Научная статья на тему 'Светодиодная светотехника в наружном освещении г. Томска'

Светодиодная светотехника в наружном освещении г. Томска Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
211
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАРУЖНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ / БЕЗОПАСНОСТЬ / СВЕТОДИОДНАЯ СВЕТОТЕХНИКА / ЛАМПОВАЯ СВЕТОТЕХНИКА / СВЕТОВАЯ СРЕДА / ЯРКОСТЬ / ОСВЕЩЕННОСТЬ / РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ / СВЕТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ / СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ / OUTDOOR ILLUMINATION / SAFETY / LIGHT-EMITTING DIODES / TRADITIONAL LIGHTNING / LIGHT ENVIRONMENT / BRIGHTNESS / ILLUMINATION / ILLUMINATION INTENSITY / LUMINOUS EFFICACY / AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Овчаров Александр Тимофеевич

В статье на примере обследования установок наружного освещения г. Томска дан сравнительный анализ традиционной и светодиодной светотехники по основным показателям. Выявлено, что в этой области светодиодная светотехника в настоящий момент не конкурентоспособна. Приведены результаты измерений параметров установок. Показано, что реконструкция сетей наружного освещения методом прямой замены ламповых светильников светодиодными является нерациональной. Приведена технико-экономическая оценка мероприятий по реконструкции сетей наружного освещения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Овчаров Александр Тимофеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

LIGHT-EMITTING DIODE STREET LIGHTNING IN TOMSK

The paper presents a comparative analysis of principal parameters of traditional and light-emitting diode (LED) lightning in the Tomsk-city. It is shown that LED lighting is currently noncompetitive in this field of application. Results of measurements made for streetlight parameters are given in this paper. Also, it is shown that a directional replacement of traditional lamps by LED lightning is inefficient. A feasibility study for reconstruction of street lighting networks is given herein.

Текст научной работы на тему «Светодиодная светотехника в наружном освещении г. Томска»

УДК 628.971.6

ОВЧАРОВ АЛЕКСАНДР ТИМОФЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор, oat_08@mail. ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

СВЕТОДИОДНАЯ СВЕТОТЕХНИКА В НАРУЖНОМ ОСВЕЩЕНИИ Г. ТОМСКА

В статье на примере обследования установок наружного освещения г. Томска дан сравнительный анализ традиционной и светодиодной светотехники по основным показателям. Выявлено, что в этой области светодиодная светотехника в настоящий момент не конкурентоспособна. Приведены результаты измерений параметров установок. Показано, что реконструкция сетей наружного освещения методом прямой замены ламповых светильников светодиодными является нерациональной. Приведена технико-экономическая оценка мероприятий по реконструкции сетей наружного освещения.

Ключевые слова: наружное освещение; безопасность; светодиодная светотехника; ламповая светотехника; световая среда; яркость; освещенность; распределение освещенности; световая эффективность; системы автоматического управления.

ALEKSANDR T. OVCHAROV, DSc, Professor, oat_08@mail. ru

Tomsk State University of Architecture and Building, 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

LIGHT-EMITTING DIODE STREET LIGHTNING IN TOMSK

The paper presents a comparative analysis of principal parameters of traditional and light-emitting diode (LED) lightning in the Tomsk-city. It is shown that LED lighting is currently noncompetitive in this field of application. Results of measurements made for streetlight parameters are given in this paper. Also, it is shown that a directional replacement of traditional lamps by LED lightning is inefficient. A feasibility study for reconstruction of street lighting networks is given herein.

Key words: outdoor illumination; safety; light-emitting diodes; traditional lightning; light environment; brightness; illumination; illumination intensity; luminous efficacy; automatic control systems.

История наружного освещения (НО) преломляется через его главное предназначение - безопасность, которая во все времена являлась приоритетной государственной задачей. Мировая практика подтверждает, что качественное НО снижает общее количество ДТП в среднем на 30 % [1]. По статистике на тёмное время суток приходится почти половина всех ДТП с тяжёлыми последствиями. Аварийность увеличивается из-за ослабления контроля над транспортным движением. Отсюда столь пристальное внимание к качеству НО в нормативных документах [2].

Обострившиеся проблемы экологического порядка ставят перед мировым сообществом задачи глобального энергосбережения. Эти обстоятельства вы-

© А.Т. Овчаров, 2014

ступают стимулами развития энергоэффективной осветительной техники, в частности, нового перспективного направления - светодиодной светотехники (ССТ), которую можно назвать техникой нового поколения. Интегральный потенциал энергосбережения от использования ССТ в сетях общего освещения превышает 60 % и растет в связи с непрерывным прогрессом в совершенствовании конструкций, улучшении качественных характеристик световой среды (СС) и увеличении энергетической эффективности. Перспективность использования ССТ в значительной степени обусловлена непрерывными и синхронными тенденциями снижения её стоимости и роста световой отдачи (рис. 1).

Цу, лм/Вт —

1Е0

]00

ЭНЗ 2012 ¿014 201£ 2Э1В

Временной период, год ■ - световая отдача светодиодов цу, лм/Вт ▲ - световая отдача светильника лм/Вт • - цена светодиодного светильника С, долл./клм

2020

С

ч ч

о «

Рис. 1. Динамика роста световой отдачи цг и снижения цены ССТ (график объединяет периоды фактических параметров и прогнозируемых на перспективу по данным периодической печати). Заштрихованная часть графика - период предпочтительного применения. Пунктирные линии - прогноз

В контексте многообещающих перспектив актуален анализ обоснованности широкого внедрения ССТ в системы общего освещения, в частности, в сети НО городов. Интенсивное развитие производства ССТ побуждает производителей и поставщиков предпринимать активные попытки её внедрения в осветительные сети. В качестве основных преимуществ светодиодных светильников (СДС) для указанных целей позиционируются энергетическая эффективность, большой срок службы и высокое качество цветопередачи. Параметры ССТ, как правило, рекламируются с большим опережением реально достигнутого уровня, и резонно возникает вопрос об их объективности.

Основная функция установок НО (УНО) - комфортные условия для зрительной работы участников дорожного движения: водителей и пешеходов. Комплекс нормируемых количественных и качественных характеристик УНО - яркость (освещенность) дорожного покрытия, равномерность распределения освещенности, параметр Т1 (параметр слепящего действия) - форми-

рует СС с высоким уровнем видимости, различимости, контрастности и минимальным дискомфортом, которые обеспечивают безопасность на дорогах [2]. С позиций указанных критериев выполнен анализ УНО и оценена техническая и экономическая обоснованность мероприятий по реконструкции наружных осветительных сетей г. Томска.

При оценке технико-экономического обоснования (ТЭО) инвестиций не менее важно принять во внимание динамику изменения технических параметров и цены изделий в масштабе реального времени. В период интенсивного роста световой отдачи (особенно на фоне конкурентоспособности ламповой светотехники) и одновременного снижения цены ССТ может сложиться ситуация, при которой УНО после реконструкции морально устареет значительно раньше, чем завершится срок окупаемости. При таких обстоятельствах большой срок службы (т > 50 000 ч) как преимущество теряет свою привлекательность, и целесообразность инвестиций в реконструкцию можно подвергнуть сомнению. Очевидно, что наибольший технический и экономический эффект от реконструкции достигается на временном этапе стабилизации световой эффективности на максимальном уровне (по крайней мере, на уровне явного превосходства над ламповой техникой), а цены - на минимальном (например, на уровне лучших образцов ламповой техники).

По прогнозам развития технологии, материаловедения, конструкторских решений СДС и качества создаваемой световой среды этот период наступит предположительно с 2016 по 2020 гг. (рис. 1), когда во всех сферах освещения ССТ займет лидирующее положение и можно ожидать, что все утилитарное освещение будет светодиодным. В этот период ССТ не только превзойдет по энергетической эффективности традиционную ламповую технику, но и преодолеет характерные для настоящего времени недостатки: нестабильность светового потока, малые полезный срок службы, надежность и долговечность. Кроме того, рынок ССТ к предполагаемому времени должен отрегулировать уровень качества изделий и решить вопросы сертификации, стандартизации и метрологии, отфильтровав низкопробную продукцию отечественного и иностранного производства, и стабилизироваться на высоком уровне качества [3].

В табл. 1 для сравнения приведены некоторые характеристики современных разрядных ламп высокого давления (ВД) (металлогалогенные -МГЛВД и натриевые - НЛВД) и светильников на их основе с электронными пускорегулирующими аппаратами, индукционных ламп (ИЛ) и светильников (ИнС) и светодиодных светильников (СДС) для НО.

Сопоставительный технико-экономический анализ традиционной ламповой техники и современной ССТ для сетей НО на текущий период не подтверждает активного оптимизма сторонников светодиодного освещения. По техническим и стоимостным параметрам СДС не является безоговорочной альтернативой ламповой технике для НО. При анализе использованы показатели: энергетическая эффективность (световая отдача), надежность и долговечность (полезный срок службы, стабильность световых и цветовых характеристик в процессе эксплуатации), качество создаваемой световой среды и цена изделия. Энергетическая эффективность светильников с современными

разрядными лампами, как правило, выше, чем у СДС, а цены значительно ниже, что обусловливает ТЭО ее предпочтительного использования в сетях НО [9, 10]. Такое заключение поддерживается ведущими специалистами в области светотехники [11]. Говоря о перспективах, можно предположить, что ССТ будет доминировать с момента, когда световая отдача СДС превысит 150 лм/Вт при удельной стоимости около 10-12 долл./клм.

