Thiết kế chiếu sang cho một trục đường giao thông

Hình b3 : cách xác định độ rọi điểmb.4Độ chói L ф,lumem lmcd/m Là đại luợng đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của một nguồn sáng hay một bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đ

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP H Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BÀI TẬP LỚN

MÔN : KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG

Đề tài : Thiết kế chiếu sang cho một trục đường giao thông, với các kích thước như sau: gồm 2 làn đường 1 chiều, mỗi làn 7m , dài 3km, vỉa hè rộng 3m, rải phân cách giữa rộng 1,5m.

Giáo viên hướng dẫn :

Sinh viên thực hiện :

Hà nội -2016

LỜI NÓI ĐẦU

Chiếu sáng có vai trò hết sức quan trọng trong việc đảm bảo tiện nghi làm việc vàsinh hoạt của con người , nâng cao giá trị thẩm mỹ cho các công trình

Từ thời kỳ sơ khai của văn minh đến thời gian gần đây, con người chủ yếu tạo ra ánh sáng từ lửa mặc dù đây là nguồn nhiệt nhiều hơn ánh sáng Ngày nay, chúng

ta vẫn đang sử dụng nguyên tắc đó để sản sinh ra ánh sáng và nhiệt qua loại đèn nóng sáng Chỉ trong vài thập kỷ gần đây, các sản phẩm chiếu sáng đã trở nên tinh vi và đa dạng hơn nhiều, chiếu sáng nhân tạo hiện đại cho phép ngoài việc đảm bảo tiện nghi còn tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường Hầu hệt những người sử dụng năng lượng trong công nghiệp và thương mại đều nhận thức được vấn đề tiết kiệm năng lượng trong các hệ thống chiếu sáng Thông thường có thể tiến hành tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể chỉ với vốn đầu

tư ít và một chút kinh nghiệm Thay thế các loại đèn hơi thuỷ ngân hoặc đèn nóng sáng bằng đèn halogen kim loại hoặc đèn natri cao áp sẽ giúp giảm chi phí năng lượng và tăng độ chiếu sáng Lắp đặt và duy trì thiết bị điều khiển quang điện, đồng hồ hẹn giờ và các hệ thống quản lý năng lượng cũng có thể đemlại hiệu quả tiết kiệm đặc biệt Tuy nhiên, trong một số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng để đạt được mục tiêu tiết kiệm như mong đợi Cần hiểu rằng những loại đèn có hiệu suất cao không phải là yếu

tố duy nhất đảm bảo một hệ thống chiếu sáng hiệu quả

Thiết kế chiếu sáng được chia làm 2 loại chính : “chiếu sáng trong nhà” và “

chiếu sáng ngoài trời” nhóm chúng em được giao bài tập lớn : “thiết kế chiếu sáng cho trục đèn giao thông” Trong bài tập lớn có sử dụng phần mềm hỗ trợ Dialux Evo…vậy nên, bài làm sẽ tìm hiểu sơ lược về phần mềm và đi sâu vào

thiết kế Do thời gian làm bài và kiến thức còn hạn chế nên bài làm của chúng

em không tránh khỏi những thiếu sót.chúng em kính mong nhận được sự góp

ý, chỉ bảo của các thầy, các cô để em có được những kinh nghiệm và kiến thức chuẩn bị cho công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

đã giúp đỡ chúng em hoàn thành bài tập

CHƯƠNGI : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

Hình a1:quang phổ ánh sáng nhìn thấy được

Như có thể quan sát trên dải quang phổ điện từ ở Hình a1, ánh sáng nhìn thấy được thể hiện là một dải băng từ tần hẹp nằm giữa ánh sáng của tia cực tím (UV) và năng lượng hồng ngoại (nhiệt)(380- 780)nm Những sóng ánh sáng này

có khả năng kích thích võng mạc của mắt, giúp tạo nên cảm giác về thị giác, gọi

là khả năng nhìn.Vìvậy để quan sát được cần có mắt hoạt động bình thường và ánh sáng nhìn thấy được

b)Các đại lượng đo ánh sáng

b.1)Quang thông F (ф),lumem (lm)ф),lumem (lm)),lumem (ф),lumem (lm)lm)

Là đại luợng đặc trưng cho khả năng phát sáng của một nguồn sáng,

có xét đến sự cảm thụ ánh sáng của mắt nguời hay gọi lâ công suất phát sáng của một nguồn sáng

V là độ nhạy tuơng đối của mắt nguời

b.2)Cường độ ánh sáng I candela (ф),lumem (lm)cd)

Là đại luợng biểu thị mật độ phân bố quang thông của một nguồn sáng

theo một hướng nhất định

Hình b1:cường độ ánh sáng theo 1 phía.

