Режим роботи зовнішнього освітлення і безпека руху

Визначено [75], що відносна небезпека окремих періодів доби, якщо вважати за одиницю день, співвідноситься як 1 (день): 4 (ніч): 23 (ранкові сутінки): 83 (вечірні сутінки). Кафедрою МБ КНУБА розроблена методика, яка дає змогу оптимізувати час ввімкнення (вимкнення) зовнішнього освітлення відповідно до потреб руху в різні періоди доби.

Першим етапом є побудова планограми дорожньо-транспортних пригод (ДТП), яка будується в осях прямокутних координат. Спочатку на осі абсцис відкладаються дні і місяці року (масштаб: 1 день = 2мм), а по осі ординат, починаючи з 16.00 (для міст, що знаходяться приблизно на 50^о півн. широти – Київ, Харків та ін.), відкладають хвилини (1 хв = 1мм), з розбивкою цілої доби погодинно, тобто 24х60 = 1240 хвилин.

Далі за обліковими картками ДАІ позначають ДТП, що сталися в цьому місті протягом останніх трьох років. Для кожного року обирають окреме позначення, наприклад кружечок, квадратик, трикутничок. Для цього використовують дані з облікової картки про дату і час ДТП, які і є координатами. Кожній ДТП надається порядковий номер, за яким можна у створеній базі даних визначити місце, причину дорожньої пригоди, чи було ввімкнене ЗО, якщо вона сталася в темний час доби, та інші характеристики ДТП.

Далі на кресленні за астрономічним календарем за допомогою ліній позначають схід і захід Сонця, а також час закінчення вечірніх і початку ранкових цивільних сутінок, що відповідає заходу Сонця за горизонт на кут 6^о.

Отримане таким чином креслення називається планограмою ДТП (рис. 5.7).

На другому етапі для кожного місяця року будують графіки питомої небезпеки (рис. 5.8). На осі абсцис відкладають 24 години доби з їхнім поділом на періоди ночі, дня і сутінок, якщо це потрібно. Наприклад (рис. 5.8), у Києві в лютому в проміжку часу з 7.00 до 8.00 години на ніч припадає 1018 хв, на ранкові сутінки – 598 хв і на день – 64 хв, у сумі – 1680 хв, тобто тривалість кожного часового проміжку в лютому становить: 28 днів х 60 = 1680 хв. На осі ординат відкладають тривалість часових проміжків залежно від кількості днів у році. Нижче від цього графіка з планограми ДТП (рис. 5.7) за кожен рік кожної години, а в розбитій на окремі частини годині – в кожній її частині позначають кількість ДТП. У наступному стовпці визначають середньорічну кількість ДТП і далі за формулою обчислюють небезпеку для кожного періоду, що являє собою відношення середньорічної кількості ДТП у цьому часовому проміжку до тривалості цього проміжку і частки інтенсивності руху транспорту в ньому, яка розраховується на основі обстежень для кожного міста окремо. Визначену в такий спосіб питому небезпеку відображають графічно в масштабі під відповідним часовим проміжком.

Рис. 5.7. Планограма ДТП

________ лінія заходу (сходу) сонця - - - - - лінія кінця (початку) сутінків

Рис. 5.8. Графік питомої небезпеки за лютий (Київ; 50,5⁰ п.ш.)

Рис. 5.9. Варіанти режимів експлуатації зовнішнього освітлення

- черговий режим

1 – лінія моментів заходу сонця

2 – лінія моментів сходу сонця

Третій етап. За графіками питомої небезпеки, складеними для кожного місяця року, будують варіаційні графіки небезпеки для кожного періоду доби: день, ніч, ранкові і вечірні сутінки. Ці графіки являють собою ранжовані (від максимуму до мінімуму) гістограми, що об’єктивно відображають картину дійсної небезпеки (відповідно до руху транспорту і пішоходів) у місті в різний час доби. Їх можна застосовувати для визначення моментів увімкнення (вимкнення) ЗО, вирішення питань організації руху, а також планування заходів з профілактики ДТП.

Технічною частиною експлуатації установок ЗО передбачено: ввімкнення і вимкнення; контроль за їхньою роботою; заміну ламп, очищення світильників чи їхню заміну; усунення пошкоджень в електрообладнанні, мережі тощо.

Вуличні освітлювальні установки експлуатують: у вечірньому режимі, коли їх увімкнуто на встановлену потужність; у нічному режимі, коли частина встановленої потужності в період значного зниження інтенсивності руху вимикається. Увімкнення і вимкнення ЗО відбувається за добовим графіком, який змінюється залежно від географічних координат населених пунктів.

Початок чи кінець кожного режиму повністю визначають чотири моменти:

m₁ – момент увімкнення ЗО увечері;

m_{2 –} момент переходу на нічний режим експлуатації, коли частина світильників вимикається;

m₃ – момент переходу на робочий режим у ранкові години;

m₄ – момент вимкнення ЗО вранці.

Якщо лінії моментів часу m₁ и m₄ фіксовані закінченням і початком цивільних сутінків, то моменти m₂ и m₃ для різних міст визначаються за рішенням місцевих Рад і можуть набувати декількох значень, які зумовлюють п’ять можливих принципових варіантів режиму експлуатації ЗО (рис. 5.9):

а) m₂ – постійний протягом всього року (для міст України типовими є такі значення m₂: 23-я, 24-а, 1-а година);

m₃ – діє тільки в I, II, III, X, XI, XII місяці;

б) m₂ – постійний протягом усього року;

m₃ – немає;

в) m₂ – змінюється протягом року (можуть бути різні варіанти, на рис. 5.9 показано два можливих з них);

m₃ – той самий, що й у пункті «а»;

г) m₂ – той же, що в пункті «в»;

m₃ – немає;

д) m₂ и m₃ – немає.

Такий режим застосовують у деяких країнах, й очевидно, що у зв’язку зі зростанням інтенсивності руху транспорту в нічний час доби він буде застосовуватися в Україні.

В основу техніко-економічного розрахунку моментів увімкнення (вимкнення) ЗО міст, які потрібно коригувати кожні десять років, може бути покладений принцип визначення ймовірного зменшення збитків народному господарству від ДТП і порівняння їх з витратами на додаткове споживання електроенергії за більш раннього увімкнення і більш пізнього вимкненні ЗО.

Якщо позначити моменти ввімкнення ЗО як t₁, t₂, t₃, де t₁ – час, що минув після заходу Сонця, зафіксований у хвилинах, і вибрати ці моменти так, щоб t₁ відповідало рівню природної горизонтальної освітленості 30 лк, t₂ – 20 лк і t₃ – 10 лк, можна вивести формулу розрахунку оптимального моменту ввімкнення ЗО у вечірні сутінки. Оскільки моменти часу t₁ змінюються протягом року, потрібно орієнтуватися на середню добу. Наприклад, для населеного пункту, що знаходиться приблизно на широті 50^о (Київ, Львів, Івано-Франківськ), моменти часу t₁, t₂, t₃, належать до середньої доби і відповідно дорівнюють 22,7 хв, 25,5 хв, 29,5 хв.

Припустимо, освітлення в місті вмикається за горизонтальної освітленості 10 лк (t₃), а ми хочемо перейти на ввімкнення за 20 лк (t₂). Цей захід буде доцільним, якщо дотримано умови:

С ≤ S_∆t·K·P, (5.7)

де С – вартість додатково витраченої протягом року електроенергії в гривнях визначається за формулою:

С=6,08·∆t·w·d, (5.8)

де 6,08 – перевідний коефіцієнт хвилин в години (для високосного року дорівнює 6,1);

∆t – різниця між наявним моментом увімкнення освітлення і запропонованим, хв (у цьому прикладі ·∆t = 29,5–25,5=4 хв);

w – встановлена потужність на зовнішнє освітлення в місті, кВт;

d – вартість 1 кВт·год електроенергії в цьому населеному пункті;

S_∆t – збитки від ДТП (у грн), що сталися у вечірні сутінки в проміжку часу ∆t за рік, що передує переходу на більш раннє ввімкнення освітлення;

K – коефіцієнт прогнозу, середній за 3–5 років, що відображає тенденцію до зменшення (збільшення) кількості ДТП в проміжку часу ∆t;

P – імовірність зменшення річної кількості ДТП в проміжку часу ∆t у разі запровадження більш раннього ввімкнення освітлення, дорівнюватиме в середньому 0,3.

