Bagaimana Mendesain Struktur dan Tampilan Tiang Lampu Jalan?

Itutiang lampu jalanharus menahan luminer dengan kuat di tempatnya karena beratnya sendiri dan beban angin, tahan terhadap cuaca bertahun-tahun dan getaran yang disebabkan oleh kendaraan-, dan menyatu dengan lanskap jalan. Jika kekuatan, perlindungan terhadap korosi, atau pembumian gagal, akibatnya dapat berupa penurunan pencahayaan hingga risiko terhadap keselamatan pribadi. Dengan mengambil tiang tirus berflensa - jenis yang paling banyak digunakan - sebagai contoh, bagian ini membahas empat hal penting secara bergantian: pintu pemeliharaan, perawatan anti-korosi, kekuatan pada alas, dan pembumian pelindung; kemudian menetapkan empat persyaratan untuk desain penampilan.

 

Pintu Pemeliharaan Desain Lampu Jalan Tenaga Surya

Pintu pemeliharaan merupakan bukaan akses servis tiang lampu baja. Di dalam pintu biasanya terdapat pelat pemasangan listrik, yang fungsi utamanya adalah menghubungkan luminer dan kabel. Sekering dan blok terminal biasanya dipasang pada pelat ini. Cara pintu terbuka sangat penting, dan desainnya berbeda antara satu pabrikan dengan pabrikan lainnya. Di satu sisi, servis harus nyaman; sebaliknya, pencurian harus dicegah - maka digunakanlah kunci pintu yang dibuat khusus.

 

Tabel 1 mencantumkan dimensi pintu pemeliharaan yang sesuai dengan tinggi tiang pada umumnya. Untuk dimensi yang diwakili oleh A, B dan C pada Tabel 1, silakan lihat gambar di bawah ini. A adalah ketinggian tepi bawah pintu pemeliharaan dari permukaan tanah; itu harus diatur untuk kenyamanan dan kemudahan pekerja, dan sebaiknya 500–600 mm. C adalah lebar pintu pemeliharaan; itu harus memungkinkan penggantian pemberat dan sekering dengan mudah, dan umumnya tidak kurang dari 100 mm. B, tinggi pintu pemeliharaan, bergantung pada apakah tiang tersebut membawa luminer-busur tunggal atau-ganda dan pada diameter tiang di lokasi pintu; umumnya 200–1000 mm.

 

 

Jika pintu pemeliharaan dibuat terlalu besar - yaitu jika nilai B dan C terlalu besar - maka kekuatan tiang baja akan terpengaruh secara langsung; jika terlalu kecil maka operasional pekerja akan terhambat. Jika nilai B dan C terlalu besar, tindakan perkuatan yang tepat harus diambil untuk memastikan bahwa kekuatan tiang cukup untuk keselamatan. Pengaturan pintu ganda-dalam dan-luar-juga dapat digunakan.

Perawatan-anti korosi pada Tiang Lampu Baja

Karena sifat dari baja itu sendiri, perlindungan terhadap korosi merupakan perhatian utama bagi tiang lampu baja selama penyimpanan dan servis. Korosi pada tiang baja disebabkan oleh aksi kimia atau elektrokimia dari media sekitarnya. Menurut media yang terlibat, diklasifikasikan menjadi korosi atmosferik, korosi air laut, korosi bakteri dan sebagainya. Korosi atmosfer merupakan korosi yang paling umum terjadi, karena tiang baja bersentuhan dengan atmosfer selama pemesinan, pengangkutan, penyimpanan, dan servis, sehingga kondisi korosi atmosfer selalu ada.

 

1.Faktor penyebab terjadinya korosi pada tiang baja.

Faktor utama penyebab tiang baja berkarat dan terkorosi adalah sebagai berikut:

 

1.1Kelembaban relatif atmosfer.

Pada suhu tertentu, perbandingan kandungan uap air di udara dengan kandungan uap air jenuhnya disebut kelembaban relatif. Di bawah kelembaban relatif tertentu laju karat dan korosi pada tiang baja sangat rendah, sedangkan di atas kelembaban relatif tersebut laju karat meningkat tajam; nilai kelembaban relatif ini disebut kelembaban kritis. Kadar air kritis baja adalah sekitar 75%. Kelembaban relatif atmosfer memiliki pengaruh terbesar terhadap korosi logam: ketika kelembapan atmosfer melebihi kelembapan kritis, lapisan air atau tetesan air terbentuk pada permukaan baja, dan jika kotoran berbahaya di udara larut dalam lapisan atau tetesan tersebut, elektrolit terbentuk dan korosi dipercepat.

