Искусственное освещение города

Для светового  оформления городской магистрали необходимо, прежде всего, распределить светильники  уличного освещения, выбрать их тип, высоту и конструкцию опор. Выявить  возможности витринного освещения  и степень его влияния на освещение тротуаров и проезжей части улицы. Следует также учесть специальное освещение фасадов отдельных зданий исторического или художественного значения. Затем необходимо создать проект световых реклам, размещенных на крышах и фасадах зданий, определить их примерные размеры и цветность. Освещение садов и бульваров, входящих в ансамбль улицы, также должно приниматься во внимание с учетом того, что в районах зеленых насаждений обычно отсутствуют магазины и реклама, что снижает освещенность на улице. Все источники света показывают графически на плане улицы условными знаками, а для наглядности выполняют несколько ночных перспектив улицы. Следует помнить, что архитектурное решение освещения улицы зависит не столько от уровней освещенности, сколько от гармонического сочетания и стилевого единства отдельных частей осветительной установки и от степени уменьшения блескости в поле зрения. 

2.1. Освещение улиц

При освещении  улиц как линейного объекта наибольшая доля светового потока должна быть направлена по двум противоположным сторонам вдоль улицы, создавая при этом равномерное освещение на всем ее протяжении. Практика показывает, что для оптимального решения этой задачи необходимо иметь светильники, имеющие максимумы силы света, направленные примерно под углом 65–75° к вертикали в двух противоположных направлениях. Такая трансформация светового потока лампы возможна только с помощью зеркал, которыми и снабжено большинство современных уличных светильников.

Устройство  уличного освещения регламентируется ВСН 22–75 – «Инструкцией по проектированию наружного освещения городов, поселков городского типа и сельских населенных пунктов». По характеру предъявляемых требований к освещению все улицы и площади городов подразделяются на три категории:

А –  скоростные дороги, магистрали общегородского значения и т.п.;

Б –  магистральные улицы районного  значения, дороги грузового движения и т.п.;

В-улицы  и дороги местного значения.

В отличие  от всех других осветительных установок  уровень освещения для дорог  с асфальтобетонным покрытием нормируется не величиной освещенности, а величиной яркости поверхности дорожного покрытия в направлении наблюдателя, находящегося оси движения транспорта. Это объясняется тем, что асфальт в особенности мокрый, обладает резко выраженным зеркальным характером отражения, вследствие чего величина освещенности может характеризовать видимость. Для улиц и дорог, имеющих простейшие (грунтовые, щебеночные) или переходного типа (асфальтовые) покрытия, допустимо характеризовать уровень освещения величиной освещенности. Поэтому ВСН 22–75 устанавливает норму освещения улиц и других проездов с асфальтобетонным покрытием в виде величины средней яркости (в пределах от 1,6 до 0,2 кд/м²) в зависимости от категории улиц и плотности движения, а для улиц с простейшими переходного типа покрытиями – в виде величины средней горизонтальной освещенности (в пределах от 6 до 2 лк). ВСН 22–75 содержат ряд качественных требований к устройству уличного освещения, в том числе определяют наименьшую допустимую высоту подвеса светильников в зависимости от их характеристик, мощности и типа ламп, а также соотношение наибольшей и наименьшей величин яркости и освещенности и т.д.

Для освещения  улиц и дорог рекомендуется применять  в основном газоразрядные источники  света. В настоящее время в  этой области наибольшее распространение получили лампы ДРЛ. Люминесцентные лампы применяют редко, преимущественно в южных курортных небольших городках, где не требуется большой яркости. Эксплуатация люминесцентных ламп в северных городах в зимнее время затруднительна. В заграничной практике нарду с лампами ДРЛ довольно широко применяют натриевые лампы низкого и высокого давления. В Москве и в некоторых других городах для освещения площадей используют ксеноновые лампы ДКсТ. Лампы накаливания в настоящее время применяют только в поселках или на городских улицах местного значения; применение этих ламп вследствие их малой экономичности будет постепенно сокращаться. Для уличного освещения в настоящее время широко применяют светильники: РКУ – уличный консольный; РСУ – уличный подвесной; ИСУ – уличный с галогенной лампой накаливания; СППР – подвесной призматический; СВР – венчающий; РБУ – настенный. Наиболее распространенный способ установки уличных светильников – на специальных опорах или на опорах троллейбусной сети. Рационально применять для подвески светильников тросовые растяжки между домами, но этот прием пригоден в основном при кирпичной застройке; панельные дома обычно не рассчитаны на установку растяжек. На узких улицах, внутри кварталов, во дворах светильники иногда устанавливают на стенах зданий.

