Atenuação de Poste Solar e Classes Viárias

Peça a um poste de iluminação solar de rua para manter uma classe de iluminação viária e a primeira objeção que ouvirá é que ele faz regulação. A iluminação fora da rede funciona com um orçamento energético diário fixo, pelo que a maioria dos sistemas reduz a potência nas horas de menor movimento para garantir que a bateria chega ao nascer do sol. Essa objeção merece uma resposta melhor do que uma simples garantia: as verdadeiras questões são quais as horas que devem manter a classe, quais as horas que podem ser reguladas e que evidências provam o resultado.

Este guia foi escrito para as pessoas que têm de aprovar essa resposta — compradores de projetos, empreiteiros EPC, consultores e distribuidores que vendem para obras municipais e rodoviárias. Explica como os dois sistemas de classes que encontrará num concurso funcionam na prática, como um perfil de regulação solar interage com eles, porque é que a distribuição da luz importa mais do que um valor de lúmen e o que deve constar num pedido de cotação para que propostas concorrentes possam sequer ser comparadas.

Porque é que a Regulação e as Classes de Iluminação Viária Colidem em Projetos Solares

Os postes de iluminação solar de rua são dimensionados em torno de um orçamento energético diário fixo, pelo que a potência é frequentemente reduzida depois da meia-noite para garantir que a bateria chega ao nascer do sol. Uma classe de iluminação viária é uma promessa feita à autoridade rodoviária, e essa promessa não caduca só porque a luz está fora da rede.

Numa instalação ligada à rede, a decisão de regulação é em grande parte uma escolha de projeto de iluminação: a poupança de energia é bem-vinda, mas raramente decisiva, porque a rede elétrica pode sempre fornecer mais. Fora da rede, a mesma decisão é estrutural. Cada hora a plena potência é paga em watts de painel e watt-horas de bateria, e esses dois itens dominam o custo unitário do poste. Um projeto que silenciosamente achata o perfil noturno para poupar bateria, e nunca revisita o requisito de classe, é a forma mais comum de um esquema de iluminação solar acabar em conflito com a sua própria especificação.

A consequência prática é que a regulação não pode ser uma reflexão tardia acrescentada na entrada em serviço. Tem de ser acordada com quem escreveu a especificação, porque altera ao mesmo tempo a classe exigida, a ótica exigida e a bateria exigida.

Os Dois Sistemas de Classes que um Concurso Irá Citar

A maioria das especificações que encontrará provém de uma de duas famílias. A série europeia EN 13201 define as classes de iluminação viária na Europa e é amplamente referenciada noutros locais, enquanto a prática recomendada para vias rodoviárias da IES é a referência utilizada em toda a América do Norte e em grande parte da Ásia-Pacífico.

A EN 13201 é publicada em partes, e ajuda saber para qual delas aponta uma cláusula. A Parte 1 abrange a seleção das classes de iluminação, a Parte 2 estabelece os requisitos de desempenho, a Parte 3 define o cálculo, a Parte 4 a medição e a Parte 5 os indicadores de desempenho energético. Um concurso que nomeia "EN 13201" sem uma parte está geralmente a citar os valores de desempenho da Parte 2.

A família IES funciona de forma diferente. A prática para vias rodoviárias estabelece metas de iluminância e uniformidade por classificação da via, em vez de por uma única tabela de luminância, e onde a luz para cima ou a luz invasiva é uma restrição, a especificação acrescenta frequentemente uma classificação BUG para luz traseira, luz para cima e ofuscamento. Como os dois sistemas se baseiam em critérios diferentes, uma classe de um não pode ser convertida numa classe do outro por aritmética — o cálculo tem de ser executado no sistema que a autoridade adotou.

O que uma Classe Realmente Exige: M, C e P

A norma europeia divide as vias em três grupos. As classes M abrangem áreas para tráfego motorizado e são avaliadas pela luminância da superfície da via, as classes C abrangem áreas de conflito, e as classes P abrangem áreas pedonais e de baixa velocidade avaliadas pela iluminância horizontal em vez da luminância.

Os valores abaixo são os requisitos da Parte 2 para as classes M, o grupo que mais importa em obras de autoestradas e vias coletoras. São os valores mantidos: o nível que a via ainda tem de atingir no final do ciclo de manutenção, não o valor medido no dia em que os postes são instalados.

Os valores são retirados da EN 13201-2:2015 e são reproduzidos aqui apenas como orientação; confirme a edição que a sua especificação nomeia e verifique o anexo nacional aplicável, porque a adoção difere entre países.

