chiếu sáng công cộng trong đô thị

Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị MỤC LỤC Phần: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích đề tài Giới hạn đề tài Phƣơng pháp phƣơng tiện thực Các bƣớc thực Phần NỘI DUNG Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Ánh sáng màu sắc 1.1.1 Bản chất vật lý ánh sáng 1.1.1.1 Bản chất sóng-hạt ánh sáng 1.1.1.2 Các định luật quang hình học 1.1.2 Màu sắc 1.1.2.1 Các tiêu đánh giá màu sắc 1.1.2.2 Sự pha trộn màu 1.1.2.3 Ứng dụng trừ màu đời sống 10 1.1.2.4 Các phƣơng pháp biểu diễn màu 11 1.2 Mắt ngƣời cảm thụ ánh sáng màu sắc 12 1.2.1 Mắt ngƣời 12 1.2.2 Sự nhìn 12 1.2.3 Sự nhìn màu 13 1.2.4 Độ nhảy cảm theo phổ ánh sáng 14 1.2.5 Đặc điểm tâm sinh lý nhìn màu 14 1.2.5.1 Sự thích ứng màu 14 1.2.5.2 Sự tƣơng phản màu đồng thời 15 1.2.5.3 Sự tƣơng phản màu kế tục 15 1.2.5.4 Tác dụng tâm lý màu sắc 15 1.2.6 Trƣờng nhìn 16 1.3 Các đơn vị quang học 16 1.3.1 Góc khối Ω – steradian (Sr) 16 1.3.2 Quang thông F, lumen (lm) 17 GVHD: Hoàng Xuân Dinh SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị 1.3.3 Cƣờng độ sáng I, caldela (cd) 18 1.3.4 Độ rọi E, lux (lx) 19 1.3.5 Độ chói L (cd/m2) 20 1.3.6 Độ trƣng R 21 1.3.7 Hệ số phản xạ, xuyên sáng hấp thụ ánh sáng tính chất phát sáng vật liệu 23 1.3.7.1 Tính chất phản xạ 24 1.3.7.2 Tính chất xuyên qua 24 1.4 Tiện nghin nhìn 24 1.4.1 Một số đặc điểm nhìn 24 1.4.2 Sự thích ứng thị giác 25 1.4.3 Sự mệt mỏi thị giác 26 1.4.4 Hiện tƣợng lóa 27 1.4.4.1 Hiện tƣợng lóa mờ 27 1.4.4.2 Hiện tƣợng lóa không tiện nghi 27 1.4.5 Độ rọi yêu cầu 27 1.4.6 Độ rọi trụ 28 1.4.7 Nhiệt độ màu tiện nghi môi trƣờng sáng (Tm-oK) 28 1.4.8 Chỉ số màu CRI 30 Chƣơng 2: CHIẾU SÁNG CÓ HIỆU QUẢ NĂNG LƢỢNG 31 2.1 Sử dụng công nghệ thiết bị chiếu sáng nhân tạo tiên tiến 31 2.1.1 Sử dụng bóng đèn có hiệu cao lƣợng 31 2.1.1.1 Các tiêu sử dụng bóng đèn có liên quan đến lƣợng môi trƣờng 31 2.1.1.2 Một số loại bóng đèn 32 2.1.2 Sử dụng thiết bị chiếu sáng có hiệu lƣợng 37 2.2 Kiểm soát chiếu sáng 39 2.2.1 Công tắc đa mức chỉnh giảm ánh sáng tay 39 2.2.1.1 Công tắc đa mức 39 2.2.1.2 Bộ điều chỉnh giảm ánh sáng tay 39 2.2.2 Bộ cảm biến nhận dạng 39 2.2.3 Kiểm soát chiếu sáng tự nhiên 40 GVHD: Hoàng Xuân Dinh SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị 2.3 Phân tích kinh tế hệ thống chiếu sáng 41 2.3.1 Chi phí lắp đặt 42 2.3.2 Vấn đề tài định giá 42 2.3.3 Chi phí thiết kế quản lý 42 2.3.4 Chi phí lƣợng 42 2.3.5 Chi phí bảo dƣỡng 43 2.3.6 Lợi ích suất làm việc 43 2.3.7 Tác động đến môi trƣờng 43 Chƣơng 3: CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ 44 3.1 Chiếu sáng đƣờng phố 44 3.1.1 Lịch sử phát triển chiếu sáng đƣờng phố 44 3.1.2 Mục đích yêu cầu chiếu sáng đƣờng phố 46 3.1.3 Đặc điểm nhìn ngƣời lái xe đƣờng 47 3.1.4 Yêu cầu tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đƣờng 47 3.1.5 Nguồn chiếu sáng đƣờng phố 50 3.1.6 Thiết kế chiếu sáng đƣờng phố 53 3.1.6.1 Thiết kế sơ chiêu sáng đƣờng phố 53 3.1.6.2 Phƣơng pháp độ chói kiểm tra hệ thống chiếu sáng 59 3.1.7 Nâng cao hiệu lƣợng kinh tế chiếu sáng đƣờng phố 59 3.1.7.1 Nâng cao hiệu lƣợng hệ thống chiếu sáng 59 3.1.7.2 Chi phí kinh kế cho hệ thống chiếu sáng 60 3.2 Chiếu sáng đƣờng 61 3.2.1 Yêu cầu chiếu sáng đƣờng 61 3.2.2 Tính toán độ rọi ngang mặt đƣờng 61 3.3 Chiếu sáng công cộng đèn pha 62 3.3.1 Nguồn sáng 62 3.3.2 Tính toán chiếu sáng công trình đèn pha 64 3.3.2.1 Phƣơng pháp quang thông 64 3.3.2.2 Phƣơng pháp cƣờng độ sáng 65 3.3.3 Chiếu sáng sân thể thao trời 65 3.3.3.1 Yêu cầu chiếu sáng 65 3.3.3.2 Tính toán yêu cầu chiếu sáng 67 GVHD: Hoàng Xuân Dinh SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị 3.4 Tổ chức