Després d'anys en el comerç exterior, una de les preguntes tècniques que escolto més sovint dels clients és: "Per què un pal de 6-metre sol agafar una làmpada de 80 W mentre que un pal de 12 metres necessita uns 200 W? Hi ha una fórmula darrere?" Molts compradors assumeixen que el poder simplement hauria d'escalar linealment amb l'alçada. En realitat, és més matisat. A partir dels principis estàndard de càlcul de l'enllumenat viari i de l'experiència pràctica del projecte, aquest article explica les bases teòriques d'aquests aparellaments comuns.
Com disminueix la il·luminació a mesura que augmenta l'alçada de muntatge
El principi físic bàsic és la relació inversa-quadrada entre la il·luminació i la distància. La il·luminació E és aproximadament igual a la intensitat lluminosa I dividida pel quadrat de la distància d. Quan l'alçada del pal es duplica de 6 m a 12 m, i si la intensitat de la lluminària es manté igual, la il·luminació a la superfície de la carretera disminueix teòricament a una-quarta part del seu valor original. Els llums del carrer no són fonts puntuals pures, i el resultat real també està influenciat per la distribució fotomètrica, l'angle d'inclinació i el factor d'utilització. No obstant això, la tendència bàsica és clara: un muntatge més alt requereix un augment substancial del flux lluminós-i, per tant, de la potència-per mantenir una il·luminació mitjana-de la superfície de la carretera.
A la pràctica, també s'ha de tenir en compte l'espaiat dels pols. La pràctica de la indústria habitualment estableix l'espai entre 2,5 i 3,5 vegades l'alçada de muntatge. Un pal de 6 m normalment es separa entre 18 i 25 m; un pal de 12 m pot tenir una distància de 30-40 m o més. L'àrea il·luminada s'expandeix significativament, de manera que el flux lluminós per unitat d'àrea disminueix i es fa necessària una potència més alta.
La correspondència empírica de 80 W per a 6 m i 200 W per a 12 m
Per què concretament 80 W amb 6 m i aproximadament 200 W amb 12 m? No es tracta de necessitats matemàtiques rígides, sinó d'intervals empírics ben establerts-que equilibren l'amplada de la carretera, la il·luminació objectiu i la uniformitat.
Preneu com a exemple una carretera local o secundària típica. Sovint s'utilitza un pal de 6 m a carreteres de 6 a 10 m d'amplada amb una il·luminació mitjana objectiu de 8 a 15 lux. Una lluminària LED amb una eficàcia de 160–180 lm/W que produeix uns 13 000–14 000 lm a 80 W, després d'aplicar factors d'utilització típics (0,4–0,6) i factors de manteniment, pot complir el requisit mantenint la uniformitat acceptable.
Un pal de 12 m és més comú a les carreteres arterials o carreteres més amples (12-20 m), on la il·luminació objectiu és més alta (15-30 lx). Tant la superfície coberta com l'espai entre els pals augmenten notablement. Una potència més baixa deixaria la superfície-il·luminada i crearia zones fosques. Una lluminària de 200 W d'eficàcia similar produeix aproximadament 32 000–36 000 lm; amb l'òptica adequada, això pot restaurar la il·luminació i la uniformitat mitjanes als nivells requerits. Quan l'alçada es duplica i tant l'àrea com l'espai s'amplien, la potència normalment ha d'augmentar en un factor d'uns 2,5. La relació 200 W / 80 W es troba directament dins d'aquest rang pràctic.
Paràmetres clau que s'han d'incloure en els càlculs reals
L'alçada i la potència per si soles no són suficients. Un càlcul complet incorpora diversos factors de correcció:
Factor d'utilització U: la fracció de llum emesa que arriba realment a la superfície de la carretera, determinada per la distribució fotomètrica, l'angle d'inclinació i la relació entre l'amplada de la carretera i l'alçada de muntatge.
Factor de manteniment: normalment entre 0,7 i 0,8 per tenir en compte la depreciació del lumen i l'acumulació de brutícia.
Tipus d'arranjament: els dissenys bilaterals-d'un sol costat, oposats o esglaonats canvien la potència requerida.
Amplada efectiva de la carretera: l'amplada real il·luminada després de restar la longitud de l'encavalcament.
Un enfocament simplificat és partir de la il·luminació mitjana objectiu Eav, l'amplada efectiva de la carretera W i l'espai entre pols S, calcular el flux lluminós total requerit i després dividir per l'eficàcia de la lluminària per obtenir potència. En els projectes professionals, utilitzem programari com DIALux per a una simulació precisa en lloc de basar-nos únicament en taules de regles-de-.
Errors comuns en projectes d'exportació
Dos errors apareixen repetidament. El primer és assumir que "doblar l'alçada només requereix duplicar la potència", cosa que deixa curta la il·luminació. El segon es centra només en el nombre de potència i ignora l'eficàcia i l'òptica. La diferència entre una lluminària de 200 W a 130 lm/W i una de 180 lm/W és substancial en el rendiment real. Alguns projectes intenten estalviar costos instal·lant un pal de 12 m amb només 150 W; la uniformitat resultant no compleix els estàndards, i la il·luminació correctiva posterior resulta més cara.
Quan preparem pressupostos, sempre demanem l'amplada de la carretera, la classe d'il·luminació objectiu, l'espaiat previst i el clima local abans de recomanar l'energia. Els intervals empírics proporcionen un punt de partida útil, però la selecció final encara s'ha de verificar mitjançant càlcul i simulació.
La concordança de l'alçada del pal amb la potència de la lluminària és fonamentalment un equilibri entre la il·luminació, la uniformitat, el consum d'energia i el cost. Els aparellaments de 80 W amb 6 m i 200 W amb 12 m són punts de partida pràctics-validats en camp en lloc de fórmules rígides. Un esquema de so encara requereix integrar la geometria de la carretera, els estàndards aplicables i el rendiment fotomètric real de les lluminàries.
Si esteu treballant en un projecte d'il·luminació-de carreteres a l'estranger i no esteu segur de com combinar l'alçada del pal amb la potència, no dubteu a compartir l'amplada de la carretera, la il·luminació objectiu, l'interval d'espaiat proposat i els estàndards locals. Podem preparar un càlcul preliminar del flux lluminós i la potència per ajudar a reduir els costos d'ajustament posteriors de seleccions no coincidents.
