Оптика для ригельного освещения

№ 5(43)’2016
PDF версия
Появление новой линзы C14556_STRADA-2X2-TF позволяет создавать однокорпусные ригельные светильники, в которых вся оптика устанавливается на одну плоскость. Это заметно упрощает конструкцию ригельного светильника и снижает его себестоимость. Данное решение хорошо тем, что в нем используется оптика всего одного типа в едином корпусе и обеспечивается лучшая равномерность освещенности.

Слово «ригель» пришло к нам из немецкого языка, где оно обозначает замок или балку. В русском же под ним понимается поперечная балка, обычно горизонтальная, которая опирается на какие-либо стойки (опоры). Подобные конструкции можно увидеть в большом количестве на любой железнодорожной станции (рис. 1).

Ригель

Рис. 1. Ригель

Железная дорога — транспортный объект повышенной опасности, где постоянно передвигаются тяжелые тепло- и электровозы, вагоны, железнодорожные составы, а также находится множество людей — пассажиров, работников, занятых обслуживанием железной дороги, и просто прохожих. Поэтому все, что связано с безопасностью людей на железной дороге, очень жестко нормируется и проверяется, в том числе и освещение станций, путей и межпутевых пространств. Предъявляемые к нему требования регламентируются ОСТ 32-120-98 и ГОСТ Р 54984-2012 «Освещение наружное объектов железнодорожного транспорта. Нормы и методы контроля». Их выполнение обеспечивают светильники со специальным распределением света, обычно размещаемые на ригелях и потому именуемые ригельными (рис. 2).

Пример ригельного освещения

Рис. 2. Пример ригельного освещения

Специальную кривую силы света (КСС) ригельных светильников формируют с помощью вторичной оптики — линз или рефлекторов. В данной статье будет рассмотрено обеспечение равномерного освещения на железнодорожных сортировочных и участковых станциях двумя различными способами с помощью оптики компании Ledil.

 

Постановка задачи

В качестве типового примера выберем участок железнодорожной сортировочной станции с четырьмя путями:

  • ширина одного пути — 1,5 м;
  • междупутье — 5,3 м;
  • шаг расположения поперечин вдоль путей — 100 м;
  • высота установки светового прибора (СП) — 12 м.

Отметим, что для некоторых задач требуется учитывать наличие поездов на соседних путях, но данный случай здесь рассматриваться не будет. Требования, предъявляемые к освещению сортировочных станций, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Нормы освещения для железнодорожных сортировочных и участковых станций

Параметр

Ссылка на документ

Нормируемое значение

Минимальная освещенность на уровне поверхности междупутья, Емин

ГОСТ 54984-2012 (табл. 3)

5 лк

Равномерность освещенности, Емин/Емакс

ГОСТ 54984-2012 (табл. 15)

1:15

Показатель ослепленности, не более, P

ГОСТ 54984-2012 (п. 5.18)

500

Коэффициент запаса осветительной установки со светодиодными световыми приборами, Кз

ГОСТ 54984-2012
(примеч. 2 к табл. 1)

1,4

 

Как получить требуемую КСС?

Первый способ сформировать КСС — это использовать одну оптику в едином корпусе на плоской поверхности (рис. 3). Он самый простой и удобный.

Одна оптика в едином корпусе на плоской поверхности

Рис. 3. Одна оптика в едином корпусе на плоской поверхности

Второй способ заключается в формировании нужного светораспределения с помощью осветительного комплекса (КО — условное обозначение светотехнического оборудования, представляющего собой систему металлоконструкций и осветительных приборов, образующих полноценный функционально-декоративный элемент городского пространства), состоящего из нескольких светильников, которые устанавливаются под различными углами к горизонту (рис. 4). Ряд российских компаний монтируют всю необходимую оптику в едином корпусе на специальной неровной поверхности, формирующей нужные углы наклонов линз (рис. 5). Условно отнесем этот вариант к задаче второго типа.

Пример КО

Рис. 4. Пример КО

Оптика в едином корпусе установлена на неровной поверхности

Рис. 5. Оптика в едином корпусе установлена на неровной поверхности

Прежде чем обсуждать каждый из этих способов и рассматривать оптику, способную помочь в решении поставленных задач, следует ответить на вопрос: какой же должна быть КСС для освещения железнодорожных путей? В первую очередь, она должна быть асимметричной и у нее максимальная сила света (Iмакс) должна быть направлена приблизительно в центр между двумя поперечинами (рис. 6). Следовательно, если расстояние между поперечинами составляет 100 м, то Iмакс должна быть направлена приблизительно под углом 76°.

Направление светового луча

Рис. 6. Направление светового луча

Расчетная схема (рис. 7) состоит из двух пролетов по 100 м и трех жестких поперечин, на которых установлены по десять СП, направленных друг от друга. Данная схема позволяет учесть все нюансы освещения. Расчет освещенности и равномерности выполнен в программе Dialux 4.12. Показатель ослепленности Р для оценки условий зрительной работы машинистов маневровых локомотивов рассчитан в соответствии с методикой расчета, рекомендуемой в работе [2].

Расчетная схема

Рис. 7. Расчетная схема

Для иллюстрации решения задачи первым способом подойдет оптика C14556_STRADA-2X2-TF. Ее внешний вид и КСС приведены в таблице 2. Следует отметить, что максимальная сила света Iмакс у нее направлена под углом amax = 50°. Значит, СП с такой оптикой надо будет развернуть на 26°, чтобы направление Iмакс изменилось с 50° на 76°. Результаты светотехнического расчета для оптики C14556_STRADA-2X2-TF приведены на рис. 8.

Результаты расчета с C14556_STRADA-2X2-TF

Рис. 8. Результаты расчета с C14556_STRADA-2X2-TF

Таблица 2. Внешний вид, КСС и параметры линзы C14556_STRADA-2X2-TF

Внешний вид

КСС

Параметры

C14556_STRADA-2X2-TF

C14556_STRADA-2X2-TF

 

КСС

Асимметричная КСС,
КПД равен 94%, αmax = 50°,
Imax = 2,11 кд/лм

Чтобы проиллюстрировать решение задачи вторым способом, подойдет вариант, включающий оптику с овальным светораспределением CA11266_Heidi-O и круглосимметричную оптику CA11663_HEIDI-RS (рис. 9). Внешний вид оптики Heidi и КСС приведены в таблица 3. Итоговая КСС для КО из пяти блоков, четыре их которых с овальной оптикой и один с круглосимметричной, представлена на рис. 10. Она была симулирована в программе Zemax согласно условной схеме расположения светильников (рис. 9). Впрочем, представленное решение не является единственным. Вместо оптики серии Heidi можно использовать другую оптику, например серии Leila (LXP2) или Veronica.

Схема КО c линзами Heidi

Рис. 9. Схема КО c линзами Heidi

КСС КО c линзами Heidi

Рис. 10. КСС КО c линзами Heidi

Результаты расчета для КО (рис. 9) с линзами CA11266_Heidi-O и CA11663_HEIDI-RS

Рис. 11. Результаты расчета для КО (рис. 9) с линзами CA11266_Heidi-O и CA11663_HEIDI-RS

Таблица 3. Внешний вид, КСС и параметры линз Heidi

Внешний вид

КСС

Параметры

CA11266_Heidi-O

CA11266_Heidi-O

КСС

 

FWHM = 14°×47°,
КПД равен 87%,

αmax = 0°,

Imax = 3,3 кд/лм

CA11663_HEIDI-RS

CA11663_HEIDI-RS

КСС

 

FWHM = 10,6°,

КПД равен 91%,

αmax = 0°,

Imax = 19,1 кд/лм

 

Выводы

В данной работе комбинация из линз Heidi получилась более эффективной по световому потоку, но имеет более сложную конструкцию. Решение с C14556_STRADA-2X2-TF хорошо тем, что в нем используется оптика всего одного типа в едином корпусе и обеспечивается лучшая равномерность освещенности.

В настоящее время наиболее широко распространенным решением является применение дорогих многокорпусных светильников. Основная причина этого заключается в том, что до сих пор на рынке не было представлено оптики, которая смогла бы эффективно решить поставленную задачу при установке всех линз на одну плоскость.

Появление новой линзы C14556_STRADA-2X2-TF позволяет создавать однокорпусные ригельные светильники, в которых вся оптика устанавливается на одну плоскость. Это заметно упрощает конструкцию ригельного светильника и снижает его себестоимость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *