ارتفاع عمود إنارة الشوارع، والتباعد، والتكلفة، والحجم، وأضواء بخار الزئبق: دليل كامل

ما تحتاج لمعرفته حول أضواء الشوارع

قبل الخوض في التفاصيل، إليك الإجابات المباشرة للأسئلة الأكثر شيوعًا حول أضواء الشوارع:

• ال ارتفاع عمود إنارة الشارع تتراوح عادة من 20 إلى 40 قدمًا (6 إلى 12 مترًا) للطرق القياسية، حيث يصل ارتفاع أعمدة الطرق السريعة إلى 100 قدم
• تباعد ضوء الشارع يتم حسابه بشكل عام عند 2.5 إلى 3 أضعاف ارتفاع التركيب من القطب، مما يعني أن القطب الذي يبلغ طوله 30 قدمًا سيكون به أضواء متباعدة من 75 إلى 90 قدمًا
• ال تكلفة عمود إنارة الشوارع يتراوح من 2000 دولار إلى 15000 دولار أو أكثر للوحدة المثبتة بالكامل، اعتمادًا على المادة والارتفاع ونوع التركيب
• ال حجم أضواء الشوارع (رأس الإنارة) يمتد عادةً بعرض 12 إلى 24 بوصة ، مع مجموعة تركيبات تتراوح من أنماط رأس الكوبراهيد الصغيرة إلى وحدات إنارة الطرق الكبيرة
• A ضوء بخار الزئبق هو مصباح تفريغ عالي الكثافة (HID) ينتج الضوء عن طريق تمرير قوس كهربائي عبر بخار الزئبق، وينبعث منه توهج أبيض مزرق مميز

يحمل كل موضوع من هذه المواضيع آثارًا مهمة لمصممي الطرق ومخططي البلديات ومطوري العقارات وأصحاب المنازل. تستكشف الأقسام أدناه كل جانب بالتفصيل العملي.

ارتفاع عمود الإنارة وعمود إنارة الشارع: المعايير حسب التطبيق

ارتفاع عمود الإنارة ليس تعسفيًا. ويتم تحديده حسب نوع الطريق ومستوى الإضاءة المطلوب والمسافة بين الأعمدة ومعايير التصميم المحلية. يؤدي اختيار ارتفاع التركيب الخاطئ إلى الإضاءة الزائدة أو الإضاءة الخافتة أو الوهج المفرط أو إهدار الطاقة. إن فهم المعايير يساعد المخططين على اتخاذ القرارات الصحيحة منذ البداية.

إنارة الشوارع السكنية

في الأحياء السكنية يبلغ ارتفاع أ عمود إنارة الشارع عادة ما يكون بين 20 و 25 قدم (6 إلى 7.5 متر) . يعتبر ارتفاع التركيب المنخفض هذا مناسبًا للأسباب التالية:

• أصبحت سرعات المرور أقل، مما يتطلب إضاءة أقل انتشارًا
• نشاط المشاة أعلى، مما يستلزم إضاءة أقرب إلى مستوى الأرض
• تعمل الأعمدة الأقصر على تقليل التلوث الضوئي ووهج الحي
• يبلغ طول الأعمدة الزخرفية في المناطق السكنية عادة من 10 إلى 16 قدمًا

غالبًا ما تقف أعمدة الإنارة المزخرفة على شكل فانوس المستخدمة على طول الأرصفة وممرات المشاة في المناطق السكنية 8 و 14 قدم ، مما يوفر إضاءة حميمة ومريحة بدلاً من إضاءة الفيضانات واسعة النطاق.

الطرق الجماعية والشوارع الشريانية

بالنسبة للطرق الجماعية (الطرق التي تربط الأحياء بالطرق الرئيسية) والشوارع الرئيسية التي تحمل حركة مرور متوسطة إلى كثيفة، يكون الارتفاع القياسي لعمود إنارة الشارع هو 25 إلى 35 قدمًا (7.5 إلى 10.5 مترًا) . يجب أن تضيء هذه الأعمدة ممرات السفر الأوسع، وممرات الدراجات، والأرصفة في وقت واحد، مما يتطلب ارتفاعًا أكبر للتركيب لنشر الضوء بشكل فعال.

إضاءة الطرق السريعة والتقاطعات الرئيسية

تتطلب الطرق السريعة والتقاطعات والتقاطعات الكبيرة أعمدة أطول بكثير. عادةً ما تقف أبراج الإضاءة العالية عند تقاطعات الطرق السريعة الرئيسية بينهما 80 و150 قدم (24 إلى 45 مترًا) طويل القامة. يتم تركيب هذه الأبراج على رؤوس إنارة متعددة (عادةً من 4 إلى 16 تركيبًا لكل عمود) وتضيء مساحات كبيرة جدًا من نقطة واحدة، مما يقلل إجمالي عدد الأعمدة المطلوبة.

