OTOYOLLARIN AYDINLATILMASI İÇİN PROTOTİP ARMATÜR TASARIMI ve İMALATI (Final Rapor)

Transkript

1 T.C. GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ MÜHENDİSLİK VE FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TASARIM VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Araştırma Projesi OTOYOLLARIN AYDINLATILMASI İÇİN PROTOTİP ARMATÜR TASARIMI ve İMALATI (Final Rapor) Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Arslan Gebze

2 İSTANBUL BÜYÜKŞEHİR BELEDİYESİ STRATEJİ GELİŞTİRME DAİRE BAŞKANLIĞI STRATEJİK PLANLAMA MÜDÜRLÜĞÜNE Konu: Otoyolların Aydınlatılması için Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı İstanbul Büyükşehir Belediyesi tarafından desteklenen, Otoyolların Aydınlatılması İçin Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı Konulu akademik araştırmam, araştırma öneri formu, çalışma programı ve Belediyeyle imzaladığım sözleşme çerçevesinde tamamlanmış olup, gözden geçirilmiş sonuç raporu ile birlikte ekte sunulmuştur. Gereğinin yapılması hususunu saygılarımla arz ederim. 25/03/2009 Mehmet Ali ARSLAN İmza Ek:1) Sonuç Raporu ( 34 sayfa + Ek 1+Ek 2+Ek 3 = 102 Sayfa) 2) Otoyolların Aydınlatılması İçin Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı Raporu (Üç Adet) 3) Üç Adet CD 2 / 34

3 SONUÇ RAPORU ARAŞTIRMACININ ADI VE SOYADI: ARAŞTIRMANIN NİTELİĞİ: ÜNİVERSİTE: RAPOR NO : Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali ARSLAN Yüksek Lisans Tezi Doktora Tezi Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü II Sonuç Raporu (Gözden Geçirilmiş) Araştırma Projesi AKADEMİK ARAŞTIRMANIN KONUSU: Otoyolların Aydınlatılması İçin Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı Tarih: 25/03/2009 Mehmet Ali ARSLAN (Araştırmacı) İmza Bu sayfa sonuç raporunun kapak sayfası olacak ve diğer sayfalar başlıksız kağıda yazılacaktır. Bu formda belirtilen bilgilerin doğruluğunu ve uygunluğunu bilgilerinize sunarım. Tarih:.../.../... Tez Danışmanı (Ad-soyad) İmza Not: Araştırma projelerinde proje yürütücüsü sadece araştırmacı kısmını imzalayacaktır. SONUÇ RAPORUNDA VE TAMAMLANAN ARAŞTIRMADA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR 1)Araştırmacı, araştırma öneri formu, çalışma programı ve Belediyeyle imzaladığı sözleşme hükümlerine uygun olarak, tamamlanan araştırmasını üç (3) nüsha olarak basılı bir şekilde ve CD ortamına aktararak teslim edecektir. 2) Araştırmacı sonuç raporunun ve tamamlanan araştırmanın bir nüshasının bütün sayfalarını paraflayacaktır. 3) Araştırma sonuçları, proje başvurusunda belirtilmiş olan amaç ve beklentiler ile ilişkilendirilerek belirtilecektir. 4) Araştırmanın kapsamında değişiklikler veya sapmalar varsa sebepleriyle, sonuç raporunda açıklayınız. 5) Proje başvurusunda belirtilen diğer bilgilerle ilgili değişiklikler varsa, sonuç raporunda belirtilecektir. 3 / 34

