Lựa chọn cách bố trí đèn chiếu sáng phù hợp cho đường nội bộ trong đô thị

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Đặc điểm chiếu sáng cho đường nội đô thị Giới thiệu đèn LED CHƯƠNG II: LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ ĐÈN TRÊN MẶT CẮT Cơ sở tính tốn, quy trình, quy phạm áp dụng Cấp chiếu sáng tiêu chiếu sáng Thí nghiệm 3.1 MCN a) Bố trí đèn kiểu đối xứng (khoảng cách cột đèn 30m) b) Bố trí đèn kiểu sole (khoảng cách cột đèn 30m) 11 c) Bố trí đèn kiểu bên (khoảng cách cột đèn 15m) 13 3.2 MCN 16 a) Bố trí đèn kiểu đối xứng (khoảng cách cột đèn 35m) 16 b) Bố trí kiểu sole ( khoảng cách cột đèn 35m) 20 c) Bố trí đèn kiểu (khoảng cách cột đèn 25m) 24 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CNH: Công nghiệp hóa HĐH: Hiện đại hóa MCN: Mặt cắt ngang MỞ ĐẦU Trong thời gian qua, với trình CNH, HĐH đất nước, tốc độ thị hóa nước ta ngày tăng nhanh, hệ thống đô thị quốc gia quan tâm đầu tư phát triển số lượng chất lượng Nhiều đô thị, điểm dân cư nông thôn, nhiều khu công nghiệp, khu kinh tế, du lịch, kết cấu hạ tầng… quy hoạch, đầu tư xây dựng mới, cải tạo mở rộng để đáp ứng nhu cầu phát triển đất nước… Năm 1998, tỉ lệ đô thị hóa đạt khoảng 24%, năm 2009 29,6%, năm 2012 31%, năm 2014 tăng lên 33% Hệ thống hạ tầng xã hội, hạ tầng kĩ thuật đô thị, kể khu vực nông thôn quan tâm đầu tư xây dựng theo hướng đồng bộ, đại Nhìn chung, diện mạo kiến trúc, thị, nơng thơn Việt Nam có nhiều thay đổi theo hướng đại, đa sắc… Cùng với gia tăng tốc độ, chất lượng thị hóa, cơng tác quy hoạch, chiếu sáng đô thị Việt Nam quan tâm nhiều hơn,nhu cầu chất lượng chiếu sáng cho đô thị thực đặt ngày gia tăng Tuy bước ban đầu, kỹ thuật chiếu sáng đô thị nước ta thực hình thành phát triển ngành chuyên môn quan trọng Qua việc nghiên cứu tìm hiểu, nhóm chúng em thực nghiên cứu khoa học “ Lựa chọn cách bố trí đèn chiếu sáng phù hợp cho đường nội đô thị” để thiết kế, đánh giá lựa chọn cách bố trí đèn phù hợp cho đường nội Báo cáo chia thành ba chương phần kết luận kiến nghị sau:  Chương I: Tổng quan đề tài  Chương II: Lựa chọn thiết kế bố trí đèn mặt cắt  Chương III: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Đặc điểm chiếu sáng cho đường nội đô thị Ngày nay, chiếu sáng cơng trình giao thơng vơ phong phú, khơng đảm bảo an tồn giao thơng, an ninh cho người tham gia giao thơng, tăng tính thẩm mĩ mà cịn góp phần cải thiện mặt thị Tuy nhiên việc bố trí đèn chiếu sáng đường nội đô đô thị lại gặp nhiều bất cấp Ví dụ thực tế, đường nội có bố trí đèn lại khơng chiếu sáng Để tích kiệm điện năng, số nơi cịn sử dụng phương pháp bật đèn, tắt đèn Ngoài ra, trình trọng vào cảnh quan ban đêm, trình sử dụng đèn đường, số phận có xu hướng có hiệu ứng ánh sáng tốt đèn đường tốt, bỏ qua yếu tố tiết kiệm lượng đèn đèn mà bỏ qua vấn đề tuổi thọ đèn đường chất lượng đèn đường Vì nguyên nhân trên, nhà chức trách khuyến cáo sử dụng đèn Led qua Thông tư 2006 Yêu cầu lắp đèn Led cho chiếu sáng đô thị Chúng sản phẩm cơng nghệ cao nên có nhiều ưu điểm vượt trội so với nhiều