Três dessas colunas merecem uma leitura em linguagem simples. A uniformidade global é a razão entre a luminância mais baixa e a média na faixa de rodagem, e é o que impede que uma via pareça uma série de poças brilhantes. A uniformidade longitudinal controla o padrão claro-escuro visto por um condutor que percorre a fila de postes, que é o efeito por trás do familiar padrão de zebra em esquemas com espaçamento deficiente. O incremento de limiar mede o ofuscamento incapacitante — o brilho velado em frente aos olhos do condutor — e é o valor mais facilmente quebrado por uma luminária mal orientada num poste baixo.

Os valores de desempenho também são definidos para vias suficientemente longas para que o conceito de luminância se mantenha, aproximadamente vinte a vinte e duas vezes a altura de montagem. Troços curtos, cruzamentos e rotundas recaem nas classes C, razão pela qual um esquema que satisfaz uma classe num troço longo pode ainda falhar no cruzamento no seu final.

A Seleção da Classe Depende do Tempo: A Base para a Regulação em Horário de Restrição

A orientação para escolher uma classe não trata o tráfego como constante. A velocidade de projeto, o volume de tráfego, a composição do tráfego, a densidade de cruzamentos, os veículos estacionados, a luminância ambiente e a dificuldade de navegação têm todos valores de ponderação, e o número da classe é derivado da sua soma.

Isso não é uma tecnicalidade — é a base legítima para a regulação noturna. Uma estrada que suporta tráfego misto intenso às 20:00 e quase nada às 03:00 não tem o mesmo requisito de iluminação nos dois horários, porque dois dos parâmetros de seleção, volume de tráfego e luminância ambiente, mudaram. Onde a autoridade aceita o argumento, a classe que deve ser mantida entre, digamos, 22:00 e 05:00 é a classe inferior, e o sistema só precisa entregar a classe superior durante as horas da noite.

O que a autoridade não aceitará é um fornecedor decidindo isso unilateralmente. A regulação é uma decisão de projeto tomada com o proprietário da via, documentada na especificação e então implementada como um cronograma. Um esquema de iluminação com noite regulada e sem acordo escrito não é um esquema eficiente — é um desvio não aprovado que surgirá na entrega, quando os postes já estiverem instalados.

Como um Perfil de Regulação Solar Interage com a Classe

Um perfil de regulação é um cronograma que fixa um nível de saída para cada bloco da noite, e para uma luminária fora da rede é a maior alavanca sobre o tamanho da bateria. O padrão publicado para a linha integrada VOLTIC ZHENYE está apresentado abaixo.

Estas são configurações de fábrica publicadas para a linha, e são confirmadas por escrito contra o modelo encomendado; o mesmo perfil pode ser ajustado para um projeto, mas o ajuste deve ser solicitado, não presumido.

A aritmética que importa é simples, e vale a pena fazê-la antes de o edital ser publicado. Doze horas em plena saída são 1.200 horas-percentuais de energia por noite. O perfil acima, com o sensor nunca acionado, resulta em 480 horas-percentuais; com o sensor acionado em todos os blocos, chega a 920 horas-percentuais. Assim, a mesma luminária enfrenta uma noite que varia de 40 por cento a 77 por cento de uma noite em plena saída, dependendo de quão movimentada a estrada realmente está.

Agora aplique a classe. Se a especificação diz que a classe completa deve ser mantida do crepúsculo ao amanhecer, o perfil tem de ser 100 por cento constante, o sistema deve ser dimensionado para 1.200 horas-percentuais, e o painel e a bateria crescem em conformidade. Se a especificação permite a classe inferior após a meia-noite, a energia necessária cai acentuadamente e o mesmo poste pode ser cotado com uma bateria menor — ou a mesma bateria pode ser cotada com mais margem de autonomia. Qualquer resposta é defensável. Uma proposta que não responde a nenhuma, e silenciosamente assume a mais barata, é a que falha na primeira inspeção de inverno.

Óptica: Combinar a Distribuição de Luz com a Estrada e a Classe

Uma classe é entregue pela forma da luz, não pelo valor de lúmen na caixa. Duas luminárias com os mesmos lúmens podem produzir luminância completamente diferente na faixa de rodagem, razão pela qual as especificações exigem um tipo de distribuição e um arquivo fotométrico em vez de um valor de saída.

As classificações transversais comumente citadas em editais descrevem até onde o feixe útil alcança através da estrada quando a luminária é montada perto da borda. A regra prática de geometria usa a altura de montagem como unidade de medida, de modo que a mesma óptica serve uma estrada larga num poste alto e uma estrada estreita num poste baixo.

Os rótulos de tipo seguem a classificação transversal comumente citada em editais. Trate as proporções como ponto de partida e confirme a definição na edição da norma que a sua especificação nomeia, porque os limites foram reformulados entre edições.

