Kako dizajnirati strukturu i izgled stuba ulične rasvjete?

Thestub ulične rasvjetemora čvrsto držati svjetiljku na mjestu pod vlastitom težinom i opterećenjem vjetra, izdržati godine vremenskih i vibracija izazvanih vozilom-i uklopiti se u pejzaž puta. Ako njegova snaga, zaštita od korozije ili uzemljenje ne uspiju, rezultat varira od oslabljene rasvjete do rizika za ličnu sigurnost. Uzimajući za primjer konusni stub sa prirubnicom - najčešće korišteni tip -, ovaj odjeljak ispituje četiri osnovne stvari: vrata za održavanje, anti-tretman protiv korozije, čvrstoća na bazi i zaštitno uzemljenje; zatim postavlja četiri zahtjeva za dizajn izgleda.

 

Vrata za održavanje solarne ulične rasvjete

Vrata za održavanje su servisni pristupni otvor čeličnog rasvjetnog stupa. Unutar vrata se obično nalazi ploča za električnu montažu, čija je glavna funkcija spajanje svjetiljke i kabela. Osigurači i terminalni blokovi se obično montiraju na ovu ploču. Način na koji se vrata otvaraju je vrlo važan, a dizajn se razlikuje od proizvođača do proizvođača. S jedne strane, servisiranje mora biti zgodno; s druge strane, krađa mora biti spriječena - stoga se koristi posebno napravljen ključ za vrata.

 

Tabela 1 navodi dimenzije vrata za održavanje koje odgovaraju uobičajenim visinama stubova. Za dimenzije predstavljene sa A, B i C u tabeli 1, pogledajte donju sliku. A je visina donjeg ruba vrata za održavanje iznad tla; treba da bude podešen za udobnost i praktičnost radnika, a poželjno je da bude 500–600 mm. C je širina vrata za održavanje; trebao bi omogućiti prikladnu zamjenu prigušnice i osigurača, i općenito nije manji od 100 mm. B, visina vrata za održavanje, zavisi od toga da li stub nosi jednolučnu ili dvolučnu svjetiljku- i od prečnika stuba na lokaciji vrata; obično je 200–1000 mm.

 

 

Ako su vrata za održavanje prevelika -, odnosno, ako su vrijednosti B i C prevelike -, čvrstoća čeličnog stupa će biti direktno pogođena; ako je premala, rad radnika će biti otežan. Tamo gdje su vrijednosti B i C prevelike, potrebno je poduzeti odgovarajuće mjere za ojačanje kako bi se osiguralo da je čvrstoća stupa dovoljna za sigurnost. Može se usvojiti i unutrašnji{4}}i-spoljni raspored dvostrukih{6}}vrata.

Antikorozivna obrada čeličnih rasvjetnih stubova

Zbog prirode samog čelika, zaštita od korozije je ključna briga za čelične rasvjetne stupove i tijekom skladištenja i servisiranja. Korozija čeličnog stupa je uzrokovana kemijskim ili elektrohemijskim djelovanjem okolnog medija. Prema uključenom mediju, klasificira se kao atmosferska korozija, korozija morske vode, bakterijska korozija i tako dalje. Atmosferska korozija je daleko najčešća, jer je čelični stup u kontaktu sa atmosferom tokom obrade, transporta, skladištenja i servisiranja, tako da su uslovi za atmosfersku koroziju prisutni u svakom trenutku.

 

1. Faktori koji uzrokuju koroziju čeličnih stubova.

Glavni faktori koji uzrokuju da čelični stup hrđe i korodira su sljedeći:

 

1.1 Relativna vlažnost atmosfere.

Na datoj temperaturi, omjer sadržaja vodene pare u zraku i njegovog sadržaja vodene pare u zasićenju naziva se relativna vlažnost. Ispod određene relativne vlažnosti, stopa rđe i korozije čeličnog stupa je vrlo niska, dok iznad te relativne vlažnosti stopa rđe naglo raste; ova vrijednost relativne vlage naziva se kritična vlažnost. Kritična vlažnost čelika je oko 75%. Atmosferska relativna vlažnost ima najveći utjecaj na koroziju metala: kada atmosferska vlažnost prijeđe kritičnu, na površini čelika se stvara film vode ili kapljica vode, a ako se štetne nečistoće u zraku otapaju u tom filmu ili tim kapljicama, nastaje elektrolit i korozija se ubrzava.

 

1.2 Temperatura i vlažnost zraka.

Atmosferska temperatura i vlažnost utječu na hrđanje zajedno. Brzina rđe ovisi o sadržaju vodene pare u zraku i povećava se kako temperatura zraka raste. Ovo je posebno istinito u vlažnim sredinama, gdje što je viša temperatura, to je brže rđanje - i još više iznad kritične vlažnosti. Osim toga, ako postoji temperaturna razlika između atmosfere i čelika, kondenzacija se stvara na hladnijoj površini stupa i također uzrokuje rđanje.

 

1.3 Korozivni gasovi.

Među korozivnim gasovima u zagađenom vazduhu, sumpor-dioksid ima najveći uticaj na rđanje čeličnih stubova. Kisik u atmosferi najupornije djeluje na rđanje čeličnih stupova, djelujući u svakom trenutku.

 

1.4 Ostali faktori.

Atmosfera sadrži velike količine prašine - dima, ugljenog pepela, hlorida, kiselina, lužina, soli, itd. - među kojima hloridi imaju najveće dejstvo.

 

 

2. Tretman protiv korozije.

Kako bi se spriječilo da hrđa i korozija umanje strukturnu čvrstoću stuba i stvori opasnost po sigurnost, na čelične stupove mora se primijeniti antikorozioni tretman. Antikorozivne metode su preventivne mjere usmjerene na uzroke korozije. Sprečavanje hrđe znači izbjegavanje ili usporavanje efekata vlage, visoke temperature, oksidacije, hlorida i drugih faktora. Metode koje se trenutno koriste su sljedeće:

 

2.1 Vruće{1}}pocinčavanje.

Postupak i metoda potapanja dijelova prethodno-obrađenog čelika ili lijevanog željeza-u rastopljeni cink tako da se na njihovoj površini formira premaz od cinka i/ili legure cink-gvožđe. Debljina prevlake cinka treba da dostigne 65-90 μm. Cink premaz na pocinčanim dijelovima treba biti ujednačen i glatki, bez neravnina, kapanja i suvišnih grudica; premaz treba biti čvrsto vezan za podlogu čeličnog stupa, a nakon testiranja čekićem premaz se ne smije ljuštiti ili stvarati plikove.

 

2.2 Premazivanje prahom.

Premazivanje prahom se nanosi nakon vrućeg{0}}pocinčavanja. Puder bi trebao biti puder za van{2}}; premaz mora biti bez ljuštenja i pucanja i ne smije doći do ljuštenja ili pucanja kada se ispituje čvrstoća veze između premaza i podloge. Praškasto premazivanje dodatno poboljšava otpornost na koroziju čeličnog stupa i uvelike poboljšava njegov dekorativni izgled, uz širok izbor boja; njegov nedostatak je relativno visoka cijena.

 

 

Proračun čvrstoće na bazi čeličnog rasvjetnog stupa

 

Rasvjetni stup podliježe dvama oblicima opterećenja.

Jedna je vlastita-težina. Za jedan-lučni stup, vlastita-težina proizlazi iz težine kraka lampe i glave svjetiljke, što proizvodi moment savijanja u ravni kraka lampe. Za stub sa dvostrukim-lukom, situacija varira u zavisnosti od dužine dvaju krakova: nakon što momenti savijanja koje stvaraju težine krakova i glave svjetiljki dugog i kratkog luka djelimično uravnoteže jedni druge, razlika između njih, djelujući u ravni krakova, čini moment vlastite-težine.

 

Za dvostruki-lučni stup sa lukovima jednake dužine, momenti su ravnotežni ako su svjetiljke i njihove povezane električne komponente u toj ravnini identične; ako nisu identične, moment savijanja se stvara u ravnini krakova razlikom u težini svetiljki i njihovih električnih komponenti.