بالنسبة لأجزاء الطريق السريع القياسية التي لا تحتوي على إضاءة عالية الصاري، يجب أن تكون أعمدة الطريق 35 إلى 45 قدمًا (10.5 إلى 13.5 مترًا) شائعة.

ساحة انتظار السيارات وإضاءة المنطقة

تقف أعمدة الإنارة في ساحة انتظار السيارات بشكل عام بينهما 15 و30 قدمًا (4.5 إلى 9 أمتار) اعتمادا على حجم الكثير. قد تستخدم مناطق وقوف السيارات التجارية الأكبر حجمًا أعمدة يتراوح طولها من 25 إلى 30 قدمًا مع تركيبات متعددة مثبتة على الأذرع، بينما قد تستخدم المواقف الأصغر حجمًا أعمدة يتراوح طولها من 15 إلى 20 قدمًا مع تركيبات فردية.

العوامل التي تحدد ارتفاع عمود الإنارة

هناك عدة متغيرات تؤثر على الاختيار النهائي لارتفاع عمود الإنارة لأي مشروع معين:

• متطلبات الإضاءة: ال target foot-candle or lux level at road surface dictates both fixture output and mounting height
• عرض الطريق: تتطلب الطرق الأوسع أعمدة أطول لضمان وصول الضوء عبر جميع الممرات
• قيود التباعد: إذا كان لا بد من وضع الأعمدة على مسافات أكبر بسبب المرافق أو الممرات، فقد تكون هناك حاجة إلى أعمدة أطول مع تركيبات أكثر قوة
• التحكم في الوهج: يمكن أن يؤدي ارتفاع التركيب المفرط إلى توهج سائقي السيارات، خاصة عند المنحنيات
• المتطلبات الجمالية: غالبًا ما تتطلب المناطق التاريخية والممرات ذات المناظر الخلابة أنماطًا وارتفاعات محددة للأعمدة
• تحميل الرياح: يجب أن تتحمل الأعمدة الأطول قوى الرياح الأكبر وتتطلب سمكًا أكبر للجدار وتصميمًا أساسيًا

تباعد أضواء الشوارع: إلى أي مدى يجب وضع الأعمدة؟

ال standard rule of thumb for street light spacing is 2.5 to 3 times the mounting height of the pole. بالنسبة لعمود يبلغ طوله 30 قدمًا، يُترجم هذا إلى تباعد يتراوح بين 75 إلى 90 قدمًا بين القطبين. ومع ذلك، هذا تقدير مبدئي فقط. يتم تحديد التباعد الفعلي من خلال الحسابات الضوئية التي تتحقق من تحقيق مستويات الإضاءة المطلوبة على سطح الطريق طوال فترة التركيب.

صيغ التباعد والتصميم الضوئي

يستخدم مصممو الإضاءة المحترفون برامج القياس الضوئي (مثل AGi32 أو DIALux أو Revit مع مكونات الإضاءة الإضافية) لنموذج توزيع الضوء عبر سطح الطريق. تأخذ هذه الأدوات في الاعتبار البيانات الضوئية للتركيبات (توزيع الشمعة)، وارتفاع القطب، وعرض الطريق، وانعكاس الرصيف، ومستويات الإضاءة المستهدفة لتحديد التباعد الأمثل.

الصيغة المبسطة المستخدمة لتقديرات التباعد الأولية هي:

التباعد = (لومن التركيب × معامل الاستخدام × عامل الصيانة) / (شموع القدم المطلوبة × عرض الطريق)

بالنسبة لمعظم الطرق القياسية التي تستخدم مصابيح LED الحديثة ذات خرج يتراوح من 10,000 إلى 20,000 لومن، تنتج هذه الصيغة قيم تباعد تتراوح من 80 إلى 150 قدمًا لارتفاعات التركيب من 25 إلى 35 قدمًا.

التباعد حسب نوع الطريق وتكوين التركيب

يؤثر تكوين موضع القطب أيضًا على التباعد. هناك العديد من التكوينات القياسية:

• وضع جانب واحد: القطبين على جانب واحد فقط. تستخدم للشوارع السكنية الضيقة. عادة ما يكون التباعد 1.5 إلى 2 أضعاف ارتفاع القطب
• الموضع المعاكس (المتدرج): القطبان يتناوبان على الجانبين. تستخدم للطرق الأوسع. التباعد لكل جانب هو 2 إلى 3 أضعاف ارتفاع العمود
• الموضع المعاكس (المقترن): يواجه البولنديون بعضهم البعض عبر الطريق. يستخدم للطرق الواسعة جدًا أو الطرق السريعة المقسمة. التباعد هو 3 إلى 4 مرات ارتفاع القطب
• الموضع المتوسط: أعمدة مثبتة في الوسط الأوسط. شائع في الشرايين المنقسمة. التباعد هو 2.5 إلى 3 مرات ارتفاع القطب

المبادئ التوجيهية للتباعد بين IESNA وAASHTO

في الولايات المتحدة، تنشر جمعية هندسة الإضاءة في أمريكا الشمالية (IESNA) معيار RP-8، وهو المعيار لتصميم إضاءة الطرق. يحدد IESNA RP-8 مستويات الإضاءة المستهدفة حسب تصنيف الطرق ومنطقة تعارض المشاة، والتي تحدد بشكل مباشر قرارات التباعد. تنشر الرابطة الأمريكية لمسؤولي الطرق السريعة والنقل (AASHTO) أيضًا إرشادات إضاءة الطرق المتوافقة مع معايير IESNA.

تتضمن مستويات الإضاءة الرئيسية لهدف IESNA ما يلي:

• الشوارع السكنية: 0.6 إلى 1.0 شموع قدم متوسط الحفاظ عليه
• طرق التجميع: 1.0 إلى 1.4 شمعة قدم متوسط الحفاظ عليه
• الشوارع الشريانية: 1.4 إلى 2.0 شمعة قدم متوسط الحفاظ عليه
• مناطق تعارض المشاة العالية: تصل إلى 4.0 شموع القدم

تكلفة أعمدة إنارة الشوارع: ما هي الميزانية المخصصة للمواد والتركيب

ال total cost of a street light pole installation typically ranges from $2,000 to $15,000 per pole بما في ذلك العمود نفسه ووحدة الإنارة والأساس والتوصيل الكهربائي والعمالة. يساعد فهم توزيع التكاليف البلديات والمطورين ومديري العقارات على تخطيط ميزانيات دقيقة.

مادة العمود والتكلفة حسب النوع

يتم تصنيع أعمدة إنارة الشوارع من عدة مواد مختلفة، ولكل منها خصائص مميزة من حيث التكلفة والأداء وطول العمر:

تكلفة الإنارة (التركيبات).

تمثل وحدة الإنارة المثبتة أعلى العمود جزءًا كبيرًا من التكلفة الإجمالية. لقد حلت تركيبات إضاءة الشوارع LED الحديثة محل التقنيات القديمة إلى حد كبير مثل مصابيح الصوديوم عالي الضغط (HPS)، والهاليد المعدني، ومصابيح بخار الزئبق. تشمل تكاليف تركيبات LED ما يلي:

• إنارة الطرق الصغيرة LED (20 إلى 50 واط): 150 دولارًا إلى 350 دولارًا
• إنارة الطريق LED المتوسطة (60 إلى 120 واط): 300 دولار إلى 700 دولار
• وحدة إنارة الطرق LED الكبيرة (150 إلى 250 واط): 600 دولار إلى 1500 دولار
• مجموعة تركيبات LED عالية الصاري (متعددة الرؤوس): 3000 دولار إلى 15000 دولار

تكاليف التأسيس والتوصيل الكهربائي

غالبًا ما يتم التقليل من أهمية العمل تحت الأرض في تقديرات تكلفة أعمدة إنارة الشوارع. عادةً ما تتكلف مؤسسة قياسية مدفونة مباشرة أو مثبتة بمسمار تثبيت لعمود يتراوح طوله من 25 إلى 35 قدمًا 500 دولار إلى 2000 دولار اعتمادا على ظروف التربة ومعدلات العمالة المحلية. يضيف حفر الخنادق وتركيب القنوات الكهربائية من أقرب مصدر طاقة إلى كل عمود 30 دولارًا إلى 80 دولارًا للقدم الخطي من الخندق، مما يعني أن الجري لمسافة 200 قدم يضيف ما بين 6000 دولار إلى 16000 دولار للمشروع.

تختلف رسوم توصيل الخدمة الكهربائية التي تفرضها شركة المرافق بشكل كبير ولكنها تتراوح عادة من 500 دولار إلى 3000 دولار لكل نقطة اتصال .

