1.2 Данные информационных источников
В качестве объектов для сравнения выбраны 4 типа уличных светильников с высокими значениями светового потока: два - на газоразрядных лампах ДНаТ (ЖКУ-35-250-001 – 27клм, ЖКУ-35-400-001 – 48 клм) и три на светодиодах – новейшие модели: компании "ФОКУС" (г. Щелково) УСС 300- МАГИСТРАЛЬ "Ш" (27 клм), компании GALAD - модульный светильник ДКУ 01-160х1-001 (16 клм) компании LEDEL (г. Казань) L-street 200XP-G/25272/270/Ш (25,3 клм) и компании “ Атомсвет“ РLANT 02-100-13500-164 .
Как сообщают разработчики, "светодиодный светильник "УСС 300 Магистраль" является самым мощным светильником из серии УСС Магистраль. Светильник предназначен для качественного освещения автотрасс категории А. Светильник является заменой ламп ДНАТ 400 с улучшением всех основных показателей качества освещения. Компания ФОКУС подписала договор с корпорацией NICHIA – Япония на эксклюзивное использование новых светодиодов с первичной оптикой в своих светильниках. Появление данных светодиодов стало возможным благодаря длительной и скрупулезной работе инженеров наших компаний" [1].
В таблице 1 приведены некоторые данные, характеризующие сравниваемые светильники. Однако для оценки их соответствия требованиям вновь введенного ГОСТ 54350-2011 и скорректированного СНиП 23-05-95* (СП 52.13330.2011 - Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*) в отношении равномерности освещенности и яркости полотна дороги требуется провести соответствующие расчеты.
Таблица 1 - Характеристики сравниваемых светильников
Наименование, изготовитель
|
Вид источ-ника света
|
Свето-
вой
поток, клм
|
Потреб-
ляемая мощность,
Вт
|
Степень
Защиты
оболочки
|
Габариты, мм
|
Вес, кГ
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
ЖКУ-35-250-001
|
ДНаТ-250
|
30
|
250
|
IP53
|
755×375×345
|
11,6
|
ЖКУ-35-400-001
|
ДНаТ-360
|
48
|
400
|
IP53
|
755×375×345
|
13,4
|
ДКУ01-160х1-001 GALAD
|
Светодиоды
|
16
|
160
|
IP65
|
1210×407×148
|
13,66
|
УСС-300
ФОКУС
|
Светодиоды компании Nichia
|
27
|
300
|
IP67
|
820×174×68
|
17,2
|
Модульный светильник ОКБ МЭЛЗ ("СДСНО МЭЛЗ")
|
Светодиоды XM-L компании Cree
|
19
|
240
|
IP65
|
450×360x400
|
10.5
|
L-street 200XP-G/25272/270/Ш, LEDEL, Казань
|
CREE XP-G
|
25.3
|
270
|
IP66
|
155×1030×245
|
10.5
|
PLANT 02-100 13500-164
|
Светодиоды компании Nichia
|
13,5
|
164
|
IP65
|
672×196×1126,4
|
6.4
|
К сожалению, для почти всех отечественных светильников отсутствуют плагины, позволяющие рассчитывать освещенность и яркость контрольного участка дороги с помощью известной программы DIALux (в данной работе в качестве контрольного принят участок длиной 35 м и шириной 20 м с трехполосным движением в обе стороны и высотой подвеса источника света 11 м). Поэтому для расчетов для светильников, производимых компанией GALAD (первые три строки таблицы 1) принята отечественная программа Light-in-Night Road (разработчик ООО "СветоСервис") [2].
В отличие от зарубежных программ светотехнического проектирования, в программе Light-In-Night заложены характеристики дорожных покрытий, соответствующие действующему в России ГОСТ26824-86. Светотехнические расчеты, выполненные в программе с учетом данных характеристик, являются абсолютно достоверными и в наибольшей степени соответствующими российским реалиям, нежели расчеты, проведенные в аналогичных программах с отличными от российских типами асфальтов.
Ниже приведены расчеты освещенности и яркости для некоторых из перечисленных выше светильников, включая модульный, созданный в рамках настоящей НИР (далее СДСНО МЭЛЗ). К сожалению, не проведены расчеты для светильников УСС 300 "Магистраль" (ООО "Фокус") и L-street 200XP-G/25272/270/Ш (ООО "LEDEL"), так как для них отсутствуют плагины как для программы DIALux, так и для Light-in-Night. Расчет для СДСНО МЭЛЗ проведен по программе, созданной авторами отчета (см. [3] ).
Светильник ЖКУ-35-250-001. На рис. 1 приведена его КСС. На рисунках 2 и 3 изображены соответственно распределения освещенности и яркости на контрольном участке дороги (длина 35 м, ширина 20 м, высота источника света 11 м).
Рисунок 1- КСС светильника ЖКУ-35-250-001 (световой поток 30 клм)
Рисунок 2 - Распределение освещенности на контрольном участке дороги для светильника ЖКУ-35-250-001
Рисунок 3- Распределение яркости на контрольном участке дороги для светильника ЖКУ-35-250-001
В таблице 2 приведены расчетные показатели, полученные по программе Light-in-Night.
Таблица 2 - Расчетные показатели для светильника ЖКУ-35-250-001 по программе Light-in-Night.
Показатель
|
ЖКУ-35-250-001
|
Lср, кд/м2
|
1.63
|
Lмин/Lср
|
0.57
|
Lмин/Lмакс
|
0.49
|
Eср, лк
|
26.3
|
Eмин/Еср
|
0.73
|
Eмакс/Еср
|
1.4
|
TI, %
|
11.1
|
P
|
69
|
UE
|
0.61
|
Светильник ЖКУ-35-400-001. Форма КСС близка к приведенной на рис. 1.
На рисунках 4 и 5 изображены соответственно распределения освещенности и яркости на контрольном участке дороги.
Рисунок 4 - Распределение освещенности для светильника ЖКУ-35-400-001 (световой поток 48 клм).
Рисунок 5 -Распределение яркости для светильника ЖКУ-35-400-001
В таблице 3 приведены показатели светильника ЖКУ-35-400-001, рассчитанные по программе Light-in-Night.
Таблица 3 - Расчетные показатели для светильника ЖКУ-35-400-001 по программе Light-in-Night.
Показатель
|
ЖКУ-35-400-001
|
Lср, кд/м2
|
2.75
|
Lмин/Lср
|
0.56
|
Lмин/Lмакс
|
0.51
|
Eср, лк
|
43.8
|
Eмин/Еср
|
0.77
|
Eмакс/Еср
|
1.3
|
Светильник ДКУ01-160х1-001 (световой поток 16 клм). Его КСС приведена на рис. 6. На рисунках 7 и 8 изображены соответственно распределения освещенности и яркости на контрольном участке дороги.
В таблице 4 приведены показатели светильника ДКУ01-160х1-001, рассчитанные по программе Light-in-Night.
Рисунок 6 - КСС светильника ДКУ01-160х1-001
Рисунок 7 - Распределение освещенности для светильника ДКУ01-160х1-001 (световой поток 16 клм).
Рисунок 8 - Распределение яркости для светильника ДКУ01-160х1-001
Таблица 4 - Показатели светильника ДКУ01-160х1-001
Показатель
|
ДКУ01-160х1-001
|
Lср, кд/м2
|
1.25
|
Lмин/Lср
|
0.55
|
Lмин/Lмакс
|
0.51
|
Eср, лк
|
23.3
|
Eмин/Еср
|
0.38
|
Eмакс/Еср
|
1.7
|
TI, %
|
6.3
|
P
|
41
|
UE
|
0.67
|
Светильник СДСНО МЭЛЗ.
На основе результатов, полученных при выполнении этапа 3 НИР произведена оптимизация светильника с целью снижения его стоимости при сохранении тепловых и светотехнических параметров. С помощью упомянутой выше авторской программы проведено моделирование показателей освещенности и яркости для большого числа вариантов компоновки светильника. В результате выбрана компоновка из пяти модулей, приведенная в таблице 5.