Таблица 1

Некоторые характеристики светильников7) для НО

Светильники по типу источников света Световая отдача светильников (лампы), лм/Вт Срок службы, тыс. ч Диапазон мощности, Вт дф^ФД % Удельная цена, долл./клм Ra

ЖКУ (НЛВД) 70-128 (95-140) 28-552) 70-400 15-20 3-7 23-40

РКУ (МГЛВД4)) 65-95 (85-120) 12-20, 402) 70-400 15-20 4-9 > 80

ИнС5) (ИЛ) 70-85 (80-110) 50 40-400 10-15 20-273) > 80

СДС 60-90 30-506) 50-200 20-60 27-423) > 80

^ Снижение светового потока лампы после 10 тыс. ч горения.

2) Лампа с двумя горелками.

3) Приблизительная цена светильника со световым потоком в диапазоне 10-20 клм.

4) Лампы с керамической горелкой.

5) ИнС - индукционный светильник.

6) Предполагаемые значения.

7 В таблице приведены параметры ламп и светильников, заимствованные из каталогов ведущих светотехнических фирм (Philips, Osram) и отечественной светотехнической компании ООО «Рефлакс», производителей индукционных ламп и светильников [4, 5] и публикаций обзорного характера [6, 7, 8].

Среди проблем ССТ сегодняшнего дня следует указать:

- нестабильность ввиду быстрой деградации световых и цветовых параметров (малый полезный срок службы, который оценивается по снижению светового потока на 30 %; для большинства СДС отечественного и зарубежного производства полезный срок службы не превышает 10-20 тыс. ч; этот недостаток является технической проблемой, вполне устранимой в ближайшем будущем);

- малую надежность СДС в жестких климатических условиях эксплуатации (большие перепады температуры и влажности), несоответствие заявленных значений степени защиты от воздействия окружающей среды (показатель IP), порожденное несовершенством конструктивных решений, не обеспечивающих оптимальный теплообмен, вентиляцию и герметичность;

- отсутствие стандартов и метрологического обеспечения;

- неизученность параметров световой среды.

С позиций вышеизложенного приводятся результаты обследования УНО г. Томска: ул. Нахимова и Елизаровых, на которых проведена реконструкция путем прямой замены ламповых (НЛВД) светильников светодиодными, и ул. Пушкина, на которой выполнена капитальная реконструкция проезжей части и построена новая УНО с СДС. Указанные улицы в соответствии с классификацией [2] относятся к категории Б1, для которых средняя горизонтальная освещенность покрытия нормируется на минимальном уровне 20 лк с учетом коэффициента запаса КЗ = 1,6, соответственно, 32 лк. Результаты измерений параметров УНО приведены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры УНО до и после реконструкции

Параметры Нормативные требования1-1 УНО ул. Нахимова УНО ул. Елизаровых УНО ул. Пушкина

до** после проект до** после *

Еср2), лк 32 37 30 32 23 19 19

Е-/Е 4) > 0,6 0,06 0,02 0,7 0,06 0,1 0,2

ЕШт!Еср > 0,4 0,1 0,1 0,8 0,2 0,3 0,4

7!, % < 10 *** 41 10 *** 11 11

Мощность светильника, Вт - 183 161 (170)3) 150 305 234 (400)3) 234 (400)3)

1)1 СП 52.13330.2011.

2) Значения Еф приведены с учетом коэффициента запаса КЗ =1,6, т. к. измерения проведены вскоре после ввода УНО в эксплуатацию.

3) Мощность светильника, соответствующая нормативной освещенности.

4) Приведены данные измерений освещенности вместо приоритетной и рекомендованной яркости [2] ввиду значительных отступлений качества дорожного покрытия от требований ГОСТ и различия покрытий проезжей части обследуемых улиц.

*УНО ул. Пушкина введена в эксплуатацию в 2011 г.

"Параметры УНО до реконструкции заимствованы из отчета по энергетическому обследованию УМП «Томскгорсвет», выполненного в 1997 г. под руководством автора настоящей статьи. ***Значения параметра Т1 отсутствуют, т. к. ранее измерения не проводились.