I = ≈

Trong đó :

F là quang thông (lm)

Ω là góc khối , giá trị cực đại là 4

b.3) Độ rọi E (ф),lumem (lm)lux)

Là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng trên bề mặt

Ea =

Hình b3 : cách xác định độ rọi điểm

b.4Độ chói L (ф),lumem (lm)cd/m )

Là đại luợng đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của một nguồn

sáng hay một bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt nguời

C≥ 0,01 thì mắt người có thể phân biệt được hai vật để cạnh nhau

b.7Hiệu suất phát quang H (ф),lumem (lm)lm/w)

Hiệu suất phát quang lâ đại luợng đo bằng tỷ số giữa quang thông phát

ra của bóng đèn (F) và công suất điện năng tiêu thụ ( P) của bóng đèn

2 Mắt người

Hình2.1 :cấu tạo mắt người

- Mắt người có hình dạng đường cầu đường kính 2,4cm , nặng khoẳng 7 gam

và có cấu tạo như hình 2

- Giác mạc và nhất là thể thủy tinh tạo nên 1 hệ thống quang học cho phép hình ảnh được hiện lên trên võng mạc võng mạc bao gồm rất nhiều dây thầnkinh thị giác , trong đó có 2 nhóm tế bào cơ bản là :

 Tế bào hình nón gồm khoảng 7 triệu tế bào, nằm chủ yếu ở vùng giữa giác

mạc và được kích thích bằng mức chiếu sáng cao , còn gọi là thị giác ngày, đảm bảo nhận biết màu sắc của ánh sáng

 Tế bào hình que nhiều hơn tế bào hình nón khoảng 130 triệu tế bào , bao

phủ vùng còn lại của võng mạc… chúng được kích thích bởi mức ánh sáng thấp , còn gọi là thị giác đêm

2 dạng tế bào này không có ranh giới rõ rệt, chúng phụ thuộc vào mức độ chiếu sáng

Độ nhạy của mắt đối với ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng( màu) của ánh sáng Mắt người với các tế bào hình nón cảm nhận rõ nhất với bước sóng từ (380-780)nm

Khi chuyển từ thị giác đêm ( tế bào que) sang thị giác ngày( tế bào hình nón )

và ngược lại , cảm giác không sảy ra túc thời mà phải cần một thời gian, gọi là thời gian thích ứng…

Hình 2.2 : biểu đồ phân bố tế bào hình que và tế bào hình nón

Hình 2.3 : độ hấp thụ ánh sáng của mắt với các màu

II Nguồn sáng.

Nguồn sáng điểm: khi khoảng cách từ nguồn đến mặt phẳng lâm việc lớnhơn nhiều so với kich thước của nguồn sáng có thể coi là nguồn sáng điểm ( lànguồn sáng có kích thuớc nhỏ hơn 0,2 khoảng cách chiếu sáng)

Nguồn sáng đuờng: một nguồn sáng được coi là nguồn sáng đường khi chiều dài của nó đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng

1.Phân loại nguồn sáng.

HuỳnhQuang

Thủy ngân cao áp

Halide

Meta-SodiumCao áp

SodiumThấp áp

32-1000

8000-24000

15000-24000

6000-32000

12000-16000

8000-100000T(K) 2800-

40000-3200

6000

2700-4300

6000

3000-2500

2000-2100

1900-8000CRI (0-100) 100 55-90 40-55

3000-Hình 1.2 : thông số kĩ thuật một số loại đèn thông dụng

III.Bộ đèn

1.Khái niệm

Bộ đèn là tập hợp các thiết bị quang, điện, cơ khi nhằm thực hiện phân bố

ánh sáng, định vị bảo vệ đèn vá nối đèn với nguồn điện

Chóa đèn là một bộ phận của bộ đèn, bao gồm các bộ phận dùng để

phân bố ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, lắp đặt dây nối đèn và chấn lưu

với nguồn điện Nói cách khác đèn cộng với choa đèn tạo thành bộ đèn

Hình 1.1 : một số bộ đèn đường

2.Cấu tạo một số bộ đèn thông dụng

-Thân đèn có chức năng gá lắp các bộ phận của đèn, bảo vệ bóng đèn và các

thiết bị điện kèm theo Thân đèn phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Thuận tiện trong thao tác lắp đặt và bảo dưỡng thiết bị

Có khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và tỏa nhiệt tốt

Có tính thẩm mỹ

-Phản quang có chức năng phân bố lại ánh sáng của bóng đèn phù

hợp với mục đích sử dụng của đèn Phản quang phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Có biến dạng phù hợp

Hệ số phải cao

Có khả năng chống ăn mòn ôxi hóa và chịu nhiệt tốt

-Kính đèn có chức năng bảo vệ bóng đèn và phản quang góp phần kiểm

soát phân bố ánh sáng của đèn Kính đèn phải đáp ứng được các nhu cầu sau

Có biến dạng phù hợp với phát quang

Hệ số thấu quang phù hợp

Có độ bền cơ học , khả năng chịu nhiệt và chịu tác động của tia

hồng ngoại cực tím

-Đui đèn có chức năng cấp điện vào bóng đèn và giữ cho bóng đèn cố

định ở vị trí cần thiết ,yêu cầu của đui đèn

Các tiếp điểm ổn định trong trường hợp có va trạm ,rung

Có khả năng chiu nhiệt tốt

Cứng ,một số trường hợp phải có bộ phận phụ trợ để cố định

bóng đèn

-Bộ đèn có chức năng tạo ra chế độ điện áp và dòng điện phù hợp với

quá trình làm việc và khởi động yêu cầu chung của bộ đèn

Các thiết bị phải đồng đều và tương thích với đèn

Có khả năng chịu nhiệt tốt

Tổn hao công suất thấp

IV Thiết kế chiếu sáng

1.Thiết kế chiếu sáng nội thất

Kỹ thuật chiếu sáng nội thất nghiên cứu các phương pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng nhằm tạo nên môi trường chiếu sáng tiện nghi thẩm

mỹ phù hợp với các yêu cầu sử dụng và tiết kiệm điện năng của các công trình trong nhà

Hình 1.1 : thiết kế nội thất

Các bước thiết kế chiếu nội thất

-Thiết kế sơ bộ nhằm xác định các giải pháp hình học và quang học về địa điểm chiếu sáng như kiểu chiếu sáng, lựa chọn loại đèn ,bộ đèn và cách bố trí đèn số kượng đèn cần thiết

-Kiểm tra các điều kiện độ rọi độ chói độ đồng đều theo tiêu chuẩn cảmgiác tiện nghi nhìncuar phương án chiếu sáng

Các yêu cầu cơ bản đối với chiếu sáng nội thất

-Đảm bảo độ rọi xác định theo từng loại công việc Không nên có bóng

tối và độ rọi phải đồng đều

-Tạo được ánh sáng giống như ban ngày

-Coi trọng yếu tố tiết kiệm điện năng

2 Thiết kế chiếu sáng bên ngoài

Thành phần chiếu sáng bên ngoài không thể thiếu được trong mọi không gian kiến trúc đô thị Bao gồm chiếu sáng giao thông chiếu sánglàm việc và chiếu sáng trang trí Ngoài chức năng bảo đảm an toàn cho phương tiện giao thông và an toàn đô thị vào ban đêm còn góp phần làm đẹp cho công trình kiến trúc

Hình 2.1 : Chiếu sáng đường phố

Hình 2.2: chiếu sáng sân bóng

Yêu cầu của thiết kế chiếu sáng bên ngoài

- Đảm bảo chức năng định vị hướng dẫn cho các phương tiện tham gia giao thông

-Chất lượng chiếu sáng đáp ứng theo yêu cầu quy định

- Có hiệu quả kinh tế cao ,mức tiêu thụ năng lượng thấp tuổi thọ của các thiết bị chiếu sáng cao

-Thuận tiện trong vận hành và duy trì bảo dưỡng

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG ĐÔ THỊ

I.Đặc điểm chiếu , đối tượng được chiếu sáng

Theo sự phân công của thầy giáo, nhóm chúng em được giao nhiệm vụ thiết kế chiếu sáng cho trục đường giao thông và nhóm quyết định thiết kế cho trục đường

đô thị Sau đây là một số đặc điểm về đường giao thông đô thi

1.yêu cầu chung về chiếu sáng đường giao thông đô thị :

a.yêu cầu về trắc quang :

Đường đô thị thường được chiếu sáng theo yêu cầu của loại đường cấp M2 hoặc M3 theo chuẩn CIE ban hành số 115-2010, tùy thuộc vào tầm quan trọng của công trình và điều kiện giao thông.

Các giá trị của các tiêu chuẩn chiếu sáng để tôn trọng như sau:

Cấp M1 Lave = 2.0cd/m² Uo ³ 0.4 Ul ³ 0.7 TI £ 10% SR ³ 0.5Cấp M2 Lave = 1.5cd/m² Uo ³ 0.4 Ul ³ 0.7 TI £ 10% SR ³ 0.5

b.Nguồn sáng

Đường đô thị yêu cầu mức độ sáng khá cao và yêu cầu việc sử dụng các loại đèn công suất tương đối cao Các khía cạnh nhiệt độ màu ít quan trọng hơn so với nhu cầu chiếu sáng các khu vực thương mại và khu vực đi bộ tại trung tâm thành phố

Do đó, đèn sodium cao áp được sử dụng rộng rãi cho các loại đường Tuy nhiên, ánh sáng trắng cũng có thể được lựa chọn khi cần phối hợp chiếu sáng cảnh quan tạo bầu khí dễ chịu và nhiệt độ màu tốt hơn

Hiệu quả và các chức năng của việc lắp đặt chiếu sáng là quan trọng nhất Kế đến

là tính mỹ quan và yếu tố bền vững, ít bảo trì, Chiều cao lắp các đèn là tương đối quan trọng nhưng hiếm khi vượt quá 12m

Tuỳ theo loại đường mà kiểu lắp đặt có thể chọn kiểu lắp đơn hoặc lắp đôi

Việp lắp đặt chiếu sáng phải đạt hiệu quả về năng lượng, với giá trị SLEEC-L () phải đạt tối đa 0.8W / m² / cd / m²

e Bộ đèn

Theo kiểu phân bố ánh sáng, bộ đèn chiếu sáng đường chia thành : phân bố rộng (chụp rộng) ; phân bố bán rộng(chụp bán rộng) ; phân bố hẹp(chụp hẹp, chụp sâu).Đối với đường đô thị chúng ta nên chọn các bộ đèn có phân bố ánh sáng bán rộng (Imax nằm trong khoảng 650 đến 750 )

2 Đặc điểm cụ thế của trục đường cần thiết kế chiếu sáng :

a.đặc điểm kích thước.

-Đường đô thị và có người đi bộ nên ta chọn cấp chiếu sáng loại C với vỉa hè

sáng ĐỘ trói trung bình Ltb =1,5, Uo=0,4, Ul= 0,7, chỉ số tiện nghi G=5

-Đường gồm hai làn đường 1 chiều cho oto và xe máy, mỗi làn rộng 7m và dài 3km, hai bên là vỉa hè mỗi bên rộng 3m, có giải phân cách giữa hai làn đường với

độ rộng là 1,5m

b.đặc điểm mặt đường :

Loại bộ đèn

R=Etb/

Ltr

Bê tông Lớp phủ mặt đường nhựa

Hè

đườngSạch Bẩn Sáng Trung bình Tối

Dèn chụp sâu 11 14 14 19 25 18Dèn chụp bán

-với mặt đường nhựa độ sáng trung bình và chọn bộ đèn bán rộng

II.Giới thiệu về DiaLux

DIALux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, được tạo lập bởi công ty

DIAL GmbH – Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu

Phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm 2 phần:

P

h ầ n DIALux EVO và dialux :

Đây là hai phần mềm cơ bản để thiết kế chiếu sáng của dialux, về cơ bản hai phần mềm này có chức năng gần như nhau, dialux evo sẽ cho kết quả tốt hơn và là

phiên bản cao hơn so với dialux 4 Đây là một phần riêng biệt của DIALux từng

bước trợ giúp cho người thiết kế dễ dàng và nhanh chóng thiết lập một dự án chiếu sáng nội thất Kết quả chiếu sáng nhanh chóng được trình bày và kết quả có

thể được chuyển thành tập tin PDF hoặc chuyển qua dự án chiếu sáng DIALux để

DIALux có thể thiết lập thêm các chi tiết cụ thể chính xác với đầy đủ các chức

Phần trợ giúp thiết kế nhanh (ф),lumem (lm)dialux 4) cho chiếu sáng nội thất,

chiếu sáng ngoại thất và chiếu sáng giao thông

Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng nội thất

Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng ngoại thất.

Phần thiết kế mới một dự án chiếu sáng giao thông

Phần mở các dự án đã có hoặc các dự án mới mở gần đây

- DIALux tính toán chiếu sáng chủ yếu theo các tiêu chuẩn châu Âu như

EN 12464, CEN 8995

- DIALux cho phép chèn và xuất tập tin DWG hoặc DXF

- DIALux có thể chèn nhiều vật dụng, vật thể các mẫu bề mặt cho thiết kếsinh động và giống với thực tế hơn

- Với chức năng mô phỏng và xuất thành ảnh, phim DIALux có hình thức trình bày khá ấn tượng

