Introducción

Las farolas y reflectores LED de montaje alto se utilizan normalmente para la iluminación exterior. Por lo general, se requieren postes resistentes para sostener estas lámparas de exterior. Además del impacto del entorno exterior, como los fuertes vientos, en el poste de luz (que no se considera), estos factores también tendrán un efecto en las propias luminarias exteriores. Para comprender más profundamente este tema, debemos determinar cuál es el área efectiva proyectada de una luminaria y cómo se calcula. Evidentemente, también debemos considerar cómo el área efectiva proyectada impacta en la estabilidad de la lámpara en el poste. En este sentido, esta es la información que requerimos respecto a la administración de la prueba de carga estática. Analicemos hoy el tema técnico de la EPA y la prueba de carga estática (también conocida como prueba de carga de viento).

¿Qué es el área efectiva proyectada (EPA)?

El área efectiva proyectada (EPA) de lámparas para exteriores, como farolas y reflectores, es el área de la sección transversal de las lámparas cuando se instalan al aire libre y se exponen al viento. Se requiere conocimiento para realizar pruebas de carga de viento en farolas y sus estructuras de soporte, y es un factor esencial a considerar al diseñar soluciones de iluminación. Por ejemplo, cuando se instalan en exteriores, las farolas son susceptibles a fuerzas ambientales como el viento. El viento ejerce presión sobre la superficie expuesta de la luminaria, y la magnitud de esta fuerza es proporcional a la velocidad del viento y al área efectiva proyectada de la luminaria. El área proyectada del rifle ZGSM se ilustra en el siguiente diagrama.

¿Cómo se calcula la EPA?

El Área Proyectada Efectiva (EPA) de una luminaria es igual al área que es “visible” al viento en un ángulo particular. Todos los accesorios de iluminación y accesorios de montaje para montaje en poste tienen valores/clasificaciones de la EPA. Para determinar la EPA de una luminaria, multiplique el área frontal proyectada por el coeficiente de resistencia aerodinámica de la luminaria. Esa es la fórmula: EPA = (área frontal proyectada) x (coeficiente de arrastre)

Para accesorios cilíndricos o rectangulares, esto puede resultar relativamente sencillo. Para formas más complejas, como farolas decorativas con elementos decorativos, el cálculo de FPA puede ser más complicado. Como se muestra en la imagen de arriba, podemos pensar que FPA=0,66 x 0,24=0,158m2.

Para calcular el EPA, según EPA = (Área frontal proyectada) x (Coeficiente de arrastre), también necesitamos saber el tamaño del coeficiente de arrastre. Por ejemplo, cuerpo de placa plana DC = 1,20, cuerpo esférico DC = 0,47, cuerpo angulado DC = 0,50. EPA=FPADC=0.158m21.2=0.190m2. Las siguientes son las diferencias en los valores del coeficiente de arrastre de productos de diferentes formas.

¿Por qué deberíamos prestar atención a la EPA?

El área proyectada efectiva (EPA) se refiere a toda la superficie de accesorios de iluminación y otros objetos que un poste de luz puede soportar a una velocidad del viento determinada. Para farolas o reflectores, la EPA es una medida de la resistencia de los postes de luz. Como es bien sabido, el viento puede afectar a casi cualquier cosa. Por lo tanto, los ingenieros y fabricantes de iluminación LED utilizan la EPA para determinar la fuerza del viento ejercida sobre la estructura. Este valor se combina con el peso neto de la luminaria para determinar los requisitos de instalación, como el poste correcto, la altura de montaje, el estilo de montaje, etc. La capacidad de carga y el peso máximo del poste de luz los especifica la EPA. En este punto, se aplican el valor EPA del dispositivo y el valor EPA del soporte de montaje. Si el valor de la EPA es alto, es posible que necesitemos instalar postes más fuertes para estas linternas y viceversa. El peso total de la EPA y del poste nunca excederá la clasificación máxima para la zona de viento en la que se encuentra el poste. En general, cuanto más alto esté montada una luminaria, mayor será su capacidad de carga de viento (requisito). Esto se debe al hecho de que los postes más altos experimentan mayores velocidades del viento en sus pisos superiores como resultado de una menor obstrucción del viento por parte de las estructuras circundantes. En general, calcular el área proyectada efectiva de una farola garantiza la seguridad de su diseño e instalación para soportar la fuerza del viento, mejorando así su durabilidad en entornos exteriores. A continuación se muestra una simulación de flujo de un reflector ZGSM con diferentes ángulos de proyección.

