pp Nghiên cứu thiết kế hệ thống chiếu sáng đường giao thôngÁp dụng thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà NộiXây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường.

Chiếu sáng đường là một bộ phận của kỹ thuật chiếu sáng, ngày nay với hệ thống giao thông phát triển hiện đại, mật độ giao thông lớn.. Yêu cầu đầu tiên với hệ thống chiếu sáng là hạn chế

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống chiếu sáng đường giao

thông-Áp dụng thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội-Xây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường.

Họ và tên: Nguyễn Thanh Trình Lớp: KTDA-K55

Mã sinh viên : 551868

1

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành kinh tế

Ngành kỹ thuật chiếu sáng cũng không ngừng phát triển, việc

chiếu sáng các công trình không chỉ là không cấp đủ ánh sáng

mà hiện nay cần đòi hỏi nhiều về thẩm mỹ cũng như nâng cao về chất lượng Việc chiếu sáng các công trình nay đã trở nên mối

quan tâm hàng đầu của các nhà thiết kế cũng như giới mỹ thuật

Với một công trình được chiếu sáng tốt sẽ mang lại cho con

người nhiều tiện ích, thoải mái trong công việc, học tập cũng như thư giãn Và giờ đây chiếu sáng là một bộ phận quan trọng trong

sự phát triển chung của xã hội

Chiếu sáng đường là một bộ phận của kỹ thuật chiếu sáng,

ngày nay với hệ thống giao thông phát triển hiện đại, mật độ giao thông lớn Yêu cầu đầu tiên với hệ thống chiếu sáng là hạn chế

tối đa tai nạn giao thông xảy ra vào ban đêm, tạo cho các lái xe

có một tầm nhìn thoải mái

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG

1.1 Vai trò của chiếu sáng đường giao thông

• Giúp ngăn ngừa tai nạn, bảo vệ người tham gia giao thông

• Đảm bảo an toàn, an ninh, bảo vệ con người và tài sản

• Chiếu sáng giúp người tham gia giao thông nhận ra nhanh chóng các tình huống thay đổi trên đường trong mỗi điều kiện giao

1.2 Yêu cầu chung của chiếu sáng đường giao thông

• Chất lượng chiếu sáng cao, độ chói trung bình và độ động đều cao, khả năng hạn chế lóa mắt tốt

• Phải đảm bảo chức năng định hướng, định vị cho các phương tiện giao thông

• Có tính thẩm mỹ, hài hòa với quang cảnh môi trường đô thị

• Hiệu quả kinh tế cao, mức tiêu thụ điện năng thấp, nguồn sáng có hiệu quả phát quang cao, tuổi thọ của thiết bị vào toàn bộ hệ thống cao, giảm chi phí vận hành bảo dưỡng

• Đáp ứng các yêu cầu về an toàn, thuận tiện trong vận hành và bảo dưỡng

1.3 Các tiêu chuẩn của hệ thống chiếu sáng đường giao thông

Quốc tế: Theo phân cấp đường và các tiêu chuẩn do Hội chiếu sáng quốc tế CIE đưa ra (bảng 1.1)

Việt Nam: Tiêu chuẩn XDVN 259:2001 (bảng 1.2)

Độ chói và độ rọi trung bình của đường TCVN 1404:2005 (bảng 1.3)

Cấp Loại đường Độ sáng

biên

Độ chói trung bình cd/

Độ đồng đều nói chung

Độ đồng đều chiều dọc

Chỉ số tiện nghi G

A Đường cao tốc

B Đường trụcĐường chính

Đường hình tia

Sáng

5 6

2

5 6

D Đường các phố chínhCác phố buôn bán giao

B Đường trụcĐường chính

Đường hình tia

Sáng

5 6

2

5 6

D Đường các phố chínhCác phố buôn bán giao

thông hỗn hợp

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chiếu sáng đường theo CIE 12-2

Cấp đường phố, và

đô thị Chức năng chính của đường, phố, quảng trường Tốc độ (km/h)

Cấp chiếu sáng

Đường cấp đô thị

Cao tốc Đường phố cấp I Đường phố cấp II

Xe chạy tốc độ cao, tổ chức giao thông khác cao độ.

Giao thông liên tục giữa các khu nhà ở, khu công nghiệp.

Tổ chúc giao thông khác cao độ.

Giao thông có điều khiển liên hệ với đường phố cấp I.

