5. Các bƣớc thực hiện
2.2. Kiểm soát chiếu sáng
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 39 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
Kiểm soát chiếu sáng là biện pháp hữu hiệu để sử dụng ánh sáng hợp lý, giảm tiêu thụ năng lƣợng trong khi vẫn nâng cao đƣợc chất lƣợng chiếu sáng. Kiểm soát chiếu sáng tốt có thể giảm 50% năng lƣợng tiêu thụ cho chiếu sáng trong các tòa nhà đã xây dựng, và ít nhất 35% trong các tòa nhà xây dựng mới. Kiểm soát chiếu sáng bằng cách sử dụng các thiết bị điều khiển ánh sáng (các loại công tắc điểu khiển tay hoặc tự động bằng các bộ cảm biến) theo sự xuất hiện hay vắng mặt của ngƣời sử dụng và theo mức độ rọi thực tế trong những giờ có thêm ánh sáng tự nhiên. Kiểm soát chiếu sáng có thể thực hiện theo các chƣơng trình lập sẵn và điều khiển bằng máy tính.
Yêu cầu của thiết bị kiểm soát chiếu sáng là điều khiển đƣợc hệ thống chiếu sáng làm việc theo:
- Sự xuất hiện hay rời khởi vùng chiếu sáng của ngƣời làm việc.
- Sự tăng và giảm độ rọi trong vùng chiếu sáng.
- Sự thay đổi công việc cả về yêu cầu, phƣơng thức chiếu sáng và số ngƣời
có mặt.
Nhƣ vậy việc kiểm soát chiếu sáng có thể đƣợc thực hiện theo các giờ trong ngày và các ngày khác nhau trong tuần hoặc theo mùa trong năm. Mỗi công trình xây dựng, mỗi tòa nhà thƣờng có yêu cầu chiếu sáng thay đổi khác nhau.
2.2.1. Công tắc đa mức và bộ điều chỉnh giảm ánh sáng
2.2.1.1. Công tắc đa mức
Trong một không gian cần có nhiều mức chiếu sáng khác nhau cho cùng một hệ thống đèn, để có đƣợc một hệ thống chiếu sáng nhiều mức ngƣời ta sử dụng công tắc điều khiển việc hoạt động của đèn theo từng nhóm, gọi là công tắc đa mức. Ví dụ, trong điều kiện trời tối, công tắc mở toàn bộ bóng đèn. Nhƣng trong điều kiện thiếu ánh sáng khác, công tắc sẽ mở 1/3 hoặc 2/3 số đèn, mà hiệu quả chiếu sáng vẫn đƣợc đảm bảo.
Mức tắt chiếu sáng không có nghĩa là không còn chiếu sáng, mà tƣơng ứng với sử dụng ánh sáng tự nhiên, do đó có thể tiết kiệm đƣợc đáng kể năng lƣợng tiêu thụ.
2.2.1.2. Bộ điều chỉnh giảm ánh sáng bằng tay
Bộ điều chỉnh giảm ánh sáng bằng tay có thể đƣợc lắp cố định hoặc bằng tay. Nó thƣờng đƣợc sử dụng khi làm việc với máy tính, khi đọc tài liệu in bằng máy tính hoặc để giảm bớt nhiệt do đèn thải ra.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 40 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống kiểm soát bằng bộ cảm biến nhận dạng
Là loại công tắc làm việc khi có ngƣời xuất hiện hoặc rời khỏi trƣờng quan sát của bộ cảm biến, bộ cảm biến phát hiện sự có mặt của ngƣời và chuyển đổi thành dòng điện tƣơng ứng với công tắc bật hoặc tắt, nó có thể làm việc theo công nghệ siêu âm hoặc hồng ngoại.
Cảm biến siêu âm có thể phát hiện chuyển động của toàn ngƣời trong khoảng 10- 12m, nửa ngƣời khoảng 6-10m, của cánh tay trong khoảng gần hơn.
Cảm biến hồng ngoại phát hiện chuyển động của toàn ngƣời khoảng 12m, nửa thân khoảng 6m, của tay khoảng 4-5m.
2.2.3. Kiểm soát chiếu sáng tự nhiên
Kiểm soát chiếu sáng tự nhiên là sử dụng thiết bị điều chỉnh độ rọi của ánh sáng điện để phối hợp với chiếu sáng tự nhiên trong các không gian sử dụng. Ngƣời ta thƣờng sử dụng pin ánh sáng hoặc bộ cảm biến ánh sáng, đảm bảo độ rọi cần thiết nhƣng năng lƣợng tiêu thụ là tối thiểu.
Lợi ích: Việc kiểm soát chiếu sáng này làm giảm đƣợc chi phí vận hành công trình, chi phí năng lƣợng và giảm đƣợc sự quá tải năng lƣợng trong giờ cao điểm, tạo đƣợc sự cân bằng tỷ lệ độ chói không gian và giảm hiện tƣợng quá tải ánh sáng, tạo cho không gian nhiều cung bậc chiếu sáng.
Các giải pháp kiểm soát chiếu sáng trình bày ở trên đƣợc lắp đặt và vận hành theo mỗi vùng của tòa nhà, đƣợc gọi là chiến lƣợc kiểm soát vùng. Ngày nay tại các nƣớc có quy chuẩn nghiêm ngặt về hiệu quả năng lƣợng, ngƣời ta còn có chiến lƣợc kiểm soát năng lƣợng toàn công trình, trong đó sử dụng một hệ thống gọi là hệ thống quản lý năng lƣợng (EMS). Đó là một hệ thống kiểm soát đa xử lý có khả năng kiểm soát một phần
Đèn Bộ làm trễ Biến áp Đƣờng dây Bộ kiểm soát Đầu cảm biến
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 41 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
hoặc toàn bộ năng lƣợng thiết bị của tòa nhà. Hệ thống một phần có khả năng kiểm soát hàng trăm nguồn cấp điện trong nhà, phù hợp với yêu cầu vận hành chúng hàng ngày. Mỗi công tắc là một điểm kiểm soát. Độ lớn của hệ thống đƣợc đánh giá bằng số lƣợng điểm kiểm soát. Từ hệ thống quản lý năng lƣợng chung, lại có hệ thống quản lý năng lƣợng chiếu sáng (LMS), có khả năng quản lý tƣơng tự năng lƣợng chiếu sáng. Các hệ thống này làm việc theo phần mềm của công nghệ tin học
2.3. PHÂN TÍCH KINH TẾ CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
Để xây dựng một hệ thống chiếu sáng đạt đƣợc yêu cầu tiện nghi môi trƣờng sáng, vừa đạt hiểu quả cao về năng lƣợng không phải là việc làm đơn giản, và chúng ta thì vẫn còn rất ít kinh nghiệm trong việc này. Lý do khách quan, chúng ta quy chuẩn theo xây dựng sử dụng có hiệu quả năng lƣợng, trong đó có năng lƣợng chiếu sáng, mới đƣợc ban hành và đang ở giai đoạn khởi động.
Một hệ thống chiếu sáng tiên tiến đồng nghĩa với việc ta phải đầu tƣ một khoảng lớn cho việc xây dựng, nó là mối quan tâm lớn chính của các nhà thiết kế. Tuy nhiên, nó có thể bù đắp lại bằng việc sử dụng tiết kiệm năng lƣợng, hoặc những lợi ích khác. Vì vậy để đánh giá đúng hiệu quả kinh tế của các hệ thống chiếu sáng còn phải tính đến mọi chi phí có liên quan và sử dụng công cụ phân tích phù hợp.
Nguyên nhân của việc đầu tƣ thấp cho hệ thống chiếu sáng:
- Khi lập dự án các nhà thiết kế chỉ quan tâm đến kinh phí ban đầu, mà không quan
tâm đến phí vận hành lâu dài.
