В статье рассмотрены требования нормативных документов (ГОСТ, СНиП) к наружному освещению и этапы его проектирования. Все упомянутые нормативные документы можно скачать из базы данных сайта. Статья затрагивает наиболее важные требования к наружному освещению и должна позволить читателю получить общее представление об освещении городов и иных населенных пунктов, а так же помочь разобраться со структурой и содержанием нормативных документов. Для проектирования наружного освещения конкретного объекта потребуется изучить все необходимые Своды правил, ГОСТы и СНиП.
Содержание статьи:
- Освещение дорог и проезжей части улиц
- Освещение дворовых территорий
- Светильники
- Виды осветительных сетей
- Питание осветительных сетей
- Управление наружным освещением
- Защита осветительных сетей от токов коротких замыканий
- Защита осветительных сетей от атмосферных перенапряжений
- Согласования осветительных сетей
Наружное освещение (иногда его называют уличным освещением) является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Еще задолго до появления электрических источников света городские улицы освещали факелами, масляными фонарями, затем керосиновыми и газовыми лампами.
Современное наружное освещение включает в себя освещение: дорог за чертой населенного пункта, проезжей части улиц и прилегающих к ним тротуаров, площадей, парков и скверов, дворов и прилегающих к ним пешеходных дорожек, расположенных во дворах детских и спортивных площадок. Так же к наружному освещению относят архитектурно-художественное освещение фасадов зданий.
Освещение дорог и проезжей части улиц
Примерная последовательность действий при проектировании наружного освещения дорог и улиц включает в себя этапы:
— обследование дороги (улицы). Необходимо определить тип дорожного покрытия, нанести на план улицы все пешеходные переходы, пересечения с другими улицами и дорогами. При наличии трамвайного движения так же нанести на план места посадок в трамвай. Необходимо определить все места на проезжей части улиц, в которых могут оказаться пешеходы. В этих местах, как будет показано ниже, необходимо обеспечить повышенный уровень освещенности относительно остальной части дороги. В случае если предусматривается отключение части светильников в ночное время, то в местах возможного нахождения пешеходов на дорогах и проезжей части улиц повышенный уровень освещенности должен обеспечиваться и в этот промежуток времени;
— определение категории улицы или дороги. Категории дорог и улиц определяют в зависимости от их назначения, транспортных характеристик, расчетной скорости движения автотранспорта и количества полос движения. Их разделяют на магистрали и улицы общегородского (классы дорог А1…А4), районного (классы дорог Б1, Б2) и местного (классы дорог В1…В3) значения. Для определения категории конкретной улицы необходимо пользоваться Таблицей 14 Свода правил СП 52.13330.2011 .
Часть данного Свода правил, касающаяся освещения улиц и дорог, выпущена в виде отдельного стандарта ГОСТ Р 55706-2013 .
Следует отметить, что Свод правил СП 52.13330.2011. и упомянутые ниже СП 98.13330.2012 и СП 42.13330.2011 Постановлением Правительства РФ №1521 от 26 декабря 2014 г. внесены в перечень нормативных документов, применение которых на обязательной основе обеспечивает соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
В отношении СП 52.13330.2011 Постановление касается: Раздел 1 (пункты 1.1, 1.2), Разделы 4-6, Раздел 7 (пункты 7.1 — 7.35, 7.37, 7.38, 7.40, 7.45-7.86, 7.101 — 7.122), приложение К. Следовательно при проектировании освещения, в том числе наружного, основополагающим документом является СП 52.13330.2011. Но, если во вновь вводимых стандартах повышаются требования к некоторым нормам освещения, то их следует соблюдать;
— выбор нормируемой освещенности. Требуемые освещенность и яркость дорожного покрытия в зависимости от категории дороги выбирают в соответствие с требованиями СП 52.13330.2011: по Таблице 15 для городских улиц, по Таблице 16 для сельских улиц, по Таблице 17 для автозаправочных станций и стоянок, для пешеходных переходов – по Таблице 18. Требования к освещенности трамвайных путей содержатся в п.5.71 СП 98.13330.2012 и п. 7.41 СП 52.13330.2011. Для обособленных трамвайных путей приведенные в документах нормы освещенности различны. В таких случаях следует выбирать большее значение. Следовательно, и освещенность посадочных площадок необходимо увеличить.
