vận hành cũng như chiếu sáng trong nhà.
Trang. 3
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Bảng 1.1 – Các cấp chiếu sáng
Cấp
Loại
đường
A
Xa lộ Xa
lộ cao
tốc
B
Đường cái
Đường
hình tia
C
Thành phố
hoặc đường
có ít người
đi bộ
D
E
Các phố
chính Các
phố bán
buôn
Đường
vắng
Độ chói
Mốc trung bình
2
Sáng Tối
2
1 đến 2
Độ đồng
đều nói
chung Uo=
Độ đồng
đều chiếu
dọc U1=
0,4
0,7
6
0,4
0,7
5
6
Chỉ số
tiện nghi
G
Sáng Tối
0,4
0,7
5
6
Sáng
0,4
0,7
4
Sáng Tối
0,4
0,5
4
5
Cần chú ý sự khác nhau các công thức hệ số đồng đều : nếu giá trị điện Uo= 0,4 thì
nhìn mặt đường thấy phong cảnh thấp thoáng hay còn gọi là hiệu ứng bậc thang. Khi
độ đồng đều theo chiều dọc U1 lớn hơn 0,7 hiệu ứng này không còn nữa.
b. Phương pháp tỷ số R.
Do sự phản chiếu không vuông góc của các lớp phủ mặt đường, thoạt đầu ta không
thể xác định quan hệ giữa độ chói và độ rọi ngang của nền đường. Tuy nhiên kinh
nghiệm cho thấy đối với các thiết bị phân phối ánh sáng đối xứng, tính đồng đều của
độ rọi phụ thuộc vào hình dáng bố trí đèn và độ chói trung bình của lọai thiết bị chiếu
sáng và lớp phủ mặt đường.
c. Chiều cao cột đèn.
Trang. 4
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Các thông số đặc trưng cho cách bố trí đèn được xác định theo (hình 1.4).
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 cột đèn.
a : khoảng cách hình chiếu của đèn đến mép đường ( trong hình vẽ là dương ).
h
s
a
c
l
Hình 1.4
Sự bố trí của các bộ đèn có thể 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 hợp này sẽ bố trí đèn ngoài chỗ uốn
cong để đảm bảo hướng tầm nhìn cho phép đánh giá tầm quan trọng chỗ rẽ (hình
1.5).
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 1.6 ).
Tính đồng đều của độ chói ngang đòi hỏi độ cao của đèn h ≥ l.
Trang. 5
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
- Hai bên đối diện: đối với các đường rất rộng hoặc phải đảm bảo độ cao của đèn
(hình 1.7 ). Sự đồng đều của độ chói ngang cần 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 1.8 ).
Hình 1.5. Bố trí đèn ở một bên đường
Hình 1.7 Bố trí đèn 2 bên song song
Hình 1.6 Bố trí đèn 2 bên so le
Hình 1.8 Bố trí đèn trên dải phân cách
Khi nguồn cung cấp là dây treo, các đèn được treo theo trục đường bằng các cột
đỡ tương đối xa nhau. Cách làm như vậy đảm bảo tầm nhìn rất tốt và rất ít gây loá mắt.
d. Khoảng cách đèn.
Tính đồng đều của độ chói theo chiều dọc con đường quyết định sự 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
Bảng 1.2 Các kiểu bộ đèn
Kiểu bộ đèn
Kiểu chụp sâu Kiểu
chụp vừa Kiểu chụp
rộng
hướng Imax
0 đến 650
0 đến 750
0 đến 900
Imax dưới góc 900
10 cd/1000 lm
50 cd/1000 lm 1000
cd V Φ
Imax dưới góc 800
30 cd/1000 lm
300 cd/1000 lm
Trang. 6
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Ta lưu ý rằng bộ đèn chụp rộng tương đối loá mắt, nên ít gặp 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 cầu khuyếch tán ánh sángđược tính toán một cách hợp lý.
Các bộ đèn chụp sâu thực tế tránh được mọi nguy cơ bị chói mắt trực tiếp nhưng
phải thận trọng để tránh “hiệu ứng bậc thang “. Thường dùng các nguồn sáng điểm.
Các bộ đèn chụp vừa phân bố ánh sáng rộng thường thích hợp với các nguồn sáng
dạng có độ chói nhỏ, ví dụ các đèn natri thấp hoặc các đèn ống huỳnh quang.
Bảng 1.3 Các giá trị cực đại của tỷ số e/h
e/h max
Một bên, đối diện
Hai bên so le
Đèn chụp sâu
3
2,7
Đèn chụp vừa
3,5
3,2
6. Công suất đèn.
6.1. Độ rọi trung bình của đèn.
Tuỳ theo chất phủ mặt đường và loại bộ đèn sử dụng mà ta có thể xác định bằng
thực nghiệm tỷ số R.
R= Độ rọi trung bình (lux)/ Độ chói trung bình (cd/m2).
