thiết kế chiếu sáng sân vận động QUY NHƠN

Tài Liệu Tham Khảo1Người dịch: Lê Văn Doanh – Đặng Văn Đào,“Kỹ thuật chiếu sáng – Patrica van Deplque”(dịch từ tiếng Pháp);NXB – Khoa học và Kỹ thuật 19962Nguyễn Công Hiền (chủ biên),Nguyễn Mạnh Hoạch,“Hệ thống cung cấp điện”;NXB – Khoa học và Kỹ thuật 20013Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê,Chủ biên (Nguyễn Công Hiền),“Cung cấp điện”;NXB Khoa học và Kỹ thuật 2006 4 Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm,“Thiết kế cấp điện”;NXB Khoa học và Kỹ thuật 5Nguyễn Văn Đạm,“Thiết kế các mạng và hệ thống điện”;NXB Khoa học và Kỹ thuật 2006 6Ngô Hồng Quang ,“Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện”;NXB Khoa học và Kỹ thuật 20027Nguyễn Viết Sum,“Sổ tay thiết kế điện chiếu sáng”;NXB – Thanh Niên

LỜI NÓI ĐẦU

Ánh sáng là vấn đề đặc biệt quan trọng trong đời sống Ngoài việc chiếusáng bằng ánh sáng tự nhiên thì ánh sáng nhân tạo đóng vai trò chủ chốt Lịch

sử của chiếu sáng nhân tạo được chia ra làm hai giai đoạn: Giai đoạn trướckhi có đèn điện và giai đoạn sau khi có đèn điện Giai đoạn trước khi có đènđiện thì loài người chiếu sáng ban đêm bằng bếp lửa, nén, đèn dầu hỏa vv.Những nguồn sáng này có ánh sáng yếu, hiệu suất thấp Từ khi nghành điện

ra đời và đến nữa thế kỷ XIX những ngọn đèn điện đầu tiên được sáng chế,nhưng hơn một trăm năm gần đây đèn điện mới được phát triển không ngừngvới những tiến bộ vượt bậc, mở ra một kỷ nguyên văn minh mới cho loàingười Lúc đầu con người chưa quan tâm lắm đến chiếu sáng cũng như tính

mỹ thuật và thẫm mỹ Khi đời sống được nâng cao thì nhu cầu của họ càngcao, nhất là khi sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá phát triễn mạnhnhư ngày nay, các đô thị, khu công nghiệp, xa lộ, công trình thể thao càngphát triễn nhanh chóng Việc chiếu sáng các công trình phải được thiết kếtheo đúng các tiêu chuẩn, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật đem lại thẫm mỹcho công trình kể cả nội và ngoài thất, chiếu sáng tạo nên vẻ đẹp ban đêm chothành phố

Việc thiết kế chiếu sáng cho các công trình thể thao ngoài trời nói chung

và sân vận động nói riêng đòi hỏi người kỹ sư thiết kế chiếu sáng phải đặcbiệt quan tâm đến các yếu tố về kỹ thuật và thẫm mỹ của công trình

Sau thời gian làm việc được sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trongkhoa, bạn bè cùng lớp và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy TS.Nguyễn

Ngọc Mỹ em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài “ Thiết kế

chiếu sáng trung tâm thể thao thành phố Quy Nhơn”.

Trong suốt thời gian làm việc dưới sự chỉ dẫn trực tiếp của thầy

TS Nguyễn Ngọc Mỹ, em đã hình dung được từng bước cụ thể trong côngviệc của người thiết kế, cũng như vận dụng được những kiến thức đã học, họchỏi thêm ở Thầy, ở bạn những kiến thức quí báu và tìm hiểu sâu hơn tronglĩnh vực chiếu sáng để trang bị cho mình một kiến thức cần thiết cho côngviệc sau này Tuy nhiên vì kiến thức và thời gian có hạn nên đồ án của em cònnhiền sai sót và hạn chế Em rất mong được sự xem xét và chỉ bảo của cácThầy Cô.

MỤC LỤC

TRANG

Lời nói đầu 01

Chương I: Tóm tắt cơ sỡ kỹ thuật chiếu sáng 03

1.1 Các đại lượng đo ánh sáng 03

1.2 Cấu tạo và những đặc tính của thiết bị chiếu sáng .09

Chương II: Thiết kế chiếu sáng sân vận động 14

2.1 Phương pháp thiết kế chiếu sáng sân vận động .14

2.2 Lựa chọn phương án chiếu sáng 21

2.3 Thiết kế chiếu sáng sân vận động 24

2.4 Tính toán độ rọi trên sân 28

2.5 Tính chiếu sáng tăng cường bằng đèn pha khán đài 38

2.6 Tính toán độ rọi tại các điểm do đèn pha khán đài gây ra 39

2.7 Độ rọi trên sân do toàn bộ hệ thống đèn pha gây ra 41

2.8 Các số liệu ban đầu và kết quả tính toán 42

Chương III: Thiết kế chiếu sáng sân quần vợt 44

3.1 Lựa chọn phương án chiếu sáng 44

3.2 Thiết kế chiếu sáng sân quần vợt 47

3.3 Tổng hợp các số liệu ban đầu và kết quả tính toán 56

Chương IV: Thiết kế chiếu sáng bể bơi 58

4.1 Lựa chọn phương án chiếu sáng 58

4.2 Thiết kế chiếu sáng bể bơi 60

4.3 Tổng hợp các số liệu ban đầu và kết quả tính toán 69

Chương V: Thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu 70

5.1 Phương pháp thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu 70

5.2 Thiết kế chiếu sáng nhà thi đấu 72

Chương VI: Thiết kế cấp điện cho trung tâm thể thao 78

6.1 Những yêu cầu chung 78

6.2 Chọn phương án cấp điện 79

6.3 Tính toán hệ thống cấp điện 80

6.4 Tính chọn máy biến áp và máy phát diezen 82

6.5 Tính chọn phần tử cao áp 83

6.6 Tính chọn các phần tử hạ áp 84

6.7 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp về các tủ phân phối 89

6.8 Chọn ống luồng điện 92

6.9 Kiểm tra tổn thất điện áp 92

6.10 Chọn tủ phân phối tại các phụ tải 95

Chương VII: Các biện pháp tiết kiệm điện năng 97

7.1 Nhận xét chung 97

7.2 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng 97

7.3 Các biện pháp tiết kiệm điện năng ở trung tâm thể thao 98

Kết Luận 101

Tài Liệu Tham Khảo 102

Phụ Lục 103

Hình 2

CHƯƠNG ITÓM TẮT CƠ SỠ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO ÁNH SÁNG

1.1.1 Sóng điện từ

Sóng điện từ lan truyền trong không gian vừa có tính chất sóng vừa cótính chat hạt, cũng giống như mọi sóng khác, sóng điện từ tuân theo các địnhluật vật lý

- Tế bào hình nón có khoảng bảy triệu tế bào, nằm giữa võng mạc cho

ta phân biệt màu sắc của ánh sáng

- Tế bào hình que có khoảng 120 triệu tế bào, chúng bao phủ phần cònlại của võng mạc cho ta phân biệt màu sắc của ánh sáng đen, trắng

- Bước sóng mà mắt người có thể nhận được có bước sóng

Thần kinh thị giác

Hình 1

d

Ad

0

V() - Thị giác ban ngày

V’ ()- Thị giác ban đêm

1.1.3 Các đại lượng đo ánh sáng và đơn vị đo

Đơn vị đo Candela,kí hiệu: (cd):

Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang củanguồn sáng

Hình 3

Hình 5

Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát mộtbức xạ đơn sắc có tần số là 540.1012 Hz (  = 555 nm) và cường độ nănglượng theo phương này là 1683 Oát trên Steradian.

