ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Φωτοτεχνία. Ενότητα 9: Μέθοδος της Λαμπρότητας

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Φωτοτεχνία Ενότητα 9: Μέθοδος της Λαμπρότητας Γεώργιος Χ. Ιωαννίδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Μέθοδος της Λαμπρότητας (1) Η ορατότητα του οδοστρώματος δεν καθορίζεται από την ένταση φωτισμού του, αλλά από την λαμπρότητα του. Το μέγεθος αυτό εξαρτάται από: την ένταση φωτισμού την κατεύθυνση παρατηρήσεως το χρώμα και την ποιότητα της επιφάνειας του οδοστρώματος και από εάν αυτό είναι υγρό 4

5 Μέθοδος της Λαμπρότητας (2) Π L M q E M γ M Ο α β Ο ορισμός του προβλήματος Ο συντελεστής q εξαρτάται από τις γωνιές α, β, και γ όπου: γ: Η γωνία προπτώσεως α: Η γωνία παρατηρήσεως από το οριζόντιο επίπεδο (που μετράται στο κατακόρυφο επίπεδο) β: Η γωνία μεταξύ των δύο κατακόρυφων επίπεδων (προσπτώσεως και παρατηρήσεως) 5

6 Μέθοδος της Λαμπρότητας (3) Κριτήρια φωτισμού δρόμου κατά CIE: η μέση λαμπρότητα η ομοιομορφία λαμπρότητας ο περιορισμός της θάμβωσης ο φωτισμός του περιβάλλοντος χώρου η οπτική καθοδήγηση 6

7 Μέση Λαμπρότητα Το επίπεδο λαμπρότητας που περιγράφεται από τη μέση λαμπρότητα της επιφάνειας του δρόμου καθορίζει ως ένα μεγάλο βαθμό την ευκολία προσαρμογής του οφθαλμού του χρήστη. 7

8 Ομοιομορφία Λαμπρότητας Συντελεστής Ομοιομορφίας U O U O =L min /L av Όπου: L min : L av: Η ελάχιστη λαμπρότητα στο σύνολο της εξεταζόμενης επιφάνειας Μέση λαμπρότητα στο σύνολο της εξεταζόμενης επιφάνειας. 8

9 Ομοιομορφία Λαμπρότητας Συντελεστής Διαμήκους Ομοιομορφίας U I U Ι = min(l min /L max ) Όπου: L min : L max : Η ελάχιστη λαμπρότητα σε ευθείες παράλληλες προς τον άξονα του οδοστρώματος. Η μέγιστη λαμπρότητα σε ευθείες παράλληλες προς τον άξονα του οδοστρώματος. 9

10 Ομοιομορφία Λαμπρότητας Συντελεστής Εγκάρσιας Ομοιομορφίας U v U v = min(l min / L max ) Όπου: L min : L max : Η ελάχιστη λαμπρότητα σε ευθείες κάθετες προς τον άξονα του οδοστρώματος. Η μέγιστη λαμπρότητα σε ευθείες κάθετες προς τον άξονα του οδοστρώματος. 10

11 Glare Control Mark (GCM) and Threshold Increment (TI) Η GCM (G) περιγράφει την ψυχολογική θάμβωσης (discomfort glare) Η αύξηση κατωφλίου (Threshold Increment, TI) είναι μέθοδος για τον υπολογισμό της φυσιολογικής θάμβωσης (disability glare). 11

12 Glare Control Mark (GCM) / (1) G=1 Μη ανεκτή θάμβωση G=3 Ενοχλητική θάμβωση G=5 Οριακά ανεκτή θάμβωση G=7 Ικανοποιητική θάμβωση G=9 Μη παρατηρήσιμη θάμβωση G 80 0, ,84 3,31 log I80 1,3(log ) 0, 08 log I88 I88 1,29 log F 0,97 log L 4,41 log h' 1,45 log q b I I 12

13 Glare Control Mark (GCM) / (2) G 80 0, ,84 3,31 log I80 1,3(log ) 0, 08 log I88 I88 1,29 log F 0,97 log L 4,41 log h' 1,45 log q b I I όπου I80: η φωτεινή ένταση του φωτιστικού στις 80 κατακόρυφα I88: η φωτεινή ένταση του φωτιστικού στις 88 κατακόρυφα F: η φωτεινή επιφάνεια του φωτιστικού όπως αυτή φαίνεται από τις 80 κατακόρυφα Lb: h : η λαμπρότητα περιβάλλοντος χώρου τπ προσαρμοσμένο ύψος φωτιστικού (κατακόρυφη απόσταση μεταξύ οφθαλμών και φωτιστικού) p: ο αριθμός φωτιστικών/km 13

