Зовнішнє освітлення: призначення, види, організація

Функції вуличного освітлення прості та зрозумілі – воно покликане забезпечити комфортне та безпечне пересування людей у темну пору доби, належний рівень освітлення для водіїв та пішоходів, а також естетичний вигляд міст вночі. З цією метою прийнято освітлювати траси, дорожнє полотно, перехрестя доріг, тротуари, пішохідні переходи, житлові вулиці, площі, парки, відкриті промислові і логістичні зони, а також визначні місця. Гарне світло вночі необхідне у дворах, на території підприємств, установ, магазинів, розважальних комплексів, готелів тощо.

Вуличне освітлення суттєво відрізняється від внутрішнього, оскільки використовується в інших умовах, має інше призначення, дизайн та принципи монтажу. Характеризується різноманітністю та універсальністю і є одним з найважливіших елементів благоустрою та архітектурно-художнього оформлення населених пунктів.

Види вуличного освітлення

В залежності від місця розташування та типу місцевості розрізняють певні види вуличного освітлення.

Дорожнє основне – застосовується для освітлення великих автошляхів та магістралей. Для його організації використовують так зване рефлекторне освітлення спрямованого світла, тобто потужні ліхтарі з рефлектором, що здатні концентрувати світло у напрямку автостради. Їх встановлюють на відносно великій висоті та оснащують високопотужними лампами 250-400 Вт.

Дорожнє додаткове – призначене для немагістральних автомобільних доріг та другорядних вулиць. Таке освітлення передбачає використання як рефлекторних ліхтарів, так і світильників розсіяного світла. Потужність їх ламп значно менша, ніж в освітлення стратегічних автострад, діапазоном від 70 до 250 Вт, а самі лампи, як правило, покриті прозорим плафоном, що дозволяє розсіювати промені світла на велику відстань.

Дорожнє освітлення має освітлювати не тільки дорогу, а й прилеглу територію, щоб автомобілісти могли бачити навколишні предмети та передбачати можливі перешкоди на дорозі, приміром пішоходів, які збираються вийти на проїжджу частину.

Тротуарне – передбачає освітлення тротуарів, зупинок громадського транспорту, пішохідних зон житлових районів, парків, скверів, велосипедних доріжок, ігрових майданчиків тощо. Тут використовуються виключно освітлювальні прилади розсіяного світла, а особлива увага приділяється конструкції плафона. Як правило, він виготовляється кулястої чи циліндричної форми з кількома прозорими рельєфними кільцями для забезпечення більшого розсіювання. Потужність використовуваних ламп залежить від дистанції встановлення опор і становить приблизно 40-125 Вт.

Декоративне садово-паркове або ландшафтне освітлення призначене для оформлення скверів, парків, садів, зон відпочинку, а також приватних прибудинкових територій. Це найбільш складний вид вуличного освітлення, що має на меті декоративне оформлення певної території і покликане освітити ландшафт з насадженнями та спорудами так, щоб він сприймався як красивий і гармонійний об’єкт. Ландшафтне освітлення вимагає дизайнерської майстерності та креативності й застосовує прилади для загального освітлення та акцентного підсвічування. Для нього характерне використання світильників розсіяного світла з округлими або циліндричними плафонами, маркувального світла для позначення меж доріжок, а також локального підсвічування окремих елементів з невеликої відстані.

Архітектурне освітлення – застосовують для підсвічування будівель, пам’яток архітектури, пам’ятників і скульптур, історичних об’єктів, фонтанів та мостів, а також створення світлових акцентів. Реалізується цей тип освітлення шляхом використання світильників різних видів: фасадних, лінійних, світлодіодних, а також потужних прожекторів.

Фасадне освітлення – вид дуже близький до попереднього і може навіть вважатися його частиною. Передбачає підсвічування вхідних груп, примітних архітектурних елементів конструкції, оздоблення та контурів будівель. Для нього також застосовуються фасадні світильники, приховане підсвічування, акцентне освітлення, прожектори різної потужності, світильники спрямованого світла з невеликим кутом розсіювання, лінійні і точкові освітлювальні прилади, світлодіодні стрічки та трубки, а також лазерне або проекційне обладнання для святкової або новорічної прикраси фасадів.

