Co to jest indeks obliczeń oświetlenia drogowego i analiza międzynarodowych norm oświetlenia drogowego

Oświetlenie drogowe jest kluczowym elementem infrastruktury miejskiej.komfort dla pieszych, i efektywności energetycznej. Normy oświetlenia drogowego mają na celu zapewnienie bezpiecznego, wydajnego i komfortowego środowiska wizualnego.Do najważniejszych międzynarodowych systemów standardowych oświetlenia drogowego należą systemy Międzynarodowej Komisji ds. Oświetlenia (CIE), European Standards (EN) oraz Illuminating Engineering Society of North America (IESNA).

Aby zapewnić naukowy i standaryzowany projekt, konieczne jest przestrzeganie norm oświetlenia drogowego opracowanych przez różne kraje i regiony, takich jak ANSI-IES RP-8-18, CIE 140-2000,BSEN 13201-3:2015, itp.Różne standardy różnią się pod względem lokalizacji punktu obserwacji, obliczenia jasności okluzji i modelowania porównania celów

Wprowadzenie do podstawowych norm oświetlenia drogowego:

ANSI/IES RP-8-18 (USA): główne normy północnoamerykańskie z kompleksowymi wskaźnikami;

CIE 140:2019 i CIE TN-007:2017 (Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia): podkreśla jasność, jednolitość i średnią percepcję wzrokową;

BSEN 13201-3:2015 (Europa): koncentruje się na wprowadzeniu oświetlenia półkolumnowego, oświetlenia otoczenia i innych wskaźników oświetlenia czynnika ludzkiego;

ABNT NBR5101-2012 (Brazylia): regionalna norma krajowa;

AS/NZS 1158.3.1:2020 (Australia i Nowa Zelandia): ma zastosowanie do lokalnego projektowania dróg miejskich i wspólnotowych;

IES RP-18 (US Tunnel Lighting): poświęcony środowisku tunelowemu.

Porównanie wskaźników obliczeniowych obsługiwanych przez każdą normę

Definicja głównych wskaźników obliczeniowych

1. Jednostka średniej jasności (Lavg): cd/m2 odnosi się do średniej jasności powierzchni drogi obserwowanej z punktu widzenia kierowcy,który jest ważnym wskaźnikiem oceny jasności wizualnej powierzchni drogiNa jego obliczenie wpływają właściwości odblaskowe powierzchni drogi, kąt widzenia, rozkład światła lamp i latarni oraz inne czynniki.
2. średnia jasność (Eavg) i minimalna jasność (Emin) jednostki: lux oznacza intensywność strumienia światła otrzymanego na jednostkę powierzchni. Średnia jasność odzwierciedla ogólny poziom oświetlenia,minimalna jasność jest używana do oceny jednolitości światła, stosunek tych dwóch (Eavg/Emin) odzwierciedla komfort widzenia i bezpieczeństwo.
3. Jednostka świetlności zasłony (Lv): cd/m2 oznacza dodatkową świetlność wytwarzaną przez lampy lub silne źródła światła spowodowane rozproszeniem wewnątrzocznym,które będą zakłócać rozpoznawanie celu przez obserwatora, a zbyt wysoka wartość Lv zwiększy obciążenie wzroku.
4. Wskaźnik jasności zasłony świetlnej (Lv/Lavg) mierzy wartość względną jasności cienia w stosunku do średniej jasności drogi,i jest jednym z podstawowych parametrów oceny zdolności oświetlenia drogowego do kontroli oświetlenia.
5. Widoczność małych celów (STV) oznacza stopień widoczności małych celów (np. spadających skał, zwierząt itp.) obserwowanych w warunkach oświetlenia drogowego.STV łączy parametry kontrastu docelowego, jasność tła i jasność okluzji, z wyższymi wartościami wskazującymi na łatwiejszą identyfikację celu.
6. Jednostka oświetlenia pionowego (Ev): lux oznacza natężenie światła odbierane na pionowej powierzchni (np. pieszych lub przedniej części ciała), zwykle mierzonej na wysokości obserwacyjnej 1,5 m,jest kluczowym wskaźnikiem bezpieczeństwa pieszych i zdolności rozpoznawania twarzy.
7. półcylindryczna jednostka oświetlenia (Esc): symulacja wysokości ludzkiej klatki piersiowej (około 1.5m) powierzchni półcylindrycznej intensywności światła otrzymanej w celu kompleksowej oceny skutku światła dla pieszych w trójwymiarowej przestrzeni, jest jednym z wskaźników zalecanych w normie UE.
8. jednostka oświetlenia półkuli (Ehs): lux odnosi się do wirtualnej półkuli (zwykle 1,5 m dla środka wysokości) na średniej oświetlenia światła we wszystkich kierunkach,które mogą kompleksowo odzwierciedlać jakość środowiska oświetlenia przestrzennego, jest powszechnie stosowany w placu, chodnikach i innych otwartych pomieszczeniach.
9. Jednostka oświetlenia otoczenia (EA): lux oznacza średnią oświetlenie w określonym zakresie wokół obszaru oświetlenia zadań (np. obszaru krawędzi lub obszaru tła),który służy do oceny równowagi jasności pomiędzy obszarem zadań wizualnych a tłemRozsądne oświetlenie otoczenia pomaga zmniejszyć zmęczenie wzroku i zwiększyć poczucie bezpieczeństwa i rozpoznawania przestrzennego.
10. Wzrost progu (TI) w % wskazuje stopień zmniejszenia kontrastu pomiędzy docelowym obiektem a tłem z powodu zakłóceń odblasku; im większy TI, tym większy jest kontrast pomiędzy docelowym obiektem a tłem.Im większe zaćmienie, tym większe trudności w rozpoznawaniu celu., który jest często stosowany jako alternatywa dla wskaźnika Lv/Lavg w standardach CIE i BSEN.
11. Jednostka oświetlenia mezopicznego (Lmes):cd/m2 jest używany w środowiskach o niskim oświetleniu do połączenia reakcji komórek prętowych optycznych (widzenie ciemne) i komórek stożkowych optycznych (widzenie jasne) w celu obliczenia zintegrowanej wartości jasnościAlgorytm jest bliżej rzeczywistej percepcji ludzkiego oka w nocy.

- Nie.

Kluczowe różnice między normami międzynarodowymi
 

ANSI-IES RP-8-18 (z oświetleniem tunelowym RP-22)

• Pozycja obserwatora: 83,07 metra od punktu obliczeniowego, linia widzenia 1 stopień poniżej poziomu, wysokość 1,45 metra.
• Obliczenie jasności zasłony światła: nie ma filtrowania w osi widzenia (LOS), bierze się pod uwagę tylko jeden kierunek ruchu.
• Obliczanie STV: uwzględniane są cele kontrastu dodatniego i ujemnego, podkreślając ogólną widoczność.

CIE 140-2019 (ma zastosowanie do CIE 115-2010)

• Pozycja obserwatora: odległość 60 m, w środku pasa lub 1/4 szerokości drogi od krawędzi.
• Światłość maskująca: domyślne filtrowanie środkowego pola widzenia o odległości 0,1-1,5° oraz obszaru znajdującego się ponad 60° poza linią widzenia.
• Wskaźnik odblasku: wykorzystuje wzrost progu (TI), który wskazuje procentowy wzrost progu rozpoznawania z powodu odblasku.

- Nie.CIE TN 007-2017 (dodawanie średniej jasności wizualnej)

• Dodawanie **Mesopic Luminance** obliczenia na podstawie CIE 140, na podstawie wzoru CIE 191:2010, i dostosowanie poziomu adaptacji ludzkiego oka do rzeczywistej średniej jasności.

BSEN 13201-3:2015

• Dodano nowe oświetlenie pionowe, półcylindryczne i półkule oraz wiele innych wskaźników do modelowania widoczności kierowców i pieszych w różnych kierunkach.
• Pozycja obserwatora: zgodnie z CIE, domyślnie Lv nie filtruje źródeł światła w kierunku widzenia.
• Obliczanie odblasku: w połączeniu z metodą CIE 146-2002 można ręcznie wybrać, czy należy filtrować światła w linii widzenia, czy nie.

- Nie.ABNT NBR5101-2012 (standardy brazylijskie)

• Zasadniczo taka sama jak metodologia CIE, ale z większym naciskiem na rolę oświetlenia półcylindrycznego w poprawie widoczności interakcji między pieszym a kierowcą.

Logika obliczania Lv i TI jest podobna do BSEN.- Nie.

Wskaźniki obliczeniowe powyższych norm nie uwzględniają wpływu ekspozycji na światło dzienne,ale niektóre normy będą uwzględniać wpływ powierzchni drogi spowodowany mokrą pogodą, a odbicia będą różne między suchą i mokrą powierzchnią drogi.

Właściwości odblaskowe powierzchni chodnikowych mają znaczący wpływ na obliczenie jasności, rozkład jasności i oszczędność energii. the industry has developed standardized reflectance tables (R-Tables) to describe the reflectance properties of pavement surfaces based on the physical surface characteristics of different pavement materials.

Najważniejszym parametrem w tabeli R jest Q0,który stanowi średni współczynnik odbicia tej chodniki w standardowych warunkach oświetleniowych i jest przekształcany w ogólną odblaskowość według następującego wzoru::
Całkowita odblaskowość = Q0 × π
Im wyższa jest wartość Q0, tym większa jest ogólna odblaskowość chodnika na światło, a wybór wartości Q0 ma bezpośredni wpływ na wyniki symulacji oświetlenia.