Перевірка за наведеною формулою засвідчила, що ввімкнення освітлення потрібно здійснювати за горизонтальної освітленості, що дорівнює 20 лк для міст з населенням до 500 тис. чол., а для міст з населенням понад 1,5 млн чол, доцільним є ввімкнення освітлення за 30 лк.

Загалом за чотирипровідної системи мереж ЗО на магістральних вулицях великих і найбільших міст доцільно застосовувати таку послідовність увімкнення (вимкнення) світильників:

1. Увімкнення світильників, розміщених у найнебезпечніших місцях, у вечірні сутінки за Е_кр=32 лк;

2. Увімкнення всіх світильників за Е=25 лк;

3. Вимкнення 2/3 або половини світильників в черговому режимі (світильники в небезпечних місцях повинні залишатися ввімкненими);

4. Увімкнення усіх світильників о 6-й годині ранку відповідно до зростання інтенсивності руху транспорту і пішоходів;

5. Вимкнення 2/3 або половини світильників за Е_кр = 46 лк;

6. Вимкнення всіх світильників за Е = 60 лк.

5.6. Генеральний план зовнішнього освітлення міста

«Жодне місто не може зростати швидше, ніж його транспорт», – стверджував великий зодчий сучасності Ле Корбюзьє. А ось зовнішнє освітлення (ЗО), що залежить від інтенсивності руху транспорту, йде в ногу з розвитком міста, який відбувається згідно з генеральним планом, складеним на 20–25 років.

На такий тривалий період спланувати систему зовнішнього освітлення міста важко. Тож чи потрібен генеральний план, чи не достатньо генеральної схеми ЗО міста? Адже є схеми районного розпланування, комплексні транспортні схеми (КСТ), схеми розміщення гаражів і стоянок і, нарешті, з 1990 р. в Україні впроваджено Тимчасові нормативи з проектування комплексних схем організації дорожнього руху (КСОДР), які повинні оновлюватись кожні 5–10 років.

До цього варто додати, що, наприклад, в новому генеральному плані міста Києва, розробленому до 2020 року, в розділі «Проект розпланування приміської зони м. Києва» є ще дві схеми: схема інженерної інфраструктури (водопостачання, каналізація, електропостачання) і схема інженерної підготовки території.

Нині всі розробки з управління системою ЗО міст мають бути спрямовані на виконання двох основних завдань: ощадливого споживання електроенергії і підвищення надійності роботи ЗО. При цьому повинні бути забезпечені такі функції ЗО:

s зниження кількості ДТП в темний час доби;

s підвищення пропускної спроможності магістралей і транспортних вузлів;

s підвищення середньої швидкості руху, але без збільшення кількості ДТП.

Завдяки цьому зменшуються також затримки транспорту на перехрестях і скорочуються витрати робочого часу.

Як бачимо, завдання економії електроенергії суперечить першій функції ЗО, а підвищення надійності ЗО безпосередньо пов’язане зі ступенем безпеки руху в місті в темний час доби.

Усі три зазначені функції розглядаються в КСОДР, зокрема щодо складання карти ДТП, графіків використання пропускної спроможності магістралей, планограм швидкості руху, але подеколи вони не узгоджуються із нормами ЗО.

Кафедрі міського будівництва Київського національного університету будівництва і архітектури (КНУБА) доручено розробку нових ДБН «Склад, зміст, порядок розроблення, узгодження і затвердження комплексних схем організації дорожнього руху у містах України» замість Тимчасових нормативів з проектування КСОДР, затверджених 1990 р. У цьому документі мають бути відображені вимоги до розробки генеральних схем чи генерального плану ЗО міст.

Зовнішнє освітлення міста – це складна система, що охоплює освітлення вулиць і доріг, а також перехресть, пішохідних переходів, зупинок пасажирського транспорту; площ і транспортних розв’язок; естакад і мостів; тунелів і підземних (надземних) пішохідних переходів; стоянок автотранспорту; внутрішньомікрорайонного простору; пішохідних зон (вулиць); садів і парків. Слід згадати ще й архітектурно-декоративне освітлення, рекламу, світлові знаки і табло, світлофори. Усе це світиться різнобарвними вогнями, миготить, створюючи своєрідний колорит нічного міста, проте комплексно не узгоджується одне з одним.

Поки що не розроблені і відповідні умовні позначення. За кордоном, наприклад у Німеччині, застосовується стандарт ДІН № 49782 «Умовні позначення елементів установок зовнішнього освітлення». В Україні планується запровадити «Містобудівний кадастр», у якому має бути відображена й система ЗО міста.

Нагальна потреба в економічно ефективних освітлювальних установках, спроектованих відповідно до засад ергономіки, породила за кордоном нову спеціальність – менеджерів з освітлювальних установок ОУ. Їхнім завданням є керівництво проектуванням ОУ (на основі норм і правил містобудування, архітектури і світлотехніки), вибір і експлуатація відповідних технічних засобів.

Основними завданнями, які доводиться розв’язувати менеджерові ОУ, є збір вихідних даних: обстеження наявних ОУ і документування їхнього стану, характеристики вулиць і площ, розгляд варіантів модернізації (реконструкції) зовнішнього освітлення із заміною світильників або перепроектуванням зовнішнього освітлення, обстеження наявних ОУ і документування їхнього стану тощо. Дані обстеження аналізують за допомогою ЕОМ, після чого складається звіт, в підсумковому розділі якого визначають потреби в обладнанні, матеріалах, трудовитрати і формулюють технічні умови здійснення проекту будівництва чи модернізації ЗО міста. На завершальному етапі менеджер надає керівникові підприємства (наприклад, «Міськсвітло») інструкцію, що містить детальну специфікацію обладнання і його розміщення в окремих зонах міста (виділяють центр, середню зону і периферію), тривалості гарантійних періодів (розрахункових термінів) і детальний опис процедур з обслуговування, управління ЗО та ін.

Як бачимо, без перспективного планування зовнішнього освітлення міста не обійтись. А основою такого планування повинен бути генплан чи схема зовнішнього освітлення, відображені в КСОДР.

Генеральний план зовнішнього освітлення доцільно розробляти в три етапи:

· оцінювання наявного стану;

· перша черга забудови за проектом розпланування і забудови міста;

· розрахунковий термін проекту розпланування.

На першому етапі на плані міста (масштаб 1:5000 або 1:10000) умовними позначками виділяють освітлені і неосвітлені вулиці та їхні особливі ділянки, позначають пункти (шафи) увімкнення ЗО з прив’язкою до магістралей, що мають 4-провідну мережу, вказують світильники, що вимикаються в черговому режимі, і систему світлового коду. Для цього потрібно розробити спеціальні умовні позначки і надати їм ранг стандартних, як це прийнято за кордоном (наприклад, у Німеччині). Ця схема зіставляється зі схемою інтенсивності руху із КСТ, а також з розподілом ДТП (в різні періоди доби) по вулично-дорожній мережі міста, відтак ухвалюється рішення про те, на яких вулицях необхідно виконати реконструкцію системи освітлення.

Крім того, на першому етапі має бути складений перелік вулиць міста із зазначенням їхніх поперечних профілів, довжини, схеми і дати установлення світильників (висота, крок), кількості і типу світильників і опор, розрахункової величини середньої яскравості дорожнього покриття.

На цьому ж етапі доцільно скласти паспорт освітлення особливих місць з метою контролю за надійністю системи зовнішнього освітлення в них. У паспорті кожне перехрестя, зупинка та ін. повинні бути представлені в масштабі 1:1000 (1:500) із зазначенням основних світлотехнічних характеристик освітлювальної установки й елементів дорожнього облаштування.

Очевидно, доцільно скласти також схеми архітектурно-декоративного і рекламного освітлення міста, що забезпечить комплексний підхід до вирішення питань розміщення зовнішніх освітлювальних установок.