Улица Нахимова, категория Б1. Ширина дорожного полотна 22 м по три полосы движения в каждом направлении. Особенность улицы в примыкании к проезжей части по обеим сторонам высоковольтных воздушных линий напряжением 35 кВ, что явилось причиной установки низких осветительных опор. УНО односторонняя, шаг опор варьируется от 23 до 27 м, высота установки светильников ~ 5,5 м, угол наклона консоли ~ 45°, на консолях установлены по два СДС мощностью 162 Вт каждый. УНО построена с грубыми нарушениями стандартов и нормативов: высота опор не удовлетворяет требованиям [2, табл. 12], угол наклона консоли в 45° превышает регламентируемый стандартами угол в 15° [12], неравномерность шага опор вносит дополнительную

неоднородность в распределение освещённости (яркости) дорожного полотна. Большой угол консоли при малой высоте светильника создает слепящий эффект (см. значения Т1 табл. 2), поскольку защитный угол как таковой отсутствует.

Улица Нахимова является наиболее проблемной, поскольку еще до реконструкции УНО не удовлетворяла ни одному нормативному требованию. В этой связи выполненная реконструкция путем прямой замены ламповых светильников светодиодными не представляется рациональным решением. Световое поле характеризуется недостаточным уровнем и чрезмерной неоднородностью распределения освещенности вдоль и поперек проезжей части (рис. 3, 4, а), чередованием поперечных темных и светлых полос, резким продольным и поперечным градиентом освещенности по полосам движения транспорта. Например, в зоне, прилегающей к светильникам, Етах > 150 лк, в то время как на противоположной полосе Етах < 4 лк. Реконструкция не решила проблемных вопросов освещения улицы.

В результате при движении автомобиля по полосе со стороны осветительных опор в салоне возникают частые яркие вспышки, сопровождаемые ослеплением и потерей водителем контроля над дорогой. Кратность соотношения вертикальной освещенности (освещенность на сетчатке глаза водителя) при прохождении участка дороги между опорами превышает 14. Глаз водителя в условиях периодических пульсаций слепящей яркости и высокой неоднородности распределения яркости полотна дороги работает в неблагоприятном режиме временного ослепления, резких яркостных контрастов в поле зрения и частой переадаптации, снижающей важнейшие для водителя зрительные функции: видимость, различимость, контрастность, чувствительность и реакцию на ситуацию (время восприятия). Такой режим работы создает предпосылки возникновения ДТП, т. к. адаптация глаза при кратности соотношения яркостей в поле зрения более 10 (табл. 2) становится процессом инерционным, при котором надежное различение и опознание предметов становится затруднительным. Инерционность переадаптации обусловлена физиологическими особенностями нервных и фотохимических процессов, перестройкой рецептивных полей в сетчатке глаза, зрачковым рефлексом. Проблемы водителя при движении автомобиля возникают с того момента, когда времени на переадаптацию недостаточно. При движении автомобиля по ул. Нахимова процесс переадаптации периодический и происходит дважды на участке между опорами (через 11-13 м), при этом глаз водителя дважды испытывает адаптацию во взаимно противоположных режимах: «световой» (быстрый) - «тем-новой» (медленный). Такой режим резко снижает работоспособность и видимость глаза и кратно (в 2 и более раз) увеличивает время реакции водителя на аварийную ситуацию (до 3 с и более). Таким образом, безопасное движение возможно при небольших скоростях (20-30 км/ч), обеспечивающих необходимое время реакции на ситуацию на дороге.

Время реакции зависит от характеристик освещения, в частности, от качества цветопередачи источника света (ИС). Белый свет (МГЛВД) обеспечивает наименьшее время реакции, желтый свет (НЛВД) - наибольшее (рис. 2) [13, 14]. Эти данные говорят о предпочтении светодиодного освещения для НО. Однако они служат основой для выбора содержания реконструкции, но

не снижения уровня освещенности дорожного полотна, что неизбежно создает условия с пониженной различимостью и видимостью как предпосылки ДТП, вступая в конфликт с главной задачей НО - обеспечением безопасности. Тем более, что преимущество ССТ в отношении цветопередачи нивелируется при учете особенностей зрения участников движения (водителей и пешеходов) старших возрастных групп [14, 15]. Несомненно, в ближайшем будущем, ее решение за СДС, но это должно достигаться путем повышения качества СС. Необоснованно использовать преимущество ССТ в отношении качества цветопередачи для снижения нормативных требований. Стоит помнить, что речь идет не столько об энергосбережении, сколько о жизни и безопасности человека. При постоянном росте интенсивности движения и парка автомобилей, угрожающем увеличении числа ДТП с тяжелыми последствиями нормативные требования к качеству освещения дорог должны постоянно расти. Увеличение яркости дорожного покрытия в 2 раза снижает количество ДТП в целом на 28 %, с летальным исходом - на 45 %, с пешеходами - на 68 % [13, 14]. Эти данные подтверждаются выводами МКО, обобщающими мировой опыт о взаимосвязи качества НО и аварийности на дорогах.

1,3

1,1

0,9

0,7

0,5

Разгон Торможение

День МГЛ ДНаТ

Рис. 2. Разница в скорости реакции водителей в зависимости от типа источника света [13]

Результаты измерений демонстрируют несоответствие УНО после реконструкции нормативным требованиям [2] по всем регламентируемым параметрам освещения проезжей части улицы. По состоянию УНО можно признать ул. Нахимова непригодной для нормальной эксплуатации в ночное время.

При решении задач безопасности на автодорогах проблемы целесообразно решать комплексно, повышая одновременно качество освещения и характеристики (качество и состав) дорожного покрытия. Последний фактор существенен для соблюдения требований по нормированию яркости.

Очевидно, что УНО нуждается в радикальной реконструкции, и, пожалуй, единственным вариантом рационального устройства может быть организация освещения по двухрядной схеме расположения светильников по оси улицы (на разделительной полосе проезжей части) при одновременном увеличении высоты и шага опор. Такая схема организации освещения улицы обеспечит равномерное распределение освещенности по всем полосам движения

и соответствие нормативным требованиям, устраняя практически все недостатки действующей УНО (рис. 4, табл. 3). При моделировании УНО задана КСС светильника, показанная на рис. 5.

V Л ¡иг

iЛЛЛ>" 3Í1 ■ ■

с ШШШ

¡дШшщж

)

^л_/, !}>:..,_^

V 101131 ж'

С1 10' 10" я?1

Рис. 3. Распределение освещенности на проезжей части ул. Нахимова

Рис. 4. Распределение горизонтальной освещенности по проезжей части ул. Нахимова:

а - существующий вариант (после компьютерной обработки результатов измерений); б - проектный вариант (компьютерная модель)

Cít/kbn 11 = 100%

.......<fl-c¡» -íso-ajc

Рис. 5. Кривая силы света (КСС) светильника, использованная при моделировании УНО ул. Нахимова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Улица Елизаровых, категория Б1. Ширина дорожного полотна 15 м по две полосы движения в каждом направлении. УНО построена по односторонней схеме, опоры расположены по одну сторону дороги с шагом 30 м, высота установки светильников 9 м, угол наклона консоли ~ 15°, на консоли установлен СДС мощностью 234 Вт. Показатели УНО приведены в табл. 2, характер распределения освещенности - на рис. 6, а.

Рис. 6. Распределение горизонтальной освещенности на проезжей части ул. Елизаровых (а) и ул. Пушкина (б)

Таблица 3

Параметры проезжей части и УНО ул. Нахимова (проект)

Ширина, м 23,5 (11 + 11 + 1,5)

Число полос движения 6 (3 + 3)

Ширина разделительной полосы, м 1,5

Шаг опор, м 40

Высота установки светильника, м 14

Угол наклона консоли, град 7

Длина консоли, м 2,5

Угол между консолями, град 30

Количество светильников на опоре (четырехрожковая консоль), шт. 4

Общая мощность светильников, Вт 600

Мощность одного светильника, Вт 150

Световая отдача светильника, лм/Вт; 165

Световой поток одного светильника, лм 24 500

Общий световой поток осветительной системы, лм 98 000

Ер, лк 32*

ЕШ1П/Еср 0,8

—шт/—шах 0,7

7!, % < 10

*С учетом коэффициента запаса.

Улица Пушкина, категория Б1. Ширина дорожного полотна 20 м по две полосы движения в каждом направлении. УНО построена по двухрядной прямоугольной схеме, опоры расположены по обеим сторонам дороги с шагом 40 м, высота установки светильников 11 м, угол наклона консоли ~ 15°, на консоли установлен СДС мощностью 234 Вт. Показатели УНО приведены в табл. 2, характер распределения освещенности - на рис. 6, б.

В обоих случаях наблюдается общий недостаток УНО: горизонтальная освещённость Еср ниже нормы ввиду заниженной мощности светильника, уровень продольной неравномерности освещенности завышенный. Для приведения Еср к норме необходимо увеличить мощность светильника до 400 Вт. Для устранения неравномерности полезно выбрать светильник с широкой КСС.