 

1.2 Suhu dan kelembaban udara.

Suhu atmosfer dan kelembapan mempengaruhi karat secara bersamaan. Kecepatan karat bergantung pada kandungan uap air di udara dan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu udara. Hal ini terutama berlaku di lingkungan lembab, dimana semakin tinggi suhunya, semakin cepat karatnya - dan terlebih lagi di atas kelembapan kritis. Selain itu, jika terdapat perbedaan suhu antara atmosfer dan baja, kondensasi akan terbentuk pada permukaan tiang yang lebih dingin dan juga menyebabkan karat.

 

1.3 Gas korosif.

Di antara gas korosif di udara yang tercemar, sulfur dioksida memiliki pengaruh paling besar terhadap karat pada tiang baja. Oksigen di atmosfer bekerja paling keras terhadap karatan tiang-tiang baja, dan memberikan pengaruhnya setiap saat.

 

1.4 Faktor lainnya.

Atmosfer mengandung sejumlah besar debu - asap, abu batu bara, klorida, asam, basa, garam, dll. - yang mana klorida mempunyai efek paling besar.

 

 

2. Perawatan anti-korosi.

Untuk mencegah karat dan korosi mengurangi kekuatan struktur tiang dan menimbulkan bahaya keselamatan, perawatan anti-korosi harus diterapkan pada tiang baja. Metode anti-korosi adalah tindakan pencegahan yang ditujukan pada penyebab korosi. Pencegahan karat berarti menghindari atau memperlambat pengaruh kelembaban, suhu tinggi, oksidasi, klorida dan faktor lainnya. Cara-cara yang umum digunakan saat ini adalah sebagai berikut:

 

2.1 Galvanisasi-panas.

Proses dan metode merendam bagian-baja atau besi tuang yang telah diolah-dalam seng cair sehingga lapisan seng dan/atau paduan seng-besi terbentuk pada permukaannya. Ketebalan lapisan seng harus mencapai 65–90 mikron. Lapisan seng pada bagian galvanis harus seragam dan halus, bebas dari gerinda, tetesan dan gumpalan berlebih; lapisan tersebut harus terikat kuat pada substrat tiang baja, dan setelah pengujian palu, lapisan tersebut tidak boleh terkelupas atau melepuh.

 

2.2 Lapisan bubuk.

Lapisan bubuk diterapkan setelah galvanisasi-panas. Bedak yang digunakan harus berupa bedak kelas-luar ruangan; lapisan harus bebas dari pengelupasan dan keretakan, dan tidak boleh terjadi pengelupasan atau keretakan ketika kekuatan ikatan antara lapisan dan substrat diuji. Lapisan bubuk semakin meningkatkan ketahanan korosi pada tiang baja dan sangat meningkatkan tampilan dekoratifnya, dengan beragam pilihan warna; kekurangannya adalah biayanya yang relatif mahal.

 

 

Perhitungan Kekuatan pada Dasar Tiang Lampu Baja

 

Sebuah tiang lampu dikenakan dua bentuk pembebanan.

Salah satunya adalah-beratnya sendiri. Untuk tiang busur-tunggal, bobot-diri muncul dari bobot lengan lampu dan kepala luminer, yang menghasilkan momen lentur pada bidang lengan lampu. Untuk tiang busur ganda, situasinya bervariasi sesuai dengan panjang kedua lengan: setelah momen lentur yang dihasilkan oleh berat lengan dan kepala luminer dari busur panjang dan pendek saling menyeimbangkan sebagian, perbedaan di antara keduanya, yang bekerja pada bidang lengan, merupakan momen berat diri.

 

Untuk tiang-busur ganda dengan panjang busur yang sama, momennya seimbang jika luminer dan komponen listrik terkaitnya pada bidang tersebut identik; jika keduanya tidak identik, momen lentur dihasilkan pada bidang lengan karena perbedaan berat luminer dan komponen kelistrikannya.