Опоры для уличных светильников изготовляют  из стали, алюминия, железобетона, дерева. Деревянные опоры применяют только в поселках, на небольших улицах. Стальные опоры также не имеют  распространения из-за дефицитности стали и большого веса. В некоторых странах получили распространение алюминиевые опоры. Фонарь уличного освещения представляет собой совокупность опоры, кронштейнов и светильников. Различают фонари венчающего и консольного типов, отличающиеся способом крепления светильников.

Широкое распространение получили фонари, опора  которых изгибается под углом 15°, и эта изогнутая часть служит консолью для крепления светильника. Большинство современных консольных светильников рассчитано на установку  с таким наклоном. В некоторых из них имеется соответственно изогнутый патрубок. Такие светильники должны устанавливаться на горизонтальных консолях. Не допускается устанавливать светильники под углом 30–40°.

В зависимости  от ширины и категории улиц применяются  следующие схемы расстановки фонарей: односторонняя, двухрядная в шахматном порядке, двухрядная прямоугольная, осевая, двухрядная прямоугольная по осям движения, двухрядная прямоугольная по оси улицы. Первые три схемы соответствуют случаям установки фонарей, а последние – подвеске светильников на тросах. Особое внимание следует обращать на освещение перекрестков, переходов и закруглений дорог.

При освещении  площадей, где требуется осветить большие поверхности при относительно небольшой освещенности покрытия, число опор всегда желательно сократить или полностью от них отказаться, для чего применяются прожекторы с ксеноновыми лампами ДКсТ единичной мощностью 20 или более кВт. Прожекторы могут быть установлены или на высоких мачтах.

Более комфортное решение можно получить при использовании тех или иных светильников уличного типа, установленных на высоких опорах в виде «люстр» – групп из нескольких светильников. Однако для обслуживания фонарей высотой 15–20 м требуется специальное крановое оборудование или устройство конструктивных приспособлений на опоре.

Группа  мощных светильников собрана в «люстру» в виде кольца, которое может перемещаться вдоль опоры с помощью тросового  привода, находящегося в полости  опоры. Лебедка, электродвигатель, пусковое устройство размещаются в основании  опоры или в отдельном шкафу, устанавливаемом рядом с опорой. Обслуживание светильников производится с земли при опущенной «люстре». Такие фонари получили распространение во Франции не только для освещения площадей и сложных пересечений, но и для освещения транспортных парков, стадионов и в других случаях.

При освещении  площадей фонарями консольного типа необходимо правильно выбрать рисунок  консолей и размещения фонарей, так  как криволинейные консоли, будучи ориентированы в разных направлениях, часто придают площадям непривлекательный вид. В последнее время большое распространение получили транспортные туннели, устраиваемые в местах пересечения улиц. При движении по такому туннелю у водителей транспорта возникает резкая переадаптация зрения с одного уровня яркости фона на другой. Днем в туннеле неизбежно темнее, чем на улице, вечером все зависит от того, как освещен туннель. Многочисленными исследованиями установлены и введены в ВСН 22 75 следующие требования предъявляемые к освещению туннелей.

Освещение туннелей длиной более 40 м должно иметь два режима работы дневной и вечерний. Вечерний режим должен обеспечивать среднюю освещенность на уровне дорожного покрытия 60 лк по всей длине туннеля. Дневной режим должен создавать освещенность, постепенно убывающую от въезда (выезда) в туннель к его середине с величины 1000 лк до 60 лк. Это условие в какой-то степени облегчает переадаптацию глаз к изменяющимся световым условиям. Туннели длиной менее 40 м могут освещаться равномерно, средняя освещенность для этих случаев принята 60 лк. Светильники в туннелях обычно устанавливают в виде световых полос, размещенных в стенах около потолка. Число и мощность ламп в светильнике изменяются в зависимости от требуемой освещенности. Обычно применяются люминесцентные лампы или лампы ДРЛ, но в зарубежной практике известно также применение натриевых ламп.

Для мостов и дамб, чтобы обеспечить требуемый  уровень освещения, устанавливают  большое число фонарей, которые  часто не увязываются по масштабу и рисунку с архитектурой моста. Сокращение их до приемлемого числа, определяемого некоторым модулем мостовой конструкции, приводит к применению нерациональных технически многоламповых фонарей, не обеспечивающих достаточную равномерность освещения. Поэтому в последние годы в ряде стран начали применять осветительные устройства, встроенные в ограждения моста и представляющие собой линию из зеркальных светильников с люминесцентными лампами. При оптимальном решении такой схемы целесообразно располагать светильники высоко. Для получения достаточной равномерности освещения дороги бортовые светильники должны иметь резко выраженный максимум силы света, направляемый к противоположному краю проезда.

Бульвары  и скверы не требуют интенсивного освещения, так как здесь нет  движения транспорта. Часто можно  ограничиться освещением только главных аллей и проходов. Следует учитывать, что на бульвар обычно попадает также свет от прилегающих улиц. Формальное выполнение норм без учета этого обстоятельства иногда приводит к чрезмерному увеличению числа фонарей, что особенно заметно в скверах партерного типа и на бульварах с молодыми деревьями. Для садов и бульваров целесообразно применять фонари торшерного типа с венчающими светильниками.

К электроснабжению и управлению уличного освещения предъявляют жесткие требования. Все освещение города должно управляться из центрального пункта с помощью автоматики или телемеханики. Схема питания и управления должна строиться таким образом, чтобы в ночные часы можно было оставить включенными 1/3 или 1/2 общего числа ламп. Нередко требуется устройство обратных сигналов о включении и выключении тех или иных узлов сети. Для цепей управления часто используются телефонные линии. 

2.2. Некоторые особенности искусственного освещения города

Социальный  строй во многом определяет структуру  города и его архитектуру. Очень четко это проявляется в различных решениях искусственного освещения городок, особенно в некоторых его элементах. В капиталистических городах оно носит вполне определенный характер, который сложился и проявляется в течение многих десятилетий, причем особенно ярко – в крупнейших городах капиталистических стран. Монополии и торговые фирмы стремятся использовать для извлечения прибыли все средства и достижения современной науки и техники, в частности, богатейшие возможности современной светотехники и электротехнической промышленности, часто в ущерб жизненным потребностям массы жителей, в ущерб городской архитектуре. Этим обусловлен характер освещения в капиталистическом городе, где световая реклама господствует над всеми элементами освещения, подавляет все остальное. Днем, независимо от степени яркости и крикливости, реклама не может производить столь сильного воздействия, какое она производит вечером, потому что днем видны светлое небо, деревья и на этом фоне архитектура зданий и сооружений. Вечером и ночью пейзаж, а также архитектура города становятся расплывчатыми, на темном фоне яркая и разноцветная реклама, усиленная действием искусственного света, выглядит особенно контрастно и приобретает необычайную силу воздействия.

Характер  освещения социалистических городов еще не вполне определился, но все же наиболее общие черты можно и необходимо выявить и, таким образом, обобщить его коренные отличия.

Можно проследить: тенденцию к созданию общей архитектурно-световой композиции города или его частей, стремление создать архитектурный образ вечернего города, а также другие черты характера освещения социалистических городов. Однако те же примеры свидетельствуют о том, что эти черты еще не проявляются достаточно ясно и в некоторых случаях не превалируют над старыми чертами, идущими от некритического подражания приемам освещения капиталистических городов.

Одинаковыми приемами в городах с различным  социальным строем может быть решено освещение проезжей части площадей и улиц, система световой сигнализации и световых указателей для пешеходов и автотранспорта. В этих вопросах использование большого опыта крупнейших капиталистических городов может принести полезные результаты. В значительной мере может быть использован опыт освещения витрин магазинов капиталистических городов и некоторые другие элементы освещения. Однако неправильно было бы переносить в социалистический город приемы световой рекламы городов, так как именно в ней, как уже отмечалось выше, с особой резкостью проявляется сущность и дух города. Кроме того, затраты электроэнергии на световую рекламу, создающую усиленную освещенность на некоторых его участках, нецелесообразны для социалистических городов. В них не следует поэтому стремиться к созданию столь же большой освещенности, тем более, что чрезмерная яркость и динамичность световой рекламы нередко создает ненужное и даже вредное нервное напряжение и возбуждение. Зато необходимо более художественно и функционально оправданно решать проблему рекламы и экономически рационально расходовать электрическую энергию. 

2.3. Элементы освещения города

В искусственном  освещении современных городов  ясно различается ряд отдельных  элементов, действующих совместно, влияющих друг на друга и зависящих  один от другого. В последующих главах эти элементы рассматриваются в отдельности, что помогает рассмотреть их комплексно в заключительных главах. Основными элементами освещения современного города являются:

1. освещение проезжей части улиц и площадей;
2. световые указатели и световая сигнализация для городского транспорта и пешеходов,
3. освещение архитектурных сооружений (здания и малые формы архитектуры);
4. освещение монументов и фонтанов;
5. освещение наружных витрин магазинов;
6. рекламное, агитационное и информационное освещение;
7. освещение парков, бульваров и других мест городского отдыха.