Ako navrhnúť štruktúru a vzhľad stĺpu pouličného osvetlenia?

Thestĺp pouličného osvetleniamusí svietidlo pevne držať na svojom mieste pod vlastnou váhou a zaťažením vetrom, musí odolať roky poveternostným vplyvom a vibráciám-spôsobeným vozidlom a zapadnúť do terénu. Ak by zlyhala jeho pevnosť, ochrana proti korózii alebo uzemnenie, následky siahajú od zhoršeného osvetlenia až po riziko pre osobnú bezpečnosť. Ak si ako príklad vezmeme kužeľovú tyč s prírubou - najpoužívanejší typ -, táto časť postupne skúma štyri základné prvky: dvierka na údržbu, antikoróznu-úpravu, pevnosť v základni a ochranné uzemnenie; potom stanovuje štyri požiadavky na dizajn vzhľadu.

 

Údržba dverí solárneho pouličného osvetlenia

Údržbové dvierka sú servisným prístupovým otvorom oceľového stĺpa osvetlenia. Vo vnútri dverí sa zvyčajne nachádza elektrická montážna doska, ktorej hlavnou funkciou je prepojenie svietidla a kábla. Poistky a svorkovnice sú normálne namontované na tejto doske. Spôsob otvárania dverí je veľmi dôležitý a dizajn sa u jednotlivých výrobcov líši. Na jednej strane musí byť servis pohodlný; na druhej strane je potrebné zabrániť krádeži -, preto sa používa špeciálne vyrobený kľúč od dverí.

 

V tabuľke 1 sú uvedené rozmery údržbových dvierok zodpovedajúce bežným výškam stĺpov. Rozmery reprezentované A, B a C v tabuľke 1 nájdete na obrázku nižšie. A je výška spodnej hrany údržbových dvierok nad zemou; mala by byť nastavená pre pohodlie a komfort pracovníka a mala by byť prednostne 500–600 mm. C je šírka údržbových dvierok; mala by umožňovať pohodlnú výmenu predradníka a poistky a vo všeobecnosti nie je menšia ako 100 mm. B, výška údržbových dvierok, závisí od toho, či stĺp nesie jedno-oblúkové alebo dvoj{10}}oblúkové svietidlo a od priemeru stĺpa v mieste dverí; zvyčajne je to 200–1000 mm.

 

 

Ak sú dvierka na údržbu príliš veľké -, to znamená, ak sú hodnoty B a C príliš veľké -, pevnosť oceľovej tyče bude priamo ovplyvnená; ak je príliš malý, činnosť pracovníka bude sťažená. Ak sú hodnoty B a C príliš veľké, mali by sa prijať vhodné opatrenia na vystuženie, aby sa zabezpečilo, že pevnosť tyče je dostatočná pre bezpečnosť. Je možné použiť aj usporiadanie vnútorných-a{5}}vonkajších dvojitých-dverí.

Antikorózna úprava oceľových stožiarov

Vzhľadom na povahu samotnej ocele je ochrana proti korózii kľúčovým záujmom oceľových stožiarov počas skladovania aj servisu. Korózia oceľového stĺpa je spôsobená chemickým alebo elektrochemickým pôsobením okolitého média. Podľa použitého média je klasifikovaná ako atmosferická korózia, korózia morskou vodou, bakteriálna korózia atď. Atmosférická korózia je zďaleka najbežnejšia, pretože oceľový stĺp je v kontakte s atmosférou počas obrábania, prepravy, skladovania a servisu, takže podmienky pre atmosférickú koróziu sú vždy prítomné.

 

1. Faktory spôsobujúce koróziu oceľových stĺpov.

Hlavné faktory, ktoré spôsobujú hrdzavenie a koróziu oceľového stĺpa, sú tieto:

 

1.1 Relatívna vlhkosť atmosféry.

Pri danej teplote sa pomer obsahu vodnej pary vo vzduchu k jej obsahu nasýtenej vodnej pary nazýva relatívna vlhkosť. Pod určitou relatívnou vlhkosťou je miera hrdzavenia a korózie oceľového stĺpa veľmi nízka, zatiaľ čo nad touto relatívnou vlhkosťou miera hrdzavenia prudko stúpa; táto hodnota relatívnej vlhkosti sa nazýva kritická vlhkosť. Kritická vlhkosť ocele je asi 75%. Najväčší vplyv na koróziu kovov má atmosferická relatívna vlhkosť: akonáhle vzdušná vlhkosť prekročí kritickú vlhkosť, na povrchu ocele sa vytvorí film vody alebo vodných kvapiek a ak sa škodlivé nečistoty vo vzduchu rozpustia v tomto filme alebo kvapkách, vytvorí sa elektrolyt a urýchli sa korózia.

