Analiza oświetlenia wybranych ciągów komunikacyjnych w Radomiu

Transkrypt

1 DYLEWSKI Wojciech 1 WOJCIECHOWSKI Jerzy 2 CISZEWSKI Tomasz 3 Analiza oświetlenia wybranych ciągów komunikacyjnych w Radomiu WSTĘP Jakość oświetlenia drogowego jest jednym z najważniejszych czynników oddziaływujących na stan bezpieczeństwa publiczne oraz bezpieczeństwa ruchu w miastach. Ostatnie lata przyniosły gwałtowny rozwój technologii oświetleniowej także w dziedzinie oświetlenia drogowego, który przyniósł źródła światła o znakomitych parametrach technicznych i eksploatacyjnych. Pozwala to na budowę znacznie bardziej oszczędnych systemów oświetlenia drogowego zachowując wymagania obowiązujące w tym zakresie. Rodzaj użytkowników drogi, jej rodzaj i kształt oraz otoczenie mają wpływ na wymagania dotyczące klasy oświetleniowej, a znajomość tych czynników jest niezbędna dla opracowania prawidłowego projektu oświetlenia drogowego. 1 METODOLOGIA I ZAKRES BADAŃ Do przeprowadzenia analizy oświetlenia niezbędne są pomiary natężenia oświetlenia, bądź też luminacji. Badania poprzedzono synchronizacją zegarów wykorzystywanych urządzeń. Prezentowane badania przeprowadzono w dniu r. w godzinach wieczornych w korzystnych warunkach meteorologicznych. W trakcie badań niebo było lekko zachmurzone, a temperatura powietrza wynosiła około 14 C. W czasie poprzedzającym badania jak i w trakcie badań nie występowały żadne opady atmosferyczne skutkiem czego powierzchnie badanych dróg były suche. Badaniami objęto ulice: Warszawską, Jacka Malczewskiego, Andrzeja Struga oraz Żwirki i Wigury. Rejestracje parametrów oświetlenia prowadzono w 5s odstępach czasu. 1.1 Zalecenia pomiarowe Pomiary natężenia oświetlenia wykonywane za pomocą luksomierza jako jedyne nie wymagają korzystania ze wzorca. Pomiar natężenia oświetlenia należy do najprostszych i najczęściej przeprowadzanych pomiarów w technice świetlnej. Można go przeprowadzić zarówno wewnątrz budynków (np. hali produkcyjnej) jak i poza nimi (np. ulicy). W celu dokonania pomiarów nie jest potrzebne żadne stanowisko laboratoryjne, jak np. przy pomiarach strumienia świetlnego. By zapewnić wysoką dokładność pomiarów natężenia oświetlenia wymagane jest przestrzeganie kilku zasad: pomiary należy poprzedzić kilkuminutowym oświetleniem światłoczułej powierzchnię głowicy luksomierza światłem o natężeniu zbliżonym do spodziewanego podczas pomiarów, by zniwelować początkowy efekt spadku prądu fotoelektrycznego w ogniwie bezpośrednio wystawionego na działanie światła; podczas pomiarów, należy unikać zasłaniania powierzchni światłoczułej; zalecany jest ciemny ubiór osoby wykonującej pomiary, należy przestrzegać zaleceń producenta luksomierza w zakresie dopuszczalnej temperatury w czasie wykonywania pomiarów (jest to szczególnie istotne przy pomiarach na otwartej przestrzeni w okresie zimy), należy pamiętać o okresowym badaniu wskazań luksomierza i jego wzorcowaniu ze względu na efekt starzenia głowicy pomiarowej. 1 Student studiów II stopnia, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; Radom; ul. Malczewskiego 29 2 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; Radom; ul. Malczewskiego 29. Tel: , Fax: ,j.wojciechowski@uthrad.pl 3 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; Radom; ul. Malczewskiego 29. Tel: , Fax: , t.ciszewski@uthrad.pl 3410