إجمالي التكلفة المثبتة لكل قطب

عندما يتم دمج جميع المكونات، فإن التكلفة الإجمالية لأعمدة إنارة الشوارع المثبتة لتطبيقات الطرق النموذجية تنقسم على النحو التالي:

• عمود فولاذي مجلفن قياسي (30 قدمًا) مع وحدة إنارة LED في شارع سكني: 2000 دولار إلى 5000 دولار للقطب الواحد
• عمود من الألومنيوم (35 قدمًا) مزود بمصباح LED متوسط المدى على طريق التجميع: من 4000 إلى 8000 دولار للقطب الواحد
• عمود من الحديد الزهر المزخرف مع تركيبات LED للزينة: من 6000 إلى 15000 دولار للقطب الواحد
• برج فولاذي عالي الصاري مزود بمجموعة LED متعددة الرؤوس عند تقاطع الطرق السريعة: 25.000 دولار إلى 80.000 دولار لكل برج

عادةً ما تكون تكاليف التشغيل السنوية لمصابيح الشوارع LED الحديثة 50 إلى 150 دولارًا سنويًا في الكهرباء، مقارنة بما يتراوح بين 150 إلى 300 دولار أمريكي سنويًا بالنسبة لتركيبات HPS الأقدم أو تركيبات بخار الزئبق ذات الإنتاج المماثل.

ما هو ضوء بخار الزئبق؟ التكنولوجيا والاستخدامات والتخلص التدريجي

ضوء بخار الزئبق هو نوع من مصابيح التفريغ عالية الكثافة (HID) التي تنتج الضوء عن طريق تمرير قوس كهربائي عبر خليط مضغوط من بخار الزئبق وغاز الأرجون داخل لمبة كوارتز داخلية. لقد كانت واحدة من أقدم تقنيات إضاءة الشوارع الكهربائية وأكثرها انتشارًا، وتم تقديمها تجاريًا في الثلاثينيات وهيمنت خلال السبعينيات والثمانينيات.

كيف تعمل أضواء بخار الزئبق

يتضمن تشغيل ضوء بخار الزئبق عدة مراحل:

1. عند تطبيق الطاقة، يتشكل قوس بين قطبين كهربائيين في أنبوب الكوارتز الداخلي، الذي يحتوي على الزئبق والأرجون
2. ال argon gas initiates the arc at low temperature
3. عندما يسخن المصباح خلال 3 إلى 5 دقائق، يتبخر الزئبق ويتحول القوس من الأرجون إلى بخار الزئبق
4. ال excited mercury atoms emit ultraviolet radiation, which strikes the phosphor coating on the outer glass envelope and is converted to visible light
5. ال light output stabilizes at a characteristic لون أبيض مزرق مع درجة حرارة اللون المرتبطة بحوالي 3000 إلى 7000 كلفن اعتمادا على تصميم المصباح

تتطلب مصابيح بخار الزئبق صابورة لتنظيم التيار، ولا يمكن إعادة تشغيلها فورًا بعد إيقاف تشغيلها بسبب انخفاض الضغط الداخلي ولا يمكن إعادة إنشاء القوس الكهربائي حتى يبرد المصباح (عادةً من 3 إلى 6 دقائق).

خصائص وأداء أضواء بخار الزئبق

• إخراج الضوء: ينتج مصباح بخار الزئبق القياسي بقدرة 400 واط ما يقرب من 21000 إلى 23000 لومن في بداية العمر الافتراضي
• مؤشر تجسيد اللون (CRI): عادة ما يكون من 15 إلى 55، وهو ضعيف جدًا مقارنة بمصابيح LED الحديثة (CRI من 70 إلى 90). تظهر الألوان مشوهة، خاصة اللون الأحمر والأخضر
• فعالية: ما يقرب من 30 إلى 65 لومن لكل واط، مقارنة بـ 100 إلى 180 لومن لكل واط لمصابيح LED الحديثة
• عمر المصباح: 16000 إلى 24000 ساعة، والتي كانت تعتبر طويلة في ذلك الوقت
• وقت الاحماء: 3 إلى 5 دقائق للإخراج الكامل
• وقت إعادة الضربة: بعد 3 إلى 6 دقائق من انقطاع التيار الكهربائي قبل إعادة تشغيل المصباح

لماذا لم تعد مصابيح بخار الزئبق مستخدمة؟

في عام 2008، حظرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) ووزارة الطاقة بشكل فعال تصنيع واستيراد كوابح بخار الزئبق لتطبيقات الإضاءة العامة، مما أدى إلى تسريع التخلص التدريجي من هذه التكنولوجيا. الأسباب الرئيسية للتوقف تشمل:

• المخاطر البيئية: يحتوي كل مصباح على 15 إلى 100 ملليغرام من الزئبق، وهو معدن ثقيل سام. تشكل المصابيح المكسورة أو التي تم التخلص منها بشكل غير صحيح مخاطر تلوث التربة والمياه
• ضعف كفاءة الطاقة: تهدر مصابيح بخار الزئبق ما بين 35 إلى 70% من الكهرباء المستهلكة على شكل حرارة بدلاً من الضوء
• جودة الألوان رديئة: ال bluish-white, low-CRI light distorts colors and reduces visibility of road hazards compared to modern sources
• انخفاض قيمة التجويف: تفقد مصابيح بخار الزئبق ما يصل إلى 50% من ناتج الضوء الأولي خلال عمرها الافتراضي بينما تستمر في استهلاك نفس الكهرباء
• بدائل أفضل: يوفر الصوديوم عالي الضغط، والهاليد المعدني، وبالتالي تقنية LED كفاءة فائقة وجودة ألوان وطول العمر

حيث لا يزال من الممكن العثور على أضواء بخار الزئبق

على الرغم من التخلص التدريجي من المنشآت الجديدة، لا يزال من الممكن العثور على أضواء الشوارع التي تحتوي على بخار الزئبق في الأحياء القديمة والبلديات التي لم تكمل بعد تحديث البنية التحتية. إن إعادة تأهيل جهاز بخار الزئبق القديم باستخدام مصباح LED حديث يؤدي عادة إلى تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 100% 50 إلى 75% ويزيل المخاوف المتعلقة بالتخلص من الزئبق. تقدم العديد من المرافق والبلديات برامج خصم خصيصًا لتحويلات بخار الزئبق إلى مصابيح LED.

حجم مصابيح الشوارع: أبعاد وحدات الإنارة وفئات الإخراج

حجم أضواء الشوارع يشير إلى الأبعاد المادية لغطاء وحدة الإنارة وإلى فئة الإخراج (مستوى اللومن والقدرة الكهربائية) للتركيبة. يتراوح عرض وحدات إنارة الشوارع عادةً من 12 إلى 36 بوصة، بأطوال تتراوح من 18 إلى 60 بوصة، اعتمادًا على نوع التركيب ومستوى الإخراج.

الأبعاد المادية حسب نوع التركيب

تشمل أنماط مصابيح الشوارع الأكثر شيوعًا وأبعادها المادية النموذجية ما يلي:

فئات الإخراج والقوة الكهربائية

حجم street lights in terms of light output is categorized by lumen output and corresponding wattage. Modern LED street lights are classified into output categories aligned with the types of roads they serve:

• النوع الأول (ممرات المشاة، الشوارع السكنية الضيقة): 2000 إلى 5000 لومن، 20 إلى 50 واط LED
• النوع الثاني (شوارع سكنية، مواقف سيارات صغيرة): 5,000 إلى 10,000 لومن، 40 إلى 80 واط LED
• النوع الثالث (الطرق الجماعية، مواقف السيارات المتوسطة): 10,000 إلى 16,000 لومن، 80 إلى 130 واط LED
• النوع الرابع (الطرق الشريانية، مواقف السيارات الكبيرة): 15,000 إلى 25,000 لومن، 120 إلى 200 واط LED
• النوع الخامس (تقاطعات الصاري العالي والطرق السريعة): 25,000 إلى 60,000 لومن لكل رأس، 200 إلى 480 واط LED لكل رأس

أنماط توزيع الضوء

حجم street lights also relates to the optical distribution pattern they produce. The IESNA classifies roadway luminaire distributions as:

• توزيع النوع الأول: انتشار جانبي ضيق، مناسب للممرات والطرق الضيقة
• توزيع النوع الثاني: انتشار جانبي معتدل للطرق السكنية والجامعية
• توزيع النوع الثالث: انتشار جانبي واسع، للطرق الأوسع المثبتة على جانب واحد
• توزيع النوع الرابع: رمي للأمام، للتركيب على حافة الطرق الواسعة
• توزيع النوع الخامس: انتشار دائري ومتماثل لتطبيقات المنطقة والصاري العالي

من الضروري مطابقة نوع التوزيع الصحيح مع هندسة الطريق. سيؤدي استخدام التوزيع من النوع V على طريق سكني ضيق إلى إهدار أكثر من 50% من الضوء على المروج والمباني بدلاً من سطح الطريق.