- Kinh phí xây lắp độc lập với kinh phí vận hành nên các nhà thiết kế chỉ thỏa mãn
ngân quỹ đầu tƣ.
- Lãi suất từ nguồn vốn ngân hàng là một áp lực lớn cho các nhà thiết kế.
- Do tâm lý muốn vƣơn tới nhƣ những hệ thống tiên tiến khác.
- Chƣa nhận thức đƣợc ảnh hƣởng của hệ thống chiếu sáng tới hiệu suất của công
việc.
Vì vậy, các lựa chọn và đƣa ra quyết định đầu tƣ chính xác cho hệ thống chiếu sáng cần phải:
- So sánh phí lắp đặt với số tiền có thể tiết kiệm đƣợc sau một năm của hệ thống
chiếu sáng mới về tiết kiệm năng lƣợng.
- Phân tích chi phí cho cả vòng đời của hệ thống chiếu sáng, tính toán toàn bộ chi
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 42 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
- So sánh vốn đầu tƣ cho hệ thống chiếu sáng với giá trị đầu tƣ cho những hạng mục
khác.
Các đánh giá về kinh tế:
2.3.1.Chi phí lắp đặt
Là chi phí mua sắm và lắp đặt, bao gòm:
- Chi phí cho thiết bị, kể cả nhà cung cấp và nhà thầu, phí vận chuyển.
- Nhân công lắp đặt, đƣờng dây, lau dọn và phí cộng thêm của nhà thầu.
- Nhân công chạy thử và huấn luyện những ngƣời sẽ vận hành.
- Phần giảm giá và khuyến mại.
2.3.2.Vấn đề tài chính và định giá
Trị giá của dự án xây lắp là rất lớn và trở thành động lực để giữ cho dự án nằm trong giới hạn về thời hạn và ngân quỹ. Mọi sự gia tăng phí xây dựng ban đầu hoặc kéo dài thời gian cung cấp tài chính cho xây lắp sẽ làm gia tăng chi phí cuối cùng của dự án. Tùy thuộc vào các giới hạn cụ thể, trị giá tài chính có thể bằng hoặc vƣợt quá chi phí lắp đặt của dự án.
2.3.3.Chi phí thiết kế và quản lý
Nhiều nhà phân tích bỏ quên chi phí thiết kế và thời gian bỏ ra cho việc quản lý thiết kế khi tính toán hiệu quả chi phí. Dịch vụ thiết kế chuyên nghiệp phải tính đến điều này. Những ngƣời hành nghề chuyên nghiệp và có kinh nghiệm biết cách để tối ƣu hóa hệ thống chiếu sáng theo nhu cầu của ngƣời tiêu dùng và gia tăng đáng kể giá trị kinh tế của dự án. Khi đƣợc yêu cầu thực hiên các phân tích kinh tế và so sánh các lựa chọn khác nhau sẽ đòi hỏi tăng thêm phí dịch vụ.
2.3.4.Chi phí năng lƣợng
Tiền phải trả cho một đơn vị năng lƣợng
Chi phí năng lƣợng thƣờng đƣợc tính dựa trên tổng công suất và số giờ hoạt động của hệ thống chiếu sáng.
Công thức:
Phí năng lƣợng năm = số kW x số giờ vận hành trong năm x USD/kWh.
Giá của một đơn vị năng lƣợng sẽ phức tạp hơn nếu nó thay đổi theo thời gian sử dụng. Ví dụ các giờ cao điểm thƣờng có giá điện cao hơn. Vậy phí trung bình 1kWh đƣợc tính dựa trên tổng giá các hóa đơn năng lƣợng trong năm/số năng lƣợng tiêu thụ.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 43 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
Bao gòm năng lƣợng tiêu thụ yêu cầu và năng lƣợng trong giờ cao điểm (thƣờng tính giá cao hơn).
