¿Cómo diseñar la estructura y apariencia de un poste de alumbrado público?
Sep 22, 2026
Elposte de luz de calledebe mantener la luminaria firmemente en su lugar bajo su propio peso y cargas de viento, soportar años de intemperie y vibraciones inducidas por vehículos-y mimetizarse con el paisaje de la carretera. Si falla la resistencia, la protección contra la corrosión o la conexión a tierra, el resultado va desde una iluminación degradada hasta un riesgo para la seguridad personal. Tomando como ejemplo el poste cónico embridado - el tipo más utilizado -, en esta sección se examinan cuatro elementos esenciales: la puerta de mantenimiento, el tratamiento anticorrosión, la resistencia en la base y la puesta a tierra de protección; luego establece los cuatro requisitos para el diseño de apariencia.
Puerta de mantenimiento del diseño de farola solar.
La puerta de mantenimiento es la abertura de acceso de servicio de un poste de luz de acero. En el interior de la puerta suele haber una placa de montaje eléctrico, cuya función principal es conectar la luminaria y el cable. Los fusibles y los bloques de terminales normalmente se montan en esta placa. La forma de apertura de la puerta es muy importante y los diseños difieren de un fabricante a otro. Por un lado, el servicio debe ser cómodo; por otro lado, se debe evitar el robo - de ahí el uso de una llave de puerta especialmente diseñada.
La Tabla 1 enumera las dimensiones de la puerta de mantenimiento correspondientes a las alturas de postes comunes. Para las dimensiones representadas por A, B y C en la Tabla 1, consulte la figura a continuación. A es la altura del borde inferior de la puerta de mantenimiento sobre el suelo; debería ajustarse para la comodidad y conveniencia del trabajador, y debería ser preferiblemente de 500 a 600 mm. C es el ancho de la puerta de mantenimiento; debe permitir la cómoda sustitución del balasto y del fusible y, en general, no es inferior a 100 mm. B, la altura de la puerta de mantenimiento, depende de si el poste lleva una luminaria de arco simple-o de arco doble-y del diámetro del poste en la ubicación de la puerta; generalmente es de 200 a 1000 mm.
Si la puerta de mantenimiento se hace demasiado grande - es decir, si los valores de B y C son demasiado grandes - la resistencia del poste de acero se verá afectada directamente; si es demasiado pequeño, se obstaculizará la operación del trabajador. Cuando los valores de B y C sean demasiado grandes, se deben tomar medidas de refuerzo adecuadas para garantizar que la resistencia del poste sea suficiente para la seguridad. También se puede adoptar una disposición de puerta doble-interior-y-exterior.
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Altura del poste (m) |
Un (mm) |
B (mm) |
C(mm) |
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7~8 |
220 |
200 |
100 |
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9~12 |
220 |
280 |
120 |
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6~11 |
500 |
600 |
95–130 |
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11~15 |
600 |
500 |
135 |
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16 |
600 |
500 |
145 |
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14~20 |
500 |
1000 |
3.14 d/4 |
Tratamiento anticorrosión de postes de luz de acero
Debido a la naturaleza misma del acero, la protección contra la corrosión es una preocupación clave para los postes de luz de acero tanto durante el almacenamiento como durante el servicio. La corrosión de un poste de acero es causada por la acción química o electroquímica del medio circundante. Según el medio involucrado, se clasifica en corrosión atmosférica, corrosión del agua de mar, corrosión bacteriana, etc. La corrosión atmosférica es, con diferencia, la más común, porque un poste de acero está en contacto con la atmósfera durante el mecanizado, el transporte, el almacenamiento y el servicio, por lo que las condiciones para la corrosión atmosférica están presentes en todo momento.
1.Factores que provocan la corrosión de los postes de acero.
Los principales factores que provocan que un poste de acero se oxide y corroa son los siguientes:
1.1Humedad relativa de la atmósfera.
