OŚWIETLENIE LED NIE „WSZYSTKO JASNE”oswietlenie.ptpiree.pl/konferencje/oswietlenie-15/2017/32_... · Oświetlenie LED – nie „wszystko jasne” Realizacje oświetlenia muszą

XII Konferencja

„Oświetlenie drogowe

– sposoby zarządzania systemami

oświetlenia na terenie kraju” Jachranka, 19-20 kwietnia 2017 r.

OŚWIETLENIE LED

– NIE „WSZYSTKO JASNE”

Małgorzata Górczewska Politechnika Poznańska

https://roadlightingconference.com/

• W projektowaniu oświetlenia drogowego coraz

większą rolę odgrywają:

• aspekty ekonomiczne, związane z poprawą

efektywności energetycznej i trwałości sprzętu

oświetleniowego,

• środowiskowe, uwzględniające pozytywny i

negatywny wpływ światła na ludzi i środowisko.

Oświetlenie LED – nie „wszystko jasne”


http://www.etrenzikled.com/portfolio_item/street-lighting/

Modernizacje oświetlenia



Realizacje oświetlenia muszą być poprzedzone wykonaniem obliczeń,

w celu uniknięcia efektu nierównomierności.

• Realizacje oświetlenia z zastosowaniem opraw LED

wymagają wykonania dokładnych obliczeń parametrów

fotometrycznych, opartych na wiarygodnych danych,

dotyczących źródeł światła i opraw.

• W obliczeniach należy uwzględnić wymagania oświetleniowe,

oparte na nowej normie PN-EN 13201:2016 - Oświetlenie dróg









W typowej oprawie oświetlenia drogowego nie ma możliwości

uzyskania równoważnego rozsyłu strumienia świetlnego.

Występują problemy z odprowadzaniem ciepła.


W typowej oprawie oświetlenia drogowego nie ma możliwości

uzyskania równoważnego rozsyłu strumienia świetlnego.

Występują problemy z odprowadzaniem ciepła.


http://www.ecvv.com/product/2926936.html

http://www.prospersklep.pl/pl/p/Oprawa-drogowa-SGS-102-150W-PHILIPS/536








• Ogólne założenia nowej normy oparto na publikacji:

• CIE 115-2010. Lighting of Roads for motor and

pedestrian traffic.


• -CEN/TR 13201-1:2016-02 Oświetlenie dróg – część 1:

Wytyczne dotyczące wyboru klas oświetlenia

• -PN-EN 13201-2:2016-03 Oświetlenie dróg – część 2:

Wymagania eksploatacyjne,


Obliczenia parametrów oświetleniowych,


Metody pomiaru efektywności oświetlenia,


Wskaźniki efektywności energetycznej.

• Wszystkie części normy opublikowano w wersji angielskiej

NORMA 13201:2016


https://sklep.pkn.pl/?a=show&m=product&pid=540733&page=1

https://sklep.pkn.pl/?a=show&m=product&pid=540733&page=1

• Wprowadzono nowe oznaczenia poszczególnych klas

oświetleniowych:

• - klasa M – odpowiada poprzedniej klasie ME

• - klasa C - odpowiada poprzedniej klasie CE

• - klasa P - odpowiada poprzedniej klasie S

Raport 13201:2016-1:2016


• Na jezdniach przeznaczonych głównie dla ruchu samochodowego z dużą i średnią prędkością, najważniejszymi parametrami ilościowymi i jakościowymi oświetlenia są:

- poziom luminancji - równomierność luminancji,

Luminancja średnia

Lśr

całkowita Uo= Lmin /Lśr

wzdłużna UL= Lmin /Lmax

Kryteria

oceny:

NORMA 13201:2016 GŁÓWNE_WYMAGANIA _PODSUMOWANIE


• Na jezdniach przeznaczonych głównie dla ruchu samochodowego z dużą i średnią prędkością, najważniejszymi parametrami ilościowymi i jakościowymi oświetlenia są:

- ograniczenie olśnienia - oświetlenie bezpośredniego otoczenia

Przyrost progowy

fTI[%]

Kryteria

oceny:


REI


http://www.schreder.com/be-en/Projects/Pages/A406-North-Circular-London.aspx

Klasa

Parametry oświetlenia drogi Olśnienie

przeszkadzające

Oświetlenie

otoczenia

Warunki suche

Lśr

[ekspl. min]

[cd/m2]

Uo

[min]

Ul

[min]

fTI

[max]

[%]

REI

[min]

M1 2,00 0,40 0,70 10 0,35

M2 1,50 0,40 0,70 10 0,35

M3 1,00 0,40 0,60 15 0,30

M4 0,75 0,40 0,60 15 0,30

M5 0,50 0,35 0,40 15 0,30

M6 0,30 0,35 0,40 20 0,30

Klasy M – wymagania oparte na kryteriach związanych z luminancją jezdni


Klasy M – wymagania oparte na kryteriach związanych z luminancją jezdni


• Zasada obliczeń współczynnika oświetlenia otoczenia REI

(dawniej SR) została zmieniona.

• Obecnie bierze się pod uwagę osobno każde z poboczy i

sąsiadujący z nim pas drogi.

• PODSUMOWANIE

• Wymagania nowej normy w większym stopniu uwzględniają

potrzebę zapewnienia bezpieczeństwa, dzięki lepszemu

uwidocznieniu bezpośredniego otoczenia drogi.


Wymagania dla klas oświetleniowych P


• Drogi i strefy przeznaczone głównie dla ruchu z niską prędkością

• - poziom natężenia oświetlenia - równomierność natężenia świetlenia

Natężenie oświetlenia średnie

Eśr

Natężenie oświetlenia minimalne

Emin

Kryteria

oceny:



Klasa oświetleniowa

Eśr [lx]

Emin [lx]

S1 15 5

S2 10 3

S3 7,5 1,5

S4 5 1

S5 3 0,6

S6 2 0,6

S7 nie wymaga się nie wymaga się

Wybór klas oświetleniowych – dotychczas obowiązująca norma - klasy S

Oświetlenie stref, dróg , ulic, ścieżek rowerowych, o małej prędkości poruszania się - np.:

- Drogi lokalne, osiedlowe,

- Ścieżki rowerowe,

- Parki.


Wymagania dla klas oświetleniowych – nowa norma - klasy P

Klasa

Poziome natężenie oświetlenia

Wymagania dodatkowe jeśli rozpoznawalność twarzy

jest konieczna

E*śr

[ekspl. min]

[lx]

Emin

[ekspl.]

[lx]

Ev.min

[ekspl.]

[lx]

Esc,min

[ekspl.]

[lx]

P1 15,0 3,00 5,0 5,0

P2 10,0 2,00 3,0 2,0

P3 7,50 1,50 2,5 1,5

P4 5,00 1,00 1,5 1,0

P5 3,00 0,60 1,0 0,6

P6 2,00 0,40 0,6 0,2

P7 brak wymagań brak wymagań

*Dla zapewnienia odpowiedniej równomierność, rzeczywista wartość średniego natężenia

oświetlenia nie może przekraczać 1,5-krotnej wartości Eśr dla danej klasy


• W oświetleniu dróg – szczególnie tych o niższych wymaganiach oświetleniowych - istotna może być:

• barwa światła

-

- Oddawanie barw – poprawa komfortu widzenia, rozpoznawalności barw otoczenia


http://roadlightingconference.com/

Przejścia dla pieszych


http://www.swarco.com/en/News-Events/News/Archive/NEW-FUTURLUX-CROSS-WALK-NOW-AVAILABLE



Wysoki poziom oświetlenia drogi

Ciemna sylwetka pieszego na jasnym tle jezdni


Średni poziom oświetlenia drogi

Ciemna sylwetka pieszego na tle jezdni – niski kontrast


Niski poziom oświetlenia drogi

Sylwetka pieszego na tle jezdni – bardzo niski kontrast


Niski poziom oświetlenia drogi + oświetlenie przejścia I

Sylwetka pieszego na tle jezdni – bardzo niski kontrast


Niski poziom oświetlenia drogi + oświetlenie przejścia II

Sylwetka pieszego na tle jezdni – wysoki kontrast


• Brak dokładniejszych wymagań normatywnych – tylko ogólne zalecenia:

Załącznik B normy 13201-2:2016 • dla wysokich poziomów luminancji jezdni możliwe jest

uzyskanie dobrej widoczności sylwetki pieszego przy uzyskaniu ujemnego kontrastu

• W innych warunkach zaleca się montaż opraw o asymetrycznym rozsyle strumienia świetlnego,

• usytuowanych od strony nadjeżdżających pojazdów,

• w niewielkiej odległości od przejścia. • Powinno się zapewnić pionowe natężenia oświetlenia

znacząco wyższe od poziomego natężenia oświetlenia na przejściu.

• Należy również oświetlić strefę oczekiwania, przed przejściem.


http://www.visualexpert.com/Resources/policeshooting.html

Oprawa lub oprawy montowane nad środkową osią przejścia

Typowe rozwiązania:


Najczęściej stosowane rozwiązania – sygnalizacja + oprawa nad przejściem

Typowe rozwiązania:


http://www.d-power.it/public/index.php/it/prodotti/impianti-fissi/segnali-stradali-a-led/segnali-a-led-retroilluminati-pedonali-detail

• - oświetlenie przejść dla pieszych oprawą umieszczoną centalnie

• Dla zwiększenia możliwości uzyskania oświetlenia sylwetki pieszego od strony

nadjeżdżającego pojazdu – pieszy powinien chodzić „wężykiem”

Kontrast dodatni


http://www.swarco.com/var/em_plain_site/storage/images/media/images/swarco-futurit/pictures/news/schutzweg_skizze/247310-1-eng-US/Schutzweg_Skizze_795x530px.jpg

Poprawne rozwiązania:


http://www.comune.santa-margherita-ligure.ge.it/_Rainbow/HtmlEditor/Esempio%20Illum%20attraversamento%20pedonale%201.jpg


Czechy – Ministerstwo Transportu (2015r.)

• Opis zaleceń można przedstawić w postaci następujących punktów:

• Dla uzyskania właściwych warunków widzenia, droga przed i za

przejściem musi być oświetlona, zależnie od prędkości

pojazdów, na długości:

– 50m przy prędkości do 30km/h

– 100m przy prędkości od 30km/h do 50km/h

– 150m przy prędkości powyżej 50km/h

• Zaleca się stosowanie zróżnicowania barwy światła:

• Minimalna proporcja Tb - 2:1


Ministerstvo Dopravy: Osvetleni pozemnich komunikaci. http://www.pjpk.cz/TKP%2015.2.pdf

http://www.pjpk.cz/TKP 15.2.pdf

Czechy – Ministerstwo Transportu


• Oświetlenie musi zapewnić odpowiednią identyfikację obecności

pieszych na przejściu.

• Płaszczyzna obliczeniowa – na wysokości 1,0m nad przejściem.

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+

+

+

Strefa przejścia dla pieszych Strefa oczekiwania Strefa oczekiwania

Rozmieszczenie punktów – analogiczne do siatki dla dróg)




• Oświetlenie musi zapewnić odpowiednią identyfikację obecności

pieszych na przejściu.

• Płaszczyzna obliczeniowa – na wysokości 1,0m nad przejściem.

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+

+

+

Strefa przejścia dla pieszych Strefa oczekiwania Strefa oczekiwania

Rozmieszczenie punktów – analogiczne do siatki dla dróg)

+

+

+

+

+

+




• Tab. Średnie pionowe natężenie oświetlenia

Poziom oświetlenia

drogi

Średnie natężenie oświetlenia [lx]

najniższe najwyższe

L

[cd/m2]

E

[lx]

strefa strefa

przejścia oczekiwania każda

1,5 ≤ L 50 ≤ E Oświetlenie nie jest wymagane

1,0 ≤ L <1,5 30 ≤ E <50 75 50 200

0,75 ≤ L<1,0 20 ≤ E <30 50 30 150

0,5 ≤ L<0,75 10 ≤ E <20 30 20 100

L<0,5 E<10 15 10 50

Uo= Emin/Eśr ≥ 0,4


• Uzupełnienie zaleceń:

• W przypadku, kiedy na drodze z przejściem, w obu kierunkach,

spełnione są wymagania parametrów odpowiadające klasie

oświetlenia minimum M2, na odpowiednio długim odcinku,

liczonym od osi przejścia, wynoszącym minimum:

- 60 m - przy dozwolonej prędkości do 50km/h,

- 130 m – przy dozwolonej prędkości do 80km/h,

- 200 m – przy dozwolonej prędkości do 100km/h,

• nie ma potrzeby dodatkowego oświetlania przejścia dla pieszych.



• Uzupełnienie zaleceń:

• W takiej sytuacji należy dążyć do ograniczenia składowej

pionowej oświetlenia na przejściu, pochodzącej od opraw

oświetlenia drogowego, w celu zachowania wymaganego,

negatywowego kontrastu pomiędzy ciemną sylwetką pieszego i

jasnym tłem oświetlonej drogi.



• Celowe jest stosowanie dodatkowej sygnalizacji


• Celowe jest stosowanie dodatkowej sygnalizacji, również przy

wykorzystaniu opraw montowanych w jezdni.


http://metrowarszawa.gazeta.pl/metrowarszawa/0,141741.html?tag=bezpiecze%F1stwo+na+drodze

http://metrowarszawa.gazeta.pl/metrowarszawa/0,141741.html?tag=bezpiecze%F1stwo+na+drodze

• Problem jest…


• Problem jest…


Eksploatacyjne zmiany parametrów oświetlenia drogowego

• Bezpieczeństwo na drogach zależy od zapewnienia oświetlenia

o odpowiednich parametrach przez cały okres jego eksploatacji.

• W oświetleniu drogowym przyjmuje się, że wyznaczanie

współczynnika utrzymania MF wiąże się z uwzględnieniem

głównie dwóch czynników:

• - obniżania się strumienia świetlnego lamp – LLMF

• - zabrudzania się opraw – LMF

• Wartość współczynnika utrzymania można wyznaczyć z

zależności:

MF = LLMF x LMF



• Określenie współczynnika utrzymania, powiązanego z

procedurami eksploatacyjnymi, wymaga znajomości zmian w

czasie strumienia świetlnego źródeł światła oraz opraw.

Informacje, dotyczące tych danych zawarto w Raporcie CIE 154.


Typ lampy

LLMF

Czas pracy [ tys. godzin]

4 6 8 10 12

Wysokoprężna

sodowa 0,98 0,96 0,94 0,92 0,89

Wysokoprężna

metalohalogenkowa 0,98 0,97 0,94 0,92 0,88



IP

oprawy

Środowisk

o

LMF

Czas pracy [lata]

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

IP2X

Czyste

Przeciętne

Brudne

0,90

0,62

0,53

0,82

0,58

0,48

0,79

0,56

0,45

0,78

0,53

0,42

0,75

0,52

0,41

IP5X

Czyste

Przeciętne

Brudne

0,92

0,90

0,89

0,91

0,88

0,87

0,90

0,86

0,84

0,89

0,84

0,80

0,88

0,82

0,76

IP6X

Czyste

Przeciętne

Brudne

0,93

0,92

0,91

0,92

0,91

0,90

0,91

0,89

0,88

0,90

0,88

0,86

0,89

0,87

0,83

Środowisko:

-„czyste” – brak znaczącego zapylenia i zadymienia, umiarkowany

ruch samochodów – przedmieścia, obszary wiejskie,

-„przeciętne” – umiarkowane zapylenie i zadymienie, umiarkowany

ruch – osiedla mieszkaniowe, przemysł lekki,

-„brudne” – okresowe zapylenie i zadymienie, znaczny ruch –

centra miast, obszary przemysłowe.


• Konstrukcja współczesnych opraw ulega stałemu

udoskonalaniu, inne są również źródła światła, stąd w literaturze

często przytaczane są wyniki bardziej aktualnych badań.


Strefy E,

wysokości

montażu h

Współczynnik utrzymania LMF

Miesiące pracy opraw

12 24 36 48

E1/E2 h≤6m 0,98 0,96 0,95 0,94

E1/E2 h>7m 0,98 0,96 0,95 0,94

E3/E4 h≤6m 0,94 0,92 0,90 0,89

E3/E4 h>7m 0,97 0,96 0,95 0,94

Środowisko: E1 - środowisko czyste np. obszary leśne o niewielkim natężeniu ruchu

E2 - środowisko wiejskie, obszary podmiejskie o niewielkim natężeniu ruchu,

E3 – centra małych miast, obszary podmiejskie o średnim natężeniu ruchu,

E4 – centra dużych miast, obszary o dużym natężeniu ruchu.


• Diody elektroluminescencyjne charakteryzują się zasadniczo

odmiennymi cechami eksploatacyjnymi niż dotychczas

powszechnie stosowane źródła światła.



• Trwałość użytkowa lamp, modułów i opraw LED

jest szacowana na podstawie okresowych pomiarów

strumienia świetlnego, co 1000 godzin,

w czasie 6000 lub 10 000 godzin.








Parking przy PP


Czas pracy instalacji

oświetlenia

Parametry oświetlenia

MF Eśr E = Emin/Eśr

[h] [lx] [-]

0 1,00 26,2 0,76

1600 0,95 24,8 0,75

3800 0,90 23,7 0,75

6000 0,84 22,1 0,74

7800 0,80 21,0 0,74

11350 0,76 19,9 0,73

12000 0,75 19,7 0,73


• Pomiary natężenia oświetlenia wykonywano przy temperaturze

otoczenia 6°C ÷ 7°C



Jeśli z tabeli LMF, dla 3-letniego okresu eksploatacji opraw w

warunkach przeciętnego zanieczyszczenia środowiska, przyjmie

się cząstkowy współczynnik utrzymania dla oprawy

LMF = 0,87

to obliczony współczynnik utrzymania strumienia świetlnego

źródeł LED dla czasu eksploatacji równego 12 tys. h, wyniesie

LLMF = 0,86

Podana przez producenta trwałość – 100 tys. h – jest nie do

uzyskania


PODSUMOWANIE

Diody elektroluminescencyjne i oprawy z ich zastosowaniem są

coraz częściej wykorzystywane w oświetleniu drogowym.

Istnieje potrzeba dopracowywania zasad projektowania i doboru

wymagań ilościowych oraz jakościowych, dotyczących

zarówno stref ruchu, jak również ich otoczenia.

Szczególnie pilne jest opracowanie wytycznych do projektowania

oświetlenia przejść dla pieszych.

Stosowane obecnie metody prognozowania trwałości lamp i opraw

LED powinny zostać zweryfikowane w praktyce.

OŚWIETLENIE LED NIE „WSZYSTKO JASNE”oswietlenie.ptpiree.pl/konferencje/oswietlenie-15/2017/32_... · Oświetlenie LED – nie „wszystko jasne” Realizacje oświetlenia muszą

Documents