 

Osim sopstvene-težine, drugo opterećenje na stubu dolazi od vjetra. Snaga stuba mora zadovoljiti sljedeće:

• Kada je smjer vjetra paralelan sa ravninom kraka svjetiljke, maksimalni momenti savijanja koje stvaraju vjetru{0}}izložene površine glave svjetiljke i stuba na poprečnim-presjecima na spoju nosača-na-pola, na vratima za održavanje i na nivou tla moraju biti manji od dozvoljene vrijednosti;
• Kada je smjer vjetra okomit na ravan kraka svjetiljke, tada osim momenta savijanja koji proizvodi vjetru-izloženo područje samog osovine, opterećenje vjetrom na glavi svjetiljke i kraku svjetiljke jednog -lučnog pola također proizvodi moment savijanja i moment u ravnini stupa; svi ovi momenti moraju biti manji od dozvoljene vrijednosti.

 

Opterećenje vjetrom ovisi o lokaciji, regiji i nadmorskoj visini stupa koji se izračunava, odnosno:

p{0}}Kv2/16

na p0 utiču različiti koeficijenti koji su zamijenjeni u proračunu, kao što su dimenzije pola, oblik poprečnog presjeka-pola i osnovni period jednog talasnog oblika oscilacije.

 

Ravnomjerno raspoređeni pritisak vjetra na stub se izračunava na sljedeći način:

p1=p0dˉ H

 

U gornje dvije jednačine: p 0 je pritisak vjetra po 1 m² stuba (Pa); K je aerodinamički koeficijent, koji je prema standardu K=0.7 za kružne elemente (preporučuje se da se K=1.0 uzme za pravilne šestougaone i osmougaone presjeke); v je brzina vjetra, općenito v=25 m⋅s−1, H je visina stuba (m); i dˉ je prosječni prečnik stupa (m), gdje je

dˉ=(d1+d2)/2

Ovdje je d1 gornji prečnik stuba (m), a d2 osnovni prečnik stuba (m). Konus motke je općenito 1/90, 1/100 ili 1/110, ili je ne-ujednačen.

 

Debljina zida čeličnih rasvjetnih stupova visine 12 m i ispod je 4 mm. Kada je debljina zida 3,0 mm, stub je podložan vibriranju pod dejstvom vetra i prolaska teških vozila, što popušta njegove vijčane veze i utiče na svetiljku.

 

Zaštitno uzemljenje čeličnih rasvjetnih stubova

Čelični rasvjetni stupovi, kontrolne kutije i slične instalacije u sebi sadrže električnu opremu i u svakom trenutku ih može dodirnuti osoba koja stoji na zemlji. Jednom kada izolacija pokvari i tijelo stupa postane pod naponom, napon dodira se primjenjuje direktno na ljudsko tijelo, sa ozbiljnim posljedicama. Stoga, svako metalno kućište koje sadrži električnu opremu i koje može dodirnuti osoba koja stoji na tlu mora biti pouzdano spojeno na zaštitni provodnik - koji je uzemljen ili spojen na neutralni.

 

Niskonaponski distributivni sistemi{0}}klasifikovani su prema rasporedu uzemljenja u tri tipa - TN, TT i IT -, a TN sistem se dalje dijeli na tri tipa prema načinu na koji su kombinovani neutralni provodnik (N) i zaštitni provodnik (PE):

• TN-S sistem: N i PE provodnici se drže odvojeno cijelom dužinom od izvora. PE provodnik obično ne nosi radnu struju, tako da je sigurnost najbolja.
• TN-C sistem: N i PE provodnici su kombinovani u jedan PEN provodnik, što štedi jedan provodnik. Međutim, PEN provodnik normalno nosi radnu struju, a ako se prekine, kućište opreme se podiže na fazni napon kroz strujni krug, tako da je sigurnosna granica niska.
• TN-C-S sistem: prednji dio koristi PEN provodnik, koji je podijeljen na zasebne N i PE provodnike na ulaznom kraju kontrolne kutije i ne smije se ponovo kombinovati nakon toga. Ovo kombinuje sigurnost i ekonomičnost ožičenja i praksa je koja se najčešće koristi u projektima putne rasvjete.

