Hướng dẫn tính toán chiếu sáng đèn đường và tiêu chuẩn thiết kế

Đèn đường cần được thiết kế và lắp đặt một cách an toàn, hiệu quả và mang lại hiệu suất cao. Bên cạnh giải pháp lựa chọn đèn đường led thay thế cho các loại đèn Sodium cao áp. Thì việc tính toán chiếu sáng đèn đường rất quan trọng. Trở thành một trong những điều kiện cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn thết kế chiếu sáng cho đường phố, đường giao thông cũng như đường ngõ xóm.

Trong nội dung bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tính toán chiếu sáng đèn đường để tìm ra giải pháp lắp đặt sao cho đạt hiệu quả tốt nhất.

Vì sao cần thiết kế và tính toán chiếu sáng đường phố?

Tính toán chiếu sáng đèn đường hợp lý sẽ giúp cung cấp đủ ánh sáng để nhìn thấy các vật thể cần thiết. Đồng thời giúp tiết kiệm rất nhiều khoản chi phí khác. Như chi phí mua đèn, chi phí năng lượng,…

Mặt khác, đèn chiếu sáng đường phố được bố trí nhằm đảm bảo an toàn cho mọi người khi di chuyển trên đường. Vấn đề về tầm nhìn có thể được giải quyết. Qua đó có thể giúp chúng ta:

• Giảm nguy cơ tai nạn vào ban đêm
• Hỗ trợ bảo vệ các tòa nhà/tài sản (ngăn chặn hành vi phá hoại)
• Ngăn chặn tội phạm
• Tạo ra một môi trường an toàn cho nơi ở

Để có một hệ thống đèn đường đạt tiêu chuẩn việc duy trì độ sáng và tính đồng nhất là rất quan trọng. Nó ảnh hưởng trực tiếp tới tầm nhìn và sự thoải mái khi nhìn của mọi người khi di chuyển trên đường. Bởi vậy các mục tiêu chính của kế hoạch thiết kế chiếu sáng đường phố bao gồm:

• Cảm giác thị giác hoàn hảo cho sự an toàn
• Môi trường được chiếu sáng để xe di chuyển nhanh chóng
• Tầm nhìn rõ ràng giúp người tham gia giao thông di chuyển thoải mái.

Tiêu chuẩn thiết kế đèn chiếu sáng đường phố

Tiêu chuẩn thiết kế phân bố cường độ của đèn đường

• Đèn chiếu sáng đường phố được lắp theo chiều ngang và có hướng chiếu cố định theo chiều dọc.
• Đèn chiếu sáng đường phố có cường độ phân bố cụ thể nhằm chiếu sáng các dải ngang dài và hẹp ở một bên của đèn. Đồng thời nó giúp giảm thiểu cường độ ở phía bên kia của đèn.
• Sự phân bố cường độ lên và xuống dải hẹp nhìn chung là giống nhau.

*** Bất kỳ đèn chiếu sáng cố định nào không có kiểu phân bố cường độ này đều được gọi là đèn chiếu sáng diện tích.

Tiêu chuẩn thiết kế về mức độ sáng của đèn đường

Mức độ sáng của đèn sẽ ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy các vật thể trên đường của người lái xe. Đường phố sáng hơn với môi trường xung quanh tối hơn sẽ giúp người lái xe thích nghi tốt hơn. Theo Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế CIE, các khu vực cách đường 5 mét ở cả hai bên phải có mức độ sáng ít nhất bằng 50% mức độ sáng trên đường.

Tiêu chuẩn thiết kế về độ đồng đều ánh sáng của đèn đường

Để mang lại sự thoải mái về thị giác cho mắt người lái xe, hệ thống đèn đường cần có đủ độ đồng đều về ánh sáng. Độ đồng đều về ánh sáng có nghĩa là tỷ lệ giữa mức độ sáng tối thiểu và mức độ sáng trung bình. Tức là:

Mặt khác, đây là tỷ lệ đồng đều theo chiều dọc. Vì nó được đo dọc theo đường thẳng đi qua vị trí của người lái xe ở giữa luồng giao thông.

Tiêu chuẩn thiết kế về độ chói của đèn đường

Độ chói sẽ gây khó chịu về thị giác. Do có độ sáng quá cao. Đèn đường tạo ra hai loại chói: chói do khuyết tật và chói do khó chịu. Trong khi chói do khuyết tật ít quan trọng hơn. Thì chói do khó chịu thường gặp trong các sơ đồ chiếu sáng đường phố được tính toán và thiết kế kém.

