По определению, уличное освещение - это любой приподнятый источник света, обычно расположенный у края дороги и являющийся основным источником освещения для пешеходов и других участников дорожного движения.
Подвесные лампы на столбе уличного освещения.
Идея уличного освещения возникла еще в греческой и римской цивилизациях, где по дворцам и улицам были разбросаны масляные фонари. Единственной целью этих фонарей было обеспечить чувство безопасности для местных жителей и одновременно держать на расстоянии потенциальных грабителей.
Происхождение уличных фонарей
XVI век
К финишу 16th века концепция уличного освещения претерпела множество реформ: от масляных ламп до свечей и, наконец, стеклянных фонарей, которые улучшили качество света. В результате Париж-Франция стал одним из первых городов в мире, где было введено уличное освещение по всему городу.
Светодиодные уличные фонари - важный аспект безопасности дорожного движения как для пешеходов, так и для водителей, особенно в темное время суток. Уличные фонари освещают пространство вокруг дороги, помогая пешеходам чувствовать себя защищенными от неожиданных нападений, а водителям - быстро распознавать окружающую обстановку, чтобы избежать аварий.
Водителям может быть недостаточно автомобильных фар, особенно на оживленных дорогах - уличные фонари добавляют дополнительный уровень безопасности на дороге.
Однако уличное освещение должно в принципе взаимодействовать со всем остальным дорожным оборудованием, не вызывая накладок и недочетов.
Например, блики от уличных фонарей не должны быть слишком сильными, так как это может ухудшить состояние водителя при переходе от хорошо освещенных к более темным участкам дороги.
Светодиодные уличные фонари также должны находиться в разумном диапазоне высот, а свет должен излучаться под удобным углом, который уменьшает воздействие бликов и светового загрязнения.
Уличное освещение имеет множество преимуществ, однако одной из неизбежных проблем является световое загрязнение. В результате любителям астрономии остается только тосковать по чистому небу, усеянному звездами.
Размещение уличных фонарей
Согласно принятым во многих странах правилам безопасности дорожного движения, уличное освещение может быть организовано тремя основными способами.
Перекрестное освещение
В этом случае уличные фонари расположены равномерно с переменным интервалом по обеим сторонам дороги.
Эта настройка эффективна на широких магистралях шириной более 20 метров, так как создает окружающую, но равномерно освещенную атмосферу, не создавая при этом слепящего эффекта.
Эта настройка также идеально подходит для сельских и ухабистых дорог, так как равномерное освещение облегчает водителю навигацию.
Освещение по центру
Дороги шириной от 10 до 15 метров могут значительно выиграть от такой настройки.
Поскольку эти дороги узкие, уличные светильники могут располагаться на барьере, если шоссе имеет отдельные полосы. Светильники устанавливаются таким образом, чтобы огни располагались в шахматном порядке или симметрично по обе стороны столба.
Однако эта установка может стать сложной. Если угол наклона хоть немного отклоняется, вся установка становится опасной.
Ориентация уличных фонарей должна учитывать энергоэффективность, необходимую для обеспечения оптимального освещения без создания бликов.
Одностороннее освещение
Очень узкие дороги и улицы с односторонним движением могут воспользоваться этим вариантом. Уличные фонари устанавливаются на высоте, равной ширине дороги, и с равными интервалами вдоль одной стороны дороги.
Какова высота различных типов уличных фонарей?
Уличный светодиодный светильник
Светодиодные уличные светильники в основном используют светоизлучающие диоды (LED) в качестве основного источника света. На практике светодиодный светильник собирается вместе со светодиодной панелью и теплоотводом, образуя единый осветительный прибор.
Скорость потребления и мощность определяют срок службы светодиодной лампы по сравнению с ее первоначальными техническими характеристиками. Как правило, если светоотдача светодиодной лампы снижается более чем на 30% от первоначального значения, считается, что срок ее службы истек.
Светодиодные уличные светильники по своей конструкции превосходят другие технологии, такие как натриевые и металлогалогенные светильники высокого давления.
Это связано с тем, что большинство светодиодных уличных светильников способны выдавать больше энергии свечения, потребляя при этом меньше энергии, чем другие светильники.
Есть два заметных преимущества использования светодиодных ламп, а именно;
- Длительный и предсказуемый срок службы. Светодиодные лампы, как правило, не разряжаются - они медленно деградируют до того момента, когда их нужно менять.
- Точный индекс цветопередачи. Светодиодные лампы способны точно передавать цвета предметов по сравнению с идеальными источниками света. Эта способность помогает водителям и пассажирам быть более безопасными, так как они быстро различают предметы.
Первоначальные затраты на приобретение светодиодных уличных светильников очень высоки. Однако они являются наиболее экономически эффективными и максимально выгодными в грандиозном плане.Светодиодные уличные светильники устанавливаются так, чтобы их высота была эквивалентна ширине дороги. Поэтому расстояние между уличными столбами может быть в 3-4 раза больше высоты столбов уличного освещения.
Это связано с тем, что светодиодные лампы имеют очень высокую светоотдачу, поэтому их не нужно тесно группировать друг с другом.
Уличное освещение на солнечных батареях
Уличные фонари на солнечных батареях - это наиболее экологичный вариант освещения с использованием возобновляемых источников энергии. Уличные фонари оснащены солнечными батареями, установленными или вмонтированными в фонарный столб для подзарядки от солнечного света.
Большинство солнечных панелей могут регулярно включаться и выключаться, определяя изменение освещенности на улице по напряжению солнечной панели.
Кроме того, солнечные панели различаются по мощности и емкости аккумуляторов. Поэтому, если одни солнечные уличные фонари способны освещать улицы всю ночь, то другие - только в самые критические ночные часы.
Помимо установленной солнечной панели, энергия преобразуется за счет трения людей о кинетические плитки, установленные под землей в некоторых светильниках. Эта дополнительная энергия - отличный способ пополнить запасы аккумулятора в районах, где солнечный свет светит недостаточно долго.
Столбы уличного освещения на солнечных батареях должны быть прочными и выдерживать дополнительный вес установленных солнечных панелей при неблагоприятных погодных условиях. Высота столбов уличного освещения на солнечных батареях обычно составляет от 6 до 12 метров, в зависимости от ширины дороги и расположения конструкции вдоль дороги.
Натриевая лампа высокого давления
Натриевые лампы высокого давления - одна из самых экономичных и энергоэффективных технологий уличного освещения.
Из-за светового загрязнения, возникающего при использовании большинства технологий уличного освещения, натриевые лампы под давлением могут использоваться в качестве более безопасного и энергоэффективного варианта в местах, расположенных вблизи обсерваторий и астрономических телескопов.
Натриевые лампы высокого давления состоят из металла и газа, находящегося внутри стеклянной трубки, и излучают теплый рассеянный свет, подходящий для уличного освещения. При первом включении лампы HPS излучают мягкое розоватое свечение, которое по мере нагревания усиливается до теплого оранжевого. Лампы HPS генерируют достаточно света, чтобы покрыть площадь в 4,5 метра. Это покрытие можно улучшить, установив лампы на столбах высотой 5-7 метров.
Металлогалогенные лампы
Металлогалогенные лампы излучают свет от электрической дуги через газообразные смеси газов и галогенидов металлов. Стеклянная трубка содержит различные соединения брома, йода и других элементов, которые улучшают светоотдачу и шкалу цветопередачи по сравнению с более ранними моделями ламп на парах ртути.
Металлогалогенные лампы могут использоваться в различных установках, таких как автомобильные фары, внутреннее и наружное освещение, прожекторы и уличные фонари. Для этих ламп требуются правильные светильники, обеспечивающие превосходный электрический балласт.
При включении металлогалогенным лампам требуется от 1 до 10 минут для прогрева, в зависимости от погоды. В результате зимой или в дождливые дни свет может гореть дольше. Срок службы таких ламп обычно составляет от 15000 до 20000 часов.
Металлогалогенные лампы обладают высокой светоотдачей и при этом экономически эффективны по сравнению с другими технологиями, например, люминесцентными лампами. Высота металлогалогенных ламп обычно составляет 5-8 метров, так как для равномерного освещения они требуют близкого расстояния.
Лампы накаливания
Лампы накаливания производят свет, нагревая проволочную нить до тех пор, пока она не раскалится добела. Благодаря этой технологии лампы накаливания уже не так популярны, как в 19th век.
Первые лампы имели значительные производственные затраты, так как 90% энергии, вырабатываемой лампой, было в виде тепловой энергии. У этих ламп были и другие проблемы, такие как перегорание нити накаливания, потемнение колбы и многое другое.
Появились такие усовершенствования, как использование инертного газа для предотвращения окисления, вольфрамовая нить накаливания - более долговечная замена оригинальной нити, а также использование галогенных ламп для предотвращения потемнения колбы.
Дуговая лампа накаливания - это усовершенствованный прототип оригинальной лампы накаливания, поскольку для получения световой энергии она ударяла дугой по сферическому электроду-бусине.
Эти лампы имели меньшие эксплуатационные расходы и лучше защищали от окисления. Современные дуговые лампы накаливания обычно устанавливаются на высоте не более 6 метров, как садовые фонари, и служат для освещения тротуаров для пешеходов.
Лампы накаливания чувствительны к изменениям напряжения. Однако небольшие изменения, такие как 5%, потенциально могут удвоить срок службы лампы накаливания. Поэтому во многих странах еще можно купить лампы накаливания, хотя они уже устаревают.
Как влияет высота уличного фонаря на угол падения света?
Высота уличного фонаря напрямую зависит от дальности освещения на земле. Это следует из теоремы Пифагора. Это значит, что высота уличного фонаря должна учитывать угол наклона света, который может перераспределяться на окружающую территорию.
Высота столбов уличного освещения варьируется в пределах 5-15 метров в зависимости от дороги. Например, на небольших коммерческих дорогах столбы освещения в среднем находятся на высоте 5-8 метров, в то время как на дорогах с интенсивным движением, таких как автомагистрали, высота может быстро увеличиться до 15 метров.
Однако это не просто вопрос универсальных догадок. При обсуждении допустимой высоты уличных фонарей в игру вступают различные факторы, например;
Ширина дороги
На широких дорогах уличные фонари устанавливают равными по высоте ширине дороги (W=H). В этом случае, если ширина дороги составляет 10 метров, то и высота фонарного столба должна быть 10 метров. А уличный фонарь размещается в форме "зигзага" по обеим сторонам дороги. Расстояние между каждым фонарным столбом и следующим одинаковое. Чем выше уличный фонарь, тем больше освещаемая поверхность под ним.
Очень высокие уличные светильники называются высокомачтовыми и предпочтительны на оживленных дорогах, поскольку;
- Они освещают большую поверхность дороги.
- Они причиняют минимальный дискомфорт и создают инвалидные блики для водителей на дороге. Если фонари расположены на большой высоте по сравнению с автомобилями на улице. Источник света находится вне досягаемости линии глаз водителя. Таким образом, водители получают достаточную освещенность, чтобы освещать путь, не испытывая при этом дискомфорта.
- Их стоимость минимальна, поскольку на больших расстояниях требуется меньше уличных светильников.
Равное расстояние между столбами уличного освещения
Учитывая ширину дороги. Без ущерба для яркости интервала установки. Определение того, сколько места должно оставаться между двумя соседними столбами, также имеет решающее значение.
Цель - обеспечить достаточную освещенность дороги, которая не должна быть резкой, яркой или слишком слабой, чтобы навигация была невозможна. На оживленных городских дорогах расстояние между двумя уличными столбами составляет от 20 до 50 метров.
Это расстояние может сократиться в районе Т-образных перекрестков, перекрестков и пешеходных переходов.
Высота автомобилей на дороге
На некоторых небольших дорогах можно ездить только на небольших автомобилях, в то время как на других дорогах, например, на автомагистралях и заводских дорогах, регулярно ездят большегрузные автомобили, такие как грузовики и прицепы. На таких дорогах необходимо устанавливать уличные фонари большей высоты, чтобы избежать столкновений.
Мощность уличного освещения
Различные уличные светильники имеют разную световую мощность в зависимости от стандарта качества и технологии производителя. Некоторые типичные показатели мощности: 30 Вт, 60 Вт, 120 Вт и 150 Вт.
Если выходная мощность уличного фонаря приводит к тому, что он слишком яркий. Тогда необходимо тщательно продумать и изменить угол наклона. Уличные фонари должны быть повернуты под таким углом, чтобы охватить большую площадь на земле, не попадая непосредственно в глаза водителю во время движения.
Это также означает, что высота столба уличного освещения должна быть выше 8 метров, чтобы не попадать в поле зрения водителя.
Движение на дороге
В местах с интенсивным движением обычно есть специальные пешеходные переходы или они вообще не предусмотрены. Законы, действующие на конкретной дороге, определяют предельную скорость движения водителей по этим дорогам. В зависимости от высоты уличного светильника, следует придерживаться рекомендуемого угла наклона в пределах от 15 до 30 градусов. Такой диапазон углов позволяет добиться оптимальной освещенности и одновременно снизить вероятность появления дискомфортных бликов на водителях.
Другие факторы, которые следует учитывать при установке уличного освещения
Среда, в которой они установлены
Погода и климат на разных континентах и в разных странах отличаются друг от друга. В ветреных районах уличные фонари должны быть прочными и выдерживать непогоду.
Чтобы избежать коррозии от соленой воды в прибрежных районах, столбы должны быть покрыты специальным лаком. Это касается и штормовых мест.
Огни на пешеходном переходе
Пешеходные переходы - это магнит для аварий, поэтому следует уделить особое внимание уличному освещению. Например, не стоит расставлять фонари слишком далеко друг от друга, чтобы не привлекать внимание водителя.
В зависимости от ориентации вождения в той или иной стране, например, если водитель едет по левой стороне. Уличные фонари должны освещать противоположную (левую) сторону дороги, чтобы привлечь внимание к ней с более широкого угла.
Эксплуатационные расходы
Уличное освещение пробивает глубокую брешь в бюджете каждого города. Именно по этой причине следует уделить особое внимание выбору наиболее экономичного решения для освещения, которое требует меньших эксплуатационных расходов.
Мир переходит от старых технологий, таких как лампы накаливания, и пропагандирует более экологичные солнечные и светодиодные светильники. Это связано с тем, что такие варианты обеспечивают соотношение цены и качества.
В заключение следует отметить, что уличное освещение является неотъемлемой частью безопасности дорожного движения и должно восприниматься очень серьезно.
Различные требования к размещению и конструктивным схемам должны применяться на практике, поскольку при неправильной установке уличные фонари могут стать не столько необходимым условием безопасности дорожного движения, сколько источником опасности.
Лицензированные специалисты должны устанавливать уличные фонари, учитывая все переменные, которые играют неотъемлемую роль в размещении уличных фонарей.
