Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đề tài "Thiết kế hệ thống chiếu sáng đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư tỉnh Bình Phước" do sinh viên Nguyễn Đình Thông thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Quang Minh và ThS. Nguyễn Anh Vũ, thuộc Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Thủ Dầu Một (niên khóa 2011 – 2014, bảo vệ tháng 5 năm 2014). Công trình được xếp loại khóa luận tốt nghiệp hệ cao đẳng, chuyên ngành Điện công nghiệp, ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử.
Về bối cảnh thực tiễn, chiếu sáng đô thị và giao thông đường bộ tại Việt Nam đang trong quá trình phát triển nhanh chóng, đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật vừa bảo đảm an toàn giao thông, mỹ quan đô thị, vừa tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng. Theo số liệu thống kê tác giả trích dẫn trong văn bản, tiêu thụ năng lượng chiếu sáng chiếm từ 20% đến 45% tổng tiêu thụ năng lượng của một tòa nhà thương mại và khoảng 3% đến 10% trong các nhà máy công nghiệp. Việc thay thế các nguồn sáng truyền thống như đèn sợi đốt hay đèn hơi thủy ngân bằng các loại đèn hiệu suất cao như đèn natri cao áp (High Pressure Sodium - HPS) hoặc đèn halogen kim loại (Metal Halide) giúp tiết kiệm đáng kể chi phí điện năng và tăng cường độ chiếu sáng. Bên cạnh đó, thực trạng đào tạo thực tế cho thấy sinh viên kỹ thuật điện sau khi tốt nghiệp thường nắm vững sơ đồ nguyên lý nhưng còn thiếu kinh nghiệm trong việc tính toán thiết kế kỹ thuật, lập quy trình thi công và bốc tách khối lượng vật tư cho một công trình hạ tầng ngoài thực tế.
Mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:
- Tạo môi trường ánh sáng đồng đều và đạt chuẩn, hỗ trợ người điều khiển phương tiện xử lý kịp thời các tình huống giao thông theo tốc độ quy định của cấp đường.
- Đảm bảo an ninh trật tự, an toàn xã hội và giảm thiểu tai nạn giao thông vào ban đêm tại khu vực trạm kiểm soát cửa khẩu.
- Làm sáng rõ hệ thống biển báo, biển chỉ dẫn giao thông trên tuyến đường.
- Tăng cường mỹ quan cảnh quan đô thị khu vực cửa khẩu vào ban đêm.
- Cung cấp quy trình tính toán, thiết kế và xác định khối lượng vật tư cụ thể, hỗ trợ năng lực thực hành nghề nghiệp cho sinh viên ngành Điện – Điện tử sau khi tốt nghiệp.
Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản phân định theo 9 nội dung:
- Hệ thống hóa các khái niệm cơ bản về quang học và kỹ thuật chiếu sáng.
- Thiết lập các bước tính toán thiết kế chiếu sáng đường phố.
- Xác định những yêu cầu chung của thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo.
- Trình bày cơ sở kỹ thuật trong thiết kế chiếu sáng đường giao thông.
- Tổng hợp và áp dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam.
- Lựa chọn chủng loại đèn và các thông số quang học phù hợp.
- Phân tích, tính toán các chỉ số trắc quang (độ rọi, độ chói, quang thông, hiệu suất phát quang, phân bố cường độ sáng, hệ số phản xạ).
- Tính toán và bốc tách khối lượng vật tư thi công thực tế cho công trình.
- Xây dựng giải pháp kỹ thuật thi công hoàn chỉnh nhằm gắn kết giữa lý thuyết và công trường.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống mạng lưới điện và thiết bị chiếu sáng nhân tạo ngoài trời cho tuyến đường giao thông.
- Không gian nghiên cứu: Tuyến đường dẫn khu vực Trạm kiểm soát Khu kinh tế cửa khẩu Hoa Lư, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước. Chiều dài tuyến thi công thực tế là 611 m; bề rộng mặt đường lớn nhất trong khu vực thiết kế là 19 m.