 

Selain berat-sendiri, beban lain pada tiang berasal dari angin. Kekuatan tiang harus memenuhi hal-hal berikut:

• Bila arah angin sejajar dengan bidang lengan lampu, momen lentur maksimum yang dihasilkan oleh-area kepala luminer dan tiang yang terkena angin pada penampang-penampang sambungan braket-ke{-tiang, di pintu pemeliharaan, dan di permukaan tanah harus lebih kecil dari nilai yang diijinkan;
• Bila arah angin tegak lurus terhadap bidang lengan lampu, maka selain momen tekuk yang dihasilkan oleh-area poros yang terkena angin, beban angin pada kepala luminer dan lengan lampu dari sebuah-tiang busur juga menghasilkan momen tekuk dan torsi pada bidang tiang; semua momen ini harus kurang dari nilai yang diijinkan.

 

Beban angin tergantung pada letak, wilayah dan ketinggian tiang yang dihitung, yaitu:

p0=Kv2/16

p0 dipengaruhi oleh berbagai koefisien yang dimasukkan ke dalam perhitungan, seperti dimensi kutub, bentuk penampang kutub, dan periode fundamental dari satu bentuk gelombang osilasi.

 

Tekanan angin yang terdistribusi merata pada tiang dihitung dengan:

p1=p0dˉ H

 

Pada dua persamaan di atas: p 0 adalah tekanan angin per 1 m² tiang (Pa); K adalah koefisien aerodinamis, yang menurut standarnya adalah K=0.7 untuk elemen lingkaran (disarankan K=1.0 diambil untuk bagian heksagonal dan oktagonal beraturan); v adalah kecepatan angin, umumnya v=25 m⋅s−1, H adalah tinggi tiang (m); dan dˉ adalah diameter rata-rata tiang (m), dimana

dˉ=(d1+d2)/2

Disini d1 adalah diameter atas tiang (m) dan d2 adalah diameter alas tiang (m). Kemiringan tiang umumnya 1/90, 1/100, atau 1/110, atau tidak-seragam.

 

Tebal dinding tiang lampu baja tinggi 12 m ke bawah adalah 4 mm. Jika ketebalan dinding 3,0 mm, tiang dapat bergetar karena pengaruh angin dan kendaraan berat yang lewat, sehingga melonggarkan sambungan bautnya dan mempengaruhi luminer.

 

Pembumian Pelindung Tiang Lampu Baja

Tiang lampu baja, kotak kendali, dan instalasi serupa berisi peralatan listrik di dalamnya, dan dapat disentuh oleh orang yang berdiri di tanah kapan saja. Setelah isolasi gagal dan badan tiang menjadi hidup, tegangan sentuh diterapkan langsung ke tubuh manusia, dengan konsekuensi yang serius. Oleh karena itu, selungkup logam apa pun yang berisi peralatan listrik dan dapat disentuh oleh orang yang berdiri di atas tanah harus dihubungkan secara andal ke konduktor pelindung - yaitu, dibumikan atau dihubungkan ke netral.

 

Sistem distribusi-tegangan rendah diklasifikasikan berdasarkan susunan pembumiannya menjadi tiga jenis - TN, TT dan IT - dan sistem TN dibagi lagi menjadi tiga jenis menurut cara konduktor netral (N) dan konduktor pelindung (PE) digabungkan:

• Sistem TN-S: konduktor N dan PE dijaga terpisah sepanjang keseluruhannya dari sumber. Konduktor PE biasanya tidak membawa arus operasi, jadi keselamatan adalah yang terbaik.
• Sistem TN-C: konduktor N dan PE digabungkan menjadi satu konduktor PEN, sehingga menghemat satu konduktor. Namun, konduktor PEN biasanya membawa arus operasi, dan jika putus, penutup peralatan dinaikkan ke tegangan fasa melalui rangkaian beban, sehingga margin keamanannya rendah.
• Sistem TN-C-S: bagian depan menggunakan konduktor PEN, yang dipecah menjadi konduktor N dan PE terpisah di ujung masuk kotak kontrol dan tidak boleh digabungkan kembali setelahnya. Ini menggabungkan keselamatan dengan penghematan perkabelan dan merupakan praktik yang paling banyak digunakan dalam proyek penerangan jalan.