Tổ chức giao thông khác cao độ.

120 100 80

A A A

Cấp khu vực Đường khu vực

Đường vận tải

Liên hệ với đường phố chính cấp đô thị.

Vận chuyển hàng hóa ngoài khu dân dụng.

80 80

B B

Đường nội bộ

Đường khu nhà ở Đường khu công nghiệp

Liên hệ các tiểu khu với đường khu vực.

Chuyển hàng hóa trong giới hạn khu công nghiệp

60 60

C C

Quảng trường

Quảng trường chính thành phố Quảng trường giao thông trước cầu, ga, đầu mối giao thông

Quảng trường trước các điểm tập trung công cộng

A A B

Bảng 1.2 Cấp chiếu sáng đường và quảng trường

TT Mô tả kiểu đường Độ chói tối

thiểu (cd/)

Độ rọi ngang

TB (lx)

Độ rọi ngang min (lx)

1

Đường cao tốc với các làn đường riêng, không có đường cắt ngang,

với kiểm soát đầy đủ, đường ô tô, đường cao tốc.

Mật độ giao thông và độ phức tạp của mặt đường:

Cao

Trung bình

Thấp

2 1,5 1

- -

- -

-

-

-3

Các tuyến giao thông quan trọng trong thành phố, các đường tỏa

tròn, các đường trong quận, huyện.

Kiểm soát giao thông và phân chia các làn đường khác nhau:

Kém

Tốt

1,5 1

-

-

-4

Các đường không quan trọng, đường địa phương, các đường vào

các khu định cư đường dẫn đến các tuyến giao thông, vv

Kiểm soát giao thông phân chia các làn đường:

Kém

Tốt

0,75 0,5

-

-

1 Đường trong các trung tâm đi bộ của các đô thị lớn - 20 7,5

-10 7,5 5

3 1,5 1

TB (lx)

Độ rọi ngang min (lx)

1

Đường cao tốc với các làn đường riêng, không có đường cắt ngang,

với kiểm soát đầy đủ, đường ô tô, đường cao tốc.

Mật độ giao thông và độ phức tạp của mặt đường:

Cao

Trung bình

Thấp

2 1,5 1

- -

- -

-

-

-3

Các tuyến giao thông quan trọng trong thành phố, các đường tỏa

tròn, các đường trong quận, huyện.

Kiểm soát giao thông và phân chia các làn đường khác nhau:

Kém

Tốt

1,5 1

-

-

-4

Các đường không quan trọng, đường địa phương, các đường vào

các khu định cư đường dẫn đến các tuyến giao thông, vv

Kiểm soát giao thông phân chia các làn đường:

Kém

Tốt

0,75 0,5

-

-

1 Đường trong các trung tâm đi bộ của các đô thị lớn - 20 7,5

-10 7,5 5

3 1,5 1

Bảng 1.3 Độ chói và độ rọi trung bình của đường TCVN 1404:2005

1.4 Các loại nguồn sáng thường dùng trong chiếu sáng đường giao thông

1.4.1 Một số loại đèn thường dùng trong chiếu sáng đường giao thông

• Bóng cao áp thủy ngân

• Bóng cao áp sodium

• Bóng cao áp metal halide

• Bóng đèn led

1.4.2 Một số loại cột đèn sử dụng trong chiếu sáng đường giao thông

• Cột bát giác liền cần: Là kiểu cột thông dụng nhất trên thị trường hiện nay, thân cột có hình bát giác liên tục, ngọn cột được uốn cong thành cần vươn

để lắp đèn (độ vươn của cần đèn từ 1,2 – 2m), chiêu cao cột từu 6 – 12m

• Cột tròn côn liền cần: Thân cột tròn côn liên tục kiểu dáng thanh thoát và tinh tế, ngọn cột được uốn cong thành cần vươn để lắp đèn chiếu sáng, chiều cao cột từ 6 – 11m

1.5 Các cách bố trí đèn

• Bố trí một bên đường: Phương án này sử dụng cho những đoạn đường hẹp, chiều rộng lòng đường nhỏ hơn 7,5m hoặc một bên có hàng cây che khuất

• Bố trí giữa giải phân cách: Phương án này sử dụng cho đường đôi có giải phân cách ở giữa

