Преддипломная практика - Реконструкция уличного освещения города (Замена устаревших светильников(ДнаТ,ДРЛ) новыми экономичными светодиодными лампами)

Преддипломная Практика 5 курс Калимуллин Ренар 22508.docx

Освещение городов ..4
Расчет уличного освещения на основе светильников ЖКУ-100 с лампой "Рефлакс" 13
Расчет окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения .20
Реконструкция электрических сетей наружного освещения новых микрорайонов «ЭнергоЖилСервис» . 23
Расчет выгодности светодиодных светильников .37
Список литературы ..51
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.
Технические средства освещения в последние годы значительно усложнились. Появились и внедрены новые типы ламп накаливания различные типы газоразрядных источников света с использованием и без использования люминесценции световые приборы сложной конструкции. Многообразней стала техника управления городским освещением использование средств автоматики и электромеханики изменили хозяйство городского освещения.
За последние два-три десятилетия искусственное освещение стало неотъемлемым элементом градостроительства при создании новых и реконструкции старых городов. Естественно что в связи с этим появилась необходимость в теоретическом осмыслении вопросов связанных с его проектированием в архитектурно-художественном светотехническом и электротехническом экономическом аспектах (под архитектурно-художественным аспектом подразумеваются не только вопросы эстетические но и удобство комфорт городской жизни).
По архитектурно-художественным вопросам городского освещения нет установленных или утвержденных положении и статьи на эту тему появляются редко. В связи с этим решения таких вопросов на практике часто имеют случайный характер не преследуют ясно поставленной цели осветительные установки нередко выполнены на низком художественном уровне иногда с некритическим подражанием приемам устройства световой рекламы в городах капиталистических стран.
В вечернее время в городе необходимо обеспечить наилучшие световые условия. Современная светотехника позволяет много сделать в этом отношении если при выполнении осветительных установок придерживаться общих принципов устройства рационального освещения и требований приводимых ниже для отдельных элементов наружного освещения. Осветительные установки на улицах города можно разделить на следующие группы: уличное освещение специальное освещение фасадов зданий освещение садов и бульваров световая реклама и освещение витрин.
Все перечисленные группы наружных осветительных установок не изолированы друг от друга а работают в непосредственной близости и взаимодействии друг с другом. Так например на фасад какого-либо здания имеющего специальную подсветку падает свет и от светильников уличного освещения и от рекламных надписей и витрин расположенных напротив и т.д. Поэтому взаимной координации отдельных частей и единству архитектуры и светового оформления города должно быть уделено особое внимание. Световое оформление города должно всегда создаваться как часть гармоничной композиции его вечернего облика.
Для светового оформления городской магистрали необходимо прежде всего распределить светильники уличного освещения выбрать их тип высоту и конструкцию опор. Выявить возможности витринного освещения и степень его влияния на освещение тротуаров и проезжей части улицы. Следует также учесть специальное освещение фасадов отдельных зданий исторического или художественного значения. Затем необходимо создать проект световых реклам размещенных на крышах и фасадах зданий определить их примерные размеры и цветность. Освещение садов и бульваров входящих в ансамбль улицы также должно приниматься во внимание с учетом того что в районах зеленых насаждений обычно отсутствуют магазины и реклама что снижает освещенность на улице. Все источники света показывают графически на плане улицы условными знаками а для наглядности выполняют несколько ночных перспектив улицы подобных изображенной на рис.78. Следует помнить что архитектурное решение освещения улицы зависит не столько от уровней освещенности сколько от гармонического сочетания и стилевого единства отдельных частей осветительной установки и от степени уменьшения блескости в поле зрения.
При освещении улиц как линейного объекта наибольшая доля светового потока должна быть направлена по двум противоположным сторонам вдоль улицы создавая при этом равномерное освещение на всем ее протяжении. Практика показывает что для оптимального решения этой задачи необходимо иметь светильники имеющие максимумы силы света направленные примерно под углом 65–75° к вертикали в двух противоположных направлениях. Такая трансформация светового потока лампы возможна толы помощью зеркал и преломлятелей которыми и снабжено большинство современных уличных светильников.
Устройство уличного освещения регламентируется ВСН 22–75 – «Инструкцией по проектированию наружного освещения городов поселков городского типа и сельских населенных пунктов». По характеру предъявляемых требований к освещению все улицы и площади городов подразделяются на три категории: А – скоростные дороги магистрали общегородского значения и т.п.; Б – магистральные улицы районного значения дороги грузового движения и т.п.; В-улицы и дороги местного значения.
В отличие от всех других осветительных установок уровень освещения для дорог с асфальтобетонным покрытием нормируется не величиной освещенности а величиной яркости поверхности дорожного покрытия в направлении наблюдателя находящегося оси движения транспорта. Это объясняется тем что асфальт в особенности мокрый обладает резко выраженным зеркальным характером отражения вследствие чего величина освещенности может характеризовать видимость. Для улиц и дорог имеющих простейшие (грунтовые щебеночные) или переходного типа (асфальтовые укрепленные вяжущими) покрытия допустимо характеризовать уровень освещения величиной освещенности. Поэтому ВСН 22–75 устанавливает норму освещения улиц и других проездов с асфальтобетонным покрытием в виде величины средней яркости (в пределах от 16 до 02 кдм2) в зависимости от категории улиц и плотности движения а для улиц с простейшими переходного типа покрытиями – в виде величины средней горизонтальной освещенности (в пределах от 6 до 2 лк). ВСН 22–75 содержат ряд качественных требований к устройству уличного освещения в том числе определяют наименьшую допустимую высоту подвеса светильников в зависимости от их характеристик мощности и типа ламп а также соотношение наибольшей и наименьшей величин яркости и освещенности и т.д.
Рис.1. Схемы некоторых уличных светильников
а – РБУ; б – СВР; в-РКУ; г – СППР; д – РСУ
Для освещения улиц и дорог рекомендуется применять в основном газоразрядные источники света. В настоящее время в этой области наибольшее распространение получили лампы ДРЛ. Люминесцентные лампы применяют редко преимущественно в южных курортных небольших городках где не требуется большой яркости. Эксплуатация люминесцентных ламп в северных города в зимнее время затруднительна. В заграничной практике нарду с лампами ДРЛ довольно широко применяют натриевые лампы низкого и высокого давления. В Москве и в некоторых других городах для освещения площадей используют ксеноновые лампы ДКсТ. Лампы накаливания в настоящее время применяют только в поселках или на городских улицах местного значения; применение этих ламп вследствие их малой экономичности будет постепенно сокращаться. Для уличного освещения в настоящее время широко применяют светильники: РКУ – уличный консольный; РСУ – уличный подвесной; ИСУ – уличный с галогенной лампой накаливания; СППР – подвесной призматический; СВР – венчающий; РБУ – настенный. Наиболее распространенный способ установки уличных светильников – на специальных опорах или на опорах троллейбусной сети. Рационально применять для подвески светильников тросовые растяжки между домами но этот прием пригоден в основном при кирпичной застройке; панельные дома обычно не рассчитаны на установку растяжек. На узких улицах внутри кварталов во дворах светильники иногда устанавливают на стенах зданий.
Опоры для уличных светильников изготовляют из стали алюминия железобетона дерева. Деревянные опоры применяют только в поселках на небольших улицах. Стальные опоры также не имеют распространения из-за дефицитности стали и большого веса. В некоторых странах получили распространение алюминиевые опоры. Фонарь уличного освещения представляет собой совокупность опоры кронштейнов и светильников. Различают фонари венчающего и консольного типов отличающиеся способом крепления светильников (рис.2).
Рис.2. Схемы установки уличных фонарей
а – венчающего; с – консольного; в-настенного; г – подвесного
Широкое распространение получили фонари опора которых изгибается под углом 15° и эта изогнутая часть служит консолью для крепления светильника. Большинство современных консольных светильников рассчитано на установку с таким наклоном. В некоторых из них имеется соответственно изогнутый патрубок. Такие светильники должны устанавливаться на горизонтальных консолях. Не допускается устанавливать светильники под углом 30–40°.
Рис.3. Схемы размещения фонарей на улицах
а – односторонняя; б – двухрядная в шахматном порядке; в-двухрядная прямоугольная; г – осевая; д – двухрядная прямоугольная по осям движения; е – двухрядная прямоугольная по оси улицы
При установке светильников на тросовых растяжках часто возникает вибрация проводов и тросов передающаяся в той или иной степени зданиям к которым крепятся тросы. Во избежание этого явления тросы следует крепить к стенам зданий обязательно с помощью специальных амортизаторов. ВСН 22–75 предусмотрено несколько оптимальных схем размещения фонарей на улицах (рис.3).
В зависимости от ширины и категории улиц применяются следующие схемы расстановки фонарей: односторонняя двухрядная в шахматном порядке двухрядная прямоугольная осевая двухрядная прямоугольная по осям движения двухрядная прямоугольная по оси улицы. Первые три схемы соответствуют случаям установки фонарей а последние – подвеске светильников на тросах. Особое внимание следует обращать на освещение перекрестков переходов и закруглений дорог.
При освещении площадей где требуется осветить большие поверхности при относительно небольшой освещенности (яркости) покрытия число опор всегда желательно сократить или полностью от них отказаться для чего применяются прожекторы с ксеноновыми лампами ДКсТ единичной мощностью 20 или более кВт. Прожекторы могут быть установлены или на высоких мачтах (высотой 20–25м).
Более комфортное решение можно получить при использовании тех или иных светильников уличного типа установленных на высоких опорах в виде «люстр» – групп из нескольких светильников. Однако для обслуживания фонарей высотой 15–20м требуется специальное крановое оборудование или устройство конструктивных приспособлений на опоре.
Группа мощных светильников собрана в «люстру» в виде кольца которое может перемещаться вдоль опоры с помощью тросового привода находящегося в полости опоры. Лебедка электродвигатель пусковое устройство размещаются в основании опоры или в отдельном шкафу устанавливаемом рядом с опорой. Обслуживание светильников производится с земли при опущенной «люстре». Такие фонари получили распространение во Франции не только для освещения площадей и сложных пересечений но и для освещения транспортных парков стадионов и в других случаях.
При освещении площадей фонарями консольного типа необходимо правильно выбрать рисунок консолей и размещения фонарей так как криволинейные консоли будучи ориентированы в разных направлениях часто придают площадям непривлекательный вид. В последнее время большое распространение получили транспортные туннели устраиваемые в местах пересечения улиц. При движении по такому туннелю у водителей транспорта возникает резкая переадаптация зрения с одного уровня яркости фона на другой. Днем в туннеле неизбежно темнее чем на улице вечером все (висит от того как освещен туннель Многочисленными исследованиями установлены и введены в ВСН 22 75 следующие требована предъявляемые к освещению туннелей.
Освещение туннелей длиной более 40м должно иметь два жима работы дневной и вечерний. Вечерний режим должен обеспечивать среднюю освещенность на уровне дорожного покрытия 60 лк по всей длине туннеля. Дневной режим должен создавать освещенность постепенно убывающую от въезда (выезда) в туннель к его середине с величины 1000 лк до 60 лк. Это условие в какой то степени облегчает переадаптацию глаза к изменяющимся световым условиям. Туннели длиной менее 40м могут освещаться равномерно средняя освещенность для этих случаев принята 60 лк. Светильники в туннелях обычно устанавливают в виде световых полос размещенных в стенах около потолка. Число и мощность ламп в светильнике изменяются в зависимости от требуемой освещенности. Обычно применяются люминесцентные лампы или лампы ДРЛ но в зарубежной практике известно также применение натриевых ламп.
Для мостов и дамб чтобы обеспечить требуемый уровень освещения устанавливают большое число фонарей которые часто не увязываются по масштабу и рисунку с архитектурой моста. Сокращение их до приемлемого числа определяемого некоторым модулем мостовой конструкции приводит к применению нерациональных технически многоламповых фонарей не обеспечивающих достаточную равномерность освещения. Поэтому в последние годы в ряде стран начали применять осветительные устройства встроенные в ограждения моста и представляющие собой линию из зеркальных светильников с люминесцентными лампами. При оптимальном решении такой схемы целесообразно располагать светильники высоко т.е. в поручне иногда светильники располагают в поребриках моста. Для получения достаточной равномерности освещения дороги бортовые светильники должны иметь резко выраженный максимум силы света направляемый к противоположному краю проезда.
Бульвары и скверы не требуют интенсивного освещения так как здесь нет движения транспорта. Часто можно ограничиться освещением только главных аллей и проходов. Следует учитывать что на бульвар обычно попадает также свет от прилегающих улиц. Формальное выполнение норм без учета этого обстоятельства иногда приводит к чрезмерному увеличению числа фонарей что особенно заметно в скверах партерного типа и на бульварах с молодыми деревьями. Для садов и бульваров целесообразно применять фонари торшерного типа с венчающими светильниками.
К. электроснабжению и управлению уличного освещения предъявляют жесткие требования. Все освещение города должно управляться из центрального пункта с помощью автоматики или телемеханики. Схема питания и управления должна строиться таким образом чтобы в ночные часы можно было оставить включенными 13 или 12 общего числа ламп. Нередко требуется устройство обратных сигналов о включении и выключении тех или иных узлов сети. Для цепей управления часто используются телефонные линии.
Расчет уличного освещения на основе светильников ЖКУ-100 с лампой "Рефлакс".
Условные обозначения:
S — шаг между опорами;
Еср — средняя освещенность;
Е0 — равномерность по освещенности Емин Еср;
Lср — средняя яркость;
L0 — равномерность по яркости Lмин Lср;
LI — равномерность яркости вдоль полосы Lмин
TL — показатель ослепленности.
Замена традиционных ламп ДРЛ и ДНАТ для светильников уличного освещения на светодиодные лампы (без замены светильников).
Одним из таких решений является замена традиционных ламп ДРЛ и ДНАТ для светильников уличного освещения на светодиодные лампы без замены светильников.
Светодиодные лампы POWERLEDS Е40 предназначены для замены ламп ДРЛ и ДНАТ в светильниках для освещения улиц автодорог и других объектов городского хозяйства.
Светодиодные лампы могут быть установлены в уже существующие светильники городского уличного освещения что значительно сэкономит средства городского бюджета при переходе на светодиодное освещение. В данном случае замена обычных светильников на светодиодные светильники не требуется. Переход на светодиодное освещение улиц осуществляется заменой только ламп. Что является основным преимуществом предлагаемых решений.
Приведем сравнение по основным эксплуатационным параметрам светильников уличного освещения с лампами ДРЛ и светодиодными лампами POWERLEDS E40.
Сравнение по основным эксплуатационным параметрам светильников уличного освещения с лампами ДРЛ и светодиодными лампами POWERLEDS E40
Наименование характеристики
Светильник с лампой ДРЛ 250Вт
Светодиодный светильник на основе ЖКУ 16-250
Срок службы источника света час
000 (падение на 30% через 3 мес.)
Использование светового потока %
Световой поток лампы лм
Затраты на обслуживание
Кол-во ламп заменяемых в течение года шт
Стоимость светильника с лампой руб
Специальная утилизация источников света
Стоимость утилизации лампы руб
Эксплуатационные затраты включая стоимость замены ламп руб
Напряжение питания В
Потребляемая мощность Вт
Нагрузка на электросети
Пусковая коэффициент запаса по сечению кабеля 13
Устойчивость к перепадам напряжения
Стабильность работы при низких температурах
Наличие стробоскопического эффекта
Контрастность и цветопередача К
Экологическая безопасность
Температура окружающей среды
Время для полного включения мин
Как видно из таблицы светодиодные светильники на основе светодиодных ламп POWERLEDS E40 имеют ряд преимуществ перед традиционными светильниками уличного освещения. Перечислим основные:
- светодиодные лампы POWERLEDS E40 могут быть установлены в уже существующие светильники. Замена светильников не нужна. Меняются только лампы.
- переход на светодиодное освещение городских улиц требует меньше первоначальных затрат и быстрее окупается
- после окончания срока эксплуатации светодиодов при использовании необслуживаемых светодиодных светильников требуется полная замена дорогостоящих светильников
при использовании светодиодных ламп – необходимо просто заменить лампы!
- стоимость светодиодных светильников на основе светодиодных ламп на 20-30% меньше чем необслуживаемых светодиодных светильников.
Специалистами компании "СТК Системы освещения" на основе технических данных приведенных в Таблице был сделан расчет окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения.
Экономическая выгода от внедрения светодиодных светильников на основе светодиодных ламп POWERLEDS для уличного освещения складывается из двух основных составляющих: экономия на стоимости владения экономия на снижении затрат на электроэнергию.
Расчет окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения.
Расчет экономии за счет снижения потребления электроэнергии.
Потребление электроэнергии за год при режиме работы 12 часов в сутки
ДРЛ 250 033 кВт х 12 часов х 365 дней = 14454 кВт
POWERLEDS Е40 003 кВт х12 часов х 365 дней = 1314 кВт
Стоимость электроэнергии потребляемой 1 светильником.
