Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị - Nguyễn Mạnh Hà

tỉ số R. Lời giải :
- Xác định thông số hình học bố trí theo
TCXDVN259-2001 :	s
+ Theo điều kiện đảm bảo độ đồng đều	K1A	K1 ta có h £ lđường /1,5 = 14/1,5 =9,3m. Để phù
hợp với loại cột hiện có trên thị trường ta chọn h=8m.
+ Theo điều kiện độ cao treo đèn cực	K2
đại ta có : emax = 3,5h =3.8=24m.	K2A	k=k1A + k2A - Tính toán hệ số sử dụng :
Do 2 đèn bố trí đối xứng nên hai cắp	vỉa hè đường cong hệ số sử dụng cũng đối xứng

lđường
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	124
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
nhau. Do vậy ta chỉ tính hệ số sử dụng cho 1 đèn (ví dụ hình bên là đèn bên trái, ký hiệu kT), còn hệ số sử dụng của cả 2 đèn là k = 2kT.
l1 = lđường – (s-0,3) = 14-(1,5-0,3) = 12,8m l2 = (s-0,3) = 1,5-0,3 = 1,2m
l1/h = 12,8/8 = 1,6 l2/h = 1,2/8 = 0,15
Tra đường cong hệ số sử dụng đã cho ta có :k1 = 0,41 và k2 = 0,03. Vậy kT = 0,41 + 0,03 = 0,44 và k = 2kT = 2.0,44 = 0,88.
- Chọn đèn :
e.L
tb
0,8.0,88
Tra bảng với mặt đường nhựa trung bình dùng đèn bán rộng có R = 14 Quang thông đèn là F = l. V.k.R =14.24.2,2.14=14.700 lm
Tra phụ lục 2 ta chọn đèn cao áp sodium bầu đục hình trụ có công suất 150W, quang thông 14.000lm. Quang thông đèn bé hơn quang thông tính toán chút ít nhưng phải chấp nhận vì nếu chọn đèn 250W-25.000lm thì lãng phí lớn trong khi không thể tăng e lên được nữa để giảm số đèn. Ta cũng không giảm e nữa vì e=24m đã khá dày trong không gian đô thị.
Thông thường với bài toán này người ta phải tìm hãng chế tạo đèn có công suất 150W nhưng quang thông cao nhất. Chẳng hạn có thể một nhà chế tạo nào đó có đèn 150W-14600lm thì ta chọn loại đèn này là hợp lý nhất.
Bài 17 : Tuyến đường dài 690m, lớp phủ nhựa đường sáng trung bình, độ chói trung bình yêu cầu Ltb = 2cd/m2.
Bố trí đèn trên dải phân cách với các kích thước như hình vẽ bên dưới. Do đường đôi đòi hỏi mỹ quan nên yêu cầu độ cao treo đèn tối thiểu h=10m. Bộ đèn sử dụng là sodium áp suất cao, kiểu phân bố ánh sáng bán rộng, hệ số suy giảm quang thông v=0,8 và đường cong hệ số sử dụng như hình sau.
Đèn
0,5
0,4	K1
0,3
K2	0,2
0,1
1
l2	l h 1 0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 h
Hãy tính đưa ra giải pháp chiếu sáng cho tuyến đường này theo phương pháp tỉ số R. Lời giải :
Do tính chất đối xứng, ta chỉ xét 1 đường bên phải, kết quả tính toán áp dụng được cho đường bên trái.
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	125
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
- Xác định thông số hình học bố trí theo TCXDVN259-2001 :
+ Do đề bài đặt ra đã cho h = 10m nên theo điều kiện độ cao treo đèn cực đại ta có : emax = 3,5h =3.10=35m.