На другому етапі повинні бути визначені допустимі стратегії роботи системи зовнішнього освітлення відповідно до зміни інтенсивності руху транспорту і пішоходів і масштабів втрат від ДТП у нічний і сутінковий час.

На цьому етапі виконується схема (масштаб 1:5000 або 1:10000) першочергових реконструктивних заходів із зазначенням черговості реконструкції чи нового будівництва мереж зовнішнього освітлення, оновлюється перелік магістралей і паспорти особливих місць, складається мережевий графік виконання робіт.

На третьому етапі на основі прогнозу зміни інтенсивності руху транспорту і пішоходів й імовірної кількості ДТП у різні періоди доби шляхом моделювання визначають можливі напрями розвитку зовнішнього освітлення міста на період будівництва відповідно до зміни принципів нормування зовнішнього освітлення (якщо такі передбачаються), перспективного типажу світильників і джерел світла, нових досягнень науки і техніки у сфері зовнішнього освітлення міст.

Зовнішнє освітлення міст має відповідати як технічним, так і економічним показникам. Причому економічні показники, зокрема ті, що стосуються реконструкції наявних систем освітлення, відіграють вирішальну роль з огляду на те, що порівнюються технічно рівноцінні варіанти. Критерієм економічності є мінімум приведених витрат, тис. грн/р.:

З = Е·К + З_е = min, (5.9)

де Е_н – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень під час будівництва чи реконструкції. Його значення вибирається, виходячи з бажаного терміну окупності капіталовкладень;

К – капіталовкладення, тис. грн;

З_о – щорічні витрати на експлуатацію, тис. грн/р.:

З_о = Е_а·_·К + Е_пр·К + З_е,, (5.10)

де Е_а та Е_пр – коефіцієнти відрахувань на амортизацію і поточні ремонт;

З_е – вартість спожитої електроенергії, тис. грн/р.

Е = Е_н + Е_а + Е_пр – підсумковий коефіцієнт відрахувань від капіталовкладень у відносних одиницях.

У виборі систем освітлення, їхніх джерел варіанти рішень потрібно оцінювати як за капіталовкладеннями, так і за експлуатаційними витратами, в тому числі і за витратами електроенергії. Порівняння тільки за капіталовкладеннями чи експлуатаційними витратами може виявитись некоректним у зв’язку з різними характеристиками ламп (за світловіддачею або терміном служби). Чому віддати перевагу – економії капіталовкладень чи експлуатаційних витрат? Наразі в Україні ще немає узаконеної методики техніко-економічних розрахунків, в тому числі і для систем зовнішнього освітлення. У деяких випадках рішення може ухвалюватися на базі розрахунків у бізнес-плані, який є основою для реконструкції зовнішнього освітлення. У цьому випадку техніко-економічні розрахунки можуть виявитись непотрібними.

Так, у разі використання сучасних високоефективних джерел світла, незважаючи на імовірно значне підвищення вартості електроенергії, термін окупності витрат може виявитись значно коротшим, ніж чотири роки.

Загальні оцінки основних показників зовнішнього освітлення з огляду на оцінки вартості можуть бути представлені схемою (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Основні показники зовнішнього освітлення

Запитання для самоконтролю

1. Назвіть основні документи, за якими нормується зовнішнє освітлення міст. З якого року вони стали чинними?

2. Які основні функції зовнішнього освітлення міст?

3. Яка класифікація зовнішнього освітлення міст є чинною?

4. У яких одиницях нормується освітлення проїзної частини вулиць?

5. Для яких об’єктів нормування зовнішнього освітлення здійснюється за показником середньої горизонтальної освітленості? Як його визначають?

6. Які типи ламп застосовують у зовнішньому освітленні міст?

7. Що таке світильник і які типи світильників вам відомі?

8. Для чого застосовується крива світлорозподілу світильника?

9. Як відбувається управління вуличним освітленням?

10. Як визначають моменти ввімкнення (вимкнення) зовнішнього освітлення?

11. За якими показниками виконують техніко-економічне обґрунтування систем зовнішнього освітлення?

12. Що таке генеральний план зовнішнього освітлення? На якій стадії містобудівного проектування його потрібно розробляти?

Поиск по сайту: