CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VẺ CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ 1. KHÁI QUÁT CHUNG 1. Tầm quan trọng của chiếu sáng đối với xã hội hiện nay Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá ngành điện giữ một vai trò rất lớn không thê thiếu trong đời sống xã hội.
Nó không chỉ chiếu sáng đơn thuần mà nó còn góp phần vào thúc đây sự phát triên của một xã hội hiện đại. Đối với chiếu sáng trong nhà, ngoài chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên còn phải sử dụng điện đề chiếu sáng. Bởi vì ánh sáng tự nhiên không thê cung cấp đủ độ sáng cho căn nhà ngoài ra chiếu sáng điện còn có nhiều ưu điểm: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện. Hơn nữa hầu hết mọi công việc, hoạt động của con người đều không thê tiến hành được nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống với ánh sáng tự nhiên.
Cũng như trong giao thông việc chiếu sáng ngoài trời cho các xa lộ được đảm bảo một cách tối đa thì sẽ giảm được rất nhiều tai nạn giao thông, giúp giao thông thuận tiện hơn. Ngoài ra chiếu sáng đô thị nếu được bồ trí một cách hợp lý thuận tiện thì sẽ làm tăng được vẻ đẹp, cảnh quan của đô thị cũng như các công trình văn hoá khác. Vì vậy vấn đề chiếu sáng là một vấn đề quan trọng mà các nhà nghiên cứu chú ý nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâu như nguồn sáng, chiếu sáng công nghiệp, nhà ở, các công trình văn hoá nghệ thuật, các xa lộ. Một số thành tựu về chiếu sáng ở Hải Phòng và Việt Nam Nhận biết được tầm quan trọng của chiếu sáng các nhà chiếu sáng Việt Nam cũng đã áp dụng những thành tựu của khoa học chiếu sáng trên thế giới vào lĩnh vực chiếu sáng nước nhà.
Hiện nay, hầu hết các thành phố lớn, các đô thị cũng như các tuyến đường giao thông đã được chiếu sáng với các mức độ khác nhau nhưng cũng phát huy được tối đa hiệu quả của chiếu sáng như giảm được tai nan giao thông, tăng vẻ đẹp của các đô thị,. Trong chương trình đưa điện về nông thôn thì điện chiếu sáng cũng đã xuất hiện nhằm phục vụ sản xuất. Thành phó Hải Phòng cũng là một trong số những thành phố rất được quan tâm đến lĩnh vực chiếu sáng. Hiện nay thành phố cũng đang tiến hành nâng cấp hệ thống chiếu sáng đồng thời xây dựng các hệ thống chiếu sáng mới với công nghệ hiện đại, thay cho việc đóng cắt bằng tay ở đây đã sử dụng hệ thống đóng cắt tự động.
Tất cả các công viên, vườn hoa, các tuyến đường, nhà máy, xí nghiệp, trường học, bệnh viện.trong thành phố cũng như ngoại thành đều đã được chiếu sáng. CAC NGUYEN LY VE CHIEU SANG NGOAI TROI Các tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng đường bộ thực chất đòi hỏi cho phép thị giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi. Về phương diện này ta chú ý đến: Độ chói trung bình của mặt đường do người lái xe quan sát khi nhìn mặt đường ở tầm xa 100 mét khi thời tiết khô. Mức yêu cầu phụ thuộc vào loại đường ( mật độ giao thông, tốc độ, vùng đô thị hay nông thôn.) trong các điều kiện làm việc bình thường.
Độ đồng đều phân bố biểu diễn của độ chói lấy từ các điểm khác nhau của bề mặt, do độ chói không giống nhau theo mọi hướng (sự phản xạ không phải là vuông góc mà là hỗn hợp ) nên trên đường giao thông người ta phải kiểm tra độ đồng đều của ánh sáng trên hai điểm đó theo chiều ngang và một tập hợp điểm cách nhau gần 5m giữa các cột đèn theo chiều dọc. Phải hạn chế loá mắt và sự mệt mỏi do số lượng và quang cảnh của các đèn xuất hiện trên thị trường, khi phải đảm bảo độ chói trung bình của mặt đường. Do đó người ta định nghĩa một chỉ số loá mắt G( glareindex) chia theo thang từ mức I (mức không chịu được ) đến mức 9 ( không cảm nhận được ) và cần phải giữ ở mức 5 (mức chấp nhận được). Hiệu quả hướng nhìn khi lái xe phụ thuộc vào các vị trí sáng trên các đường cong, loại nguồn sáng trên một tuyến đường và tín hiệu báo trước những nơi cần chú ý (đường cong, chỗ thu thuế, ngã tư .) cũng như các nối vào của con đường.
CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO ANH SÁNG 1. Góc khối ©: (góc nhìn) Góc khối được định nghĩa là tỷ số giữa diện tích và bình phương của bán kính. Nó là một góc trong không gian. Don vi : Sr (steradian) Steradian là góc khối mà đưới góc đó người quan sát đứng ở tâm O của một quả cầu R thì nhìn thấy diện tích S trên mặtcâầu.
Giả thiết rằng một nguồn điểm đặt ở tâm O của một hình cầu rỗng bán kính R. Trong đó : S là điện tích trên mặt cầu (m”) R là bán kính hình cầu (m) Giá trị cực đại của góc khối khi không gian chắn là toàn bộ mặt cầu: _9_4x-H_ RR Nếu bán kính mặt chắn là mét thì mặt chan 14 K?. Cường độ ánh sang I (Intensity)-cd (candela) Cường độ sáng là thông số đặc trưng cho khả năng phát quang của nguồn sáng. Candela là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát một bức xạ đơn sắc cé tan s6 540.= 555 nm) và cường độ năng lượng theo phương này là Ne 3 oat trén steradian.
Một nguồn phát quang tại O phát một lượng quang thong do trong géc khối dO có: Cường độ sáng trung bình của nguồn: Ip, = “ ` a ack. do Cuong do sang tai diém A: Io, =lim— do-›o dQ Cường độ sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác bị lóa, khả năng phân biệt màu sắc cũng như sự vật bị giảm đi, thần kinh căng thăng sẽ làm ảnh hưởng tới thị giác không chính xác. Quang thông (lumen, Im) Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượng chuyền thành ánh sáng, được đánh giá bằng cường độ sáng, cảm giác với mắt thường của người có thé hap thụ được lượng bức xạ: Quang thông là nguồn phát ra trong một góc khối ©: QO œ =lg1.dO Quang thông khi cường độ sáng đều (I = const) ©=ILO Quang thông khi cường độ sáng I không phụ thuộc vào phương: D = (47 1a ®=4III 1. Độ rọi — E, lux(Ix) Mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi có đơn vị là lux œ (Lm) ik — S(m’) Trong đó: ®ạ„;là quang thông trên bề mặt nhận được.
S(m?) là diện tích mặt chiếu sáng. Độ chói L (cd/m?) Độ chói là thông số đề đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, độ chói khi nhìn nguồn sáng là tỷ số giữa cường độ ánh sáng và diện tích biêu kiến của ánh sáng.cosa(m?) Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là cơ sở của các khái niệm về chỉ giác và tiện nghỉ thị giác. Định luật Lambert Khi nhìn ở các góc khác nhau thì độ chói L bằng nhau. Định luật lambert chỉ áp dụng cho các bề mặt có phản xạ khuếch tán hoàn toàn.
Nếu bề mặt có độ rọi E thì độ chói khi nhìn lên bề mặt: E L=p = ( theo định luật lambert) Khi độ sáng do khuếch tán thì định luật lambert được tổng quát: M=Lrn Trongđó: plàhệ số phản xạ của bề mặt (p<1) E la d6 roi 1x M là độ trưng (Im/m?) L là độ chói (cd/m?) 1. CAC CAP CHIEU SANG Đối với các tuyến đường quan trọng, CIE xác định 5 cấp chiếu sáng khi đưa ra các giá trị tối thiêu trong bảng 1.1 cần phải thoả mãn chất lượng. Tuy nhiên do sự già hoá của các thiết bị, các kỹ sư thiết kế phải tăng cường độ chói trung bình khi vận hành cũng như chiếu sáng trong nhà.1: Các cấp chiếu sáng Loại đường Mắc | Độ chói | Độ đồng Độ đồng | Chỉ số Cấp trung | đều nói đều chiếu | tiện bình chungUạ= |dọcU= | nghỉ G A_ | Xa lộ, xa lộ cao tôc 2 0.7 6 B | Đường cái, đường | Sáng 2 0.7 5 hình tia Tối | Iđến2 6 C_ | Thành phô hoặc Sáng 2 0.7 5 đường cóítngười | Tối 1 6 đi bộ D | Các phô chính, các | Sáng 2 0.7 4 phố buôn bán E | Đường văng Sáng 1 0. NGUON CUNG CAP CHO CHIEU SANG CONG CONG Các lưới cung cấp cho chiếu sáng khác với lưới phân phối ở chỗ tải là các đèn cùng một công suất và cùng một hệ số công suất, cách đều nhau và làm việc đồng thời.
Các lưới điện cung cấp chiếu sáng có điện áp thấp 220/380 V làm việc cùng bộ hoặc chung với các bộ dùng điện áp rơi trên các đèn nhỏ hơn 1% so với các điện áp định mức, hoặc bằng trung áp 3200/5500 V khi khoảng cách và công suất tiêu thụ lớn. Tính toán tiết điện dây 1. Biểu thức điện áp rơi Đối với đường dây có điện trở R và cảm kháng L„được cung cấp cho tải có hệ số công suất coso , có dòng điện I chạy qua, điện áp rơi sẽ là: AU =RIlcoso + Lylsino Thực tế trong thiết bị chiếu sáng đã bù cosọ gần bằng 0,85 ta tính gần đúng điện ấp rơi trên đường dây: AU =RI Điện trở suất của dây đồng hoặc dây nhôm cần tính khi nhiệt độ kim loại ở ruột cáp bằng 65°,cting nhu tính đến điện trở tiếp xúc. Do đó ta lấy Øa¿„¿= 22 O/km/mm” Ø „a„= 23 O/km/mm” Trong mọi trường hợp, giá trị điện áp cuối đường dây không được quá 3% tức là 6,6 V ở các đầu cực của đèn, nếu không quang thông sẽ giảm đi và trong trường hợp một bộ phận của lưới bị hư hỏng có nguy cơ làm đèn không bật sáng được.
Điện áp rơi trên đường trục Với đường dây một pha gồm n đèn giống nhau, khoảng cách giữa các đèn 1, mỗi đèn tiêu thụ cùng dòng điện có trị số hiệu dụng I, các dòng điện dau cùng pha, dòng điện đầu đường dây là I, =nI Sơ đồ một pha trong đó Ứe là điện áp vào, Us là điện áp ra. l=nI I(n-1) 2I I ——> ———> —> —> 1 2 n-2 n-Ï n <> 9® TT _— AU, AU,, AU,, U, U; Hình 1.2: Sơ đồ một pha Điện áp rơi trên từng đoạn là : Wf LAI L(n—1}I AU,,=2“ AU,,=2“”.Au,-2m—19! s S Do đó điện áp rơi trên đường dây : n-1 _U.- _ 2pH not Uz. Us= Yip ay, = 2” -n- 5 Với chiều đài đường dây L = (n— I)ï, điện áp rơi được xác định : _ pple AU=2- '5 Điều này được coi như tổng tải được đặt ở một nửa chiều dài đường dây.