 

Dalam sistem TN-C, karena konduktor N dan PE digabungkan, persyaratan berikut juga harus dipenuhi: untuk peralatan listrik tegangan rendah dengan netral yang langsung dibumikan, untuk memastikan pemutusan otomatis bagian yang rusak, arus hubung singkat harus tidak kurang dari 4 kali arus pengenal elemen sekering pada titik terdekat, atau tidak kurang dari 1,5 kali arus sesaat (atau pendek-waktu-penundaan) arus pengoperasian sakelar otomatis.

 

Praktik sebenarnya adalah sebagai berikut: baja bundar galvanis φ10 mm hot-dip diletakkan di sepanjang seluruh garis di samping kabel yang terkubur dan dikubur langsung di dalam tanah (Gambar 6.3.9); konduktor PEN dihubungkan ke jaringan pembumian transformator pada transformator dan dihubungkan secara andal pada dua titik ke semua kotak kendali, tiang lampu baja, alas lampu logam dan bagian serupa di sepanjang saluran; elektroda pembumian terpisah dipasang di ujung kepala, ujung jauh dan setiap titik cabang saluran dan di setiap kutub ketiga; resistansi masing-masing elektroda pembumian tidak boleh melebihi 10 Ω dan seluruh jaringan pembumian tidak boleh melebihi 4 Ω; jika batas ini terlampaui, zat pereduksi-resistensi jangka panjang dapat digunakan, namun zat korosif seperti garam biasa dilarang - zat tersebut mengurangi resistansi dalam jangka pendek namun menimbulkan korosi pada badan pembumian dalam jangka panjang.

 

Pembumian adalah garis pertahanan terakhir dan tidak dapat menggantikan isolasi. Di dalam pintu pemeliharaan, kabel harus dihubungkan melalui kotak sambungan dengan penutup plastik atau braket terminal tipe pin;- tingkat isolasi konduktor, ballast dan komponen lainnya harus ditingkatkan, pabrikan harus dipilih secara ketat dan pengujian dilakukan secara ketat, dan "standar pengerjaan instalasi" harus diterapkan. Hanya dengan melakukan tindakan-pencegahan kebocoran melalui seluruh proses pemilihan material, konstruksi, penerimaan, serta pengoperasian dan pemeliharaan, dan dengan menerapkan sistem tiga-kawat atau lima-kawat dengan benar, keamanan tiang lampu baja akhirnya dapat terjamin.

 

 

Desain Penampilan Tiang Lampu Baja

Fungsi dasar tiang lampu adalah untuk menahan luminer pada posisi yang tepat dan memberikan dukungan. Pada saat yang sama, tiang juga memiliki peran dekoratif. Bagi pengguna jalan - pejalan kaki, pengendara sepeda, dan pengemudi kendaraan bermotor - bentuk tiang dalam bidang pandang mereka tidak dapat diabaikan: orang mungkin tidak melihat luminer yang berada jauh di atas tiang, karena jauh lebih kecil daripada tiang, namun tiang itu sendiri langsung menarik perhatian ke arah perjalanan horizontal. Oleh karena itu, seiring dengan perkembangan ekonomi dan meningkatnya standar estetika, penampilan tiang lampu semakin mendapat perhatian.

 

Penampilan desain tiang lampu muncul dari kepedulian terhadap lanskap jalan raya. Hal ini harus sesuai dengan desain lanskap jalan secara keseluruhan, dan pada saat yang sama harus terlebih dahulu memenuhi persyaratan pencahayaan dan pertimbangan keselamatan. Oleh karena itu, aspek-aspek berikut harus diperhatikan dalam desain tampilan tiang lampu.

 

1. Persyaratan keselamatan

Keselamatan adalah persyaratan dasar yang harus selalu dipertimbangkan terlebih dahulu oleh seorang desainer. Keamanan tiang lampu dijamin oleh beberapa aspek, seperti kualitas baja tiang dan perlakuan anti-korosi; aspek yang berkaitan dengan desain penampilan adalah perhitungan beban dan memastikan kekuatan. Terkadang tiang dengan bentuk yang rumit memang sangat menarik, namun semakin kompleks strukturnya, semakin rumit perhitungan kekuatannya dan semakin besar kesulitan untuk menjamin keselamatan; Oleh karena itu, verifikasi yang ketat sangat penting dalam pemilihan tiang tersebut.