Таблица 5 - Выбранная (предположительно оптимальная) компоновка СДСНО МЭЛЗ.
Номер модуля
|
Угол наклона вдоль дороги, град.
|
Угол наклона поперек дороги, град
|
Число СД типа XM-L
|
Тип вторичной оптики
|
Сила света одного СД, кд
|
1 и 5
|
55
|
25
|
8
|
CXM-M
|
1300
|
2 и 4
|
35
|
25
|
8
|
CXM-W
|
538
|
3
|
0
|
25
|
8
|
CXM-W
|
538
|
На рисунках 9 и 10 изображены соответственно распределения освещенности и яркости на контрольном участке дороги.
В таблице 6 приведены показатели оптимизированного светильника СДСНО МЭЛЗ, рассчитанные по авторской программе.
Рисунок 9 - Распределение освещенности для светильника СДСНО МЭЛЗ
Рисунок 10 - Распределение яркости для светильника СДСНО МЭЛЗ на крайней (самой близкой к опорам) полосе.
Это распределение приведено для наблюдателя, отстоящего на 60 м от начала контрольного участка, на оси крайней (находящейся рядом с опорами) полосы движения – самой неблагоприятной, для которой рассчитывается показатель Lmin/Lmax в программе Light-in-Night [2].
Таблица 6 - Показатели светильника СДСНО МЭЛЗ
Показатель
|
СДСНО МЭЛЗ
|
Lср, кд/м2
|
3,2*
|
Lмин/Lср
|
0,77
|
Lмин/Lмакс
|
0,7
|
Eср, лк
|
31*
|
Eмин/Еср
|
0.55
|
Eмакс/Еср
|
1,47
|
* с учетом коэффициента запаса 1,5
В таблице 7 приведены сравнительные расчетные показатели освещенности и яркости для рассмотренных выше светильников.
Таблица 7- Сравнительные показатели освещенности и яркости
Наименование светильника
|
Еср, лк
|
Емин/Еср
|
Lср, кд/м2
|
Lмин/Lср
|
Lмин/Lмакс
|
ЖКУ-35-250-001
|
26,3
|
0,73
|
1,63
|
0,57
|
0,63
|
ЖКУ-35-400-001
|
43,8
|
0,77
|
2,77
|
0,55
|
0,53
|
ДКУ01-160х1-001
|
23,3
|
0,38
|
1,25
|
0,51
|
0,53
|
СДСНО МЭЛЗ
|
31*
|
0,55
|
3,2*
|
0,77
|
0, 7
|
Требования СНиП для категории А исполнения А1
|
Не менее 30
|
Не менее 0,35
|
Не менее 2
|
Не менее 0,4
|
Не менее 0,7
|
с учетом коэффициента запаса 1,5
По данным информационных источников в таблице 8 приведены параметры светодиодных светильников для наружного освещения наиболее востребованных на отечественном рынке.
Из таблиц 7 и 8 видно, что лишь светильник СДСНО МЭЛЗ обеспечивает на контрольном участке дороги требования, соответствующие категории А, класс исполнения А1 по СНиП, существенно превосходя по показателям светодиодные светильники других производителей и светильники на натриевых газоразрядных лампах.
В соответствии с введенным в действие с 1.07. 2012г ГОСТ 54350-2011 в работе проведена оценка параметров пяти модульного осветительного прибора (СДСНО МЭЛЗ) на соответствие критериям определенных в ГОСТ 54350-2011 по методикам измерения приведенным там же. Сравнительные технические и тепловые показатели осветительного прибора СДСНО "МЭЛЗ" в сравнении с ближайшими аналогами приведены в таблицах 9 и 10 .