Tiền phải trả cố định
Ấn định một số lƣợng phải trả hàng tháng. Nếu số lƣợng sử dụng vƣợt so với trị số ấn định này, thì tiền thƣởng tiết kiệm năng lƣợng của khách hàng bị giảm bớt.
Tỷ lệ tăng giá
Sự giảm giá và các ích lợi khác: dựa trên các dự báo mang tính chất địa phƣơng.
2.3.5.Chi phí bảo dƣỡng
Bảo dƣỡng thƣờng xuyên: lau chùi các bộ đèn, sửa chữa và thay thế hỏng hóc
của hệ thống.
Thay thế định kỳ
Phí lƣu cho các bộ phận thay thế hoặc phí đặt hàng.
Phí thải loại đối với đèn và bao bì.
2.3.6.Lợi ích về năng suất làm việc
Thực tế cho thấy chi phí cho việc cung cấp và vận hành hệ thống chiếu sáng là khá ít so với chi phí để thuê nhân công. Chi phí nhân công của cơ quan chính phủ liên bang Mỹ
năm 1995 là 1640 USD/1m2. Nhiều công ty còn ƣớc tính con số này là 3000-4000 USD/1
m2. Trong khi đó chi phí ban đầu cho hệ thống chiếu sáng chỉ là 25 USD/1m2 và chi phí
năng lƣợng vận hành khoảng 2 USD/1m2
.
Ngƣời ta tính rằng, ở cơ quan chính phủ liên bang, giả sử khi tăng 50% phí lắp đặt hệ
thống chiếu sáng từ 25 USD/m2 lên 37,5 USD/m2 sẽ làm tăng năng suất lao động lên 1%,
chí phí tăng thêm cho hệ thống chiếu sáng này cũng sẽ đƣợc hoàn trả xong sau 9 tháng, chƣa tính đến việc tiết kiệm đƣợc năng lƣợng và phí bảo hành. Đối vói các công ty, thời gian hoàn trả chỉ là 4-5 tháng.
Trong một cuộc nghiên cứu cho thấy, việc tăng cƣờng ánh sáng tự nhiên tại các trƣờng phổ thông đã làm tăng kết quả kiểm tra môn toán lên 20% và môn tập đọc lên 26%. Điều này nói lên việc tổ chức chiếu sáng tự nhiên là quan trọng nhƣ thế nào.
Nhƣ vậy, tác động đến năng suất là rất quan trọng.
2.3.7. Tác động đến môi trƣờng
Tác động đến môi trƣờng rất khó tính thành tiền cũng nhƣ khó trong phân tích kinh tế. Các chƣơng trình dán nhãn môi trƣờng muốn làm cho các ích lợi môi trƣờng trở thành hữu ích bằng cách cung cấp cho các chủ kinh doanh sự đánh giá của bên thứ ba
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 44 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
rằng họ đã giảm các tác động đến môi trƣờng. Nó mang lại lợi ít không nhỏ cho các chủ kinh doanh.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 45 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
Chƣơng 3: CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TRONG ĐÔ THỊ
Chiếu sáng công cộng trong đô thị rất đa dạng, gòm nhiều hệ thống chiếu sáng khác nhau. Chúng có vai trò rất quan trọng trong đô thị, đáp ứng yêu cầu công năng, an toàn, an ninh đô thị, vừa phải đạt yêu cầu về thẩm mỹ bởi chúng có ảnh hƣởng đến diện mạo của đô thị, tạo nên những hình ảnh vô cùng tráng lệ.
Chiếu sáng công cộng là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống đô thị, phản ánh mức độ phát triển đô thị nói chung và chất lƣợng cuộc sống nói riêng. Thời gian qua các đô thị, từ thành phố thị xã đến các thị trấn đều đƣợc đầu tƣ phát triển chiếu sáng với mức độ khác nhau, tỉ lệ đƣờng phố đƣợc chiếu sáng đã tăng lên đáng kể.
3.1. CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG VÀ PHỐ
3.1.1. Lịch sử phát triển của chiếu sáng đƣờng và phố
Các phƣơng tiện giao thông trên đƣờng và phố rất đa dạng về chủng loại, không chỉ ở nƣớc ta mà ở tất cả các nƣớc trên thế giới. Thực tế ở nƣớc ta hiện nay và cả trong tƣơng lai gần, trên đƣờng giao thông có đủ loại phƣơng tiện cùng lƣu hành, bao gòm xe có động cơ, xe đạp, ngƣời đi bộ và kể cả ngƣời gồng gánh và các loại xe thô sơ khác. Vì vậy, khi thiết lập yêu cầu và tiêu chuẩn chiếu sáng đƣờng ở Việt Nam hiện tại cần xét đến tình trạng này.
Trƣớc đây khi mới phát minh ra đèn điện, việc chiếu sáng chỉ nhằm mục đích là đẩy lùi bóng tối. Ngày nay, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, chất lƣợng đƣờng phố ngày càng nâng cao, phƣơng tiện giao thông ngày càng đông đúc… Tất cả những vấn đề trên đã đặt ra một thách thức vô cùng lớn cho việc thiết kế hệ thống chiếu sáng đƣờng phố, vì việc chiếu sáng theo cách cổ điển không còn đảm bảo đƣợc an toàn giao thông. Ngày nay, các loại hình chiếu sáng ngày càng đa dạng phong phú, tính thẩm mỹ và tiện nghi ngày càng nâng cao; chiếu sáng các công trình giao thông, chiếu sáng cảnh quan, chiếu sáng quảng cáo, trang trí và chiếu sáng không gian lễ hội ngày càng đƣợc quan tâm góp phần cải thiện bộ mặt đô thị.
Chiếu sáng đƣờng giao thông bao gòm cả chiếu sáng các nút giao thông (cùng mức, khác mức), chiếu sáng các cầu, đƣờng trên cao, chiếu sáng các đƣờng hầm, đƣờng ngầm.
Chiếu sáng đƣờng phố ở trên thế giới đã có lịch sử hoảng 450 năm với ba mục tiêu cơ bản đƣợc thừa nhận:
- Giảm tội phạm đƣờng phố - Làm đẹp đô thị.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh Trang 46 SVTH: Phạm Thị Sơn Ân
- Bảo đảm giao thông an toàn
Để chống trộm cƣớp, đƣờng phố Paris đƣợc lắp đèn chiếu sáng vào loại sớm nhất vào năm 1558. Tệ nạn này đến nay vẫn còn xảy ra trên khắp thế giới và mục đích này của chiếu sáng vần còn tồn tại. Bốn vòng cung ánh sáng khổng lồ đặt trên đỉnh tòa thánh ở Wabash, Indian năm 1880 đƣợc coi là nguồn sáng điện làm đẹp đầu tiên. Từ những năm 1900 các tai nạn giao thông đã xảy ra thƣờng xuyên khi xe ngựa kéo bắt đầu hoạt động trong đô thị. Năm 1936-1937 Hội đồng chiếu sáng công cộng (Public Lighting Commission) ở Detroit (Mỹ) đã lắp đặt cải tiến chiếu sáng cho 31 dặm đƣờng phố thƣờng xảy ra tai nạn giao thông nghiêm trọng, và công bố tỉ lệ tai nạn tử vong giữa ban đêm và ban ngày nhƣ sau:
-Trƣớc lắp đặt: 7 tử vong đêm/1 tử vong ngày -Sau lắp đặt: 1,4 tử vong đêm/1 tử vong ngày.
Theo thống kê nững năm 1980 ở Mỹ có 60% tai nạn giao thông tử vong vào ban đêm. Vì vậy ngày nay chiếu sáng để đảm bảo an toàn giao thông vẫn đƣợc coi là mục tiêu quan trọng nhất.
Tuy nhiên 1000 năm trƣớc đây ngƣời Syria đã biết dùng đèn dầu đặt trong giỏ sắt