A una temperatura dada, la relación entre el contenido de vapor de agua del aire y su contenido de vapor de agua de saturación se llama humedad relativa. Por debajo de cierta humedad relativa, la tasa de oxidación y corrosión de un poste de acero es muy baja, mientras que por encima de esa humedad relativa la tasa de oxidación aumenta bruscamente; este valor de humedad relativa se llama humedad crítica. La humedad crítica del acero es de aproximadamente el 75%. La humedad relativa atmosférica tiene la mayor influencia en la corrosión de los metales: una vez que la humedad atmosférica excede la humedad crítica, se forma una película de agua o gotas de agua sobre la superficie del acero, y si las impurezas dañinas del aire se disuelven en esa película o esas gotas, se forma un electrolito y se acelera la corrosión.
1.2 Temperatura y humedad del aire.
La temperatura atmosférica y la humedad afectan la oxidación en conjunto. La tasa de oxidación depende del contenido de vapor de agua del aire y aumenta a medida que aumenta la temperatura del aire. Esto es especialmente cierto en ambientes húmedos, donde cuanto mayor es la temperatura, más rápido se oxida - y aún más por encima de la humedad crítica. Además, si hay una diferencia de temperatura entre la atmósfera y el acero, se forma condensación en la superficie más fría del poste y también provoca oxidación.
1.3 Gases corrosivos.
Entre los gases corrosivos del aire contaminado, el dióxido de azufre tiene el mayor efecto sobre la oxidación de los postes de acero. El oxígeno de la atmósfera actúa sobre la oxidación de los postes de acero de forma más persistente, ejerciendo su efecto en todo momento.
1.4 Otros factores.
La atmósfera contiene grandes cantidades de polvo - humo, cenizas de carbón, cloruros, ácidos, álcalis, sales, etc. - entre los cuales los cloruros tienen el mayor efecto.
2. Tratamiento anticorrosión.
Para evitar que el óxido y la corrosión reduzcan la resistencia estructural de un poste y creen un peligro para la seguridad, se debe aplicar un tratamiento anticorrosión a los postes de acero. Los métodos anticorrosión son medidas preventivas dirigidas a las causas de la corrosión. La prevención de la oxidación significa evitar o retardar los efectos de la humedad, las altas temperaturas, la oxidación, los cloruros y otros factores. Los métodos comúnmente utilizados en la actualidad son los siguientes:
2.1 Galvanizado por inmersión en caliente-.
El proceso y método de sumergir piezas pre-de acero o hierro fundido-en zinc fundido para que se forme una capa de zinc y/o una aleación de zinc-hierro en su superficie. El espesor del recubrimiento de zinc debe alcanzar entre 65 y 90 μm. El recubrimiento de zinc de las piezas galvanizadas debe ser uniforme y liso, libre de rebabas, goteos y exceso de grumos; el revestimiento debe estar firmemente adherido al sustrato del poste de acero y, después de una prueba de martillo, el revestimiento no debe desprenderse ni ampollarse.
2.2 Recubrimiento en polvo.
El recubrimiento en polvo se aplica después de la galvanización en caliente-. El polvo debe ser apto para exteriores-; el recubrimiento no debe tener peladuras ni grietas, y no puede ocurrir peladuras ni grietas cuando se prueba la fuerza de unión entre el recubrimiento y el sustrato. El recubrimiento en polvo mejora aún más la resistencia a la corrosión del poste de acero y realza enormemente su apariencia decorativa, con una amplia variedad de colores; su inconveniente es el coste relativamente alto.
Cálculo de resistencia en la base de un poste de luz de acero
Un poste de luz está sujeto a dos formas de carga.
Uno es su propio peso-. Para un solo-poste de arco, el peso propio-surge del peso del brazo de la lámpara y del cabezal de la luminaria, lo que produce un momento de flexión en el plano del brazo de la lámpara. Para un poste de doble-arco, la situación varía con las longitudes de los dos brazos: después de que los momentos de flexión producidos por los pesos de los brazos y los cabezales de luminaria de los arcos largo y corto se equilibran parcialmente, la diferencia entre ellos, que actúa en el plano de los brazos, constituye el momento de peso propio-.
