Osnovni pojmovi cestovne rasvjete

Razvojem cestovne mreže Hrvatske, poglavito autocesta, cestovna rasvjeta postala je izuzetno dominantan potrošač električne energije. Razvojem tržišta svjetiljki, upravljanja potrošnjom, ali i sve strožim preporukama i zakonima vezanih uz ekologiju i učinkovitost, ovaj segment potrošnje postaje sve interesantniji za energetsku i ekonomsku analizu. Cestovna rasvjeta postavlja se prema projektu, preporukama Međunarodne komisije za rasvjetu CIE (Commission Internationale de l\’Eclairage) No. 88/90, No. 115/95 i Nacrtu europske norme CEN/TC 169/WC 6/9.

Cestovna rasvjeta postavlja se u zonama povećane opasnosti pa se cestovnom rasvjetom opremaju:

• dionice cesta i autocesta
• mostovi, tuneli i galerije
• prometna čvorišta u dvije i više razina
• granični prijelazi
• prometno-uslužni objekti autocesta i brzih cesta
• prometne površine centara za održavanje i kontrolu prometa.

Područja cestovne rasvjete

Razine rasvjete (od najviše M1 do najmanje M5) odabiru se prema funkciji prometnice, gustoći prometa, prometnoj složenosti, odvojenosti prometa i postojanju ili nepostojanju signala za kontrolu prometa. Kod razreda rasvjete M1 (najviši) srednja iluminacija iznosi 2 cd/m2 i uzdužna jednolikost 40%, a kod razreda rasvjete M3 (srednji) srednja iluminacija iznosi 1 cd/m2 i uzdužna jednolikost 40%.
Cestovna rasvjeta tunela obuhvaća tunelsku cijev i prilazne ,odnosno odlazne zone. Tunelska cijev može biti razreda rasvjete od A1 do C3, ovisno o iluminaciji prilazne zone tunela, brzini i gustoći prometa. Prilazne i odlazne zone su srednje iluminacije 1 cd/m2 i uzdužne jednolikosti 40%.
Rasvjeta obuhvaća glavni prometni pravac sa zonama adaptacije i cijelu prometnu površinu objekta. Razred rasvjete je najviši, tj. sa srednjom iluminacijom od 2 cd/m2 i uzdužne jednolikosti od 40%.

Rasvjeta obuhvaća glavni prometni pravac sa zonama adaptacije i cijelu površinu objekta. Srednja iluminacija glavnog pravca iznosi 2 cd/m2, a uzdužna jednolikost od 40%. Srednja iluminacija prometnih površina objekta iznosi 1 cd/m2 i uzdužne jednolikosti od 40%. Rasvjeta obuhvaća prilazne ceste i prometne površine objekta. Srednja iluminacija iznosi 1 cd/m2 i uzdužne jednolikosti 40%.

Konstrukcija i oznake stupova i nosača

Rasvjetni stupovi proizvode se od Al-lima i Če-lima. Zaštita od korozije izvodi se vrućim pocinčavanjem ili osnovnim zaštitnim premazima. Za objekte uz morsku obalu i u industrijskim područjima s jako zagađenom atmosferom preporučuje se zaštita od korozije vrućim pocinčavanjem. Stupovi se izrađuju iz kvalitetnog čeličnog lima koji se strojno oblikuje u određene segmente, a zatim se zavaruje pomoću stroja za automatsko zavarivanje.
Na ovaj način proizvedeni stupovi imaju dobre mehaničke karakteristike, vrlo su lagani i svojim estetskim oblikom udovoljavaju zahtjevima suvremene javne rasvjete. Zaštita stupova od atmosferskih utjecaja riješena je za tropske i normalne uvjete rada, kao i za objekte uz morsku obalu i industrijska područja s jako zagađenom atmosferom. Sidreni vijci i matice također se zaštićuju od korozije vrućim pocinčavanjem.

Oznaka u imenu stupa, odnosno znamenka 1 (2) ili 3 određuje područje za koje se mogu primjenjivati rasvjetni stupovi:

• zona 1 – zona umjerenih i jakih vjetrova
• zona 3 – zona jake bure.

Za rasvjetu prometnica, čvorova, mostova i ostalih cestovnih površina mogu biti:

• stožasti rasvjetni stupovi, u pravilu izrađeni od Al-lima, visine 3-6 m,
• stožasti osmerokutni rasvjetni stupovi, najčešće izrađeni od Če-lima, visine 3-6 m i 7-12 m
• cijevni rasvjetni stupovi, najčešće izrađeni od Če-lima, visine 3-6 m i 7-12 m
• poligonalni limeni stupovi, najčešće izrađeni od Če-lima, visine 14-20 m.

Za rasvjetni stup visine 3-6 m temelj stupa izvodi se od betona klase C 16/20, a dubina iskopa temelja kreće se 70-100 cm. Za rasvjetni stup visine 7-12 m temelj stupa izvodi se od betona klase C 20/25, a iskop temelja kreće se 70-125 cm. Za rasvjetni stup visine 14-20 m (veliki stup) temelj stupa izvodi se od betona klase C 25/30, a dubina iskopa temelja kreće se 120-210 cm.

Prema vrsti svjetiljke i njezinim montažnim dimenzijama odabire se tip i vrsta nosača. Pod vrstom nosača podrazumijeva se njegov broj krakova (jednoluk, dvoluk itd.). Prema zahtjevu je moguće ponuditi i drugo rješenje nosača. Nosači se izrađuju od istog materijala kao i stupovi, a isto tako i zaštićuju od korozije.

Funkcije i parametri cestovne rasvjete

Osnovna uloga cestovne rasvjete (rasvjete prometnica):

• Dobra rasvjeta smanjuje broj nesreća i povećava sigurnost na cesti te osigurava vidljivost sudionicima u prometu
• Povećava zaštitu i sigurnost ljudi i objekata
• Omogućuje pravodobno uočavanje opasnih i novonastalih situacija na cesti
• Položaj svjetiljaka pokazuje putanju ceste, odnosno djeluje kao \”vodič\”
• Omogućuje orijentaciju, tj. izbor pravoga puta
• U gradovima rasvjeta naglašuje rezidencijalnu vrijednost i stvara urbanu atmosferu
• Predstavlja važan element kvalitete ljudskoga života.

Pri projektiranju cestovne rasvjete najvažniji je pojam luminacija (osjećaj svjetloće koji stvara osvijetljena ili svjetleća površina). Svjetlost iz svjetiljke pada na cestu te se reflektira od njezine površine u oko promatrača koji je doživljava kao svjetlost. Ovo se naziva luminacija prometnice – L (cd/m²). Zbog reflektivnih svojstva ceste, luminacija i rasvijetljenost se bitno razlikuju (ne postoji direktna veza kao kod unutarnje rasvjete gdje je refleksija difuzna).

Svjetlotehnički zahtjevi koji se postavljaju pri projektiranju sustava cestovne rasvjete postavljeni su u DIN 5044. Pri tome se uzimaju sljedeći kriteriji :

• Razina i jednolikost luminacije
• Razina i jednolikost rasvijetljenosti
• Ograničenje bliještanja
• Porast praga

Kontrast ima veoma važnu ulogu u percepciji. Kontrast u boji i svjetlini omogućuje uočavanje objekata u našem vidnom polju.

Zbog toga je potrebno osigurati da:

• određena razina luminacije (ovisno o situacijama u prometu) omogući percepciju slabijeg kontrasta i sitnih detalja
• rasvjeta bude što jednoličnija kako bi se izbjeglo postojanje tamnih točaka s mogućim opasnostima
• da se izbjegne direktno bliještanje iz svjetiljaka.

Polje promatranja, definirano u DIN standardu, predstavlja osnovu za projektiranje cestovne rasvjete. Budući da je pažnja vozača za vrijeme vožnje uglavnom usmjerena prema naprijed, onda polje promatranja počinje 60 m ispred promatrača i dugo je 100 m. Za proračun se koristi manje polje, obično između prve dvije svjetiljke. Za položaj promatrača uzima se pozicija u sredini desnog kolničkog traka u smjeru vožnje, na visini od h=1,5 m. Kolnik se promatra pod kutom između 0,5º i 1,5º stupnja ispod horizontale.

