Наружное освещение: назначение, виды, организация

Функции уличного освещения просты и понятны – оно обеспечивает комфортное и безопасное передвижение людей в темное время суток, надлежащий уровень освещения водителям и пешеходам, а также эстетический вид городов ночью. С этой целью принято освещать трассы, дорожное полотно, перекрестки дорог, тротуары, пешеходные переходы, жилые улицы, площади, парки, открытые промышленные и логистические зоны, а также достопримечательности. Хороший свет ночью необходим во дворах, на территории предприятий, учреждений, магазинов, развлекательных комплексов, гостиниц и многих других местах.

Уличное освещение существенно отличается от внутреннего, поскольку используется в других условиях, имеет другое назначение, дизайн и принципы монтажа. Характеризуется разнообразием и универсальностью, а также является одним из важнейших элементов благоустройства и архитектурно-художественного оформления населенных пунктов.

Виды уличного освещения

В зависимости от месторасположения и типа местности различают определенные виды уличного освещения.

Дорожное основное – применяется для освещения больших автомобильных дорог и транспортных магистралей. Для его организации используют так называемое рефлекторное освещение направленного света, то есть мощные фонари с рефлектором, способные концентрировать свет в направлении автострады. Их устанавливают на относительно большой высоте и оснащают высокомощными лампами 250-400 Вт.

Дорожное дополнительное – предназначено для немагистральных автомобильных дорог и второстепенных улиц. Такое освещение предусматривает использование как рефлекторных фонарей, так и светильников рассеянного света. Мощность их ламп значительно меньше, чем у освещения стратегических автострад, диапазоном от 70 до 250 Вт, а сами лампы, как правило, покрыты прозрачным плафоном, позволяющим рассеивать лучи света на большое расстояние.

Дорожное освещение должно освещать не только дорогу, но и прилегающую территорию, чтобы автомобилисты могли видеть окружающие предметы и предусматривать возможные препятствия на дороге, например, пешеходов, которые собираются выйти на проезжую часть.

Тротуарное – предусматривает освещение тротуаров, остановок общественного транспорта, пешеходных зон жилых районов, парков, скверов, велосипедных дорожек и игровых площадок. Здесь используются исключительно осветительные приборы рассеянного света, а особое внимание уделяется конструкции плафона. Как правило, он изготавливается шаровидной или цилиндрической формы с несколькими прозрачными рельефными кольцами для обеспечения большего рассеяния. Мощность используемых ламп зависит от дистанции установки опор и составляет примерно 40-125 Вт.

Декоративное садово-парковое или ландшафтное освещение предназначено для оформления скверов, парков, садов, зон отдыха, а также частных придомовых территорий. Это наиболее сложный вид уличного освещения, цель которого – декоративное оформление определенной территории и освещение ландшафта с насаждениями и сооружениями таким образом, чтобы он воспринимался как красивый и гармоничный объект. Ландшафтное освещение требует дизайнерского мастерства и креативности и использует приборы как для общего освещения, так и для акцентной подсветки. Для него характерно применение светильников рассеянного света с круглыми или цилиндрическими плафонами, маркировочного света для обозначения границ дорожек, а также локальной подсветки отдельных элементов с небольшого расстояния.

Архитектурное освещение – применяют для подсветки построек, архитектурных и исторических объектов, памятников и скульптур, фонтанов и мостов, а также создания световых акцентов. Реализуется этот тип освещения путем использования светильников разных видов: фасадных, линейных, светодиодных, также мощных прожекторов.

Фасадное освещение – вид очень близкий к предыдущему и может даже считаться его частью. Предусматривает подсветку входных групп, примечательных архитектурных элементов конструкции, отделки и контуров зданий. Для него также применяются фасадные светильники, скрытая подсветка, акцентное освещение, прожекторы разной мощности, светильники направленного света с небольшим углом рассеяния, линейные и точечные осветительные приборы, светодиодные ленты и трубки, а также лазерное или проекционное оборудование для праздничного или новогоднего украшения.

Специальное освещение предназначено для предприятий и организаций, использующих его для чисто утилитарных целей, например охранное освещение территорий, пунктов пропуска, технически сложных объектов, строительных площадок и т.д. Реализуется оно самыми разными средствами в зависимости от специфики освещаемого объекта.

Информационное или рекламное освещение – используется для подсветки: номерных знаков домов, дорожных знаков, рекламных щитов, витрин магазинов, фасадов офисов и торговых центров. Оно помогает ориентироваться в пространстве, привлекает целевую аудиторию, дополняет системы освещения и улучшает видимость на улицах и наиболее часто представлено лампами специального назначения или прожекторами.

В зависимости от того, что нужно освещать, зависит вся организация выбранного типа освещения: подведение энергии, высота опор, мощность излучателей, их тип и система управления.

Наилучшим решением для обустройства центральных и распределительных воздушных линий электропередачи являются провода СИП. Они идеально подходят для подключения новых и замены уже существующих сетей уличного освещения, устойчивы к ультрафиолетовым лучам и пригодны для использования в условиях умеренного и холодного климата. А ряд существенных преимуществ перед неизолированными проводами обеспечивает не только быструю окупаемость самонесущих изолированных проводов, но также здоровье и безопасность людей.