Требования к освещению велодорожек, плоскостей ступеней лестниц и к минимальной освещенности пешеходных переходов содержатся в ГОСТ Р 55844-2013 (стандарт существенно повысил требования к минимальной освещенности пешеходных переходов на улицах категории В). Нормы наружного освещения объектов железнодорожного транспорта приведены в ГОСТ Р 54984-2012. Методы расчета нормируемых параметров уличного освещения описаны в ГОСТ Р 55708-2013 .
Для улиц и дорог со стандартной геометрией (дорога имеет прямоугольное полотно без поворотов, развилок и т. д.) нормируют среднюю яркость дорожного покрытия. При нестандартной геометрии дороги (дорога имеет съезды, криволинейные участки, повороты, развилки) нормируют освещенность. Так же по освещенности нормируют улицы и дороги, имеющие покрытие из брусчатки или плит, и дороги в городах северной строительно-климатической зоны (п. п. 7.33…7.35 и примечание 3 в Таблице 15 СП 52.13330.2011).
Измерение освещенности дорожного покрытия должно выполняться в соответствие с требованиями ГОСТ Р 54944-2012. Яркости — ГОСТ 26824-2010. Действие данных стандартов распространяется и на внутреннее освещение зданий, и на наружное освещение. Некоторые положения этих двух нормативных документов, касающиеся измерений освещенности и яркости дорожного покрытия проезжей части улиц выделены в отдельный стандарт ГОСТ Р 55707-2013. В случае если требования различных стандартов к одному и тому же параметру различны, то следует выполнять наиболее высокие требования, удовлетворяющие требованиям всех нормативных документов;
— выбор схемы размещения светильников. Размещение светильников наружного освещения вдоль улицы или дороги выполняется по существу одновременно с выполнением расчета освещенности. Осветительные приборы устанавливают на специально предназначенных для этого опорах освещения, на опорах контактной сети электрифицированного городского транспорта, на опорах линий электропередачи напряжением 0,4 кВ, а так же подвешивают на тросы (растяжки).
Использование опор освещения позволяет оптимально осветить зоны, требующие повышенной освещенности (пешеходные переходы, посадочные места в трамвай), устанавливая опоры максимально близко к этим зонам. Это приближение опор к указанным зонам, как правило, не позволяет установить опоры со светильниками с постоянным шагом (расстоянием между опорами) вдоль улицы и при этом выполнить все требования нормативных документов.
Требования к используемым опорам и их заземлению, пересечениям и сближениям воздушных линий электропередачи содержатся в Главе 2.4 ПУЭ, издание 7 .
При использовании для уличного освещения опор контактной сети общественного транспорта для обеспечения требуемой освещенности пешеходных переходов следует использовать на ближайших к ним опорах светильники с более мощными лампами, если пешеходный переход оказался на значительном удалении от опор. Так же следует поступать с остановками трамваев.
Для выбора оптимальной схемы размещения светильников можно воспользоваться Рисунком 1 в Инструкции по проектированию наружного освещения СН 541-82. На этом рисунке представлены различные схемы построения установок наружного освещения, в которых осветительные приборы могут быть размещены по одной стороне улицы, по обеим сторонам улицы, а так же над проезжей частью. На Рис. 2…4 этой инструкции показаны рекомендуемые схемы расстановки осветительных приборов на пешеходных переходах, железнодорожных переездах, пересечениях и закруглениях улиц. В этих местах должен быть обеспечен повышенный уровень освещенности.
