ФОРМИРОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО УЛИЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Рассмотрены принципы организации и выбора уличного освещения. Показано, что освещение должно соответствовать таким условиям, как требуемая нормативная освещенность, соответствие спектрального состава излучения источников освещения, светочувствительности человеческого зрения, условиям энергоэффективности – энергосбережения применения электрических источников света.

Разработана методика выбора источников освещения по параметрам освещенности проезжей и пешеходной части улицы, приведены условия освещенности в соответствии с высотой подвеса источников света, расстояниями между ними и шириной освещаемой территории. Показаны рациональные схемы включения искусственного освещения для рациональной подсветки в темное время суток, изменения погодных условий и при появлении дополнительной естественной подсветки.

Рациональное уличное освещение обусловлено не только выбором источника освещения с минимальным потреблением электрической энергии, но и применением энергоэффективных схем подключения источников света с максимальной светоотдачей при безопасных пульсациях освещенности.

Проведенная разработка и рекомендации по выбору и включению ламп уличного освещения обеспечивают не только безопасные условия эксплуатации освещения уличных магистралей и пешеходных дорожек, но и экологическое расходование топлива на выработку электроэнергии, используемую для уличного освещения.

Ключевые слова: уличное освещение, рациональное освещение, расчет уличного освещения, энергоэффективность, энергосбережение при уличном освещении, экологичность восприятия уличного освещения.

Организация и выбор уличного освещения основывается на обеспечении приемлемой освещенности для восприятия объектов на улице и пешеходных проходах с помощью искусственного освещения, для восприятия окружающего пространства и объектов через органы зрения. Освещенность должна соответствовать нормативным уровням регламентов освещения улиц. В настоящее время предписывается, чтобы освещенность была не менее 100лк по «Регламенту технической эксплуатации наружного освещения » [1].

Одним из параметров, который в последнее время используется в нормативных условиях при оценке восприятии освещенных объектов, является спектральная восприимчивость человеческого глаза. На рис. 1 приведены кривые относительной видимости в ночное 1 и дневное время 2.

Рисунок 1 Кривые спектральной чувствительности человеческого глаза.

К источникам уличного освещения предъявляются требования обеспечения требуемой освещенности и соответствие спектрального состава излучения источников освещения, светочувствительности человеческого зрения. Уличное освещение чаще всего используется в условиях максимальной загрузки городской электрической системы бытовой и социальной нагрузкой , поэтому потребляемая мощность системы уличного освещения должна соответствовать условиям минимального потребления мощности, в этом случае энергосбережение связано с применением энергоэффективных источников света. В качестве рациональных источников используют газоразрядные лампы. Их применение связано с эффективным преобразованием электрической энергии в световую, а так же в том, что спектр совокупных излучаемых и люминесцентных линий, связанных газовым разрядом соответствует спектру относительной видимости глаза.

Выбор источников освещения по параметрам освещенности проезжей и пешеходной части улицы, связаны с расстояниями подвеса источника света шириной проезжей части и расстояниями до пешеходных дорожек. Приведены условия освещенности в соответствии с высотой подвеса источников света, расстояниями между ними и шириной освещаемой территории. Нами получено выражение освещенности. Для типовых условий уличного освещения Е=100лк. Для таких размеров как:  – высота подвеса провода,  - длина пролета,- ширина улицы, получено выражение, определяющее мощность ламп освещения:

I - Сила света                  (1)

Экспериментальная проверка полученного выражения соответствуют расчетным величинам в пределах 10-15%. Расчетные показатели находятся в пределах «старения» осветителей и условий восприимчивости спектральной составляющей излучения источника зрением.

Включение уличного освещения связано с подсветкой проезжей и пешеходной частей улицы в темное время суток. Рациональная подсветка должна обеспечить подсветку только в темное время суток , и связана с временным изменением естественной освещенности, а также с изменением погодных условий. Поэтому длительное время включение уличного освещения было связано с организацией сезонного временного подключения светильников к городской электрической сети. Временное включение освещения не всегда соответствует нормативной освещенности Е=20 лк в вечернее время и Е=10 лк в утренние часы в соответствии с регламентом [1]. Непогода (туман, дождь, повышенная облачность) изменяет естественную временную освещенность относительно усредненных суточных параметров. Поэтому стали применять включение освещения по датчикам освещенности. Такое управление включением уличного освещения оказалось энергосберегающим, так как временное включение часто оказывалось упреждающим по уровню освещенности.

Организация рационального и обеспеченного лучшими условиями восприятия объектов на освещенном уличным освещением пространстве обусловлено не только выбором источника освещения с требуемой освещенностью, подключением источников света с максимальной светоотдачей, соответствующим спектром излучения и в том числе при безопасных пульсациях освещенности. Можно считать, что при постоянном наблюдении изменении ситуаций в зоне наблюдения требуемые пульсации не должны превышать 10% [2]. Пульсации могут быть уменьшены путем выбора источников света (ламповых осветителей), а также специально выбранными схемами подключения светильников. Меньшими пульсациями обладают светильники, подключенные к выпрямленному трехфазному сетевому питанию и при включении сглаживающих емкостных фильтров.

Одним из перспективных направлений снижения пульсаций освещения является применение полупроводниковых осветителей, которые при меньшей мощности потребления, меньших токах питания световых приборов, при тех же удовлетворительных спектральных составляющих излучения позволяют получить меньшие пульсации светового излучения. Необходимо учитывать, что источники света имеют, как правило, однофазное питание, поэтому важным фактором формирования требуемой освещенности и равномерности освещения по площадям является равномерное подключение источников света к трехфазной сети.

Применение эффективного уличного освещения, которое по статистическим данным составляет до 12% от общего потребления электроэнергии , связанного в конечном итоге с потреблением углеводородного топлива, потребление топлива приводит выбросам топочных газов, выбросам газов которые включают не только тепличных газов (таких как СО2 ) но и токсичных компонентов (SOx , Nox) . Таким образом, рациональное освещение приводит к уменьшению вредных выбросов, уменьшению загрязнения окружающей среды, обеспечению экологической обстановки в городе.

В работе представлены:

- методика выбора и оценки освещенности от искусственных источников освещения с учетом освещения по приемлемому спектру излучения и пульсациями светового потока;

-предложение для источника освещения с использованием газоразрядных ламп и полупроводниковых приборов;

- приемы выбора электрической мощности ламп для уличного освещения;

- приемы организации освещения в городах, система и схемы включения и выключения уличного освещения в тёмное время суток

- методика выбора электрической мощности ламп для уличного освещения

- система включения и выключения уличного освещения

Список литературы:

1. Мастрюков Б.С., Медведев В.Т., Бабайцев И.В. Безопасность жизне-деятельности. Учебник для высшего профессионального образования. / Под ред. Мастрюкова Б. Издательство «Academia» , 2012 – 305 с.
2. Регламент технической эксплуатации наружного освещения города Москвы (утв. первым зам. Мэра в Правительстве Москвы 17.09.2008)