chiếu sáng nâng cao hiệu thẩm mỹ kiến trúc 67 Phần: KẾT LUẬN 69 PHỤ LỤC Phụ lục ảnh Phụ lục biểu bảng TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Hoàng Xuân Dinh SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Phần MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xã hội ngày phát triển, khoa học công nghệ tiến vƣợt bậc, bên cạnh nhu cầu lại ngƣời ngày nhiều Các phƣơng tiện tham gia giao thông ngày đông đúc, phƣơng tiện có động phƣơng tiện động ngƣời bộ, sân vận động nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng ngƣời Đòi hỏi phải có hệ thống chiếu sáng phải cung cấp đầy đủ ánh sáng nhằm đáp ứng nhu cầu Từ thời xa xƣa, ngƣời biết lấy củi để tạo ánh sáng, sau nến, đèn dầu đèn khí, nhiên đáp ứng đƣợc phần ánh sáng cần thiết lúc Việc chiếu sáng thật phát triển kể từ ngƣời thấy đƣợc ƣu điểm thắp sáng điện Tuy nhiên với bóng đèn phải biết bố trí, xây dựng thành hệ thống chiếu sáng nhằm mang lại hiệu chiếu sáng cao nhất, nhƣng lại tiêu thụ lƣợng Bên cạnh đó, việc chiếu sáng làm thay đổi diện mạo đô thị, tạo nên thành phố lung linh huyền ảo với ánh đèn vào ban đêm, làm cho sống vật chất nhƣ tinh thần ngƣời đƣợc nâng cao Để làm luận văn tốt nghiệp chọn đề tài “Chiếu sáng công cộng đô thị” lý sau đây:  Một là, sở thích làm việc gần gũi với sống, phục vụ cho yêu cầu hàng ngày ngƣời  Hai là, việc chiếu sáng công cộng công việc phức tạp Để thiết kế nên hệ thống chiếu sáng đạt hiệu cao đòi hỏi tính toán kỹ lƣỡng, cẩn thận Vấn đề thiết thực nhƣng ngƣời biết đƣợc quan tâm đến MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Luận văn giúp chúng ta:  Biết đƣợc chất ánh sáng, đặc điểm màu sắc  Cấu tạo mắt, chức phận theo ý nghĩa vật lý, cảm thụ ánh sáng màu sắc mắt  Hiểu việc thiết kế hệ thống chiếu sáng, cách bố trí đèn đƣờng điều kiện khác đô thị GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị  Biết sử dụng điện cách hiệu tiết kiệm  Hiểu biết thêm việc bảo vệ môi trƣờng thông qua việc sử dụng tối đa ánh sáng tự nhiên giảm bớt tiêu thụ lƣợng không tái sinh GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài lý thuyết túy đƣợc sƣu tầm tham khảo từ nguồn sách báo, internet, chƣa sâu vào nghiên cứu thực tế đô thị PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN Phƣơng pháp thực hiện: đọc, nghiên cứu, phân tích lý thuyết tổng hợp kiến thức có liên quan Phƣơng tiện thực hiện: nguồn tài liệu sách, giáo trình tài liệu internet CÁC BƢỚC THỰC HIỆN  Bƣớc 1: Nhận đề tài  Bƣớc 2: Tìm tài liệu lập đề cƣơng  Bƣớc 3: Viết luận văn  Bƣớc 4: Chỉnh sửa luận văn theo yêu cầu giáo viên hƣớng dẫn  Bƣớc 5: Báo cáo luận văn GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Phần NỘI DUNG Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 1.1.1 Bản chất vật lý ánh sáng 1.1.1.1 Bản chất sóng-hạt ánh sáng Từ thời xa xƣa, nhà khoa học đƣa giả thuyết ánh sáng “tia nhìn”, giả thuyết đƣợc ngƣời thừa nhận tồn qua nhiều kỷ Đến kỷ XVI Descartes (nhà triết học toán học Pháp) viết: “giống nhƣ ban đêm cảm nhận vật gậy, ban ngày nhận thức tia nhìn mắt mình” Khoảng 300 năm trƣớc công nguyên Aristote Democrite cho ánh sáng “vật thể tự nó” mà trông thấy Newton ngƣời đƣa thuyết hạt ánh sáng Ông cho ánh sáng dòng hạt nhỏ nguồn sáng phát lan truyền môi trƣờng đồng chất Sự phản xạ khúc xạ ánh sáng đƣợc thuyết hạt giải thích phƣơng pháp học Nhà vật lý Hà Lan, Christian Huygens (1629-1695) xem ánh sáng nhƣ xung đàn hồi, lan truyền môi trƣờng đặc biệt ete Nhƣ vậy, thuyết sóng ánh sáng coi ánh sáng với tính cách sóng ete, giống nhƣ sóng âm không khí Mặc dù thuyết sóng ánh sáng Huygens chƣa đƣợc nhiều ngƣời quan tâm, nhƣng công trình Young, Fresnel tƣợng giao thoa, nhiễu xạ, phân cực ánh sáng đầu kỉ XIX làm bật tính chất sóng ánh sáng Nhƣng qua tƣợng đó, cho thấy thiếu sót thuyết sóng ánh sáng quan niệm ete học Năm 1865, Maxwell chứng minh ánh sáng sóng điện từ Thuyết giải thích đƣợc tƣợng giao thoa, nhiễu xạ, phân cực tán sắc ánh sáng nhƣng lộ hạn chế hiệu ứng quang điện Thế kỷ XX, loạt thực nghiệm Planck đƣa thuyết lƣợng tử lƣợng Sau Anhxtanh dựa thuyết lƣợng tử lƣợng đƣa thuyết lƣợng tử ánh sáng Mỗi photon mang lƣợng xác định Quan niệm hạt photon dòng ánh sáng hoàn toàn khác với quan niệm hạt Newton Với quan niệm Anhxtanh hạt photon ánh sáng tuân theo định luật học lƣợng tử từ quan niệm Anhxtanh cho thấy ánh sáng mang lƣỡng tính sóng hạt GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Những tính chất sóng điện từ: Sóng điện từ lan truyền chân không, khác biệt sóng - điện từ sóng Tốc độ lan truyền sóng chân không tốc độ ánh sáng, tức sấp sỉ - 300.000km/s Năng lƣợng đƣợc lƣu trữ dao động trƣờng điện từ, chuyển động theo - phƣơng ngang - Các dạng khác xạ điện từ có tần số bƣớc sóng khác - Sóng điện từ truyền theo đƣờng thẳng, nhiên gây hiệu ứng: o Phản xạ: Sóng bị đổi phƣơng truyền gặp mặt tiếp xúc hai môi trƣờng o Khúc xạ: Sóng bị đổi phƣơng qua ranh giới hai loại vật liệu o Nhiễu xạ: sóng bị lệch khỏi phƣơng truyền thẳng lan truyền qua khe nhỏ mép vật cản o Bức xạ nhìn thấy: xạ điện từ có bƣớc sóng từ 380 nm đến 780 nm gây mắt ta cảm giác sáng, ứng với bƣớc sóng có màu khác nhau, tất bƣớc sóng truyền tới mắt, ta không phân biệt đƣợc màu mà mắt ta có cảm giác ánh sáng trắng o Ánh sáng trắng: tổng hợp tất bƣớc sóng nhìn thấy ánh sáng Ánh sáng trắng đƣợc phân tích thành ánh sáng màu thành phần cho qua lăng kính o Ánh sáng đơn sắc: ánh sáng có bƣớc sóng màu, tất ánh sáng màu tổ hợp lại thu đƣợc ánh sáng trắng o Bức xạ không nhìn thấy: xạ nằm phạm vi nhìn thấy mắt ngƣời (780nm) o Bức xạ hồng ngoại: xạ có bƣớc sóng dài vùng khả kiến nhƣng ngắn xạ vi sóng Bức xạ hồng ngoại có tính chất: tác dụng nhiệt, gây tƣợng quang điện chất bán dẫn, tác dụng lên số kính ảnh đặc biệt, biến điệu nhƣ sóng điện từ cao tần o Bức xạ tử ngoại: sóng điện từ có bƣớc sóng ngắn vùng khả kiến nhƣng dài tia X, đƣợc xạ mặt trời vật thể đƣợc đốt nóng nhiệt độ cao o Bức xạ tử ngoại có ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời đặc biệt da mắt, nhiên đƣợc dùng để khử khuẩn GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị  Chúng ta biểu diễn ánh sáng nguồn sáng dƣới dạng phổ ánh sáng (phổ ánh sáng trắng phổ liên tục) Nhƣ vậy: ánh sáng chiếm dãy hẹp phổ xạ điện từ, bƣớc sóng 380μm đến 760μm ứng với dãy màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím - Ánh sáng ban ngày mà mắt ta nhìn thấy đƣợc tập hợp xạ điện từ đơn sắc có màu từ đỏ đến tím - Mỗi xạ điện từ có bƣớc sóng λ xác định, tác dụng vào mắt ngƣời gây cảm giác sáng xác định - Nhiều ánh sáng đơn sắc tập hợp lại tạo màu phức tạp - Tính chất ánh sáng phức tạp định tỉ lệ màu đơn sắc pha trộn lại với Điều có ý nghĩa quan trọng chiếu sáng kiến trúc Hình 1.1: Phổ điện từ ánh sáng nhìn thấy 1.1.1.2 Các định luật quang hình học Quang học kiến trúc khoa học xây dụng sở nguyên lý quang hình học Quang hình học khoa học nghiên cứu lan truyền ánh sáng nhƣng không ý tới chất ánh sáng Các định luật bản:  Định luật truyền thẳng ánh sáng: môi trƣờng suốt, đồng chất đẳng hƣớng (không thay đổi theo hƣớng), ánh sáng truyền theo đƣờng thẳng Định luật giúp ta giải thích đƣợc tƣợng nhật thực nguyệt thực GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Hình 1.2: Nhật thực Ngƣời ta thấy rằng, ánh sáng truyền qua lỗ có kích thƣớc nhỏ, vật cản có kích thƣớc nhỏ (cỡ bƣớc sóng ánh sáng) định luật truyền thẳng ánh sáng không (không với tƣợng nhiễu xạ)  Định luật tác dụng độc lập tia sáng: tác dụng chùm sáng khác độc lập với nhau, nghĩa tác dụng chùm sáng không phụ thuộc vào có mặt chùm sáng khác (định luật tác dụng độc lập tia sáng không với tƣợng giao thoa ánh sáng) Hình 1.3: Giao thoa ánh sáng  Định luật Descartes (định luật phản xạ khúc xạ ánh sáng): tia sáng chiếu tới mặt phân cách hai môi trƣờng suốt đồng tính, tia sáng bị tách làm hai tia khúc xạ phản xạ - Định luật Descartes 1: tia phản xạ nằm mặt phẳng tới (mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến) góc tới góc phản xạ GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Loại đèn Đèn pha Iodua kim loại Bóng dài Bóng trứng Natri cao áp Bóng dài Bóng Natri áp Cảm ứng thấp điện từ ≥ 55 ≥ 60 trứng Hiệu chiếu sáng ≥ 60 ≥ 55 ≥ 60 ≥ 55 (%) Bảng 3.10: Hiệu chiếu sáng loại đèn pha 3.3.2 Tính toán chiếu sáng công trình đèn pha Tính toán để xác định loại số lƣợng đèn pha cần thiết để chiếu sáng công trình tiến hành theo hai phƣơng pháp: phƣơng pháp quang thông phƣơng pháp cƣờng độ sáng Khi chiếu sáng bề mặt công trình lớn nên sử dụng phƣơng pháp quang thông, ngƣợc lại diện tích chiếu sáng nhỏ nên sử dụng phƣơng pháp cƣờng độ sáng 3.3.2.1 Phương pháp quang thông Phƣơng pháp quang thông nhằm xác định tổng lƣợng quang thông đèn pha chiếu để đạt đƣợc độ rọi trung bình mong muốn bề mặt công trình Tổng quang thông đƣợc xác định theo công thức: Ft=SE/u Trong đó: Ft: tổng quang thông tất đèn pha cung cấp S: diện tích bề mặt chiếu sáng E: độ rọi mong muốn bề mặt chiếu sáng u: hệ số xét đến hiệu chiếu sáng đèn điều kiện lắp đặt (hệ số lợi dụng quang thông) Sự có mặt hệ số lợi dụng quang thông cho biết tất quang thông thoát khỏi đƣợc sử dụng để chiếu sáng bề mặt Một phần quang thông bị hấp thụ vỏ đèn, phần bị giữ lại truyền qua kính, sau toàn quang thông thoát khỏi đèn, tới đƣợc bề mặt chiếu sáng Thực tế u nằm khoảng 0,250,35 Số lƣợng đèn pha cần thiết: N=Ft/(Fđ.V) Trong đó: N: số lƣợng đèn pha Fđ: quang thông xạ đèn GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 64 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị V: hệ số bảo dƣỡng, V=0,5-0,8 3.3.2.2 Phương pháp cường độ sáng Theo phƣơng pháp cƣờng độ sáng trƣớc hết cần xác định cƣờng độ sáng (cd) đèn pha chiếu theo hƣớng tới điểm tính toán Nhƣ để tính toán theo phƣơng pháp cần chọn trƣớc loại đèn pha Công thức tính độ rọi điểm P E=I.sin2.cos/OP2 Trong đó: E: độ rọi đứng điểm tính bề mặt I: cƣờng độ sáng theo hƣớng tới P : góc tia chiếu pháp tuyến bề mặt đƣợc chiếu 3.3.3 Chiếu sáng sân thể thao trời 3.3.3.1 Yêu cầu chiếu sáng Mục đích chiếu sáng sân thể thao: - Điều kiện tiện nghi cho vận động viên thi đấu - Điều kiện tiện nghi cho khán giả - Điều kiện thuận lợi để truyền hình màu Cấp chiếu sáng: Theo mục đích chiếu sáng, sân thể thao trời đƣợc phân thành ba cấp chiếu sáng: - Cấp chiếu sáng I: sân thi đấu thức, mà kết thi đấu đƣợc ghi vào kỷ lục thức, nhƣ sân thi đấu quốc tế quốc gia Các sân thƣờng có sức chứa khán giả lớn, với khoảng cách nhìn xa Các sân luyện tập cấp ngoại hạng thuộc loại - Cấp chiếu sáng II: sân thi đấu thông thƣờng, kết thi đấu không đƣợc ghi vào kỷ lục thức, nhƣ thi đấu cho vùng địa phƣơng Các sân thƣờng có sức chứa khán giả trung bình, với khoảng cách nhìn trung bình Các sân luyện tập cấp cao thuộc loại - Cấp chiếu sáng III: sân luyện tập, giải trí, nhƣ thi đấu địa phƣơng câu lạc nhỏ Các sân thƣờng khán giả Các sân luyện tập chung, thể thao học đƣờng hoạt động giải trí thuộc loại Yêu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng: Yêu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng đƣợc quy định theo đại lƣợng sau: GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 65 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị - Độ rọi mặt ngang trung bình diện tích - Độ đồng độ rọi mặt ngang, theo tỷ số độ rọi cực tiểu độ rọi trung bình - Độ rọi mặt đứng trung bình - Độ đồng độ rọi mặt đứng, theo tỷ số độ rọi cực tiểu độ rọi trung bình Các đại lƣợng quy định cho số loại thi đấu - Chỉ số truyền màu ánh sáng Chiếu sáng thi đấu Độ rọi mặt ngang độ đồng độ rọi sân bóng đá, sân vận động đa chức cần tuân theo tiêu chuẩn TCXDVN 333:2005 Độ rọi ngang mặt sân Mục đích sử dụng stt Giá trị trung bình, En (lx) Hệ số đồng Luyện tập, giải trí 100 0,40 Thi đấu thông thƣờng 200 0,50 Thi đấu thức 500 0,60 Bảng 3.11: Tiêu chuẩn chiếu sáng sân bóng đá, sân vận động đa chức Chiếu sáng cho truyền hình màu Để truyền hình màu yêu cầu bảo đảm: - Độ rọi mặt đứng: trị số độ đồng Yêu cầu đánh giá theo mạng lƣới độ cao 1m - Độ rọi mặt ngang - Độ rọi trung bình mặt đứng khán đài vị trí tiếp giáp với sân thi đấu, hƣớng phía bố trí camera không đƣợc nhỏ 250lx - Nhiệt độ màu ánh sáng: 4000ok-6500ok - Chỉ số truyền màu ánh sáng CRI: thƣờng không dƣới 65, tốt không dƣới 80 Stt Loại độ rọi Giá trị trung bình, lx Hệ số đồng Độ rọi mặt đứng, Eđ ≥ 1000 ≥ 0,3 Độ rọi mặt ngang, En ≥ 1000 ≥ 0,5 Bảng 3.12: Tiêu chuẩn chiếu sáng phục vụ truyền hình màu Chiếu sáng cho khán giả Để đảm bảo tiện nghi nhìn, nhƣ an toàn trƣờng hợp khẩn cấp cho khán giả, độ rọi yêu cầu tối thiểu không dƣới 10lx GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 66 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị 3.3.3.2 Tính toán chiếu sáng Mục đích việc tính toán xác định độ rọi ngang, độ rọi đứng hệ số đồng chúng mặt sân, đƣợc chiếu sáng đèn pha cột đèn đặt góc sân chung sân Công thức độ rọi ngang điểm P: Ex,y,z=I.cos2/h2 Công thức tính độ rọi đứng: Ed,x,y=I.cos2.sin/h2 Kết tính toán sau phải áp dụng nguyên lý xếp chồng cho tất đèn chiếu tới điểm tính 3.4 TỔ CHỨC CHIẾU SÁNG NÂNG CAO HIỆU QUẢ THẨM MỸ KIẾN TRÚC Ngày nay, cảnh quan kiến trúc ban đêm thành phố đƣợc coi khái niệm kiến trúc mới, dƣới tên gọi “kiến trúc ánh sáng đô thị” Đó tổng hợp kiến thức sử dụng ánh sáng nhân tạo làm bật kiến trúc đô thị ban đêm Muốn có giải pháp hoàn hảo cho vấn đề này, mặt đòi hỏi phải phân tích kỹ lƣỡng cấu trúc quy hoạch đô thị: vùng khác đô thị, cầu qua sông, cảnh quan kiến trúc từ điểm nhìn khác nhau, đặc biệt đƣờng trúc chính, trung tâm công cộng, công trình lịch sử, công trình kiến trúc đặc biệt, công trình tƣợng đài Mặt khác phải hiểu biết sâu sắc kiến thức kỹ thuật thẫm mỹ chiếu sáng Cảnh quan kiến trúc ánh sáng đô thị thƣờng đƣợc cảm nhận trạng thái chuyển động Vì phân tích để tìm giải pháp chiếu sáng thƣờng chia công trình thành hai loại tỷ lệ - Tỷ lệ cảnh quan, tạo phận không gian kiến trúc đô thị đƣợc quan sát từ khoảng cách lớn - Tỷ lệ cá biệt, tạo tổ hợp nhà, màu sắc trang trí chúng đƣợc quan sát từ khoảng cách gần Khi chiếu sáng công trình đặc biệt, công trình nhấn mạnh, cần cân nhắc vấn đề sau: - Vị trí đèn chiếu (đèn pha) trƣớc hết phải chọn cho không gây lóa cho ngƣời đƣờng ngƣời lái xe Ngƣời ta thƣờng cấu tạo lớp che ánh sáng miệng đèn cho việc GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 67 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị - Ánh sáng từ đèn khác nhau, từ hƣớng khác phải tạo nên phân bố độ chói hài hòa, làm rõ mặt chính, tạo nên cấp độ lớn nhỏ độ chói (hay sáng tối), tránh tạo tƣơng phản mạnh - Vị trí, cƣờng độ số lƣợng đèn chiếu phải giữ đƣợc hoàn hảo mặt công trình Nhiều phải đặt đèn cao, mái nhà đối diện Một đặc điểm khác chiếu sáng ban đêm đèn pha độ tƣơng phản cao, dễ làm méo cảm thụ tổ hợp hình khối nhà Vì vị