+ Số cột đèn cần lắp đặt là : 690/35+1 = 21 đèn
A	B
K1B
h
K”2A	K’2A
K2B
1,5m
7m	2m	7m
- Tính toán hệ số sử dụng :
Nhìn vào hình vẽ trên ta có K = KB + KA = (K1B + K2B) + (K’2A - K”2A) + Với đèn A chỉ có nhánh K2 ảnh hưởng đến tuyến đường bên phải :
l’2A = 7m + 2m/2 + 1,5m = 9,5m Î l’2A/h = 9,5/10 = 0,95
Î Tra đường cong có K’2A = 0,24 l”2A = 2m/2 + 1,5m = 2,5m	Î l”2A/h = 2,5/10 = 0,25
Î Tra đường cong có K”2A = 0,1 Vậy KA = 0,24 - 0,1 = 0,14
+ Với đèn B cả nhánh K2 và K1 đều ảnh hưởng đến tuyến đường bên phải : l1B = 7m – (1,5m - 1m) = 6,5m Î l1B/h = 9,5/10 = 0,65
Î Tra đường cong có K1B = 0,21 l2B = (1,5m - 1m) = 0,5m	Î lB/h = 2,5/10 = 0,05
Î Tra đường cong có K2B = 0,02 Vậy KB = 0,21 + 0,02 = 0,22
+ Hệ số sử dụng tổng K = 0,14 + 0,22 = 0,36 - Chọn đèn :
L
t
0,8.0,36
V k
Tra bảng với mặt đường nhựa trung bình dùng đèn bán rộng có R = 14 Quang thông đèn là F = l.e. .b.R = 7.35.2.14 =23.819 lm
Tra phụ lục 2 ta chọn đèn cao áp sodium bầu đục hình trụ có công suất 250W, quang thông 25.000lm.
Bài 18 : Cho sơ đồ bố trí đèn như hình vẽ, trong đó lòng đường rộng l = 10,5m, chiều cao treo đèn h = 10m, khoảng cách các trụ đèn e = 30 m, độ vươn cần đèn s = 2,0m, cột đèn bố trí trên vỉa hè cách mép đường 0,3m.
Dùng bộ đèn Sodium 250W-25.000lm. Cho biết cường độ sáng theo của bộ đèn phương g là Ig =600.cos2g khi bộ đèn này lắp nguồn sáng có quang thông 1000lm.
Điểm quan sát (ký hiệu P) cách mép đường (phía có lắp đèn) là 2m và cách đèn B theo chiều dọc đường là 10m về phía người quan sát. Cấp độ chói của lớp phủ mặt đường là R4.
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	126
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
Hãy tính độ rọi EP và độ chói LP tại điểm P đối với người quan sát khi cả hai đèn A, B đều bật sáng, các đèn khác không ảnh hưởng đến điểm P. Lưu ý : để đơn giản quá trình tính toán, cho phép chọn gần đúng giá trị R4.104 sát nhất từ bảng tra ứng với cặp (g, tgb) tính toán được, không cần tính toán nội suy.
Lời giải :
B
B
IgB
S=2m	K D
A gA	B	10m
A	P	Q C
h=10m	A	e=30m
N	G
0,3m	2m	l=10,5m
2,625m
60m
M
Mắt quan sát
Gọi hình chiếu của đèn A lên mặt đường là điểm N, hình chiếu đèn B lên mặt đường là điểm K. Đường thẳng GD đi qua điểm P song song với trục đường, đường thẳng CQ đi qua điểm P và vuông góc với trục đường. Cần đèn có độ vươn s = 2m, cột đèn lắp trên vỉa hè cách mép đường 0,3m nên đèn nhô ra so với mép đường là 2-0,3 = 1,7m.
Vị trí mắt quan sát theo quy ước cách đèn A một khoảng 60m theo chiều dọc trục đường, cách mép phải của đường l/4 = 10,5/4 = 2,625m.
- Trước hết ta xét độ chói và độ rọi do đèn A :
ë	û
ë	û
PN = (e−10)2 +é2−(s−0,3)ù2 = (30−10)2 +é2−(2−0,3)ù2 = 20,003m
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	127
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
æ	ö	æ
ö
ç	÷	ç
÷
h
10
gA = arctgè PN ø = arctgè 20,003ø= 63,440
1000
Cường độ sáng do đèn A phát theo hướng gA đến điểm P là : Ig.A.P = 600.cos2 (63,440 ).25000 = 2998,9cd
Độ rọi do đèn A gây ra tại điểm P là :
g
c	c
.
2	2
h
10
EA P = Ig.A.P . os3 = 2998,9. os3 (63,440 ) = 2,68 lux
Để tính độ chói ta cần tìm R4, muốn vậy ta phải tính bA :
+	−
60 30 10
ç	÷
÷
ç
ç	÷
2−
è	ø
è	ø
bA = NPC +MPQ = arctgæ 2−(20 0,3)ö+arctgæ10,5−2−2,625ö =174,940
-4
Với bA =174,940 và tggA = 2,00, tra bảng R4 lấy giá trị sát nhất (đề bài không yêu cầu nội suy để tìm giá trị chính xác) ta có R4 = 38.10 .
Theo phương pháp độ chói điểm ta có :
.	4
2	2
h
10
LA P = R .Ig.A.P =38.10−4 2998,9 = 0,11 cd/m2.
