Tính toán chiếu sáng đường phố cần dựa vào những yếu tố nào?

Tính toán chiếu sáng đường phố cần dựa trên đặc điểm của tuyến đường, yêu cầu ánh sáng và cách bố trí hệ thống đèn. Các yếu tố này phải được xem xét cùng nhau vì thay đổi chiều rộng đường, chiều cao cột, khoảng cách cột hoặc đặc tính quang học của bộ đèn đều có thể làm thay đổi kết quả chiếu sáng trên mặt đường.

1. Tính toán chiếu sáng đường phố cần những dữ liệu nào?

Trước khi xác định phương án chiếu sáng, cần có đủ dữ liệu về tuyến đường và hệ thống đèn dự kiến sử dụng. Đây là cơ sở để đánh giá lượng ánh sáng cũng như sự phân bố ánh sáng trên toàn bộ phần đường cần chiếu.

​

1.1. Chiều rộng và mặt cắt tuyến đường

Chiều rộng phần đường cần chiếu sáng là một trong những dữ liệu đầu tiên phải xác định. Đường càng rộng, ánh sáng càng phải được phân bố trên phạm vi lớn hơn để bao phủ được các làn xe và khu vực liên quan.

Ngoài chiều rộng tổng thể, mặt cắt tuyến đường còn cho biết số làn, dải phân cách và cách tổ chức từng phần của tuyến. Những thông tin này ảnh hưởng trực tiếp đến việc xác định vùng cần chiếu trong tính toán chiếu sáng đường phố cũng như cách bố trí nguồn sáng ở một bên, hai bên hoặc trên dải phân cách.

1.2. Yêu cầu chiếu sáng của tuyến đường

Không phải mọi tuyến đường đều cần cùng một mức chiếu sáng. Đường nội bộ, đường khu dân cư, đường đô thị hay tuyến có mật độ phương tiện lớn có điều kiện sử dụng khác nhau, vì vậy yêu cầu về ánh sáng cũng cần được xác định theo chức năng thực tế của tuyến.

Khi tính toán, không nên chỉ quan tâm đến việc mặt đường có đủ sáng hay không. Ánh sáng còn cần được phân bố phù hợp trên khu vực sử dụng để hạn chế tình trạng một số vị trí quá sáng trong khi những đoạn khác lại thiếu sáng.

1.3. Chiều cao cột và vị trí lắp đèn

Chiều cao lắp đặt ảnh hưởng đến phạm vi ánh sáng có thể bao phủ trên mặt đường. Khi bộ đèn được đặt cao hơn, vùng chiếu có thể mở rộng nhưng lượng ánh sáng tới từng khu vực cũng thay đổi.

Vị trí cột cần được xét đồng thời với chiều cao. Cột đặt một phía, hai phía đối diện, hai phía so le hoặc trên dải phân cách sẽ tạo ra những cách phân bố ánh sáng khác nhau dù sử dụng cùng một loại bộ đèn.

1.4. Khoảng cách giữa các cột đèn

Khoảng cách cột ảnh hưởng trực tiếp đến sự nối tiếp giữa các vùng sáng. Nếu khoảng cách quá lớn so với chiều cao lắp và khả năng phân bố ánh sáng của bộ đèn, vùng giữa hai cột có thể nhận được ít ánh sáng hơn.

Ngược lại, bố trí các cột quá gần nhau không đồng nghĩa phương án chiếu sáng sẽ tốt hơn. Các vùng sáng có thể chồng lấn nhiều trong khi số lượng cột và bộ đèn phải sử dụng tăng lên. Vì vậy khoảng cách cột cần được tính cùng với chiều cao lắp và đặc tính quang học của đèn.

1.5. Quang thông của bộ đèn

Quang thông cho biết tổng lượng ánh sáng mà bộ đèn phát ra và là dữ liệu cần thiết khi đánh giá khả năng cung cấp ánh sáng cho tuyến đường. Hai bộ đèn có cùng công suất điện chưa chắc tạo ra cùng một lượng quang thông.

Tuy nhiên, quang thông lớn cũng chưa đủ để kết luận một bộ đèn sẽ tạo ra phương án chiếu sáng phù hợp. Kết quả trên mặt đường còn phụ thuộc vào lượng ánh sáng đó được phân bố theo hướng nào và tới những khu vực nào.

1.6. Phân bố ánh sáng của bộ đèn

Trong tính toán chiếu sáng đường phố, đặc tính phân bố ánh sáng có vai trò đặc biệt quan trọng vì mặt đường là một vùng kéo dài theo chiều tuyến. Ánh sáng cần được đưa theo cả chiều dọc và chiều ngang để bao phủ phần đường cần sử dụng.

Do đó, hai bộ đèn có quang thông tương đương vẫn có thể cho kết quả khác nhau nếu hệ quang học phân bố ánh sáng khác nhau. Dữ liệu quang học của bộ đèn cho phép đánh giá ánh sáng tới từng vị trí trên mặt đường thay vì chỉ dựa vào tổng lượng ánh sáng phát ra.

1.7. Hệ số duy trì

Khả năng phát sáng của hệ thống không được xem là giữ nguyên trong toàn bộ thời gian sử dụng. Bụi bẩn trên bề mặt quang học, sự suy giảm quang thông của nguồn sáng và điều kiện vận hành có thể làm lượng ánh sáng thực tế thay đổi theo thời gian.

Hệ số duy trì được đưa vào quá trình tính toán để xét đến sự suy giảm này. Nhờ đó phương án không chỉ được đánh giá tại thời điểm hệ thống còn mới mà còn tính đến mức chiếu sáng trong quá trình khai thác.

2. Các yếu tố liên hệ với nhau như thế nào khi tính toán?

Các dữ liệu trên không nên được tách riêng để đưa ra kết luận. Một phương án có quang thông lớn nhưng khoảng cách cột quá rộng có thể vẫn xuất hiện vùng thiếu sáng; ngược lại, khoảng cách cột phù hợp nhưng phân bố quang học không bám theo mặt đường cũng có thể khiến ánh sáng tập trung sai vị trí.

Khi thực hiện tính toán, có thể xem xét mối quan hệ chính giữa các yếu tố như sau:

• Chiều rộng và mặt cắt đường xác định phạm vi cần được chiếu sáng.
• Yêu cầu chiếu sáng xác định kết quả mà hệ thống cần đạt được.
• Chiều cao và vị trí cột xác định điểm đặt nguồn sáng so với mặt đường.
• Khoảng cách cột ảnh hưởng đến sự nối tiếp của vùng sáng theo chiều tuyến.
• Quang thông thể hiện tổng lượng ánh sáng mà bộ đèn cung cấp.
• Phân bố ánh sáng quyết định lượng ánh sáng đó được đưa tới từng khu vực như thế nào.
• Hệ số duy trì tính đến sự thay đổi của hệ thống trong quá trình sử dụng.

Vì vậy, không thể chỉ dựa vào một con số công suất để tính toán chiếu sáng cho tuyến đường. Công suất cho biết mức điện năng bộ đèn sử dụng, trong khi kết quả chiếu sáng thực tế còn phụ thuộc vào quang thông, hệ quang học, vị trí lắp và đặc điểm của chính tuyến đường.

Tính toán chiếu sáng đường phố cần bắt đầu từ dữ liệu của tuyến đường rồi mới kết hợp với các thông số của hệ thống chiếu sáng. Chiều rộng đường, yêu cầu ánh sáng, chiều cao cột, khoảng cách cột, quang thông, phân bố ánh sáng và hệ số duy trì đều tác động đến kết quả cuối cùng. Xem xét đồng thời các yếu tố này sẽ phản ánh chính xác hơn cách ánh sáng được phân bố trên mặt đường thay vì đánh giá phương án chỉ qua công suất của bộ đèn.