loại đèn khác đèn huỳnh quang, HPS… Tuy nhiên, điều nghĩa đèn LED khơng có hạn chế bất lợi Giới thiệu đèn LED a) Khái niệm  LED (còn gọi Diod phát quang) loại đèn dùng để chiếu sáng nhờ có điện cực chất liệu bán dẫn  Đèn led vận hành dựa công nghệ bán dẫn nhiều loại bán dẫn khác thị trường Khối bán dẫn loại P mang điện tích dương khối bán dẫn loại N mang điện tích âm Hai khối bán dẫn chuyển động khuếch tán sang  Tùy thuộc vào mức lượng giải phóng cao hay thấp, bước sóng ánh sáng khác  Màu sắc đèn led mức lượng phụ thuộc vào cấu trúc lượng nguyên tử bán dẫn b) Cấu tạo Thiết bị công nghệ có cấu tạo chi tiết định, đèn led khơng phải ngoại lệ Đèn led có cấu tạo phức tạp nhiều so với loại đèn thông thường  Mạch in đèn led  Thiết bị thiếu giúp đèn led đạt độ bền cao mạch in  Mạch in đèn led cấu tạo từ nhơm, giúp đèn nhanh chóng tản nhiệt có cơng suất tốt  Chip LED  Bạn nên biết để đèn led sáng chip LED phải hoạt động tốt Chip LED chứa chíp bán dẫn có pha P, N  Tùy thuộc vào cấu tạo chất bán dẫn mà đèn led cho màu sắc ánh sáng khác  Tản nhiệt cho đèn led  Bộ phận tản nhiệt đèn led giúp đèn led khơng bị nóng lên loại đèn chiếu sáng thơng thường  Ngồi ra, phận cịn giúp phần tử LED khơng bị già đi, tuổi thọ kéo dài hiệu suất phát sáng tốt  Cáp nguồn cung cấp điện  Cáp nguồn đèn led thường sử dụng loại tốt nhất; đèn led có thời gian sử dụng lâu, cáp nguồn gặp cố khó sửa chữa Cáp nguồn có tuổi thọ tương đương với bóng đèn sử dụng  Lớp vỏ bảo vệ bóng đèn  Lớp vỏ bảo vệ cấu tạo chắn để đảm bảo đèn led hoạt động tốt nhất, khơng bị ảnh hưởng tác nhân bên ngồi Lớp vỏ cấu tạo hợp kim nhôm chuyên dụng, nhựa cao cấp  Đối với loại đèn led ngồi trời trang bị cơng nghệ chống nước, chống bám bụi, ngoại lực…  Kiểu dáng bên bắt mắt, sang trọng thu hút người dùng c) Ưu, nhược điểm  Ưu điểm  Hiệu suất phát sáng đèn LED cao gấp 15 lần so với đèn sợi đốt  Ưu điểm đầu tiên, hẳn ta nhận thấy rõ rệt khác biệt hiệu suất phát sáng so bóng đèn LED với bóng đèn dây tóc có cơng suất Lúc hiệu phát sáng đèn LED cao rõ rệt, theo ước tính cao gấp 15 lần so với bóng dây tóc thơng thường Đối với loại đèn khác đèn halogen, đèn compact, huỳnh quang, hiệu suất LED cao từ tới 10 lần  Thiết kế bật đèn LED  Hiện bóng đèn LED thiết kế nhỏ gọn phù hợp với nhiều không gian khác Thậm chí ta cịn tìm bóng đèn chưa tới 2cm, vô thuận tiện bố trí mạch in trần nhà Bên cạnh phần vỏ ngồi đèn chăm chút kỹ với nhiều kích cỡ, chất liệu màu sắc khác nhau… Nhờ đa dạng mà đèn LED đại phù hợp với trần nhà, khơng gian kiến trúc khác  Đèn LED có tuổi thọ cao hơn: Tuổi thọ trung bình bóng đèn LED nằm khoảng 25.000 - 100.000 sử dụng Nhưng sử dụng nhiệt độ cao tuổi thọ giảm xuống đáng kể, trung bình đạt từ 25.000 60.000 sử dụng  Thời gian bật tắt nhanh chóng - Ưu điểm đèn LED chiếu sáng  Một khuyết điểm lớn đèn truyền thống thời gian khởi động trước cháy sáng lâu Với đèn LED nhược điểm hồn tồn bị loại bỏ Khi sử dụng đèn LED, bạn nhận thấy tốc độ bật sáng đèn chưa tới giây, lại khơng bị chập chờn hay nhấp nháy Ngồi bạn cịn thao tác bật tắt đèn nhiều lần mà khơng cần lo ngại bóng bị đứt  Đèn LED tiết kiệm điện  Dù sở hữu hiệu suất phát sáng cao lượng điện tiêu thụ đèn LED lại không nhiều Khả tiết kiệm điện đèn len so với đèn compact 50% đặc biệt 90% so với đèn dây tóc, vv… Sử dụng đèn LED để chiếu sáng giúp bạn tiết kiệm khoản chi phí đáng kể Đây xem giải pháp chiếu sáng thỏa mãn hai tiêu chí chất lượng tiết kiệm điện  Chất lượng ánh sáng đèn LED cao  Ưu điểm đèn LED chiếu sáng không kể đến chất lượng ánh sáng đặc biệt tốt, ánh sáng tương tự nắng ban ngày Đây nguồn sáng mạnh mẽ, thuận tiện cho hoạt động sinh hoạt  Ánh sáng đa dạng  Đèn LED cung cấp cho loại ánh sáng trắng, vàng trắng xanh, vv… Tùy vào loại ánh sáng mà ta chọn loại đèn thích hợp cho không gian sống không gian làm việc  Khơng suy giảm quang thơng nhiều theo thời gian  Độ quang thông đèn compact hay đèn dây tóc bị suy giảm nhanh sau thời gian sử dụng Trái lại quang thơng đèn LED giữ lại phần lớn sử dụng nhiều năm, sử dụng liên tục…  Không phát tia tử ngoại  Ánh sáng bóng đèn LED khơng chứa tia UV, tia hồng ngoại hay tia cực tím… sản sinh khí C02 độc hại ưu điểm đèn LED chiếu sáng bạn bỏ qua Chính ưu điểm mà mức độ an tồn đèn LED lại đảm bảo  Hoạt động ổn định môi trường nhiệt độ thấp  Thêm ưu điểm đèn LED độ tản nhiệt phát sáng thấp Ta chí cịn chạm tay vào bóng đèn sau phát sáng mà không lo bị Nhờ đặc điểm mà đèn LED không gây ảnh hưởng nhiều lên mơi trường có nhiệt độ thấp phịng lạnh, kho đông lạnh, vv…  Hoạt động điện áp thấp  Các loại đèn LED, kể đèn LED siêu sáng thường hoạt động điện áp thấp Điều góp phần độ an tồn cho người sử dụng  Nhược điểm  Chi phí ban đầu lớn + Chi phí đầu tư ban đầu đèn led đắt nhiều so với nhiều loại đèn khác; điều khiến nhiều người băn khoăn sử dụng sản phẩm Nhưng xét tổng thể chi phí điện chi phí bảo trì sản phẩm ổn định + Nếu so với đèn huỳnh quang chi phí đầu tư ban đầu đèn led đắt nhiều so với chi phí sản xuất đèn huỳnh quang Vì trang bị nhiều phận mà loại đèn khác khơng có như: tản nhiệt, led driver… Tuy nhiên, xét lâu dài tổng thể chi phí điện chi phí bảo trì sản phẩm ổn định; tuổi thọ đèn dài không chi phí bảo dưỡng, đèn tiết kiệm nhiều điện q trình sử dụng  Ơ nhiễm ánh sáng môi trường + Ánh sáng tràn lan nơi gây hiệu ứng hào quang hay cịn gọi nhiễm ánh sáng Theo chất thiết kế hoạt động đèn công nghệ led chúng ln chiếu sáng theo hướng, không phân bố ánh sáng đồng Với đèn led có số quang thơng thấp ánh sáng hướng làm chói mắt sử dụng cho kiểu chiếu sáng chung hộ gia đình Cịn với chiếu sáng ngồi trời, chiếu sáng đường phố ánh sáng led cường độ cao thời gian dài kéo theo vấn đề nghiêm trọng ô nhiễm ánh sáng + Mặt khác, nhiều nhà nghiên cứu rằng, chiều sáng cơng nghệ led có q nhiều ánh sáng xanh, điều không tốt cho thị giác người  Đèn led không hoạt động nhiệt độ thấp + Một nhược điểm khác đèn led đèn không hoạt động môi trường nhiệt độ thấp; lạnh đặc biệt nơi có tuyết; đèn led khơng tạo nhiệt Vì vậy, khu vực lạnh hay có tuyết lắp đặt đèn led người ta buộc phải thêm phụ kiện tạo nhiệt đèn; điều giúp tránh việc ánh sáng đèn bị tuyết che lấp chiếu sáng CHƯƠNG II: LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ ĐÈN TRÊN MẶT CẮT Cơ sở tính tốn, quy trình, quy phạm áp dụng  Tiêu chuẩn TCXDVN 259 – 2001: Tiêu chuẩn thiết kế nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị  Tiêu chuẩn TCVN 5828 – 1994: Đèn chiếu sáng đường phố - yêu cầu kỹ thuật chung  Quy phạm kỹ thuật thiết kế đường phố, đường, quảng trường đô thị 20 TCN – 104 2007  Tiêu chuẩn nối đất an toàn lưới điện xây dựng TCVN 4086 – 85  Tiêu chuẩn nối đất nối không thiết bị điện TCVN 4756 – 89  Tiêu chuẩn CIE -15 chiếu sáng đường phố  Quy phạm trang thiết bị điện TCVN – 84 Bộ Điện Lực Cấp chiếu sáng tiêu chiếu sáng Trên sở bảng phân cáo tiêu chuẩn chiếu sáng đường phố (CIE), yêu cầu kỹ thuật chiếu sáng tuyến đường thiết kế sau:  Đường phố nội  Mặt đường BTN có độ sáng trung bình  Cấp chiếu sáng: Cấp C  Độ chói trung bình: Ltb ≥ 0.6 cd/m2  Độ đồng chung Uo> 0.40  Độ đồng dọc: U1> 0.70  Độ tăng ngưỡng: TI≤ 15 Từ theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 104:2007, chọn Loại đường nội với tốc độ thiết kế 40 (km/h) → Chiều rộng xe giới 3.25m Thí nghiệm Tiến hành khảo sát mặt cắt ngang (MCN) sử dụng loại đèn LED Schréder với cách bố trí: đối xứng, bên sole để chọn phương án tối ưu 3.1 MCN  Cấu tạo gồm:  02 xe giới, rộng 3.25m  02 xe thô sơ, rộng 2m  02 dành cho người (vỉa hè), rộng 3m  Chọn đèn LED Schréder với thông số sau:  Công suất đèn 25W  Chiều cao cột đèn 10m  Độ vươn đèn 1.5m  Góc ngẩng đèn 10°  Khoảng cách từ hình chiếu bóng đèn lên mặt đường đến mép vỉa hè 0.5m a) Bố trí đèn kiểu đối xứng (khoảng cách cột đèn 30m) Sử dụng phần mềm Dialux 4.13, sau nhập thông số nêu ta có kết sau: Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.73 U0 0.71 U1 0.86 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt ⇒ Theo hình vẽ ta thấy vùng độ chói nhỏ 0.6 dải 0.56 (cd/m2) Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.73 U0 0.71 U1 0.86 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt ⇒Theo hình vẽ ta thấy vùng độ chói nhỏ 0.6 dải 0.56 (cd/m2) 10 Làn Giá trị tính Giá trị tiêu chuẩn Kết Lav( cd/m2) 0.69 ≥ 0.6 Đạt U0 0.62 ≥ 0.4 Đạt U1 0.96 ≥ 0.7 Đạt TI(%) ≤ 15 Đạt ⇒ Theo hình vẽ ta thấy vùng độ chói nhỏ 0.6 dải 0.45 0.54 (cd/m2) Nhận xét Từ kết trên, ta thấy cách bố trí đạt yêu cầu với cách bố trí bên ta tiết kiệm đường dây dẫn, giảm chi phí vật liệu Như vậy, ta chọn kiểu bố trí bên 14 15 3.2 MCN  Cấu tạo gồm:  04 xe giới, rộng 3.25m  02 xe thô sơ, rộng 2m  02 dành cho người (vỉa hè), rộng 3m  01 dải phân cách rộng 1m  Chọn đèn LED Schréder với thông số sau:  Công suất đèn 46W  Chiều cao cột đèn 10m  Độ vươn đèn 1.5m  Góc ngẩng đèn 10°  Khoảng cách từ hình chiếu bóng đèn lên mặt đường đến mép vỉa hè 0.5m a) Bố trí đèn kiểu đối xứng (khoảng cách cột đèn 35m) Sử dụng phần mềm Dialux 4.13, sau nhập thông số nêu ta có kết sau: Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.76 U0 0.69 U1 0.79 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt ⇒ Theo ta thấy vùng có độ chói bé 0,6 có dải 0,56 Chiếm tỷ lệ 16 Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.82 U0 0.64 U1 0.89 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 17 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.82 U0 0.64 U1 0.89 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 18 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.76 U0 0.69 U1 0.79 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 19 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt b) Bố trí kiểu sole ( khoảng cách cột đèn 35m) Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.76 U0 0.7 U1 0.8 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 20 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.82 U0 0.64 U1 0.87 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 21 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.82 U0 0.64 U1 0.87 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 22 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.76 U0 0.69 U1 0.8 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 23 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt c) Bố trí đèn kiểu (khoảng cách cột đèn 25m) Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.99 U0 0.51 U1 0.91 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 24 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.91 U0 0.58 U1 0.76 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 25 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.91 U0 0.58 U1 0.76 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 26 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Làn Giá trị tính Lav( cd/m ) 0.99 U0 0.51 U1 0.81 TI(%) Giá trị tiêu chuẩn ≥ 0.6 ≥ 0.4 ≥ 0.7 ≤ 15 Kết Đạt Đạt Đạt Đạt Nhận xét Từ cách bố trí ta thấy rằng, ta sử dụng cách bố trí so le đối xứng với khoảng cách giống ( 35m) thỏa mãn yêu cầu tiết kiệm cột đèn bố trí 27 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua việc thí nghiệm hai mặt cắt, ta rút kết luận sau: Việc bố trí đèn phải vừa đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng, vừa tiết kiệm cột đèn, dây dẫn,… giảm chi phí đầu tư xây dựng mà đáp ứng tiêu chí kĩ thuật nên sử dụng đèn LED Schréder liệu bảng sau: Mặt cắt Mặt cắt Chiều cao cột đèn 10 m Độ vươn đèn 1.5 m Góc ngẩng đèn 10° Khoảng cách từ hình chiếu bóng đèn lên mặt đường đến mép vỉa hè 0.5m Cơng suất đèn 25W 46W Bố trí đèn Kiểu bên Kiểu so le đối xứng 28 ... em thực nghiên cứu khoa học “ Lựa chọn cách bố trí đèn chiếu sáng phù hợp cho đường nội đô thị? ?? để thiết kế, đánh giá lựa chọn cách bố trí đèn phù hợp cho đường nội Báo cáo chia thành ba chương... cho người tham gia giao thơng, tăng tính thẩm mĩ mà cịn góp phần cải thiện mặt thị Tuy nhiên việc bố trí đèn chiếu sáng đường nội đô đô thị lại gặp nhiều bất cấp Ví dụ thực tế, đường nội có bố. .. đề tài  Chương II: Lựa chọn thiết kế bố trí đèn mặt cắt  Chương III: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Đặc điểm chiếu sáng cho đường nội đô thị Ngày nay, chiếu sáng cơng trình giao