trí cƣờng độ, màu sắc đèn chiếu góp phần làm mềm tƣơng phản đó, tạo nên phong phú cấp độ ánh sáng, tránh đè bóng từ phần sang phần kia, đặc biệt tƣợng gây bóng hai phía làm méo lệch cấu trúc công trình GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 68 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Phần KẾT LUẬN Luận văn trình bày đƣợc nội dung sau:  Thứ sở lý thuyết Luận văn nêu lên đƣợc chất ánh sáng, ánh sáng đƣợc ngƣời hiểu từ cách đơn giản đến phức tạp, từ việc xem nhƣ tia nhìn mắt ngƣời, đến thuyết hạt Newton vào cuối kỉ XVII, sau thuyết sóng Chistian Huygens Trong thời điểm có nhiều giả thuyết, song hầu hết bộc lộ hạn chế, thiếu sót hiểu biết ngƣời ánh sáng Năm 1865 Maxwell đƣa thuyết sóng điện từ ánh sáng xem ánh sáng sóng điện từ lan truyền không gian Năm 1900 Plăng đƣa thuyết lƣợng tử tƣơng đối: phát xạ ánh sáng xảy cách liên tục mà theo phần gián đoạn Năm 1905 Anhxtanh cở sở thuyết lƣợng tử tƣơng đối đƣa thuyết lƣợng tử ánh sáng Về định luật quang hình học, luận văn trình bày định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật tác dụng độc lập định luật Descartes Khi đề cập đến màu sắc luận văn giúp ngƣời đọc hiểu màu sắc hai khái niệm khác Ngƣời ta phân biệt hai loại màu màu có sắc màu vô sắc, đồng thời đƣa tiêu đánh giá màu sắc Từ màu sắc tạo giới phong phú, muôn màu muôn vẻ với pha trộn màu lại với Luận văn nêu lên hai cách pha trộn màu gồm cộng màu trừ màu, nêu ứng dụng cách pha trộn đời sống, phƣơng pháp biểu diễn màu Một phần không quan trọng, cảm thụ ánh sáng màu sắc mắt ngƣời Luận văn trình bày cấu tạo chức mắt Sự nhìn mắt có kích thích ánh sáng điều kiện khác ngày đêm, tác dụng tâm lý màu sắc ngƣời… Ngoài luận văn đề cập đến kiến thức có góc khối, quang thông, cƣờng độ sáng, độ rọi, độ chói, độ trƣng R, hệ số phản xạ, xuyên sáng vấn đề khác  Thứ hai chiếu sáng có hiệu cao Để chiếu sáng có hiệu cao, ngƣời ta sử dụng nhiều cách khác nhau, luận văn trình bày việc sử dụng công nghệ thiết bị chiếu sáng nhân tạo tiên tiến nhƣ sử dụng bóng đèn có hiệu cao lƣợng, trình bày đƣợc hoạt động GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 69 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị cấu tạo số đèn thông dụng nhƣ đèn nung sáng, đèn huỳnh quang, đèn natri áp suất thấp… Bên cạnh việc sử dụng công nghệ thiết bị chiếu sáng, việc kiểm soát chiếu sáng quan trọng Có ba cách kiểm soát kiểm soát chiếu sáng công tắc đa mức điều chỉnh ánh sáng; kiểm soát cảm biến nhận dạng kiểm soát chiếu sáng tự nhiên Việc kiểm soát ánh sáng tự nhiên tốt giảm đƣợc 50% lƣợng tiêu thụ cho chiếu sáng Việc chiếu sáng tốt mang lại hiệu cao lƣợng tiêu thụ, đồng thời tiết kiệm đƣợc chi tiêu cho hệ thống chiếu sáng Phân tích kinh tế hệ thống chiếu sáng gồm: chi phí lắp đặt, vấn đề tài định giá, chi phí thiết kế quản lí, chi phí lƣợng, chi phí bảo dƣỡng, lợi ích suất làm việc tác động hệ thống chiếu sáng đến môi trƣờng  Thứ ba chiếu sáng công cộng đô thị Luận văn trình bày chiếu sáng ba mảng chiếu sáng đƣờng phố, chiếu sáng đƣờng chiếu sáng đèn pha Đối với chiếu sáng đƣờng phố, luận văn trình bày lịch sử phát triển chiếu sáng đƣờng phố, mục đích yêu cầu chiếu sáng đặc điểm nhìn ngƣời lái xe đƣờng, yêu cầu tiêu chuẩn đánh giá chiếu sáng đƣờng Bên cạnh nguồn chiếu sáng đƣờng phố, việc thiết kế chiếu sáng đƣờng phố gồm yếu tố nhƣ chọn kiểu bố trí đèn, chọn kiểu đèn khoảng cách trụ đèn, xác định công suất đèn Đối với chiếu sáng đƣờng trình bày yêu cầu tính toán độ rọi mặt đƣờng Đối với chiếu sáng công cộng đèn pha, chiếu sáng sân thể thao trời luận văn trình bày yêu cầu, nguồn sáng… Luận văn đạt đƣợc mục đích đề ra, nhiên nghiên cứu mặt lý thuyết sở phân tích tổng