Bảng 1.4 Độ rọi trung bình của các loại đường
R= Etb/ltb
Kiểu chụp sâu
Kiểu chụp vừa
Bê tông
Sạch
11
8
Lớp phủ mặt đường
Bẩn
14
10
Sáng
14
10
Trung bình
19
14
Tối
25
18
Hè đường
18
13
6.2. Hệ số sử dụng của bộ đèn.
Đó là số phần trăm quang thông do đèn phát ra chiếu trên phần hữu ích của con
đường có độ rộng l.
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.
Trang. 7
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
a
Đường các đèn
l-a
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG QUỐC LỘ 1A
II.
1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ULYSSE
Ulysse (turbo light) là phần mềm thiết kế chiếu sáng của tập đoàn schréder. Được xây dựng
từ sự hợp tác giữa tập đoàn với công ty urbis lighting – anh quốc- một thành viên của tập đoàn
schréder.
Phần mềm thiết kế chiếu sáng ulysse có thể tính toán chiếu sáng giao thông theo tiêu chuẩn
quốc tế cie 140, tiêu chuẩn châu âu cen hoặc tiêu chuẩn anh bs. Ulysse bao gồm 3 phần riêng
biệt:
Phần solution finder: đây là phần tìm giải pháp chiếu sáng tối ưu cho một con đường.
Với những thông số được nhập vào, các giới hạn theo tiêu chuẩn, các yêu cầu cần
đạt… chương trình sẽ cho những giải pháp để chọn lựa.
Phần quick light: đây là phần dùng đặc biệt cho tính toán chiếu sáng giao thông. Với
những thông số về kích thước con đường, về phương án láp đặt. Chương trình sẽ
nhanh chóng cho kết quả. Việc điều chỉnh dễ dàng nhanh chóng. Quick light là phần
chính yếu sẽ được đề cập đến trong hướng dẫn sử dụng ulysse để phục vụ cho yêu
cầu chiếu sáng giao thông công cộng.
Phần super light: đây là phần dùng để thiết kế chiếu sáng cho một công trình bất kỳ:
sân bãi, nhà xưởng, nút giao thông, sân vận động, sân thể thao… super light sẽ được
giới thiệu sơ lược để có thể sử dụng cho tính toán các hạng mục liên quan đến giao
thông như vòng xoay, lề đường…
Ulysse dễ sử dụng và có thể thực hiện nhiều tác vụ:
Tính toán và cung cấp nhiều phương án chiếu sáng cho một hệ thống để người thiết
kế chọn ra phương án tối ưu.
Trang. 8
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Ulysse dùng dữ liệu phân bố ánh sáng của các bộ đèn do tập đoàn schréder sản xuất
là chính, tập tin dữ liệu có phần mở rộng là dat. Ulysse cũng có thể tính toán với tập
tin dữ liệu của nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng khác có phần mở rộng là ies,
cen, cib, phl...
Giao diện trình bày hệ thống menu đơn giản, đặc biệt là trong chiếu sáng giao thông,
thao tác rất dễ dàng và nhanh chóng.
Ulysse cho phép chèn tập tin autocad vào thiết kế cũng như xuất kết quả sau khi tính
toán thành tập tin autocad.
Phần trình bày kết quả của ulysse rõ ràng, cụ thể, đầy đủ.
Kết quả có thể chuyển thành tập tin pdf thuận tiện cho việc chuyển gửi qua thư điện
tử.
2. ÁP DỤNG CÁC BƯỚC THỰC HIỆN
a. Dữ liệu thiết kế:
Thiết kế chiếu sáng cho đoạn đường giao thông quốc lộ 1A với các thông số cụ thể
như sau:
b.
Đường đôi, mỗi đường có 2 làn xe, mỗi làn rộng 4m.
chiều dài 1km
Các bước thiết kế:
Bước 3: Sau đó ta chọn phương án bố trí, lắp đặt và thiết kế đèn:
Trang. 9
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Chọn phương án bố trí, lắp đặt:
Mặt đường theo Rtable: R3007
Hệ số phản chiếu Q0: 0.070
Dải phân cách mềm giữa.
Đèn đôi lắp so le 150W/cao áp Sodium
Đèn lắp ở độ cao: 9m
Khoảng cách so le 22m (44m nếu cùng bên)
Độ ngẩng đèn (inclination): 150
Khoảng cách treo đèn (overhang): 1m
Cần đèn 1.7m
Trụ cách lề: 0.7m
Trang. 10
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Bước 4 : chọn loại đèn và thông số đèn
Sau khi nhập các thông số về lắp đặt, Bạn kích chuột vào biếu tượng
trên
ô Luminaire để chọn đèn. Cửa sổ Matrix selection sẽ xuất hiện cho việc chọn
đèn, sau đó ta chọn đèn có thông số như sau:
Trang. 11
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
c.
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Kết quả:
Trang. 12
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 13
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 14
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 15
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 16
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 17
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 18
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 19
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 20
Thực hiện: Nhóm 4
Báo cáo kỹ thuật chiếu sáng
GVHD: ThS.Phạm Khoa Thành
Trang. 21
Thực hiện: Nhóm 4