14 Αύξηση Κατωφλίου Threshold Increment(TI) / (1) Ένα αντικείμενο το οποίο είναι οριακά ορατό απουσία φυσιολογικής θάμβωσης, θα πάψει να είναι ορατό (θα ενσωματωθεί στο περιβάλλον) όταν θα εμφανιστεί φυσιολογική θάμβωση. Το ποσοστό αύξησης της λαμπρότητας περιβάλλοντος για να γίνει ξανά ορατό το αντικείμενο είναι γνωστό ως «Αύξηση Κατωφλίου», (Threshold Increment, TI). 14

15 Αύξηση Κατωφλίου Threshold Increment(TI) / (2) Η τιμή του TI εξαρτάται από: την διανομή του φωτός από το φωτιστικό μεταξύ 70 και 90 στο κατακόρυφο επίπεδο την λαμπρότητα του δρόμου την διάταξη των φωτιστικών το ύψος ανάρτησης την θέση του παρατηρητή 15

16 Αύξηση Κατωφλίου Threshold Increment(TI) / (3) ή Όπου: L v : Ισοδύναμη λαμπρότητα από ανάκλαση (Veiling Luminance) σε cd/m 2 για ένα παρατηρητή ο οποίος βλέπει σε ευθεία παράλληλη προς τον διαμήκη άξονα του δρόμου και 1 ο κάτω από το οριζόντιο επίπεδο L av: Η μέση λαμπρότητα της επιφάνειας του δρόμου (cd/m 2 ) 16

17 Αύξηση Κατωφλίου Threshold Increment(TI) / (4) Όπου: L v k E gl n k: Παράγοντας ο οποίος εξαρτάται από την ηλικία του παρατηρητή. Για παρατηρητή 25 ετών k=9,2 Egl: Η ένταση φωτισμού στο επίπεδο του οφθαλμού του παρατηρητή προερχόμενη από την πηγής θάμβωσης θ: Η γωνία μεταξύ της γραμμής θέασης του παρατηρητή και της πηγής που προκαλεί θάμβωση 17

18 Αύξηση Κατωφλίου Threshold Increment(TI) / (5) n: Σταθερά η οποία εξαρτάται από την γωνία θ n=2,3-0,07logθ για 0,2 <θ 2 n=2 για θ>2 L v k E gl n k 9,05 1 Ηλικία(έτη) 66,4 4 Τιμές της τάξης του 10-20% για το μέγεθος ΤΙ θεωρούνται γενικά αποδεκτές 18

19 Φωτισμός Περιβάλλοντος Χώρου SR L L street backg Όπου: L street : Η μέση λαμπρότητα σε λωρίδες πλάτους 5 μέτρων (ή μικρότερες αν δεν επιτρέπει ο χώρος) δίπλα στην άκρη του οδοστρώματος. L backg : Η μέση λαμπρότητα σε λωρίδες πλάτους 5 μέτρων πάνω στο οδόστρωμα. 19

20 Κατηγορίες Οδοστρώματος (1) Πίνακας 1 Ταξινόμηση ανάκλασης επιφάνειας οδοστρώματος Κατηγορία Πίνακας προτύπων τιμών Όρια S1 Συνήθης τιμές S1 Κανονικοποιημένες τιμές Qo CI C1 0,4 0,24 0, 10 CII C2 > 0,4 0,97 0,07 Πίνακας 2 Νέα ταξινόμηση ανάκλασης επιφάνειας οδοστρώματος Κατηγορία Πίνακας προτύπων τιμών Όρια S1 Συνήθης τιμές S1 Κανονικοποιημένες τιμές Qo Είδος ανάκλασης RI R1 < 0,42 0,25 0, 10 διάχυτη RII R2 0,42 S1< 0,85 0,58 0,07 RΙΙΙ R3 0,85 S1 <1,35 1,11 0,07 Ελαφρώς διάχυτη Ελαφρώς κανονική RIV R4 1,35 1,55 0,08 Κανονική 20

21 Κατηγορίες Οδοστρώματος (2) Κλάση R1: Οδόστρωμα από μπετόν, οδόστρωμα από άσφαλτο της οποίας τα συστατικά περιέχουν κατ ελάχιστο 15% τεχνητές ουσίες στιλπνότητας (brighteners). Κλάση R2: Οδόστρωμα από άσφαλτο της οποίας τα συστατικά περιέχουν κατ ελάχιστο 60% χαλίκι (μέγεθος άνω των 10mm), οδόστρωμα από άσφαλτο της οποίας τα συστατικά περιέχουν 10-15% τεχνητές ουσίες στιλπνότητας (brighteners). 21

22 Κατηγορίες Οδοστρώματος (3) Κλάση R3: Οδόστρωμα από άσφαλτο, η οποία αποτελείται από σκούρα συστατικά, σκληρή σύνθεση μετά από κάποιους μήνες χρήσης. Κλάση R4: Οδόστρωμα από άσφαλτο με πολύ μαλακή σύνθεση. 22

