Chương 1: Tổng quan về chiếu sáng. Chương 2: Các phương pháp thiết kế chiếu sáng. Chương 3: Thiết kế chiếu sáng Cầu Bính — Hải Phòng. TONG QUAN VE CHIEU SANG 1.
LICH SU CHIEU SANG VA VAI TRO CUA CHIEU SANG DO THI. Lịch sử chiếu sáng. Từ thời kỳ sơ khai con người đã biết tạo ra ánh sáng từ lửa, tuy nhiên lúc đó con người dùng lửa với tư cách là nguồn nhiệt chứ không phải là nguồn sáng. Trải qua một thời kỳ dài của lịch sử con người mới phát minh ra loại đèn thắp sáng bằng chất khí.
Sau khi nhà hoá học người áo K.Auer phát minh ra đèn măng sông chế tạo bằng chất chịu được nhiệt độ cực cao đã cho ánh sáng trắng khi đốt cháy trong ngọn lửa chất khí thì đèn măng sông trở nên phố biến khắp các thành phố lớn trên thế giới, đến nỗi tưởng như không có loại đèn nào có thê thay thế được. Tuy nhiên cuối thế kỷ 19 người ta bắt đầu nhận thấy ưu điểm khi thắp sáng bằng điện. Cho đến nay người ta vẫn chưa biết chính xác ai là người đầu tiên chế tạo ra chiếc đèn điện đầu tiên. Tuy nhiên dé điến chiếc bóng đèn hoàn thiện như ngày nay chắc chắn phải có sự cống hiến của nhiều nhà khoa học, trong đó người có công nhất là người đã đăng ký bản quyền phát minh đầu tiên về bóng đèn dây tóc vào năm 1878 là Thomat Edison - một nhà phát minh nồi tiếng của Mỹ.
để ghi nhận công lao và sự nỗ lực của ông trong việc đem ánh sáng đến cho nhân loại mà ngày nay người ta tưởng nhớ ông như là cha đẻ của mọi loại bóng đèn sợi đốt. Đêm 24/ 12/ 1879 Edison mời hàng trăm người thuộc đủ mọi thành phần trong xã hội ở thành phố New York tới dự bữa tiệc tại nhà ông nhằm quảng cáo sản phẩm đèn điện do ông chế tạo lần đầu tiên. Tại bữa tiệc này ông cho thắp sáng hàng loạt bóng đèn ở tất cả khu nhà ở, xưởng máy, phòng thí nghiệm và sân vườn. Kết quả bữa tiệc đã giúp ông nhận được sự tài trợ của chính quyền cho đề án thắp sáng thành phố.
Cuối cùng, đến 5h sáng ngày 04/09/1882 hàng trăm ngọn đèn trên các phố đồng loạt bật sáng làm cả một góc thành phố New York tràn ngập ánh sáng điện, đánh dấu thời khắc lịch sử ánh sáng điện chinh phục bóng đêm. Đây cũng được xem là thời điểm ra đời của ngành chiếu sáng đô thị. Tại Việt Nam trước đây, chiếu sáng đô thị được xây dựng trên cơ sở lưới đèn chiếu sáng công cộng được xây dựng từ thời Pháp thuộc, chủ yếu dùng bóng đèn sợi tóc. Đến năm 1975, những ngọn đèn cao áp đầu tiên được lắp đặt đầu tiên tại quảng trường Ba Đình và lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh.
Ngoài chiếu sáng đường phố, các loại chiếu sáng khác của đô thị như chiếu sáng công viên, vườn hoa, chiếu sáng cảnh quan các công trình kiến trúc văn hoá, lịch sử, thé thao, chiếu sáng tượng đài. hầu như chưa có gì. Hội nghị chiếu sáng đô thị lần thứ nhất (4/ 1992) là một cuộc khởi đầu cho sự phát triển của nganh chiéu sang đô thị tại Việt Nam. Thực trạng chiếu sáng đô thị lúc bấy giờ vẫn còn rất kém, lạc hậu so với các đô thị trong khu vực.
Sau hội nghị chiếu sáng đô thị toàn quốc lần thứ hai (12/1995) tổ chức tại Đà Nẵng, cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành kinh tế, lĩnh vực chiếu sáng đô thị ở nước ta đã thực sự hình thành và phát triển. Hiện nay chúng ta đã có hội chiếu sáng đô thị Việt Nam. Vai trò của chiếu sáng đô thị. Tại các nước đang phát triển, điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm từ 8 đến 13% tổng điện năng tiêu thụ.
Hệ thống chiếu sáng đô thị bao gồm nhiều thành phần khác nhau, trong đó có thê kế đến chiếu sáng phục vụ giao thông, chiếu sáng các cơ quan chức năng của đô thị. Chiếu sáng đường phố tạo ra sự sống động, hấp dẫn và tráng lệ cho các đô thị về đêm. Góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân đô thị, thúc đây sự phát triển thương mại và du lịch. Đặc biệt, hệ thống chiếu sáng trang trí còn tạo ra không khí lễ hội, sự khác biệt về cảnh quan của các đô thị trong các địp lễ tết và các ngày kỷ niệm lớn hoặc trong thời điểm diễn ra các hoạt động trính trị, văn hoá xã hội cũng như sự kiện quốc tế.
Trong điêù kiện thiếu hụt về điện năng của nước ta, đã có những lúc, những nơi chiếu sáng quảng cáo bị cho là phù phiếm, lãng phí và không hiệu quả. Điều này xuất phát từ góc độ tiêu thụ năng lượng mà chưa nhận thức được vai trò của chiếu sáng đô thị. Do đó cần có sự đánh gía chính xác và khách quan về hiệu quả mà chiếu sáng đem lại không chỉ về mặt kinh tế, mà còn cả trên bình diện văn hoá - xã hội. Không chỉ nhìn nhận những hiệu quả trực tiếp trước mắt mà còn có hiệu quả gián tiếp về lâu dài mà chiếu sáng đem lại trong việc quảng bá, thúc đây sự phát triển thương mại, dịch vụ và du lịch.
Chỉ có như vậy, hệ thống chiếu sáng đô thị mới có thể phát triển và duy trì một cách bền vững, đóng một vai trò ngày một xứng đáng trong các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN ĐO ÁNH SÁNG. Khái niệm: Thông lượng năng lượng của ánh sáng nhìn thấy là một khái niệm có ý nghĩa quan trọng về mặt vật lý. Tuy nhiên trong kỹ thuật chiếu sáng thì khái niệm này ít được quan tâm.
Thật vậy, giả sử có hai tia sáng đơn sắc màu đỏ (A = 700nm) và màu vàng (2. = 577nm) có cùng mức năng lượng tác động đến mắt người thì kết quả nhận được là mắt người cảm nhận tia màu đỏ tốt hơn màu vàng. Điều này có thê giải thích là do sự khúc xạ qua mắt (vai trò là thấu kính hội tụ) khác nhau: các tia sáng có A bé bị lệch nhiều và hội tụ trước võng mạc, các tia sáng có À lớn thì lại hội tụ sau võng mạc. Chỉ có tia 1= 555nm (vàng) là hội tụ ngay trên võng mạc.
Trên cơ sở này người ta xây dựng đường cong hiệu quả ánh sáng V(A) của mắt người (hình 1. Duong cong l1 ứng với thị giác ban ngày và đường cong 2 ứng với thị giác ban đêm.1: Duong cong hiéu qua ánh sáng của mắt người Như vậy rõ ràng thông lượng năng lượng không thê dùng trong kỹ thuật chiếu sáng phục vụ con người, đo đó người ta phải đưa ra một đại lượng mới trong đó ngoài W(A) còn phải kế đến đường cong V()), đại lượng này gọi là quang thông và được xác định như sau: Nguồn sáng phát quang phô vạch ( đèn chiếu sang): ®=683.Š P(4,)V(2,) i=l Nguồn sáng đơn sắc: ® = 683.42 Al 780nm Anh sang ban ngay ® = 683 Ỉ W(2)V(2).4Â 380nm Trong các công thức trên: +n la tổng số tia sáng đơn sắc do nguồn phát ra. + 683 Im/W là hằng số vật lý xuất phát từ định nghĩa đơn vị cường độ sáng (Cadela), biểu thị sự chuyển đổi đơn vị năng lượng sang đơn vị cảm nhận thị giác. Giá trị 683 được đưa vào dé tạo ra giá trị tương đương với định nghĩa cũ của cadela.
+`^¿ và À¿ là giới hạn bước sóng (cận dưới và trên) của quang phô liên tục. Ý nghĩa: Về bản chất, quang thông cũng chính là năng lượng nhưng ở đây đơn vị tính không phải bằng Oát mà bằng Lumen. Đây là đại lượng rất quan trọng dùng cho tính toán chiếu sáng, thê hiện phần năng lượng mà nguồn sáng bức xạ thành ánh sáng ra toàn bộ không gian xung quanh. Đề thấy rõ sự khác nhau giữa Oát và Lumen ta có sự so sánh sau: Giả sử có một nguồn công suất IW biến đổi toàn bộ công suất này thành ánh sáng nhìn thấy.
Nếu ánh sáng nó phát ra là một tia đơn sắc ^= 555nm (màu vàng) sẽ cho quang thông 683 Im nhưng nếu ánh sáng phát ra là quang phô liên tục với năng lượng phân bồ đều thì quang thông khoảng 179 Im. Lumen 1a quang thông do nguồn sáng phát ra trong một góc khối bằng 1 Sr. - Vi du gia trị quang thông một số nguôn sáng thông dụng: + Xét một nguồn sang điểm có cường độ sáng I không đối theo mọi 4z phương thì quang thông là: ®= Ỉ 1dQ=4n1 0 + Thiết bị dùng đề đo quang thông gọi là Lumen kế. + Quang thông do mặt trời gửi xuống trái đất là 145.
Xét trường hợp một nguồn sáng điểm đặt tại O và ta quan sát theo phương Ox. Gọi d® là quang thông phát ra trong góc khối dO lân cận phương Ox. Cường d® độ sáng của nguồn theo phương Ox được định nghĩa là: 7 = Cường độ sáng I của nguồn phụ thuộc vào phương quan sát. Trong trường hợp đặc biệt, nếu I không thay đối theo phương (nguồn đẳng hướng), ta có quang thông phát ra trong toàn không gian là: ® = 4dI.
Ý nghĩa: Cường độ sáng là đại lượng quang học cơ bản, các đại lượng quang học khác đều là đại lượng dẫn suất xác định qua cường độ sáng. Cadenla có nghĩa là ngọn nến, đây là một trong 7 don vi do lường cơ bản (m, kg, s, A, K, mol, cd) + Định nghĩa (từ tháng 10- 1979): cadenla là cường độ sáng theo một phương đã cho của nguồn phát bức xạ đơn sắc có tần số 540. + Theo định nghĩa với nguồn sang don sac 4 = 555nm thi 1W = 683 Im. Néu nguén sang don sac c6 A #555nm thi 1W = 683.
Vi du: nguồn sáng don sac co 4 = 650nm thi 1 W = 683. Giả thiết mặt S được roi sáng bởi một nguồn sáng. Độ rọi tại một điểm nào đó trên mặt S là tỷ số E = " „ trong đó đ® là quang thông toàn phần do nguồn gửi đến diện tích vi phan dS lân cận điểm đã cho. Nếu mặt S được chiếu sáng đều với tổng quang thông gửi đến S là ® thì độ rọi tại mọi điểm trên mặt S là E =.
ky hiéu: E Don vi: Lux hay Lx Lux là đơn vị đo độ chiếu sáng của một bề mặt. Độ chiếu sáng duy trì trung bình là các mức Lux trung bình được đo tại các điểm khác nhau của | khu vực xác định. Một Lux bằng 1 lumen trên mỗi mét vuông.