 

1.2 Teplota a vlhkosť vzduchu.

Atmosférická teplota a vlhkosť spolu ovplyvňujú hrdzavenie. Rýchlosť hrdzavenia závisí od obsahu vodnej pary vo vzduchu a zvyšuje sa so stúpajúcou teplotou vzduchu. Platí to najmä vo vlhkom prostredí, kde čím vyššia teplota, tým rýchlejšie hrdzavenie - a tým viac nad kritickou vlhkosťou. Okrem toho, ak je medzi atmosférou a oceľou rozdiel teplôt, na chladnejšom povrchu stožiara sa tvorí kondenzát a spôsobuje aj hrdzavenie.

 

1.3 Korozívne plyny.

Spomedzi korozívnych plynov v znečistenom ovzduší má na hrdzavenie oceľových stĺpov najväčší vplyv oxid siričitý. Kyslík v atmosfére pôsobí na hrdzavenie oceľových stožiarov najvytrvalejšie a svoj účinok má neustále.

 

1.4 Iné faktory.

Atmosféra obsahuje veľké množstvo prachu - dymu, uhoľného popola, chloridov, kyselín, zásad, solí atď. -, medzi ktorými majú najväčší vplyv chloridy.

 

 

2. Antikorózna-úprava.

Aby hrdza a korózia neznižovali štrukturálnu pevnosť stĺpa a vytvárali bezpečnostné riziko, oceľové stĺpy musia byť ošetrené antikoróznou úpravou. Antikorózne metódy sú preventívne opatrenia zamerané na príčiny korózie. Prevencia hrdze znamená zamedzenie alebo spomalenie účinkov vlhkosti, vysokej teploty, oxidácie, chloridov a iných faktorov. V súčasnosti sa bežne používajú tieto metódy:

 

2.1 Žiarové-zinkovanie ponorom.

Proces a metóda ponorenia pred-upravených oceľových alebo liatinových dielov-do roztaveného zinku tak, aby sa na ich povrchu vytvoril povlak zo zinku a/alebo zliatiny zinku a železa. Hrúbka zinkového povlaku by mala dosahovať 65–90 μm. Zinkový povlak pozinkovaných dielov by mal byť rovnomerný a hladký, bez otrepov, kvapiek a prebytočných hrudiek; povlak by mal byť pevne spojený so substrátom oceľového stĺpa a po skúške kladivom by sa povlak nemal odlupovať ani vytvárať pľuzgiere.

 

2.2 Práškové lakovanie.

Práškové lakovanie sa nanáša po žiarovom-zinkovaní ponorom. Prášok by mal byť vonkajší-prášok; náter sa nesmie odlupovať a praskať a pri testovaní pevnosti spojenia medzi náterom a podkladom nesmie dôjsť k odlupovaniu alebo praskaniu. Práškové lakovanie ďalej zlepšuje odolnosť oceľového stĺpa proti korózii a výrazne zlepšuje jeho dekoratívny vzhľad so širokým výberom farieb; jeho nevýhodou sú relatívne vysoké náklady.

 

 

Výpočet pevnosti na základni oceľového stĺpu

 

Svetelný stĺp je vystavený dvom formám zaťaženia.

Jedným z nich je jeho vlastná{0}}váha. V prípade jedného-pólu oblúka vzniká vlastná-váha z hmotnosti ramena lampy a hlavy svietidla, čo vytvára ohybový moment v rovine ramena lampy. V prípade pólu s dvojitým{5}}oblúkom sa situácia mení v závislosti od dĺžky oboch ramien: po čiastočnom vyrovnaní ohybových momentov spôsobených závažiami ramien a hláv svietidiel dlhého a krátkeho oblúka, rozdiel medzi nimi, pôsobiaci v rovine ramien, tvorí moment vlastnej hmotnosti.

 

Pre pól s dvojitým{0}}oblúkom s oblúkmi rovnakej dĺžky sú momenty vyrovnané, ak sú svietidlá a ich priradené elektrické komponenty v tejto rovine identické; ak nie sú totožné, rozdielom hmotnosti svietidiel a ich elektrických komponentov vzniká v rovine ramien ohybový moment.

 

Okrem vlastnej hmotnosti pochádza ďalšie zaťaženie tyče od vetra. Pevnosť tyče musí spĺňať nasledujúce požiadavky:

• Keď je smer vetra rovnobežný s rovinou ramena lampy, maximálne ohybové momenty produkované vetrom-exponovanými oblasťami hlavy svietidla a stĺpa v priečnych-rezoch na konzole-k-pripojeniu stĺpu, na dvierkach údržby a na úrovni zeme musia byť menšie než povolená hodnota;
• Keď je smer vetra kolmý na rovinu ramena lampy, potom okrem ohybového momentu vytváraného vetrom -exponovanou oblasťou samotného hriadeľa, zaťaženie vetrom na hlavu svietidla a rameno lampy jedného- stĺpa oblúka vytvára aj ohybový moment a krútiaci moment v rovine stĺpa; všetky tieto momenty musia byť menšie ako prípustná hodnota.

 

Zaťaženie vetrom závisí od polohy, oblasti a nadmorskej výšky vypočítaného pólu, to znamená:

p0=Kv2/16

p0 je ovplyvnené rôznymi koeficientmi dosadenými do výpočtu, ako sú rozmery pólu, tvar prierezu pólu- a základná perióda jednej vlny oscilácie.

 

Rovnomerne rozložený tlak vetra na stĺp sa vypočíta takto:

p1=p0dˉ H

 

Vo vyššie uvedených dvoch rovniciach: p 0 je tlak vetra na 1 m² pólu (Pa); K je aerodynamický koeficient, ktorý je podľa normy K=0.7 pre kruhové prvky (pre pravidelné šesťuholníkové a osemuholníkové časti sa odporúča použiť K=1.0); v je rýchlosť vetra, všeobecne v=25 m⋅s−1, H je výška pólu (m); a dˉ je stredný priemer pólu (m), kde

dˉ=(d1+d2)/2

Tu d1 je horný priemer pólu (m) a d2 je priemer základne pólu (m). Kužeľ tyče je vo všeobecnosti 1/90, 1/100 alebo 1/110 alebo je nerovnomerný.

 

Hrúbka steny oceľových stožiarov s výškou 12 m a nižšie je 4 mm. Pri hrúbke steny 3,0 mm je stĺp náchylný pôsobením vetra a prechádzajúcich ťažkých vozidiel vibrovať, čo uvoľňuje skrutkové spoje a ovplyvňuje svietidlo.

 

Ochranné uzemnenie oceľových stĺpov osvetlenia

Oceľové osvetľovacie stožiare, ovládacie skrinky a podobné inštalácie obsahujú vo vnútri elektrické zariadenia a človek stojaci na zemi sa ich môže kedykoľvek dotknúť. Akonáhle izolácia zlyhá a telo pólu sa stane živým, dotykové napätie sa aplikuje priamo na ľudské telo, čo má vážne následky. Preto každý kovový kryt, ktorý obsahuje elektrické zariadenie a ktorého sa môže dotknúť osoba stojaca na zemi, musí byť spoľahlivo spojený s ochranným vodičom -, teda uzemneným alebo pripojeným k nule.

 

Nízkonapäťové distribučné systémy sú klasifikované podľa ich uzemňovacieho usporiadania do troch typov - TN, TT a IT - a systém TN sa ďalej delí na tri typy podľa toho, ako sa kombinuje neutrálny vodič (N) a ochranný vodič (PE):

• Systém TN-S: vodiče N a PE sú po celej dĺžke oddelené od zdroja. PE vodič bežne neprenáša prevádzkový prúd, takže bezpečnosť je najlepšia.
• Systém TN-C: vodiče N a PE sú spojené do jedného vodiča PEN, čím sa ušetrí jeden vodič. Vodič PEN však normálne vedie prevádzkový prúd a ak sa zlomí, kryt zariadenia sa zdvihne na fázové napätie cez zaťažovací obvod, takže bezpečnostná rezerva je nízka.
• Systém TN-C-S: predná časť používa vodič PEN, ktorý je na vstupnom konci ovládacej skrinky rozdelený na samostatné vodiče N a PE a potom sa nesmie znova kombinovať. Toto spája bezpečnosť s hospodárnosťou elektroinštalácie a je to najrozšírenejšia prax v projektoch osvetlenia ciest.

 

V systéme TN-C, keďže vodiče N a PE sú kombinované, musí byť splnená aj nasledujúca požiadavka: pre nízkonapäťové elektrické zariadenie s priamo uzemneným neutrálom, aby sa zabezpečilo automatické odpojenie chybnej sekcie, skratový-prúd nesmie byť menší ako 4-násobok menovitého prúdu poistkového prvku v najbližšom bode (alebo 5-násobok okamžitého prúdu). krátke-časové{6}}oneskorenie) prevádzkový prúd automatického prepínača.

 

Skutočná prax je nasledovná: φ10 mm žiarovo pozinkovaná kruhová oceľ{1}} sa položí pozdĺž celej čiary pozdĺž zakopaného kábla a uloží sa priamo do zeme (obrázok 6.3.9); vodič PEN je pripojený k uzemňovacej sieti transformátora na transformátore a je spoľahlivo spojený v dvoch bodoch so všetkými ovládacími skriňami, oceľovými stĺpmi osvetlenia, kovovými podstavcami osvetlenia a podobnými časťami pozdĺž vedenia; samostatná uzemňovacia elektróda je inštalovaná na prednom konci, vzdialenom konci a každom bode odbočenia vedenia a na každom treťom póle; odpor jednotlivej uzemňovacej elektródy nesmie presiahnuť 10 Ω a odpor celej uzemňovacej siete nesmie presiahnuť 4 Ω; tam, kde sú tieto limity prekročené, možno použiť činidlo na zníženie dlhodobého -činného odporu-, ale korozívne látky, ako je kuchynská soľ, sú zakázané - krátkodobo znižujú odpor, ale z dlhodobého hľadiska korodujú uzemňovacie teleso.

 

Uzemnenie je poslednou líniou obrany a nemôže nahradiť izoláciu. Vo vnútri dvierok údržby by mali byť káble pripojené pomocou spojovacej skrinky s plastovým krytom alebo svorkovnicou s kolíkovým-typom; mala by sa zvýšiť úroveň izolácie vodičov, predradníkov a iných komponentov, mali by sa prísne vyberať výrobcovia a prísne sa vykonávať testovanie a mal by sa zaviesť „štandard prevedenia inštalácie“. Bezpečnosť oceľových stožiarov môže byť konečne zaručená iba vykonaním opatrení na zabránenie úniku-v celom procese výberu materiálu, konštrukcie, preberania, prevádzky a údržby a správnym použitím systému troch -vodičov alebo piatich{5}}vodičov.

 

 

Vzhľadový dizajn oceľových stĺpov osvetlenia

Základnou funkciou svetelného stĺpa je držať svietidlo v správnej polohe a poskytovať oporu. Stĺp má zároveň aj dekoratívnu úlohu. Pre účastníkov cestnej premávky - chodcov, cyklistov a vodičov motorových vozidiel - nemožno ignorovať tvar stĺpa v ich zornom poli: ľudia si nemusia všimnúť svietidlo vysoko na stĺpe, pretože je oveľa menšie ako stĺp, ale samotný stĺp udrie do očí priamo v smere horizontálnej jazdy. S ekonomickým rozvojom a rastúcimi estetickými štandardmi sa teda vzhľadu svetelných stožiarov venuje čoraz väčšia pozornosť.

 

Vzhľadový dizajn svetelných stožiarov vychádza zo záujmu o cestnú krajinu. Mala by byť podriadená dizajnu krajiny cesty ako celku a zároveň musí v prvom rade spĺňať požiadavky na osvetlenie a bezpečnostné hľadiská. Pri dizajne vzhľadu svetelného stožiara je preto potrebné zvážiť nasledujúce aspekty.

 

1. Bezpečnostné požiadavky

Bezpečnosť je základnou požiadavkou, ktorú by mal dizajnér vždy zvážiť ako prvý. Bezpečnosť stožiaru je zabezpečená niekoľkými aspektmi, ako je kvalita ocele stožiaru a antikorózna úprava; aspekty súvisiace s dizajnom vzhľadu sú výpočet zaťaženia a zabezpečenie pevnosti. Stĺp zložitého tvaru je niekedy skutočne veľmi atraktívny, ale čím zložitejšia je konštrukcia, tým zložitejší je výpočet pevnosti a tým väčšia je obtiažnosť zaistenia bezpečnosti; Pri výbere takýchto pólov je preto nevyhnutné prísne overovanie.