ДРЛ 250 14454 кВт х тариф (2 руб.) = 28908 рублей
POWERLEDS Е40 1314 кВт х тариф (2 руб.) = 2628 рублей
Ежегодная экономия от замены 1 лампы ДРЛ на светодиодную лампу
908 – 2628 = 2628 рублей
Расчет экономии от снижения стоимости владения.
Расходы на замену ламп ДРЛ в течение года
Кол-во замен (среднее)– 6 Стоимость лампы (средняя)– 200 руб. Стоимость замены (средняя)– 1000 рублей.
х 1200 = 7200 рублей
Расходы на замену светодиодных ламп в течение года
Расчет срока окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы.
Стоимость светильника с лампой ДРЛ - 3000 рублей
Стоимость светильника со светодиодной лампой POWERLEDS Е40 – 13300 рублей.
Разница в стоимости 13300 – 3000 = 10300 рублей.
Суммарная ежегодная экономия при переходе на светодиодные лампы 2628 + 7200 = 9828 рублей.
Ежегодная экономия для 100 светильников уличного освещения при замене ламп ДРЛ на светодиодные лампы POWERLEDS Е40 = 982800 рублей
Срок окупаемости внедрения светодиодных ламп
57 месяцев (104 года)
Помимо очнвидных экономических преимуществ стоит отсановиться на дополнительных выгодах
от применения светодиодных ламп. К ним можно отнести следующее:
- при строительстве новых сетей наружного городского освещения в связи со снижением общей нагрузки на сеть требуется питающий кабель меньшего сечения. Значительно снижается стоимость кабеля.
- светодиодные светильники включаются моментально в отличие от светильников с ДРЛ которым требуется 5-10 минут для выхода на рабочий режим.
- светодиодные светильники не оказывают вредного воздействия на здоровье человека.
- светодиодные лампы не содержат веществ опасных для окружающей среды.
Реконструкция электрических сетей наружного освещения новых микрорайонов «ЭнергоЖилСервис».
Коммунальное предприятие электрических сетей наружного освещения «ЭнергоЖилСервис» является ведущим предприятием по обслуживанию и ремонту сетей наружного освещения г. Елабуга
Сегодня так называемая городская «люстра» новых микрорайонов состоит из 301 лампочек которые освещают 10 улиц г. Елабуги.
Общая протяженность сетей наружного освещения составляет 3 км
в том числе воздушных линий – 26 км и кабельных линий – 04 км.
Техническое состояние сетей наружного освещения (см. табл.) затрудняет качественное обеспечение наружным освещением.
Номенклатура установок и оборудования
Воздушная линия электропередач всего:
Кабельная линиявсего:
ИТОГО ПО ПРЕДПРИЯТИЮ:
Проведем энергетический аудит: проведем анализ технического и финансового состояния предприятия оценим экономический потенциал предприятия и эффективность структуры управления.
Такой комплексный подход к изучению состояния предприятия позволил не только зафиксировать текущее состояние предприятия но и дать реальные рекомендации по выходу предприятия из кризиса.
Основными направлениями в модернизации системы наружного освещения по данным энергоаудита должны стать:
Замена существующих светильников с лампой накаливания и с ртутной лампой на светильники с светодиодной лампой так как эти лампы выгодно отличаются от других не только большей экологической безопасностью повышенной яркостью высокой экономичностью в процессе эксплуатации но и длительным сроком службы.
Перевод наружного освещения со светильниками с лампой накаливания количество которых сегодня еще остается высоким на энергосберегающие светильники с светодиодной лампой является в настоящее время очень эффективным несмотря на большие затраты т.к. стоимость светотехнической продукции достаточно высокая.
Установка светильников такого типа позволяет значительно сэкономить электрическую энергию что очень актуально в настоящее время увеличить уровень освещенности магистральных дорог и внутриквартальных проездов а также сократить расходы на обслуживание наружного освещения.
На предприятии разработаны целевые программы:
«Программа реконструкции сетей наружного освещения основных улиц города
«Программа наружного освещения туристических зон»
«Программа реконструкции наружного освещения исторической части г. Елабуги»
«Программа внедрения энергосберегающих светильников».
Работа по реконструкции и ремонту наружного освещения постоянно координируется горисполкомом и согласовывается с райадминистрациями.
Появление новых технологий в системах уличного освещения позволяет получить большой экономический эффект. Практика показывает что при их внедрении потенциал экономии электроэнергии в большинстве муниципальных систем уличного освещения может составлять более 50 %.
В рамках разработанной Федеральной целевой программы "Энергосбережение России" многие регионы разработали свою концепцию энергосбережения отличающуюся отдельными разделами отражающими специфику региона муниципального образования. Но во всех программах присутствуют мероприятия по совершенствованию светильников и светотехнического оборудования эксплуатации и модернизации городского электроосветительного хозяйства.
В большинстве муниципальных образований РФ имеет место сильный физический износ осветительного оборудования освещенность дорог ниже нормы в 2-3 раза светильники имеют устаревшую конструкцию (эксплуатация отражателя без защиты от попадания влаги и пыли приводит к потере светотехнических характеристик и снижению КПД) в светильниках используются низкоэффективные лампы накаливания (светоотдача 12 лмВт) и ртутные лампы типа ДРЛ (светоотдача 55 лмВт).
Большую экономию электрической энергии дает модернизация уличного освещения основанная на замене светильников с ртутными лампами и лампами накаливания на более эффективные светодиодные и натриевые (ДНаТ).
Помимо энергосбережения (в части электроэнергии) модернизация систем уличного освещения позволяет сократить потребляемую мощность. Это особенно важно для регионов в которых ощущается дефицит мощностей.
Реконструкция системы уличного освещения приводит к целому ряду важных социальных аспектов. Известно что социальная и экономическая сферы неразрывно связаны между собой и изменения социального характера обычно влекут за собой изменения в финансовой сфере.
При недостаточном освещении водители планируют основную часть поездок в дневное время. Из-за увеличения интенсивности движения транспорта происходит более быстрое разрушение дорожного покрытия. Следовательно повышение эффективности уличного освещения экономически связанно со снижением затрат на эксплуатацию дорог.
Качественное уличное освещение обеспечивает жителям городов чувство безопасности и комфорта что позволяет людям избавиться от "страха перед ночными улицами". Ярко освещенные улицы города в вечерние часы позволяют родителям не беспокоится за безопасность детей что дает возможность организовать их досуг оптимальным образом (посещение спортивных секций музыкальных школ и т.д.).
Согласно статистическим данным повышение уровня освещенности напрямую влияет на криминальную обстановку в городе снижая число уличных преступлений. Снижение преступлений на улицах города в темное время суток является не только положительным социальным фактором но и позволяет экономить бюджетные средства.
Современные системы уличного освещения в городах и населенных пунктах являются достаточно энергоемкими инженерными системами. Поэтому мероприятия по энергосбережению в них приносят ощутимый экономический эффект. Важнейшим условием снижения электропотребления в осветительных установках является переход на использование современных экономичных источников света и светильников.
Программа по модернизации городского электроосветительного хозяйства может включать установку энергоэффективных светильников с герметичным отражателем с натриевыми газоразрядными лампами (ДНАТ) с высокими светотехническими характеристиками взамен устаревших по конструкции и состоянию светильников с низкоэффективными лампами накаливания и ртутными газоразрядными лампами (ДРЛ).
В настоящее время для уличного освещения в основном применяются различные виды газоразрядных ламп.
Семейство компактных газоразрядных ламп.
За почти полувековой период внедрения газоразрядных ламп они стали стандартом для всех отраслей и не нашли широкого применения только при освещении жилья в силу таких отрицательных факторов как повышенный шум пускорегулирующей аппаратуры неприятное мерцание света и невозможность быстрого повторного включения лампы до момента ее полного остывания.
Обладают высокой яркостью и стабильным в течение всего срока службы цветом излучения.
Цвет излучения: от желтого до нейтрально-белого.
Компактные размеры лампы и разрядной дуги позволяют создавать световые пучки высокой интенсивности. Рабочее положение - произвольное.
Начинают работать на полную мощность не сразу а только по мере прогревания.
Должны применяться в закрытых светильниках с защитным стеклом.
Для работы ламп необходимы балласты и зажигающие устройства.
Обязательно применение токового предохранителя (IEC1167).
Если напряжение сети постоянно отклоняется от номинала более чем на 3% то необходимо использовать ПРА на другое номинальное напряжение.
Наружное освещение: улицы площади скоростные магистрали транспортные пересечения протяжные туннели спортивные сооружения аэродромы строительные площадки архитектурные сооружения вокзалы аэропорты для уличного освещения производственные и складские помещения дороги и пешеходные зоны.
Декоративное наружное освещение: для подсветки пешеходных дорожек тротуаров.
Художественная подсветка зданий.
Стабильный цвет излучения в течение всего срока службы.
Высокая эффективность ламп позволяет снизить эксплуатационные затраты.
Длительный срок службы по сравнению с галогенными лампами и лампами накаливания.
Все типы ламп имеют защиту от УФ излучения.
Газоразрядные лампы можно разделить на ртутные металлогалогенные и натриевые лампы.
Ртутная газоразрядная лампа
Ртутные газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах ртути для получения света. Дают свечение белого цвета кроме того интенсивное ультрафиолетовое излучение.
Ртутные газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения однако в настоящее время они постепенно заменяются на более экологически чистые натриевые газоразрядные лампы.
дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ);
дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ);
натриевые газоразрядные лампы низкого и высокого давления (ДНАТ).
Дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ)
Для общего освещения цехов улиц промышленных предприятий и других объектов не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ.
Данные лампы характеризуются хорошей передачей цвета значительной надежностью а также меньшими расходами на установку и техобслуживание. В составе ламп присутствуют пары ртути находящиеся под высоким давлением (до 105 Па).
Устройство и принцип действия
Лампа ДРЛ имеет следующее строение: стеклянный баллон снабженный резьбовым цоколем. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) заполненная аргоном с добавкой капли ртути.
Для получения светового потока применяется электроразрядное излучение в парах ртути. Так как около 40% излучения составляет ультрафиолетовая часть спектра увеличение светоотдачи достигается при помощи люминофора преобразующего ультрафиолет в видимый свет. Люминофором покрывается колба лампы.
При изменении напряжения сети на 10-15% в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30%. При напряжении менее 80% сетевого лампа может не зажечься а в горящем состоянии погаснуть.
Традиционные области применения ламп ДРЛ: освещение открытых территорий производственных сельскохозяйственных и складских помещений. Везде где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии эти лампы постепенно вытесняются натриевыми лампами высокого давления (НЛВД).
Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)
Металлогалогенные лампы (МГЛ) относятся к классу газоразрядных ламп. Не стоит путать их с галогенными которые являются лампами накаливания. Их объединяют разве что малые размеры и использование в качестве точечных источников света. Но в своей работе металлогалогенные лампы используют не тепловое свечение нити накала а газовый разряд.
Аббревиатура «ДРИ» расшифровывается как «Дуговая Ртутная с Излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)». Наряду с ртутью в эти лампы вводятся йодиды натрия таллия и индия благодаря чему значительно увеличивается световая отдача (она составляет примерно 70 - 95 люменВт и выше) излучения. Все металлогалогенные лампы обладают прекрасным качеством цветовой передачи. Они излучают характерный ровный белый свет с несколько разной цветовой температурой растения и предметы выглядят под ними совершенно естественно.
Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы. Внутри колбы размещается кварцевая или керамическая цилиндрическая горелка где происходит разряд в парах металлов и их йодидов. Срок службы - до 8-10 тыс. ч.
Изменяя состав примесей в лампах ДРИ можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового зеленого и т.п.). Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки.
Область применения металлогалогенных ламп: уличное освещение объекты коммерческой недвижимости служебные помещения. Используются для наружной подсветки зданий для освещения спортивных сооружений для рекламной подсветки витрин и щитов. Металлогалогенные лампы отличает высокая мощность и отличный уровень светоотдачи - лампа мощностью в 250 Вт создает освещенность соизмеримую с прожектором в 1 кВт.
На сегодняшний день широкое распространение данного вида ламп в муниципальных системах наружного освещения тормозится их высокой стоимостью.
Натриевая газоразрядная лампа
Обычно эти лампы имеют аббревиатуру ДНАТ что означает «Дуговая Натриевая Трубчатая Лампа».
Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко-оранжевый свет.
Натриевые газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения где они постепенно заменяют ртутные газоразрядные лампы.
Натриевые лампы представляют собой одну из самых эффективных групп источников видимого излучения так как обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.
Однако следует заметить что применение натриевых ламп низкого давления ограничено тем фактом что их эффективность зависит от температуры окружающей среды (во время холодной погоды они светят хуже) а в большинстве натриевых ламп высокого давления в качестве наполнителя применяется амальгама натрия (соединение натрия с ртутью). Поэтому на вопрос о большей экологичности натриевых ламп по сравнению с ртутными однозначного ответа не существует.
Существуют два принципиально различных типа натриевых ламп - лампы низкого давления (НЛНД) и лампы высокого давления (НЛВД).
Натриевая лампа низкого давления (НЛНД)
Натриевая лампа низкого давления характеризуется максимальной эффективностью среди всех источников света - около 200 лмВт. Эти лампы идеально подходят для освещения улиц так как излучают привычный монохромный желтый цвет однако не обладают достаточной передачей светового спектра. Для других целей применение ламп низкого давления затруднительно так как цвета предметов освещенных такой лампой различать невозможно. В закрытом помещении цветовосприятие предметов искажается (зеленый цвет например преобразуется в черный либо темно-синий) и помещения часто теряют свой архитектурный облик.
Натриевая лампа высокого давления (НДВД)
Такие лампы наиболее подходят для спортивных залов коммерческих и производственных комплексов. Свет который излучают натриевые лампы высокого давления позволяет различать цвета почти во всем диапазоне исключая лишь коротковолновый в котором цвет может несколько тускнеть.
По сравнению с другими источниками искусственного освещения натриевые лампы высокого давления имеют самый высокий КПД (около 30%). Натриевые лампы высокого давления несколько уступают лампам низкого давления по световой отдаче которая в зависимости от мощности лампы находится в пределах 80-130 лмВт (что всё еще является высоким значением по сравнению например с 13 лмВт у лампы накаливания).
Исходя из спектрального анализа света испускаемого натриевыми лампами высокого давления на длины волн 550-640 нм приходится наибольшее излучение что максимально близко для восприятия человеческим глазом. Цветопередачу можно улучшить путем использования различных смесей газов применения разнообразных и люминесцирующих материалов а также изменяя давление в лампе но все эти приемы несколько снижают КПД и световой поток лампы.
Иногда в качестве наполнителя ламп применяют смесь натрия и ртути что даёт более качественное освещение но ухудшается экологический аспект их применения.
При изменении питающего напряжения у натриевых ламп значительно изменяется напряжение работы лампы а также другие ее параметры. Поэтому если вы решили купить натриевые лампы то нужно помнить что производители рекомендуют эксплуатировать их при сравнительно небольших изменениях питающего напряжения.
Светодиодное освещение
В настоящее время одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов.
Светодиод - это полупроводниковый прибор преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника.
Светодиодные светильники обладают высокой экономичностью энергопотребления и являются экологически чистыми не требуют специальных условий по обслуживанию и утилизации. Срок их службы значительно превышает существующие аналоги (срок непрерывной работы светильника не менее 80 тыс. часов что эквивалентно 25 годам эксплуатации при 10 часовой работе в день). Причем это не срок когда светодиод выходит из строя а примерно в это время снижение его светового потока достигнет 50%.
Светодиодные светильники (в отличие от светильников с газоразрядной лампой) обладают возможностью регулировки яркости за счет снижения питающего напряжения. СНиП 23-05-95 для экономии электроэнергии допускает в ночное время снижение уровня освещенности на 30-50%.
Современная философия энергосбережения должна включать в себя все многообразие подходов и технологий экономии топливно-энергетических ресурсов и в первую очередь за счет внедрения инновационных решений в этой области. Внедрение светодиодного освещения - это одна из значительных ее составляющих
Сравнительная таблица разных типов ламп использующихся в уличном освещении
ЛН лампа накали-вания
ДНАТ низкого давления
ДНАТ высокого давления
Свето-диодный светильник
значительный (до 12000 ч)
значительный (до 15000 ч)
значительный (до 32000 ч)
длительный (до 80000 ч)
Возможность плавной регулировки мощности
Зажигание перезажигание
количество ртути сильно уменьшено или отсутствует вовсе
Расчет выгодности светодиодных светильников.
Перечень используемых светильников новых микрорайонов г.Елабуги.
Общая потребляемая мощность ЖКУ 250:
Общая потребляемая мощность РКУ 250:
Общая потребляемая мощность РКУ 125:
Общая потребляемая мощность РКУ 400:
Общая потребляемая мощность светильников:
По расчётному значению Р выбираем мощность трансформатора для потребителей с преобладанием 1 категории по надёжности электроснабжения:
ТМ-10010 цена 75000 рублей.
Цена светильника ЖКУ 250 + лампа ДнаТ 250 = 2300+230=2530 руб.
Цена светильника РКУ 250 + лампа ДРЛ 250 = 1300+150=1450 руб.
Цена светильника РКУ 125 + лампа ДРЛ 125 = 986+120=1006 руб.
Цена светильника РКУ 400 + лампа ДРЛ 400 = 1672+170=1842 руб.
Общая цена данных светильников:
Перечень планируемых светильников новых микрорайонов г.Елабуги.
Общая потребляемая мощность СКУ1-12-220-70:
Общая потребляемая мощность ТЭС 080:
Общая потребляемая мощность ТЭС 044:
Общая потребляемая мощность ТЭС 160:
ТМ-4010 цена 45000 рублей.
Цена светодиодного светильника СКУ1-12-220-70 = 15000 руб.
Цена светодиодного светильника ТЭС 080 = 13200 руб.
Цена светодиодного светильника ТЭС 044 = 11000 руб.
Цена светодиодного светильника ТЭС 160 = 14300 руб.
Общая цена планируемых светильников:
Расчет окупаемости светодиодных светильников СКУ1-12-220-70
( аналог лампе ДНАТ 400W)
Стоимость кВтч. (руб.)
средняя цена за кВтч
Светодиодный светильник
Одна лампа 400W (цена одной лампы)
Кол-во лет эксплуатации
Расчет экономической эффективности применения светодиодных уличных светильников серии ССУ-12-220 в денежном выражении из расчета установки 300 светильников на 10 километров автомобильной дороги (шаг установки опор освещения 33 метра)
0 ватный светильник с лампой ДНАТ (с блоком питания потребляет 470Вт)
Светодиодный светильник типа ССУ-12-220 с 64 светодиодами (с блоком питания потребляет 128Вт)
расход на электроэнергию руб.
Электрическая мощность светильника Вт
количество работы светильников часов в год (исходя из 10 часов в день)
потребление одного светильник в год (Втчас)*
потребление светильников в год (Втчас)
потребеление светильников за 10 лет (Втчас)
потребеление светильников за 10 лет (КВТчас)
расход на электроэнергию на светильники на 10 лет (руб.)
расход на покупку ламп руб.
цена новой лампы руб.
срок службы лампы (часов)
за период 10 лет надо будет купить ламп
расход на один светильник (покупка 40 ламп) руб.
расход на покупку новых ламп на светильники в течение 10 лет руб.
расход на замену старых ламп руб.
стоимость замены старой лампы вкл. утилизацию руб.
за период 10 лет на будет заменить ламп
расход на один светильник (замена 40 старых перегоревших ламп) руб.
расход на замену старых ламп на светильники в течение 10 лет руб.
стоимость светильников руб.
стоимость светильника
стоимость светильников
Экономия денежных средств составит за 10 лет (при использовании светодиодного уличного светильника) руб.
Высвобождение электрических мощностей за 10 лет составит Квтч
* Первые 30 минут светильник на лампах ДНАТ (МГЛ) потребляет 1000 Вт после выхода на рабочий режим начинает потреблять 470 Вт
Пример улучшения цветопередачи при использовании светодиодного светильника по сравнению с газоразрядной лампой:
В производстве систем уличного освещения появляются новые экономичные технологии. До 50% электроэнергии и более можно сэкономить с использованием таких технологий в муниципальных системах уличного освещения. В России действует Федеральная целевая программа по энергосбережению в рамках которой многие регионы разработали свои способы энергосбережения с учётом особенностей того или иного субъекта федерации. При всей уникальности каждого региона общим принципом экономии электроэнергии является модернизация светильников и светотехнического оборудования.
Осветительное оборудование во многих муниципальных образованиях России сильно изношено и устарело. Дороги освещаются в 2-3 разу хуже ведь старые отражатели никак не защищены от воздействий окружающей среды. Влага и пыль снижают их светотехнические характеристики и КПД. В светильниках часто используются устаревшие лампы накаливания (светоотдача 12лмВт) и ртутные лампы ДРЛ (55 лмВт).
Эффективным способом сэкономить электроэнергию является введение в эксплуатацию так называемых натриевых светильников (ДНаТ) и светодидодных ламп.
Почему необходимо модернизировать осветительную систему.
Помимо экономии электроэнергии реконструкция осветительных систем позволить снизить и потребляемую мощность что актуально для целого ряда регионов испытывающих дефицит мощностей.
Модернизация уличного освещения имеет под собой и целый ряд важных социальных аспектов. Ведь благосостояние населения напрямую зависит от состояния экономики и рационального использования ресурсов.
Из-за недостаточного освещения улиц движение транспорта происходит в основном в дневное время. Перегрузка дорожного полотна в часы пик приводит к его разрушению. Следовательно модернизация осветительных систем приведёт к сокращению расходов на содержание и текущий ремонт дорог.
Населению ярко освещённые улицы придают чувство уверенности в тёмное время суток. С наступлением вечера граждане могут продолжать вести активный образ жизни и посещать места проведения досуга в нерабочее время.
Наконец от освещения улиц в ночное время напрямую зависит уровень преступности. Статистика подтверждает что уличные преступления совершаются именно в неосвещённых местах. Поэтому реконструкция систем освещения позволяет изменить к лучшему криминальную обстановку и сэкономить бюджетные средства обеспечивая безопасность граждан.
И всё же эти мероприятия не позволяют в полной мере решить проблему уличного освещения всех городов и сёл области - требуется привлечение дополнительных денежных средств. Параллельно энергетики взаимодействуют с административными органами муниципальных образований в направлении экономии и эффективного учёта потребляемой электроэнергии.
Одним из факторов способствующих рациональному использованию линий уличного освещения является установка щитов учёта электроэнергии оснащённых приборами автоматического управления. Это позволяет не только анализировать расход потребляемой светильниками электроэнергии но и управлять ими. Происходит это либо с помощью таймера настроенного на опредёленное время работы либо посредством действия фотоэлемента реагирующего на изменение освещённости местности. Управление сетями уличного освещения может осуществляться и вручную в соответствии с графиком освещения улиц который разрабатывается местными административными органами. Другим примером модернизации сетей является использование так называемых натриевых ламп уличного освещения ЖКУ сменивших лампы РКУ. При том же уровне потребления электроэнергии они вырабатывают в полтора раза более мощный световой поток.
Система "Гелиос" реализована на основе идеологии применения GSM-связи с использованием SMS-сообщений. Она способна в значительной степени оптимизировать управление наружным освещением городов и сёл Белгородской области позволяет осуществлять дистанционный контроль состояния сетей и приборов уличного освещения вести учёт энергопотребления на расстоянии управлять режимами освещения применять смешанные схемы управления за счёт частичного включения линий в зависимости от оживлённости проезжей части. Немаловажным достоинством системы "Гелиос" является возможность установления несанкционированного подключения к сети и мониторинг состояния шкафов уличного освещения в том числе защита от вскрытия. Кроме того "Гелиос" не требует присутствия человека при снятии показаний с приборов учёта и предоставляет возможность гибкого изменения графиков включения уличного освещения.
Уличное освещение – неотъемлемая часть любого города любого парка улицы сквера прилегающей к жилым комплексам территории необходимый функциональный элемент транспортных узлов и дорог.
Уличное освещение играет важную роль в обеспечении безопасности при движении транспортных средств и пешеходов украшает внешнюю территорию являясь элементом дизайна. Освещение в вечернее и ночное время положительно влияет на зрение. Кроме того по данным статистики качественное освещение проезжей части и прилегающей территории пешеходных дорожек и тротуаров снижает количество дорожно-транспортных происшествий на 30% при этом в местах повышенной опасности количество ДТП снижается на 45%.
Представители МВД говорят и о влиянии уличного освещения на количество преступлений связанных с нападением нанесением телесных повреждений и т.п. Как известно такие преступления происходят чаще всего именно в малолюдных местах с плохим освещением или полным его отсутствием. Хорошая освещенность позволяет лучше контролировать ситуацию становятся хорошо различимы лица людей неадекватное поведение подозрительных лиц сразу становится заметным. А это позволяет заранее подготовиться к возможной неприятной ситуации или избежать ее.
Кроме того хорошее уличное освещение создает психологический комфорт ощущение безопасности.
Некоторые представители организаций занимающихся уличным освещением говорят об ограничении количества фонарей на улицах объясняя это необходимостью всемирной экономии электроэнергии. Но такой подход самым негативным образом влияет на безопасность. Практика показывает что такая экономия не является оправданной расходы на уличное освещение не слишком обременительны. Расходы на уличное освещение включают затраты на создание и на эксплуатацию.
Необходимо учитывать расходы на приобретение фонарей их установку подключение к сети. Эксплуатация уличного освещения подразумевает и соответствующие расходы – на электроэнергию обслуживание и ремонт. Отдельной и довольно весомой статьей расходов идет замена ламп. Экономить на потреблении электроэнергии можно за счет снижения уровня освещенности в периоды с наименее интенсивным движением транспорта и пешеходов то есть с 00:00 до 05:00.
Модернизация уличного освещения позволяет значительно сократить расходы. В настоящее время остается значительное число устаревших систем освещения не отвечающих современным требованиям по освещению и энергопотреблению. Уменьшение потребления электроэнергии компенсирует расходы на модернизацию системы уличного освещения.
Проектировщики уличного освещения уделяют самое пристальное внимание разработке эффективных источников света с минимальными потерями энергии. Минимизация расходов электроэнергии благоприятным образом сказывается не только на бюджете но и на экологии.
Особое внимание следует уделять уличному освещению в парках – оно должно быть не только функциональным но и декоративным.
Вообще при проектировании и создании системы уличного освещения учитывается много различных аспектов поэтому этим вопросом должны заниматься квалифицированные специалисты.
Результаты данного проекта показывают что совмещение энергосбережения с мероприятиями направленными на переоборудование объектов городского хозяйства является очень выгодным для муниципалитетов. При этом обеспечивается не только модернизация объектов городского хозяйства но также и более эффективное потребление энергии. Повышение тарифов на воду и тепло приводит к тому что инвестиции в энергоэффективность становятся все более рентабельными. Следовательно реализация энергоэффективных мероприятий должна стать приоритетной задачей. Кроме того подобные проекты обычно приносят значительную социальную пользу.
ВернескуД. ЭнеА. Естественное освещение в архитектуре и градостроительстве. М.: Стройиздат 1983. – 88с.
ВолоцкойН.В. Светотехника. М.: Стройиздат 1979. – 142с.
ДамскийА.И. Электрическое освещение в архитектуре города. М. Стройиздат 1970.
Ю.Б.Айзенберг Справочная книга по светотехнике. М. 1995.
Инструкция по проектированию наружного освещения городов поселков и сельских населенных пунктов СН 541-82 1981.

Чертеж.cdw

Схема уличного освещения
ул. Интернациональная
ЖКУ 250 (Ж2) - 116 шт.
РКУ 400 (Р4) - 65 шт.
РКУ 250 (Р2) - 70 шт.