X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВВЕДЕНИЕ

Искусственное освещение с каждым годом приобретает все большее значение в различных областях жизни современного города, в его архитектуре и благоустройстве. Уличное движение, различные виды отдыха, учреждения культуры, торговля, информация, пропаганда и агитация – все это в той или иной степени обеспечивается искусственным светом, который принимает самые разнообразные формы. Светящиеся точки и пятна, линии сложного рисунка, плоскости крупного размера, динамика, многообразие цвета – таков далеко не полный перечень современных форм искусственного света, применяемого в городе.

Уличное освещение — искусственное средство оптического увеличения видимости на улице в тёмное время суток; как правило осуществляется лампами, закрепленными на мачтах освещения, путепроводах и других опорах. Лампы включаются в ночное время автоматически, либо вручную из диспетчерского пункта. Использование уличного освещения регулируется СНиП 23-05-95 , который был изменён в 2011 году с целью разрешения широкого применения светодиодной техники

1.Виды городского освещения.

Уличное освещение делится на несколько видов по типу источников света, по видам опор и по способу управления источниками питания. Сама система освещения может быть устроена таким образом, что управление происходит автоматически.

- Фасадное освещение представляет собой фонари и прожекторы, которые закрепляются на зданиях таким образом, чтобы освещать небольшие участки территории точечно, например, парадный вход, здание или внутренний двор (рисунок 1).

Самыми большими по разнообразию и видам осветительных приборов можно назвать ландшафтное освещение. Оно не только обозначает садовые дорожки, но и выгодно подчеркивает кустарники, деревья, скульптуры.

Уличное освещение представлено преимущественно установленными на большой высоте фонарями. Их особенность заключается в создании рассеянного потока света.

Рисунок 1 – Пример фасадного освещения [1]

- Ландшафтное.

Качественное освещение саду может обеспечить только многоуровневая система из грамотно сгруппированных правильно направленных осветительных элементов. Им придется одновременно выполнять как основную функциональную задачу по освещению территории, так и украшать ее пространство своим свечением. В ландшафтном дизайне, следует отметить, что подсветка может быть представлена как: общая; акцентная. Правильно сбалансировав заливающий общий свет и акцентную подсветку, можно достичь высокой художественности оформляемой территории освещение (рисунок 2).

Рисунок 2 – Пример ландшафтного освещения [2]

Проектируя архитектурное освещение в ландшафтном дизайне, обязательно учитывают форму, пропорции и конструкцию дома, особенности перехода одних архитектурных форм в другие, цветовое решение отделки фасада.

Архитектурная подсветка- это способ освещения в ландшафтном дизайне призван подчеркивать красоту архитектуры строений. Акцент делается на отдельных фрагментах домов, фактурности стен, оригинальности крыш. Предпочтение отдают элегантным с хорошим дизайном, осветительным конструкциям, которые устанавливаются на козырьках зданий, их стенах или вкапываются в грунт. Для большей эффективности можно попробовать комбинации подсветок. Подсветка строения позволяет дому оставаться привлекательным и в вечерние часы. Проектируя архитектурное освещение в ландшафтном дизайне, обязательно учитывают форму, пропорции и конструкцию дома, особенности перехода одних архитектурных форм в другие, цветовое решение отделки фасада. Это поможет определить точки установки светильников и ракурс подачи ними светопотоков.

- Уличное освещение.

Для создания светильников уличного освещения используются различные современные и классические материалы, такие как сталь, стекло, пластик, ковка. Стилистическое решение тоже многообразно и может быть выполнено в стиле классики, модерна, хайтека и барокко. По типам источников света их можно разделить на следующие виды.

2. Источники искусственного света

-Лампы накаливания (рисунок 3а).

Принцип их действия основан на нагревании металлической нити до высокой температуры в инертном газе, характеризуются достаточно большой мощностью и теплоотдачей, но затратные по энергопотреблению. К их разновидностям относятся галогенные лампы накаливания, в который добавлен буферный газ (пары галогена), позволяющий лампе работать дольше. Преимуществом ламп накаливания является равномерность освещения. Сила света у них практически одна и та же во все стороны.К недостаткам относятся: самая низкая надежность, сильный нагрев и низкий КПД.

Источником света в газоразрядных лампах для уличного освещения выступает сжигание газообразного топлива, которое вызывает образование электрического разряда. Это может быть водород, метан, пропан, природный газ, этилен или другие виды газа. Яркость газоразрядных ламп превосходит яркость ламп накаливания в десятки и сотни раз.

К их преимуществам относится то, что у газоразрядных ламп довольно высокая эффективность работы, поэтому их часто используют для уличной подсветки, длительный срок службы по сравнению с лампами накаливания (3000-20000 часов), что позволяет реже осуществлять замену источников освещения, экономичность. Благодаря качеству светопередачи их часто используют для декоративной уличной подсветки.