Таблица 8- Параметры уличных светильников
|
Изготовитель
|
Тип тепловой системы
|
Вес, кГ
|
Свето-вой поток, лм
|
Тип КСС
|
Катего-рия объекта освеще-ния
|
Отноше-ние массы к 1 клм светового потока
|
|
Церс/Россия [ 11]
|
Пассивная
|
14
|
15000
|
Ш
|
А, А2
|
0,93
|
|
Атомсвет/Россия[ 12]
|
Пассивная
|
6,4
|
13500
|
Ш
|
А, А2
|
0,47
|
|
Galad /Россия [13]
|
Пассивная
|
13,7
|
16000
|
Ш
|
А, А2
|
1,51
|
|
ELGO/Польша [14]
|
Пассивная
|
11,8
|
9100
|
Ш
|
А, А3
|
1,3
|
|
Фокус / Россия [5]
|
Пассивная
|
17,2
|
27000
|
Ш
|
А, А2
|
0,64
|
|
ОКБ "МЭЛЗ" - экспериментальный
( 8 светодиодных модулей )
|
Активная
|
17
|
27000
|
Ш
|
А, А1
|
0,62
|
|
ОКБ "МЭЛЗ"-перспективный (5 светодиодных модулей)
|
Активная
|
10,5
|
|
Ш
|
А, А1
|
0,49
|
Таблица 9 - Технические показатели осветительных приборов СДСНО МЭЛЗ и ближайших аналогов.
Наименова-ние, изготовитель
|
Све-то-
вой
по-ток клм
|
Свето-вая от-дача,
норма
>65
лм/Вт
|
Потреб-
ляемая мощ-ность,
Вт
|
Число свето-диодов
|
Коэффи-циент световой отдачи,
>60%
|
Вес, кГ, отноше-ние веса к световому потоку,
кГ/клм
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
ДКУ01-160х1-001 GALAD
|
16
|
89,75
|
160
|
80*
|
Нет данных
|
13,66
______
0,854
|
УСС-300
ООО "ФОКУС"
|
27
|
90
|
300
|
144
|
Нет данных
|
17,2
_____
0,64
|
Продолжение таблицы 9
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
L-street 200XP-G/25272/270/Ш, LEDEL, Казань
|
25.27
|
93,6
|
270
|
108
|
Нет данных
|
10.5
_____
0,41
|
"Modula LZ -40D, "Церс", Ростов-на-Дону
|
15
|
68
|
220
|
Нет данных
|
Нет данных
|
14
_____
0,93
|
Модульный светильник ОКБ МЭЛЗ ("СДСНО МЭЛЗ")
|
19
|
79
|
240
|
40
|
73%
|
10,5
_____
0,49
|
PLANT 02-100-13500-164
|
13,5
|
82,3
|
164
|
100
|
Нет данных
|
6,4
______
0,47
|
В таблице 10 приведены сравнительные показатели по тепловым критериям и температурным режимам светодиодов для приборов СДСНО "МЭЛЗ и PLANT 02-100-13500-164 (ООО "Атом свет")
полученные в результате замеров действующих образцов и расчета температуры p/n перехода кристалла СД проведенного по методике изложенной в работе (3)
Таблица 10 - Тепловые показатели действующих образцов светильников PLANT 02-100-13500-164 (ООО "Атом свет") и СДСНО "МЭЛЗ"
Наименование осветительного прибора
|
Спад светового потока за время стабилизации теплового режима,%
( не более 15% )
|
Рабочая температура поверхности радиатора при температуре окружающей среды 25
°C
|
Потреб-
ляемая мощность ИС,
Вт
|
Рабочая температура p/n перехода кристалла (расчетная ) при температуре окружающей среды + 40
°C
|
Отношение массы к световому потоку
кг/клм
|
PLANT 02-100-13500-164
( светодиоды Nichia)
|
8 %
|
58
|
164
|
Нет данных
|
0,47
|
Пятимодульный светильник ОКБ МЭЛЗ ("СДСНО МЭЛЗ")
(светодиоды
ХМ-L , Сree) )
|
3,5%
|
45
|
238
|
81
(допустимая 101град С)
|
0, 48
|
|