Различные способы выполнения установок наружного освещения показаны на странице сайта «Наружное освещение в фотографиях «;
— расчет освещенности и яркости. В процессе проектирования наружного освещения, так же как и искусственного освещения помещений, проще всего все расчеты выполнять компьютерными методами, используя типовые программы, такие как DIALux. При расчетах коэффициент запаса принимается в пределах 1,5…1, 7 (Таблица 3 СП 52.13330.2011 ). Если для установки осветительных приборов используются уже существующие опоры контактной сети городского транспорта или опоры воздушной линии электропередачи 0,4 кВ, то необходимо выбрать светильники, обеспечивающие требуемую освещенность (яркость) дорожного покрытия. Для выполнения требований по неравномерности освещенности дорожного покрытия может потребоваться подбор светильников по их КСС (кривые силы света). При установке светильников на опоры допускается использовать двух и трехрожковые кронштейны. В зонах, требующих повышенного уровня освещенности, используют более мощные, либо дополнительные светильники.
При установке опор специально для наружного освещения или в случае подвешивания светильников на тросах необходимо выбрать максимальный шаг расстановки осветительных приборов, тип и мощность светильников, при которых выполняются требования по величине и неравномерности освещенности.
Далее необходимо установить светильники вблизи мест, требующих повышенный уровень освещенности. Затем расставить осветительные приборы вдоль остальных участков улицы, не допуская превышения максимально допустимого шага расстановки осветительных приборов.
Повышенные уровни освещенности (яркости) необходимо обеспечить: на улицах местного значения, примыкающих к магистралям и скоростным дорогам – не менее одной трети освещенности (яркости) на расстоянии не менее 100 метров от основной магистрали. Так же на пешеходных переходах, съездах с дороги, на пересечениях улиц и железнодорожных переездах, на закруглениях улиц и дорог, а также на посадочных местах в трамвай. На пешеходных переходах улиц категорий А и Б освещенность должна превышать среднюю нормируемую освещенность улицы как минимум в 1,5 раза (при этом средняя освещенность пешеходных переходов не должна быть меньше 20 лк при величине минимальной освещенности 6 лк (п. 4.2 ГОСТ Р 55844-2013). Рекомендуется выделять пешеходные переходы, используя освещение другого цвета (Примечание 4 к Таблице 15; п. п. 7.49, 7.50 СП 52.13330.2011 и Рис.2…Рис.4 в СН 541-82 ).
В проектах наружного освещения необходимо предусматривать меры по ограничению слепящего действия светильников в местах производства работ на промышленных предприятиях, на улицах и дорогах, автозаправочных станциях, больших площадях при освещении их прожекторами, на пешеходных пространствах. Основные требования по уменьшению слепящего действия осветительных приборов содержатся в п. п. 7.29…7.31, 7.38, 7.40, 7.48, 7.78 СП 52.13330.2011. Особое внимание уделяют недопущению излишней засветки окон жилых зданий (п. п. 7.82, 7.83 СП 52.13330.2011);
— подключение осветительных приборов. Осветительные приборы предпочтительно равномерно подключают к трем фазам осветительной сети. При подключении необходимо следить за тем, что в случае отключения одной из фаз в ночное время к этой фазе не оказались подключенными светильники, которые установлены в местах, требующих повышенного уровня освещенности.
Защитный и рабочий нулевые проводники должны подключаться к PEN проводнику отдельными зажимами.
Освещение дворовых территорий
Правильно освещенные дворы создают комфортную среду для проживания жителей многоквартирных домов. Для освещения дворовых территорий вдоль пешеходных дорожек и во дворах устанавливают опоры освещения. При невозможности установить опоры могут быть использованы растяжки, на которых крепят светильники, либо их устанавливают на установленные на стенах домов кронштейны.