Краткие технико-экономические показатели мероприятий по реконструкции УНО приведены в табл. 4. В качестве индикатора экономической эффективности мероприятий принят срок окупаемости. Исходя из постулата, что концепция «энергоэффективность» бессмысленна, если УНО не обеспечивает выполнения нормативных требований, формирующих условия для благоприятной зрительной работы и максимальной безопасности, при оценке экономической целесообразности параметры УНО приведены к мощности, при которой удовлетворяются нормативные требования. Энергосберегающий эффект и окупаемость инвестиций на реконструкцию не достигаются. Из данных табл. 4 не просматривается ни техническое, ни экономическое обоснование проведенных мероприятий по реконструкции УНО.

В части качества СС в проектах реконструкции УНО ул. Елизаровых и ул. Пушкина, вероятно, допущены ошибки при выборе КСС и расчете мощности светильников.

Выборочные обследования других улиц Томска, на которых проведена подобная реконструкция, показали аналогичные результаты: недостаточный уровень освещенности, высокая неравномерность распределения освещенности, экономическая необоснованность мероприятий. Очевидная бесперспективность реконструкции путем прямой замены ламповых светильников СДС без тщательного подбора мощности и КСС привела к ситуации, когда на улицах Томска произошло ухудшение качества освещения.

Тестирование в течение 2011-2013 гг. светильников, производимых предприятиями г. Томска и ввозимых извне, в городских осветительных сетях НО (7 типов светильников) не подтверждает целесообразность реконструкции путем прямой замены высокоэффективных ламповых светильников (лампы ДНаТ) светодиодными. Результаты тестирования не позволяют рекомендовать ни один из представленных СДС в качестве универсального для прямой замены ламповых светильников в городских сетях НО. Каждый из светильников имеет свою нишу применения. Впрочем, такая реконструкция УНО может показаться эффектной при замене светильников с устаревшими лампами ДРЛ, благодаря 2-3-кратному превосходству СДС по энергетической эффективности, если не принимать во внимание ценовые параметры. Учитывая многообразие вариантов исполнения и характеристик СДС, представленных на светотехническом рынке России, целесообразно решать задачи применения ССТ в сетях НО адресно для объектов с детальной проработкой ТЭО. Очевидно,

что реконструкция должна предусматривать индивидуальный подбор типа светильника сообразно категории дороги и ее геометрии, грамотный выбор КСС и мощности и, вероятнее всего, более глубокие изменения в УНО, например, схемы построения, шага и параметров опор.

Таблица 4

Технико-экономические показатели мероприятий по реконструкции УНО

Энергосберегающий эффект в расчёте на 1 светильник УНО ул. Нахимова УНО ул. Елизаровых и ул. Пушкина

Экономия по мощности*, Вт 13 -95

Время эксплуатации УНО, ч/год 4500

Экономия ЭЭ, кВт-ч/год 58 0

Тариф на ЭЭ, руб./кВт-ч (2013 г.) 4

Экономия денежных средств на оплату ЭЭ, руб./год 232 0

Капитальные затраты на реконструкцию** УНО, руб. 16000 22000

Срок окупаемости, год 60 Не окупается

* Параметры ОУ приведены к условиям, при которых удовлетворяются нормативные требования. **Учтена только стоимость одного светильника.

Тем не менее, принимая тенденцию широкого внедрения светодиодной светотехники в НО как объективный прогрессивный процесс, следует обозначить содержание мероприятий по реконструкции сетей НО и технические решения, обеспечивающие уже на сегодняшнем уровне энергетической эффективности и ценовых показателей СДС конкурентный вариант использования ССТ и уход от волюнтаристских решений. Поскольку эффективность применения новой техники напрямую зависит от получаемого эффекта энергосбережения, перспективными являются варианты, создающие максимальную экономию не в ущерб качеству световой среды. К таким техническим решениям следует отнести применение интеллектуальных систем автоматического управления (САУ) УНО [16], основанных на использовании важного качества и преимущества СДС над ламповой техникой - управляемости. Системы НО, интегрированные с САУ, сокращают время работы УНО в номинальном режиме в период отсутствия на территории улицы автотранспорта или прохожих и позволяют кратно увеличить энергосберегающий эффект. САУ эффективны благодаря высокой управляемости СДС, позволяющей настраивать динамические режимы эксплуатации при уровне плавного диммирования в диапазоне 1-100 % [17, 18]. Потенциал энергосбережения в УНО, интегрированной с САУ, может возрасти до 60-80 %.

Заключение

На текущий момент традиционная светотехника, представленная современными разрядными лампами и, соответственно, светильниками, остается конкурентоспособной в сетях наружного освещения и в большинстве случаев превосходящей ССТ по техническим, эксплуатационным, стоимостным пара-

метрам и энергоэффективности. Эти обстоятельства обусловливают предпочтительное использование ламповой техники в сетях НО. Опыт применения ССТ в НО г. Томска не рационален.

Технико-экономические показатели мероприятий по реконструкции УНО г. Томска демонстрируют бесперспективность прямой замены ламповых светильников светодиодными без тщательного подбора мощности, КСС, расчета параметров и грамотного построения схемы. Светодиодных светильников универсального типа для прямой замены ламповых светильников пока не существует, большинство светильников имеют свою нишу применения.

В настоящий момент для достижения положительного экономического эффекта от внедрения ССТ целесообразно применить прогрессивные технические решения, позволяющие увеличить технико-экономический эффект, например, использовать интеллектуальные САУ УНО.

Библиографический список

1. Справочная книга по светотехнике /под ред. Ю.Б. Айзенберга. - 3-е изд. перераб. и доп. - М. : Знак, 2006. - 972 с.

2. Свод правил Российской Федерации «Естественное и искусственное освещение», СП 52.13330.2011. - М., 2011. - 78 с.

3. Варфоломеев, Л.П. О конструировании осветительных приборов со светодиодами и целесообразных областях их применения / Л.П. Варфоломеев // Светотехника. - 2011. -№ 3. - С. 4-11.

4. Проспект ОАО«е2» «Предложение по установке плазменных светильников», 2012. - 16 с.

5. Индукционные лампы, индукционные светильники // DAR Light. - Условия доступа : www.darlight.ru (дата обращения : 21.01.2014).

6. Варфоломеев, Л.П. Международная выставка декоративного и технического освещения, электротехники и автоматизации зданий «Interlight Moscow powered by Light+Building» / Л.П. Варфоломеев // Светотехника. - 2013. - № 1. - С. 64-71.

7. Шонина, Е. Новинка: индукционный светильник ФСП4001И IEK® / Е. Шонина, В. Селиверстов // Современная светотехника. - 2012. - № 5 (18). - С. 74-75.

8. Рейтинг светодиодных светильников для дорог и магистралей / Ю. Трофимов, В. Цвир-ко, С. Бобров, Д. Шумак, Д. Старовойтов, С. Гужов, А. Малахов, Е. Ильина, А. Булды-гин, А. Крымов, Д. Зубков, А. Сапрыкин, И. Евдасёв, В. Манушкин [и др.] // Современная светотехника. - 2011. - № 5 (12). - С. 6-24.

9. Лунчев, В.А. Современные традиционные и светодиодные технологии для уличного освещения: «за» и «против» / В.А. Лунчев // Светотехника. - 2013. - № 5/6. - С. 18-23.

10. Пчелин, В.М. К вопросу об оценке энергоэффективности / В.М. Пчелин // Светотехника. - 2013. - № 5/6. - С. 70-71.

11. Интервью журналов «Светотехника» и «Light&Engineering» / Lou Bedocs, Wout van Bommel, Peter Thorns, Janos Schanda, Richard Kittler, Stanislav Darula // Светотехника. -2013. - № 1. - С. 6-7, 51-56; / Peter Boyce, Lars Bylund // Светотехника. - 2013. -№ 5/6. - С. 88-98.

12. Инструкция по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов СН 541-82.

13. Свет и безопасность на федеральных автомобильных дорогах. Обзор одноименной конференции / записал и подготовил Ю. Хмылев // Lumen&ExpertUnion, спецвыпуск. -2013. - № 01 (4). - С. 32-43 (www. LUMEN2B.ru).

14. Ван Боммель, В. Спектр источников света и слабое освещение: некоторые основные положения / В. Ван Боммель // Светотехника. - 2009. - № 6. - С. 13-16.

15. Фотиз, С. Уличное освещение для пешеходов в жилых районах: выбор оптимальных цветовых характеристик ламп / С. Фотиз, К. Чил // Светотехника. - 2009. - № 6. - С. 28-32.

16. Перспективный подход к уличному освещению светодиодами. Реферат Е.И. Розовского статьи «Taking the Long View on LED Street Lighting» / M. Siminovitch // Журнал LD+A, july 2010. - Светотехника. - 2010. - № 5. - С. 40.

17. Киричок, А.И. Энергоэффективные решения в системах управления наружным освещением / А.И. Киричок // Энергосбережение. - 2013. - № 7. - С. 40-41.

18. Светодиодное уличное освещение: стандарты, проблемы, перспективы. Интервью номера. - Условия доступа : www.lightingmedia.ru // Рынок светотехники. - 2012. - № 2. (09). - С. 16-17.