4 ÖZET Hızla gelişen ülkemizde, mevcut otoyolların önemli bir bölümünün, sürücülerin, yolcuların ve yayaların can ve mal güvenliğinin sağlanabilmesi için, güneş ışığının yeterli olmadığı hallerde aydınlatılması gerekmektedir. Ayrıca hızla inşa edilen duble yolları da eklersek, karayolları yönetmeliğinde belirtilen aralıklarla kurulması gereken aydınlatma direklerinin sayıları on binleri bulacaktır. Buda mevcut aydınlatma (armatür) sistemlerinin gözden geçirilmesi, ekonomik, estetik ve verimli (maksimum aydınlatma) üzerine bir çok çalışmanın yapılması zorunluluğunu ortaya koymuştur. Bu araştırma projesi genel olarak bir prototip gövdesi tasarımı ve imalatı üzerinedir. Bilgisayar Destekli Tasarım yöntemlerinden faydalanılarak Otoyolların Aydınlatılması için Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı isimli araştırma projesi ile ilgili 1. ve 2. dönem akademik araştırma çalışma programında hedeflenen kilometre taşları gerçekleştirilmiş olup, bu görevler her bir dönem için ayrı başlıklar altında aşağıdaki sunulmuştur. 1. DÖNEM 1. Geniş kapsamlı literatür araştırması, mevcut armatürlerin incelenmesi, 2. Prototip için malzeme seçimi, 3. Bilgisayar ortamında prototip in 3-boyutlu katı modellemesinin yapılması, gerek duyulursa yapısal analiz yapılması, 4. Elektrik aksamının seçilmesi, 5. Bilgisayar ortamında montaj tasarımı, 6. İmalata geçmeden en son geometri ve montaj tasarım iyileştirmeleri, 7. Prototip imalat yönteminin seçilmesi, (örneğin, kalıp, enjeksiyon veya kaynak ile). 4 / 34

5 1. Geniş Kapsamlı Literatür Araştırması ve Mevcut Armatürlerin İncelenmesi Geniş kapsamlı literatür araştırmasına temel teşkil eden ve her biri, bir öğretim yarı yılı süren toplam iki adet Seminer dersi sunum sonuç raporları bu kapsamda tamamlanmış olup, ilgili konu geniş kapsamlı bir şekilde Ek-1 ve Ek-2 olarak bu raporun ekler kısmında sunulmuştur. Yukarıdakilere ek olarak eğer mevcut aydınlatma (armatür) sistemlerinin, ekonomik, estetik ve verimlilik yönünden gözden geçirilirse, bir aydınlatma tasarımında aşağıdaki hususların önemi göze çarpacaktır; 1-Mimari özellik 2-Kentsel özellik 3-Ergonomi Bu yüzden armatür uygulamalarının içeriği, üretilmesi planlanan prototipin biçimsel ve işlevsel özelliklerinden, yapımsal özelliklerine kadar geniş bir alanı kapsamakla birlikte çok geniş bir çalışma gerektirmektedir. Aydınlatılacak otoyol için seçilecek armatür, bir yandan mimari karakter ve kullanışa uyarken, bu aydınlığı sağlayacak ışık kaynakları da olabildiğince, mimari ile bütünleşmeli, biçim, gereç, renk ve konum bakımından mimariye - ya da şehirciliğe- uyum sağlamalıdır. Buna ek olarakta ergonomik bir tasarım olmalıdır. Hatalı tasarlanan bir otoyol aydınlatması ölümcül ve maddi kazalara yol açacağı gözden kaçırılmamalıdır. Tüm bu hususlar literatür de sunulmuş olup [Bakınız Kaynaklar 1-20], aşağıda genel hatları ile özetlenmiştir. 5 / 34