Numa luminária solar integrada há uma segunda restrição que os guias ligados à rede nunca mencionam. O painel e a cabeça da lâmpada compartilham uma única carcaça, de modo que o azimute do painel e a direção da óptica estão mecanicamente ligados. Uma unidade tudo-em-um fixa pode ser direcionada para a estrada ou inclinada para o sol, mas não independentemente para ambos, e o compromisso tem de ser decidido na instalação e não no pedido. Essa é uma razão pela qual os sistemas do tipo split ainda vencem em estradas norte-sul e em locais onde o conjunto deve ser maior do que a carcaça permite — o trade-off está apresentado no nosso guia sobre luminárias solares de rua tudo-em-um versus tipo split.

Aqui está a parte que a maioria das cotações omite. Os nossos dados de produto publicados cobrem saída, tamanho do painel, capacidade da bateria, altura de montagem e espaçamento recomendado, mas não publicam um tipo de distribuição por modelo. Portanto, não aceite "Tipo III" como uma afirmação numa proposta — peça o arquivo fotométrico para o modelo e a óptica exatos que estão sendo cotados, e faça o cálculo no DIALux, Relux ou AGi32 na geometria da sua estrada. Se um fornecedor não consegue produzir o arquivo para a configuração específica, a promessa de classe não é baseada em evidências.

Autonomia, Noites de Pior Caso e a Linha de Base Regulada

A autonomia é o número de dias consecutivos de baixa insolação que um sistema suporta num perfil de regulação declarado, e é sem sentido sem esse perfil anexado. Dois fornecedores podem ambos dizer três dias nublados enquanto um assume que a luz funciona em plena saída toda a noite e o outro assume um corte noturno acentuado.

A autonomia também depende das horas de sol assumidas no orçamento de energia. Um valor citado para cinco horas de sol de pico e um valor citado para três descrevem hardware completamente diferente na mesma latitude, e nenhum está errado — são simplesmente respostas a perguntas diferentes. A solução é declarar tanto o perfil quanto as horas de sol diárias assumidas na especificação, para que cada proposta responda à mesma pergunta.

As alturas de montagem e espaçamentos publicados para a linha integrada ZHENYE são úteis aqui, porque mostram como o sistema cresce com a estrada.

Esses valores de espaçamento são a recomendação de fábrica para um alvo de uniformidade de uso geral, não um resultado de classe. O espaçamento é o que realmente decide a uniformidade, portanto o espaçamento deve ser recalculado em função da largura da sua via, da sua altura de montagem e da sua classe — que é exatamente o cálculo que deve voltar junto com a cotação. Para um exemplo prático em um local amplo, consulte o guia de iluminação solar para estacionamentos.

Dois outros pontos publicados merecem ser levados para a consulta. Nossos modelos padrão têm classificação IP65, que é o nível para o qual as luminárias são construídas e testadas para serviço externo, e a vida útil do LED é publicada em 50.000 horas com garantia de cinco anos para a luminária e vida útil de oito a dez anos para a bateria LiFePO4. A bateria é o componente que geralmente decide a economia de manutenção, e ela é discutida com mais detalhes em nosso guia sobre baterias para postes solares.

Uma ressalva honesta antes de congelar a especificação: nossos modelos padrão publicam temperatura de cor de 6000K. Muitas especificações municipais agora fixam uma faixa mais quente de 3000K a 4000K para áreas residenciais, e onde a especificação o faz, levante isso com a fábrica na fase de consulta e peça confirmação por escrito antes de cotar, em vez de presumir que a opção existe.

O que Escrever no RFQ

Um RFQ que nomeia uma classe mas nada mais atrairá propostas que não são comparáveis, porque cada fornecedor preenche as lacunas com suas próprias suposições. As cláusulas abaixo forçam essas suposições a virem à tona, e a maioria delas não custa ao fornecedor mais do que uma resposta honesta.

• Classe e horas. Declare a classe por tipo de via, a norma e a parte de onde ela vem, e as horas durante as quais ela deve ser mantida.
• Perfil de regulação. Escreva o perfil permitido hora a hora, tanto nos estados de presença quanto de ausência, ou declare explicitamente que a saída constante é exigida.
• Arquivo fotométrico. Exija o arquivo IES ou LDT para o modelo e a óptica exatos cotados, com o gráfico de intensidade luminosa que demonstra a distribuição.
• Cálculo. Exija um relatório de desempenho mantido sobre a geometria real — altura de montagem, deslocamento do poste, espaçamento e largura da pista — com os valores médio e mínimo e a razão de uniformidade declarados.
• Fator de manutenção. Exija que o fator de manutenção assumido no cálculo seja declarado, juntamente com o ciclo de limpeza que ele implica.
• Luz dispersa. Se a autoridade limita luz para cima ou luz invasiva, exija os valores BUG ou a evidência fotométrica equivalente, não a frase "full cut-off".
• Autonomia. Exija a autonomia em dias no perfil declarado, juntamente com as horas de sol diárias assumidas.
• Temperatura de cor. Fixe a faixa exigida e exija confirmação por escrito onde o produto padrão difere.
• Documentos na entrega. Acorde os relatórios de teste, desenhos e manuais que acompanham cada pedido, e o idioma em que devem estar. Nosso guia de certificação e conformidade estabelece como verificar qual certificado é válido em qual mercado.