 

2. Persyaratan pencahayaan

Persyaratan pencahayaan merupakan persyaratan dasar lain dari desain tampilan tiang. Seperti yang akan terlihat jelas dari isi Bab 7, seorang perancang melakukan pekerjaan yang rumit untuk memilih luminer dan sumber cahaya yang sesuai dan untuk menentukan posisi setiap lampu jalan - termasuk tinggi, jarak, panjang braket dan sudut kemiringannya - dan semua parameter ini diatur oleh tiang.

 

Untuk memastikan kualitas penerangan dalam proyek penerangan jalan tertentu, setelah parameter pemasangan luminer telah ditentukan, desain tiang harus memenuhi persyaratan parameter tersebut: apa pun tampilan tiangnya, ketinggian titik pemasangan luminer tidak boleh berubah, panjang horizontal lengan lampu tidak boleh berubah, dan sudut kemiringan lengan lampu juga tidak boleh berubah (kecuali jika luminer itu sendiri memungkinkan penyesuaian sudut pemasangannya). Jika tidak, kualitas pencahayaan akan sedikit banyak menyimpang dari hasil desain yang diinginkan.

 

Aspek lain dari persyaratan pencahayaan adalah pemasangan dan pemeliharaan harus mudah; dari sudut pandang ini, tampilan tiang tidak boleh terlalu-rumit.

 

 

3. Persyaratan estetika

Persyaratan estetika menjadi titik awal desain tampilan tiang. Kemunculan sebuah tiang tidak dapat dinilai secara terpisah namun harus dinilai secara komprehensif bersama dengan semua faktor terkait. Pada skala yang lebih kecil, faktor-faktor ini mencakup gaya luminer, bentuk-penampang jalan, apakah perkerasannya berupa beton aspal atau semen, penanaman tepi jalan, gaya pahatan tepi jalan, serta kelas dan sifat jalan; dalam skala yang lebih besar, hal ini mencakup lingkungan binaan atau alam di kedua sisi jalan, fungsi kawasan, sejarah kawasan, dan selera estetika masyarakat kota yang bersangkutan.

 

Daya tarik visual tampilan tiang baja terutama berasal dari kombinasi dan variasi garis bagian strukturalnya, dan khususnya dari perubahan bentuk lengan lampu dan penambahan garis dekoratif; dalam desain yang lebih rumit, lengan lampu dibentuk menjadi berbagai profil, dan bahkan tiang utamanya pun ditata bersamaan dengannya.

 

Daya tarik visual juga datang dari perawatan permukaan tiang. Dengan berkembangnya teknologi pelapisan bubuk, semakin banyak tiang yang diberi lapisan warna dalam berbagai corak, meninggalkan warna abu-abu monoton dari tiang galvanis di masa lalu dan menambahkan lebih banyak elemen keindahan.

 

4. Persyaratan biaya

Pengenalan berbagai jenis tiang memang memperkaya pemandangan visual, namun keindahan ada harganya. Setiap bentuk yang berbeda meningkatkan kesulitan pemesinan, dan beberapa bahkan memerlukan pengembangan cetakan khusus; untuk memastikan kekuatan, tiang yang rumit harus diperkuat, yang meningkatkan jumlah baja yang digunakan; selain itu, powder coating banyak diaplikasikan, dan sebagainya. Semua ini secara signifikan meningkatkan biaya produksi tiang.

 

Ada juga biaya tersembunyi yang mudah diabaikan: beberapa desain tiang yang sangat individual gagal mencapai keindahan yang diharapkan dan malah menjadi bentuk polusi visual, mempengaruhi jalan dan bahkan citra kota - dan biaya tersebut terlalu tinggi.

 

 

Kesimpulan

A tiang lampu jalanmungkin hanya sekedar komponen pendukung, namun di situlah keselamatan, fungsi dan penampilan bertemu: pintu pemeliharaan, perlindungan korosi, kekuatan alas dan pembumian menentukan apakah ia dapat berdiri dengan aman dan tahan lama, sedangkan penampilannya menentukan apakah ia selaras dengan lingkungan jalan. Keduanya merupakan prioritas, bukan pertentangan - keselamatan dan kualitas pencahayaan merupakan-persyaratan yang tidak dapat dinegosiasikan, dan estetika pun akan mengikuti.