23 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (1) Οι ΜΕ-κατηγορίες αφορούν σε δρόμους στους οποίους κινούνται οδηγοί μηχανοκίνητων οχημάτων, που επιτρέπουν μέσες έως υψηλές ταχύτητες οδήγησης. 23

24 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (2) Απαιτήσεις για τις ME-κλάσεις φωτισμού: Class Πίνακας 1: ME- κλάσεις φωτισμού Λαμπρότητα δρόμου σε συνθήκες ξηρής επιφάνειας οδοστρώματος L in cd/m2 [ελάχιστη διατηρούμενη] U0 [minimum] U1 [minimum] Φυσιολογική θάμβωση (Disability glare) TI in % (a) Φωτισμός περιβάλλοντος (Lighting of surroundings) SR (b) ME ME ME3a ME3b ME3c ME4a ME4b ME ME καμία απαίτηση (a) Μια αύξηση 5% στο TΙ μπορεί να επιτραπεί εκεί όπου πηγές φωτός χαμηλής λαμπρότητας χρησιμοποιούνται. (b) Αυτό το κριτήριο μπορεί να εφαρμοστεί εκεί όπου δεν υπάρχουν περιοχές κυκλοφορίας με τις δικές τους απαιτήσεις. 24

25 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (3) Απαιτήσεις για τις MEW-κλάσεις φωτισμού: Πίνακας 1: MEW- κλάσεις φωτισμού Κλάση Λαμπρότητα δρόμου σε συνθήκες ξηρής και υγρής επιφάνειας οδοστρώματος L in cd/m2 [ελάχιστη διατηρούμενη] Ξηρές συνθήκες U0 [ελάχιστη] U1 (a) [ελάχιστη] Υγρές συνθήκες U0 [ελάχιστη] Φυσιολογική θάμβωση (Disability glare) TI in % (b) Φωτισμός περιβάλλοντος (Lighting of surroundings) MEW MEW MEW MEW καμία απαίτηση SR (c) καμία MEW απαίτηση (a) Η εφαρμογή αυτού του κριτηρίου είναι προαιρετική, αλλά μπορεί να εφαρμοστεί στους αυτοκινητόδρομους. (b) Μια αύξηση 5% στο TΙ μπορεί να επιτραπεί εκεί όπου πηγές φωτός χαμηλής λαμπρότητας χρησιμοποιούνται. (c) Αυτό το κριτήριο μπορεί να εφαρμοστεί εκεί όπου δεν υπάρχουν περιοχές κυκλοφορίας με τις δικές τους απαιτήσεις. 25

26 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (4) Οι CE-κατηγορίες αφορούν σε δρόμους στους οποίους κινούνται οδηγοί μηχανοκίνητων οχημάτων, αλλά και σε αμφισβητούμενες περιοχές όπως: οδοί αγορών οδικές διασταυρώσεις κάποιας πολυπλοκότητας διασταυρώσεις κυκλικής κυκλοφορίας και περιοχές αναμονής. Αυτές οι κατηγορίες ισχύουν επίσης για πεζούς και ποδηλάτες. 26

27 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (5) Οι S-κατηγορίες αφορούν σε δρόμους στους οποίους κινούνται πεζοί και ποδηλάτες σε μονοπάτια και πλατείες λωρίδες έκτακτης ανάγκης και άλλες οδικές περιοχές που βρίσκονται χωριστά ή κατά μήκος του οδοστρώματος μιας διαδρομής κυκλοφορίας κατοικημένους δρόμους πεζόδρομους περιοχές χώρων στάθμευσης, αυλές σχολείων, κ.λπ 27

28 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (6) Απαιτήσεις για τις S-κλάσεις φωτισμού: Κλάση Πίνακας 1: S- κλάσεις φωτισμού E in lx (a) [ελάχιστη διατηρούμενη] Οριζόντια ένταση φωτισμού Emin in lx [διατηρούμενη] S S S S4 5 1 S S S7 Δεν έχει καθοριστεί Δεν έχει καθοριστεί (a) Για να επιτευχθεί η ομοιομορφία, η πραγματική τιμή της διατηρούμενης μέσης έντασης φωτισμού δεν μπορεί να υπερβεί 1.5 φορές την ελάχιστη συνιστώμενη τιμή του Ε. 28

29 Κατηγορίες Φωτισμού Δρόμου κατά CEN / (7) Απαιτήσεις για τις CE-κλάσεις φωτισμού: Κλάση Πίνακας 1: CE-κλάσεις φωτισμού E in lx [ελάχιστη διατηρούμενη] Οριζόντια ένταση φωτισμού U0 [ελάχιστη] CEO CE CE CE CE CE

30 Τέλος Ενότητας