BÀI GIẢNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ

- Công ty Qu n lý v n hành đi n chi u sáng công c ng Đà N ng - Công ty Schréder Vi t Nam.
- 5 L CH S CHI U SÁNG NHÂN T O VÀ VAI TRÒ C A NÓ.
- 7 KHÁI NI M C B N VÀ CÁC Đ I L NG ĐO ÁNH SÁNG.
- B n ch t c a ánh sáng.
- B n ch t sóng - h t c a ánh sáng.
- M t s hi n t ng phát sáng và ph m vi ng d ng trong chi u sáng nhân t o.
- Các đ i l ng c b n đo ánh sáng.
- Thông l ng năng l ng c a b c x ánh sáng nhìn th y.
- Các đ nh lu t quang h c và ng d ng trong kỹ thu t chi u sáng.
- 27 M T NG I VÀ S C M TH ÁNH SÁNG.
- 45 C U T O C A B ĐÈN CHI U SÁNG CÔNG C NG.
- C u t o chung c a m t b đèn chi u sáng công c ng.
- Các b ph n chính c a b đèn chi u sáng công c ng.
- Các thông s c h c ch y u c a b đèn chi u sáng công c ng.
- Tr ng l ng.
- Các thông s đi n ch y u c a b đèn chi u sáng công c ng.
- Các thông s v quang h c c a b đèn chi u sáng công c ng.
- Phân lo i các b đèn chi u sáng công c ng.
- 59 THI T K H TH NG CHI U SÁNG CÔNG C NG.
- Các tiêu chuẩn chi u sáng đ ng giao thông và yêu c u c b n.
- Ph ng pháp t s R trong thi t k chi u sáng.
- Ph ng pháp đ chói đi m trong thi t k chi u sáng.
- Thi t k chi u sáng t i các đi m đặc bi t trên đ ng giao thông.
- Chi u sáng t i đi m giao nhau đ ng m c.
- Chi u sáng nút giao v i đ ng s t.
- Chi u sáng đ ng cong.
- Chi u sáng bùng binh.
- Chi u sáng đ ng h m.
- Thi t k chi u sáng v i s tr giúp c a máy tính.
- S d ng ph n m m thi t k chi u sáng công c ng Ulysse 2.2.
- M t s n i dung thi t k khác c a h th ng chi u sáng đ ng giao thông.
- 90 QU N LÝ, V N HÀNH H TH NG CHI U SÁNG CÔNG C NG.
- T đ ng hoá công tác qu n lý, v n hành h th ng đi n chi u sáng.
- 93 THI T K CHI U SÁNG CÔNG TRÌNH CÔNG C NG TRONG ĐÔ TH.
- Chi u sáng công viên, v n hoa.
- Ch tiêu kỹ thu t v chi u sáng.
- Chi u sáng công trình th thao ngoài tr i - nh ng nguyên t c chung.
- 98 M T S V N Đ C N NGHIÊN C U C A CHI U SÁNG ĐÔ TH.
- Ô nhi m ánh sáng.
- Quy ho ch chi u sáng.
- 107 Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 4 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị PH N M Đ U L CH S CHI U SÁNG NHÂN T O VÀ VAI TRÒ C A NÓ T th i kỳ s khai con ng i đã bi t t o ra ánh sáng t l a, tuy nhiên lúc đó con ng i dùng l a v i t cách là ngu n nhi t ch không ph i là ngu n sáng.
- Đây cũng đ c xem là th i đi m ra đ i c a ngành chi u sáng đô th .
- T i Vi t Nam tr c đây, chi u sáng đô th đ c xây d ng trên c s l i đèn chi u sáng công c ng đ c xây d ng t th i Pháp thu c, ch y u dùng bóng đèn s i tóc.
- H i ngh chi u sáng đô th l n th nh t (4/1992) là m t m c kh i đ u cho s phát tri n c a ngành chi u sáng đô th Vi t Nam.