¿Qué es la prueba de carga estática？

La prueba de carga estática de farolas y otras luminarias de exterior implica someter la luminaria a cargas controladas y sostenidas para determinar su integridad estructural y su rendimiento en condiciones normales de funcionamiento. Normalmente, esta prueba se realiza para garantizar que la farola pueda resistir factores ambientales para que pueda instalarse de forma segura en la carretera o calle, resistiendo la influencia de fuerzas externas y desastres naturales como el viento, la lluvia y la nieve. En general, se aplica una carga constante y distribuida uniformemente a la superficie del FPA, y la duración de la medición suele ser de 10 minutos para observar cualquier deflexión de la farola, cambios de tensión de los componentes clave y deformación.

¿Cómo se realiza la prueba de carga estática?

Para el alumbrado público, la prueba se basa en la cláusula 3.6.3.1 de IEC60598-2-3; para reflectores, la prueba se basa en la cláusula 5.6.5 de IEC60598-2-5. Los métodos específicos pueden hacer referencia a estos estándares. En la superficie más crítica, se aplica una carga constante y uniformemente distribuida durante 10 minutos. Luego podemos recopilar datos como la deformación, el desplazamiento y la distribución de la tensión, analizar estos datos y juzgar los resultados de las pruebas.

Calcule la carga aplicada de la lámpara usando la fórmula dada. La carga será igual a F=1/2 Rh x S x Cd x V2. en la formula:

• La fuerza de arrastre (F) sobre un objeto se basa en el área frontal (A) del objeto (es decir, su sección transversal), el coeficiente de arrastre (Cd) del objeto, la densidad del aire (Rh) y la velocidad del viento (v). La fuerza de arrastre se mide en N.
• Densidad del aire (Rh): la densidad del aire, al igual que la presión del aire, disminuye al aumentar la altitud. La densidad del aire también cambia con las variaciones de presión atmosférica, temperatura y humedad. Para los cálculos de la fuerza de arrastre, la densidad del aire generalmente se establece en 1,225 kg/m3 (masa volumétrica del aire) según los estándares IEC60598.
• Velocidad del viento (v): La velocidad del viento se tiene en cuenta dos veces (es decir, v2) en el cálculo, lo que significa que tiene un impacto muy grande en la fuerza de arrastre. La unidad de la velocidad del viento es m/s.
• Las velocidades del viento relevantes para las alturas de montaje de luminarias o partes externas serán V= 45 m/s (163 km/h) para alturas de hasta 8 m; V= 52 m/s (188 km/h) para alturas entre 8 my 15 m; V= 57 m/s (205 km/h) para alturas superiores a 15 m.
• Área frontal (A): Elegir el área frontal como la sección transversal más grande del objeto significa asumir el peor de los casos con respecto a la dirección del viento. La unidad del área frontal es m2. Los detalles se pueden encontrar en la sección anterior.
• Coeficiente de arrastre (Cd): El coeficiente de arrastre es un valor adimensional que se puede utilizar para cuantificar el arrastre o la resistencia de un objeto (como una farola o una cámara) en un entorno fluido, como el aire. El coeficiente de resistencia varía según la forma y dirección del viento y sólo puede medirse con precisión mediante el uso de túneles de viento. Cuanto menor sea el coeficiente de resistencia (para un tamaño de objeto determinado), menor será la resistencia al viento. Los detalles se pueden encontrar en la sección anterior.

Entonces, cuando el coeficiente de arrastre es 1,2, el área cargada es 0,158 m2, F (carga) = 1/2 Rh x S x Cd xV2 = 0,5 x 1,225 x 0,158 x 1,2 x 52 x 52 = 314,0 N. Y la deformación medida es 0,2 cm/m y no se observa ninguna rotación que supere el requisito.

ZGSM Luminarias de exterior

Resumen

Las pruebas efectivas de área proyectada y carga estática son conceptos clave en el diseño de iluminación exterior y la evaluación de luminarias. El área proyectada efectiva se refiere al área proyectada de la luminaria bajo carga de viento. Se pueden obtener datos precisos de la carga de viento mediante el cálculo, lo que es útil para diseñar la estructura de la luminaria y el sistema de soporte y garantizar la instalación estable de luminarias exteriores. La prueba de carga estática es un método experimental para evaluar la estabilidad estructural de lámparas. Simula la carga estática bajo uso real para garantizar que las lámparas puedan soportar fuerzas normales y evitar accidentes. El cálculo de la carga tiene cierta relación con la EPA. Ambos son factores muy importantes en el diseño e instalación de luminarias exteriores. Comprenderlos será útil para el cálculo de la EPA de nuestras luminarias, la aplicación de pruebas de carga de viento/carga estática para evaluar la estabilidad de las luminarias. Nos permiten llevar a cabo un diseño razonable y pruebas rigurosas de las lámparas, lo que no solo protege la seguridad del público, sino que también prolonga la vida útil de las lámparas y proporciona una iluminación exterior mejor y más segura para las ciudades.

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