2 1.2 Aparatura badawcza i oprogramowanie W trakcie prowadzonych badań wykorzystano luksomierz L- 100 wraz z przystawką do pomiaru luminancji PL1.RF-100. Zestaw ten pozwalał na jednoczesną z pomiarem natężeniem oświetlenia lub luminacji rejestrację daty i czasu pomiaru w module pamięci zewnętrznej MP32.RF-100. By możliwe było powiązanie zarejestrowanych wyników badań z określoną lokalizacją niezbędne było narzędzie umożliwiające zapis położenia przyrządu pomiarowego w określonej jednostce czasu. W tym celu podczas badań wykorzystano aplikację Moje Trasy pracującą w systemie Android. Umożliwia ona rejestrację położenia geograficznego w jednostce czasu przy pomocy wbudowanego w smartfon lub tablet urządzenia GPS. Uzyskane zapis trasy można odtworzyć w programie Google Earth. Na rysunkach 1 i 2 pokazano fragmenty tras zarejestrowanych podczas badań wykonywanych na ul. Warszawskiej oraz Żwirki i Wigury w Radomiu. Rys. 1. Rejestracja trasy podczas badań natężenia oświetlenia na ul. Warszawskiej w Radomiu. W trakcie pomiarów rejestrowano bieżącą lokalizację i czas. Rys. 2. Rejestracja trasy podczas badań natężenia oświetlenia na ul. Żwirki i Wigury w Radomiu. W trakcie pomiarów rejestrowano bieżącą lokalizację i czas. 3411

3 2 WYNIKI POMIARÓW Celem badania było przeprowadzenie analizy stanu oświetlenia dla wybranych ciągów komunikacyjnych w Radomiu. W pierwszym etapie pomiarów rejestrowano natężenie oświetlenia na ulicach wytypowanych do badań. Na rysunku 3(a-d) pokazano zarejestrowane wyniki zestawiając je jednocześnie z wartością średnią oraz wartościami minimalną i maksymalną. a) b) c) d) Rys. 3. Wyniki badań natężenia oświetlenia w Radomiu a) na ul. Warszawskiej. b) na ul. Jacka Malczewskiego c) na ul Andrzeja Struga d) na ul. Żwirki i Wigury a) b) c) Rys. 4. Wyniki badań luminancji na wybranych ciągach komunikacyjnych w Radomiu a) na ul. Warszawskiej b) na ul. Jacka Malczewskiego c) na ul Andrzeja Struga 3412

