iluminatul exterior

36
Memoriu justificativ Conţinutul proiectului urmăreşte proiectarea unui sistem de iluminat exterior, atât pentru partea carosabilă cât şi pentru trotuar, asigurând confortul luminos într-o localitate urbană şi realizând un sistem de iluminat complet nou. Acest lucru se poate realiza, în primul rând, prin utilizarea unor corpuri de iluminat destinate iluminatul rutier, performante, caracterizate de o distribuţie optimă a intensităţii luminoase şi a utilizării eficiente a energiei electrice. Pentru dimensionarea instalaţiilor de iluminat, trebuie realizat calculul luminotehnic care să corespundă cu anumite limite privind criteriile de calitate obiective, recomandate prin cele mai recente publicaţii de către Comisia Internaţională de Iluminat (CIE). În ceea ce priveşte dimensionarea circuitelor pentru iluminat exterior, se va efectua dimensionarea cablurilor la joasă tensiune prin alegerea optimă a secţiunii conductoarelor astfel încât căderile de tensiune pe tronsoane să nu depăşească nivelul maxim admisibil. Deoarece sistemele de iluminat conduc la apariţia de perturbaţii în reţeaua de alimentare, care pot afecta calitatea energiei livrată altor consumatori din zonă, trebuiesc luate măsuri necesare pentru limitarea nivelului acestora. Deasemenea, este necesară reducerea consumurilor de energie electrică în instalaţia de iluminat prin găsirea unor soluţii eficiente care să realizeze un iluminat economic în condiţii de confort acceptabil din punct de vedere cantitativ şi calitativ.

Transcript of iluminatul exterior

Page 1: iluminatul exterior

Memoriu justificativ

Conţinutul proiectului urmăreşte proiectarea unui sistem de iluminat exterior, atât pentru partea carosabilă cât şi pentru trotuar, asigurând confortul luminos într-o localitate urbană şi realizând un sistem de iluminat complet nou.

Acest lucru se poate realiza, în primul rând, prin utilizarea unor corpuri de iluminat destinate iluminatul rutier, performante, caracterizate de o distribuţie optimă a intensităţii luminoase şi a utilizării eficiente a energiei electrice.

Pentru dimensionarea instalaţiilor de iluminat, trebuie realizat calculul luminotehnic care să corespundă cu anumite limite privind criteriile de calitate obiective, recomandate prin cele mai recente publicaţii de către Comisia Internaţională de Iluminat (CIE).

În ceea ce priveşte dimensionarea circuitelor pentru iluminat exterior, se va efectua dimensionarea cablurilor la joasă tensiune prin alegerea optimă a secţiunii conductoarelor astfel încât căderile de tensiune pe tronsoane să nu depăşească nivelul maxim admisibil.

Deoarece sistemele de iluminat conduc la apariţia de perturbaţii în reţeaua de alimentare, care pot afecta calitatea energiei livrată altor consumatori din zonă, trebuiesc luate măsuri necesare pentru limitarea nivelului acestora.

Deasemenea, este necesară reducerea consumurilor de energie electrică în instalaţia de iluminat prin găsirea unor soluţii eficiente care să realizeze un iluminat economic în condiţii de confort acceptabil din punct de vedere cantitativ şi calitativ.

1. INTRODUCERE

Page 2: iluminatul exterior

Lumina naturală şi artificială este acea componenta a vieţii fără de care existenţa şi evoluţia omului nu ar fi posibilă. În lipsa luminii naturale, continuarea activităţii oamenilor este facilitată de existenţa iluminatului artificial atât în interiorul clădirilor cât şi în exterior.

În tehnica iluminatului, un loc aparte îl ocupa iluminatul urban datorita implicaţiilor pe care le are în viaţa citadină. Acesta este un subiect interesant din punct de vedere practic având un suport teoretic bine definit, care constituie obiect de studiu şi cercetare pentru oamenii de ştiinţă din ţară şi străinătate.

Iluminatul urban, corespunzător realizat, are efecte benefice atât în ceea ce priveşte siguranţa şi securitatea cetăţenilor oraşului, cât şi sub aspect economic. Siguranţa cetăţenilor implică reducerea numărului de accidente de circulaţie pe timpul nopţii, acest lucru fiind demonstrat prin studii realizate de specialişti din diferite ţări, de-a lungul timpului.

Tot din aceste studii rezultă că securitatea cetăţenilor unui oraş este mai mare în locurile în care iluminatul urban este realizat corespunzător (întunericul favorizând agresiunile asupra persoanelor). Într-un oraş modern, prin punerea în valoare a ansamblurilor arhitecturale folosind tehnica iluminatului, acesta poate constitui un punct de atracţie pentru numeroşi vizitatori, ceea ce duce la dezvoltarea turismului.

Până în anul 1989, în iluminatul urban din România, soluţiile luminotehnice adoptate pentru arterele de circulaţie erau tipizate, fără un control calitativ şi cantitativ al acestora, iar sistemele de iluminat decorativ, practic, nu existau. După anul 1989, poziţia pe care o ocupa iluminatul artificial în viaţa sociala, spirituală şi economică a ţării a fost reconsiderată, făcându-se remarcată o mai mare preocupare a autorităţilor locale şi centrale faţă de acest domeniu.

Cu toate acestea, realizarea iluminatului urban în oraşele ţării noastre se ridică încă la nivelul standardelor internaţionale.

2. ASPECTE FUNDAMENTALE PRIVIND ILUMINATUL URBAN

2.1. Confortul luminos în mediul urban

Page 3: iluminatul exterior

Ambientul luminos, creat în mod artificial, poate asigura un confort vizual foarte bun sau, dimpotrivă, poate genera disconfort, cu efecte negative asupra stării generale a omului.

Starea de disconfort poate fi cauzată de existenţa necontrolată a fenomenului de orbire şi de nerespectarea criteriilor de calitate prin care poate fi evaluat ambientul luminos.

OrbireaOrbirea este senzaţia produsă de prezenţa unei luminanţe în câmpul vizual diferită ca valoare de

luminanţa la care sunt adaptaţi ochii observatorului, astfel încât cauzează o stare de disconfort şi/sau reducere a capacităţilor vizuale ale acestuia.

În funcţie de diferenţa dintre valorile luminanţelor prezentate în câmpul vizual al observatorului, orbirea este de doua feluri :- orbire de incapacitate;- orbire de inconfort.

Orbirea de incapacitate se manifestă în cazul în care în câmpul vizual al observatorului apare o sursă de lumină a cărei luminanţă este foarte mare şi are ca rezultat pierderea temporară (aproximativ 15 secunde) a capacităţilor vizuale.

Este dificil de precizat o valoare limită a acestei luminanţe, deoarece orbirea de incapacitate este influenţată şi de o serie de factori cum ar fi: luminanţa mediului înconjurător, timpul de privire al sursei generatoare de orbire de incapacitate, etc. Se poate aprecia însă că prezenţa unei luminanţe mai mari de 105 cd/m2 în câmpul vizual al observatorului produce orbire de incapacitate.

In iluminatul urban, fenomenul de orbire de incapacitate se manifestă cu mai multă intensitate decât în cazul iluminatului interior. Pot genera orbire de incapacitate corpurile de iluminat rutier echipate cu surse de luminanţă mare, farurile autovehiculelor care vin din sens opus, proiectoarele utilizate în iluminatul decorativ.

Controlul şi evaluarea orbirii de incapacitate trebuie să se facă cu mare atenţie, pentru că efectele pe care le generează pot avea influenţe negative asupra traficului rutier, ducând la creşterea numărului de accidente rutiere.

Măsurile de protecţie care se recomandă în cazul iluminatului urban sunt:- mascarea surselor de luminanţă mare folosind materiale opale;- utilizarea unor unghiuri de protecţie vizuală corespunzătoare;- montarea corespunzătoare a proiectoarelor;- utilizarea unor elemente de protecţie vizuală.

În iluminatul rutier, orbirea de incapacitate se evaluează cu ajutorul a indicelui de creştere a pragului de percepţie vizuală, TI.

Orbirea de inconfort o resimte un observator în cazul existenţei unui contrast semnificativ de luminanţe în câmpul vizual şi are ca efect apariţia oboselii vizuale şi mentale a observatorului. Spre deosebire de orbirea de incapacitate, orbirea de inconfort se manifestă în timp şi spaţiu.

Page 4: iluminatul exterior

Pentru o mai buna înţelegere a fenomenului de orbire care apare în circulaţia rutieră, acesta a fost explicitat in fig.2.1

Figura 2.1 Controlul şi evaluarea orbirii in circulaţia rutieră

. Controlul şi evaluarea ambientului luminos se face prin intermediul unor criterii calitative, prin menţinerea acestora în limitele impuse de norme şi standarde, sau respectând recomandările făcute de specialiştii în domeniu. Aceste criterii pot fi obiective sau subiective.

Criteriile de calitate obiective, având valori prestabilite, permit predimensionarea sistemului de iluminat şi verificarea din punct de vedere cantitativ a ambientului luminos confortabil obţinut.

Criteriile de calitate obiective sunt:- nivelul de luminanţă;- nivelul de iluminare;- distribuţia luminanţelor;- distribuţia iluminărilor;- reliefarea tridimensională (modelarea).

Criteriile de calitate subiective permit verificarea calităţii ambientului luminos creat în mod artificial, rămânând de cele mai multe ori la latitudinea proiectantului.

Criteriile de calitate subiective sunt :- culoarea aparentă a surselor;- redarea culorilor;- ghidajul vizual;- poluarea luminoasă.

ORBIREA IN CIRCULATIA RUTIERA

INCAPACITATE

IN CAMPUL VIZUAL

CAUZATA DE LUMINANTA DE VOAL DIN CAMPUL VIZUAL

EVALUAREA SE REALIZEAZA CU INDICELE “TI”

INCONFORT

IN PLANUL UTIL IN CAMPUL VIZUAL

CONTRASTUL DE LUMINANTE DIN PLANUL UTIL

CONTRASTUL DE LUMINANTE DIN CAMPUL VIZUAL

EVALUAREA SE REALIZEAZA CU COEFICIENTII U0 SI U1

EVALUAREA SE REALIZEAZA CU INDICELE “G”

Page 5: iluminatul exterior

Principala mărime luminotehnică, în funcţie de care se realiza în trecut calculul sistemelor de iluminat rutier, era iluminarea. S-a constatat însă, în urma cercetărilor realizate în domeniu ca vizibilitatea conducătorului auto este direct influenţată de luminanţă, mărime activă aflată în conexiune directă cu ochiul observatorului şi nu de iluminare, mărime pasivă faţă de ochi. Modul în care se face reflexia luminii pe suprafaţa drumului depinde în mare parte de îmbrăcămintea rutieră, care poate fi de mai multe tipuri. Fiecare tip de îmbrăcăminte rutieră, având caracteristici diferite, influenţează în mod diferit performanţa vizuală a conducătorilor auto. Pe anumite porţiuni ale arterelor de circulaţie, atunci când nu se poate realiza calculul sistemelor de iluminat în funcţie de luminanţă, este recomandat calculul în funcţie de iluminare. În iluminatul decorativ, se foloseşte ca mărime de bază în calculul sistemelor de iluminat, iluminarea.

2.1.1. Nivelul de luminanţă

Nivelul de luminanţă influenţează în mod direct sensibilitatea relativă de contrast, RCS a ochiului conducătorului auto şi permite perceperea relativ uşoară a contrastului de luminanţă dintre obiectul obstacol aflat pe carosabil, care apare întunecat şi fondul luminos al căii rutiere..Se constată că la o luminanţă medie de 2 cd/m2 a drumului, probabilitatea de vedere RP a obiectelor obstacol este de 80% (100% reprezentând valoarea maxima a probabilităţii de vedere RP a obiectului obstacol ).

Un alt factor important in stabilirea nivelului de luminanţă corespunzător de pe suprafaţa drumului, este nivelul de iluminare a vecinătăţii.

