Наружное освещение: этапы проектирования и нормативные документы

Наружные осветительные приборы (иногда называемые уличными) — важная часть инфраструктуры крупных городов. Задолго до начала проектирования электрических станций улицы были освещены факелами, с помощью масляных и газовых элементов. Постепенно их сменили лампы накаливания. Сегодня осветительные элементы стали более экономными. Современные варианты устанавливаются вдоль дороги за пределами населенного пункта, проезжих улиц. Используются приборы разной мощности при обустройстве тротуаров, скверов и парковых зон. Такая же ситуация и для спортивного участка и площадки для детей. Архитектурное обустройство фасада также связано с применением наружных ламп.

1. Внешнее уличное освещение: принципы правильного проектирования

1.1. Обследование участка. 

Находясь на данном этапе специалистам нужно установить тип поверхности дороги, размещение на плане улиц всех переходов и прочих элементов инфраструктуры. Также влияет на план и количество перекрестков. При наличии линии движения трамвая — отмечают места посадки/высадки пассажиров. В процессе проектных работ определяют все места вдоль улицы, где могут находиться пешеходы. На этих участках обеспечивают повышенный уровень освещения. Когда планируется отключать часть светильников ночью, в местах, где могут перемещаться пешеходы, в этот период такое исключается.

1.2. Определение категории участка и выбор типа осветительных устройств.

Принадлежность дороги и улицы к категории устанавливается в зависимости от назначения площадок, на которых будет проведен монтаж элементов. Во внимание берутся характеристики транспорта, скорость его перемещения и специфики полос. 
Площадки подразделяются на автомагистрали и городские улицы (с маркировкой А1-4), районного значения (Б1-2) и местного (в проекте обозначают В1-3). Чтобы указать конкретную категорию, используют таб. 14 свода правил 52.13330.2011. При электрификации необходимо соблюдать СП 323.1325800.2017 «Жилые районы. Принципы проектирования наружных ламп».
Часть действующих норм, касающаяся уличного и дорожного монтажа, выпущена отдельно и в регламенте ГОСТ Р 55706-2013. Действует и свод практических рекомендаций 52(42).13330.2011. Прописанные в них стандарты, как и в случае с СП 98.13330.2012, перечислены в действующих нормативных бумагах. Представленные нормы должны выполнятся согласно ФЗ «Технический регламент по безопасности жилых построек и др., объектов».
В плане выполнения норм СП 52.13330.2011, решение Правительства Российской Федерации коснулось следующего: р.1 (п.1.1, 1.2), р. 4-6, р.7 (п. 101-122, 37, 1 -35, 40, 38, 45-86) приложения K. Во время проектирования размещения ламп, также включая и наружные варианты, совместный документ 52.13330.2011 нужно считать основным. Но если требования к определенным нормативам освещения выше во вновь введенных, их придется соблюдать по умолчанию.

1.3. Выбор стандарта электрических ламп.

Параметры рабочих элементов и яркости асфальтированного покрытия дороги зависят от предназначения участка. Правила прописаны в СП 52.13330 201: таб. 15 — для улицы города, таб. 16 — для сельских участков. По варианту 17 выбирают номинальную мощность для газовых станций и автостоянок. Стандарт, распространяемый для пешеходных переходов, прописан в варианте 18.
Особенности монтажа элементов для трамвайного пути можно изучить в р. 5.5.7 СП 98.13330.2012 и пункте 7.41 свода правил 52.13330.2011. Для отдельных вариантов стандарты, указанные в документах, отличаются. Большее значение будет предпочтительным.

При освещении посадочных площадок значение номинальной мощности должно быть увеличено. Рекомендации, распространяемые для обустройства велосипедных дорожек и ступенек включены в ГОСТ Р 55844-2013 (в новых редакциях значительно изменились параметры минимальной мощности, которые подходят для обустройства пешеходных переходов на участках, подпадающих под категорию В). Правила выбора элементов для железнодорожных транспортных объектов разработаны в документе Р 54984-2012.Методика определения параметров для уличных приборов расписана в регламенте 55708-2013. В случае обустройства улиц и дорог с обычной геометрией нормируется средняя яркость плоскости покрытия. Для варианта с нестандартной геометрией (изогнутые участки, повороты и прочее), яркость должна соответствовать установленным значениям.
Площадки, на которых уложены плиты или брусчатка, и дорожные участки в поселках северной застройки и климатической зоны обустраивают по-своему. Это прописано в таб. 15 СП 52.13330.201. Измерение поверхностного освещения должно осуществляться согласно правил, прописанных в ГОСТ Р 54944-2012. Уровень яркости определяется по Государственному стандарту 26824-2010. Эти рекомендации применяются, как к внутренним лампам, так и к наружным.
Отдельные положения представленных нормативных бумаг, касающиеся определения яркости освещенности асфальтированного и другого покрытия улиц, выделены. Эти правила обозначены в рекомендациях Р 55707-2013. Когда значения, предусмотренные разными стандартами для одного и того же параметра, отличаются — должны соблюдаться самые высокие рекомендации. В результате такого подхода номинальная мощность будет соответствовать требованиям всех действующих нормативных документов.

1.4. Выбор системы крепления.

Определение размещения внешних элементов по улице или дороге по существу происходит параллельно с калькуляцией освещения. Лампы устанавливаются на специально спроектированных колоннах, опорах городской транспортной контактной сети с электрификацией. Могут быть применены столбы линий электропередачи с мощностью 0,4 кв. В случае необходимости, задействуют кабеля и удлинители.
Удачная планировка опор дает возможность оптимально освещать участки, требующие высокой мощности. В этой категории переходы для пешеходов и остановки трамвая. Опоры должны быть расположены как можно ближе к этим зонам. В связи с представленным, во время проектирования нет возможности размещать колонны с фонарями с фиксированным шагом. Это вряд ли будет совместимо с выполнением всех действующих технических норм. Подобное усложняет задачу проектантам.
Стандарты, касающиеся сооружаемых конструкций, специфики обустройства воздушной магистрали электропередач и их заземления, включены в главу 2.4 ПУЭ, выпуск семь. При задействовании электрической сети, эксплуатируемой городским транспортом, для обустройства внешнего освещения, чтобы обеспечить необходимое обеспечение понадобятся более мощные элементы. Они должны быть расположены на ближайших столбах. Когда пешеходный переход находится далеко от столбов, мощность увеличивается. То же самое должно быть сделано с трамвайными остановками.
Чтобы выбрать оптимальное расположение светильников, проектанты должны использовать рисунок 1 в руководстве по проектированию наружного освещения СН 541-82. Там предложены различные чертежи построения уличных установок: размещения для приборов выбирают на одной и на обеих сторонах улицы или над плоскостью дорожного покрытия. На рис. 2 ... 4 данного руководства показано рекомендуемое расположение элементов системы на переходах, ж/д переезде, уличных перекрестках. В этих местах следует обеспечивать повышенный уровень освещения. 

1.5. Расчет светового потока и яркости ламп.

При проектировании уличного освещения, а также обустройства помещений наиболее простым способом является выполнение всех расчетов с использованием компьютерных методов. Для этого есть набор стандартных программ, подобных DIALux. При определении коэффициентов безопасности принимается диапазон 1,5 ... 1, 7 (Таб. 3, СП 52.13330.2011). Когда во время планировки осветительных приборов можно использовать уже установленные контактные столбы, эксплуатируемые транспортом города, или воздушные магистрали электропередачи с номинальной мощностью 0,4 кВ, необходимо подобрать правильно лампы. Последние должны обеспечивать нужную яркость для асфальтированного покрытия.

Чтобы выполнить желаемые параметры будущего освещения неровной поверхности, может потребоваться выбрать элементы в соответствии с их КСС (кривые интенсивности света). При обустройстве конструкций на опорах можно применять кронштейны с двумя и тремя ножками. В местах, где требуется высокий уровень, следует устанавливать более мощные или дополнительные лампы. При обустройстве креплений, или в случае подвесных вариантов на кабелях, необходимо выбирать максимальное расстояние до приборов. Важны мощность и тип, которые должны быть приведены в соответствие с установленными параметрами относительно размеров и неравномерности потока. Затем нужно установить фонари рядом с местами, требующими более яркого света.После этого — размещают светильники вдоль остальной части улицы. Инженерам нужно следить за тем, чтобы не было превышения установленного наклона таких объектов. Следует обеспечить более высокий уровень яркости на следующих участках: местные улицы, прилегающие к скоростным автомагистралям. Лампы должны быть расположены на расстоянии не менее ста метров от главной дороги. Подобный принцип распространяется на пешеходные переходы, выезды, перекрестки и ж/д переезды. Повышенные мощности нужны на поворотах и трамвайных остановках. На переходах категорий А и В интенсивность приборов не должна быть выше среднего нормированного параметра минимум в полтора раза. По стандарту этот параметр от двадцати люксов при стандартном минимуме в 6 лк (р. 4.2 ГОСТ Р 55844- 2013 г.). В правилах рекомендуют обозначать зоны лампами используя при этом другой цвет (пр. 4 к таб. 15, пункты 7.49, 7.50 свода правил 52.13330.2011 и рисунок 2 ... Рисунок 4 в § 541-82). При реализации внешних проектов нужно принять меры направленные на устранение бликов от оборудования. Этот подход актуален для рабочих мест предприятий, отдельных улиц и дорог. За выдержкой подобных технических норм нужно следить на автозаправках, больших площадях, освещаемых прожекторными системами.
Такая же ситуация и для пешеходных зон. Главные требования по снижению бликов эксплуатируемых приборов включены в сводах норм 52,13330.2011 гл. 7(38, 29—31, 40, 78, 48). Внимание уделяется устранению чрезмерного воздействия окон жилых сооружений (р. 7. (82,83)).

1.6. Подключение системы.

Устройства должны быть равномерно соединены с трехфазной сетью. Следует убедиться, что, если одна линия ночью отключается, на светильники это не повлияет. Особенно это важно для приборов, установленных в зонах, которые требуют повышенной яркости. Защитные и рабочие нейтральные проводники должны быть подключены к PEN-кабелю с отдельными клеммами.

2. Освещение жилых кварталов и прилегающего участка

Удачно заполненная лампами территория — причина создания комфортных условий для жителей квартир дома. Для обустройства зон вдоль пешеходных участков и кварталов должны устанавливаться световые столбы. В случаях, когда невозможно провести монтаж опоры, используются специальные замки. На них устанавливают лампы. Можно также применять настенные кронштейны, которые крепятся на стене жилого дома.
Если на этапе проектирования объекта планируется заказывать металлические опоры для внутреннего двора, инженеры всегда уточняют возможность подъезда для автомобильного подъемника, чтобы он мог беспрепятственно приближаться к ним. Когда нет возможности обеспечить беспрепятственный доступ спецтехники, выбирают 4-х метровые кронштейны. Их можно устанавливать и обслуживать на протяжении всего срока эксплуатации без специального оборудования. Опоры представленного типа обычно выбираются для игровых площадок. При обустройстве спортивных зон во дворах часто проводится монтаж откидных опор освещения или складывающихся опор. Их высота в среднем составляет до 6 метров. Специфика конструкции позволяет обслуживать лампы непосредственно с земли. На спортивной и детских площадках всегда кабель помещают в траншее. Это нужно делать из соображений безопасности.

3. Светильники и их типы

Специально разработанные лампы всегда понадобятся при обустройстве наружных коммуникаций. Подобные приборы должны выбираться в соответствии с техническими стандартами ГОСТ Р МЭК 60598-1-2011. Берут во внимание часть 2, касающуюся требований к испытаниям, и р. 3, распространяемый на уличные и дорожные лампы. Стандарты по безопасности, которых нужно придерживаться при проектировании уличной магистрали, прописаны в технических нормах Р 50571.7.714-2014. В наши дни дорожные участки все чаще освещаются натриевыми вариантами с высоким давлением. Подходят также ртутные варианты, имеющие более высокий индекс цветопередачи. Это одно из отличий в сравнении с натриевыми аналогами. В плане экономии подобные приборы менее выгодные. Металлогалогенные варианты применимы при освещении большего пространства, спортивных площадок и частной территории крупных предприятий. Инновационным решением считают использование светодиодных вариантов. Внедрение подобных приборов связано с желанием добиться высокой энергоэффективности.

4. Виды электрических сетей 

Инженерные магистрали делают воздушными или проводят монтаж с помощью кабельных линий, обустроенных в траншеях. В рамках городских застроек применимы СИП-проводники. В такой жиле есть изолированный нейтральный проводник. Он изготавливается по ГОСТ Р 52373-2005. Маркировка проводов за прошедшее десятилетие значительно изменилась. Запрещено вешать жилу в области детских и спортивных участков.
Линии, которые находятся в земле имеют преимущество при обустройстве инженерных коммуникаций во многих городах. Часто используют аналоги с дополнительной защитой. Их прокладывают на глубине 0,7 метра. Рекомендуется использовать при этом ПНД трубы. Когда магистраль пересекает асфальтовые проходы, проезжую часть, а также подземные переходы и прочие участки, к проектированию есть дополнительные требования. 
На проходе линии укладываются в более жесткие трубы. По крайней мере один метр должен быть оставлен на каждой стороне края подземных сообщений, которые пересекаются. В противном случае — при проведении земляных работ, защищающее сетевой кабель приспособление, будет висеть на нем и не обеспечит безопасность.
При пересечении участков следует разместить жесткую конструкцию для резервной линии. Самым проблематичным будет подход и пересечение с отопительными установками. По ширине они достигают несколько метров. Чтобы избежать взаимодействия с подобными инженерными коммуникациями, следует использовать любую возможность. Среди альтернативных вариантов: изменение маршрута кабельной линии или использование воздушного варианта инженерных коммуникаций в этой области.
Информацию о размерах для земляных работ, параметры которых определяются в зависимости от специфики использованных жил, особенностей прокладки силовой линии в земле и принципы калькуляции объема траншеи можно найти в стандартном альбоме. Документ описывает принципы обустройства кабельных сетей с мощностью до 35 кВ (код A5-92). 
Планирование сети уличного электрооборудования реализовано на топографической планировке, отражающем наземные варианты и инженерные коммуникации под землей. Чтобы выполнить проект, необходимо разобраться в терминологии, которая используется в плане освещенной области конкретного участка. 
Для Москвы разработаны собственные символы для обозначения маркировки силовой линии вблизи подземных переходов. С ними можно ознакомиться в справочнике «Символы к топографическим планам в масштабе 1: 500 (правила маркировки)».
В этой сводке находятся все важные пояснения для подземных участков. Они помогут определить тип оборудования и глубину его монтажа. Некоторые узлы отображены в масштабе плана, отдельные — в виде тонкой линии с подписыванием диаметра сообщения. Понимание условных букв и чисел позволяет прокладывать кабельные магистрали в соответствии со стандартами.
При размещении опор на топографии и обустройстве основной линии под землей следует соблюдать стандарты расстояния между силовыми магистралями. Такой же подход для колонн подземных построек, фундаментов зданий, дорог, кустарников и деревьев. Эти стандарты включены в таб. 3, 15 и 16 Кодекса правил 42.13330.2011 и на стр. 6.3.8 ... 6.3.14 ПУЭ, редакция 7. Проектные бумаги должны разрабатываться в соответствии с техническими нормами ГОСТа. 21.607-2014. Не разрешается проводить работы в зонах со специфическим уровнем безопасности (охраняемых). В этом случае прокладка силовой магистрали без утверждения планировки их владельцами недопустима. Зоны со специфическим уровнем безопасности определяются по техническим нормам 12.1.051-90.

5. Специфика запитки осветительной сети

Специальные панели или внешние шкафы контроля всегда используются для питания уличного оборудования. ШУНО могут подключаться к автомагистралям воздушных линий с номинальной мощностью 0,4 кВ. Подобные решения внедряют для участков на сельской местности. Когда устройство запланировано на земле, нужен модуль с защитой для предотвращения отключения линии. Аварийные ситуации возникают при замыкании на короткую в ШУНО на кабелях запитки. Потребность в монтаже защитного устройства на кронштейне определяется в р. 434.2 и 433.2, пр. С (ГОСТ Р 50571.4.43-2012). Длина ответвления не должна превышать трех метров в соответствии с упомянутыми стандартами. В крупных городах при монтаже уличных элементов и запитке к ТП добавляются дополнительные площадки. На таких объектах устанавливаются модули с устройствами безопасности и управления. Стандарты запитки сети наружного освещения прописаны в пар. 6.3.15 ... 6.3.24 ПУЭ, 7-е издание.

6. Управление уличными элементами электрификации в городе

Для городских территорий обычно внешние линии контролируются из диспетчерской это осуществляется централизованно. Стандарты для обустройства приспособлений контроля приведены в пп. 6. (5.1-5.9), 6. (5.19-5.29) ЧУП, 7-е издание, с. 7.43, 7.44 СП 52.13330.2011 и стр. 3. (21-35) СН 541-82. Включение и выключение уличных ламп происходит по заранее утвержденному графику. Приблизительно система активизируется, когда естественный свет уменьшается до 20 люкс, и приходит в нерабочий режим при увеличении до 10 люкс. Методы управления наружными системами сегодня реализуются с применением радиомодулей. Это особо актуально для участков, обслуживающих несколько небольших деревень, удаленных друг от друга.
Во время проектирования внешнего освещения отдельных объектов эффективными будут программные контроллеры. С их помощью устанавливают график на год. Иногда представленное оборудование используется для выключения отдельных светильников на столбе. 

7. Защита электросетей от короткого замыкания

В городских зданиях, место монтажа ламп ниже высота домов, повреждение сети освещения ударами молнии наблюдается очень редко. В этом случае защита не потребуется. Для открытой площадки и в сельской местности (также в малоэтажных домах) магистраль уличной электрификации должна быть изолирована от такого воздействия. С этой целью проводится монтаж специальных устройств (сетевые фильтры). В отдельных нормативных бумагах они называются УЗП — приборы блокировки перенапряжения. Электросети, расположенные на участках, где существует риск пожара, подлежат дополнительной защите от возгорания.
 

8. Согласование с разнообразными службами города

Утверждение проекта разработанных наружных сооружений обычно требует гораздо больше временных затрат, чем сама разработка. Планировка должна быть согласована с организацией, ответственной за электрификацию города, с учредителями построек и станции, к которой подключена спроектированная линия. Также с владельцами подземных объектов, вблизи которые устанавливают опоры и организовывают линию. В процессе координации работники служб, ответственных за подземные инженерные сооружения, могут потребовать планировку самой проблемной зоны и пересечение создаваемой магистрали.
Часто есть потребность внесения изменений в проекты уличного освещения. Подобное связано с появлением современных подземных объектов. Если их не было до получения топографии, к проектантам придется обращаться повторно. Если земляные виды работ не предусмотрены для сети, то есть лампы установлены на существующих колоннах или на удлинителях кабелей, и сеть проложена и не содержит находящихся в земле кабелей, то утверждение конструкции не настолько хлопотно для выполняющих проект инженеров. В этом случае временные затраты специалистов существенно снижены, как и затраты на обустройство выбранного участка магистрали.