4 W ramach prowadzonych badań dokonano również pomiaru luminancji. W trakcie pomiarów zgodnie z wymogami normalizacyjnymi miernik ustawiony był 1,5m nad powierzchnią ziemi i skierowany w stronę jezdni. Uzyskane wyniki pomiarów dla poszczególnych ulic zestawiono na rysunku 4 (a-c). Podobnie jak poprzednio na wykresach zaznaczono maksymalny, minimalny i średni poziom luminancji. 3 ANALIZA OTRZYMANYCH REZULTATÓW Otrzymane rezultaty pokazują dużą zmienność zarówno natężenia oświetlenia jak i luminancji, w poszczególnych punktach pomiarowych. Jest to zupełnie naturalne jako, że pomiarów dokonywano w stałych odstępach czasu w losowych miejscach wynikających z bieżącego położenia pojazdu pomiarowego. Ta losowość miejsca pomiaru sprawia, że dokonywane są w różnej odległości od oprawy oświetleniowej. Na duży rozrzut wartości pomiarów (np. natężenie oświetlenia poszczególnych punktów pomiarowych na ulicy Andrzeja Struga wahało się pomiędzy 2,243lx a 130,6 lx bez wątpienia mają też wpływ przeszkody zasłaniające źródło światła w niektórych miejscach (np. konary drzew). Mimo powyższych zakłóceń dokonane pomiary upoważniają do zauważenia kilku prawidłowości. Pierwsza z nich to zauważalne różnice w natężeniu oświetlania na poszczególnych ulicach. Jest to wynikiem splotu kilku okoliczności: użytej techniki oświetleniowej, gęstości rozmieszczenia oświetlenia oraz ilości przeszkód zasłaniających światło. W wypadku wartości maksymalnych zazwyczaj decydujący był rodzaj oświetlenia i jego gęstość. Można w tym zakresie zauważyć istotne różnice pomiędzy poszczególnymi ulicami. I tak większość na większości badanych ulic maksymalne natężenie oświetlenia sięga 120lx, ale na ulicy Żwirki i Wigury osiąga wartość maksymalną zaledwie 70lx. Mimo tego rozrzutu średnia wartość luminancji na wszystkich badanych ulicach kształtuje się na zbliżonym poziomie i waha się pomiędzy 1,23 cd/m 2 (ul. Andrzeja Struga), a 1,71cd/m 2 (ul. Jacka Malczewskiego). O ile oświetlenie ul. Warszawskiej cechuje stosunkowo powtarzalny schemat rozkładu luminancji to na pozostałych badanych ulicach odchyłki od wartości średniej są bardzo duże i można odnaleźć zarówno obszary, które będą odbierane jako niemal całkowicie zaciemnione (0 cd/m 2 ) i takie, które będą widziane jako mocno oświetlone (5 cd/m 2 ). WNIOSKI Prawidłowo zaprojektowane i wykonane oświetlenie drogowe stwarza dogodne warunki do bezpiecznego oraz wygodnego przemieszczania się użytkowników dróg przy możliwie niskich kosztach całej instalacji oświetleniowej. Liczne badania wykazują, iż dobre oświetlenie znacznie zmniejsza liczbę wypadków w nocy aż o 30 % 45 % [1]. Analizę oświetlenia przeprowadzono w oparciu o bezpośrednie pomiary natężenia oświetlenia i luminancji zgodnie z wymaganymi procedurami. Zebrano ciekawy materiał pomiarowy, który pozwolił na szczegółową analizę jakości oświetlenia wybranych ciągów komunikacyjnych. Umożliwiło to określenie jakości oświetlenia na wybranych ciągach komunikacyjnych. Pokazano m.in., że cześć obszarów badanych ulic jest niedoświetlona, aczęść oświetlona zbyt intensywnie. Duża część użytkowanych systemów oświetlenia drogowego, w tym systemy na badanych ulicach, została zaprojektowana i wybudowana w latach 60-tych i 70-tych ubiegłego wieku.pewna ich część została zmodernizowana na początku lat 90-tych, jednak i one na w obecnym czasie są już przestarzałe. Nowoczesne systemy oświetleniowe dają potencjał do około 40-60% oszczędności w porównaniu z poprzednimi systemami oświetleniowymi przy równoczesnym spełnieniu obecnie obowiązujących norm. Współczesne normy oświetlenia wymagają od instalacji spełnienia wymogów środowiskowych, zachowania przez oprawy i słupy odpowiedniej estetyki, właściwego ich rozmieszczenia względem otoczenie, nakładają także wymogi w zakresie takich parametrów źródeł światła jak temperatura barwowa. Spełniające współczesne normy, nowoczesne systemy oświetlenia z całą pewnością poprawiłyby nie tylko efektywność energetyczną, ale też jakość oświetlenia na zbadanych ulicach. 3413

5 Streszczenie Artykuł przedstawia metodykę badania jakości oświetlenia na przykładzie wykonanych przez autorów pomiarów natężenia oświetlenia i luminancji w wybranych ciągach komunikacyjnych Radomia oświetlonych konwencjonalnie. Otrzymane wynik poddano obróbce wiążącej wykonane pomiary z lokalizacją geograficzną. Uzyskane rezultaty wskazują na możliwość potencjalnej poprawy energooszczędności systemu, równomierności oświetlenia, a co za tym idzie bezpieczeństwa drogowego i publicznego w wypadku zastosowania nowoczesnych systemów oświetlenia i wykonania systemu zgodnie ze współcześnie obowiązującymi normami. Analysis of the lighting systems on selected traffic routes in Radom Abstract The article presents the methodology for testing the quality of the lighting on the example of measurements of illuminance and luminance in the selected traffic routes in Radom. Tested routes were conventionally lit. The obtained results were processed by linking measurements with their geographical location. The results indicate the possibility of improvements in energy efficiency of the system, improvements in uniformity of illumination, and as a consequence road safety and public safety in case of the use of modern lighting systems and their implementation in accordance with the nowadays standards. BIBLIOGRAFIA 1. PN- EN , 2, 3, 4: 2007: Oświetlenie dróg, Warszawa PN- EN 12767:2008 Bierne bezpieczeństwo konstrukcji wsporczych dla urządzeń drogowych -- Wymagania i metody badań, Warszawa Olczykowski Z., Zakłócenia jakości energii powodowane przez lampy kompaktowe, Logistyka nr 6/ Pieniążek S., Drogowe oprawy oświetleniowe ze źródłami światła LED - postęp w efektywności i jakości oświetlenia. XXXV Konferencja Naukowo- Techniczna, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2010, s