- Xét độ chói và độ rọi do đèn B :
ë	û
ë	û
PK = 102 +é2−(s−0,3)ù2 = 102 +é2−(2−0,3)ù2 = 10,005m
æ	ö	æ
ö
ç	÷	ç
÷
h
10
gB = arctgè PK ø = arctgè10,005ø = 45,010
0
1000
Cường độ sáng do đèn B phát theo hướng gB đến điểm P là : Ig.B.P = 600.cos2 (45,01 ).25000 = 7497,4cd
Độ rọi do đèn B gây ra tại điểm P là :
g
0
c	c
2	2
h
10
EB.P = Ig.B.P . os3 = 7497,4. os3 (45,01 ) = 26,49 lux
Để tính độ chói ta cần tìm R4, muốn vậy ta phải tính bB :
−
ç
ç
÷
0−10
ø
è
è
−
÷
1
ø
bB = GPM − KPD = arctgæ10,53 2,625−2ö−arctgæ 2− 20 0,3)ö =14,650
-4
Với bB =14,650 và tggB = 1,00, tra bảng R4 lấy giá trị sát nhất (đề bài không yêu cầu nội suy để tìm giá trị chính xác) ta có R4 = 276.10 .
Theo phương pháp độ chói điểm ta có :
B
4
2	2
h
10
L .P = R .Ig.B.P = 276.10−4 7497,4 = 2,07 cd/m2.
- Tính tổng độ chói và độ rọi do hai đèn A và B gây ra tại điểm P :
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	128
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
LP = LA.P + LB.P = 0,11 + 2,07 = 2,18 cd/m2 EP = EAP + EB.P = 2,68 + 26,49 = 29,17 lux.
Bài 19 : Một tuyến đường có bề rộng l = 10,5m gồm có hai làn xe, chiều cao treo đèn h=10m, khoảng cách các trụ đèn e = 30 m, độ vươn cần đèn s = 2,0m, góc nghiêng cần đèn 50, cột đèn bố trí trên vỉa hè cách mép đường 0,3m. Cấp độ chói của lớp phủ mặt đường là R4.
Thiết kế sử dụng bộ đèn Sodium 250W-32.000lm loại Z2 của hãng Schréder, hệ số suy giảm quang thông là 0,89. Dùng phần mềm Ulysse V2.2 tính toán có các kết quả sau :
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
Y	GIÁ TRỊ ĐỘ CHÓI TÍNH TOÁN TẠI CÁC ĐIỂM (cd/m2)	Đèn
Đèn
Hướng quan sát d c trục đường
X = l/4, Y= -60m	X
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
Y
Đèn	GIÁ TRỊ ĐỘ RỌI TÍNH TOÁN TẠI CÁC ĐIỂM (lux)	Đèn
Trục dọc đường
X
Hãy xác định :
a) Độ rọi trung bình Etb, độ đồng đều chung của độ rọi U0E
b) Độ chói trung bình Ltb, độ đồng đều chung của độ chói U0L, độ đồng đều dọc trục của độ chói Ul.
Lời giải :
å	å
E	E
a) Căn cứ vào bảng độ rọi điểm tính toán ở trên, ta xác định các giá trị sau : n	30
i	i
n	3
}
i
Etb = i=1	= i=10 = 34,4 lux . Trong đó n = 30 là số điểm tính độ rọi trong bảng Emin = Min{E i=1¸30 = 13,4 lux
Suy ra độ đồng đều chung của độ rọi là :
E	34,4
U0E = Emin ´100% = 13,4 ´100% » 39% tb
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	129
Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị
å	å
L	L
b) Căn cứ vào bảng độ chói điểm tính toán ở trên, ta xác định các giá trị sau : n	60
i	i
=	=
n
6
i
Ltb = i 1	= i 10 = 1,81 cd/m2 . Trong đó n = 60 là số điểm tính độ chói trong bảng. Lmin = Min{L i=1¸60 = 1,09 cd/m2.
m
L
1,81
Độ đồng đều chung của độ chói : U0L = L in .100% = 1,09.100% » 60%
tb
Theo TCXDVN259 :2001 ta phải có U0L ³ 40% nên giá trị này đạt yêu cầu.
Tính độ chói cực tiểu, độ chói cực đại, độ đồng đều dọc trục trên từng dải song song với trục đường được tóm tắt trong 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 này ta tính độ đồng đều dọc trục: Ul = Min{UlY} » 75%.
Theo TCXDVN259 :2001 thì Ul ³ 70% nên giá trị này đạt yêu cầu.
Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng	130