- DIALux là phần mềm độc lập, tính toán được với thiết bị của nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng khác nhau với điểu kiện các thiết bị đã được đođạc

sự phân bố ánh sáng và có tập tin dữ liệu phân bố ánh sáng để đưa vào DIALux

- DIALux cung cấp công cụ Online cho việc cập nhật, liên lạc với

DIALGmbH và kết nối với các nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng

Bạn có thể tải DIALux vể miễn phí từ địa chỉ trang web: www.Dialux.c om

1) Hướng dẫn sử dụng phần mềm dialux evo:

Sau khi dã cài đặt thành công chương trình chúng ta kích đúp vào icoin để khởi động chương trình như hình:

Hình 1 : giao diện khi bắt đầu vào dialux evo

Tại cửa sổ này bạn phải chọn 1 trong 6 chức năng:

- outdoor and building planning: kế hoạch ngoài trời và xây dựng.

- DWG/DXF import: mở các file dạng dwg/dxf.

- empty rectangular room: thiết kế bên trong căn phòng.

- Street lighting: thiết kế chiếu sang giao thông.

- Simple indoor planning: lập kế hoạc trong nhà đơn giản.

- Open Project: Mở một dự án đã lưu trữ.

2) Ứng dụng phần mềm dialux trong thiết kế chiếu sáng

Bước đầu tiên ta truy cập vào dialux evo qua icon sau đó màn hình chính của chuong trình như sau:

Hình 2.1: giao diện khi bắt đầu dialux evo

Ta chọn empty rectangular room để thiết kế chiếu sáng bên trong 1 can phòng nào

đó Tại đây chúng ta có thể thiết lập các thông số về phòng cần thiết kế

Hình 2.2: thiết lập thông số phòngChúng ta cũng có thể thêm của sổ, bàn ghế, bảng sofa… để có các căn phòng đúng

ý mình thiết kế

Ví dụ thiết kế phòng học:

-Ta có thể chọn của sổ :

-Thêm bàn ghế, bảng…

-Sau đó ta có thể chọn bộ đèn chiếu sáng cho can phòng:

-Phần mềm sẽ tính toán số lượng đèn cần để đảm bảo các yêu cầu về độ rọi

-Sau đó ta có thể cho phần mềm tính toán và chạy mô phỏng , ta sẽ được mô hình sau:

b chiếu sáng ngoài trời

- Đối với chiếu sáng ngoài trời chúng ta có 2 loại chính :chiếu sáng công cộng(bên ngoài các tòa nhà, quảng trường, sân vận động, )

Chiếu sáng đường(đường đô thị, đường nội bộ,…)

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu qua làm thế nào dùng phần mềm DIALUX evo thiết

kế một trục đường giao thông:

-Bước đầu vẫn giống như thiết kế nội thất , ở đây ta chọn street lighting để vào

giao diện thiết kế nhanh một dự án đường giao thông

Tai đây ta sẽ thiết lập các thông số của đường muốn thiết kế ( kích thước, số làn, vỉa hè, dải phân cách … và chọn tiêu chuẩn về độ chói của các bề mặt muốn chiếu sáng )

-Thêm làn xe, thiết lập thông số cho đường…

-Xem mô hình 3D của đường mình vừa thiết kế

-Sau đó ta chọn bộ đèn chiếu sáng cho đường như thiết kế nội thất

Ta có thể tìm đèn bằng thư viện có sẵn trên phần mềm hoặc tìm kiếm catalog của

rất nhiều hãng khác nhau bằng tìm kiếm online LUMsearch hoặc có thể tải trực

tiếp catalog bộ đèn từ các nhà sản xuất trên thế giới:

-Sau khi chọn dược bộ đèn ưng ý ta có thể cài đặt các thông số cho đèn( vị trí đặt đèn, chiều cao, độ nghiêng đặt đèn, độ vươn cần đèn….)

-Sau đó phần mềm sẽ tính toán cho chúng ta về các thông số cần thiết đối với bộ đèn ta đã chọn , so sánh với các tiêu chuẩn chúng ta đã thiết lập…

-Sau đó ta được mô hình chiếu sáng đường giao thông như sau:

c in file phần mềm

Với DIAlux chúng ta có thể thiết kế hầu hết các dự án chiếu sáng , nhưng làm

sao để chia sẻ dự án của mình cho người khác or đối tác xem trong khi họ lại không biết sử dụng phần mềm hoặc không cài đặt phần mềm…

Nhưng điều đó chúng ta cũng có thể làm trên phần mềm bằng việc phần mềm cho phép chúng ta in ra file PDF…

-Ta có thể vào mục file -> print và chọn khổ giấy, chọn máy in… sau đó chọn

Determine page count để xem trước bản in…

Hình b13

Hình b14Tiếp tục thao tác kích Next