Quang thông ...[r]
(1)Khoa Kỹ thuật hạ tầng đô thị Quản lý xây dựng Nguyễn Mạnh Hà
BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ
(2)LỜI CẢM ƠN
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thịđược biên soạn làm tài liệu giảng dạy thức cho ngành Kỹ thuật hạ tầng đô thị, Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng Trong trình biên soạn, tác giảđã nhận sựủng hộ, động viên ý kiến đóng góp giúp đỡ tổ chức, cá nhân sau đây:
- Các thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật hạ tầng đô thị Quản lý xây dựng - Phịng Quản lý điện, Sở Cơng Thương thành phốĐà Nẵng
- Công ty Quản lý vận hành điện chiếu sáng công cộng Đà Nẵng - Cơng ty Schréder Việt Nam
- Gia đình bạn bè đồng nghiệp
Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu
Do biên soạn lần đầu với thời gian, kinh nghiệm có hạn, chắn tập giảng cịn có nhiều thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp, sinh viên bạn đọc quan tâm đến lĩnh vực chiếu sáng để tiến tới biên soạn thành giáo trình hồn chỉnh phục vụ công tác giảng dạy, học tập công tác sinh viên sau trường
Các ý kiến dóng góp xin gửi vềđịa chỉ:
Văn phịng Khoa Kỹ thuật hạ tầng thị Quản lý xây dựng Tầng 4, Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng
Số 566 Núi Thành, quận Hải Châu, thành phốĐà Nẵng Email : nmhbg@yahoo.com
(3)MỤC LỤC
PHẦN MỞĐẦU
LỊCH SỬ CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO VÀ VAI TRỊ CỦA NĨ
CHƯƠNG
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO ÁNH SÁNG
1.1 Bản chất ánh sáng
1 Bản chất sóng - hạt ánh sáng:
2 Nguồn sáng tự nhiên quang phổ liên tục
3 Nguồn sáng nhân tạo quang phổ vạch:
1.2 Một số tượng phát sáng phạm vi ứng dụng chiếu sáng nhân tạo:
1 Hiện tuợng phát sáng nung nóng:
2 Hiện tuợng phát sáng phóng điện:
3 Hiện tượng phát sáng huỳnh quang 11
4 Hiện tượng phát sáng lân quang 11
5 Hiện tượng phát sáng thứ cấp: 12
1.3 Các đại lượng đo ánh sáng 12
1 Góc khối (cịn gọi góc đặc, góc nhìn) 12
2 Thơng lượng lượng xạ ánh sáng nhìn thấy 14
3 Quang thông 15
4 Quang hiệu 16
5 Cường độ sáng 16
6 Độ rọi 17
7 Độ sáng (còn gọi độ trưng): 18
8 Độ chói 19
9 Nhiệt độ màu: 19
10 Độ hồn màu (cịn gọi số thể màu): 20
1.4 Các định luật quang học ứng dụng kỹ thuật chiếu sáng : 21
1 Sự phản xạ: 21
2 Sự truyền xạ : 22
3 Sự khúc xạ: 23
4 Sự che chắn: 24
5 Sự hấp thụ: 24
6 Định luật Lambert khuyếch tán : 25
CHƯƠNG 27
MẮT NGƯỜI VÀ SỰ CẢM THỤ ÁNH SÁNG 27
2.1 Cấu tạo mắt người 27
1 Hiện tượng thị giác: 27
2 Hiện tượng điều tiết mắt: 27
3 Võng mạc: 27
4 Khái niệm “con mắt quốc tế”: 27
2.2 Sự giải mã hình ảnh: 28
2.3 Quá trình thích nghi : 28
2.4 Cảm giác chiều sâu vật cần nhìn: 28
2.5 Cực cận cực viễn mắt : 29
2.6 Trường nhìn (thị trường) mắt : 29
2.7 Độ tương phản : 29
2.8 Hiện tượng chói lóa: 30
1 Khái niệm: 30
2 Giải thích tượng chói lóa : 30
3 Chỉ số hạn chế chói lóa G (cịn gọi số tiện nghi) : 31
CHƯƠNG 33
(4)2 Một số loại bóng đèn nung sáng thơng dụng: 34
3.2 Bóng đèn huỳnh quang 35
1 Đặc điểm cấu tạo: 35
2 Một số bóng đèn huỳnh quang thơng dụng 37
3.3 Bóng đèn phóng điện cuờng độ cao (HID) 38
1 Cấu tạo bóng đèn phóng điện: 38
2 Một số loại bóng đèn phóng điện HID thơng dụng: 39
3.4 Đèn phát sáng quang điện (LED: Lighting Emitting Diode) 42
3.5 Đèn cảm ứng (đèn không điện cực) 43
3.6 Đèn Sulfua : 43
CHƯƠNG 45
CẤU TẠO CỦA BỘĐÈN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG 45
4.1 Cấu tạo chung bộđèn chiếu sáng công cộng: 45
4.2 Các phận bộđèn chiếu sáng công cộng 46
1 Tấm phản quang: 46
2 Thiết bị mồi đèn (tắc te) chấn lưu: 46
3 Kính bảo vệ : 47
4 Lỗđui đèn : 48
4.3 Các thông số học chủ yếu bộđèn chiếu sáng cơng cộng: 48
1 Độ kín (IP): 49
2 Cấp bảo vệ học chống nổ (còn gọi độ chịu va đập kính đèn): 49
3 Diện tích cản gió 50
4 Chỉ tiêu lão hóa kính bảo vệ: 50
5 Trọng lượng: 50
4.4 Các thông sốđiện chủ yếu bộđèn chiếu sáng công cộng: 50
1 Cấp cách điện : 51
2 Độ dao động điện áp: 51
4.5 Các thông số quang học bộđèn chiếu sáng công cộng: 51
1 Hệ số suy giảm quang thông: 51
2 Hệ số phản quang : 52
3 Đường cong trắc quang : 52
4 Hiệu suất bộđèn : 54
5 Cấp bộđèn : 55
6 Hệ số sử dụng bộđèn: 56
7 Góc bảo vệ 57
4.6 Phân loại bộđèn chiếu sáng công cộng: 58
CHƯƠNG 59
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG 59
5.1 Sơ lược lịch sử phương pháp, trình tự thiết kế: 59
5.2 Các tiêu chuẩn chiếu sáng đường giao thông yêu cầu : 59
5.3 Các nguyên tắc bản: 59
1 Phương vị trí quan sát người lái xe: 60
2 Độ chói mặt đường : 60
3 Độđồng độ chói mặt đường: 61
4 Chỉ số chói lóa G bộđèn: 62
5 Hiệu dẫn hướng vị trí đặc biệt 63
5.4 Phương pháp tỉ số R thiết kế chiếu sáng : 63
1 Các thơng số hình học bố trí đèn : 63
2 Các phương án bố trí đèn 65
3 Chọn cơng suất loại bộđèn : 67
5.5 Phương pháp độ chói điểm thiết kế chiếu sáng : 68
1 Độ chói điểm mặt đường : 68
(5)5.6 Thiết kế chiếu sáng điểm đặc biệt đường giao thông: 72
1 Chiếu sáng điểm giao đồng mức: 72
2 Chiếu sáng nút giao với đường sắt : 74
3 Chiếu sáng đường cong 74
4 Chiếu sáng bùng binh 75
5 Chiếu sáng đường hầm 76
5.7 Thiết kế chiếu sáng với trợ giúp máy tính: 78
5.8 Sử dụng phần mềm thiết kế chiếu sáng công cộng Ulysse 2.2 79
1 Khởi động 79
2 Chọn phương án bố trí đèn 81
3 Chọn đèn thông số vềđèn 82
4 Xem kết lập báo cáo 84
5.9 Một số nội dung thiết kế khác hệ thống chiếu sáng đường giao thông 87
1 Thiết kếđiện : 87
2 Thiết kế xây dựng : 89
3 Thiết kế kết cấu 89
CHƯƠNG 90
QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG 90
6.1 Nội dung quản lý, vận hành : 90
6.2 Cơ cấu tổ chức trang thiết bị vận hành 91
6.3 Vấn đề tiết kiệm điện : 91
6.4 Thực trạng quản lý vận hành 92
6.5 Tựđộng hố cơng tác quản lý, vận hành hệ thống điện chiếu sáng : 92
CHƯƠNG 93
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CƠNG TRÌNH CƠNG CỘNG TRONG ĐƠ THỊ 93
7.1 Chiếu sáng cơng viên, vườn hoa 93
1 Các nguyên tắc chung 93
2 Chỉ tiêu kỹ thuật chiếu sáng : 93
7.2 Chiếu sáng công trình thể thao ngồi trời - ngun tắc chung : 95
CHƯƠNG 98
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU CỦA CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ 98
8.1 Ô nhiễm ánh sáng 98
8.2 Quy hoạch chiếu sáng 99
PHỤ LỤC 101
1 Bảng giá trị biểu thức hàm V(λ): 101
2 Công suất quang thơng loại đèn phóng điện thơng dụng 101
3 Bảng phân loại lớp phủ mặt đường : 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
(6)h=10m, khoảng cách trụ đèn e = 30 m, độ vươn cần đèn s = 2,0m, góc nghiêng cần đèn 50, cột đèn bố trí vỉa hè cách mép đường 0,3m Cấp độ chói lớp phủ mặt đường R4
Thiết kế sử dụng bộđèn Sodium 250W-32.000lm loại Z2 hãng Schréder, hệ số suy giảm quang thông 0,89 Dùng phần mềm Ulysse V2.2 tính tốn có kết sau :
GIÁ TRỊĐỘ CHĨI TÍNH TOÁN TẠI CÁC ĐIỂM (cd/m2)
9,625 1,09 1,11 1,14 1,19 1,28 1,33 1,35 1,39 1,27 1,19 7,875 1,72 1,84 1,95 2,01 2,07 2,02 1,95 1,93 1,74 1,73 6,125 2,27 2,22 2,26 2,25 2,27 2,15 2,04 2,22 2,03 2,06 4,375 2,33 2,07 2,07 2,01 1,97 1,93 1,95 2,21 2,14 2,33 2,625 2,22 1,84 1,78 1,70 1,72 1,66 1,79 2,05 1,98 2,22 0,875 1,80 1,53 1,52 1,51 1,46 1,42 1,52 1,58 1,57 1,76
Y/X 1,500 4,500 7,500 10,500 13,500 16,500 19,500 22,500 25,500 28,500
GIÁ TRỊĐỘ RỌI TÍNH TỐN TẠI CÁC ĐIỂM (lux)
8,750 35,4 29,2 22,5 16,1 13,4 13,4 16,1 22,5 29,2 35,4 5,250 59,9 45,4 35,9 25,0 21,1 21,1 25,0 35,9 45,4 59,9 1,750 65,3 48,9 40,2 31,6 26,7 26,7 31,6 40,2 48,9 65,3
Y/X 1,500 4,500 7,500 10,500 13,500 16,500 19,500 22,500 25,500 28,500
Hãy xác định :
a) Độ rọi trung bình Etb, độđồng chung độ rọi U0E
b) Độ chói trung bình Ltb, độđồng chung độ chói U0L, độ đồng dọc trục
độ chói Ul Lời giải :
a) Căn cứ vào bảng độ rọi điểm tính toán ở trên, ta xác định giá trị sau :
Etb = 30 1 30 n i i i i E E n = = = ∑ ∑
= 34,4 lux Trong n = 30 sốđiểm tính độ rọi bảng Emin = Min E{ }i i= ÷1 30= 13,4 lux
Suy độ đồng chung độ rọi : U0E= 100% 13, 4 100% 39%
34, 4
tb
E
E × = × ≈
Theo TCXDVN259 :2001 U0E≥ 40% nên giá trị chưa đạt, nhiên sai số bé nên chấp nhận
Đèn
X Y
Hướng quan sát (dọc trục đường)
X = l/4, Y= -60m
Đèn
X
Đèn Y
(7)Ltb =
60
1
60
n
i i
i i
L L n
= = =
∑ ∑
= 1,81 cd/m2 Trong n = 60 sốđiểm tính độ chói bảng Lmin = Min L{ }i i= ÷1 60= 1,09 cd/m2
Độđồng chung độ chói : U0L = .100% 1,09.100% 60%
1,81
tb
L
L = ≈
Tính độ chói cực tiểu, độ chói cực đại, độđồng dọc trục dải song song với trục đường tóm tắt bảng sau :
9,625 1,09 1,39 77,91
7,875 1,72 2,07 83,23
6,125 2,03 2,27 89,51
4,375 1,93 2,33 82,75
2,625 1,66 2,22 74,53
0,875 1,42 1,80 78,78
Y LminY LmaxY UlY = LminY/LmaxY × 100%
Từ bảng ta tính độ đồng dọc trục: Ul = Min{UlY} ≈ 75%