مقارنة تقنيات إنارة الشوارع القديمة والجديدة من حيث الحجم والكفاءة

اختيار الإعداد المناسب لإضاءة الشارع: دليل القرار العملي

يتطلب اختيار المزيج الصحيح من ارتفاع العمود والتباعد وحجم التركيب وتكنولوجيا الإضاءة تحقيق التوازن بين المتطلبات الفنية والأهداف الجمالية وقيود الميزانية. يغطي الإطار العملي التالي القرارات الرئيسية:

الخطوة 1: تحديد تصنيف الطريق وهدف الإضاءة

ابدأ بتصنيف الطريق وفقًا لوظيفته (سكني، جامع، شرياني، طريق سريع) والبحث عن متطلبات الإضاءة المعمول بها في IESNA RP-8 لفئة الطريق هذه. وهذا يحدد الحد الأدنى لمتوسط ​​مستوى شمعة القدم الذي يجب أن يحققه نظام الإضاءة على سطح الطريق.

الخطوة 2: حدد ارتفاع التثبيت بناءً على عرض الطريق

المبدأ التوجيهي العام هو أن ارتفاع تركيب عمود المصباح يجب أن يكون متساويًا حوالي 1.0 إلى 1.5 مرة عرض الطريق لوضع جانب واحد، أو حول 0.5 إلى 0.75 مرة عرض الطريق لوضع الجانب المعاكس. عادةً ما يستخدم الطريق الذي يبلغ عرضه 40 قدمًا مع أعمدة متقابلة أعمدة يتراوح ارتفاعها من 20 إلى 30 قدمًا.

الخطوة 3: تقدير التباعد باستخدام قاعدة المضاعف

قم بتطبيق قاعدة ارتفاع التركيب من 2.5 إلى 3 مرات للحصول على تقدير أولي للتباعد، ثم تحقق باستخدام برنامج القياس الضوئي. تأكد دائمًا من أن نسبة التوحيد (نسبة متوسط ​​الإضاءة إلى الحد الأدنى من الإضاءة) تظل ضمن حدود IESNA، عادةً من 3:1 إلى 6:1 اعتمادًا على تصنيف الطريق.

الخطوة 4: حدد حجم وحدة الإنارة ونوع التوزيع

مطابقة فئة خرج وحدة الإنارة ونوع التوزيع مع عرض الطريق والإضاءة المطلوبة. بالنسبة للطريق السكني الذي يبلغ عرضه 30 قدمًا مع أعمدة يبلغ طولها 25 قدمًا ومسافة 65 قدمًا، فإن تركيبات LED للتوزيع من النوع II أو النوع III التي تنتج ما بين 8000 إلى 12000 لومن ستكون مناسبة عادةً.

الخطوة 5: تقييم التكلفة الإجمالية لأعمدة إنارة الشوارع

احصل على عروض أسعار لتكلفة التركيب الكاملة بما في ذلك العمود ووحدة الإنارة والأساس وحفر الخنادق والتوصيل الكهربائي. قارن تكلفة دورة الحياة على مدار 20 عامًا، مع الأخذ في الاعتبار استهلاك الطاقة والصيانة وتكاليف استبدال المصباح. تُظهر أنظمة LED الحديثة دائمًا تكلفة إجمالية أقل لمدة 20 عامًا مقارنة بتركيبات HID أو بخار الزئبق الأقدم على الرغم من ارتفاع تكاليف الأجهزة الأولية.

لوائح إنارة الشوارع، ومعايير السلامة، والاعتبارات البيئية

يجب أن تتوافق تركيبات إنارة الشوارع مع مجموعة من اللوائح التي تغطي السلامة الهيكلية، والقوانين الكهربائية، والأداء الضوئي، والتأثير البيئي. يجب أن يكون المخططون والمحددون على دراية بالمتطلبات التالية.

المتطلبات الهيكلية وحمل الرياح

أعمدة إنارة الشوارع يجب أن تكون مصممة لتحمل أحمال الرياح كما هو محدد في المواصفات القياسية AASHTO للدعامات الهيكلية لإشارات الطرق السريعة ووحدات الإنارة وإشارات المرور. في المناطق الساحلية المعرضة للأعاصير، يجب أن تكون الأعمدة مصممة لسرعة الرياح 130 إلى 170 ميلا في الساعة . عادةً ما يتم تصميم المنشآت الداخلية القياسية بسرعة تتراوح من 90 إلى 110 ميلاً في الساعة. يجب على الأعمدة أيضًا تلبية متطلبات الانفصال أو الخضوع بالقرب من الطرق لتقليل خطورة الإصابة في تصادمات المركبات.