Спеціальне освітлення призначене для підприємств та організацій, що використовують його для суто утилітарних цілей, наприклад, охоронне освітлення територій, пунктів пропуску, технічно складних об’єктів, будівельних майданчиків тощо. Реалізується воно найрізноманітнішими засобами в залежності від специфіки освітлюваного об’єкту.

Інформаційне або рекламне освітлення – використовується для підсвічування: номерних знаків будинків, дорожніх знаків, рекламних щитів, вітрин магазинів, фасадів офісів та торгових центрів. Воно допомагає орієнтуватися у просторі, привертає увагу цільової аудиторії, доповнює системи освітлення та покращує видимість на вулицях і найчастіше представлене лампами спеціального призначення або прожекторами.

Залежно від того, що саме потрібно освітлювати, залежить вся організація обраного типу освітлення: підведення енергії, висота опор, потужність випромінювачів, їх тип та система управління.

Найкращим рішенням для облаштування центральних і розподільних повітряних ліній електропередачі є проводи СІП. Вони ідеально підходять для підключення нових і заміни вже існуючих мереж вуличного освітлення, є стійкими до ультрафіолетових променів та придатні для використання в умовах помірного і холодного клімату. А ряд суттєвих переваг перед неізольованими проводами забезпечує не лише швидку окупність самоутримних ізольованих проводів, а й здоров’я та безпеку людей.

Види вуличних світильників

Існує чимало типів вуличних світильників, що відрізняються габаритами, місцем установки та технічними характеристиками: торшерні, настінні, підвісні, стовпчикові, ґрунтові, плаваючі, підводні, вбудовані тощо. Найбільш відомими кожному з нас, напевно, є торшерні світильники: ліхтарі, прожектори та консольні прилади. Вони кріпляться до опор, добре освітлюють прилеглу територію, гармонійно виглядають на вулицях та прекрасно вписуються в дизайн парків, скверів і прибудинкових територій. Їх виготовляють зі стійкого до корозії металу (наприклад алюмінію) або міцного пластику (приміром поліетилену високої щільності) та встановлюють на спеціальних стовпах. Джерелом світла у таких приладах можуть бути світлодіодні матриці, лампи розжарювання, натрієві лампи високого або низького тиску, пари ртуті, галогеніди металу та технології розрядних ламп високої інтенсивності. Найсучаснішою технологією на сьогоднішній день є світлодіодні вуличні ліхтарі. Вони забезпечують найбільшу кількість світла, економне споживання електроенергії, вимагають мінімального обслуговування та мають максимально тривалий строк служби.

Ще одним новим різновидом вуличних ліхтарів є світильники на сонячних батареях. Такі ліхтарі повністю автономні й відрізняються економічністю та енергетичною незалежністю. Вони здатні автоматично вмикатися в темний час доби, а вдень вимикатися під дією сонячних променів.

Настінні вуличні світильники кріпляться до стін будівель та використовуються переважно для освітлення вхідних комплексів і прибудинкових територій. Підвісні – закріплюються на натягнутих між опорами тросах або на заздалегідь підготовлений каркас і застосовуються в організації ландшафтного вуличного освітлення. Стовпчикові світильники встановлюють вздовж вузьких тротуарних доріжок, а вбудовані – монтують безпосередньо в дорожню плитку, бетон і асфальт, врізають у бордюри, фасади будівель, тротуари, сходи та паркові доріжки. Ґрунтові світильники встановлюють поверх ґрунту та використовують для декоративного підсвічування зелених груп і архітектурних форм. А підводні та плаваючі види світильників зі спеціальними водонепроникними лампами різних кольорів застосовують для підсвічування фонтанів та басейнів.

Типи ламп

Та яким би не був освітлювальний прилад, яскравість світлового потоку, у першу чергу, залежить від використовуваного типу ламп, що також визначає тривалість роботи приладу. Найменш придатними для зовнішнього освітлення вважаються традиційні лампи розжарювання. Економічна невигідність, мала ефективність, невисока світловіддача (не більше 13 Лм/Вт), а також малий термін служби (всього 1-2 тисячі годин) призвели до того що нині цей вид ламп для зовнішнього освітлення майже не застосовується.

Галогенні лампи являють собою покращений варіант ламп розжарювання. Їх вольфрамова нитка поміщена в колбу з галогеном, що дозволило приблизно в двічі подовжити термін їх служби і підвищити світловіддачу до 17 Лм/Вт. Втім, термін експлуатації все одно залишився коротким, а світловий потік недостатньо інтенсивним. Попри це, завдяки своїм компактним розмірам та достатній яскравості галогенні лампи продовжують застосовуватися у невеликих кількостях у настінних та підвісних світильниках в архітектурних, фасадних та спеціальних видах освітлення.

Найбільш поширеними джерелами світла у вуличних світильниках на сьогоднішній день є газорозрядні лампи. Вони випромінюють світлову енергію завдяки газовому розряду, який відбувається у парах ртуті або натрію і є джерелом світла. Залежно від виду пару всередині, газорозрядні лампи поділяються на ртутні, натрієві, металогалогенні, ксенонові, індукційні та люмінесцентні.

Ртутні газорозрядні лампи – вважаються застарілим видом і поступово виводяться з використання. А найпоширенішими вуличними світильниками є газорозрядні натрієві лампи високого тиску (ДНаТ) та металогалогенні газорозрядні лампи (МГЛ).

Натрієві лампи високого тиску (ДНаТ) мають найбільшу світловіддачу у своїй групі – 150-200 Лм/Вт та випромінюють світло жовтого або помаранчево-жовтого кольору, а в кінці строку служби світять темно-помаранчевим і навіть червоним. Лампи можуть мати різну потужність від 50 до 1000 Вт, вони економічні, працюють у широкому діапазоні температур та мають тривалий період експлуатації – до 30 тисяч годин. Корпус таких світильників виготовлений з алюмінію або сталі з антикорозійним покриттям і надійно захищений від зовнішніх факторів: дощу, вологи, пилу і механічних пошкоджень. А для зниження залежності від температури навколишнього середовища лампи ДНаТ укладають в колби з боросилікатного скла круглої, овальної або прямокутної форми.

До мінусів натрієвих ламп можна віднести зниження їх яскравості у холодну пору року, незадовільну якість передачі кольорів, помітне мерехтіння, а також необхідність попереднього прогрівання для входу до повного режиму потужності. Додатково такі світильники повинні комплектуватися захисним склом, запальним блоком та струмовим запобіжником (для запобігання розвитку несправностей при стрибках напруги). Попри це зазначена продукція має попит і використовується для освітлення доріг, пішохідних та транспортних тунелів, аеродромів, декоративного, архітектурного та утилітарного освітлення.

Металогалогенні газорозрядні лампи (МГЛ) випромінюють природне біле світло і найчастіше використовуються для освітлення доріг, тротуарів, автостоянок, заводів, магазинів, спортивних арен, великих площ промислових, комерційних та громадських приміщень. Серед їх переваг слід відзначити помірне споживання електроенергії, високу світловіддачу (від 75 до 105 Лм/Вт), тривалий термін експлуатації (до 15 тисяч годин), роботу при низьких температурах та гарну передачу кольорів.

Металогалогенним лампам, так само як і натрієвим, потрібен час на розігрів (близько 10 хвилин, щоб вийти на робочий рівень), а після вимкнення – час на охолодження, миттєве повторне включення МГЛ ламп неможливе. Вони містять гази під значним тиском при дуже високій температурі і використовувати їх потрібно у світильниках із захисними лінзами. Через наявність ртуті та домішок різних металів такі лампи потребують спеціальної утилізації, а також вони реагують на перепади напруги.

Люмінесцентні лампи використовують для обмеженого вуличного освітлення. Вони мають досить високу світловіддачу – від 40 до 80 Лм/Вт, чималий термін служби – 7-10 тисяч годин та витрачають небагато електроенергії. При цьому даний вид ламп погано переносить низькі температури та відрізняється пульсацією світлового потоку. Випускають люмінесцентні лампи невисокої потужності і тому на вулицях їх застосовують переважно у пішохідних тунелях та для декоративного підсвічування у фасадному і ландшафтному видах освітлення.

Ксенонові лампи – являють собою ще один різновид газорозрядних ламп. Це лампа високого тиску, заповнена ксеноном, що випромінює яскраве біле світло, близьке до денного спектру, і дуже гарно передає колір. Використовується для освітлення великих відкритих просторів та площ. Виготовляють такі лампи з колбами з кварцового скла, що витримує високий тиск і температуру. Під час роботи лампи колба дуже нагрівається, тому до кінця строку служби стає більш крихкою через часткову кристалізацію кварцового скла. Використання ксенонових ламп вимагає ретельного дотримання правил безпеки адже у разі пошкодження уламки лампи можуть розлетітися з великою швидкістю і травмувати людей.

Індукційні лампи застосовують для зовнішнього та внутрішнього освітлення, особливо в місцях, де потрібне гарне освітлення з високою світловіддачею (більше 80 лм/Вт) та тривалим терміном служби (60-150 тисяч годин). Джерелом світла в цих лампах є плазма, що виникає в процесі іонізації газу магнітним полем високої частоти. Серед переваг індукційних ламп можна відзначити необмежену кількість циклів вмикання/вимикання та миттєве увімкнення/вимкнення, тобто такі лампи не потребують розігріву, що є перевагою перед більшістю газорозрядних ламп. А недоліком більшості індукційних ламп можна назвати необхідність їх спеціальної утилізації через наявність сполук ртуті й електронних компонентів. За допомогою індукційних ламп освітлюють вулиці, магістралі, тунелі, промислові та складські приміщення, виробничі цехи, автостоянки, стадіони тощо. З огляду на присутність високочастотного електромагнітного випромінювання не рекомендується встановлювати індукційні лампи в аеропортах і на залізничних та автозаправних станціях.

Найсучаснішим та найбільш енергоефективним джерелом світла на сьогоднішній день вважаються світлодіодні лампи. Щойно з’явившись, вони активно почали витісняти інші освітлювальні прилади у різних сферах життя, і, зокрема, у зовнішньому освітленні. Це екологічно чистий продукт, що у порівнянні з газорозрядними лампами, споживає в рази менше електроенергії і при цьому має значний термін служби, високу світловіддачу та дозволяє підібрати будь-який світловий спектр. Світлодіоди міцні та компактні, не випромінюють інфрачервоне та ультрафіолетове випромінення, миттєво вмикаються і можуть витримувати навіть екстремальні зовнішні умови. Відрізняються високою стійкістю до впливу атмосферних явищ, перепадів температур, вологи і механічних пошкоджень, простотою монтажу та обслуговування. Не містять ртутьвмісних речовин, не становлять небезпеки хімічного зараження у разі пошкодження і не потребують утилізації, а завдяки гарній світловіддачі відзначаються високою економічністю та дозволяють у кілька разів скоротити витрати.

Світловіддача світлодіодних світильників перебуває у діапазоні 95-115 Лм/Вт, а термін служби становить близько 50-100 тисяч годин. Ці енергозберігаючі прилади дозволяють економити до 90% електроенергії без втрати освітленості, а чи не єдиним їх недоліком є висока ціна. Проте цей недолік компенсується значною економією споживаної електроенергії і економією на поточному обслуговуванні та замінах ламп. Тож все частіше світлодіодні системи освітлення використовуються для організації вуличного освітлення і поступово замінюють усі перелічені вище види.

Як бачимо, вуличне освітлення використовується практично в усіх сферах життя людини і вважається однією з найбільших статей витрат держави. Адже тільки на освітлення транспортних доріг витрачається близько 35% від суми загальних державних витрат на електроенергію. Така ситуація обумовлена тим, що більшість вуличних світильників відноситься до старого типу і не використовує у своїй конструкції сучасних енергоощадних елементів. Тож нині більшість розвинених країн світу рухаються в напрямку впровадження енергозберігаючих технологій та підвищення енергоефективності шляхом заміни старих систем громадського освітлення вуличними ліхтарями на світлодіодні системи нового покоління.