К недостаткам газоразрядных ламп можно отнести непринципиальные для уличной сферы моменты.

Эти лампы отличаются достаточно шумной работой пусконаладочной установки и мерцающему свечению. Также они вредны для внутреннего освещения и тем, что при повреждении колбы лампы, пары ртути отравляют организм человека. Но для наружного освещения эти факторы не существенны, а корпус и колба уличных газоразрядных ламп изготавливаются из прочного материала и вандалоусточивые.

а)	б)	в)
Рисунок 3 – Примеры источников искусственного освещения а) лампы накаливания[3] б)металлогалогенные лампы[4] в)люминесцентные лампы[5]

-Металлогалогенные лампы (рисунок 3б).

Совершенно иной принцип работы у металлогалогенных ламп. В этих лампах источником света является электрический разряд в среде газа. Металлогалогенные лампы являются дальнейшим этапом развития газоразрядных ламп высокого давления. Они известны под названием ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Основой работы этих ламп является электрический разряд в парах ртути и инертного газа. Используя различный состав покрытия, можно получать различные оттенки свечения.

Такие лампы бывают одноцокольные, мощность которых колеблется в пределах от 125 до 2000 Вт, и софитные с мощностью 70-150 Вт. Свет этих ламп ближе к дневному и не имеет примеси голубого цвета.

Со временем они способны изменять цветовые характеристики через некоторое время работы. Металл галогенные лампы стали занимать место ртутных аналогов, благодаря их цветовой температуре.

Из-за высокой мощности и светопередачи металл галогенные лампы применяются для освещения открытых пространств большой площади, архитектурной подсветки, спортивного освещения и сценической подсветки.

-Люминесцентные лампы (рисунок 3в).

По сравнению с лампами накаливания у люминесцентных ламп очень большая светоотдача и служат они в 10 раз дольше, при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений

Раньше применялись электромагнитные пусковые и регулирующие устройства. Им на смену пришли электронные, которые называют балласты. Они позволили работать лампам без мерцания и шума, а также увеличить экономичность и уменьшить габариты.

Снижают срок службы такой лампы частые включения и выключения, поэтому использование люминесцентных ламп отличный вариант для уличного освещения.

В обоих концах лампы установлены электроды, между которыми находятся пары ртути, а проходящий ток создает УФ излучение. Оно незаметно для человеческого глаза и за счет люминесции преобразуется в видимый свет. Люминофор покрывает внутреннюю поверхность стенок лампы и, поглощая УФ излучение, образует свечение. За счет состава люминофора изменяется и оттенок свечения лампы. 23Вт такой лампы создает освещение равное 100Вт лампочки накаливания.

В уличном освещении и осветительных установках высокой мощности применяют люминесцентные лампы высокого давления, а лампы низкого давления подойдут для частных приусадебных участков. Это самые надежные на сегодняшний день виды ламп.

-Индукционные лампы (рисунок 4)

Рисунок 4 –Индукционные лампы [6]

Безэлектродные газоразрядные лампы. Источником света в них является плазма, которая образуется во время ионизации газа магнитным полем высокой частоты. Чтобы образовалось магнитное поле, газовый баллон лампы помещается рядом с катушкой индуктивности. Производители заявляют высокий уровень светового потока после длительного использования. К примеру, после 60 000 часов наработки уровень светового потока по расчетам должен составлять свыше 70 % от первоначального (60000 часов=13 лет использования в 12 часовом режиме). Цветопередача люминесцентных безэлектродных индукционных ламп аналогична цветопередаче обычных ртутных газоразрядных ламп с люминофором, так как они обычно наполнены тем же рабочим газом и используют те же люминофоры.Так же как и люминесцентные лампы, требуют специальной утилизации из-за присутствия ртутных соединений и электронных компонентов

-Освещение на солнечных батареях

а)	б)
Рисунок 5 – Пример уличного освещения на солнечных батареях
а)уличное[7]	б)ландшафтное[8]

Автономное уличное освещение на солнечных батареях устанавливают на частных участках, автомагистралях, городских улицах.Его целесообразно применять в труднодоступных для подвода электричества местах.Осветительные приборы, в зависимости от их характеристик, используют для освещения местности или декоративной подсветки.

Автономное освещение на солнечных батареях улиц и дорог устроено иначе. В основном, это высокие столбы с закрепленными на них светодиодными фонарями и фотомодулями. Устанавливают опоры методом заглубления в грунт, закреплением на твердом покрытии. (рисунок 5а).

Фонари на солнечных батарейках становятся все более популярной альтернативой. Они доступны по цене, их легко установить самостоятельно, а в случае необходимости также легко переместить. Немаловажным фактором является и существенная экономия электроэнергии. До недавнего времени большинство солнечных фонарей испускали лишь тусклый свет, а кроме того, не показывали высокой надежности при эксплуатации. Такие качества невыгодно отличали данный вид освещения. Однако ситуация кардинально изменилась когда яркие светодиоды заменили обычные лампы накаливания. Светодиоды (LED лампы) создают свет не вырабатывая при этом большого количества тепловой энергии, как в случае с обычными лампами. Они производят яркий световой поток, а электричества для этого требуют в разы меньше. В результате имеется надежный, долговечный продукт по разумной цене. Еще одним достижением науки, делающим освещение на солнечных батареях все более привлекательным, является разработка эффективных фотоэлементов, лучшей электрической схемы, а также долговечной и емкой батареи. Современные фонари могут работать круглогодично, даже зимой, несмотря на короткий световой день, с незначительным изменением производительности. (рисунок 5б).

3.Характеристики и требования к лампам уличного освещения

Наружное освещение отличается от применимого в помещении по определенным техническим характеристикам, по методу установки, а также по внешним дизайнерским решениям. Данные приоритеты определяют основные особенности выбора современных уличных ламп. Например, в отличие от главного критерия – цветность, который принимается во внимание при покупке светильников для помещения, при выборе уличных ламп они не имеют никакого значения, но только мощность.

Еще одним, не менее важным показателем, который заслуживает особого внимания, является срок эксплуатации ламп. Важность этого фактора основана на том, что осуществление замены ламп уличного освещения является занятием достаточно трудоемким. Требуется привлечение специального оборудования и техники. Возможность долговременного применения источника света является преимуществом, которым просто обязаны обладать все наружные осветительные установки.

Основные характеристики приборов освещения – мощность и световой поток. Чем больше ватт в лампе, тем мощнее фонарь или прожектор. Для освещения улиц пропорция должна быть равна 100 лм/1 ватт.Зачастую парки и скверы освещают локальным светом. Для этого применяют особые плафоны, сделанные так, чтобы рассеивать луч.Объекты с важной информацией (рекламы и билборды) подсвечиваются прожекторами.Специфика работы осветительных приборов для уличного освещения разнообразна. Но все они должны обладать определенным набором характеристик и отвечать требованиям безопасности.

Пешеходные дорожки и парки обычно освещаются рассеянным светом. Для этого используют особую конструкцию плафона, который рассеивает лучи. Чтобы увеличить рассеивание лучей на цилиндрические плафоны устанавливают прозрачные кольца рельефной формы. Мощность таких ламп равна 40-125 Ватт, в зависимости от расстояния друг от друга.

Информационные объекты (номер дома) подсвечивают лампами и прожекторами.

Есть и архитектурное освещение, которое носит декоративную функцию. Фасады зданий, скульптуры, беседки освещаются также различными видами фонарей и прожекторов.

Из-за специфичности условий работы к уличному освещению предъявляется особый набор требований к техническим характеристикам, дизайну и нормам безопасности.

Например, для ламп уличного освещения не слишком важна цветопередача или цветность.

Важными параметрами для них являются: светоотдача, удобство обслуживания, мощность лампы, срок службы. Светоотдачей называют соотношение потока счета к его мощности или по другому – эффективность работы.

Чтобы правильно подобрать вариант уличного освещения, кроме перечисленных параметров, необходимо учитывать 5 основных критерия:

климат освещаемой территории;

интенсивность потока в радиусе освещения;

учет негативного влияния окружающей среды на осветительные приборы;

особенности монтажа;

требования к световой яркости или освещенности участков территории.

От климата, в котором используется светильник, зависит многое, он влияет на сохранность и срок действия осветительного прибора. Степень защищенности прибора указывается в паспорте. Она делится на две категории:

От 1 до 6 – защищает прибор от пыли и проникновения инородных тел.

От 1 до 8 – защита от проникновения влаги в прибор освещения.

4.Разновидности уличных светильников.

Ассортимент уличных светильников включает в себя фонари разного типа (с лампами, с плафонами, струнные), светильники и прожекторы.

а)	б)	в)
Рисунок 6 – Примеры уличных светильников
а)фонарь торшерного типа [9]	б) уличные подвесные светильники [10]	в)уличные настенные светильники[11]

-Фонарь торшерного типа (рисунок 6а).

Это стойка, увенчанная плафоном. Она считается не лучшим вариантом для маленького участка, поскольку световой поток здесь направлен вверх. Применение фонаря более эффективно на больших открытых пространствах. Светильники часто монтируют и на оградах по периметру территории.

- Подвесной светильник (потолочный) (рисунок 6б).

Визуально он в той или иной степени похож на классическую люстру, но куда более устойчив к негативным воздействиям внешней среды. Лампой в плафоне на прочной цепочке, не боящейся даже порывистого ветра, можно осветить пространство террасы, веранды, беседки.

-Настенный светильник (рисунок 6в).

Это может быть как мощный прожектор, используемый главным образом для надежной охраны участка, так и декоративный вариант, предназначенный для эффектной подсветки пруда, клумбы, альпийской горки или садовой дорожки.

Типы уличных прожекторов:

прожекторы делят по типу ламп, установленных в них, а также по принципу того, как распределяется свет. Симметричные бывают двух видов - одноплоскостные и двухплоскостные;

также они делятся на выраженную в числовом значении силу света и угол светового потока. Однако, основная их классификация – по типу используемых ламп.

5. Управление наружным (уличным) освещением .

Оперирование управлением уличного освещения может осуществляться несколькими способами.

Ручное управление освещением, посещение электроустановок оперативным или обслуживающим персоналом с последующим включением и отключением осветительных линий. Такой вид управления требует наличия персонала и необходимость выполнения графика бесперебойной работы электроустановки.

Применение датчиков освещенности, недостаток такого метода, необходимость периодической очистки датчиков от грязи, пыли и снега, мешающих светочувствительности.

Использование реле времени, применение их не зависит от длительности светового дня.

Использование микропроцессорных систем управления, применяются в зависимости от разных режимов работы(ручное, автоматическое по календарю, дистанционное).

Автоматическое управление уличным (наружным) освещением, осуществляется системой АСУНО-GSM (рисунок 7). Система отлично справляется с функцией экономии электроэнергии за счет заданных режимов управления в зависимости от календарного времени. Нарушения в режиме работы системы автоматически передаются на пульт дистанционного управления и на личный мобильный телефон оперативного персонала, отвечающего за бесперебойную работу системы.

Система работает в полностью автоматическом режиме, и реагирует разгоранием света, на появление человека или транспортного средства. В отсутствии кого-либо, система приглушает уличное освещение.

Особенностью этой системы является радиосвязь между соседними прожекторами, при появлении объекта происходит разгорание не только конкретного фонаря находящегося в непосредственной близости от объекта, но и последующие, по мере отдаления от них объекта происходит неполное понижение освещенности, таким образом, создается зона безопасности, позволяющая увидеть приближающийся другой объект. Также уличные фонари могут информировать диспетчерский пункт о существующих неполадках в освещении, что упрощает поиск неисправности.

Рисунок 7 – Составляющие элементы в системе управления наружным освещением. [12].

Заключение.

В заключении можно сформулировать следующее: освещение улиц и площадей является основным, т.е. обязательным элементом освещения любого города. Что касается освещения витрин, реклам и других элементов , то оно может быть развито в большей или меньшей степени в зависимости от величины, характера и значения города и может, таким образом, дополнять обязательное освещение улиц и площадей.

Главная задача уличного освещения – обеспечить нормальное удобное, безопасное движение городского транспорта и пешеходов. Для этого освещаются проезжая часть улиц, тротуары, а также действуют световые указатели и световая сигнализация. Только совместная работа этих элементов освещения обеспечивает в современном городе безопасное интенсивное движение транспорта и пешеходов.

Развитие технологий обеспечения светом затрагивает разные аспекты технико-эксплуатационных свойств оборудования. Так, для промышленных и коммерческих объектов производители предлагают мощные устройства с энергосберегающими качествами и повышенной защитой от внешних воздействий. Для частных нужд разрабатываются системы искусственного освещения с большим уклоном в сторону эргономики и внешней привлекательности. В то же время есть универсальные параметры, которые регулярно повышаются. Это относится к таким качествам светильников, как долговечность, экологическая безопасность, комфортность зрительного восприятия света и гибкость в установке.

Список использованных источников:

1.http://www.neizvestniy-geniy.ru/images/works/photo/2011/11/480057_1.jpg

2. http://tekx.ru/wp-content/uploads/Osveshhenie-sadovogo-uchastka-doma-2.jpg

3. http://russian.smdledmodules.com/photo/smdledmodules/editor/20160909174001_99794.jpg

4.http://locus-light.ru/images/enc/lampy-vysokogo-davleniya/metallogaloge-nnye-lampy.jpg

5.http://lampagid.ru/wp-content/uploads/2017/05/image032-3.jpg

6. https://teninet.ru/wp-content/uploads/2015/09/89.jpg

7. http://daveried.com/photo/2014/01/tgeuj4hyb3a.jpg

8.http://strport.ru/sites/default/files/1_93.jpg

9. http://www.light.udm.ru/data/fonari/martini/photo_1.jpg

10.https://extrasvet.ru/upload/iblock/b63/b63aed68d98891dbfadc2b369c14b0be.jpeg

11. http://1001svet.ru/images/goods/47324/8999501312aae4ed78225c60b323a0f6.jpeg

12. https://profazu.ru/wp-content/uploads/2016/12/06-upravlenie-naruzhnym-osveshheniem.jpg

Код для цитирования: Скопировать