Tiêu chuẩn thiết kế về độ hoàn màu của đèn đường

Đèn đường với các công nghệ thắp sáng khác nhau có thể tạo độ sắc nét cho hình ảnh khác nhau. Và điều quan trọng là làm sao tạo ra một vật thể theo đúng kích thước và chiều hướng của nó. Đây là lý do vì sao giải pháp chiếu sáng đường phố bằng đèn led được ưu tiên lựa chọn. Đèn đường LED sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội. Đồng thời có chỉ số hoàn màu cao. Giúp tạo ra độ sắc nét cho các hình ảnh nhìn thấy.

Tiêu chuẩn thiết kế đèn đường phố tùy theo loại đường

Với mỗi loại đường khác nhau sẽ có các chương trình thiết kế chiếu sáng đường phố khác nhau. Ví dụ như:

• Đường giao thông được phân cách bằng dải phân cách, không được phép vượt qua.
• Đường trục chính dành cho phương tiện di chuyển chậm hoặc người đi bộ
• Đường vành đai hoặc đường xuyên tâm
• Đường phố mua sắm, phố đi bộ
• Đường ngõ xóm địa phương

Để có được một hệ thống đèn chiếu sáng đường phố thích hợp. Dưới đây là những hướng dẫn cơ bản về tính toán chiếu sáng đèn đường. Qua đây sẽ giúp bạn lập kế hoạch dự án chiếu sáng đường phố một cách dễ dàng. Biết cách chọn mua đèn đường loại nào và cách bố trí đèn đường ra sao.

Hướng dẫn tính toán phân bố cường độ chiếu sáng của đèn đường

Phân bố cường độ chiếu sáng của đèn đường được đo theo quy ước quang trắc C-ɣ. Trong quang trắc C-ɣ,

• C là góc trên mặt phẳng mặt đường
• ɣ là góc tạo ra giữa trục thẳng đứng của đèn và hướng chiếu sáng, hay nói cách khác, ɣ là góc tới.

Ban đầu trên bề mặt đường, các giá trị độ rọi điểm cụ thể được thu thập. Sau đó, cường độ I được tính toán từ phương trình độ rọi như sau:

Trong đó,

• E_P là Độ rọi tại điểm P trên đường
• h là chiều cao thẳng đứng từ điểm P đến đèn chiếu sáng

Sau khi tính toán cường độ, chúng tôi đưa tất cả các giá trị cường độ vào bảng C-ɣ theo vị trí góc của chúng.

Định dạng của bảng C-ɣ được hiển thị ở trên. Trong biểu đồ trên, C’ là vị trí cường độ cực đại trên bảng.

Có 3 mặt phẳng cường độ cơ bản được xem xét trên bề mặt đường liên quan đến một đèn chiếu sáng:

• Mặt phẳng 1: C-0 ^o đến C-180 ^o dọc theo đường.
• Mặt phẳng 2: C-90 ^o đến C-270 ^o bên kia đường.
• Mặt phẳng 3: Mặt phẳng chính, qua điểm có cường độ ánh sáng cực đại, tức là C’ đến C’ + 180 ^o

Để có được C’, chúng ta phải lập biểu đồ phân bố cường độ của đèn đường trên đường. Tại đó cường độ sẽ gặp giá trị cực đại, đây là giá trị độ của C’. Để vẽ trục mặt phẳng chính, chúng ta phải cộng 180 ^o với C’.

Bên cạnh đó, có 2 thuật ngữ chính liên quan đến đèn đường là:

• Góc lan tỏa: là góc của đèn chiếu sáng để hướng luồng sáng qua đường.
• Góc chiếu: là góc của đèn chiếu sáng để hướng luồng sáng dọc theo đường đi.

Nó được tính toán như sau:

Tham khảo thêm về bài toán và cách tính tại đây.

Hướng dẫn tính toán và thiết kế vị trí lắp đèn đường

Lắp đèn 1 bên lề đường

Ứng dụng phổ biến: đường phố nhỏ, đường nông thôn hoặc đường nội bộ trong các khu chung cư, khu đô thị.

• Khi chiều rộng (W) của đường gần bằng chiều cao cột (H). Tức là W = H thì các cột chỉ được bố trí ở một bên. Chiều cao cột thường có sẵn là 10 mét.
• Khoảng cách giữa hai cột bằng chiều rộng của đường.

Lắp đèn 2 bên lề đường đối diện nhau

Ứng dụng: Chủ yếu cách lắp đặt này sẽ được lắp đặt trên đường một chiều với hai làn đường ngược chiều.

• Khi chiều rộng (W) của đường gần gấp đôi chiều cao cột (H). Tức là W = 2H thì các cột được bố trí dọc theo cả hai bên theo cách đối diện nhau.
• Khoảng cách giữa hai cột không được bằng chiều rộng đường.