- Th c tr ng chi u sáng đô th lúc b y gi v n còn r t kém, l c h u so v i các đô th trong khu v c.
- Hi n nay chúng ta đã có H i chi u sáng đô th Vi t nam.
- Vai trò c a chi u sáng đô th : Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 5 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị T i các n c phát tri n, đi n năng dùng cho chi u sáng chi m t 8 đ n 13% t ng đi n năng tiêu th .
- H th ng chi u sáng đô th bao g m nhi u thành ph n khác nhau, trong đó có th k đ n chi u sáng ph c v giao thông, chi u sáng các c quan ch c năng c a đô th.
- Đi u này xu t phát t góc đ tiêu th năng l ng mà ch a nh n th c t ng quát vai trò c a chi u sáng đô th .
- Ch có nh v y, h th ng chi u sáng đô th m i có th phát tri n và duy trì m t cách b n v ng, đóng m t vai trò ngày m t x ng đáng trong các công trình h t ng kỹ thu t đô th .
- Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 6 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị CH NG 1 KHÁI NI M C B N VÀ CÁC Đ I L NG ĐO ÁNH SÁNG 1.1.
- B n ch t c a ánh sáng 1.
- Có th chia b c sóng thành các ph m vi sau, ta nh n th y ánh sáng nhìn th y ch là d i hẹp t 380nm-780nm.
- M t photon b bi n m t khi nó va vào và đẩy m t đi n t vòng ngoài lên tr ng thái kích thích các quỹ đ o xa nhân h n Î s h p thu năng l ng ánh sáng c a v t ch t.
- Nh v y căn c vào b c sóng ta có th phân bi t đ c sóng ánh sáng và các d ng năng l ng khác trên quang ph đi n t .
- Ngu n sáng t nhiên và quang phổ liên t c + Ánh sáng nhìn th y khác v i các d ng b c x đi n t khác kh năng làm kích ho t võng m c c a m t ng i.
- Ánh sáng mặt tr i đ c coi là ngu n sáng chuẩn đ đánh giá ch t l ng c a ngu n sáng nhân t o.
- Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 7 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị Lăng kính Ánh sáng Tia sáng đ n mặt tr i s c đ u ra lăng kính Ph ánh sáng Hình 1.1_ Thí nghi m quang ph liên t c + Ánh sáng mặt tr i có r t nhi u công d ng khác ngoài chi u sáng : sinh ra vitamin D khi t m n ng bu i sáng, di t vi khuẩn (do có m t l ng r t bé tia c c tím), phát đi n, thu nhi t, s y khô.
- Ngu n sáng nhân t o và quang phổ v ch: V t đen Khe hẹp Lăng kính Ngu n sáng nhân t o (đèn chi u sáng) Hình 1.2_Thí nghi m quang ph v ch Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 8 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị + Ánh sáng nhân t o có quang ph đ t quãng (quang ph v ch).
- Nói chung ánh sáng nhân t o không t t bằng ánh sáng mặt tr i (xét d i góc đ chi u sáng).
- c m c a con ng i luôn luôn h ng đ n vi c t o ra các ngu n sáng gi ng nh ban ngày, do đó đ đánh giá ch t l ng c a các ngu n sáng nhân t o ng i ta th ng l y ánh sáng ban ngày làm chuẩn đ so sánh.
- V i s ti n b c a kỹ thu t, hi n nay ng i ta có th ch t o các ngu n sáng có kh năng phát ra các b c x có quang ph liên t c g n v i ánh sáng tr ng nh đèn xenon, song giá thành r t đ t nên ch y u dùng cho các lo i xe h i đ t ti n.
- M t s hi n t ng phát sáng và ph m vi ng d ng trong chi u sáng nhân t o: 1.
- Các lo i đèn đi n chi u sáng th ng dùng dòng đi n đ đ t nóng s i đ t (dây tóc) bằng kim lo i.
- Ánh sáng phát ra th ng đ n s c và mang màu đặc tr ng c a khí trong ng th y tinh.
