Rasvjeta prometnice 1

VANJSKA RASVJETAProf.dr.sc. Slavko Krajcar Aljoa ribar, dipl.ing. OSRAM d.o.o. Luka Lugari, dipl.ing.

Elektrina rasvjeta, 2011/2012

Vanjsku rasvjetu mogue je podijeliti na cestovnu rasvjetu (rasvjeta prometnica), urbanu rasvjetu (rasvjeta trgova i pjeakih zona) i reflektorsku rasvjetu (rasvjeta fasada i prestinih objekata). Osnovna uloga vanjske rasvjete je: dobra rasvjeta smanjuje broj nesrea i poveava sigurnost na cesti, te osigurava vidljivost pjeacima i biciklistima rasvjeta poveava zatitu i sigurnost ljudi i objekata rasvjeta omoguuje pravovremeno uoavanje opasnih i novonastalih situacija na cesti poloaj svjetiljaka pokazuje putanju ceste, odnosno djeluje kao vodi rasvjeta omoguuje orjentacijum tj. izbor pravog puta u gradovima rasvjeta naglauje rezidencijalnu vrijednost i stvara urbanu atmosferu rasvjeta predstavlja vaan element kvalitete ljudskog ivota Brojna istraivanja pokazala su da koritenje cestovne rasvjete bitno smanjuje broj nesrea.

50% smanjenje luminancije

iskljuenje rasvjete

rel. broj nesrea u ovisnosti o luminanciji


Cestovna rasvjeta (1)Pri projektiranju cestovne rasvjete, najvaniji pojam je luminancija (osjeaj svjetloe koji stvara osvijetljena ili svjetlea povrina). Svjetlost iz svjetiljke pada na cestu, te se reflektira od njene povrine u oko promatraa, koji je doivljava kao svjetlou. Ovo se naziva luminancija ceste - L (cd/m2).

Zbog reflektivnih svojstva ceste, luminancija i rasvijetljenost se bitno razlikuju (ne postoji direktna veza kao kod unutarnje rasvjete, gdje je refleksija difuzna).

Rasvijetljenost

Luminancija


Cestovna rasvjeta (2)Svjetlotehniki zahtjevi koji se postavljaju pri projektiranju sustava cestovne rasvjete postavljeni su u DIN 5044. Pri tome se promatraju sljedei kriteriji: razina i jednolikost luminancije razina i jednolikost rasvijetljenosti ogranienje bljetanja porast praga Kontrast ima izuzetno vanu ulogu u percepciji. Kontrast u boji i svjetloi omoguuje uoavanje objekata u naem vidnom polju. Zbog toga je potrebno osigurati: odreena razina luminancije (ovisan o situacijama u prometu) je potreban da omogui percepciju slabijeg kontrasta i sitnih detalja rasvjeta treba biti to jednolikija, kako bi se izbjeglo postojanje tamnih toaka s moguim opasnostima potrebno je izbjei direktno bljetanje iz svjetiljaka


Polje promatranjaPolje promatranja, definirano u DIN standardu, predstavlja osnovu za projektiranje cestovne rasvjete. Budui da je panja vozaa za vrijeme vonje uglavnom usmjerena prema naprijed, onda polje promatranja poinje 60 m ispred promatraa i dugo je 100 m. Za proraun se koristi manje polje, obino izmeu prve dvije svjetiljke.Za poloaj promatraa uzima se pozicija u sredini desne kolnike trake u smjeru vonje, na visini od 1,5 m. Kolnik se promatra pod kutem izmeu 0,5 i 1,5 stupnja ispod horizontale.


Razina luminancijeRazina luminancije je najvaniji pokazatelj kvalitete cestovnog rasvjetnog sustava. luminancija se uvijek rauna samo za kolnik. Budui da razina luminancije utjee na kontrastnu osjetljivost, poeljno je da luminancija bude to vea. Ispitivanja su pokazala da je optimalna luminancija za cestovnu rasvjetu 2,0 cd/m2, ali ona je opravdana samo za autoputove i brze ceste, pa se, ovisno o tipu ceste, preporua luminancija od 0,5 cd/m2 do 2,0 cd/m2. Za ocjenjivanje se koristi prosjena luminancija kolnika Lm.Luminancija ovisi o: fotometrijskim karakteristikama svjetiljke poloaju svjetiljaka u odnosu na cestu refleksnih svojstava kolnika poloaja promatraa (definiran) Za rasvjetne sustave definiraju se klase cestovne rasvjete: M1 (autoputevi i brze ceste) M5 (lokalne ceste s malom brzinom prometa). Preporuaju se sljedee vrijednosti luminancije: M1 2,0 cd/m2 M2 1,5 cd/m2 M3 1,0 cd/m2 M4 0,75 cd/m2 M5 0,5 cd/m2