 

2. Požiadavky na osvetlenie

Požiadavky na osvetlenie sú ďalšou základnou požiadavkou dizajnu vzhľadu stožiarov. Ako bude zrejmé z obsahu kapitoly 7, dizajnér prechádza komplexnou prácou pri výbere vhodných svietidiel a svetelných zdrojov a pri určení polohy každého pouličného osvetlenia - vrátane jeho výšky, rozstupu, dĺžky konzoly a uhla sklonu - a všetky tieto parametre sa riadia stĺpom.

 

Aby sa zabezpečila kvalita osvetlenia v konkrétnom projekte cestného osvetlenia, po určení montážnych parametrov svietidiel musí dizajn stožiaru spĺňať požiadavky týchto parametrov: bez ohľadu na vzhľad stožiara sa nesmie meniť výška upevňovacieho bodu svietidla, nesmie sa meniť horizontálna dĺžka ramena svietidla a nesmie sa meniť ani uhol sklonu ramena svietidla (okrem prípadov, keď samotné svietidlo umožňuje nastavenie jeho montážneho uhla). V opačnom prípade sa bude kvalita osvetlenia vo väčšej či menšej miere odchyľovať od zamýšľaného výsledku návrhu.

 

Ďalším aspektom požiadavky na osvetlenie je, že inštalácia a údržba by mali byť pohodlné; z tohto hľadiska by vzhľad tyče nemal byť príliš-zložitý.

 

 

3. Estetické požiadavky

Estetické požiadavky sú východiskovým bodom dizajnu vzhľadu stĺpov. Vzhľad stĺpa nemožno posudzovať izolovane, ale mal by sa posudzovať komplexne spolu so všetkými súvisiacimi faktormi. V menšom meradle medzi tieto faktory patrí štýl svietidla, tvar priečneho{2}}rezu cesty, či je chodník asfaltový alebo cementobetónový, výsadba pri ceste, štýl sochy pri ceste a trieda a povaha cesty; vo väčšom meradle zahŕňajú zastavané alebo prírodné prostredie na oboch stranách cesty, funkciu mestskej časti, históriu mestskej časti a estetický vkus obyvateľov mesta.

 

Vizuálna príťažlivosť vzhľadu oceľového stožiara vychádza najmä z kombinácie a variácií línií jeho konštrukčných častí a najmä zo zmien v tvare ramena lampy a pridania dekoratívnych línií; v prepracovanejších dizajnoch je rameno lampy tvarované do rôznych profilov a spolu s ním je štylizovaný aj hlavný stĺp.

 

Vizuálna príťažlivosť vychádza aj z povrchovej úpravy palice. S rozvojom technológie práškového lakovania čoraz viac stožiarov dostáva farby v širokej škále odtieňov, čím sa upúšťa od monotónnej šedej pozinkovaného stožiara minulosti a pridáva sa viac prvkov krásy.

 

4. Požiadavky na náklady

Zavedenie rôznych typov palíc skutočne obohatilo vizuálnu scénu, ale krása má svoju cenu. Každý iný tvar zvyšuje náročnosť obrábania a niektoré dokonca vyžadujú vývoj špeciálnych foriem; na zabezpečenie pevnosti musia byť zložité póly vystužené, čo zvyšuje množstvo použitej ocele; okrem toho sa široko používa práškové lakovanie atď. To všetko podstatne zvyšuje výrobné náklady na stĺp.

 

Existuje aj skrytá cena, ktorú možno ľahko prehliadnuť: niektoré vysoko individuálne návrhy stĺpov nedosahujú zamýšľané skrášlenie a namiesto toho sa stávajú formou vizuálneho znečistenia, ktoré ovplyvňuje cestu a dokonca aj obraz mesta - a tieto náklady sú príliš vysoké.

 

 

Záver

A stĺp pouličného osvetleniamôže byť len nosným komponentom, no práve tam sa stretáva bezpečnosť, funkcia a vzhľad: dvierka na údržbu, protikorózna ochrana, pevnosť základne a uzemnenie určujú, či stoja bezpečne a trvanlivo, zatiaľ čo ich vzhľad určuje, či sú v súlade s prostredím vozovky. Tieto dve veci sú prioritou, nie opozíciou.