Para un poste de doble-arco con arcos de igual longitud, los momentos se equilibran si las luminarias y sus componentes eléctricos asociados en ese plano son idénticos; si no son idénticos se produce un momento flector en el plano de los brazos por la diferencia de peso de las luminarias y sus componentes eléctricos.
Además del peso propio-, la otra carga que soporta el poste proviene del viento. La resistencia del poste debe satisfacer lo siguiente:
- Cuando la dirección del viento es paralela al plano del brazo de la lámpara, los momentos de flexión máximos producidos por las áreas-expuestas al viento del cabezal de la luminaria y el poste en las secciones-transversales en la conexión del soporte-a-poste, en la puerta de mantenimiento y al nivel del suelo deben ser menores que el valor permitido;
- Cuando la dirección del viento es perpendicular al plano del brazo de la lámpara, además del momento de flexión producido por el área expuesta al viento-del propio eje, la carga del viento en el cabezal de la luminaria y el brazo de la lámpara de un solo-poste de arco también produce un momento de flexión y un par en el plano del poste; todos estos momentos deben ser menores que el valor permitido.
La carga de viento depende de la ubicación, región y altitud del poste que se calcula, es decir:
p0=Kv2/16
p0 se ve afectado por los diversos coeficientes sustituidos en el cálculo, como las dimensiones del polo, la forma de la sección transversal-del polo y el período fundamental de una forma de onda de oscilación.
La presión del viento uniformemente distribuida sobre el poste se calcula mediante:
p1=p0dˉ H
En las dos ecuaciones anteriores: p 0 es la presión del viento por 1 m² del poste (Pa); K es el coeficiente aerodinámico, que según la norma es K=0.7 para elementos circulares (se recomienda tomar K=1.0 para secciones regulares hexagonales y octogonales); v es la velocidad del viento, generalmente v=25 m⋅s−1, H es la altura del poste (m); y dˉ es el diámetro promedio del poste (m), donde
dˉ=(d1+d2)/2
Aquí d1 es el diámetro superior del poste (m) y d2 es el diámetro de la base del poste (m). La conicidad de un poste es generalmente 1/90, 1/100 o 1/110, o no-uniforme.
El espesor de pared de los postes de luz de acero de 12 m de altura o menos es de 4 mm. Cuando el espesor de la pared es de 3,0 mm, el poste puede vibrar bajo la acción del viento y del paso de vehículos pesados, lo que afloja sus uniones atornilladas y afecta a la luminaria.
Puesta a tierra protectora de postes de luz de acero
Los postes de luz de acero, cajas de control e instalaciones similares contienen equipos eléctricos en su interior y pueden ser tocados por una persona que esté en el suelo en cualquier momento. Una vez que falla el aislamiento y el cuerpo del polo se activa, el voltaje de contacto se aplica directamente al cuerpo humano, con graves consecuencias. Por lo tanto, cualquier recinto metálico que contenga equipos eléctricos y que pueda ser tocado por una persona parada en el suelo debe estar conectado de manera confiable a un conductor de protección -, es decir, puesto a tierra o conectado a neutro.
Los sistemas de distribución de baja-tensión se clasifican según su disposición de puesta a tierra en tres tipos - TN, TT e IT - y el sistema TN se divide a su vez en tres tipos según cómo se combinan el conductor neutro (N) y el conductor de protección (PE):
- Sistema TN-S: los conductores N y PE se mantienen separados en toda su longitud desde la fuente. El conductor PE normalmente no transporta corriente operativa, por lo que la seguridad es lo mejor.
- Sistema TN-C: los conductores N y PE se combinan en un único conductor PEN, lo que ahorra un conductor. Sin embargo, el conductor PEN normalmente transporta corriente operativa y, si se rompe, la carcasa del equipo se eleva al voltaje de fase a través del circuito de carga, por lo que el margen de seguridad es bajo.
- Sistema TN-C-S: la sección frontal utiliza un conductor PEN, que se divide en conductores N y PE separados en el extremo de entrada de la caja de control y no se debe volver a combinar posteriormente. Esto combina seguridad con economía de cableado y es la práctica más utilizada en proyectos de alumbrado vial.
En el sistema TN-C, dado que los conductores N y PE están combinados, también se debe cumplir el siguiente requisito: para equipos eléctricos de baja-tensión con neutro conectado directamente a tierra, para garantizar la desconexión automática de la sección defectuosa, la corriente de cortocircuito- debe ser no inferior a 4 veces la corriente nominal del elemento fusible en el punto más cercano, o no menos de 1,5 veces la instantánea (o breve-tiempo-retardo) corriente de funcionamiento del interruptor automático.
La práctica real es la siguiente: se coloca acero redondo galvanizado por inmersión en caliente de φ10 mm a lo largo de toda la línea a lo largo del cable enterrado y se entierra directamente en el suelo (Figura 6.3.9); el conductor PEN está conectado a la red de puesta a tierra del transformador y está conectado de manera confiable en dos puntos a todas las cajas de control, postes de luz de acero, bases de luz metálicas y partes similares a lo largo de la línea; se instala un electrodo de tierra separado en el extremo de cabecera, en el otro extremo y en cada punto de bifurcación de la línea y en cada tercer polo; la resistencia de un electrodo de puesta a tierra individual no debe exceder de 10 Ω y la de toda la red de puesta a tierra no debe exceder de 4 Ω; cuando se exceden estos límites, se puede usar un agente reductor de resistencia-de acción prolongada-, pero se prohíben sustancias corrosivas como la sal común - reducen la resistencia a corto plazo pero corroen el cuerpo de tierra a largo plazo.
La conexión a tierra es la última línea de defensa y no puede reemplazar el aislamiento. Dentro de la puerta de mantenimiento, los cables se deben conectar mediante una caja de conexiones con envolvente de plástico o un soporte terminal tipo pin-; se debe elevar el nivel de aislamiento de los conductores, balastos y otros componentes, se deben seleccionar estrictamente los fabricantes y realizar pruebas rigurosas, y se debe implementar un "estándar de mano de obra de instalación". Sólo implementando medidas de prevención de fugas-durante todo el proceso de selección de materiales, construcción, aceptación, operación y mantenimiento, y aplicando correctamente el sistema de tres- o cinco-cables, se podrá finalmente garantizar la seguridad de los postes de luz de acero.
Diseño de apariencia de postes de luz de acero.
La función fundamental de un poste de luz es mantener la luminaria en la posición adecuada y brindar soporte. Al mismo tiempo, el poste también cumple una función decorativa. Para los usuarios de la vía - peatones, ciclistas y conductores de vehículos - no se puede ignorar la forma del poste dentro de su campo de visión: las personas pueden no notar la luminaria en lo alto del poste, porque es mucho más pequeña que el poste, pero el poste en sí incide directamente en el ojo en la dirección de la marcha horizontal. Por lo tanto, con el desarrollo económico y los crecientes estándares estéticos, la apariencia de los postes de luz está recibiendo cada vez más atención.
El diseño de la apariencia de los postes de luz surge de la preocupación por el paisaje vial. Debe estar subordinado al diseño del paisaje de la carretera en su conjunto y, al mismo tiempo, debe satisfacer en primer lugar los requisitos de iluminación y las consideraciones de seguridad. Por lo tanto, se deben considerar los siguientes aspectos en el diseño de la apariencia de un poste de luz.
1. Requisitos de seguridad
La seguridad es el requisito básico que un diseñador debe considerar en primer lugar en todo momento. La seguridad de un poste de luz está asegurada por varios aspectos, como la calidad del acero del poste y el tratamiento anticorrosión; Los aspectos relacionados con el diseño de la apariencia son el cálculo de la carga y el aseguramiento de la resistencia. A veces un poste con una forma compleja es realmente muy atractivo, pero cuanto más compleja es la estructura, más complejo es el cálculo de la resistencia y mayor es la dificultad para garantizar la seguridad; Por lo tanto, una verificación estricta es esencial en la selección de dichos polos.
2. Requisitos de iluminación
Los requisitos de iluminación son otro requisito básico del diseño de la apariencia del poste. Como quedará claro del contenido del Capítulo 7, un diseñador realiza un trabajo complejo para seleccionar luminarias y fuentes de luz adecuadas y para determinar la posición de cada farola - incluyendo su altura, espaciado, longitud de soporte y ángulo de inclinación - y todos estos parámetros están gobernados por el poste.
Para garantizar la calidad de la iluminación en un proyecto específico de iluminación vial, una vez determinados los parámetros de montaje de las luminarias, el diseño del poste debe cumplir los requisitos de dichos parámetros: cualquiera que sea la apariencia del poste, la altura del punto de fijación de la luminaria no debe cambiar, la longitud horizontal del brazo de la lámpara no debe cambiar y el ángulo de inclinación del brazo de la lámpara tampoco debe cambiar (excepto cuando la propia luminaria permita el ajuste de su ángulo de montaje). De lo contrario, la calidad de la iluminación se desviará en mayor o menor medida del resultado de diseño previsto.
Otro aspecto de los requisitos de iluminación es que la instalación y el mantenimiento deben ser convenientes; Desde este punto de vista, la apariencia del poste no debe ser demasiado-compleja.
3. Requisitos estéticos
Los requisitos estéticos son el punto de partida del diseño de la apariencia del poste. La apariencia de un poste no puede juzgarse de forma aislada, sino que debe evaluarse de manera integral junto con todos los factores relacionados. En una escala más pequeña, estos factores incluyen el estilo de la luminaria, la forma-de la sección transversal de la vía, si el pavimento es de asfalto o de cemento, la plantación al costado de la vía, el estilo de la escultura al costado de la vía y la clase y naturaleza de la vía; a mayor escala, incluyen el entorno construido o natural a ambos lados de la carretera, la función del distrito, la historia del distrito y los gustos estéticos de la gente de la ciudad en cuestión.
El atractivo visual de la apariencia de un poste de acero deriva principalmente de la combinación y variación de las líneas de sus partes estructurales, y en particular de los cambios en la forma del brazo de la lámpara y la adición de líneas decorativas; En diseños más elaborados, el brazo de la lámpara tiene varios perfiles e incluso el poste principal se diseña junto con él.
El atractivo visual también proviene del tratamiento superficial del poste. Con el desarrollo de la tecnología de recubrimiento en polvo, a cada vez más postes se les han dado capas de color en una amplia gama de tonos, abandonando el gris monótono del poste galvanizado del pasado y agregando más elementos de belleza.
4. Requisitos de costos
De hecho, la introducción de varios tipos de postes ha enriquecido la escena visual, pero la belleza tiene un precio. Cada forma diferente aumenta la dificultad del mecanizado, y algunas incluso requieren el desarrollo de moldes especiales; para garantizar la resistencia, se deben reforzar postes complejos, lo que aumenta la cantidad de acero utilizado; además, el recubrimiento en polvo se aplica ampliamente, etc. Todo esto eleva sustancialmente el coste de fabricación del poste.
También hay un costo oculto que fácilmente se pasa por alto: algunos diseños de postes muy individuales no logran el embellecimiento deseado y en cambio se convierten en una forma de contaminación visual, afectando la carretera e incluso la imagen de la ciudad - y ese costo es demasiado alto.
Conclusión
A poste de luz de callePuede que sea sólo un componente de soporte, pero es allí donde se unen la seguridad, la función y la apariencia: la puerta de mantenimiento, la protección contra la corrosión, la resistencia de la base y la conexión a tierra determinan si se mantiene segura y duradera, mientras que su apariencia determina si armoniza con el entorno de la carretera. Ambos son una cuestión de prioridad, no de oposición. - la seguridad y la calidad de la iluminación son requisitos previos no-negociables, y la estética sólo puede seguirse.