References

1. Spravochnaya kniga po svetotekhnike [Lightning engineering handbook]. Ed. Yu.B. Aizenberg. Moscow : Znak. 2006. 972 p. (rus)

2. SNiP 52.13330.2011 «Natural and artificial lighting», Moscow : 2011. (rus)

3. Varfolomeev, L.P. O konstruirovanii osvetitel'nykh priborov so svetodiodami i tselesoobraznykh oblastyakh ikh primeneniya [Design of light-emitting diode lightning equipment and fields of application]. Light and Engineering, 2011. No. 3. Pp. 4-11. (rus)

4. Prospekt OAO «e2» «Predlozhenie po ustanovke plazmennykh svetil'nikov» [Prospect OAO «e2» 'Plasma lamp installation proposal']. 2012. (rus)

5. Product Catalog Luxim Corporation «Product Specification», 2011.

6. Varfolomeev, L.P. International Trade Fair for Decorative and Technical Lighting, Electrical Engineering, Home and Building Automation «Interlight Moscow powered by Light+Building». Light and Engineering. 2013. No. 1. Pp. 64-71. (rus)

7. Shonina, E., Seliverstov, V. Novinka: induktsionnyi svetil'nik FSP4001I IEK® [Novelty: induction lamp FSP4001I IEK ®]. "ModernLighting'Magazine. 2012 . No. 5 (18). Pp. 74-75. (rus)

8. Trofimov, Yu., Tsvirko, V., Bobrov, S., Shumak, D.,Starovoitov, D., Guzhov, S., Malakhov, A., Il'ina, E., Buldygin, A., Krymov, A.,Zubkov, D., Saprykin, A., Evdasev, I., Manushkin, V. Reit-ing svetodiodnykh svetil'nikov dlya dorog i magistralei [Roads and highways LED fixture ranking]. 'Modern Lighting' Magazine. 2011. No. 5 (12). Pp. 6-24. (rus)

9. Lunchev, V.A. Sovremennye traditsionnye i svetodiodnye tekhnologii dlya ulichnogo osvesh-cheniya: «za» i «protiv» [Traditional and modern LED technology for street lighting: pro and con]. Light and Engineering. 2013. No. 5/6. Pp. 18-23. (rus)

10. Pchelin, V.M. K voprosu ob otsenke energoeffektivnosti [Towards estimation of energy efficiency]. Light and Engineering. 2013. No. 5/6. Pp. 70-71. (rus)

11. Bedocs, L., Bommel, W., van, Thorns, P., Schanda, J., Kittler R., Darula, S. Interview of journals "Lighting Engineering» and «Light & Engineering». Light and Engineering. 2013. No. 1. Pp. 6-7, 51-56; P. Boyce, L. Bylund Light and Engineering. 2013. No. 5/6. Pp. 88-98.

12. Instruktsiya po proektirovaniyu naruzhnogo osveshcheniya gorodov, poselkov i sel'skikh nase-lennykh punktov CH 541-82 [Instructions for outdoor lighting design in cities and villages CH 541-82]. (rus)

13. Khmylev, Yu. Svet i bezopasnost' na federal'nykh avtomobil'nykh dorogakh. Obzor odnoimen-noi konferentsii [Light and safety on federal automobile roads]. Lumen&ExpertUnion, 2013. No. 01 (4). Pp. 32-43. (rus)

14. Bommel', W., van. The spectrum of light sources and low lighting levels: the basics. Light and Engineering. 2009. No. 6. Pp. 13-16. (transl. from Engl.)

15. Fotiz, S., Chil, K. Ulichnoe osveshchenie dlya peshekhodov v zhilykh raionakh: vybor opti-mal'nykh tsvetovykh kharakteristik lamp [Street lightning in residential districts: a choice of optimum color characteristics of lamps]. Light and Engineering. 2009. No. 6. Pp. 28-32. (transl. from Engl.)

16. Siminovitch, M. A review of paper «Taking the long view on LED street lighting» by E.I. Ro-zovskii. LD+A, Light and Engineering. 2010. No. 5. Pp. 40. (rus)

17. Kirichok, A.I. Energoeffektivnye resheniya v sistemakh upravleniya naruzhnym osvesh-cheniem [Energy efficient outdoor lighting control systems]. Energosberezhenie. 2013. No. 7. Pp. 40-41. (rus)

18. Svetodiodnoe ulichnoe osveshchenie: standarty, problemy, perspektivy. [LED street lighting : standards, problems, prospects]. RynokSvetotekhniki, 2012. No. 2 (09). Pp. 16-17. (rus)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.