Modul în care sunt iluminate zonele aflate în imediata vecinătate a carosabilului (trotuare, alei pietonale, spaţii verzi, etc.) influenţează în mare măsură siguranţa traficului rutier.

Se defineşte astfel, coeficientul de “vecinătate” notat SR, ca fiind raportul dintre iluminarea medie în plan orizontal a unei suprafeţe cu lăţimea de 5 m de pe carosabil şi iluminarea medie a unei suprafeţe adiacente carosabilului pe o lăţime de 5 m.

Coeficientul de “vecinătate” SR este adimensional. Acest coeficient este normat, recomandându-se realizarea acestuia, în caz contrar ochii conducătorului auto, fiind adaptaţi la un nivel relativ mare de luminanţă, nu pot percepe prezenţa în imediata vecinătate a unor eventuale obstacole.

In cazul drumurilor aflate în vecinătatea altor sisteme de iluminat, unde nivelul de iluminare a împrejurimilor este ridicat, efectul rezultat va fi reducerea sensibilităţii relative de contrast (RCS) şi în acest caz luminanţa medie a suprafeţei drumului trebuie să crească. În cazul acestora, nu este necesar calculul coeficientului SR.

Comisia Internaţională de Iluminat (CIE) recomandă prin intermediul celor mai recente din publicaţiile sale anumite limite privind criteriile de calitate obiective, prezentate în continuare.

Astfel, fiecărei artere de circulaţie I se poate asocia o anumită clasă de iluminat, M1…..M5 , în funcţie de tipul arterei, densitatea traficului, complexitatea traficului, separarea benzilor de circulaţie şi controlul traficului rutier (Tabelul 2.1).

Densitatea de trafic se referă la numărul vehiculelor/oră, bandă şi sens de pe artera de circulaţie respectivă.

Page 6: iluminatul exterior

Complexitatea traficului se referă la infrastructură, condiţii de trafic, vizibilitate, vecinătăţi. Factorii care trebuie să fie luaţi in consideraţie, sunt: numărul benzilor de circulaţie, curbe, frecvenţa şi dificultatea pantelor, prezenţa semnalizărilor rutiere şi a semnelor de circulaţie.

Controlul traficului se referă la modul în care este asigurată siguranţa traficului rutier, prin prezenţa semnalizărilor rutiere şi a semnelor de circulaţie, reguli de prioritate, marcaje rutiere.

Separarea traficului se referă la marcarea diferitelor benzi de circulaţie pentru: autovehicule, vehicule de transport, vehicule de viteză redusă, autobuze, ciclişti, pietoni.

În tabelul 2.1 sunt prezentate caracteristicile drumurilor în funcţie de care se atribuie fiecărui tip de drum clasa de iluminat corespunzătoare, în scopul realizării confortului vizual necesar. Tabelul2.1Clasele de iluminat în funcţie de caracteristicile drumurilor

Nr.crt. Caracteristicile drumului Clasa de iluminat

1

Drum cu trafic de mare viteză, cu căi de rulare separate, fărăîncrucişări (de ex. autostrăzi). Densitatea de trafic (nota 1): - mare - medie - mică

M1

M2

M3

2

Drum cu trafic de viteză mărită, fără căi de rulare separate (de ex,. drum naţional, drum judeţean). Controlul traficului (nota 2) şi separarea (nota 3) diferitelor tipuri de trafic (nota 4): - slabă - bună

M1

M2

3

Drumuri urbane importante, străzi de centură sau radiale din oraşe. Controlul traficului şi separarea diferitelor tipuri de trafic: - slabă - bună

M1

M3

4

Străzi de legătură mai puţin importante în oraşe, din zone rezidenţiale, străzi rurale locale, drumuri de acces la străzi şi şosele importante. Controlul trafuicului şi separarea diferitelor tipuri de trafic: - slabă - bună

M4

M5

Nota 1. Complexitatea traficului se referă la infrastructură, condiţiile de trafic şi vizibilitate. Factorii care se iau în considerare sunt:

- numărul de benzi, curbe şi dificultatea pantelor ca şi frecvenţa acestora- semne de circulaţie, indicatoare.

Nota 2. Controlul traficului se referă la prezenţa semnalelor luminoase, a indicatoarelor ca şi a altor mijloace de control a circulaţiei: semnale luminoase, reguli de prioritate, indicatoare rutiere, marcaje rutiere.

Page 7: iluminatul exterior

Nota 3. Separarea tipurilor de trafic se referă la existenţa unor benzi separate, dedicate diferitelor tipuri de trafic sau la existenţa unor restricţii de circulaţie. Separarea se consideră bună dacă aceste separări există şi sunt bine semnalizate.

Nota 4. Diferitele tipuri de trafic se referă de exemplu la: autovehicule, vehicule de transport, vehicule de viteză redusă, autobuze, ciclişti, pietoni.

În tabelul 4 sunt date valorile recomandate şi pentru o serie de alţi coeficienţi ce caracterizează ambientul luminos cum ar fi: coeficienţii de uniformitate a luminanţei din planul carosabilului U 0,U1, indice de prag TI, coeficientul de “vecinătate” SR. Coeficienţii U1,U0 şi TI vor fi studiaţi în subcapitolul 2.

2.1.2 Nivelul de iluminare

Zone ale arterelor de circulaţie rutieră cu risc mare de producere a accidentelorNivelul de iluminare este un criteriu de calitate obiectiv al ambientului luminos şi se recomandă

anumite valori ale acestuia. In publicaţia CIE 115-1995, Comisia Internaţională de Iluminat recomandă stabilirea soluţiilor luminotehnice pentru anumite zone ale arterelor de circulaţie, considerate cu risc mare de producere a accidentelor, în funcţie de luminanţă, atunci când condiţiile din teren permit acest lucru, sau în funcţie de iluminare, când luminanţa nu poate fi utilizată ca mărime de bază, din diverse motive.

Zonele cu risc mare de producere a accidentelor trebuie evidenţiate, astfel încât să fie atenţionat conducătorul auto din timp, prin intermediul sistemului de iluminat, de prezenţa unui eventual pericol. In aceste zone, probabilitatea coliziunilor creşte din cauza numărului mare de participanţi la trafic.