Lắp đèn đường so le hoặc hình zíc zắc

Ứng dụng: thích hợp lắp cho những con đường hai chiều không có dải phân cách và rộng. Thường được lắp đặt tại các đường phố, công viên và các tuyến đường nội khu của các khu đô thị.

• Khi chiều rộng (W) của đường gần bằng 1,5 lần chiều cao cột (H). Tức là W = 1,5 H thì các cột được bố trí ở cả hai bên theo kiểu zíc zắc.
• Khoảng cách giữa hai cột không được bằng chiều rộng đường.

Lắp đèn giữa trung tâm đường tại dải phân cách

Ứng dụng: lắp đặt phổ biến trên các khu vực có đường hai làn một chiều đối diện nhau và có các giải phân cách ngắn. Cách ttoán chiếu sáng đèn đường này sẽ sử dụng cột với cần đèn đôi giúp tiết kiệm chi phí mua cột.

• Khi chiều rộng (W) của đường lớn hơn nhiều so với chiều cao cột (H), tức là W>>H thì các cột được bố trí ở lề giữa của đường. Đèn được thiết kế để hướng về cả hai mặt đường từ lề giữa.
• Khoảng cách giữa hai cột không được bằng chiều rộng của đường.

Hướng dẫn tính toán chiều cao và khoảng cách giữa 2 đèn đường

Chiều cao của cột đèn đường và khoảng cách giữa các cột được xác định bởi mức độ chiếu sáng mong muốn và chiều rộng của đường phố. Thông thường chiếu cao cột đèn sẽ bằng chiều rộng của nền đường.

• Chiều cao của cột đèn thường dùng nhiều nhất là từ 6-12m. Ở một số khu vực chiếu sáng đặc biệt, chiều cao có thể từ 12m – 35m.

Một số hướng dẫn nhanh về cách tính chiều cao cột đèn đường như sau:

• Tỷ lệ đèn chiếu sáng một bên là 1: 1, chẳng hạn như chiều rộng đường là 6 mét và chiều cao là 6 mét là đủ.
• Tỷ lệ lắp đặt đối xứng hai bên là 1: 0,5, chẳng hạn như chiều rộng đường là 10 mét, và chiều cao lắp đặt là 5 mét.
• Tỷ lệ lắp đặt đèn so le hai mặt là 1: 0,7, chẳng hạn đường rộng 10 mét, cao 7 mét.

Còn khoảng cách đèn đường sẽ được tính toán dựa trên độ rọi mong muốn.

Khoảng cách chính xác của các đèn đường sẽ giúp cung cấp ánh sáng đồng đều. Từ đó mang lại sự an toàn tốt hơn cho người tham gia giao thông và an ninh trật tự. Cùng với đó, việc tính toán khoảng cách đèn đường sẽ giúp bạn mua được loại đèn và số lượng đèn phù hợp.

Công thức tính khoảng cách giữa các đèn đường ký hiệu là e:
e = F / (Etb.l)

Trong đó:

• e: Khoảng cách từ đèn đường
• Etb: Độ rọi trung bình cần đáp ứng
• l: Chiều rộng lòng đường
• F: Quang thông do đèn phát ra

 

Cách tính độ rọi trung bình trên mặt đường

Độ rọi trung bình được tính theo phương pháp Lumen, trong đó hệ số duy trì (MF) và hệ số sử dụng (COU) được tính đến.

Trong đó:

• Φ L = Lumen của đèn
• A eff = diện tích mặt đường hiệu dụng được chiếu sáng = Khoảng cách × Chiều rộng = S × W
• N = Số lượng đèn (N = 1 đối với thiết kế chiếu sáng đường phố một mặt và N = 2 đối với thiết kế chiếu sáng đường phố hai mặt và so le)
• n = số lượng đèn được sử dụng trong đèn đơn = 1 đối với chiếu sáng đường phố.
• Hệ số sử dụng (COU) là tỷ lệ giữa lumen được sử dụng và lumen được lắp đặt. Và nó được lấy từ biểu đồ COU do CIE khuyến nghị.

Kết luận!

Trên đây là những hướng dẫn cơ bản giúp bạn tính toán chiếu sáng đèn đường hiệu quả. Nhờ đó có thể lựa chọn ra các loại đèn đường thích hợp. Mặc dù vậy, tiêu chuẩn thiết kế đèn đường đầu tiên mà các bạn cần lưu ý chính là lựa chọn giải pháp với đèn đường LED. Mang tới hiệu quả chiếu sáng tối ưu nhất cho dự án chiếu sáng đường phố của bạn. Nếu bạn vấn chưa chọn được loại đèn đường ưng ý, hãy liên hệ với chúng tôi để nhận được sự tư vấn hiệu quả nhất. Hoặc xem tham khảo ngay tại danh mục Đèn đường Led của chúng tôi.