Если при проектировании наружного освещения дворов предполагается установить опоры, всегда следует проверять, сможет ли автоподъемник беспрепятственно подъехать к ним. Если свободного доступа автоподъемника обеспечить не удается, то устанавливают опоры высотой до 4 метров, которые можно установить и обслуживать без спецтехники. Такие опоры, как правило, устанавливают для освещения детских площадок. Для освещения спортивных площадок на территории дворов часто устанавливают складывающиеся опоры высотой 6 метров, которые позволяют обслуживать светильники прямо с земли. Между опорами на детских и спортивных площадках всегда прокладывают кабель в траншее.
Светильники
Для наружного освещения используют специально предназначенные для этого светильники. Они должны удовлетворять требованиям ГОСТ Р МЭК 60598-1-2011 «Светильники. Часть 1. Общие требования и методы испытаний» и ГОСТ Р МЭК 60598-2-3-99 «Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 3. Светильники для освещения улиц и дорог».
Требования безопасности при эксплуатации светильников наружного освещения содержатся в ГОСТ Р 50571.7.714-2014. который необходимо применять совместно с ГОСТ Р 50571.3-2009 .
В настоящее время улицы чаще освещают натриевыми разрядными лампами высокого давления (ДНаТ). Ртутные лампы (ДРЛ) хоть и имеют более высокий индекс цветопередачи по сравнению с натриевыми лампами, но уступают им по энергоэффективности. Для освещения больших площадей, территорий предприятий, дворовых спортивных площадок могут быть использованы металлогалогенные лампы .
Сейчас проводятся эксперименты по использованию светодиодных источников света для установок наружного освещения.
Виды осветительных сетей
Осветительные сети выполняют либо воздушными с использованием проводов СИП, либо кабельными линиями, проложенными в траншеях. В черте городской застройки провода СИП используют с изолированным нулевым проводом по ГОСТ Р 52373-2005. Обозначения проводов СИП за последние 10 лет претерпели большие изменения, о которых можно прочитать в статье Самонесущие изолированные провода (СИП). Следует учесть, что нельзя подвешивать провода осветительной сети над детскими и спортивными площадками.
Во многих городах в настоящее время преимущество отдается кабельным линиям, проложенным в земле. Используют бронированные кабели, которые укладывают в траншеи на глубине 0,7 метра. Желательно кабели для обеспечения возможности их замены в процессе эксплуатации прокладывать в ПНД трубах. При пересечении кабельной линией асфальтированных пешеходных дорожек, проезжей части улиц и дорог, а так же подземных коммуникаций, кабели в месте пересечения прокладывают в жестких, например, асбестоцементных трубах. С каждой стороны от края пересекаемой подземной коммуникации необходимо оставлять как минимум 1 метр трубы. Иначе при разрытии траншеи для ремонта пересекаемой коммуникации труба, защищающая кабель осветительной сети, повиснет на нем и не обеспечит сохранность кабеля. При пересечении проезжей части дорог необходимо проложить резервную жесткую трубу. Наиболее проблематичны сближения и пересечения с теплоцентралями, ширина которых составляет величину в несколько метров. Следует использовать любую возможность, что бы избежать такого пересечения, вплоть до изменения трассы кабельной линии освещения, либо использования на этом участке воздушной линии.
Информацию о габаритах траншей в зависимости от количества проложенных в них кабелей, особенностях прокладки кабелей в земле и объемах земляных работ можно найти в Типовом альбоме Прокладка кабелей напряжением до 35 кВ в траншеях (Шифр А5-92), выполненном институтом ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ.
Проект осветительной сети наружного освещения выполняют на топографических планах, на которых отображены наземные сооружения и подземные коммуникации. Для выполнения проекта необходимо знать все условные обозначения, которые использованы на плане освещаемого участка местности. В настоящее время планы выполняют в соответствие с пособием Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 .
В Москве приняты свои условные обозначения подземных коммуникаций, которые можно изучить по справочнику Условные знаки для топографических планов масштаба 1:500 (правила начертания).
В данных справочниках содержатся все необходимые пояснения относительно подземных коммуникаций: как определить тип подземных инженерных сетей и глубину их прокладки. Некоторые подземные коммуникации выполняют в масштабе плана, некоторые отображают тонкой линией с указанием диаметра коммуникации. Знание условных знаков позволяет проложить кабельные линии в соответствие с нормами.
При расстановке опор на топографических планах и прокладке кабельных линий в земле необходимо выполнять нормы по допустимым расстояниям между кабелями, опорами, существующими подземными коммуникациями, фундаментами зданий, дорогами, кустами и деревьями. Эти нормы содержатся в Таблицах 3, 15 и 16 Свода правил СП 42.13330.2011 и в п. п. 6.3.8…6.3.14 ПУЭ, издание 7. Проект сети освещения следует выполнять в соответствие с требованиями ГОСТ 21.607-2014.
Кроме того нельзя допускать выполнение работ в охранных зонах высоковольтных кабельных линий без согласования с их владельцами. Охранные зоны определяют по ГОСТ 12.1.051-90 .
Питание осветительных сетей
Для питания осветительных сетей наружного освещения предусматривают щиты наружного освещения (ЩНО) или шкафы управления наружным освещение (ШУНО), которые подключают к трансформаторным подстанциям или ВРУ зданий. В некоторых случаях, чаще в сельской местности, ШУНО подключают к магистралям воздушных линий 0,4 кВ. Если ШУНО размещают на земле, то на опоре ВЛ устанавливают щиток с аппаратом защиты, предотвращающим отключение линии в случае короткого замыкания в кабеле питания ШУНО. Необходимость установки на опору щитка с аппаратом защиты обусловлена требованием ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (п. п. 433.2; 434.2 и приложение С), согласно которому длина ответвления до аппарата защиты должна быть менее 3 метров.
В больших городах при больших мощностях установок наружного освещения к трансформаторным подстанциям пристраивают дополнительные помещения, в которых устанавливают щиты с аппаратами защиты и управления.
Линии наружного освещения дворов и переулков подключают к линиям освещения улиц (кроме улиц категории А).
Требования к питанию сетей наружного освещения изложены в п. п. 6.3.15…6.3.24 ПУЭ, 7 издания .
Управление наружным освещением
В городах, как правило, наружным освещением управляют централизовано из диспетчерского пункта. Рекомендации по организации управления наружным освещением содержатся в п. п. 6.5.1…6.5.9; 6.5.19…6.5.29 ПУЭ, издание 7. п. п. 7.43, 7.44 СП 52.13330.2011 и п. п. 3.21…3.35 СН 541-82 .
Включение и выключение наружного освещения осуществляется по заранее установленному расписанию. Ориентировочно включение производят при уменьшении естественной освещенности до 20 лк и отключение при увеличении освещенности до 10 лк.
В настоящее время внедряются методы управления освещением с использованием радиосигналов. Особенно это актуально для сельских поселений, состоящих из нескольких удаленных друг от друга небольших сел.
При проектировании наружного освещения обособленных объектов могут также предусматриваться программируемые контроллеры, в программу которых закладывают расписание включения и выключения освещения на год. Такой контроллер может быть установлен непосредственно в ШУНО.
Иногда такие контроллеры используют для отключения части светильников, установленных на опоре. Например, установленный на опоре прожектор (или группа прожекторов), подключенный к сети наружного освещения, освещает находящийся рядом памятник. Но в час ночи прожектора планируют отключать, так как в это время людей на улице мало. Контроллер может выполнить эти функции.
Защита осветительных сетей от токов коротких замыканий
Осветительные сети должны быть защищены от токов перегрузок и коротких замыканий в соответствие с требованиями ПУЭ, издание 7 (п. п. 6.3.25…6.3.40 ), и ГОСТ Р 50571.4.43-2012 .
Для защиты могут быть применены автоматические выключатели с комбинированным расцепителем или предохранители с плавкой вставкой. Чаще можно увидеть предохранители, так как они лучше выдерживают кратковременные пусковые токи, возникающие при включении светильников. В каждом конкретном случае в проекте сети наружного освещения предусматривают наиболее подходящие способы защиты кабелей и проводов.