 

U TN-C sistemu, budući da su N i PE provodnici kombinovani, mora se ispuniti i sljedeći zahtjev: za niskonaponsku električnu opremu sa direktno uzemljenim neutralnim elementom, kako bi se osiguralo automatsko isključenje neispravnog dijela, struja kratkog-spoja mora biti najmanje 4 puta veća od nazivne struje od trenutnog elementa osigurača, ili ne manja od trenutnog elementa osigurača 1 ili ne manja od trenutnog elementa osigurača. kratko-vreme-kašnjenje) radna struja automatskog prekidača.

 

Stvarna praksa je sljedeća: φ10 mm vruće-pocinkovani okrugli čelik se polaže duž cijele linije uz ukopani kabel i zakopava direktno u zemlju (slika 6.3.9); PEN provodnik je povezan sa mrežom uzemljenja transformatora na transformatoru i pouzdano je povezan na dve tačke na sve kontrolne kutije, čelične rasvetne stubove, metalne rasvetne baze i slične delove duž linije; zasebna elektroda za uzemljenje je instalirana na glavnom kraju, udaljenom kraju i svakoj tački grananja linije i na svakom trećem polu; otpor pojedinačne elektrode za uzemljenje ne smije biti veći od 10 Ω, a otpor cijele mreže za uzemljenje ne smije biti veći od 4 Ω; gdje su ove granice prekoračene, može se koristiti sredstvo za smanjenje otpornosti-dugodjelovanja-, ali korozivne supstance kao što je obična sol su zabranjene - one kratkoročno smanjuju otpor, ali dugoročno korodiraju tijelo za uzemljenje.

 

Uzemljenje je posljednja linija odbrane i ne može zamijeniti izolaciju. Unutar vrata za održavanje, kablovi bi trebali biti povezani pomoću razvodne kutije sa plastičnim kućištem ili držačem terminala tipa pin-; nivo izolacije provodnika, prigušnica i drugih komponenti treba podići, proizvođače treba strogo birati i striktno provoditi ispitivanja, te implementirati "standard izrade instalacije". Samo sprovođenjem mjera za sprječavanje curenja- kroz cijeli proces odabira materijala, izgradnje, prihvatanja i rada i održavanja, te pravilnom primjenom trožilnog ili petožičnog sistema-, može se konačno osigurati sigurnost čeličnih rasvjetnih stubova.

 

 

Dizajn izgleda čeličnih rasvjetnih stupova

Osnovna funkcija rasvjetnog stupa je da drži svjetiljku u pravilnom položaju i pruži podršku. U isto vrijeme, stub ima i dekorativnu ulogu. Za učesnike u saobraćaju - pješake, bicikliste i vozače motornih vozila - oblik stupa u njihovom vidnom polju ne može se zanemariti: ljudi možda neće primijetiti svjetiljku visoko na vrhu stuba, jer je mnogo manja od stuba, a ipak sama stuba udara u oko direktno u smjeru horizontalnog kretanja. Dakle, sa ekonomskim razvojem i podizanjem estetskih standarda, izgled rasvjetnih stupova posvećuje se sve veća pažnja.

 

Dizajn izgleda rasvjetnih stubova proizlazi iz brige za putni pejzaž. Trebalo bi da bude podređen dizajnu pejzaža puta u cjelini, a istovremeno mora prvo zadovoljiti zahtjeve za osvjetljenje i sigurnost. Stoga se kod dizajna izgleda rasvjetnog stupa moraju uzeti u obzir sljedeći aspekti.

 

1. Sigurnosni zahtjevi

Sigurnost je osnovni zahtjev koji bi dizajner uvijek trebao uzeti u obzir na prvom mjestu. Sigurnost rasvjetnog stupa osigurava nekoliko aspekata, kao što su kvalitet čelika za stup i antikorozivni tretman; aspekti koji se odnose na dizajn izgleda su proračun opterećenja i osiguranje čvrstoće. Ponekad je stup složenog oblika zaista vrlo atraktivan, ali što je složenija struktura, to je složeniji proračun čvrstoće i veća je poteškoća u osiguravanju sigurnosti; stroga provjera je stoga neophodna pri odabiru takvih stubova.

 

2. Zahtjevi za osvjetljenje

Zahtjevi za osvjetljenje su još jedan osnovni zahtjev dizajna izgleda stubova. Kao što će biti jasno iz sadržaja Poglavlja 7, dizajner prolazi kroz složen posao odabira odgovarajućih svjetiljki i izvora svjetlosti i određivanja položaja svakog uličnog svjetla - uključujući njegovu visinu, razmak, dužinu konzole i ugao nagiba -, a svi ovi parametri su vođeni stubom.

 

Kako bi se osigurala kvaliteta rasvjete u konkretnom projektu cestovne rasvjete, nakon što su određeni parametri za ugradnju svjetiljki, dizajn stuba mora zadovoljiti zahtjeve ovih parametara: bez obzira na izgled stuba, visina tačke pričvršćivanja svjetiljke se ne smije mijenjati, horizontalna dužina kraka lampe se ne smije mijenjati, a ugao nagiba samog kraka svjetiljke osim montaže svjetiljke ne smije se mijenjati (ne smije se mijenjati ni sama montaža svjetiljke). ugao). U suprotnom će kvalitet rasvjete u većoj ili manjoj mjeri odstupati od planiranog rezultata dizajna.

 

Drugi aspekt zahtjeva za rasvjetom je da instalacija i održavanje treba da budu praktični; sa ove tačke gledišta, izgled stuba ne bi trebao biti preko-složen.

 

 

3. Estetski zahtjevi

Estetski zahtjevi su polazna tačka dizajna izgleda stuba. Izgled stuba ne može se suditi izolovano, već ga treba sveobuhvatno proceniti zajedno sa svim povezanim faktorima. U manjem obimu, ovi faktori uključuju stil svjetiljke, oblik poprečnog-poprečnog presjeka puta, da li je pločnik asfaltni ili cementno-betonski, zasjenjenje pored puta, stil skulpture pored puta, te klasu i prirodu puta; u širem smislu, oni uključuju izgrađeno ili prirodno okruženje sa obe strane puta, funkciju okruga, istoriju okruga i estetske ukuse ljudi u tom gradu.

 

Vizuelna privlačnost izgleda čeličnog stupa proizlazi uglavnom iz kombinacije i varijacije linija njegovih strukturnih dijelova, a posebno iz promjena u obliku kraka svjetiljke i dodavanja ukrasnih linija; kod složenijih dizajna krak lampe je oblikovan u različite profile, pa je čak i glavni stup stiliziran zajedno s njim.

 

Vizuelna privlačnost dolazi i od površinske obrade stuba. S razvojem tehnologije praškastog premaza, sve je više stubova dobilo slojeve boja u širokom rasponu nijansi, napuštajući monotonu sivu pocinčanog stupa iz prošlosti i dodajući više elemenata ljepote.

 

4. Zahtjevi troškova

Uvođenje različitih tipova stubova je zaista obogatilo vizuelnu scenu, ali lepota ima cenu. Svaki drugačiji oblik povećava težinu obrade, a neki čak zahtijevaju razvoj posebnih kalupa; kako bi se osigurala čvrstoća, složeni stupovi moraju biti ojačani, što povećava količinu korištenog čelika; osim toga, široko se primjenjuje premaz u prahu i tako dalje. Sve ovo značajno povećava troškove proizvodnje stuba.

 

Postoji i skriveni trošak koji se lako previđa: neki izrazito individualni dizajni stubova ne uspijevaju postići željeno uljepšavanje i umjesto toga postaju vid vizuelnog zagađenja, utičući na cestu, pa čak i na sliku grada -, a ta cijena je previsoka.

 

 

Zaključak

A stub ulične rasvjetemože biti samo noseća komponenta, a ipak je mjesto gdje se susreću sigurnost, funkcija i izgled: vrata za održavanje, zaštita od korozije, čvrstoća baze i uzemljenje određuju da li stoje sigurno i izdržljivo, dok njegov izgled određuje da li je u skladu sa okruženjem na putu. Ovo dvoje je pitanje prioriteta, a ne opozicija - sigurnost i kvalitet rasvjete su preduslovi o kojima se ne može pregovarati-, a estetika može samo slijediti.