Tabel 2.2 Domeniile de aplicatie

Clasa sistemului de iluminat

Domeniul de aplicare

Toate drumurile

Toate drumurile

Toate drumurile

Drumuri fără intersecţii

Drumuri cu trotuare neiluminate

[cd/m2]val.admisa

U0

val. minimaTI %val maxima

U1

val. minimaSRval maxima

M1 2,0 0,4 10 0,7 0,5

M2 1,5 0,4 10 0,7 0,5

M3 1,0 0,4 10 0,5 0,5

M4 0,75 0,4 15 @ @

M5 0,5 0,4 15 @ @

@ - nu se impune o anumită valoare

Page 8: iluminatul exterior

În condiţiile în care diverşi factori împiedică folosirea luminanţei ca mărime de bază în stabilirea soluţiei luminotehnice, Comisia Internaţională de Iluminat recomandă 6 clase de iluminat, C 0

…C5, prezentate în tabelul 2.3, caracterizate prin nivelul de iluminare.Dacă se consideră o arteră de circulaţie căreia îi corespunde o clasă de iluminat M i (i=1..5),

atunci, anumitor zone periculoase aflate de-a lungul arterelor de circulaţie (TABELUL 2.3), li se atribuie o clasă de iluminat superioară (ex. C(i-1)=Mi ).

Tabel 2.3 clasele de iluminat pentru diferite tipuri de zone.

Tipul zonei periculoaseClasa sistemului de iluminat

Intersecţie de 2 sau mai multe drumuri, rampe, zone in care se face reducerea numărului de benzi de circulaţie

C(i-1)=Mi

Intersecţie cu cai ferate sau cu linii de tramvai:- simple- complexe

Ci=Mi

C(i-1)=Mi

Sensuri giratorii fără semnalizare rutiera:- complexe sau mari- de complexitate medie- simple sau mici

C1

C2

C3

Zone aglomerate (in care traficul se desfăşoară greu) :- complexe sau mari- de complexitate medie- simple sau mici

C1

C2

C3

Valorile limită ale iluminării şi uniformităţii acesteia pe întreaga suprafaţă de calcul sunt recomandate de CIE, prin intermediul claselor C0…C5 prezentate in tabelul 2.4

Tabelul 2.4 Condiţii luminotehnice impuse de clasele sistemelor de iluminat C

Clasa sistemului de iluminat Ē[lx]val.admisa

U0 (Ē)val.minima

C0 50,0 0,4

C1 30,0 0,4

C2 20,0 0,4

C3 15,0 0,4

C4 10,0 0,4

C5 7,5 0,4

Din punctul de vedere al traficului pietonal sunt definite şapte clase de iluminat (tabelul 2.5).

Page 9: iluminatul exterior

Tabelul 2.5 Clase de iluminat pentru traficul pietonal

Nr.crt.

Caracteristicile arterei Clasa de iluminat

1Străzi foarte circulate, străzi centrale, străzi cu funcţii speciale, străzi cu tradiţie culturală, comercială, istorică, străzi unde este necesar a determina a ambianţă deosebită

P1

2 Străzi cu trafic intens pietonal sau cu ciclişti P2

3 Străzi cu trafic mediu pietonal sau cu ciclişti P3

4 Străzi cu trafic redus pietonal sau cu ciclişti P4

5 Străzi cu trafic pietonal redus dar cu zone arhitecturale deosebite

P5

6 Străzi cu trafic pietonal foarte redus dar cu zone arhitecturale deosebite

P6

7 Străzi pe care este necesară numai o orientare generală P7

Parametrii luminotehnici recomandaţi pentru fiecare clasă de iluminat sunt indicaţi în tabelul 2.6.

Tabelul 2.6 Parametri luminotehnici în funcţie de clasa de iluminat

Nr.crt.

Clasa deiluminat

Iluminarea orizontală pe suprafaţa circulată de pietoni

EH, lx

ESC,lx

1 P1 20 7,5

2 P2 10 3

3 P3 7,5 1,5

4 P4 5 1

5 P5 3 0,6

6 P6 1,5 0,2

7 P7 - -

Dimensionarea necorespunzătoare a sistemelor de iluminat determină orbirea fiziologică. Aceasta rezultă din cauza unui confort vizual scăzut şi conduce la o oboseală accentuată şi deci scade posibilitatea observării obstacolelor. Orbirea fiziologică poate fi determinată de contrast nesatisfăcător sau de repartiţia neuniformă a luminanţelor (iluminare discontinuă).

Pentru evitarea efectului de orbire, la dimensionarea instalaţiilor de iluminat este necesar a lua următoarele măsuri principale:

limitarea intensităţii luminoase a corpurilor de iluminat în direcţia observatorului;

Page 10: iluminatul exterior

unghiul de protecţie (unghiul dintre axa orizontală la nivelul ochiului şi direcţia de observare a sursei luminoase) să fie de cel puţin /6;

asigurarea unei repartiţii uniforme a luminanţelor; amplasarea corpurilor de iluminat la o înălţime corespunzătoare tipului sursei de iluminat şi a fluxului luminos emis.

2.1.3 Redarea culorilor

Redarea culorilor, în general, în iluminatul rutier nu ridică probleme deosebite. Este suficientă o redare satisfăcătoare a culorilor,luând în consideraţie necesitatea perceperii relative a culorilor obiectelor aflate în mediul înconjurător. Eficacitatea luminoasă a surselor de lumină prezintă importanţă deosebită în iluminatul urban, de aceea, se recomandă utilizarea cu preponderenţă a unor surse de lumină cu eficacitate luminoasă mare, cum ar fi: sursele cu descărcări în vapori de sodiu de înaltă presiune, sursele cu descărcări in vapori de mercur de înaltă presiune. Sursele de lumină cu descărcări în vapori de sodiu de înaltă presiune sunt preferate, datorită luminii calde emise, ambientului plăcut realizat şi caracteristicilor luminotehnice superioare.