Защита осветительных сетей от атмосферных перенапряжений
В черте городской застройки, где высота домов значительно превышает высоту установки светильников, повреждения осветительных сетей прямыми ударами молний случаются крайне редко. И соответственно защиту от атмосферных перенапряжений не предусматривают.
На открытых участках и в сельской местности (так же в условиях любой малоэтажной застройки) воздушные сети наружного освещения в некоторых случаях защищают от ударов молний. Для защиты используют специальные защитные аппараты – устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В некоторых нормативных документах их называют УЗП — устройства защиты от перенапряжений. Широко распространены варисторные устройства, которые при превышении напряжения на нем выше заданного порогового уровня шунтируют защищаемую цепь малым сопротивлением. В первую очередь защите от атмосферных перенапряжений подлежат осветительные сети, расположенные в местах, где существует опасность возникновения пожара. Например, предназначенные для освещения мест хранения легковоспламеняющихся материалов.
Основные требования к защите воздушных линий передач (включая воздушные осветительные сети), содержатся в ГОСТ Р 50571-4-44-2011 (Раздел 443 и Приложение В) и ПУЭ, издание 7. раздел «Заземление. Защита от перенапряжений» (п. п. 2.4.38…2.4.49). Рекомендации по применению УЗИП содержатся в Техническом циркуляре Ассоциации «Росэлектромонтаж» № 30/2012. Некоторые полезные рекомендации можно найти в инструкции Правила устройства ВЛИ до 1 кВ. но ее действие отменено в 2003 году.
К сожалению, раздел ПУЭ, посвященный защите воздушных линий напряжением 0.4 кВ от перенапряжений, написан крайне неопределенными расплывчатыми фразами. Например, в п. 2.4.44 есть указание, что защитные аппараты, устанавливаемые на опорах для защиты от грозовых перенапряжений, должны присоединяться к заземлителю отдельным спуском. Здесь, судя по всему, подразумеваются УЗИП. В п. 2.4.46 содержатся требования к заземляющим устройствам, предназначенным для защиты от атмосферных перенапряжений. Но в этом пункте отсутствует прямое указание, что защита обеспечивается подключением УЗИП между проводами и заземлителем. А без подключенного УЗИП между изолированным от опоры фазным проводом и заземлителем, перенапряжение, возникшее на этом проводе, не будет уменьшено до безопасной величины. И, следовательно, возможен пробой изоляции проводов СИП. Вследствие этой неопределенности возникает много разночтений и споров о необходимости применения защиты от перенапряжений в проектах установок наружного освещения.
Согласования осветительных сетей
Согласование спроектированных установок наружного освещения, как правило, занимает значительно больше времени, чем само проектирование. Сеть освещения необходимо согласовать с организацией, отвечающей за освещение города, с балансодержателями освещаемых территорий, владельцами сетей, к которым подключается спроектированная сеть освещения. Так же с владельцами подземных коммуникаций, рядом с которыми предполагается установить опоры освещения и проложить кабельные линии. В первую очередь новые кабельные линии согласовывают с представителями организаций, эксплуатирующих городские кабельные сети.
В процессе согласования представители организаций, в чьем ведении находятся подземные коммуникации, могут потребовать предоставить им разрезы наиболее сложных участков параллельной прокладки и пересечений проектируемых кабельных линий с существующими коммуникациями.
Иногда возникает необходимость внесения корректировок в проекты наружного освещения вследствие появления новых подземных коммуникаций, которых не было на момент получения топографических планов.
Если для выполнения сети освещения не предусмотрены земляные работы, то есть светильники устанавливаются на уже существующие опоры или крепятся на тросовые растяжки, а сеть выполняется проводами и не содержит прокладываемых в земле кабелей, то согласование проекта наружного освещения соответственно упрощается.
Наружное освещение улицы
Рис. 1 Наружное освещение улицы
Виктор Чернов
К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта) 05 июля 2015 г.