Razina luminacije je najvažniji pokazatelj kvalitete rasvjetnog sustava. Luminacija se uvijek računa samo za kolnik. Budući da razina luminacije utječe na kontrastnu osjetljivost, poželjno je da luminacija bude što veća. Ispitivanja su pokazala da je optimalna luminacija za cestovnu rasvjetu 2,0 cd/m², ali ona je opravdana samo za brze ceste i autoceste, pa se ovisno o tipu ceste preporučuje luminacija od 0,5 cd/m² do 2,0 cd/m². Za ocjenjivanje se koristi prosječna luminacija kolnika Lm.
Pješački prijelaz nije potrebno posebno rasvjetljavati ako je postignuta prosječna luminancija kolnika od min. 2,0 cd/m² u području 50 m ispred i iza prijelaza, te ako su zadovoljeni preporučeni uvjeti jednolikosti

Luminacija ovisi o:

• fotometrijskim karakteristikama svjetiljke
• položaju svjetiljaka u odnosu na cestu
• refleksnim svojstvima kolnika
• položaju promatrača (definiran)

Za rasvjetne sustave definiraju se klase cestovne rasvjete npr. M1 (autoceste i brze ceste) – M5 (lokalne ceste s malom brzinom prometa). Preporučaju se sljedeće vrijednosti luminacije :

• M1 – 2,0 cd/m², • M2 – 1,5 cd/m², • M3 – 1,0 cd/m², • M4 – 0,75 cd/m², • M5 – 0,5 cd/m², DIN 5044 definira dva tipa jednolikosti luminacije.

Uzdužna jednolikost luminacije Ul = Llmin/Llmax
Budući da vozači uglavnom promatraju cestu ispred sebe, Ul označava omjer minimalne i maksimalne luminacije u ravnoj liniji ispred definirane točke promatranja. Zahtjevi za uzdužnom jednolikosti luminacije povećavaju se s maksimalnom brzinom kretanja na cesti, gustoćom prometa i mogućim opasnim situacijama. Prema DIN 5044 postoje četiri kategorije: 0,4 – 0,5 – 0,6 – 0,7.

Opća jednolikost luminacije Uö = Lmin / Lm

Opća jednolikost luminacije odnosi se na cijelu širinu kolnika te izražava omjer minimalne i prosječne luminacije u proračunskom polju. Uö ne bi smio biti manji od 0,4, čime se izbjegavaju mračne zone i osigurava da vozač može pravodobno vidjeti npr. pješaka koji ulazi u njegovu liniju kretanja.
Bliještanje izaziva vidnu nelagodu te ga je potrebno što više ograničiti.

Stoga razlikujemo:

• Psihološko bliještanje – smanjuje vidnu udobnost zapažanja vozača zbog zamora oka, uzrokovanog trajno prisutnim bliještanjem izvora svjetlosti. Oznakom G, na temelju iskustva u praksi utvrđena je mjera kontrole psihološkog bliještanja na skali od 1 (neprimjetno) do 9 (nepodnošljivo). Iako postoji i način proračuna za G, iskustvo je pokazalo da je psihološko bliještanje zadovoljavajuće ako su zadovoljeni kriteriji za ograničenje fiziološkog bliještanja.

• Fiziološko bliještanje – smanjuje vidnu sposobnost, utječe na smanjenje kontrastne osjetljivosti (razlika luminacije između objekta i pozadine) i smanjenje brzine percepcije. Vrednuju se preko relativnog porasta praga TI. Za raspoznavanje objekata potrebno je osigurati razliku luminacije između objekta i pozadine, i što je ona veća, objekt je bolje vidljiv. Pri većim vrijednostima luminacije pozadine, i kontrast (razlika luminacije) mora biti jači. Minimalni kontrast, pri kojem je kod određene vrijednosti luminacije pozadine objekt vidljiv, naziva se prag razaznavanja luminacije (∆Lmin).

Razina rasvijetljenosti – budući da je rasvijetljenost proračunska svjetlotehnička veličina koja ovisi samo o položaju svjetiljaka, njihovom svjetlosnom toku i udaljenosti od površine, a pri tome ne uzima u obzir položaj promatrača i refleksijska svojstva kolnika, što je važno pri proračunu dinamičkih uslova vožnje i udobnosti, može se koristiti samo pri proračunu manje zahtjevnih prometnica (spore ceste), odnosno pri proračunu urbane i reflektorske rasvjete.
Vizualno vođenje je skup mjera koje vozaču nedvosmisleno pružaju trenutačnu jasnu sliku toka ceste i njezina smjera. Ovo se postiže rasvjetnim sustavom koji slijedi tok ceste, odnosno rasporedom niza stupova.

Razlikujemo rasporede svjetiljaka (stupova):

• aksijalni raspored (nosive žice)
• jednostrani raspored
• dvostrani raspored (izvori paralelno)
• centralni raspored.

Kod križanja se mora postići luminacija najbolje rasvijetljene ceste koja ulazi u križanje. Kod zavoja veliku ulogu ima i vizualno vođenje (određivanje smjera ceste). Svjetiljke se obično postavljaju na vanjsku stranu zavoja, a ako zbog širine ceste treba koristiti dvostrani raspored, onda se izbjegava naizmjenično postavljanje.

Na temelju brojnih mjerenja u praksi, utvrđeno je da je moguće sistematizirati refleksijska svojstva kolnika u nekoliko klasa. Određena klasa tako pokriva niz cestovnih površina sličnih refleksijskih svojstava, što olakšava svjetlotehnički proračun

Rasvjeta pješačkih prijelaza

Pješački prijelaz nije potrebno posebno rasvjetljavati ako je postignuta prosječna luminacija kolnika od min. 2,0 cd/m² u području 50 m ispred i iza prijelaza, te ako su zadovoljeni preporučeni uvjeti jednolikosti. Ako to nije slučaj, pješački prijelaz se mora posebno rasvijetliti, tako da se postigne pozitivni kontrast između pješaka i kolnika (luminacija pješaka je veća od luminacije kolnika), što se obično postiže upotrebom svjetiljke posebnih fotometrijskih karakteristika koja se postavlja ispred pješačkog prijelaza (gledano iz smjera vožnje) sa svake strane.
Refleksijska svojstva površine kolnika u bitnoj mjeri utječu na raspodjelu i razinu luminacije na kolniku.
Refleksijska svojstva kolnika određuju: materijal, izvedba i zrnatost površine, habanje, stupanj onečišćenja, vlažnost, temperatura.

Postoje dvije vrste refleksija:

1.Usmjerena – prisutna kod glatkih površina, gdje se reflektirajuća zraka odbija pod istim kutom kao i upadna.
2. Difuzna – kod hrapavih površina, gdje se upadna zraka reflektira u svim smjerovima.
3. Potpuno difuzna – upadna zraka reflektira se jednoliko u svim smjerovima.
Refleksija cestovne površine je miješana, što znači da se sastoji od usmjerene i difuzne refleksije. Refleksijska svojstva takve površine opisuju se koeficijentom luminacije q = L/E; L – luminacija u točki T proizvede izvor svjetlosti Q radi raspršenog odsjaja na površinu A koju promatrač vidi iz točke B; a E – rasvijetljenost koju u točki T proizvede izvor svjetlosti Q.

Osim o vrsti materijala, koeficijent luminacije ovisi o položaju izvora svjetlosti i promatrača, odnosno o kutovima q=f (α, β, γ, ν):

α – kut promatranja
β – kut između ravnina položaja izvora svjetlosti i ravnine promatranja
γ – upadni kut svjetlosti
ν – kut između ravnine promatranja i uzdužne osi prometnice.

Na temelju brojnih mjerenja u praksi, utvrđeno je da je moguće sistematizirati refleksijska svojstva kolnika u nekoliko klasa. Određena klasa tako pokriva niz cestovnih površina sličnih refleksijskih svojstva, što olakšava svjetlotehnički proračun. Svaka klasa određuje vrijednosti triju karakterističnih parametara: srednjeg faktora luminacije gö i zrcalnih faktora S1 i S2.
Izvor: www.masmedia.hr