Duas cláusulas dessa lista são rotineiramente ignoradas e rotineiramente causam disputas. A primeira é o cálculo: uma classe é uma propriedade de um layout, não de uma luminária, então um relatório executado sobre a geometria de outra pessoa não prova nada sobre a sua. A segunda é o fator de manutenção, porque uma suposição generosa promete silenciosamente uma via mais brilhante do que o hardware entregará após dois anos de serviço.

O ofuscamento é a terceira área que recompensa atenção antes do pedido, e os limites geralmente são escritos como um requisito de luz para cima ou de incremento de limiar, e não como uma preferência. Nossas notas sobre ofuscamento e poluição luminosa cobrem como esses limites são expressos, e os mesmos cálculos são os usados para verificar uma classe.

Perguntas Frequentes

Uma luminária solar regulada ainda atende à EN 13201?

Pode atender, se a classe que se aplica durante as horas reguladas for a classe que o sistema ainda entrega. A seleção de classe depende do volume de tráfego e das condições ambientais, que mudam ao longo da noite, então uma classe inferior pode ser legítima após o pico noturno — mas a autoridade deve concordar por escrito.

Qual é a diferença entre as classes M, C e P?

As classes M aplicam-se a vias usadas principalmente por tráfego motorizado e são avaliadas pela luminância da superfície da via e sua uniformidade. As classes C aplicam-se a áreas de conflito, como cruzamentos. As classes P aplicam-se a áreas de pedestres e de baixa velocidade, onde os critérios são iluminância horizontal e semicilíndrica, e não luminância.

Qual tipo de distribuição de luz é adequado para um poste de 7 m em uma via de seis metros?

Como ponto de partida, compare a largura da via com a altura de montagem. O Tipo II é a classe estreita, o Tipo III cobre pistas de largura média, o Tipo IV alcança mais longe em vias mais largas, e o Tipo V espalha a luz simetricamente para áreas. Confirme a escolha com um cálculo sobre a sua geometria real.

Uma luminária solar pode manter uma classe a noite toda sem regulação?

Sim, mas ela deve ser dimensionada para isso. Doze horas em plena potência são 1.200 percentual-horas de energia por noite, contra cerca de 480 a 920 percentual-horas para um perfil escalonado. A potência do painel e a capacidade da bateria aumentam, então a decisão pertence à fase de projeto.

O que é um fator de manutenção e quem o define?

Um fator de manutenção é a margem que um cálculo de iluminação considera para sujeira na lente e depreciação gradual da luz entre ciclos de limpeza. O valor deve ser declarado no cálculo, porque um fornecedor que assume um fator generoso está prometendo silenciosamente uma via mais brilhante do que o hardware entregará.

Preciso de um arquivo IES, ou uma cifra de lúmens é suficiente?

Uma cifra de lúmens não é suficiente para uma especificação baseada em classe. Peça o arquivo fotométrico para o modelo e a óptica exatos que estão sendo cotados, não um arquivo de família, e peça o gráfico de intensidade luminosa que demonstra a distribuição. Sem ele, o cálculo é uma suposição, e não evidência.

Um sistema do tipo split facilita a conformidade com a classe?

Às vezes. Um sistema split permite que o painel e a luminária sejam direcionados independentemente, de modo que a óptica pode ficar voltada para a via enquanto o painel fica voltado para o sol. Isso ajuda em vias norte-sul e layouts apertados, e elimina o compromisso que um invólucro fixo tudo-em-um impõe.

Próximo Passo: Envie a Via, Não Apenas a Potência

Se você enviar apenas uma potência, qualquer fábrica pode cotar algo. Envie a largura da via, a altura de montagem que pretende usar, a classe que sua especificação nomeia e as horas que ela deve manter, e a resposta que você receber poderá ser verificada.

Comece pela luminária solar integrada de 150W ou pela linha mais ampla de luminárias solares para vias, e verifique as alturas de montagem e os valores de saída publicados em relação à sua própria via. Onde o layout ainda está em aberto, nossas notas sobre sensor de movimento e perfis de regulação explicam como o cronograma noturno é definido, e a luminária solar para estacionamento cobre a iluminação de locais onde a geometria é uma área, e não uma faixa. Quando o requisito estiver claro, envie-o à nossa equipe de engenharia e responderemos com base no modelo exato, com o arquivo fotométrico e as suposições declaradas.