Виды уличных светильников

Существует огромное множество различных типов уличных светильников, отличающихся габаритами, местом установки и техническими характеристиками: торшерные, настенные, подвесные, столбиковые, грунтовые, плавающие, подводные, встроенные и многие другие. Наиболее известными каждому из нас, наверное, являются торшерные светильники: фонари, прожекторы и консольные приборы. Они крепятся к опорам, хорошо освещают прилегающую территорию, гармонично смотрятся на улицах и прекрасно вписываются в дизайн парков, скверов и придомовых территорий. Их изготовляют из стойкого к коррозии металла (например алюминия) или прочного пластика (например, полиэтилена высокой плотности) и устанавливают на специальных столбах. Источником света в таких светильниках могут быть светодиодные матрицы, лампы накаливания, натриевые лампы высокого или низкого давления, пары ртути, галогениды металла и технологии разрядных ламп высокой интенсивности.

Наиболее современной технологией на сегодняшний день являются светодиодные уличные фонари. Они обеспечивают наибольшее количество света, экономное потребление электроэнергии, требуют минимального обслуживания и имеют максимально продолжительный срок службы.

Еще одной новой разновидностью уличных фонарей являются светильники на солнечных батареях. Такие фонари полностью автономны и отличаются экономичностью и энергетической независимостью. Они могут автоматически включаться в темное время суток, а днем выключаться под действием солнечных лучей.

Настенные уличные светильники крепятся к стенам зданий и используются преимущественно для освещения входных комплексов и придомовых территорий. Подвесные – закрепляются на тросах, натянутых между опорами, или на заранее подготовленном каркасе и применяются в организации ландшафтного уличного освещения. Столбиковые светильники устанавливают вдоль узких тротуарных дорожек, а встроенные – монтируют непосредственно в дорожную плитку, бетон и асфальт, врезают в бордюры, фасады зданий, тротуары, лестницы и парковые дорожки. Грунтовые светильники устанавливают поверх грунта и используют для декоративной подсветки зеленых групп и архитектурных форм. Подводные и плавающие виды светильников со специальными водонепроницаемыми лампами разных цветов применяют для подсветки фонтанов и бассейнов.

Типы ламп

Но каким бы ни был осветительный прибор, яркость светового потока в первую очередь зависит от используемого типа ламп, что также определяет продолжительность работы прибора. Наименее пригодными для наружного освещения считаются традиционные лампы накаливания. Они экономически невыгодны, обладают малой эффективностью, невысокой светоотдачей (не более 13 Лм/Вт), а также малым сроком службы (всего 1-2 тысячи часов) и сейчас для наружного освещения практически не применяются.

Галогеновые лампы представляют собой улучшенный вариант ламп накаливания. Их вольфрамовая нить помещена в колбу с галогеном, что позволило примерно в два раза продлить срок их службы и повысить светоотдачу до 17 Лм/Вт. Впрочем, срок эксплуатации указанных ламп все равно остался коротким, а поток света недостаточно интенсивным. Несмотря на это, благодаря своим компактным размерам и достаточной яркости, галогенные лампы продолжают применяться в небольших количествах в настенных и подвесных светильниках в архитектурных, фасадных и специальных видах освещения.

Наиболее распространенными источниками света в уличных светильниках на сегодняшний день являются газоразрядные лампы. Они излучают световую энергию благодаря газовому разряду, который происходит в парах ртути или натрия и является источником света. В зависимости от вида пара внутри, газоразрядные лампы делятся на ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые, индукционные и люминесцентные.

Ртутные газоразрядные лампы считаются устаревшим видом и постепенно выводятся из использования. А самыми распространенными в уличных светильниках являются газоразрядные натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) и металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ).

Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) имеют наибольшую светоотдачу в своей группе – 150-200 Лм/Вт и излучают свет желтого или оранжево-желтого цвета, а в конце срока службы светят темно-оранжевым и даже красным. Лампы могут иметь разную мощность от 50 до 1000 Вт, они экономичны, работают в широком диапазоне температур и имеют длительный период эксплуатации – до 30 тысяч часов. Корпус таких светильников изготовлен из алюминия или стали с антикоррозионным покрытием и надежно защищен от внешних факторов: дождя, влаги, пыли и механических повреждений. А для снижения зависимости от температуры окружающей среды лампы ДНаТ укладывают в колбы из боросиликатного стекла круглой, овальной или прямоугольной формы.

К минусам натриевых ламп можно отнести снижение их яркости в холодное время года, неудовлетворительное качество цветопередачи, заметное мерцание, а также необходимость предварительного прогрева для входа в полный режим мощности. Дополнительно такие светильники должны комплектоваться защитным стеклом, зажигательным блоком и токовым предохранителем (для предотвращения неисправностей при скачках напряжения). При этом указанная продукция пользуется спросом и используется для освещения дорог, пешеходных и транспортных тоннелей, аэродромов, декоративного, архитектурного и утилитарного освещения.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) излучают естественный белый свет и чаще всего используются для освещения дорог, тротуаров, автостоянок, заводов, магазинов, спортивных арен, больших площадей промышленных, коммерческих и общественных помещений. Среди их преимуществ следует отметить умеренное потребление электроэнергии, высокую светоотдачу (от 75 до 105 Лм/Вт), длительный срок эксплуатации (до 15 тысяч часов), работу при низких температурах и хорошую цветопередачу.

Металлогалогенным лампам, равно как и натриевым, требуется время на разогрев (около 10 минут, чтобы выйти на рабочий уровень), а после выключения – время на охлаждение, мгновенное повторное включение МГЛ ламп невозможно. Они содержат газы под большим давлением при очень высокой температуре и использовать их нужно в светильниках с защитными линзами. Из-за наличия ртути и примесей различных металлов такие лампы требуют специальной утилизации, а также они реагируют на перепады напряжения.

Люминесцентные лампы используются для ограниченного уличного освещения. Они обладают достаточно высокой светоотдачей – от 40 до 80 Лм/Вт, немалым сроком службы – 7-10 тысяч часов и потребляют немного электроэнергии. При этом данный вид ламп плохо переносит низкие температуры и отличается пульсацией светового потока. Выпускают люминесцентные лампы невысокой мощности и поэтому на улицах их применяют преимущественно в пешеходных туннелях и для декоративной подсветки в фасадном и ландшафтном освещении.

Ксеноновые лампы – представляют собой еще одну разновидность газоразрядных ламп. Это лампа высокого давления, заполненная ксеноном, излучающим яркий белый свет, близкий к дневному спектру, и очень хорошо передающая цвет. Используется для освещения больших открытых пространств и площадей. Изготавливают такие лампы с колбами из кварцевого стекла, которые выдерживают высокое давление и температуру. При работе лампы колба очень нагревается, поэтому к концу срока службы становится более хрупкой из-за частичной кристаллизации кварцевого стекла. Использование ксеноновых ламп требует тщательного соблюдения правил безопасности, поскольку в случае повреждения осколки лампы могут разлететься с большой скоростью и травмировать людей.

Индукционные лампы используются в местах, где требуется хорошее освещение с высокой светоотдачей (более 80 лм/Вт) и длительным сроком службы (60-150 тысяч часов). Источником света в таких лампах является плазма, возникающая в процессе ионизации газа магнитным полем высокой частоты. Среди преимуществ индукционных ламп можно отметить неограниченное количество циклов включения/выключения и мгновенное включение/выключение, то есть отсутствие потребности в предварительном разогреве и последующем охлаждении, что является преимуществом перед большинством газоразрядных ламп. А среди недостатков – необходимость специальной утилизации большинства индукционных ламп, обусловленное наличием соединений ртути и электронных компонентов. Посредством индукционных ламп освещают улицы, магистрали, туннели, промышленные и складские помещения, производственные цеха, автостоянки, стадионы и т.д. Учитывая наличие высокочастотного электромагнитного излучения, не рекомендуется устанавливать индукционные лампы в аэропортах, а также на железнодорожных и автозаправочных станциях.

Самым современным и энергоэффективным источником света на сегодняшний день считаются светодиодные лампы. Едва появившись, они активно начали вытеснять другие осветительные приборы в различных жизненных сферах, и, в частности, во внешнем освещении. Это экологически чистый продукт, который по сравнению с газоразрядными лампами потребляет в разы меньше электроэнергии и при этом имеет значительный срок службы, высокую светоотдачу и позволяет подобрать любой световой спектр. Светодиоды крепкие и компактные, не излучают инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, мгновенно включаются и могут выдерживать даже экстремальные внешние условия. Отличаются высокой стойкостью к воздействию атмосферных явлений, перепадам температур, влаге и механическим повреждениям, простотой монтажа и обслуживания. Не содержат ртутьсодержащих веществ, не представляют опасности химического заражения в случае повреждения и не нуждаются в утилизации, а благодаря хорошей светоотдаче характеризуются высокой экономичностью и позволяют в несколько раз сократить расходы.

Светоотдача светодиодных светильников находится в диапазоне 95-115 Лм/Вт, а срок службы составляет около 50-100 тысяч часов. Эти энергосберегающие приборы позволяют экономить до 90% электроэнергии без потери освещенности, а едва ли ни единственным их недостатком является высокая цена. Однако этот недостаток компенсируется значительной экономией потребляемой электроэнергии и экономией на текущем обслуживании и замене ламп. Поэтому светодиодные системы все чаще используются для организации уличного освещения и постепенно заменяют все вышеперечисленные виды.

Как видим, уличное освещение используется практически во всех сферах жизни человека и считается одной из крупнейших статей расходов государства. Только на освещение транспортных дорог уходит около 35% от суммы общих государственных расходов на электроэнергию. Такая ситуация обусловлена тем, что большинство уличных светильников относится к старому типу и не используют в своей конструкции современные энергосберегающие элементы. Поэтому большинство развитых стран мира движутся в направлении внедрения энергосберегающих технологий и повышения энергоэффективности путем замены старых систем общественного освещения уличными фонарями на светодиодные системы нового поколения.