السلامة الكهربائية والامتثال للقانون

يجب أن تتوافق جميع التركيبات الكهربائية لإضاءة الشوارع مع قانون الكهرباء الوطني (NEC) في الولايات المتحدة، بالإضافة إلى متطلبات التوصيل البيني للمرافق المحلية. تنطبق متطلبات التأريض والربط وملء القناة وحماية التيار الزائد وقطع الاتصال. يجب أن تحمل وحدات الإنارة قائمة UL (UL 1598 لوحدات الإنارة أو UL 8750 لمكونات LED) لضمان الامتثال للسلامة.

التلوث الضوئي والامتثال للسماء المظلمة

تساهم إضاءة الشوارع غير المنضبطة في الوهج السماوي والتلوث الضوئي الذي يعطل النظم البيئية ويقلل من الرؤية الفلكية. تنشر الرابطة الدولية للسماء المظلمة (IDA) وIESNA إرشادات قانون الإضاءة النموذجي (MLO) التي تحدد الحد الأقصى لتجاوز الضوء وحدود الإضاءة العلوية حسب منطقة الإضاءة. تشمل المتطلبات الرئيسية ما يلي:

• الحد الأقصى من تقييمات الإضاءة الخلفية والإضاءة العلوية للتركيبات في المناطق الحساسة للسماء المظلمة
• استخدام تركيبات تصنيف القطع الكامل أو القطع التي توجه كل الضوء نحو الأسفل
• قيود درجة حرارة اللون: العديد من قوانين السماء المظلمة تحد من إضاءة الشوارع 3000 ألف أو أقل لتقليل ضوء الطيف الأزرق الذي يساهم في التوهج السماوي
• عناصر التحكم التكيفية: يؤدي التعتيم أو إيقاف التشغيل خلال ساعات حركة المرور المنخفضة إلى تقليل إجمالي إنتاج الضوء واستهلاك الطاقة

لوائح التخلص من الزئبق

تُصنف مصابيح بخار الزئبق على أنها نفايات خطرة بموجب قانون الحفاظ على الموارد واستعادتها (RCRA) في الولايات المتحدة. يجب على البلديات والمقاولين الذين يستبدلون مصابيح الشوارع ببخار الزئبق اتباع إرشادات وكالة حماية البيئة (EPA) لجمع المصابيح وتعبئتها ونقلها إلى مرافق إعادة التدوير المعتمدة. تكلفة إعادة تدوير مصباح الزئبق تقريبًا 0.25 دولار إلى 1.00 دولار لكل مصباح من خلال شركات إعادة التدوير المرخصة، وهي تكلفة صغيرة ولكنها ضرورية للانتقال إلى تقنية LED.

الأسئلة المتداولة حول أعمدة إنارة الشوارع والإضاءة

1. ما هو الارتفاع القياسي لعمود الإنارة في شارع سكني؟

عادةً ما يكون الارتفاع القياسي لعمود الإنارة في شارع سكني هو 20 إلى 25 قدم (6 إلى 7.5 متر) . قد تكون أعمدة إنارة المشاة المزخرفة في الأماكن السكنية أقصر، حيث تتراوح من 8 إلى 14 قدمًا. يعتمد الارتفاع الدقيق على عرض الطريق ومستوى الإضاءة المطلوب ومعايير التصميم المحلية.

2. كيف يتم حساب المسافة بين مصابيح الشوارع؟

تم تقدير التباعد بين مصابيح الشوارع مبدئيًا بـ 2.5 إلى 3 أضعاف ارتفاع التركيب من القطب. يتم بعد ذلك التحقق من هذا التقدير باستخدام برنامج القياس الضوئي للتأكد من تحقيق متوسط ​​الإضاءة ونسبة التوحيد المطلوبة عبر سطح الطريق وفقًا لإرشادات IESNA RP-8.

3. ما هو طول عمود إنارة الشارع على الطريق السريع الرئيسي؟

في أجزاء الطريق السريع القياسية، يكون ارتفاع عمود إنارة الشارع عادةً 35 إلى 45 قدم . في التقاطعات الرئيسية حيث يتم استخدام الإضاءة العالية، يمكن للأبراج الوصول 80 إلى 150 قدم ، يدعم كل منها رؤوس إنارة متعددة لإضاءة مناطق التبادل الكبيرة من عدد أقل من مواقع الأعمدة.