hợp từ nguồn tài liệu Sau có điều kiện em tham quan hệ thống chiếu sáng thành phố lớn để bổ sung cho luận văn có tính thuyết phục cao GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 70 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân TÀI LIỆU THAM KHẢO Quang học kiến trúc Việt Hà – Nguyễn Việt giả NXB Xây dựng Hà Nội Năm 1998 Giáo trình kỹ thuật chiếu sáng Nguyễn Mạnh Hà Trƣờng đại học Kiến trúc Đà Nẵng Năm 2009 Giáo trình kỹ thuật chiếu sáng Dƣơng Lan Hƣơng Trƣờng đại học Bách khoa TPHCM Năm 2002 Chiếu sáng kiến trúc PGS.TS Phạm Đức Nguyên Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Năm 2006 Bài giảng quang học Nguyễn Hữu Khanh Trƣờng đại học Cần Thơ Năm 2000 http://kientrucvietnam.org.vn http://vi.wikipedia.org http://www.scribd.com PHỤ LỤC Phụ lục ảnh Phân tích ánh sáng trắng qua lăng kính Chiếu sáng sân khấu khối màu Munxell Biểu đồ màu XYZ Phổ hấp thụ sắc tố thị giác ngƣơi Các loại đèn chiếu sáng Một số hình ảnh chiếu sáng Thành Phố Cần thơ Cầu Cần Thơ Đại lộ Hòa Bình Bến Ninh Kiều Phụ lục bảng Bảng 1: Bảng phân cấp chiếu sáng Cấp chiếu sáng r=L*/L max Công việc tính chất Công việc đòi hỏi cao Ví dụ lắp ráp điện tử, A(1,15) nghệ thuật họa hình, kim hoàn, trạm trổ 15 Công việc đòi hỏi đặc biệt nhƣ kiểm tra tinh vi Công việc đòi hỏi có mức độ nhƣng yêu cầu phải B(1,5) liên tục tập trung nhƣ làm việc văn phòng, lắp 15 ráp chi tiết nhỏ Công việc đòi hỏi trung bình, yêu cầu tập trung vừa phải nhƣ công việc tong xƣởng (ngồi), lắp ráp C(1,85) 20 chi tiết trung bình phải đứng Công việc đòi hỏi bình thƣờng, tập trung bình thƣờng công nhân di chuyển D(2,2) phạm vi định, nhƣ chuyển hang quanh 20 máy lớn, lắp ráp chi tiết lớn Nơi làm việc mà công nhân không chỗ định, họ di động thực công việc nhƣng E(2,55) đòi hỏi tính xác cao 50 Nơi làm việc không liên tục giành cho ngƣời Ghi chú: L*-độ chói đèn dƣới góc 70o; L-độ chói Bảng 2: Các mốc phát triển đèn điện chiếu sáng đƣờng phố Loại đèn Năm sử dụng Tuổi thọ (h) Lm/W Cực than 1879-1904 12-350 4-7->10-20 Dây tóc stungten 1907-1913 - 9-10 Mazda C (chứa khí) 1915-1950 1350-2000 16-20 Cooper-Hewwitt 1901 - 13 H25 DE 1951 1500 35 H36GW 1965 16000 57 1952 7500 66 Phóng điện thủy ngân Huỳnh quang F100T12CW/RS F72PG17/CW Phóng điện natri cao áp NA (1000 lm) S68 MS-50 S52XB-1000 1966 14000 68 1934 1350 50 1968 24000 66 1971 1000 130 1980 24000 140 Bảng 3: Bảng phân loại mặt đƣờng theo CIE Loại đƣờng S1 Mô tả qo Đặc điểm - Áo bitum có dƣới 15% vật liệu nhân tạo sáng, có dƣới 30% hạt khoáng anoctit sáng, labradorit quaczit R1 S1[...]... tiết kiệm điện trong chiếu sáng là cần thiết Có nhiều cách để thực hiện tiết kiệm điện trong chiếu sáng, ngoài việc tắt bớt các bóng đèn còn có thể áp dụng những thành tựu công nghệ trong chiếu sáng, trong đó có công nghệ chiếu sáng hiệu suất cao, hiệu quả năng lƣợng lớn Đó là hình thức chiếu sáng sử dụng ít năng lƣợng hơn nhƣng các bóng đèn sáng hơn, đảm bảo chất lƣợng ánh sáng tốt cho thị lực của mắt... dùng cho các công việc bình thƣờng khi chất lƣợng nhìn màu không thật đặc biệt IRC ≥ 95 chất lƣợng cao, dùng cho các công việc đặc biệt của đời sống và công nghiệp GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 30 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị Chƣơng 2: CHIẾU SÁNG CÓ HIỆU QUẢ NĂNG LƢỢNG 2.1 SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO TIÊN TIẾN Chiếu sáng là lĩnh... tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị 1.4.8 Chỉ số màu CRI Chỉ số truyền màu: để đánh giá sự biến đổi màu do ánh sáng gây ra đó (kí hiệu CRI, Ra hoặc IRC) Chỉ số thay đổi từ 0 (ánh sáng đơn sắc) đến 100 (ánh sáng trắng), chỉ số càng cao thì chất lƣợng ánh sáng càng cao Các mức chất lƣợng của ánh sáng trong kĩ thuật chiếu sáng: IRC ≈ 66: chất lƣợng kém, dùng trong công nghiệp không đòi... ánh sáng trắng nhƣ sau: GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 28 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị - Ánh sáng chuẩn A (standard light A): ánh sáng do bóng đèn tungsten bức xạ, Tm=2854oK - Ánh sáng chuẩn B (Standard light B): ánh sáng mặt trời giữa trƣa, có Tm=4879 oK - Ánh sáng chuẩn C (standard light C): ánh sáng bầu trời trung bình, có Tm=6740 oK - Ánh sáng. .. ảnh xảy ra hiện tƣợng cộng hƣởng màu từ ba màu trên Hiện tƣợng cộng GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 9 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị hƣởng tạo nên sự đa dạng phong phú và sinh động hơn trong công nghệ màu sắc của màn hình TV - In màu: chạm các chấm mực màu vào một điểm để tạo hiện tƣợng cộng màu  Trừ màu: (subtractive mixing) Ánh sáng trắng có thể coi... hay có thể nói quang thông là công suất ánh sáng của nguồn sáng Quang thông của một vài nguồn sáng: GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 17 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị Đèn tóc nung: 60W ≈ 850lm Đèn tóc nung: 100W ≈ 1600 lm Nến paraffin trung bình: ≈ 15 lm Lumen là quang thông của nguồn sáng có cƣờng độ I = 1cd, bức xạ đều trong góc khối 1sr Về quang thông,... tia sáng cho tia phản xạ, không có tia khúc xạ (hiện tƣợng phản xạ toàn phần) Hình 1.4: Phản xạ toàn phần GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 7 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp - Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị Ngoài ra ta có công thức tính chiết suất tỉ đối của môi trƣờng dựa vào vận tốc ánh sáng truyền trong môi trƣờng đó n 21  V1 V2 V1 ,V2 lần lƣợt là vận tốc của ánh sáng truyền trong. .. trội với cả 3 màu, nhờ đó ta có cảm giác về độ sáng màu Tùy theo tƣơng quan giữa cảm giác của các loại tế bào mà ta cảm nhận đƣợc ánh sáng của mọi vật Nếu ánh sáng tới mắt là đỏ thì chỉ có loại tế bào đỏ GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 13 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị phản ứng, nếu ánh sáng tới mắt là ánh sáng tổng hợp thì cả 3 cùng phản ứng, khi phản... phát sáng với độ rọi (E) của mặt đƣợc rọi sáng: Quang thông dF do dS bức xạ trong giới hạn góc khối dΩ nhìn tới mặt bị rọi dS’: L dF d.dS cos Ta có: E = L.cosα’.dΩ’Nếu α’=0, cosα’=1, độ rọi E trên mặt bị rọi vuông góc với pháp tuyến của nguồn: GVHD: Hoàng Xuân Dinh L E d ' Trang 22 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị => Độ rọi E trên mặt đƣợc rọi sáng. ..   GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 23 F Fđ SVTH: Phạm Thị Sơn Ân Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Chiếu sáng công cộng trong đô thị Trong cả hai trƣờng hợp trên đều có một phần năng lƣợng hấp thụ (Fα): tỉ số giữa quang thông hấp thụ và quang thông tới bề mặt Sự phản xạ và xuyên sáng không giống nhau khi ánh sáng có bƣớc sóng khác nhau (phản xạ và xuyên sáng có tính chọn lựa), chính nhờ đặc tính này mà chúng ... Đề tài: Chiếu sáng công cộng đô thị Chƣơng 3: CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ Chiếu sáng công cộng đô thị đa dạng, gòm nhiều hệ thống chiếu sáng khác Chúng có vai trò quan trọng đô thị, đáp... 43 Chƣơng 3: CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ 44 3.1 Chiếu sáng đƣờng phố 44 3.1.1 Lịch sử phát triển chiếu sáng đƣờng phố 44 3.1.2 Mục đích yêu cầu chiếu sáng đƣờng phố... nâng cao; chiếu sáng công trình giao thông, chiếu sáng cảnh quan, chiếu sáng quảng cáo, trang trí chiếu sáng không gian lễ hội ngày đƣợc quan tâm góp phần cải thiện mặt đô thị Chiếu sáng đƣờng