Jednolikost luminancijeDIN 5044 definira dva tipa jednolikosti luminancije: Uzduna jednolikost luminancije UL= LLmin/LLmax Budui da vozai uglavnom promatraju cestu ravno ispred sebe, UL izraava omjer minimalne i maksimalne luminancije u ravnoj liniji ispred definirane toke promatranja. Zahtjevi za uzdunom jednolikosti luminancije se poveavaju s maksimalnom brzinom kretanja na cesti, gustoom prometa i moguim opasnim situacijama. Prema DIN 5044 postoje etiri kategorije: 0,4 - 0,5 - 0,6 - 0,7

Opa jednolikost luminancije U0= Lmin/Lm Opa jednolikost luminancije odnosi se na cijelu irinu kolnika, te izraava omjer minimalne i prosjene luminancije u proraunskom polju. U0 ne bi smio biti manji od 0,4, ime se izbjegavaju mrane zone i osigurava da voza moe pravovremeno vidjeti npr. pjeaka koji ulazi u njegovu liniju kretanja.


Ogranienje bljetanjaBljetanje izaziva vidnu nelagodu, te ga je potrebno to vie ograniiti. Razlikujemo: Psiholoko bljetanje smanjuje vidnu udobnost zapaanja vozaa zbog zamora oka, uzrokovanog trajno prisutnim bljetanjem izvora svjetlosti. Oznakom G utvrena je (na temelju iskustva u praksi) mjera kontrole psiholokog bljetanja na skali 1 (neprimjetno) 9 (nepodnoljivo). Iako postoji i nain prorauna za G, iskustvo je pokazalo da je psiholoko bljetanje zadovoljavajue ako su zadovoljeni kriteriji za ogranienje fiziolokog bljetanja. Fizioloko bljetanje (smanjuje vidnu sposobnost) - utjee na smanjenje kontrastne osjetljivosti (razlika luminancije izmeu objekta i pozadine) i smanjenje brzine percepcije. Vrednuje se preko relativnog porasta praga TI. Za raspoznavanje objekata potrebno je osigurati razliku luminancije izmeu objekta i pozadine, i to je ona vea, objekt je bolje vidljiv. Pri veim vrijednostima luminancije pozadine, i kontrast (razlika luminancije) mora biti jai. Minimalni kontrast, pri kojem je kod odreene vrijednosti luminancije pozadine, objekt vidljiv, naziva se prag razaznavanja razlike luminancije (Lmin).

Kada nema bljetanja, objekt je prepoznatljiv pri razlici luminancije L0. Zbog pojave bljetanja, oko se mora adaptirati na veu luminancija koja iznosi Lm + Ls, iako luminancija kolnika ostaje ista. Pri toj luminancije, uz razliku L0, objekt nije vidljiv, ve je potrebna vea razlika luminancije LB kako bi objekt postao vidljiv. LB nazivamo prag razaznavanja razlike luminancije pri bljetanju. Tako definiramo TI kao:

TI

L B L 0 L 0


Budui da je ovakav proraun nemogue izvesti u praksi, koristi se druga metoda. Istraivanja su pokazala da se relativni porast praga, u podruju luminancije od 0,5 - 5 cd/m2, moe prikazati kao funkcija: TI = f(Lm, Lv), gdje je Lv ekvivalenta luminancija prekrivanja (dodatna luminancija vidljiva oku zbog bljetanja). Koristi se sljedei izraz:TI 65 LV Lm0,8

Lv se moe proraunati kao funkcija:

E... rasvijetljenost oka uzrokovana bljetanjem izvora ... kut izmeu smjera promatranja i upadne zrake

k... iskustveni faktor koji uzima u obzir dob promatraa

Smatra se da sustav cestovne rasvjete ima ogranieno bljetanje kada je TI < Timax, koji je definiran standardom za odreene tipove ceste i kree se od 5 do 20%.