Sursele cu descărcări în vapori de sodiu de joasa presiune nu sunt recomandate pentru sistemele de iluminat din mediul urban din cauza unei redări foarte slabe a culorilor (R a=0). Totuşi, datorită eficacităţii foarte mari a acestor surse, pot fi folosite în cadrul sistemelor de iluminat destinate străzilor din afara oraşelor.

2.1.4 Reliefarea tridimensională (modelarea)

Reliefarea tridimensională sau modelarea este un criteriu de calitate privind percepţia tridimensională a sarcinilor vizuale.

În iluminatul rutier nu se pun probleme legate de modelarea sarcinilor vizuale. Acest factor este mult mai important pentru alte sisteme de iluminat exterior cum ar fi:- iluminatul exterior decorativ;- iluminatul pietonal;- iluminatul trecerilor de pietoni;- iluminatul exterior destinat terenurilor sportive;- iluminatul exterior destinat ariilor utilitare.

În iluminatul exterior decorativ, modelarea este un factor esenţial în percepţia reală a formei obiectivului luminat.

În general, în iluminatul exterior decorativ, se evită redarea imaginilor plate, neatrăgătoare pentru observator.

Modelarea se realizează prin amplasarea laterală a corpurilor de iluminat ceea ce duce la obţinerea unor efecte de lumini şi umbră, mai mult sau mai puţin accentuate, în funcţie de efectul ce se doreşte a fi obţinut.

În cazul unei statui, amplasarea în lateral a unui corp de iluminat sau a unei baterii de corpuri de iluminat poate genera efecte dramatice, cu umbre puternice (folosind corpuri de iluminat cu distribuţie

Page 11: iluminatul exterior

concentrată a fluxului luminos) , sau mai puţin dramatice, prin “îndulcirea” umbrelor folosind corpuri de iluminat amplasate în opoziţie, cu o distribuţie mai largă a fluxului luminos.

În iluminatul pietonal, realizarea unei modelări corespunzătoare a feţelor oamenilor este necesară pentru perceperea corectă a trăsăturilor feţei umane şi crearea unei ambianţe plăcute.

O reliefare corespunzătoare se face în cazul în care raportul dintre iluminarea în plan vertical, Ev

şi iluminarea semi-cilindrică, Esc, se încadrează în anumite limite, şi anume :

2.1.5 Poluarea luminoasă

Este un factor de care trebuie să se ţină seama în realizarea sistemelor de iluminat, în special în cazul celor din zonele rezidenţiale. O amplasare necorespunzătoare a corpurilor de iluminat în apropierea unei case poate genera orbirea locatarilor la privirea prin fereastră către exterior sau perturbarea iluminatului interior. În acest caz, când nu există alta variantă de amplasare a corpurilor de iluminat, se prevăd ecrane de protecţie.

Există tendinţa realizării unor sisteme de iluminat urbane, care generează un nivel foarte mare de iluminare/luminanţă, dând naştere astfel aşa numitelor “băi de lumină”. Luminanţa mare, reflexiile puternice ale luminii, deranjează în mod accentuat observatorii. Este necesară deci, limitarea acestui fenomen care pe zi ce trece devine tot mai evident şi mai supărător într-un oraş modern.

2.2 Sisteme de iluminat urban

2.2.1 Generalităţi

Sistemul de iluminat urban este definit ca ansamblu de elemente (corpuri de iluminat, surse de lumină, stâlpi de susţinere, etc.) judicios alese şi amplasate, astfel încât să asigure realizarea unui ambient luminos plăcut şi atrăgător necesar omului şi activităţii sale, luând în consideraţie relaţia mediu luminos-consum energetic-investiţie.

Sistemele de iluminat urban prezintă o serie de caracteristici specifice, ceea ce le conferă, în general, o tratare aparte în cadrul sistemelor de iluminat:- lipsa suprafeţelor reflectante laterale şi de sus(excepţie făcând tunelurile şi pasajele pietonale);- deserveşte un număr mare de persoane;- este necesară modelarea sarcinii vizuale;- pericolul apariţiei fenomenului orbirii de incapacitate şi de inconfort, mai pronunţat;- deplasarea permanentă a omului cu viteză mică (circulaţie pietonală) sau mare (circulaţie rutieră);- nivelul de iluminare/luminanţă redus.

Sistemele de iluminat urban au rolul de a asigura atât confortul vizual, cât şi

Page 12: iluminatul exterior

securitatea-persoanelor şi a traficului rutier. În urma unor studii de specialitate s-a constatat că numărul accidentelor rutiere şi al agresiunilor contra persoanelor este mult mai mare pe timpul nopţii decât pe timpul zilei.

Conceperea sistemelor de iluminat nu se face aleator, ci pe baza unui algoritm de calcul riguros definit în literatura de specialitate şi trebuie avut în vedere impactul pe care aceste sisteme îl va avea asupra mediului înconjurător după punerea lor în operă.

Lipsa sau realizarea necorespunzătoare a sistemelor de iluminat rutier poate avea consecinţe nefaste asupra circulaţiei rutiere şi pietonale, de cele mai multe ori acest lucru însemnând pierderi de vieţi omeneşti şi pagube materiale.

Pe plan internaţional au fost realizate o serie de studii privind influenţa realizării unui iluminat rutier corespunzător asupra numărului de accidente rutiere (decese şi răniri). Aceste studii confirmă o reducere a acestora cu aproximativ 30%.

Raportul CIE (CIE nr. 92 din 1992) “Road Lighting as an Accident Countermeasure” analizează rezultatele a 62 studii (din 15 ţări) privind iluminatul rutier şi numărul accidentelor de circulaţie după realizarea sistemului de iluminat rutier, constatând următoarele:- numărul pietonilor accidentaţi s-a redus cu 57%; - numărul deceselor a fost redus cu 48-65%;- numărul răniţilor grav a fost redus cu 24-30%;- numărul total de accidente de circulaţie a fost redus cu 14-53%.

Aceste studii realizate, au arătat că datorită întreruperii iluminatului sau reducerii nivelului de luminanţă între anumite ore pe timpul nopţii, în scopul reducerii con sumului energetic, numărul accidentelor rutiere creşte semnificativ.

La aceste concluzii, au ajuns, separat specialişti din diferite ţări, în perioade diferite de timp, deci, se poate concluzina că, iluminatul rutier bine realizat, are o influenţă benefică asupra siguranţei traficului rutier.

În cazul reducerii nivelului de luminanţă în scopul economisirii de energie electrică s-a constatat că deşi deşi costurile energiei electrice au scăzut, pagubele cauzate de accidentele rutiere peste procentul obişnuit au fort mai mari.

Page 13: iluminatul exterior

Datele statistice arată că iluminatul corespunzător al trotuarelor reduce substanţial numărul de agresiuni fizice, conducând la creşterea încrederii populaţiei pe timpul nopţii. Datele din fig. 2.2 şi 2.3pun în evidenţă variaţia numărului accidentelor auto cu afectare de persoane pe durata nopţii, raportate la numărul corespunzător pe durata zilei, în funcţie de luminanţa arterelor de trafic auto şi respectiv numărul de atacuri pe agresiuni fizice pe trotuar în funcţie de nivelul de iluminare pe timpul nopţii. În fig. 2.4 se poate observa faptul că există o legătură directă între nivelul de iluminare şi rata infracţiunilor pe timpul nopţii. Se observă faptul că cea mai mare parte a infracţiunilor rezultă în zonele cu nivel de iluminare sub 5 lx.

Un nivel corespunzător al iluminării determină un sentiment de securitate pentru pietonii care circulă noaptea. Acest sentiment este determinat de :

capacitatea de a identifica din timp persoanele de pe stradă; detectarea la timp a obstacolelor de pe trotuar şi de pe stradă; lipsa fenomenului de orbire, care determină o senzaţie de inconfort.

Page 14: iluminatul exterior

Un rol important îl are iluminatul public în realizarea într-o localitate a unui climat de confort şi o ambianţă plăcută. Acest aspect este deosebit de important în oraşele cu caracter turistic. Aspectul estetic al iluminatului într-un oraş impune analiza următoarelor aspecte ;

punerea în evidenţă a principalelor obiective din zonă: reliefarea tridimensională a monumentelor; calitatea culorilor pentru a pune în evidenţă aspecte specifice ale obiectivelor iluminate; aspectul instalaţiei de iluminat în cursul zilei nu trebuie să afecteze imaginea obiectivului ; încadrarea în mediul ambiant a obiectivului iluminat pentru a nu deranja persoanele din

interiorul obiectivului sau în alte clădiri învecinate.Nivelul mediu de iluminare a arterelor pietonale are, de asemenea, o influenţă importantă

asupra numărului de atacuri asupra persoanelor. În fig. 2.3 este indicată variaţia numărului de atacuri Nat pe timp de noapte, în funcţie de nivelul de iluminare, raportat la cazul unei iluminări medii de 15 lx. Se observă faptul că o iluminare insuficientă poate determina practic dublarea numărului de atacuri pe timp de noapte.

2.2.2 Sisteme de iluminat rutier

Iluminatul artificial face posibilă continuarea activităţii umane în toate domeniile vieţii sociale, după lăsarea întunericului.

Asemenea iluminatului artificial interior, iluminatul urban este de mare importanţă in viaţa de zi cu zi a omului, devenind indispensabil activităţii umane.

În iluminatul urban, un loc aparte, de importantă deosebită îl ocupă iluminatul rutier. Realizarea unui iluminat rutier corespunzător trebuie să ia în consideraţie următoarele aspecte:

-nivelul de luminanţă/iluminare;-uniformitatea generală şi longitudinală a luminanţelor pe carosabil;-fenomenul de orbire.Realizarea corespunzătoare a iluminatului rutier are ca rezultat creşterea capacităţii vizuale a

omului.

Page 15: iluminatul exterior

Publicitar

SISTEME DE ILUMINAT EXTERIOR

Pentru iluminat normal Pentru iluminat de siguranţă

După distribuţia fluxului luminos

După destinaţia zonei/scop

Evacuare Pază

Semidirect

Direct

Mixt

Pentru activităţi în spaţii deschise (munca, divertisment, tranzit, circulaţie, etc..)

Circulaţie Decorativ

Arhitectural

Ornamental

Rutier PietonalZone rezidenţiale

Trotuare

Alei

Spatii comerciale

Străzi Autostrăzi

Tuneluri (pasaje)

Terenuri de sport

Platforme descoperite

Zone de lucru

Aerodromuri

Gări CF şi triaje

Porturi maritime şi fluviale

Fig 2.5 Clasificarea sistemelor de iluminat exterior

Page 16: iluminatul exterior

2.2.2.1 Evoluţia iluminatului rutier în ţară şi în străinătate

În România, la Timişoara, în anul 1884 s-au implementat, pentru prima dată în Europa, sisteme de iluminat care foloseau energia electrică pentru iluminatul străzilor.

În anul 1950, în ţara noastră valoarea energiei electrice consumate pentru iluminatul rutier ajunge la o valoare de 23 mil.kwh, iar în 1970 valoarea energiei electrice consumate este de 345 mil.kwh. după acest an, consumul energiei electrice utilizate pentru iluminatul rutier este în scădere, datorită restricţiilor impuse în scopul economiei de energie electrică.

În anul 1987 se atinge o valoare minimă a consumului energetic de numai 57 mil.kwh la nivelul întregii ţări.

După 1989 restricţiile impuse până în acel moment în ceea ce priveşte economia de energie electrică utilizată pentru iluminatul rutier au fost eliminate, situaţia în iluminatul rutier în ţara noastră se îmbunătăţeşte de la an la an cu efecte pozitive în ceea ce priveşte siguranţa în deplasarea conducătorilor auto şi pietonilor pe străzile localităţilor din România.

Pe plan internaţional, iluminatul rutier a ocupat un loc important în dezvoltarea societăţii. Încă din anul 1790 s-a realizat iluminatul străzilor cu ulei, până în anul 1841, dipă care iluminatul rutier a fost realizat cu gaz. Incepând cu anul 1960, iluminatul rutier cu gaz este înlocuit în totalitate cu iluminatul electric.