- Một nguồn phát quang tại 0, phát một lượng quang thông d trong góc khốid có:

+ Cường độ sáng trung bình của nguồn :

I0A= dφφ dφ

+ Cường độ sáng tại điểm A:

1.1.3.3 Quang thông 

Đơn vị đo Lumen (lm)

Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượng chuyển thanhánh sáng, được đánh gía bằng cường độ sáng cảm giác với mắt thường củangười có thể hấp thụ được lượng bức xạ :

- Quang thông của một nguồn phát ra trong góc khối :

0

Hình 4

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông nhận được trên

bề mặt được chiếu sáng

E S





hoặc 2

lm lux m



Trong đó:

 - Quang thông bề mặt diện tích nhận được ( lm )

S - Diện tích bề mặt đuợc chiếu sáng ( m2 )

Khi một mặt phẳng có diện tích S =1 m2 nhận đươc cường độ sáng mộtlượng quang thông  = 1 lm sẽ có độ rọi E = 1 lx

1.1.3.5 Độ chói

L đơn vị cd/m2:

Độ chói là thông số để đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, là tỷ sốgiữa cường độ sáng và diện tích biểu kiến của nguồn sáng theo một phươngcho trước

Khi độ sáng do khuyếch tán định luật Lamber được tổng quát :

M : Độ trưng (lm/m2)

L : Độ chói ( cd/m2)

1.1.3.7 Tri giác nhìn thấy và độ tương phản

Tri giác nhìn thấy là độ nhạy của mắt với sự tương phản, với sự chênhlệch tương đối của hai độ chói của các vật cạnh nhau mà mắt có thể phân biệtđược

Khi quan sát một vật có độ L0 trên một nền có độ chói Lf chỉ có thểphân biệt được nếu độ tương phản:

+Tính năng nhìn được biểu diển theo:

C/CS : Cho phép đánh giá tính năng nhìn

Để đặc trưng rõ hơn khái niệm về ánh sáng trắng thì người ta gán cho

nó khái niệm về “ nhiệt độ màu “, tính bằng độ Kelvin Đó là mô tả màu củamột nguồn sáng bằng cách so sánh với màu của một vật đen nói chung đượcnung nóng giữa 2000 và 10000 K

1.1.4.2 Chỉ số màu của ánh sáng:(IRC)

Chỉ số màu là thông số để đánh giá chất lượng trung thực của ánh sáng

- Dùng điện đốt nóng các sợi đốt ở nhiệt độ cao

- Dùng phóng điện giữa 2 điện cực để tạo ra các bức xạ

- Kết hợp phóng điện với lớp bột huỳnh quang

1.2.1 Những chỉ tiêu đánh giá ánh sáng và bóng neon

Hiệu suất ánh sáng:P



(lm/W)Nhiệt độ màu:Tm (0K)

Vùng môi Trừơng sáng Tiện nghi

50 100 200 300 400 500 1000 1500 2000

Độ rọi, lx

T, 0K

Hình 7

thêm chì, bên trong có chứa khí trơ hoặc thành phần halogen, để tăng hiệu quảánh sáng.

b Các đặc điểm:

- Ưu điểm:

+ Có nhiều loại, kích thước, cấp điện áp, và công suất khác nhau.+ Chỉ số màu gần bằng 100, màu sắc ấm áp

+ Quang thông giảm không đáng kể, khi bóng đèn bị lão

hóa cũng chỉ giảm khoảng 15%

+ Nối trực tiếp vào lưới điện, bật sáng ngay

+ Dùng để chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng trang trí

+Thuận lợi cho việc chiếu sáng mức thấp và trung bình ở các khu vực dân cư

te để tạo ra quá trình quá độ

- Có hai loại chấn lưu: chấn lưu điện cảm và chấn lưu điện từ

3 Các loại đèn phóng điện

a Đèn hơi Natri áp suất thấp

Đen có hình ống hoặc chữ U, chứa natri ( khi nguội ở trạng thái giọt)trong khí neon cho phép mồi Sau vài phút natri bốc hơi phát sáng có màu dacam ( = 589  589.6) gần với độ nhạy của mắt (550 nm)

- Đặc trưng của đèn:

+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 190lm/w

+ Chỉ số màu bằng 0 do sự tỏa tia hầu như đơn sắc

+ Tuổi thọ khoảng 8000 giờ

+ Thường dùng chiếu sáng xa lộ, đô thị

b Đèn hơi Natri áp suất cao:

Đèn có kích thước nhỏ để duy trì nhiệt độ và áp suất Được làm bằngthủy tinh Alumin, thạch anh bị ăn mòn bởi Na Đèn được đặt trong một bónghình quả trứng hay hình ống có đuôi xoáy

- Các đặc trưng của đèn:

+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 120lm/w

+ Chỉ số màu thấp ( Ra  20) tuy nhiên có loại Ra>80

+ Có nhiệt độ thấp nên dễ chịu ở mức độ rọi thấp

+ Tuổi thọ đạt tới 10000 giờ

+ Dùng để chiếu sáng đường phố, bến đổ xe và các công trình thể thao + Có màu trắng ấm

c Đèn Halogen kim loại:

Là đèn gồm hỗn hợp thủy ngân và halogen kim loại ở áp suất cao

- Các đặc trưng của đèn:

+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 95 lm/w

+ Nhiệt độ màu có 40006000 K, màu rất trắng

+ Chỉ số màu 6090

+ Tuổi thọ trung bình là 4000 giờ

+ Đèn dùng để chiếu sáng diện tích lớn như sân vận động, quảng trường vì có chỉ số màu cao nên có thể truyền hình tivi màu.+ Nhược điểm của đèn là giảm nhiệt độ màu sau thời gian sử dụng 5001000 giờ, giá thành cao

d Đèn huỳnh quang ( đèn ống)

Được cấu tạo là một ống thủy tinh, bên trong có hai điện cực (sẽnung hoặc sơi đốt) đặt ở hai đầu ống, phiá trong ống có chứa khí Acgôn vàthủy ngân, phía trong ống có bôi một lớp huỳnh quang để làm phát ra các tiabức xạ lần hai có bước sóng mắt thường nhìn thấy được Loại đèn này cócông tăc te và chấn lưu kèm theo

- Đặc điểm của đèn huỳnh quang:

+ Hiệu quả ánh sáng từ 6095 lm/w

+ Chỉ số màu từ 5592

+ Nhiệt độ màu giữa 28006500oK

+ Tuổi thọ khoảng 7000 giờ

+ Ít nóng.

+ Độ chói tương đối ít

+ Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp khoảng 450C

+ Dùng lâu quang thông của bóng đèn sẽ giảm

+ Giá thành chỉ đắt hơn so với đèn sơi đốt

+ Thời gian làm việc phụ thuộc vào số lần bật, tắt đèn

+ Quang thông và phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt độ

3 Một số loại đèn thông dụng dùng để chiếu sáng diện tích lớn

4 Điện vào / giá đỡ trên ống phóng điện thẳng hàng

5 Đầu điện vào / giá xoắn cải thiện đặc tính quang học

6 Bóng hình ống hoặc elíp bằng thủy tinh bền, ít chịu ảnh hưởngcủa khí quyển

5 Măng sông bảo vệ giá đỡ

6 Điện vào, giá đỡ

7 Đuôi xoáy E40

7 Điện cực chính hoạt tính đặc biệt

8 Điện trở mồi

9 Đuôi xoáy

CHƯƠNG IITHIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SÂN VẬN ĐỘNG QUY NHƠN

2.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SÂN VẬN ĐỘNG 2.1.1 MỤC ĐÍCH, ĐẶC ĐIỂM VÀ TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG 2.1.1.1 Mục đích:

Mục đích chiếu sáng sân vận động là tạo ra được độ rọi cần thiết,ánhsáng trung thực,độ tiện nghi cao giúp cho cầu thủ,trọng tài,khán giả quan sáttốt nhất quả bóng và đảm bảo truyền hình màu trực tiếp

2.1.1.2 Các đặc điểm và yêu cầu chiếu sáng sân vận động

Sân vận động là nơi thuờng xuyên tổ chức tập luyện thi đấu các môn thểthao đặc biệt là bóng đá Vì thế việc thiết kế chiếu sáng cần quan tâm 1 số tiêuchuẩn sau:

- Độ rọi trung bình theo phương ngang

- Độ rọi thẳng đứng để đảm bảo nhìn rõ quả bóng trong không gian

- Các điều kiện tiện nghi ,độ chói để tránh gây chói mắt

Với cầu thủ và khán giả

- Chỉ số màu của nguồn sáng và nhiệt độ màu của nguồn sáng để đảmbảo ánh sáng chân thật

- Để đáp ứng yêu cầu đó ta phải thiết kế hệ thống chiếu sáng cho sânvận động có sức chứa theo quy chuẩn sau:

Tiêu chuẩn Quay camera K quay camera Luyện tập

Trong trường hợp đèn pha,trục quang của đèn làm với pháp tuyến củamặt đất góc tới hoặc góc nhìn (V) nhưng V<65

Do vậy độ rọi trên mặt sân sẽ phụ thuộc vào chỉ số phát của đèn pha và gócnhìn V, bằng cách tiến hành việc hiệu chỉnh lần đầu tỷ lệ với quang thôngthực tế cũng như lần hiệu chỉnh thứ hai tỷ lệ nghịch với bình phương khoảngcách

Lấy hệ toạ độ OXYZ gắn liền với sân, các cường độ sáng do đèn phaphát ra xung quanh trục quang với một nguồn sáng 1000 lm được cho theocác phương pháp khác nhau Biểu diễn trong hệ toạ độ B, , trong đó  là góc

dư vĩ và B là độ kinh được đánh dấu bằng mặt phẳng kinh tuyến chứa trụcquang và trục các cực hay chiều dọc của đèn pha theo hình trên

Đối với điểm P(x,y) chiều cao của đèn điện, góc nhìn V, độ rọi ngangtrên điểm phụ thuộc vào:

B<0 cực

B>0 cựcTrục cực

Hình 8

Trục quang

d - Khoảng cách từ P đến đèn: dφ=√ x2

+ y2 +z2

 - Góc pháp tuyến ở điểm P với phương của cường độ sáng phát

2.1.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Lựa chọn bộ đèn cũng như loại bóng đèn cần sử dụng là đèn halogenkim loại cao áp, phải cố định khoảng cách tới biên sân cũng như hàng cột đểchọn chiều cao của cột đèn

Ngoài ra cũng cần quan tâm đến việc thực hiện đèn pha quay xungquanh trục OZ để cho phép ánh sáng đều trên sân Góc quay ký hiện R (hình19) là đường khi quay vào giữa sân và ta gắn cho nó tam diện thuận X0,Y0,Z.

Vị trí của cột so với góc sân gần nhất được ký hiệu bằng các khoảngcách X1 đến đường biên ngang và Y1 đến đường biên dọc

Từ độ rọi trung bình E0và từ hệ số đồng đều U0 ta cũng có thể xác địnhđược hệ số sử dụng fut bằng cách xác định như tỷ số của quang thông trựctiếp nhận được (E0,S) với tổng quang thông của các đèn pha

2.1.3.1 Xác định lưới các điểm tính toán:

Ta chon một góc sân làm góc toạ độ của hệ XYZ toàn bộ các diện tíchmặt sân được chia thành các điểm lưới hình chử nhật theo toạ độ này, tất cảcác điểm này được định vị khác nhau tùy theo các môn thể thao khác nhau

Để kiểm tra chính xác hơn độ đồng đều trên sân thì số điểm chia phải từ 25điểm trỡ lên

Tại mỗi điểm ta phải tính độ rọi của mỗi đèn và sau đó ta xếp chồng độrọi của các đèn của các cột gây nên tại điểm đó lúc này ta được độ rọi tại điểmxét

yy

P

>0

=0

Chiều rộng

2.1.3.2 Quy đổi hệ toạ độ

Khi phân lưới để tính toán thì ta phân theo hệ toạ độ XYZ, nhưng khitính theo toạ độ của từng mắt lưới thì ta lại tính trong hệ toạ độ X0Y0Z, do đó

mà ta phải quy đổi các điểm trong hệ toạ độ XYZ sang hệ toạ độ X0Y0Zthông qua hệ toạ độ X’Y’Z

Đối với hệ toạ độ X’Y’Z ta chọn một cột làm tâm 0’, có trục X’ songsong với trục X và trục Y’ song song với trục với trục Y của hệ trục toạ độXYZ Để chuyển hệ toạ dộ XYZ sang hệ tọa độ X’Y’Z ta dùng ma trận tịnhtiến

' 0

cos sin

sin cos

X0 = X’.cosR - Y’ sinR

Y0 = X’ sinR - Y’ cosR Trong quá trình tính toán độ rọi trên sân ta đều phải tính theo hệ toạ độ

X0Y0Z

2.1.3.3 Phương pháp xác định độ rọi tại một điểm:

Để xác định độ rọi tại một điểm bất kỳ trên mặt sân ta dựa vào hệ tọa độ

đ X0Y0Z như đã nêu ở trên

x0

0’

x,x

y0y

R

y,

0

Hình 11

Sau khi có giá trị X0, Y0 ta tính được các giá trị d,  và B, với ,B tìm đượccủa từng điểm lưới, ta tiến hành nội suy kép theo bảng cường độ sáng của của bộđèn do nhà chế tạo quy định Ta tìm được cường độ IP của nguồn sáng 1000 lm.Cường độ sáng thực tế: Iu = IP 1nhóm

Trong đó 1nhóm là quang thông tổng của tổng số đèn chiếu sáng của mộtnhóm đèn trên một cột

1nhóm = N1nhóm đèn

Trong đó:

N1nhóm - Số đèn một nhóm bố trí trên một cột

đèn - Quang thông của một đèn

Công thức nội suy tuyến tính kép:

E0 - Độ rọi trung bình trên toàn bộ mặt sân

Ei - Độ rọi tại mọi điểm do các cột gây ra

m, n - Số điểm lưới chia theo phương X và Y

f u=a.b E0

φ dφen N

Trong đó:

a - Chiều dài của sân (m)

b - Chiều rộng của sân (m)

E0 - Độ rọi trung bình theo phương ngang (lx)

den- Quang thông của một đèn (lm)

2.2.1.2 Phương án 2: Bố trí sáu cột đèn

Y1

0

543

12

678

10109

151413

1112

161718

2019

252423

2122

262728

3029

Hình 13X

543

12

678

10109

151413

1112

161718

2019

252423

2122

262728

Việc thưc hiện tăng thêm số cột sẽ làm tăng độ đồng đều mà không làmgiảm hệ số sử dụng fut nhưng theo cách này thì tốn kém hơn và không có tính

mỹ quan cho sân bóng

2.2.1.3 Phương án 3: Đặt bốn cột đèn ở bốn góc sân, góc quay R > 0

Cách bố trí này có X1 âm và góc quay R > 0, nên các góc nhìn lớn nhưngkhông được quá 650 vì gây lóa mắt trực tiếp Đối với cách bố trí này thì chiềucao của cột phải lớn ( 30  42 m)

Phương án này hệ số đồng đều cao hơn phương án một, ít tốn kém hơnphương án hai, nhưng hệ số sử dụng của bóng đèn thấp, do vậy để tăng độ rọi

ta phải tăng công suất phát quang của đèn

4 Phương án 4

Bố trí đèn rải đều theo hai mái che của khán đài chính A và B Đối vớiphương án này tính mỹ quan rất cao, độ đồng đều và hệ số sử dụng của đènpha lớn, dùng cho những sân vận động có sức chứa lớn và khán đài phải cao

để tránh loá mắt cho các cầu thủ thi đấu trên sân, tổ trọng tài và tất cả khángiả trên sân

Hình 14

543

12

678

10109

151413

1112

161718

2019

25

24423

2122

262728

30

29Y1

XX1

Y’

R

X’

543

12

678

10109

151413

1112

161718

2019

2524423

2122

262728

30

29Y1

X1

Khán đài

2.2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Sau khi phân tích 4 phương án trên ta thấy:

Đối với phương án một tuy có hệ số sử dụng của đèn lớn,nhưng đối vớisân vận động Quy Nhơn có sức chứa trung bình nên phải đặt trụ xa làm cho

hệ số sử dụng giảm hơn nữa độ đồng đều không cao và không có tính mỹquan nên ta không chọn phương án này

Với phương án hai khi bố trí thêm cột thì đảm bảo độ đồng đều và hệ số

sử dụng cao nhưng không có tính kinh tế vì phải dùng đến sáu cột

Phương án ba đảm bảo được sự đồng đều hơn so với phương án một vàkinh tế hơn phương án hai nhưng hệ số sử dụng của đèn thấp do đó để đảmbảo được độ rọi ta phải dùng nhiều bóng với bốn cột nên phương án này tínhkinh tế không cao

Phương án bốn do bố trí trên mái của khán đài nên không tốn trụ nhưngchỉ áp dụng cho những sân có sức chứa trung bình và lớn,có khán đài tươngđối cao từ 24m trở lên nên có thể bố trí đèn mà không gây loá mắt cầu thủ bốtrí này có tính kinh tế và tính thẩm mỹ cao cho nên phù hợp với xu hươngthiết kế chiếu sáng thời đại

Chọn phương án

Sau khi phân tích và xem xét các phương án và điều kiện thực tế của sân vậnđộng Quy Nhơn có sức chứa nhỏ và mái che khán đài thấp nên ta chọnphương án ba có bốn cột đặt ở bốn góc sân và có góc quay của các nhóm đèn

- Tuân thủ các yêu cầu về kĩ thuật và các tiêu chuẩn của nhà chế tạo

Hinh 15X1

Khán đài

- Hệ thống chiếu sáng phải bố trí phù hợp với từng sân bãi, không gâylãng phí vận hành đơn giản

- Dùng các thiết bị chiếu sáng hiện đại,đáp ứng các yêu cầu về quangthông,tiết kiệm điện năng

- Đảm bảo được các mức chiếu sáng theo quy định của sân bãi

- Hệ thống chiếu sáng phải có tính thẫm mỹ đem lại cảnh quang chokhu vực chiếu sáng

2.3.1.2 Đặc điểm

Sân vận động Quy Nhơn có sức chứa nhỏ,các khán đài A,B,C,D đềuchỉ có một tầng và có mái che vì thế ngoài việc thiết kế chiếu sáng đèn phacòn thiết kế chiếu sáng khán đài

Dựa vo cc yu cầu chiếu sng của sn vận động ta chọn đn pha hợp lý, loại

đn Halogen kim loại cao p

Sau khi xem xt ta chọn bộ đn T4/EXT của hng MAZDA

2.3.2.3 Sơ bộ phân bố các điểm rơi ánh sáng trên sân

Để tăng độ đồng đều trên sân ta chia số bóng đèn trên một cột ra thành

4 nhóm,mỗi nhóm có một góc quay và một góc nhìn khác nhau

a Xác định góc quay

Ta có công thức : cos

A A A

Y R d

Tương tự cho cos RB, cos RC,cosRD

Xác định góc nhìn:

Công thức :

A A

d tgV

t den



( bóng)Trong đó :

168 42

N

(bóng)2.3.3.4 Quang thông của đèn trên một cột

1cot N1cot 1cot 42.180000 7560000

Các bóng đèn được lắp vào bảng đèn đặt trên mỗi cột, ở mỗi cột

ta chia số đèn ra làm 4 nhóm, mỗi nhóm tương ứng với một góc quay

và một góc nhìn khác nhau

Để có độ đồng đều cao ta lần lượt thay đổi các góc quay và cácgóc nhìn để tính ra các góc R,V tối ưu cho các nhóm đèn với điều kienV<650 để tránh loá mắt cầu thủ và R phải 250<R<900 để có độ đồng đềucao

Để kiểm tra độ rọi trên sân ta chia sân thành :

m.n=6.5=30(điểm)Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp theo phươngngang :16,25(m)

Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp theo phương dọc :21(m)2.3.3.8 Phân bố nhóm đèn

Để tăng độ đồng đều trên sân ta chia số bóng đèn trên một cộtthành 14 nhóm,ứng với góc quay và góc nhìn khác nhau

Để tránh ánh sáng gây loá mắt cầu thủ,tổ giám sát và khán giả thìgóc nhìn V  650

2.4 TÍNH TOÁN ĐỘ RỌI TRÊN SÂN

Ta kiểm tra độ rọi trên sân theo góc quay và góc nhìn đã tối ưu

Từ các số liệu ban đầu và các công thức đã đưa ra tính được các giá trị X1’,Y1’,X0 ,Y0,,,B và IP

IP:Là cường độ sáng của nguồn sáng 1000 lm được tra trong bảngcường độ sáng do nhà chế tạo quy định

Ehi-j: độ rọi theo phương ngang do một nhóm đèn trên một cột gây ra

3 hom 2

.cos

p n

hi j

I E

Độ rọi theo phuơng ngang của một cột gây ra :

Ehi = Ehi-nhómA + Ehi nhómB+ Ehi nhómC +Ehi- nhomD

Tương tư như Ehi, ta có EVXi ,EVYi

Vì độ rọi các điểm trên sân có tính đối xứng nên khi tính toán ta chỉ cầntính cho một cột rồi sau đó xếp chồng cho 4 cột ta sẽ có độ rọi tổng và

13

14

Hình 17

cũng áp dụng tính đối xứng ta tính ở góc phần tư thứ nhất rồi sau đó suy ra góc phần tư còn lại

Kết hợp tính đối xứng và thứ tự các điểm được đánh dấu ta có

Nhóm đèn A: RA = 340,VA=580

Nhóm đèn B : RB = 450,VB= 600

Nhóm đèn C : RC = 540,VC = 640

Nhóm đèn D : RD = 640,VD= 610

Tính độ rọi tại điểm 1 do đèn 1 gây ra

10

58 35, 22 35

Độ rọi ngang do cột I gây ra :

Eh1 = Eh1doA + Eh1doB +Eh1doC +Eh1doD

Độ rọi trung bình cần được tăng cường là :

E1htb E htb  E2htb  1000 810 190( )   lx

Trong đó :

E1htb: độ rọi ngang cần được tăng cường

E2htb: độ rọi ngang trung bình tại các điểm cần được tăng cường

Ehtb: độ rọi ngang tiêu chuẩn

Diện tích cần chiếu sáng tăng cường bằng đèn pha một phía khán đài Lấy chiều rộng lớn hơn khoảng cách 2 điểm :a1 = 22(m)

Lấy chiều dài lớn hơn khoảng cách 2 điểm : b1 = 30(m)

S1 = a1 b1 = 20.30= 600(m2)

2.5.1.Quang thông yêu cầu của đèn pha một phía khán đài

1 1 1

.

htb sd

356250

2 180000

Đèn được mắc vào mái che của khán đài rọi xuống sân,chọn điểm rơi ánh sáng của đèn đúng tại biên dọc

2.5.4.Tính góc nhìn cho đèn

1 k

k

Y tgV Z



Trong đó:

Zk : chiều cao khán đài

Yk:khoảng cách từ khán đài đến điểm rơi ánh sáng

Với góc nhìn đèn V1 = 450 đảm bảo không bị loá mắt

2.6 TÍNH TOAN ĐỘ RỌI TẠI CÁC ĐIỂM DO ĐÈN PHA KHÁN ĐÀI GÂY RA

2.6.1 Sơ đồ tính toán

18 17

30 29

23 24

28 27

26 5

Hình 19