4. ما هي تكلفة تركيب عمود إنارة الشوارع؟

عادةً ما يتكلف عمود إنارة الشارع المثبت بالكامل بما في ذلك العمود ووحدة إنارة LED والأساس والتوصيل الكهربائي 2000 دولار إلى 8000 دولار لتطبيقات الطرق القياسية. يمكن الوصول إلى أعمدة الحديد الزهر المزخرفة بتركيبات الزينة 15000 دولار أو أكثر لكل عمود ويمكن أن تتكلف الأبراج العالية الصاري عند تقاطعات الطرق السريعة ما بين 25 ألف دولار إلى 80 ألف دولار لكل منها.

5. ما هو ضوء بخار الزئبق وهل لا يزال يستخدم؟

ضوء بخار الزئبق هو مصباح تفريغ عالي الكثافة ينتج الضوء من خلال قوس كهربائي في بخار الزئبق المضغوط، وينبعث منه توهج أبيض مزرق. تم حظر كوابح بخار الزئبق بشكل فعال من الإنتاج الجديد في الولايات المتحدة في عام 2008 بسبب انخفاض الكفاءة، وسوء جودة الألوان، والمخاطر البيئية للزئبق. لم تعد هذه التكنولوجيا مستخدمة في التركيبات الجديدة ولكن لا يزال من الممكن العثور عليها في أنظمة إضاءة الشوارع القديمة غير المحدثة.

6. ما هو حجم تجهيزات إضاءة الشوارع القياسية؟

عادة ما تكون وحدة إنارة الشوارع القياسية ذات الحجم المتوسط عرضها من 16 إلى 20 بوصة وطولها من 24 إلى 36 بوصة . قد يتراوح عرض التركيبات السكنية الأصغر من 12 إلى 15 بوصة، بينما يمكن أن يتراوح عرض مصابيح الطرق السريعة الكبيرة من 24 إلى 28 بوصة. عادةً ما يتراوح قطر تركيبات الكرة الأرضية بعد القمة للتطبيقات الزخرفية من 10 إلى 18 بوصة.

7. ما هو عدد اللومن الذي تنتجه مصابيح الشوارع؟

يختلف ناتج لومن مصابيح الشوارع حسب التطبيق. أضواء الشوارع السكنية تنتج عادة 5000 إلى 10000 لومن ، تنتج تركيبات الطرق المجمعة من 10000 إلى 16000 لومن، وتنتج مصابيح الطريق الشريانية من 15000 إلى 25000 لومن، وتنتج تركيبات الصاري العالي 25000 إلى 60000 لومن لكل رأس. تحقق تركيبات LED الحديثة هذه المخرجات من 40 إلى 200 واط حسب مستوى الإخراج.

8. ما هي المادة الأفضل لأعمدة إنارة الشوارع؟

أفضل المواد القطبية تعتمد على البيئة والتطبيق. الصلب المجلفن هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتطبيقات الداخلية القياسية. الألومنيوم يُفضل استخدامه في البيئات الساحلية أو شديدة التآكل نظرًا لمقاومته الطبيعية للتآكل. الخرسانة يوفر أطول عمر (من 50 إلى 80 عامًا) للتطبيقات الثقيلة. مركب من الألياف الزجاجية يتم استخدامه في البيئات شديدة التآكل حيث يتحلل كل من الفولاذ والألومنيوم بسرعة.

9. كيف يؤثر ارتفاع التركيب على المسافة بين مصابيح الشوارع؟

يرتبط ارتفاع التركيب والتباعد بشكل مباشر: تسمح الأعمدة الأطول بمسافة أكبر بين الأعمدة لأن التركيب يضيء مساحة أكبر من ارتفاع أكبر. ومع ذلك، يمكن للأعمدة الطويلة جدًا أن تخلق نقاطًا مضيئة مباشرة أسفل التركيبات ومناطق باهتة بين الأعمدة إذا لم يتم حساب التباعد بعناية. يضمن التصميم الضوئي المناسب إضاءة متسقة طوال عملية التثبيت بغض النظر عن ارتفاع التركيب.

10. هل هناك قيود على درجة حرارة لون ضوء الشارع؟

نعم. العديد من البلديات وقوانين السماء المظلمة تقيد درجة حرارة لون ضوء الشارع إلى 3000 ألف أو أقل لتقليل ضوء الطيف الأزرق الذي يساهم في التوهج السماوي ويعطل إيقاعات الساعة البيولوجية للحياة البرية. أصدرت الجمعية الطبية الأمريكية (AMA) بيانًا توجيهيًا في عام 2016 أوصت فيه بقصر إضاءة LED الخارجية على 3000 كيلو أو أقل ، وخاصة في المناطق السكنية، للحد من الآثار الصحية المحتملة للضوء الأزرق الغني على أنماط نوم الإنسان.