• Bố trí 2 bên đối diện: Phương án này sử dụng cho những đường có nhiều làn xe

• Bố trí 2 bên so le: Phương án này sử dụng cho những đường hai chiều

1.6 Tính toán thiết kế chiếu sáng đường giao thông

1.6.1 Chọn chiều cao cột và vị trí đặt cột đèn

Dựa vào chiều rộng lòng đường và đặc điểm của con đường mà ta có thể chọn chiều cao cột như trong bảng 1.8:

Bảng 1.8: Điều kiện chọn chiều cao cột đèn

1.6.2 Khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp

Để đảm bảo độ đồng đều dọc tuyến, khoảng cách giữa 2 đèn liên tiếp được xác định (phụ thuộc vào cách bố trí đèn và kiểu bộ đèn) phải nhỏ hơn hoặc bằng được cho trong bảng 1.10

Chụp bán rộng

Một bên, hai bên đối diện, trên dải

Chụp bán rộng

Một bên, hai bên đối diện, trên dải

1.6.3 Xác định hệ số suy giảm quang thông

Sự suy giảm quang thông của bộ đèn là do thời gian sử dụng và sự bám bụi làm bẩn bóng đèn

Hệ số suy giảm quang thông được tính:

V =

Trong đó:

là hệ số suy giảm quang thông theo thời gian sử dụng;

là hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn bám vào bộ đèn

•

1.6.4 Hệ số sử dụng của bộ đèn

Là phần trăm quang thông do đèn phát ra chiếu lên phần hữu ích của con đường có chiều rộng l

Hình 1.13: Đường cong hệ số sử dụng của bộ đèn

Biểu thức xác định fu:

fu = fuAV ± fuAR;

1.6.5 Xác định tỉ số R

Tỉ số R được xác định theo biểu thức:

R =

Tỉ số R phụ thuộc vào tính chất mặt đường và loại bộ đèn đường

•

Loại và tính chất mặt đường Đèn chụp hẹp Đèn chụp bán rộng

Bảng 1.13: Giá trị tỉ số R

1.6.6 Lựa chọn đèn

Quang thông của một nguồn sáng được lựa chọn theo biểu thức:

=

Nguồn sáng được chọn là nguồn sáng thỏa mãn

= (90÷120)%

1.6.7 Kiểm tra hệ thống chiếu sáng

Chỉ số tiện nghi G: Chỉ số lóa G miêu tả mức độ hạn chế và mệt mỏi do các đèn gây nên trong tầm nhìn

G = ISL + 0,97log + 0,41logh’ – 1,46logP

Độ chói: Từ độ chói trung bình ta tính được độ chói thực theo biểu thức; =

•

Chương 2: ÁP DỤNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO ĐƯỜNG NGÔ XUÂN QUẢNG, THỊ TRẤN TRÂU QUỲ, HUYỆN GIA LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI.

2.1 Giới thiệu về đường Ngô Xuân Quảng

Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng đường Ngô Xuân Quảng

2.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng

2.2.1 Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống chiếu sáng đường Ngô Xuân Quảng

• Khảo sát đường Ngô Xuân Quảng nhận thấy:

• Công trình dân dụng hai bên vỉa hè là các cửa hàng, dãy nhà kiên cố và bán kiên cố đã được xây dựng tương đối ổn định

• Cần thiết kế chiếu sáng cho đoạn đường phố Ngô Xuân Quảng có tổng

chiều dài là 1200m, rộng 16m, hai bên có vỉa hè rộng 4m, đường hai chiều

và không có giải phân cách ở giữa

• Lớp phủ mặt đường có độ sáng trung bình, không khí không bị ô nhiễm và đèn được đặt trong hộp kín Mắt đường hiện trạng là bê tông nhựa

• Đường Ngô Xuân Quảng thuộc cấp chiếu sáng đường C ,chỉ số tiện nghi G

= 5, và độ chói trung bình Ltb = 1,5 cd/m2 (theo bảng 1.1)

2.2.2 Thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng

Từ số liệu khảo sát, ta sử dụng phương án bố trí đèn sole hai bên đường để thiết kế hệ thống chiếu sáng đường Ngô Xuân Quảng

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí đèn hai bên sole

Từ quá trình tính toán ta chọn bộ đèn natri cao áp có :

2.3 Tính toán cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

2.3.1 Tính chọn aptomat

• Aptomat được chọn theo các điều kiện sau :

• Dòng cắt định mức: IcđmAT ≥ IN (kiểm tra trong phần tính toán ngắn mạch)

• Dòng điện định mức: IđmAT ≥ Ilv.max = Itt =

• Điện áp định mức: UđmAT ≥ Uđm.LĐ = 0,38 kV

Tính chọn aptomat với dòng cắt định mức :

2.3.2 Chọn cáp từ trạm biến áp tới tủ chiếu sáng

Dòng điện: Itt =

Itt = = 22,79 (A)

Tra bảng PL4.29 sách “ Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng “ ta chọn loại cáp đồng 4 lõi tiết diện 25 mm2 cách điện PVC do lens chế tạo có các thông số sau:

Điện trở của dây dẫn /km ở 20 o C (/km)

2.3.3 Lựa chọn aptomat cho lộ ra các dãy đèn

Lựa chọn AT1, AT2 cho lộ ra OA và OB

2.3.4 Tính chọn dây dẫn các lộ ra OA và OB

Lộ ra OA và OB mỗi lộ cấp điện cho 17 bóng natri cao áp toàn tuyến đường Ngô Xuân Quảng

Chiều dài đoạn dây OA và OB: L = 1200m

Dòng điện chạy đầu đoạn cáp OA và OB là:

Điện trở của dây dẫn /km ở 20 o C (/km)

I cp (A)

lõi

vỏ

Trong nhà

Ngoài trời

Bảng 2.5: thông số cáp các lộ ra OA và OB

2.3.5 Lựa chọn dây dẫn từ cáp đến đèn

Đèn natri cao áp 350w, chấn lưu 25w

Điện trở của dây dẫn

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN ĐƯỜNG

3.1 Giới thiệu một số hệ thống điều khiển chiếu sáng đường giao thông

• Hệ thống điều khiển chiếu sáng qua mạng thông tin di động

• Hệ thống điều khiển chiếu sáng công cộng – Smartlight

• Tủ điều khiển chiếu sáng

3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển chiếu sáng đường Ngô Xuân Quảng

3.2.1 Các thiết bị trong hệ thống

Tính nhánh k1 và k2 duy trì đóng cắt cho ½ số đèn đường Ngô Xuân Quảng

P1 = ½ 12750 = 6375 (W)

Dòng điện của nhánh k1

I1 = = = 11,4 (A)

Chọn k1 và k2: có dòng định mức 25A, điện áp định mức 380V

Sử dụng 2 rơ le thời gian 24h để điều khiển chiếu sáng.

•

3.2.2 Sơ đồ điều khiển mạch chiếu sáng

K1 RT1

RT1

K2 RT2

RT2

AT

Hình 3.7: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng đường Ngô Xuân Quảng

3.3 Thiết kế xây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường

3.3.1 Các thiết bị sử dụng trong mô hình

Em đã xây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng đường với các thiết bị sau:

• 2 rơ le thời gian 24h;

3.3.2 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng

K1 RT1

RT1

K2 RT2

3.4.3 Khảo nghiệm mô hình

Sau khi lắp ráp mô hình xong, em tiền hành đo thời gian điều khiển hệ thống chiếu sáng của mô hình Kết quả thu được trong bảng 3.1

STT Thời gian bật toàn bộ

KẾT LUẬN

Sau quá trình thực hiện đồ án em đã thu được kết quả như sau:

• Tìm hiểu phương pháp thiết kế chiếu sáng đường giao thông

• Áp dụng thiết kế chiếu sáng cho đường Ngô Xuân Quảng, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội

• Gới thiệu một số hệ thống điều khiển chiếu sáng

• Xây dựng mô hình điều khiển đèn đường tự động theo thời gian

KIẾN NGHỊ

Do đề tài còn khá mới, kiến thức của em còn hạn chế nên đồ án vẫn còn một số phần thiếu sót chưa hoàn chỉnh: sử dụng đèn led trong chiếu sáng giao thông, xây dựng mô hình điều khiển chiếu sáng thông minh

Từ những thiếu sót trên, em mong muốn đề xuất: Tiếp tục nghiên cứu đề tài thiết kế hệ thống điều khiển chiếu sáng đèn đường thông minh sử dụng các cảm biến ánh sáng, cảm biến lưu lượng di chyển

Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành khóa luận em không tránh khỏi các sai sót, kính mong quý thầy cô và các bạn cùng góp ý để bài khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn