« طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه ها »

• مقدمه:

روشنائی معابر و بزرگراه‌ها یکی از مهم‌ترین عناصر زیرساختی در شهرهای مدرن است که نقشی حیاتی در افزایش ایمنی عبور و مرور و کاهش حوادث رانندگی ایفا می‌کند. اهمیت طراحی مناسب و اجرای صحیح شبکه‌های روشنائی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته، زیرا تأثیر مستقیم بر کیفیت زندگی و کارآمدی شبکه‌های حمل‌ونقل شهری دارد.

1. اصول طراحی روشنایی معابر و بزرگراه‌ها:

طراحی روشنائی معابر بر اساس اصولی همچون شدت مناسب نور، توزیع یکنواخت، کاهش خیرگی، و بهینه‌سازی مصرف انرژی انجام می‌شود. مهندسین برق معمولاً با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی و بر اساس استانداردهای مشخص، به طراحی شبکه‌های روشنائی اقدام می‌کنند.

2. انواع شبکه‌های برق در سیستم روشنائی:

• شبکه برق فشار ضعیف:

این نوع شبکه برای تأمین انرژی لازم جهت روشنائی معابر استفاده می‌شود و طراحی آن باید به‌گونه‌ای باشد که علاوه بر تأمین برق مورد نیاز، از کاهش تلفات انرژی نیز جلوگیری شود.

• شبکه برق فشار متوسط:

از شبکه برق فشار متوسط برای انتقال برق به مقیاس بزرگتر و فاصله‌های طولانی استفاده می‌شود و معمولاً به پست‌های تبدیل به فشار ضعیف متصل می‌شود.

3. تکنولوژی‌های نوین در روشنایی معابر:

• چراغ‌های LED:

چراغ‌های LED به دلیل مصرف کم در انرژی، طول عمر طولانی، و کیفیت نوردهی بالا جایگزین مناسبی برای چراغ‌های سنتی مانند سدیمی هستند.

• سیستم‌های هوشمند مدیریت روشنائی:

استفاده از تکنولوژی‌های هوشمند مانند سنسورهای حرکتی و کنترل از راه دور می‌تواند به‌طور چشمگیری هزینه‌های نگهداری و مصرف انرژی را کاهش دهد.

4. دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های شرکت‌های توزیع برق و شرکت توانیر در خصوص طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه‌ها:

طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه‌ها به‌عنوان یکی از پروژه‌های زیرساختی مهم، تحت نظارت و با رعایت استانداردهای خاص و بخشنامه‌های صادر شده توسط شرکت توانیر و سایر شرکت‌های توزیع برق در ایران قرار دارد. این دستورالعمل‌ها به‌منظور دستیابی به ایمنی، کارآیی انرژی، و کاهش هزینه‌ها در فرآیند طراحی و اجرای سیستم‌های روشنائی معابر و بزرگراه‌ها تنظیم شده‌اند.

در این بخش، به بررسی دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های مهم در این زمینه می‌پردازیم:

• دستورالعمل‌های طراحی روشنائی معابر و بزرگراه‌ها ( توسط توانیر ):

الف) الزامات عمومی طراحی:

شدت نور و توزیع نور: براساس دستورالعمل‌های شرکت توانیر، طراحی روشنائی معابر باید به‌گونه‌ای باشد که شدت نور کافی برای ایمنی عبور و مرور تأمین کند. این شدت نور معمولاً بر اساس استانداردهای بین‌المللی و شرایط محلی تعیین می‌شود.

مقایسه انواع چراغ‌ها: انتخاب نوع چراغ‌ها از جمله چراغ‌های LED، سدیمی و متال هالید باید بر اساس نیاز به شدت نور و ویژگی‌های فنی آن‌ها انجام گیرد. برای مثال، چراغ‌های LED به دلیل بهره‌وری انرژی بالا و عمر طولانی‌تر به‌عنوان گزینه‌های بهتری معرفی می‌شوند.

ارتفاع نصب چراغ‌ها: ارتفاع نصب پایه‌های روشنائی باید به گونه‌ای باشد که توزیع یکنواخت نور در سطح معبر ایجاد شود. در معابر اصلی و بزرگراه‌ها، معمولاً از پایه‌های بلندتر استفاده می‌شود تا نور به‌طور یکنواخت در سطح وسیع‌تری پخش گردد.

ب) مدیریت انرژی و بهره‌وری:

استفاده از سیستم‌های هوشمند: توانیر تأکید زیادی بر استفاده از سیستم‌های هوشمند مدیریت انرژی دارد. این سیستم‌ها قادرند بر اساس شرایط محیطی و نیاز به روشنائی ( مانند تشخیص حرکت خودروها و عابرین ) میزان نور را تنظیم کنند.

برنامه‌ریزی و نصب سیستم‌های کنترلی: برای کاهش مصرف انرژی، سیستم‌های کنترلی نظیر سنسورهای نور و حرکت در طراحی‌ها گنجانده می‌شوند.

ج) ملاحظات فنی و ایمنی:

پایداری سیستم‌های روشنائی: سیستم‌های روشنائی معابر باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که در برابر شرایط جوی مانند باد، باران و برف مقاوم باشند. همچنین، این سیستم‌ها باید به گونه‌ای باشند که در صورت بروز هرگونه نقص، تعمیر و نگهداری آسان و کم‌هزینه‌ای داشته باشند.

اصول ایمنی در نصب و راه‌اندازی: مطابق دستورالعمل‌ها، تمامی نصب‌ها باید مطابق با اصول ایمنی برق انجام شوند و برای جلوگیری از بروز حوادث، از تجهیزات استاندارد و با کیفیت استفاده گردد.

د) استانداردهای ملی و بین‌المللی:

دستورالعمل‌های توانیر به‌طور کامل به استانداردهای ملی و بین‌المللی مانند استانداردهای IEC و CIE ( کمیته بین‌المللی روشنائی ) ارجاع می‌دهند. این استانداردها به‌طور دقیق میزان شدت نور، رنگ نور، و حتی توزیع آن را بر اساس نوع معبر و بزرگراه تعیین می‌کنند.

• بخشنامه‌های شرکت‌های توزیع برق:

شرکت‌های توزیع برق در ایران مسئول نظارت و اجرای پروژه‌های روشنائی معابر در هر منطقه خاص هستند. این شرکت‌ها به‌طور معمول بخشنامه‌هایی را برای تأسیس و بهره‌برداری از شبکه‌های روشنائی منتشر می‌کنند که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:

الف) بخشنامه‌های اجرایی و الزامات نصب :

پایه‌های تلسکوپی و استانداردهای ساخت: بخشنامه‌ها بر استفاده از پایه‌های استاندارد و مقاوم تأکید دارند. پایه‌های تلسکوپی باید دارای استحکام کافی برای تحمل بارهای محیطی باشند و نصب آن‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که در برابر وزش باد و تغییرات جوی مقاوم باشند.

جلوگیری از خیرگی نور: نصب چراغ‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که موجب خیرگی برای رانندگان نشود. به‌عنوان مثال، زاویه نصب چراغ‌ها و نوع چراغ‌ها باید به‌طور دقیق محاسبه شود تا از خیرگی جلوگیری شود.

ب) بخشنامه‌های نظارتی :

مراقبت و نگهداری دوره‌ای: در بخشنامه‌ها تأکید شده که شبکه‌های روشنائی معابر باید به‌طور دوره‌ای مورد بازدید و نگهداری قرار گیرند. این بازدیدها شامل بررسی وضعیت چراغ‌ها، پایه‌ها، و سیم‌کشی‌ها می‌شود تا از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری گردد.

آزمایشات پس از نصب: پس از نصب سیستم روشنائی معابر، آزمایش‌های مختلفی برای تأیید عملکرد صحیح سیستم‌ها انجام می‌شود. این آزمایشات معمولاً شامل تست‌های بارگذاری، ارزیابی شدت نور، و بررسی عملکرد سیستم‌های کنترلی است.

ج) دستورالعمل‌های محیطی :

کاهش اثرات زیست‌محیطی: در برخی بخشنامه‌ها به استفاده از چراغ‌های کم مصرف و فناوری‌های سازگار با محیط زیست اشاره شده است. همچنین در بسیاری از بخشنامه‌ها تأکید بر استفاده از چراغ‌های با دمای رنگ متناسب با نیاز محیطی و ترافیکی معابر شده است.

د) بخشنامه‌های تخصیص بودجه و هزینه‌ها:

برآورد هزینه‌ها: در بخشنامه‌های مالی، مراحل محاسبه هزینه‌های طراحی، اجرا و نگهداری شبکه روشنائی معابر تعیین می‌شود. این بخشنامه‌ها معمولاً به‌طور دقیق منابع مالی مورد نیاز برای هر پروژه و نحوه تخصیص بودجه را شرح می‌دهند.

پروژه‌های بازسازی و به‌روزرسانی: بخشنامه‌های مختلفی برای پروژه‌های بازسازی و ارتقاء سیستم‌های روشنائی قدیمی وجود دارد که در آن‌ها نحوه ارتقاء از چراغ‌های قدیمی به LED و استفاده از سیستم‌های جدید مدیریت انرژی تشریح شده است.

• چالش‌ها و تغییرات اخیر در دستورالعمل‌ها:

در سال‌های اخیر، با پیشرفت تکنولوژی و افزایش توجه به مسائل زیست‌محیطی و صرفه‌جویی در انرژی، دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌ها تغییرات زیادی کرده است. از جمله این تغییرات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

تمرکز بیشتر بر روی فناوری‌های نوین: بخشنامه‌ها به‌طور فزاینده‌ای بر استفاده از فناوری‌های نوین مانند سیستم‌های هوشمند و چراغ‌های LED تأکید دارند.

گنجاندن ملاحظات زیست‌محیطی: اخیراً، شرکت‌های توزیع برق و توانیر در دستورالعمل‌های خود بر استفاده از فناوری‌هایی که کمترین تأثیر زیست‌محیطی را دارند، تأکید بیشتری دارند.

• نتیجه‌گیری در خصوص دستورالعمل ها و بخشنامه ها:

دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های شرکت‌های توزیع برق و شرکت توانیر در زمینه طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه‌ها نقش حیاتی در تأمین ایمنی، بهره‌وری انرژی، و پایداری سیستم‌های روشنائی دارند. رعایت دقیق این دستورالعمل‌ها باعث ارتقاء کیفیت زندگی شهری و کاهش مصرف انرژی می‌شود و از بروز مشکلات فنی و ایمنی در طول زمان جلوگیری می‌کند. استفاده از فناوری‌های نوین و رعایت استانداردهای بین‌المللی در طراحی و اجرای این پروژه‌ها به‌طور چشمگیری می‌تواند به بهبود وضعیت روشنائی معابر و بزرگراه‌ها کمک کند.

5. محاسبات فنی در طراحی روشنایی:

محاسبه شدت نور، توزیع و زاویه تابش از جمله مهم‌ترین فاکتورهای محاسباتی در طراحی سیستم روشنایی هستند. نرم‌افزارهایی مانند Dialux و Relux برای انجام این محاسبات استفاده می‌شوند و به طراحان کمک می‌کنند تا با شبیه‌سازی دقیق بهترین طراحی را ارائه دهند.

6. عوامل موثر بر طراحی روشنایی معابر:

تفاوت‌های جغرافیایی و اقلیمی، ابعاد معابر، و وضعیت فیزیکی آن‌ها از جمله فاکتورهایی هستند که بر طراحی روشنائی تأثیر می‌گذارند. برای مثال، در مناطق با بارندگی زیاد، انتخاب چراغ‌ها و پایه‌های مقاوم در برابر شرایط جوی نامساعد ضروری است.

7. معرفی تولیدکنندگان معتبر چراغ و لامپ روشنایی معابر:

تولیدکنندگان داخلی:

شرکت لامپ پارس شهاب: یکی از تولیدکنندگان معتبر داخلی در زمینه انواع چراغ‌های LED و فلورسنت.

وب‌سایت: https://www.parsshahab.com

شرکت گلنور: گلنور به عنوان یکی از پیشروترین صنایع روشنایی در خاورمیانه به رسمیت شناخته شده است. سه دهه است که همراه با فناوری‌های نوین و حفظ کیفیت محصولات و با هدف بهبود کیفیت زندگی تولید کننده انواع چراغ بوده است. در این مسیر، تلاش‌های بی‌وقفه‌ی برای ارتقاء استانداردها و ابتکارات جدید، موجب شده تا در قلب مشتریان جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.

وب‌سایت: https://golnoor.com

• تولیدکنندگان بین‌المللی:

فیلیپس: یکی از بزرگترین تولیدکنندگان جهانی با طیف گسترده‌ای از محصولات روشنایی.

وب‌سایت: https://www.lighting.philips.com

8. انواع پایه‌های تلسکوپی روشنایی معابر و بزرگراه‌ها:

پایه‌های تلسکوپی روشنایی معابر و بزرگراه‌ها یکی از مهم‌ترین تجهیزات روشنایی شهری هستند که برای تأمین نور کافی و بهینه‌سازی مصرف انرژی به کار می‌روند. این پایه‌ها به دلیل طراحی خاص خود، قابلیت تنظیم ارتفاع، کاهش هزینه‌های نگهداری، و افزایش ایمنی را فراهم می‌کنند. در ادامه، انواع پایه‌های تلسکوپی و ویژگی‌های آن‌ها بررسی می‌شود.

• پایه تلسکوپی ثابت:

این نوع پایه‌ها دارای ساختاری محکم و ثابت هستند و در ارتفاع مشخصی نصب می‌شوند. پایه‌های تلسکوپی ثابت معمولاً از فولاد گالوانیزه ساخته شده و برای روشنایی معابر، بزرگراه‌ها، میادین، و پارک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها:

• مقاومت بالا در برابر باد و شرایط جوی نامساعد
• ارتفاع ثابت و عدم امکان تنظیم
• نیاز به بالابر برای تعویض لامپ‌ها و تعمیرات
• کاربرد در محیط‌هایی که نیاز به تغییر ارتفاع پایه وجود ندارد

• پایه تلسکوپی متحرک با سیستم دستی ( وینچ دستی ):

در این نوع پایه‌ها، از یک سیستم مکانیکی دستی ( وینچ ) برای بالا و پایین آوردن چراغ‌ها استفاده می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که تعمیر و نگهداری چراغ‌ها آسان‌تر و ایمن‌تر شود.

ویژگی‌ها:

• قابلیت تغییر ارتفاع چراغ بدون نیاز به بالابر
• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات
• مناسب برای مکان‌هایی که تعویض مداوم لامپ‌ها ضروری است
• نیاز به نیروی انسانی برای کار با وینچ دستی

• پایه تلسکوپی متحرک با سیستم الکتریکی ( وینچ برقی ):

این نوع پایه‌ها مجهز به موتور الکتریکی هستند که چراغ‌ها را به صورت خودکار بالا و پایین می‌برد. این مکانیزم به ویژه برای بزرگراه‌ها، استادیوم‌ها، و مناطق صنعتی بسیار مفید است.

ویژگی‌ها:

• کاهش نیاز به نیروی انسانی برای نگهداری
• سرعت بالاتر در انجام تعمیرات و تعویض چراغ‌ها
• افزایش ایمنی در هنگام کار
• هزینه اولیه بالاتر نسبت به مدل‌های دستی

• پایه تلسکوپی تاشو:

این پایه‌ها دارای مفصل‌هایی هستند که امکان خم شدن و پایین آوردن چراغ‌ها را فراهم می‌کنند. این قابلیت به ویژه در مناطقی که دسترسی به بالابر دشوار است، بسیار مفید خواهد بود.

ویژگی‌ها:

• مناسب برای محیط‌هایی که فضای کافی برای بالا بردن پایه وجود ندارد
• تعمیر و نگهداری آسان بدون نیاز به تجهیزات خاص
• استحکام کمتر نسبت به پایه‌های یکپارچه

• پایه تلسکوپی خورشیدی:

این نوع پایه‌ها دارای پنل‌های خورشیدی هستند که برق مورد نیاز چراغ‌ها را تأمین می‌کنند. این پایه‌ها به دلیل مصرف انرژی پاک و مستقل از شبکه برق، در مناطق دورافتاده و کم‌برق بسیار کارآمد هستند.

ویژگی‌ها:

• کاهش مصرف انرژی برق
• مستقل از شبکه برق شهری
• مناسب برای مناطق دوردست و روستایی
• هزینه اولیه بالاتر به دلیل نیاز به باتری و تجهیزات ذخیره‌سازی انرژی

• پایه‌های تلسکوپی با قابلیت چرخش و تنظیم زاویه:

این نوع پایه‌ها مجهز به مکانیزمی هستند که امکان چرخش چراغ‌ها را در جهات مختلف فراهم می‌کند. این ویژگی در مکان‌هایی که نیاز به تغییر زاویه نورپردازی دارند، مانند تقاطع‌ها و میدان‌ها، بسیار مفید است.

ویژگی‌ها:

• انعطاف‌پذیری بالا در تنظیم زاویه نور
• بهبود پوشش روشنایی در مناطق خاص
• نیاز به سیستم مکانیکی مقاوم برای چرخش

• جمع‌بندی و انتخاب مناسب:

انتخاب نوع پایه تلسکوپی روشنایی بستگی به عوامل متعددی از جمله نوع کاربرد، شرایط محیطی، نیاز به تعمیرات، و بودجه پروژه دارد.

✅ برای بزرگراه‌ها و جاده‌های پرتردد: پایه‌های تلسکوپی الکتریکی یا ثابت با ارتفاع بالا توصیه می‌شوند.

✅ برای مناطق مسکونی و شهری: پایه‌های تلسکوپی دستی یا تاشو انتخاب بهتری هستند.

✅ برای مناطق دورافتاده: پایه‌های خورشیدی به دلیل عدم نیاز به برق شهری، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.

9. چالش‌ها و مشکلات شایع در طراحی و اجرای روشنائی معابر:

مشکلات نگهداری، نقص‌فنی تجهیزات و چالش‌های اقتصادی و زیست‌محیطی از جمله مواردی هستند که در اجرای پروژه‌های روشنایی معابر ممکن است بروز کنند. استفاده از تجهیزات با کیفیت و برنامه‌ریزی مناسب می‌تواند به حداقل رساندن این چالش‌ها کمک کند.

10. نتیجه‌گیری در خصوص طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه ها:

توجه به استانداردهای طراحی و استفاده از تکنولوژی‌های نوین در سیستم‌های روشنائی معابر و بزرگراه‌ها نه تنها به بهبود ایمنی و کاهش تصادفات کمک می‌کند، بلکه موجب صرفه‌جویی در مصرف انرژی و هزینه‌های نگهداری نیز می‌شود.

11. منابع در خصوص طراحی و محاسبات روشنائی معابر و بزرگراه ها:

• سایت توانیر http://www.tavanir.org.ir
• دستورالعمل‌های وزارت نیرو
• مقالات تخصصی در IEEE