2.2.2.2 Sisteme de iluminat pentru căile de circulaţie rutieră

Proiectarea şi realizarea sistemelor de iluminat rutier se face ţinând seama de o serie de factori cum ar fi:

-intensitatea traficului rutier;-categoria drumului;-zonele învecinate;-caracteristicile geometrice ale drumului;-zona din oraş în care se află drumul respectiv (zonă comercială, zonă rezidenţială, etc. );-existenţa trotuarelor;-existenţa vegetaţiei;-posibilitatea de ghidaj vizual.

Page 17: iluminatul exterior

STRĂZI AUTOSTRĂZI

UNILATERAL BILATERAL AXIAL CENTRAL ALTERNAT CATENAR

ALTERNAT FAŢĂ ÎN FAŢĂ

2.2.2.3 Clasificarea sistemelor de iluminat rutier

O clasificare a sistemelor de iluminat rutier se poate face aşa cum este prezentată în figura 2.6.

Figura 2.6 : Clasificarea sistemelor de iluminat destinate cailor rutiere.

2.2.2.4 Sisteme de distribuţii

Sistemele de iluminat rutier se realizează în general, cu corpuri de iluminat uniform distribuite, amplasate de-a lungul arterelor de circulaţie. Excepţie fac sistemele de iluminat destinate intersecţiilor mari la acelaş nivel sau la nivele diferite, pieţele mari, unde se pot utiliza sistemele cu surse concentrate (baterii de corpuri de iluminat montate pe stâlpi).

Aceste baterii de corpuri de iluminat se realizează prin montarea pe acelaş stâlp a mai multor corpuri de iluminat, în număr corespunzător ales, orientate astfel încât să satisfacă cerinţele impuse.

În cazul pieţelor şi a intersecţiilor mari se preferă soluţia cu un număr redus de stâlpi foarte înalţi (maxim 30 m) pe care sunt montate simetric corpurile de iluminat (fig.2.7) . Amplasarea stâlpilor se face în acest caz în spaţiile verzi (dacă acestea există ), pentru o mai bună distribuţie a fluxului luminos.

În cazul intersecţiilor de străzi aflate la nivele diferite se folosesc, de asemenea, stâlpi foarte înalţi (30-40 m) pe care sunt montate simetric sau asimetric corpurile de iluminat, în funcţie de modul în care se doreşte dirijarea fluxului luminos (fig.2.8).

SISTEME DE ILUMINAT PENTRU CĂILE DE CIRCULAŢIE RUTIERĂ

Page 18: iluminatul exterior

Fig. 2.7 Baterii de corpuri de iluminat montate Fig 2.8 CIL montate asimetric pe stalpsimetric pe stalp. a) in plan; b) radial simetric

2.2.2.5 Mărimi geometrice caracteristice sistemelor de iluminat rutier

Mărimile geometrice utilizate în proiectarea sistemelor de iluminat rutier sunt prevăzute în figura 2.9.

1) Lăţimea străzii, ”l”, este distanţa efectivă cuprinsă între limitele laterale ale carosabilului.

2) Distanţa între stâlpi notată cu ”S” este egală cu lungimea unei zone a carosabilului cuprinsă între doi stâlpi consecutivi.

3) Înălţimea de montaj, ”H”, este distanţa de la planul orizontal în care se găseşte calea de rulare până la centrul fotometric al corpului de iluminat şi se alege în funcţie de tipul drumului, caracteristicile luminotehnice ale corpurilor de iluminat şi ale sursei de lumină. Se recomandă ca această înălţime să nu fie mai mică de 6 m.

4) ”Înaintarea” (avansul), ”A”, este distanţa cuprinsă între limita laterală a carosabilului şi proiecţia centrului fotometric al corpului de iluminat în planul util.

”Înaintarea ” este pozitivă atunci când proiecţia centrului fotometric al corpului de iluminat se află în planul căii de rulare (fig.2.10) . Se adoptă o astfel de soluţie, A>0, în cazul în care proiectantul doreşte o utilizare eficientă a fluxului luminos emis de corpul de iluminat, astfel încât un procent cât mai mic de flux luminos să cadă în afara zonei carosabilului.

Page 19: iluminatul exterior

Fig. 2.9 Marimile geometrice utilizate in proiectarea sistemelor de iluminat rutier.

Când proiecţia centrului fotometric al corpului de iluminat se găseşte în afara căii de rulare (în zona adiacentă) ”înaintarea” este negativă, A<0. Se adoptă această soluţie atunci când se doreşte ca fluxul luminos emis de corpul de iluminat să fie utilizat şi pentru iluminatul zonelor adiacente carosabilului (ex. trotuarul).

5) Retragerea ,”R”, reprezintă distanţa dintre limita carosabilului şi stâlpul de susţinere al corpului de iluminat. Întotdeauna ”retragerea” este pozitivă R>0, valoarea R fiind impusă de condiţiile de securitateale traficului. Cu cât retragerea este mai mare cu atât numărul coliziunilor dintre autovehicule şi stâlpii de susţinere scade. Astfel, în funcţie de viteza de deplasare maxim admisă pe anumite porţiuni ale căilor de rulare se recomandă:

Fig 2.10 Explicativa asupra posibilitatilor de montare a spalpilor : a) inaintarea pozitiva A>0, R>0; b) inaintare zero A=0, R>0 ; c) inaintare negativa A<0, R>0.

Page 20: iluminatul exterior

vmax= 50km/h => R=0.8mvmax=80km/h => R=1.0mvmax=100km/h => R=1.5m

6) Unghiul de înclinare al corpului de iluminat ”έ ” indică înclinarea corpului de iluminat faţă de orizontală şi este egal cu unghiul plan format între axa verticală şi axa de referinţă a corpului de iluminat, “ε ”. Unghiul de înclinare este ales de către proiectant în funcţie de modul în care se doreşte direcţionarea fluxului luminos.

7) Braţul de susţinere (cârja) este consola pe care se montează corpul de iluminat.

2.2.2.6 Sisteme de iluminat rutier cu corpuri de iluminat amplasate pe o singură latură (cu amplasare unilaterală)

Sistemele de iluminat cu amplasare unilaterală a corpurilor de iluminat sunt utilizate în cazul străzilor înguste, cu două benzi de circulaţie pe sens (străzi cu sens unic) sau cu o bandă pe sens (străzi cu două sensuri).

Sursele de lumină montate în corpurile de iluminat sunt amplasate într-o distribuţie uniformă de-a lungul arterelor de circulaţie.

Realizarea unui iluminat rutier, utilizând acest tip de sistem de iluminat, care să se încadreze în limitele impuse de norme în ceea ce priveşteuniformitatea luminanţei în planul drumului, este mai dificilă. De asemenea, marcarea corespunzătoare a limitelor laterale ale carosabilului, a semnelor şi indicatoarelor de circulaţie aflate pe părţile laterale este dificil de realizat, necesitând o atenţie sporită din partea proiectantului. În cazul unei soluţiiluminotehnice necorespunzătoare, pericolul apariţiei fenomenului de orbire de inconfort a conducătorului auto, din cauza alternării petelor de umbră cu petele de lumină aflate în planul drumului, este mult mai mare decât în cazul altor sisteme de iluminat.

În fig. 2.11 este reprezentat un sistem de iluminat cu amplasare unilaterală a corpurilor de iluminat.

Page 21: iluminatul exterior

Fig 2.11 Sistem de iluminat rutier cu amplasare unilaterala a corpurilor de iluminat. a) vedere in spatiu; b) vedere in plan.

2.2.2.7 Sisteme de iluminat rutier cu corpuri de iluminat amplasate bilateral alternat

Sistemele de iluminat rutier cu amplasare bilateral alternată a corpurilor de iluminat se utilizează pentru străzi cu două sau trei benzi de circulaţie. Adoptarea unei astfel de soluţii are ca rezultat realizarea unei distribuţii uniforme a luminanţelor în plan util, o mai bună marcare a limitelor laterale ale carosabilului şi a semnelor de circulaţie aflate pe părţile laterale ale arterelor de circulaţie. In figura 2.12 este reprezentat un sistem de iluminat rutier cu amplasare bilateral alternată.

Fig 2.12 Sistem de iluminat cu amplasare bilaterala alternata a corpurilor de iluminat: a) vedere in spaţiu; b) vedere in plan

Page 22: iluminatul exterior

2.2.2.8 Sisteme de iluminat rutier cu corpuri de iluminat amplasate bilateral faţă în faţă

Se recomandă utilizarea acestor tipuri de iluminat în cazul străzilor foarte largi, cu 2-4 benzi de circulaţie pe sens. Este soluţia care asigură, în acest caz, o distribuţie uniformă a luminanţelor în planul drumului. Se realizează de asemenea, o marcare foarte bună a limitelor laterale ale carosabilului. În figura 2.13 este reprezentat un sistem de iluminat cu amplasarea corpurilor bilateral faţă în faţă.

Fig 2.13 Sistem de iluminat cu amplasare bilaterala fata in fata a corpurilor de iluminat. a)vedere in spatiu; b) vedere in plan

2.2.2.9 Sisteme minat rutier cu corpuri de iluminat amplasate în peluza centrală

In funcţie de profilul arterei de circulaţie care urmează să fie iluminată, se pot folosi şi alte tipuri de sisteme de iluminat. Unul dintre acestea se poate realiza prin amplasarea stâlpilor pe care sunt montate corpurile de iluminat în peluza centrală (fig.2.14). Se utilizează în cazul străzilor cu lăţimea mică.

Fig 2.14 Sisteme de iluminat rutier cu corpuri de iluminat amplasate in peluza centrala.

2.2.2.10 Sisteme de iluminat rutier cu corpuri de iluminat amplasate axial

Page 23: iluminatul exterior

Adoptarea unei astfel de soluţii lunimotehnice, cu corpuri de iluminat amplasate axial se face numai în situaţia în care amplasarea stâlpilor pe părţile laterale ale străzii nu este posibilă sau este ineficientă.

Este cazul străzilor unde vegetaţia aflată în zona imediat învecinatăeste abundentă şi dezvoltată mult pe orizontală, astfel încât aceasta formează o boltă deasupra străzii (fig.2.15).

Fig.2.15 Amplasarea axiala a corpurilor de iluminat in cazul existentei unei vegetaţii abundente.

Înălţimea de montaj a corpurilor de iluminat nu trebuie să se facă sub 6m iar unghiul de protecţie vizuală a corpului de iluminat să fie mare, pentru a nu produce orbirea de incapacitate a conducătorului auto. Stâlpii de susţinere a corpurilor de iluminat sunt, în general, special realizaţi în acest scop. Nu se recomandă utilizarea stâlpilor utilizaţi pentru transportul în comun, din cauza efectelor negative produse de vibraţiile care apar, asupra surselor de lumină (scurtarea duratei de funcţionare a sursei de lumină).

Se poate obţine astfel, o eficientă utilizare a fluxului luminos, evitându-se efectul de ecranare care poate apărea datorită vegetaţiei abundente.

O altă situatie întâlnită în practică este cazul în care nu există posibilitatea amplasării stâlpilor de susţinere pentru corpurile de iluminat, în special în zonele vechi ale oraşelor unde străzile sunt foarte înguste, iar trotuarele lipsesc.

În acest caz se recomandă, de asemenea, amplasarea axială a corpurilor de iluminat, suspendate pe cabluri, prinse de construcţii aflate în imediata vecinătate.

Prezenţa vegetaţiei în imediata vecinătate a străzii (situaţie foarte des întâlnită în practică) presupune un studiu atent, astfel încât soluţia luminotehnică adoptată să satisfacă criteriile de calitate impuse de norme.

Proiectantul va lua în consideraţie forma, mărimea copacilor şi în funcţie de acestea, va propune soluţia corespunzătoare.