Применение приборов контролирующих освещенность на предприятиях наружного освещения
Кратко об освещенности, ее измерении, приборах и нормативной базе
|
Измерение величины освещенности осуществляется фотодатчиком. Простейшими аналоговыми фотодатчиками являются фоторезистор, фотодиод и фототранзистор.
|
Фотодатчик |
|
Для более сложных измерений используются цифровые фотодатчики, состоящие из нескольких фотодиодов и микроконтроллера, например: TSL2591 или MAX9635.
|
Цифровой фотодатчик TSL2591 |
|
Для контроля величины освещенности специалисту необходимо знать величину освещенности в люксах, для этого производятся специальные приборы – люксметры.
Люксметр – это устройство содержащее фотодатчик, аналоговую или цифровую шкалу, проградуированную в люксах и преобразователь сигнала с фотодатчика в величину на шкале.
|
Люксметр |
Люксметры на предприятиях наружного освещения как правило используются для измерения средней освещенности и неравномерности освещенности участков улиц по ГОСТ Р 54944-2012. Чтобы зафиксированные в акте замера освещенности показания прибора имели юридическую силу, необходимо, чтобы, во-первых, данный прибор входил в реестр утвержденных типов СИ, и, во-вторых, имел действующие свидетельства о метрологической аттестации и поверке.
С помощью поверенного люксметра рекомендуется выполнять калибровку других имеющихся на предприятии приборов, использующихся для технического контроля освещенности. Однако необходимо иметь в виду, что поверка в лаборатории производится в идеальных условиях с использованием эталонов, а калибровка происходит в реальных условиях – когда даже два поверенных прибора одной модели расположенные рядом будут показывать несколько различные значения освещенности, а у приборов разных моделей (имеющих разные параметры светоприемника – форма, площадь и др.) показания могут различаться более чем на 10%.
Применение приборов контролирующих освещенность на предприятиях наружного освещения для определения времени включения и отключения освещения
Первое упоминание об использовании фотометрического прибора для управления включением освещения относится к 1957 году – «На центральном пульте управления уличным освещением г. Ленинграда смонтировано полупроводниковое фотореле, автоматически сигнализирующее диспетчеру о необходимости включения уличных фонарей при снижении естественной освещенности до 6 люкс». Но в дальнейшем от использования фотореле отказались (причины нам, к сожалению, неизвестны).
|
В 2000-х годах специалисты ЗАО «Эллипс» впервые увидели, как специалисты диспетчерских служб пользуются ручными люксметрами – ближе к сумеркам диспетчера городов Екатеринбурга, Казани, Челябинска устанавливали на окне диспетчерской ручной люксметр, выключали в диспетчерской свет и ждали, когда показания приблизятся к регламентируемым 20 лк (а для утреннего отключения – к 10 лк, согласно СП 52.13330.2011) и с учетом запаса времени на прохождение команды (т.е. не дожидаясь 20 лк) бежали к пульту включать освещение. Необходимо отметить ряд больших недостатков данного способа – такие факторы как – расположение помещения диспетчерской (ориентация окон по сторонам света, их затененность, этаж, засветка от окон смежных помещений), состояние и размер окон, положение датчика освещенности (на подоконнике, у стекла) вносят большую переменную погрешность в измерения, которая сопоставима с самими измеряемыми величинами 10-20 лк; кроме того люксметр меряет круговую горизонтальную освещенность (в идеале на дорожном покрытии), а такие условия в помещении диспетчерской обеспечены быть не могут. Поэтому данный способ не может быть рекомендован, кроме того, практика показывает, что оценка «на глаз» даже у разных диспетчеров, дает более точный результат. Поэтому при отсутствии нормальной системы мониторинга освещенности рекомендуется осуществлять включение по графику с корректировкой времени «на глаз».
|
Датчик уличной освещенности в ручном люксметре Ю116
|
|
В рамках модернизации диспетчерских пунктов Горсветов в 2010-2012гг. нашей компанией были установлены стационарные системы мониторинга освещенности - в Екатеринбурге (1 датчик освещенности на здании Горсвета), Уфе (2 датчика освещенности на здании Горсвета).
|
Стационарный датчик уличной освещенности
|
|
По примеру этих городов последовал Горсвет г.Челябинска, где в 2012г. своими силами была развернута стационарная система мониторинга освещенности из 3х датчиков освещенности расположенных в разных местах города.
|
Показания 3-х датчиков уличной освещенности
|
В г.Санкт-Петербурге также в 2012г. вернулись к вопросу управления включением освещения в зависимости от освещенности (систему устанавливала местная организация). Были установлены 8 стационарных датчиков освещенности в различных районах города, а в 2015г подсчитали, что эффективность от их использования составляет 1%, что в условиях г.Санкт-Петербурга составляет 6.3млн. руб.
|
В настоящий момент управление включением и отключением наружного освещения в указанных городах производится на основании среднего значения освещенности, получаемого от измерительных модулей. lustinfo
В результате включение и отключение наружного освещения производится своевременно, точнее чем «на глаз» и точнее чем «точно по утвержденному графику» (который запрограммирован в контроллерах пунктов включения).
|
График с указанием среднего значения освещенности по городу
|
Необходимо отметить более высокую точность измерений в г. Санкт-Петербурге по отношению к другим системам, что определяется количеством датчиков освещенности, т.к. погодные условия в различных районах большого города зачастую сильно отличаются. По нашему опыту минимальным числом датчиков необходимо считать четыре. Такое количество оптимально при расположении датчиков освещенности в разных частях города и дает запас в случае временного выхода одного из датчиков из строя.
|
В 2014г. ЗАО «Эллипс» установило в Горсвете г.Казани стационарную систему контроля освещенности(4 датчика уличной освещенности распределенных по городу).
Данная система кроме измерения выполняет еще и прогноз освещенности на ближайшие полчаса и выдает оперативные рекомендации по корректировке графика включения, этого другие системы пока не делают. Сейчас в Горсвете г.Казани освещение включают(отключают) при 14 (6) лк, эти цифры определены опытным путем – по величине относительной комфортности зрения в сумерках. Практика показывает, что при норме 14 (6) лк сокращение времени горения составляет 3-5 минут ежедневно, относительно времени горения запланированного графиком, т.е. получается 1% экономии.
|
Стационарная система контроля освещенности с 4-мя датчиками |
Следующим шагом в развитии систем измеряющих и прогнозирующих освещенность, должен стать переход к обеспечению постоянной корректировки графика включения в автоматическом режиме (под контролем оператора). Статистические данные показывают, что эффект от этого будет около 0,5% - за счет исключения не одновременности включения пунктов питания, возникающей, как правило, по причинам связанным с медленной или не устойчивой связью.
Автор: Бачурин А.А. Компания "ЭЛЛИПС" | e-mail: bachurin#ellips.ru
|