- Phạm vi kỹ thuật: Công trình thuộc công trình hạ tầng kỹ thuật cấp 4, lập hồ sơ thiết kế 1 bước, do Ban Quản lý Khu kinh tế tỉnh Bình Phước làm chủ đầu tư và trực tiếp quản lý vận hành.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên nền tảng vật lý quang học và kỹ thuật chiếu sáng công cộng:
- Bản chất sóng - hạt của bức xạ ánh sáng: Ánh sáng khả kiến nằm trong dải bước sóng hẹp từ 380 nm đến 780 nm trên thang phổ điện từ. Theo thuyết lượng tử, photon ánh sáng mang năng lượng $E = h\nu = hc/\lambda$, với hằng số Planck $h = 6,626176 \times 10^{-34} J\cdot s$. Cơ chế phát quang được khảo sát qua các hiện tượng: phát sáng do nung nóng (đèn sợi đốt), hiện tượng phóng điện trong chất khí (đèn natri cao áp, đèn thủy ngân), hiện tượng huỳnh quang tuân theo định luật Stokes và hiện tượng lân quang.
- Hệ thống đại lượng trắc quang cơ bản: Góc khối $\Omega$ (đơn vị Steradian - sr, góc khối cực đại chắn toàn bộ mặt cầu bằng $4\pi$ sr); Quang thông $F$ hoặc $\Phi$ (đơn vị Lumen - lm, với hệ số quy đổi thực nghiệm $1 lm = 1/683 W$); Cường độ sáng $I$ (đơn vị Candela - cd, xác định bởi $I = dF/d\omega$); Độ rọi $E$ (đơn vị Lux - lx, với $1 lx = 1 lm/m^2$); Độ chói $L$ hoặc $B$ (đơn vị $cd/m^2$).
- Khung tiêu chuẩn và quy chuẩn pháp lý áp dụng trong hồ sơ thiết kế:
- TCXDVN 259:2001: Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố và quảng trường đô thị.
- TCVN 4400:1987: Kỹ thuật chiếu sáng – Thuật ngữ và định nghĩa.
- TCVN 5828:1994: Đèn chiếu sáng đường phố – Yêu cầu kỹ thuật.
- Quy phạm trang bị điện (Phần I, II, III, IV) ban hành kèm theo Quyết định số 19/2006/QĐ-BCN ngày 11/7/2006 của Bộ Công nghiệp.
- TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế về tải trọng và tác động (xác định vùng gió IIA tại Lộc Ninh, áp lực gió lớn nhất $Q_0 = 55 daN/m^2$).
- 17TCN-02-92, BS 729 và TCVN 5408-1991: Tiêu chuẩn mạ kẽm nhúng nóng kết cấu kim loại.
- TCVN 4453-1995: Quy phạm thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối.
- Tiêu chuẩn quốc tế CIE-140:2000 và tài liệu CIE 30 về phương pháp tính toán kiểm tra độ chói điểm, độ tăng ngưỡng tương phản $TI$ và chỉ số hạn chế chói lóa $G$.
Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:
- Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành: Khai thác giáo trình, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng và tài liệu của các nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng.
- Phương pháp khảo sát hiện trường: Đo đạc mặt bằng tuyến đường dẫn thực tế, khảo sát điều kiện địa chất (đất sỏi pha cát, đất đỏ pha sỏi với cường độ tính toán $R_{tc} = 1,2 \div 1,5 kg/cm^2$) và khí tượng thủy văn tại Lộc Ninh, Bình Phước.
- Phương pháp tính toán quang học kỹ thuật: Kết hợp phương pháp tỉ số $R$ ($R = E_{tb}/L_{tb}$) để bố trí thông số hình học sơ bộ, và phương pháp độ chói điểm ($L = q \cdot E$) dựa trên đặc tính phản xạ hỗn hợp của mặt đường bê tông nhựa để kiểm tra độ chói trung bình và độ đồng đều dọc trục.
- Phương pháp kỹ thuật điện: Tính toán phụ tải công suất tác dụng và kiểm tra độ sụt áp cuối nguồn cáp truyền dẫn.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống kỹ thuật chiếu sáng tuyến đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư được thiết kế đồng bộ từ thông số quang học đến kết cấu cơ khí và mạng lưới cung cấp điện.
| Hạng mục kỹ thuật |
Thông số thiết kế quy định trong đồ án |
| Cấp đường giao thông |
Đường cấp khu vực cấp III (đường nội bộ), tốc độ $< 60 km/h$, lưu lượng xe $\le 1000$ xe/h |
| Cấp chiếu sáng |
Cấp C theo TCXDVN 259:2001 |
| Tiêu chuẩn độ chói và độ rọi |
Độ chói trung bình $L_{tb} \ge 0,6 cd/m^2$; Độ rọi trung bình $E_{tb} \ge 12 lx$; Tỉ số $R = 15$ |
| Bề rộng lòng đường ($l$) |
19 m |
| Khoảng cách giữa các cột ($e$) |
30 m (đáp ứng điều kiện kỹ thuật $e \le 3,5h = 35 m$) |
| Chiều cao đặt đèn ($h$) |
Cột thép cao 8 m kết hợp cần đèn cao 2 m vươn 1,5 m $\rightarrow$ Chiều cao hiệu dụng 9,5 m - 10 m |
| Vị trí và góc nghiêng bố trí |
Bố trí một bên trên vỉa hè phải, cách mép đường 0,3 m; góc nghiêng cần đèn $15^\circ$ |
| Đèn chiếu sáng tuyến thẳng |
20 bộ đèn cao áp Sodium 250W - 220V, cấp bảo vệ IP66, phân bố ánh sáng bán rộng |
| Đèn chiếu sáng nút vòng xoay |
01 cột thép cao 14 m dày 4 mm, lắp giàn pha 8 bộ đèn công suất 400W - 220V (IP66) |
| Tổng công suất tiêu thụ |
$P = (20 \times 250W) + (8 \times 400W) = 8.200 W = 8,2 kW$ |
| Nguồn điện và phương thức đi cáp |
Đấu nối từ trạm biến áp chiếu sáng hiện hữu; cáp ngầm luồn ống nhựa/sắt đặt trong mương cáp |
Về quy trình tính toán quang học:
- Với bề rộng mặt đường $l = 19 m$, khoảng cách cột $e = 30 m$, hệ số sử dụng $k = 1,1$, hiệu suất bộ đèn $\eta = 0,32$, quang thông tính toán tối thiểu của bóng đèn là $\Phi_{bd} \ge 17.634,3 lm$.
- Tác giả lựa chọn bộ đèn cao áp natri công suất 250W có quang thông danh định $\Phi \ge 32.000 lm$, cấp bảo vệ IP66, thân nắp bằng nhôm đúc áp lực cao, chao phản quang bằng nhôm nguyên chất đánh bóng xử lý chống oxy hóa, kính tôi chịu nhiệt và chịu va đập.
- Kết quả kiểm tra trắc quang: Độ chói trung bình thực tế tính toán đạt $L_{tb} = 1,09 cd/m^2$, vượt mức yêu cầu tiêu chuẩn cấp C ($L_{tb} \ge 0,6 cd/m^2$).
Về giải pháp cơ khí và kết cấu cột:
- Trụ đèn 8 m sử dụng thép côn hoặc bát giác chế tạo từ thép tấm CT3 dày 4 mm, lực đầu trụ 150 kgf, đường kính gốc D191 mm, ngọn D60 mm, mặt đế dày 12 mm dập nổi cao 50 mm. Cột chế tạo liền suốt chiều dài, không hàn nối ngang thân.
- Toàn bộ cột và cần đèn được mạ kẽm nhúng nóng theo tiêu chuẩn BS 729 và TCVN 5408-1991. Dưới chân cột bố trí cửa cột có bảng điện phục vụ đấu nối cáp và lắp cầu chì bảo vệ.
- Cột đèn pha cao 14 m dày 4 mm đặt tại trung tâm vòng xoay để dẫn hướng giao thông cho các phương tiện từ xa tiếp cận trạm kiểm soát.
Về mạng điện và an toàn vận hành:
- Tuyến cáp nguồn được thiết kế luồn trong ống nhựa chịu lực và ống thép bảo vệ, đặt trong mương cáp ngầm đi dọc vỉa hè và dải phân cách.
- Phương án này hạn chế tối đa nguy cơ cháy nổ do các sự cố cơ học từ phương tiện giao thông trên bề mặt.
- Yêu cầu độ sụt áp cuối nguồn $U_d$ được khống chế nghiêm ngặt không vượt quá giới hạn cho phép $U_{cp} \le 2,5%$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư tỉnh Bình Phước
Chương này trình bày căn cứ pháp lý, mục tiêu đầu tư, quy mô xây dựng và hiện trạng khu vực thi công. Công trình được xác định là công trình hạ tầng kỹ thuật cấp 4, thiết kế 1 bước, do Ban Quản lý Khu kinh tế tỉnh Bình Phước làm chủ đầu tư và trực tiếp khai thác vận hành. Nội dung chương nêu rõ sự cần thiết đầu tư hệ thống chiếu sáng nhằm hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật trạm kiểm soát cửa khẩu, bảo đảm an ninh trật tự biên giới và trật tự an toàn giao thông ban đêm. Tác giả cũng đưa ra các đánh giá tác động môi trường trong giai đoạn xây dựng (khống chế tiếng ồn, bụi, xả thải dầu mỡ từ xe máy thi công) và phương án an toàn phòng cháy chữa cháy đối với tuyến cáp điện hạ thế đi ngầm trong hào cáp.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 đóng vai trò nền tảng lý thuyết quang kỹ thuật của toàn bộ đồ án. Tác giả tổng hợp bản chất điện từ của ánh sáng, thang bước sóng bức xạ từ tia gamma đến sóng dài, năng lượng photon theo thuyết Planck. Phân tích sự khác biệt về chất lượng thị giác giữa nguồn sáng tự nhiên (quang phổ liên tục) và nguồn sáng nhân tạo (quang phổ vạch). Chương đi sâu vào 4 hiện tượng phát sáng nhân tạo: nung nóng sợi đốt, phóng điện chất khí, phát quang huỳnh quang và lân quang. Đồng thời, chương hệ thống hóa các định luật và công thức tính toán đại lượng trắc quang: góc khối, thông lượng năng lượng, quang thông, cường độ sáng, độ rọi và độ chói. Về mặt tiêu chuẩn đường giao thông, tác giả phân tích chi tiết tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001, các yếu tố ảnh hưởng đến tri giác người lái xe (tầm nhìn 60 m - 170 m, góc quan sát $0,5^\circ - 1,5^\circ$), độ chói mặt đường, hệ số đồng đều chung ($U_o > 40%$), hệ số đồng đều dọc ($U_l > 70%$), chỉ số hạn chế chói lóa mất tiện nghi nhìn ($G \ge 4$) và độ tăng ngưỡng tương phản ($TI$). Chương kết thúc bằng việc giải trình phương pháp tỉ số $R$, các phương án bố trí cột đèn và nguyên tắc bố trí chiếu sáng tại các nút giao đồng mức, đường cong và bùng binh.
Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống chiếu sáng đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư tỉnh Bình Phước
Đây là chương trọng tâm của đồ án, hiện thực hóa các thông số kỹ thuật cho mặt bằng tuyến đường dẫn 611 m. Tác giả tổng hợp các điều kiện tự nhiên tại huyện Lộc Ninh: địa chất đất sỏi pha cát ($R_{tc} = 1,2 \div 1,5 kg/cm^2$), nhiệt độ cao nhất $39^\circ C$, độ ẩm $80% - 90%$, thuộc vùng gió IIA với áp lực gió cực đại $55 daN/m^2$. Dựa trên phân cấp đường khu vực cấp III và cấp chiếu sáng C (theo TCXDVN 259:2001), tác giả tính toán lựa chọn hình học: lòng đường $19 m$, cột cao $8 m$ kèm cần vươn $1,5 m$ cao $2 m$ ($h = 10 m$), khoảng cách cột $e = 30 m$ bố trí một bên vỉa hè. Quang thông yêu cầu tính ra là $17.634,3 lm$, từ đó lựa chọn 20 bộ đèn Sodium 250W có quang thông $\ge 32.000 lm$. Kết quả kiểm tra độ chói đạt $1,09 cd/m^2$ (đạt yêu cầu). Tại vòng xoay bố trí 01 trụ 14 m với giàn 8 đèn pha 400W. Chương cũng xác định tổng công suất tiêu thụ điện của hệ thống là $8,2 kW$, kiểm tra độ sụt áp đường dây cuối nguồn và lập quy cách kỹ thuật chi tiết cho cột thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng, cần đèn đơn và kết cấu vỏ đèn nhôm đúc áp lực cao đạt chuẩn IP66.
Chương 4: Dự toán thiết bị vật tư và kinh phí hệ thống chiếu sáng đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư tỉnh Bình Phước
Chương này chuyển giao các kết quả tính toán kỹ thuật sang danh mục định lượng kinh tế. Tác giả tiến hành bốc tách khối lượng vật tư thiết bị cho toàn tuyến: 20 cột thép côn 8 m, 01 cột thép 14 m, 20 cần đèn đơn mạ kẽm, 20 bộ đèn cao áp 250W kèm bóng natri, 8 bộ đèn pha 400W, hệ thống móng cột bê tông, cáp điện ngầm luồn ống bảo vệ, tủ điện điều khiển chiếu sáng và các phụ kiện đầu nối. Dựa trên đơn giá xây dựng cơ bản và báo giá vật tư thiết bị của nhà sản xuất, chương lập bảng dự toán chi phí vật tư, chi phí nhân công lắp đặt và tổng mức đầu tư xây dựng công trình.
Chương 5: Biện pháp tổ chức thi công hệ thống chiếu sáng đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư tỉnh Bình Phước
Chương 5 xây dựng quy trình triển khai thi công trên công trường thực tế. Tác giả vạch rõ các công đoạn kỹ thuật theo trình tự: giải phóng mặt bằng, đào mương cáp và hố móng cột, đổ bê tông móng trụ kết hợp đặt bu-lông móng, rải ống bảo vệ và luồn cáp điện ngầm, lắp dựng cột thép và cần đèn, lắp đặt bộ đèn và đấu nối bảng điện cửa cột, xây dựng và đấu nối tủ điện điều khiển vào nguồn trạm biến áp hiện hữu. Chương đặc biệt chú trọng biện pháp bảo đảm an toàn lao động cho công nhân điện, giải pháp an toàn giao thông khi thi công trên tuyến đường đang khai thác và biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường (chắn phủ bạt xe chở vật liệu, thu gom chất thải dầu mỡ).
Chương 6: Kết luận
Chương kết luận tổng hợp toàn bộ các kết quả đạt được của đồ án tốt nghiệp, khẳng định phương án thiết kế đã đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kỹ thuật quang học, cơ khí và an toàn điện theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành, đồng thời nêu bật ý nghĩa thực tiễn của công trình đối với việc phát triển hạ tầng kỹ thuật tại Cửa khẩu Quốc tế Hoa Lư.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một công trình hạ tầng chiếu sáng thực tế, đạt được các kết quả định lượng cụ thể:
- Xác lập cấu hình thiết bị chiếu sáng tối ưu: Tuyến đường dẫn dài 611 m, lòng đường rộng 19 m được chiếu sáng bằng 20 cột thép tròn côn cao 8 m (cần vươn 1,5 m cao 2 m, tổng chiều cao hiệu dụng 10 m), khoảng cách cột trung bình 30 m bố trí một bên vỉa hè. Lắp đặt 20 bộ đèn cao áp Sodium 250W - 220V (cấp bảo vệ IP66).
- Xử lý chiếu sáng điểm nút giao: Tại vị trí bùng binh vòng xoay, thiết kế 01 trụ thép cao 14 m dày 4 mm lắp giàn đèn pha gồm 8 bộ đèn công suất 400W, nâng cao hiệu quả dẫn hướng quang học từ xa cho các luồng phương tiện.
- Kiểm tra các chỉ số quang kỹ thuật: Độ chói trung bình tính toán đạt $L_{tb} = 1,09 cd/m^2$, vượt mức quy chuẩn kỹ thuật cấp C ($0,6 cd/m^2$) theo TCXDVN 259:2001; tỷ số $R = 15$ bảo đảm môi trường ánh sáng ổn định, không gây lóa mờ hoặc suy giảm tầm nhìn của người điều khiển phương tiện giao thông.
- Xác định phụ tải và mạng điện: Tổng công suất tiêu thụ điện của toàn hệ thống là $8,2 kW$, lấy nguồn trực tiếp từ trạm biến áp hiện hữu tại trạm kiểm soát cửa khẩu, bảo đảm sụt áp cuối tuyến nằm trong giới hạn cho phép ($U_{cp} \le 2,5%$).
- Đề xuất các giải pháp kỹ thuật thi công và bảo vệ môi trường: Thiết kế tuyến cáp ngầm luồn ống bảo vệ chịu lực nhằm triệt tiêu nguy cơ hỏa hoạn và mất an toàn điện; quy định các yêu cầu kiểm định máy móc, phủ bạt phương tiện chuyên chở vật liệu và xử lý chất thải trên công trường.
Về đóng góp đào tạo và thực tiễn, đồ án đã giải quyết được khoảng cách giữa đào tạo lý thuyết và thực tiễn thi công xây dựng. Tác giả tự đánh giá công trình đã giúp người học vượt qua giới hạn của việc chỉ đọc sơ đồ nguyên lý hay mô phỏng trừu tượng, nắm vững toàn diện chuỗi quy trình kỹ thuật: từ khảo sát thực địa, tính toán trắc quang theo quy chuẩn, lựa chọn chủng loại vật tư cơ - điện, kiểm tra cơ lý tải trọng gió vùng IIA, đến lập dự toán kinh phí và xây dựng biện pháp tổ chức thi công ngoài công trường.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Căn cứ trên phạm vi và nội dung văn bản khóa luận:
- Phạm vi nghiên cứu dừng lại ở mức độ thiết kế 1 bước cho một công trình hạ tầng kỹ thuật cấp 4, quy mô chiều dài đơn tuyến 611 m thuộc phạm vi trạm kiểm soát cửa khẩu, chưa mở rộng ra toàn bộ mạng lưới giao thông nội bộ của Khu kinh tế Hoa Lư.
- Hệ thống sử dụng nguồn điện đấu nối trực tiếp vào trạm biến áp chiếu sáng sẵn có tại hiện trường, chưa khảo sát các phương án dự phòng nguồn điện khẩn cấp khi trạm hạ thế gặp sự cố.
- Hướng mở tiếp theo được định hình từ thực tế thiết kế là nghiên cứu tích hợp các giải pháp điều khiển chiếu sáng thông minh (Smart Lighting), lập trình các kịch bản tiết giảm công suất (dimming) tự động theo mật độ giao thông thực tế vào các khung giờ đêm khuya nhằm tiết kiệm triệt để điện năng vận hành.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử, Điện công nghiệp, Kỹ thuật Chiếu sáng đô thị và Hệ thống cung cấp điện:
- Phương pháp luận kết hợp giữa tính toán quang thông theo tỉ số $R$ và kiểm tra độ chói điểm là biểu mẫu thực hành chuẩn mực cho các đồ án tốt nghiệp về thiết kế chiếu sáng đường giao thông.
- Bảng thông số kỹ thuật chi tiết về kết cấu cột thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng (đường kính gốc, ngọn, lực đầu trụ 150 kgf, mặt bích đế dập nổi, tiêu chuẩn BS 729 / TCVN 5408-1991) cung cấp số liệu thực tế cho công tác lập hồ sơ mời thầu và bốc tách khối lượng vật tư cơ khí ngoài thực tế.
- Các kỹ sư thiết kế chiếu sáng hạ tầng cơ sở có thể tham khảo phương án giải quyết chiếu sáng nút giao bùng binh kết hợp đường thẳng (dùng cột cao 14 m đèn pha 400W kết hợp cột 8 m đèn sodium 250W) trong các dự án khu công nghiệp, trạm kiểm soát hoặc khu kinh tế cửa khẩu.
Câu hỏi thường gặp
1. Tuyến đường dẫn cửa khẩu Hoa Lư được phân loại theo cấp đường và cấp chiếu sáng nào?
Theo mục 4.1 của tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001, tuyến đường thuộc loại đường cấp khu vực cấp III (đường nội bộ), tốc độ phương tiện $< 60 km/h$, lưu lượng xe đến 1000 xe/giờ, tương ứng với cấp chiếu sáng Cấp C. Tiêu chuẩn quy định trị số độ chói trung bình $L_{tb} \ge 0,6 cd/m^2$ và độ rọi trung bình $E_{tb} \ge 12 lx$.
2. Quy mô thiết bị chiếu sáng chính được thiết kế cho tuyến đường 611 m gồm những gì?
Hệ thống gồm 20 trụ thép tròn côn cao 8 m dày 4 mm (kết hợp cần đèn đơn cao 2 m vươn 1,5 m); 01 trụ thép cao 14 m dày 4 mm tại bùng binh; 20 bộ đèn chiếu sáng cao áp Sodium 250W - 220V (IP66, body 250 mm) lắp trên tuyến thẳng và 8 bộ đèn pha 400W - 220V lắp trên giàn đỡ tại đỉnh trụ 14 m.
3. Tổng công suất tiêu thụ điện của toàn hệ thống là bao nhiêu và lấy nguồn từ đâu?
Tổng công suất tiêu thụ của hệ thống là $8,2 kW$, được tính bằng tổng công suất của 20 bộ đèn 250W và 8 bộ đèn pha 400W ($20 \times 250W + 8 \times 400W = 8.200 W$). Toàn bộ hệ thống nhận nguồn điện từ trạm biến áp chiếu sáng hiện hữu tại khu vực trạm kiểm soát cửa khẩu Hoa Lư.
4. Kết quả kiểm tra độ chói trung bình mặt đường ($L_{tb}$) sau khi chọn đèn có đạt tiêu chuẩn không?
Sau khi tính toán quang thông yêu cầu $\Phi_{bd} \ge 17.634,3 lm$ và quyết định lựa chọn bộ đèn Sodium có quang thông thực tế $\Phi \ge 32.000 lm$, tác giả kiểm tra lại độ chói mặt đường và thu được kết quả $L_{tb} = 1,09 cd/m^2$. Trị số này lớn hơn yêu cầu tối thiểu của tiêu chuẩn cấp C ($0,6 cd/m^2$), do đó thiết kế hoàn toàn đạt chuẩn.
5. Điều kiện khí tượng và tải trọng gió tính toán cho kết cấu cột tại huyện Lộc Ninh được xác định như thế nào?
Căn cứ tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 và quy phạm 11TCN 19-84, huyện Lộc Ninh thuộc vùng gió IIA với áp lực gió lớn nhất $Q_0 = 55 daN/m^2$, tốc độ gió mạnh nhất $29,6 m/s$ ở nhiệt độ $25^\circ C$. Các chế độ tính toán khác bao gồm nhiệt độ không khí thấp nhất $15^\circ C$, cao nhất $39^\circ C$, nhiệt độ trung bình năm $28^\circ C$ và chế độ quá điện áp khí quyển ở $20^\circ C$ với tốc độ gió $15 m/s$.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Đình Thông đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kỹ thuật hệ thống chiếu sáng cho 611 m đường dẫn Trạm kiểm soát Cửa khẩu Quốc tế Hoa Lư, tỉnh Bình Phước. Công trình tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo Việt Nam, bảo đảm đồng thời các chỉ tiêu kỹ thuật quang học, độ bền cơ học dưới tải trọng gió vùng IIA và tính an toàn lưới điện hạ thế. Kết quả nghiên cứu không chỉ phục vụ đắc lực cho mục tiêu đầu tư hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật cửa khẩu biên giới mà còn là tài liệu tham khảo thực tế, hữu ích cho sinh viên và kỹ sư chuyên ngành Điện công nghiệp.