- Ngoài ánh sáng nhìn th y, tùy vào ch t khí mà còn có các tia h ng ngo i hay t ngo i.
- Mặc dù m t ng i không c m nh n đ c nh ng ánh sáng do đèn t o ra là ánh sáng nh p nháy liên t c.
- Sau đó, electron này r i xu ng m c năng l ng th p h n và phát ra ánh sáng d i d ng m t photon (hình bên ph i) trong vùng ánh sáng nhìn th y đ c.
- Năng l ng b c x t hi n t ng phóng đi n ngoài tia t ngo i có th còn có tia h ng ngo i, nh ng theo đ nh lu t Stokes ta không th bi n đ i tia h ng ngo i v mi n ánh sáng nhìn th y (b c sóng ng n h n).
- Hi n t ng lân quang không đ c ng d ng trong kỹ thu t chi u sáng vì hi u qu th p và tr ng thái phát sáng không b n.
- Khi m t v t đ c chi u sáng thì b n thân nó cũng có th ph n x m t ph n ánh sáng g i là phát sáng th c p.
- Ch có v t đen tuy t đ i m i h p th toàn b ánh sáng.
- Các hi n t ng này đ c nghiên c u đ ch t o các b ph n c a đèn (đặc bi t là t m ph n quang) nhằm đi u khi n s phân b ánh sáng c a ngu n sáng hi u qu nh t.
- Các đ i l ng c b n đo ánh sáng 1.
- Các b c x ánh sáng ch là m t ph n c a b c x đi n t do ngu n phát ra.
- D i góc đ kỹ thu t chi u sáng ta ch quan tâm đ n năng l ng b c x ánh sáng nhìn th y mà thôi, do đó ng i ta đ a ra khái ni m thông l ợng năng l ợng của bức xạ ánh sáng nhìn thấy, đó là ph n năng l ng b c x thành ánh sáng c a ngu n sáng trong m t giây theo m i h ng đ c xác đ nh theo các công th c.
- Quang thông - Khái ni m: Thông l ng năng l ng c a ánh sáng nhìn th y là m t khái ni m có ý nghĩa quan tr ng v mặt v t lý.
- Tuy nhiên trong kỹ thu t chi u sáng thì khái ni m này ít đ c quan tâm.
- Nh v y rõ ràng thông l ng năng l ng không th dùng trong kỹ thu t chi u sáng ph c v con ng i, do đó ng i ta ph i đ a vào m t đ i l ng m i trong đó ngoài W(λ) còn ph i k đ n đ ng cong V(λ), đ i l ng này g i là quang thông và đ c xác đ nh nh sau: Ngu n sáng phát quang ph v ch (đèn chi u sáng): Φ = 683.∑ P(λi ).V (λi ) n i =1 Ngu n sáng đ n s c : Φ = 683.P(λ).V(λ) v i λ=const Ngu n sáng có quang ph liên t c Φ = 683 ∫ W (λ ).V (λ ).dλ λ2 λ1 Ánh sáng ban ngày Φ = 683 ∫ W (λ ).V (λ ).d λ 780 nm 380 nm Trong các công th c trên : n là t ng s tia sáng đ n s c do ngu n phát ra P(λi) là m c năng l ng c a tia đ n s c th i (W).
- Đây là đ i l ng r t quan tr ng dùng cho tính toán chi u sáng, th hi n ph n năng l ng mà ngu n sáng b c x thành ánh sáng ra toàn b không gian xung quanh.
- Đ th y rõ s khác nhau gi a Oát và Lumen ta có s so sánh sau: Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 15 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị Gi s có m t ngu n sáng công su t 1W bi n đ i toàn b công su t này thành ánh sáng nhìn th y.
- Ý nghĩa: Trong kỹ thu t chi u sáng ng i ta không dùng khái ni m hi u su t theo nghĩa thông th ng (tính theo tỷ l.
- Ý nghĩa: Th hi n l ng quang thông chi u đ n 1 đ n v di n tích c a m t b mặt đ c chi u sáng, nói cách khác nó chính là m t đ phân b quang thông trên b mặt chi u sáng.
- Đ sáng (còn gọi là đ tr ng): dΦ - Khái ni m: Cho m t mặt phát sáng S có kích th c gi i h n (có th là b mặt c a ngu n sáng hoặc b mặt v t ph n x ánh sáng.
- Đ tr ng đặc tr ng cho s phát sáng theo m i ph ng c a v t phát sáng (bao g m ngu n sáng và ánh sáng ph n x c a v t đ c chi u sáng.
- Xét v công th c tính và th nguyên thì đ tr ng gi ng đ r i nh ng đ r i xét b mặt v t đ c chi u sáng b i ngu n sáng khác còn đ tr ng xét b mặt c a v t mà b n thân nó phát sáng.
- Ngu n sáng đây c n hi u theo nghĩa r ng h n là "mặt phát sáng" bao g m ngu n phát ra ánh sáng và ngu n ánh sáng ph n x c a v t đ c chi u sáng.
- Đ r i E trên b mặt đ c chi u sáng không ph thu c vào h s ph n x b mặt nh ng đ tr ng c a b mặt đ c chi u sáng thì ph thu c vào h s ph n x b mặt.
- Nhìn chung m i v t th đ c chi u sáng ít nhi u đ u ph n x ánh sáng (đóng vai trò nh ngu n sáng th c p) nên cũng có th gây ra chói m t ng i.
- Ví d ban đêm ánh sáng h t lên t mặt đ ng nh a đ c chi u sáng cũng có th làm chói m t ng i lái xe.
- Đ chói trung bình c a mặt đ ng là tiêu chuẩn đầu tiên đ đánh giá ch t l ng c a chi u sáng đ ng ph.
- Nhi t đ màu: Nhi t đ màu c a m t ngu n sáng đ c th hi n theo thang Kelvin (K) là bi u hi n màu s c c a ánh sáng do nó phát ra.
- T ng t ng m t thanh s t khi ngu i có màu đen, khi nung Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 19 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị đ u đ n khi nó r c lên ánh sáng da cam, ti p t c nung nó s có màu vàng, và ti p t c nung cho đ n khi nó tr nên “nóng tr ng”.
- Trong bi u đ Kruithof, vùng g ch chéo g i là vùng môi tr ng ánh sáng ti n nghi.
- V i m t đ r i E (lux) cho tr c, ng i thi t k chi u sáng ph i ch n ngu n sáng có nhi t đ màu nằm trong mi n g ch chéo đ đ m b o không nh h ng đ n tâm-sinh lý c a con ng i, n u không đ m b o đi u ki n này s gây ra hi n t ng "ô nhi m ánh sáng", có th gây t n h i đ n s c kh e.
- Đ hoàn màu (còn gọi là ch s thể hi n màu): Cùng m t v t nh ng n u đ c chi u sáng bằng các ngu n sáng đ n s c khác nhau thì m t s c m nh n màu c a v t khác nhau, tuy nhiên b n ch t màu s c c a v t thì không h thay đ i.
- Nh v y ch t l ng ánh sáng phát ra c a ngu n sáng còn ph i đ c đánh giá qua ch t l ng nhìn màu, t c là kh năng phân bi t màu s c c a v t đặt trong ánh sáng đó.
- Đ đánh giá Nguyễn Mạnh Hà - Tr ờng Đại học Kiến trúc Đà Nẵng 20 Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng đô thị s nh h ng ánh sáng (do ngu n phát ra) đ n màu s c c a v t, ng i ta dùng ch s độ hoàn màu hay còn g i là chỉ số thể hiện màu c a ngu n sáng, ký hi u CRI (Color Rendering Index).
- Nguyên nhân s th hi n màu c a v t b bi n đ i là do s phát x ph ánh sáng khác nhau gi a ngu n sáng và v t đ c chi u sáng.
- Các đ nh lu t quang học và ng d ng trong kỹ thu t chi u sáng : 1