Razina rasvijetljenostiBudui da je rasvijetljenost proraunska svjetlotehnika veliina, koja ovisi samo o poloaju svjetiljaka, njihovom svjetlosnom toku i udaljenosti od povrine, a pri tome ne uzima u obzir poloaj promatraa i refleksijska svojstva kolnika, to nam je vano pri proraunu dinamikih uslova vonje i udobnosti, moe se koristiti samo pri proraunu manje zahtjevnih prometnica (spore ceste), odnosno pri proraunu urbane i reflektorske rasvjete. Pri tome se promatra prosjena rasvijetljenost, te jednolikost rasvijetljenosti g1=Emin/Em i g2=Emin/Emax. Preporua se: Em=7 lx, g1=0,2 za ulice s prolaznim prometom, a Em=3 lx, g1=0,1 za ulice s rezidencijalnim prometom.

Vizualno voenjeVizualno voenje je skup mjera koje vozau nedvosmisleno pruaju trenutanu jasnu sliku toka ceste i njezina smjera. Ovo se postie rasvjetnim sustavom koji slijedi tok ceste, odnosno rasporedom nizova stupova


Raspored svjetiljaka

Aksijalni raspored (nosive ice)

Jednostrani raspored

Dvostrani raspored (izvori paralelno)

Centralni raspored


Raspored svjetiljaka - primjeriKod krianja se mora postii luminancija najbolje rasvijetljene ceste koja ulazi u krianje. Kod zavoja veliku ulogu ima i vizualno voenje (odreivanje smjera ceste). Svjetiljek se obino stavljaju na vanjsku stranu zavoja, a ako zbog irine ceste terba koristiti dvostrani raspored, onda se izbjegava naizmjenino postavljanje.


Rasvjeta pjeakih prijelazaPjeaki prijelaz nije potrebno posebno rasvjetljavati, ako je postignuta prosjena luminancija kolnika od min. 2 cd/m2 u podruju 50m ispred i iza prijelaza, te ako su zadovoljeni preporueni uvjeti jednolikosti. Ako to nije sluaj, pjeaki prijelaz se mora posebno rasvijetliti, tako da se postigne pozitivni kontrast izmeu pjeaka i kolnika (luminancija pjeaka je vea od luminancije kolnika), to se obino postie uporabom svjetiljke posebnih fotometrijskih karakteristika koja se postavlja ispred pjeakog prijelaza (gledano iz smjera vonje) sa svake strane.


Projektiranje rasvjete Vanjska rasvjeta

Refleksijska svojstva kolnikaRefleksiona svojstva povrine kolnika u bitnoj mjeri utjeu na raspodjelu i razinu luminancije na kolniku. Refleksiona svojstva kolnika odreuju: materijal, izvedba i zrnatost povrine, habanje, stupanj oneienja i vlanost i temperatura. Postoje dvije vrste refleksije: usmjerena (prisutna kod glatkih povrina , gdje se reflektirajua zraka odbija pod istim kutem kao i upadna) i difuzna (kod hrapavih povrina, gdje se upadna zraka reflektira u svim smjerovima). Posebna vrsta difuzne refleksije je potpuno difuzna refleksija, gdje se upadna zraka reflektira jednoliko u svim smjerovima. Refleksija cestovne povrine je mjeana, to znai da se sastoji od usmjerene i difuzne refleksije. Refleksijska svojstva takve povrine opisuju se koeficijentom luminancije q=L/E. L - luminancija koju u toki T proizvede izvor svjetlosti Q radi rasprenog odsjaja na povrini dA koju promatra vidi iz B E - rasvijetljenost koju u toki T proizvede izvor svjetlosti Q

Osim od vrste materijala, koeficijent luminacije ovisi i o poloaju izvora svjetlosti i promatraa, odnosno o kutevima: q=f (, , , )

- kut promatranja - kut izmeu ravnina poloaja izvorasvjetlosti i ravnine promatranja - upadni kut svjetlosti - kut izmeu ravnine promatranja i uzdune osi prometnice

U praksi je vrlo mali (1), a zbog izotropnosti materijala i male vrijednosti isto ne utjee, pa je q=f (, )


Refleksijska svojstva kolnikaKoeficijent luminancije se moe prikazati i kao q-tijelo, koje predstavlja skup koeficijenata sjajnosti za razne kombinacije kutova , i ima sredite u toki P. Svaki koeficijent sjajnosti je prikazan kao vektor sa smjerom koji je jednak smjeru upada svjetlosti. Oblik ovog tijela prikazuje refleksiona svojstva povrine kolnika.

q - tijelo se moe prikazati i kao polukugla polumjera q0, koja ima isti volumen kao i q-tijelo. Pri tome se q0 naziva srednji koeficijent luminancije, i oznaava sveukupnu refleksiju (difuznu i usmjernu) povrine kolnika. Odreivanje oblika q - tijela je jako sporo i sloeno, i moe se provesti samo u laboratoriju. Zbog toga se koriste pojednostavljene metode za prikazivanje refleksijskih svojstava kolnika.


Refleksijska svojstva kolnikaJedan od naina prikazivanja refleksijskih svojstava kolnika je metoda s tri karakteristina parametra (CIE metoda): q0 - srednji koeficijent luminancije q( 0 , tg 2) q0 S1 - zrcalni faktor 1 S S 1 2 S2 - zrcalni faktor 2 q( 0 , tg 0) q( 0 , tg 0) S1 i S2 uvedene su kao veliine na temelju kojih se odreuje stupanj zrcaljenja cestovne povrine, to znai da oni odreuju oblik q-tijela. Na temelju brojnih mjerenja u praksi, utvreno je da je mogue sistematizirati refleksijska svojstva kolnika u nekoliko klasa. Odreena klasa tako pokriva niz cestovnih povrina slinih refleksijskih svojstava, to olakava svjetlotehniki proraun. Svaka klasa odreuje vrijednosti tri karakteristina parametra: srednjeg faktora luminancije q0 i zrcalnih faktora S1 i S2. Najee se koristi R-sustav klasifikacije kolnika, koji obuhvaa sljedee klase:

KlasaR1 R2 R3 R4

q00,10 0,07 0,07 0,08

S10,25 0,58 1,11 1,55

S20,53 1,80 2,38 3,03

Vrsta refleksijepreteno difuzna djelomino difuzna djelomino zrcalna preteno zrcalna

Opis povrineBetonski kolnik ; Asfaltni kolnik sa 80% agregatnih dodataka koji stre iz mase asfalta Lijevani novi asfalt ; Asfaltbeton sa 60% agregatnih dodataka veliine zrna do 10 mm Hrapavi asfalt zbog istroenosti i uglaanosti ; Asfaltbeton i lijevani asfalt veliine zrna do 10 mm Glatki asfalt; Istroeni lijevani asfalt


Refleksijska svojstva kolnikaOsim na opisani nain, refleksijska svojstva kolnika prikazivala su se ISO-q i ISO-r dijagramima. ISO-q dijagram je skup krivulja jednakih koeficijenta luminancije (ako je svjetiljka u P). U kombinaciji sa izoluks dijagramom svjetiljke, mogue je izraunati luminanciju u nekoj toki.


Projektiranje rasvjete Vanjska rasvjeta

Refleksijska svojstva kolnikaISO-r dijagram je prikladniji za proraun, jer koristi vrijednost r=qcos3 (L=qE=qI/h2 cos3 = rI/ h2 Koeficijent r naziva se reducirani koeficijent luminancije, i na ovaj nain je, uz poznavanje fotometrijske karakteristike svjetiljke i geometrije rasvjetnog sustava, ponovno mogue izraunati luminanciju u nekoj toki.

Obje metoda smatraju se zastarjelim, i razvojem primjene raunala u projketiranju, rijetko se koriste.


Proraun vanjske rasvjetePri proraunu prosjene luminancije raunalom koristi se metoda toke, tj proraunava se luminancija u vie unaprijed definiranih toaka, a zatim se izrauna srednja vrijednost. Pri proraunu se uvijek superponiraju doprinosi svih izvora svjetlosti. Koristi se sljedea formula:L Ti Ii h2

q i cos

3

Kada se u obzir uzmu svi izvori svjetlosti (N) dobije se luminancija toke T:LT

Li1

N

Ti

Prosjena luminancija dobiva se:Lm

Ln

T


Reflektorska rasvjeta

Kod reflektorske rasvjete fasada proraunava se prosjena rasvijetljenost. Pri odabiru ciljane rasvijetljenosti, u obzir treba uzeti i utjecaj okoline (nivo rasvijetljenosti okoline). Reflektorska rasvjeta fasada ima preteno arhitektonsku ulogu, ali utjee i na podizanje nivoa rasvijetljenosti ulica. Specijlani dio reflektorske rasvjete je i rasvjeta sportskih terena, gdje se esto moraju potivati visoki zahtjevi za TV snimanja.

Rasvjeta prometnice 1

Documents

Transcript of Rasvjeta prometnice 1