6 1- Belirli nesneleri ve/veya alanları aydınlatacak olan ışık, buralara yönlendirilmeli ve kesinlikle göze gelmemelidir. Gözün ışık kaynağını görmesi, hem rahatsız edici ve yorucudur, hem de oluşturulan aydınlıktan yararlanmayı azaltır. Yani, göze gelen ışık, aydınlatılan nesne ya da alanların, olduğundan daha karanlık görünmesine neden olur. 2- Bir yüzeyde girinti ve çıkıntıların algılanması önem taşıyorsa, bu yüzey için, baskın doğrultulu bir ışık alanı oluşturulmalı ve baskın doğrultu, yüzeydeki girinti ve çıkıntıların eğimine göre ayarlanmalıdır. Tüm üç boyutlu dokuların aydınlatılmasında aynı kural geçerlidir. 3- Gölge niteliği bakımından, içinde yaşanan iç mekanlarda yumuşak ve saydam gölgeli bir aydınlık oluşturmak uygun olur. Kara gölgeli aydınlıklar, oluşturdukları ışıklılık karşıtlıkları nedeni ile ilgi çekici fakat yorucudur. Bu tür aydınlıklar ancak vitrin ve sahne gibi içinde yaşanmayan ve kısa süre bakılan yerlerin aydınlatmaları için uygundur. 4- Sert gölgeli aydınlıklar düzlem olmayan yüzeylerde, var olmayan çizgiler oluşturabilir ve böylece sert ve gerçek dışı görüntülere neden olabilir. Bu nedenle yalnızca özel amaçlar için kullanılmalıdır. 5- Bakılan alan, çevre alandan daha aydınlık olmalıdır. Okunan bir kitabın sayfaları, çalışılan bir tezgahın üstü, bir konuşmacının yüzü, bir yazı tahtası, yakın çevreye oranla daha karanlık olmamalıdır. 6- Bakılan alan ile çevre alanlar arasındaki ışıklılık oranları yorucu karşıtlıklar (kontrastlar) oluşturmamalıdır. Değişik alanların tanımları ve aşılmaması gereken karşıtlık oranları, aydınlatma tekniği literatüründe verilmiştir. 6 / 34

7 7- Büyük karşıtlıklar, küçük karşıtlıkların görülebilmesini engeller. Bu kural renk konusu için de geçerlidir. Daha önce sözkonusu olmuş olan, ışığın göze gelmemesi, yani gözün ışık kaynağını görmemesi kuralı bu yolla da açıklanabilir. Görsel algılama, renk ve ışıklılık karşıtlıklarının algılanmasından başka bir şey olmadığına göre, aşırı karşıtlıklar oluşturarak, bakılan yerin eksik algılanmasına meydan verilmemelidir. 8- Mat nesneler, üzerlerinde oluşturulan aydınlık ile görünür duruma gelirler. Parlak nesneler ise üzerlerinde oluşan çevre görüntüsü ile algılanırlar. Tam mat nesnelerin kendi görünürlükleri de tamdır. Ayna gibi tam parlak yüzeyli nesnelerde ise, tam olarak görünürlük, oluşan çevre görüntülerinin görünürlüğüdür. Tam mattan tam parlağa değişen ara durumlarda nesnelerin kendi görünürlükleri de buna göre değişir. 9- Mat nesnelerin aydınlatılmasında elde edilecek sonuç, bu nesneler üzerinde oluşturulacak aydınlığa, dolayısı ile, bunların ışıklılığına bağlıdır. Parlak nesneler üzerinde oluşturulacak aydınlık ise, bunların kendi görünürlüklerinde pek etkili olmaz; yansıttıkları yüzeylerin aydınlatılması ve gerekli ışıklılığa kavuşturulması gerekir. 10- Çok küçük mat ve parlak yüzeylerden oluşmuş iki boyutlu dokuların vurgulanması mat ve parlak yüzey elemanları arasında yeterli ışıklılık ayrımı oluşturmakla elde edilir. Bunun nasıl yapılabileceği, sekiz ve dokuz numaralı kurallarda açıklanmıştır. 11- Parlak nesnelerin yansıttıkları yüzeylerde büyük ışıklılık karşıtlıkları varsa, bu nesneler iyice parlak görünür. Bu nesnelerin yansıttıkları yüzeylerde ışıklılık karşıtlıklarının azalması ile, nesnelerin algılanan parlaklıkları da azalır. Işıklılık karşıtlığı olmayan, ya da çok az olan bir ortam içindeki parlak nesneler mat görünür. 7 / 34

8 Parlak nesnelerin, olduğundan da daha parlak ya da aksine mat görünmesini gerektiren durumlar vardır. Aydınlatmada çevre düzeni buna göre kurulmalıdır. 12- Parlak nesnelerin biçimlerinin algılanması, bunlar üzerinde çizgisel görüntülerin oluşmasına bağlıdır. Aynı zamanda parlaklığın da vurgulanması gerekiyorsa, bu çizgisel görüntüler, çizgisel (doğrusal) ışık kaynaklarının görüntüleri olabilir. 13- Aydınlatmada, aydınlatan ışığın rengi ile aydınlanan nesne ve yüzeylerin renkleri arasındaki ilişkiler çok önemlidir. Değişik spektrumlu ışıklar, özdeksel renklerde çok büyük renk türü değişiklerine neden olabilir. Çeşitli mekanlarda değişik ışık renklerinde oluşan ışıksal iklimler de birbirinden çok farklı ve yerine göre çok iyi ya da çok kötü olabilir. Aydınlatmada renk konusu önemli olduğu gibi, çok da geniş bir konudur. YFU yayınlarından Aydınlığın Niteliği adlı kitapçığın ikinci bölümünde ışığın tayfsal yapısı başlığı altında bu konuya çok kısa değinilerek bir kaç genel kural verilmiştir. Bu kurallara uyulması, özel durumlar dışında, büyük yanlışların önlenmesini sağlayabilir. 14- Dış aydınlatmada, kale, sur, şato gibi eski yapıların ve bunların kalıntılarının sıcak renkli ışıklar ve özellikle yüksek basınçlı sodyum buharı lambasının sıcak sarı ışığı ile aydınlatılması uygun olur. Yeni taş yapılar ya da beyaza yakın renkli yapılar beyaz renkli ışıkla aydınlatılmalıdır. Metal ve cam yüzeyli çağdaş yapıların dış aydınlatmasında soğuk renkli ışıklar ya da başka renkli ışıklar kullanılabilir. Bu tür yapıların yüzeyleri parlak olabileceğinden, konu bu açıdan ele alınmalı ve aydınlatmanın dolaylı yollarını da kapsayan bir etüd ile işe başlanmalıdır. 8 / 34

9 15- Yapı dış yüzeyleri aydınlatılırken, anlamsız bir görüntü oluşturacak olan düzgün yayılmış aydınlıktan kaçınmalıdır. Yapı yüzeyi etüd edilerek, burdaki devingenliği vurgulayacak ve mimari anlatımı belirginleştirebilecek yeterli ışıklılık ayrımları yaratılmalıdır. 16- Kent aydınlatmasında konu, bölge bölge, ya da kentsel diziler olarak ele alınmalıdır. Karanlık içinde tek bir yapının aydınlatılması çok yönlü ciddi etütleri gerektirir. 17- Kent içi dış aydınlatmalarda, belli bir bölgede, örneğin bir meydanı çevreleyen yapıların yüzeylerinde tek renk ışık kullanmaya özen gösterilmelidir. Farklı bir renk ile bir vurgulama yapılmak isteniyorsa bunun çok iyi etüd edilmesi gerekir. Bu durumda bile ışık rengi sayısı ikiyi aşmamalıdır. Daha iyi bir çözüm, vurgulamanın aynı rengin daha doymuşu ile yapılmasıdır. 18- Bitkilerin ve suların aydınlatılması mutlaka soğuk renkli ışıkla yapılmalıdır. Sular (havuzlar, göletler vb.) su içinden aydınlatılmalı, ya da bunları çevreleyen ağaçlar aydınlatılarak karanlık su yüzeyinde bunların görüntüleri elde edilmelidir. Su yüzeyinin parlak ve yansıtma çarpanının da düşük olduğu unutulmamalıdır. 19- Ağaçlık alanların aydınlatılmasında her ağacın aydınlatılması en büyük yanlıştır. Aydınlatma, ağaç grupları için ve yer yer yapılmalı ve aydınlatılmamış ağaç grupları bırakılmalıdır. Işık kaynağını yükseğe koyup ağaçların gövdesi karanlıkta bırakılarak ağaçlar yerden koparılmamalıdır. Işığın göze gelmemesi başka önlemler ile sağlanmalıdır. 20- Tüm dış aydınlatma konularında da ışığın göze gelmemesi kuralı titizlikle uygulanmalıdır. Özellikle, parlak yüzeyli yapılarda ışık kaynaklarının görüntüleri de düşünülmelidir. 9 / 34

10 Aydınlatma tasarımı gereksinimleri karşılamaya yönelik ve aydınlatma tekniğine dayalı olarak, özgün bir aydınlatma düzeninin oluşturulması biçiminde tanımlanabilir. Nasıl ki mimari tasarım belli aşamalarla gerçekleşirse, aydınlatma tasarımı da aynı biçimde onu izlemelidir.bu aşamalar temelde sırasıyla; 1-Ön tasarım 2-Tasarım 3-Uygulama projesi olarak ele alınır. 2. Prototip için malzeme seçimi Bu çalışmada St 44-2 yumuşak çelik 1 mm saç plaka malzemesi prototipleme yöntemi için seçilen şekil verme/kaynaklama yöntemi ile işlem kolaylığı vb. hususlarda paralellik arz edeceğinden, metalden kaynaklı birleştirme olarak gerçekleştirilmiştir. Diğer kalıplama yöntemleri daha çok seri imalata dönük olduğundan (Kokil döküm, enjeksiyon v.b) bir tek prototip imalatı için tercih edilmemiştir. Bu çalışmada aluminyum yerine çelik saç gövde imalatının seçilmesinin sebebleri dört ana başlık altında aşağıda özetlenmiştir. a) Maliyet b) Üretim yönteminin kolaylığı c) Mukavemet d) Bakım Maliyetleri 10 / 34

11 a) Maliyet: İstanbul Anadolu yakasının önemli imalat merkezlerinden olan İMES (İstanbul Madeni Eşya Sanatkarları Kooperatifi) dan bu konuda fiyat araştırması yapılmış ve (şu andaki ekonomik kriz fiyatları düşürmüş olup, gerçekte ilgili fiyatlar daha yüksektir) Tablo 1 de birim maliyetler kg malzeme başına yaklaşık olarak verilmiştir. Tablo 1: Prototip Gövde İmalat Yöntemlerinin Birim Maliyet Karlılaştırmalı Tablosu Üretim Yöntemi Kuma Döküm Kokil Döküm Enjeksiyon Döküm Saç Yöntemi Maliyet 13 TL/kg 15 TL/kg 20 TL/kg 1,5 TL/kg Yukarıdaki tablo incelendiğinde maliyet açısından irdenenirse aşağıdaki armatür gövdesi maliyet karşılaştırmaları elde edilir. Ağırlık oranı = Saç Malzeme Özgül Agirligi 7,85 = =2,80 Aliminyum Malzeme Özgül Agirligi 2,8 Kuma Döküm Saç Malzeme Kokil Döküm Saç Malzeme Enjeksiyon Döküm Saç Malzeme 13 = =8,70 1, 5 15 = =10 1, 5 20 = =13,4 1, 5 Bu sonuçlara göre Armatürün dış gövdesini oluşturan ana kısımın maliyeti, saç malzeme kuma döküm yöntemine göre (Örneğin 8.70/2.80 = 3.10) 3.10 dur, kokil döküm yöntemine göre 3.60, enjeksiyon döküm yöntemine göre 4.8 kat daha ucuz maliyetlidir. Çelik armatürün 11 / 34

12 et kalınlığının ince seçilebilmesi, aluminyum armatürde bu kalınlığın bir kaç katının ancak üretilebilirliği göz önünde bulundurulursa, aluminyum ile çelik saç armatür arasında toplamda ağırlık olarak çok fark olmamasına sebep olacaktır. Bunun yanısıra maliyet farkı, armatürün en önemli kısmını teşkil eden gövde kısmında yukarıdada gösterildiği gibi oldukça yüksektir. b) Üretim yönteminin kolaylığı: Yukarıda Tablo 1 de verilen, tüm diğer değişik alüminyum döküm yöntemleri için kalıp maliyetleri oldukça yüksektir. Kuma döküm yönteminde ağaç model yapılması gerekir. Ağaç modelin maliyeti ortalama 10, TL dir. Kuma döküm yönteminde gövdeninin cidar kalınlığı az olduğundan dökümün çabuk soğumasından malzemede çarpılmalar dolayısı ile çatlaklar oluşmaktadır. Kokil döküm yönteminde çelik malzemeden kalıp yapılması gerekir. Kalıbın maliyeti yaklaşık 20, TL dir. Bu yöntemde kuma dökümde karşılaşılan benzer problemler ortaya çıkmaktadır. Enjeksiyon döküm yönteminde ise kalıp maliyetleri oldukça yüksektir. Kalıp maliyeti yaklaşık 200, TL dir. Oysa bu proje için seçilen saç ile imal yöneteminde kalıba gerek yoktur. Abkant preslerde herhangi bir kalıba gerek duyulmadan kesme bükme yöntemi ile imal edilip birleşim noktaları kaynaklı birleştirme yöntemi ile kaynak edilebilir. (Not: Yukarıdaki fiyatlar ortalama olarak İMES (İstanbul Madeni Eşya Sanatkarları Kooperatifi) dan alınmıştır.) Örnek olması nedeni ile, dünyaca tanınmış bir firmanın (isimler gizlenmiştir) aluminyum kokil döküm yöntemini üretim yöntemi olarak seçmesinden kaynaklanan gerçek bir mühendislik problemi tüm ayrıntıları ile Ek-3 de detaylı olarak verilmiştir, lütfen inceleyiniz. 12 / 34

13 c) Mukavemet: Aydınlatma sanayinde genelde ETİAL 5,6,7 aliminyum malzeme kullanılmaktadır. Bu malzemenin çekme mukavemeti 55 Mpa dır. Saç malzemenin çekme mukavemeti yaklaşık olarak MPa dır. Dolayısı ile arada mukavemet dayanımı olarak 8-10 katlık bir fark bulunmaktadır. Bu konuda İBB Armatür bakımın Aydınlatma Biriminde görevli olarak çalışan teknisyeninde görüş birliğine vardığı gibi (sunumda) alüminyumdan üretilen armatürlerde civata deliklerinde çatlamalar olduğu ve zamanla içeriye su sızdırdığı belirtilmiştir. Buna ek olarak bir önemli hususta, değişken aluminyum cidar kalınlıklarının termal genleşmeler neticesinde residual gerilmelerden dolayı, alüminyum armatür gövdesinde çatlamalara, sonuç olarak istenmeyen şekil değişimlerine yol açabilmektedir ve sonunda çatlaklar oluşmakta ve bu çatlaklar zamanla ilerleyerek kırılmalara yol açmaktadır. Bu durum zamanla mekanik/elektrik aksamın vb. bozulmasına sebeb olmaktadır. d) Bakım Maliyetleri: Elektrik aksamlarda meydana gelen bozulmalar neticesinde değiştirilmesi gerekir. Bu durumda kapak civata kısımlarından sökülmesi gerekmektedir. Aliminyum kasalarda bu değiştirme 1-2 değiştirmeden sonra aliminyum malzemede civata yerlerinde bozulmalar meydana gelmekte ve kasa iş göremez duruma gelmektedir. Bu durum oldukça yüksek bakım maliyeti oluşturmaktadır. (Bu problem sunum günü aydınlatma bakım biriminden bir Teknisyen tarafındanda dile getirilmiştir.) Bu problem çelik saçta meydana gelmemektedir. Çelik saç imalatının bir üstünlüğü tamir edilebilmeye müsait olmasıdır, oysa aluminyum dökümden elde edilen prototipte tamir mümkün değildir, elektrik aksamı alınır ve gerisi çöpe atılır. Tüm bu hususlara ek olarak, aşağıda sac armatürün ısı transfer mekanizması aşağıda sunulmuştur. 13 / 34

14 Seçilen Prototip Malzemesinin Isı Transferi Karakteristlikleri: Malzeme seçiminde önemli rol oynayan ve incelenmesi gereken diğer bir hususta Prototip malzemesi olarak seçilen St44-2 malzemesinin Isı Transferine (Sıcaklık Transferi) ait karakteristikleridir. Tablo 2 de ilgili malzemenin sırası ile kimyasal özellikleri, Isı altında şekil değiştirme sıcaklık verileri, Mekanik Malzeme özellikleri, ve eşdeğerleri değişik ülkelerin/standart normlarına göre ayrı ayrı sunulmuştur. Yine aynı Tabloda, buna ek olarak Elektriksel resistivity ve termal özelliklerde sunulmuştur. Seçilen malzemenin termal iletkenlik katsayısı 51.9 W/m-K olarak verilmiştir. İlgili prototip otoyollarda kullanıldığı zaman ampul ısı kaynağı (heat source) olarak prototip kabuğunu ısıtacaktır, termal süreklilik hali (steady state) halinde, ısı dağılımı son şeklini alacak ve armatürde sıcaklık artışı belirli bir zaman sonra değişmeyip sabit kalacaktır. Prototip çalışma yerinde/yüksekliğinde başlıca üç çesit ısı transferi mekanizması ile ısı transferi gerçekleştirecektir bunlar sırası ile, iletim, ışınım ve taşınım dır. İletim ısı transferi ile prototipin ısı kaynağı olan lamba (heat source) tarafından ısınır. Geri kalan iki ısı transferi mekanizmasıda, kabuğu soğutacak yönde rol oynar. Fakat bu iki mekanizmadan prototipin soğumasına en büyük katkıyı taşınımla ısı transferi yapacaktır ve prototipin ısı kaybı çalıştığı çevreye doğru gerçekleşecektir. Seçilen malzemenin sıcak şekillendirme sıcaklığı C ve yumuşak annealing sıcaklığıda C olarak ilgili Tabloda verilmiştir. Dolayısı ile bu değerler oldukça yüksek olduklarından ışıklandırma sırasında ampuldan oluşabilecek, bir başka deyimle ulaşılabilecek en yüksek sıcaklıkların çok üstünde kaldıklarından, prototipin fonksiyonel olarak çalışması ve soğutulması hususunda herhangi bir problem sözkonusu değildir. Buna ek olarak, reflektörler prototip armatür lambada oluşacak ışığı aşağıya yani ışıklandırma yönüne yansıtacaklarından sistem ışık/ısı dolayısı ile oluşacak yüksek sıcaklıklara karşı çok daha fazla güvende olacaktır. 14 / 34

15 Tablo 2: Saç Malzemesi Karekteristikleri 15 / 34

16 Tablo 2: Saç Malzemesi Karekteristikleri (devam ediyor) 16 / 34

17 3. Bilgisayar ortamında prototipin 3-boyutlu katı modellemesinin yapılması, gerek duyulursa yapısal analiz yapılması Armatürün tasarımı bilgisayar ortamında Pro/E CAD yazılımı kullanarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma için bir çok katı modeller tasarlanmış ve Şekil 1 de bunlardan üç tanesi sunulmuştur. Modellerin tasarlanmasında, aynı zamanda estetik, üretilebilme ve montaj kabiliyetleri göz önünde bulundurulmuştur, zaten bu üç husus bu projenin temel taşlarını oluşturmaktadır. Mevcut projenin kapsamı ve prototip üretiminde kaynaklama (saç bükme işlemlerinden sonra) metodunun seçilmiş olması nedeni ile bu metodla üretime bir çok yönden müsaitlik arz eden (c) şıkkında sunulan tasarım baz alınmıştır. İlk iki tasarım daha çok döküm, press veya enjeksiyon yöntemleri ile mümkün olacak geometrilere sahip olduklarından bu çalışmanın kapsamında daha önceki açıklamalarda hesaba katılırsa bu araştırma kapsamında uygun olmadıkları için düşünülmemiştir. 17 / 34

18 (a) (b) (c) Şekil 1: Prototip tasarımlar (a), (b) ve (c) 18 / 34

19 4. Elektrik aksamının seçilmesi Armatür olarak tasarladığımız (shell) kabuk/kutu içerisine istendiği takdirde Lamba, çukur ayna ve led kolayca monte edilebilir. Bu çalışmada geliştirilen prototip armatür kutusu genel maksatlı kullanım için tasarlanmış olup, istenildiği zaman (eğer gerelirse) ihtiyaçlara cevap verecek tasarım kolayca üç boyutlu modele eklenebilmektedir, zaten buda bilgisayar destekli tasarım tekniğinin seçilmesinin ana nedenlerinden biridir. Bu çalışmada da Lamba, çukur, ayna ve led kolayca değişik markalarla değiştirilebilmektedir. Günümüzde led teknolojiside hızla gelişmesine rağmen pratik/günlük aydınlatmada halen oldukça pahallı oldukları, yeterli yol aydınlatmasını sağlayamamaları vb. nedenlerle henüz tercih edilmemektedir. Zaten bu çalışmanın içeriğinde herhangi bir elektrik aksamının tasarlanıp/geliştirilmesi değil, yalnızca seçilmesi üzerine olup, projenin genel amacı olan armatür (kutu) tasarımının ve imalatının kapsamı dışındadır. Sonuç olarak, elektrik aksamı için, teknolojinin şu anda geldiği nokta itibarı ile lambalı aydınlatma sistemi seçilmiştir. Türk Philips menşeli elektrik aksam ve bu aksamların gerektirdiği devre ve bağlantı elemanları kullanılmıştır. Armatürde kullanılan aksamlar hakkında detaya ait bilgilendirmeler Tablo 3 de verilmiştir. 19 / 34

20 Tablo 3: Komponetler ve özellikleri Komponent Özelliği Armatür Dış Kasa St 44-2 Saç Kondansatör Electronicon 250 V 50/60 Hz 16 µf Balast Philips BSN /240V 50Hz İgnitor Philips SN /240V 50Hz Lamba Philips MASTER SON-T 150 W Cam Plexiglass Reflektör Özel Alüminyum tipi 5. Bilgisayar ortamında montaj tasarımı Seçilen Katı Prototip modeli ve elektrik aksamı, bilgisayar ortamında geometrik olarak 3 boyutlu modellenerek montajı yapılış, estetik/görsellik ve/veya montaj edilebilme kolaylığı şekil üzerinde kolayca görülebilmektedir. Şekil 2 de prototip armatörü oluşturan her bir parçanın 3 boyutlu montaj resmi detaylı olarak gösterilmiştir. 20 / 34

21 Kasa Lamba Kondansatör Reflektör İgnitor Balast Şekil 2: Armatür Montaj Detay Modeli 21 / 34

22 6. İmalata geçmeden en son geometri ve montaj tasarım iyileştirmeleri Bilgisayar ortamında görsellik iyileştirilmiş olup, montaj iyileştirilmesi gerekli görülen muhtelif yerlerde 3-Boyutlu ProEngineer CAD modeli üzerinde yerine getirilmiştir. Tasarım süreci tekrarlanan bir süreç olduğundan, bu amaçla değişik görünüşlerde armatürlerin dış kasa olarak tasarımları yapılmıştır. Bu tasarımların katı model görünümleri aşağıda gösterilmektedir. Geliştirilen Şekil 3 deki 1. tasarım incelendiğinde yüzeylerin oldukça kompleks spline ve patch lerdan oluştuğu görülür. Bu durum imalat açısından zorluklar içerip, saç büküm press kalıplarının yapılması gerekmektedir. Buda yüksek yatırım gerektirmektedir. Fakat nihai üründe bu tasarım seçilirse seri üretim için kalıp yapılarak üretim maliyetleri aşağı çekilebilir. Şekil 3: 1. Tasarım Kompleks yüzeyler Şekil 4 te verilen 2. tasarım incelendiğinde yüzeyler 1. tasarım gibi kompleks olduğu görülür. Hemen hemen yüzeylerin çoğu eğrisel yüzeylerden oluşmaktadır. Bu yüzdende 22 / 34

23 prototip imalatı için tekrar kalıp gerekmektedir. Tekrar belirtmek gerekirse, nihai üründe bu tasarım seçilirse seri üretim için kalıp yapılarak üretim maliyetleri aşağı çekilebilir. Şöyleki, Şekil 4: 2. Tasarım Seri üretim aşağıda Şekil 5 dede verildiği gibi herhangi bir üretim yönteminde (setup cost+tooling cost+material cost), burada dövme için verilmiş, tek bir ürünün imalatı için yapılan masraf yaklaşık 1000$ iken, eğer üretilecek parça sayısı 10,000 e çıkarıldığı zaman bu masraf parça başına 10$ a düşmektedir. Bu gerçektendirki, prototip imalatı ve seri imalatlar ve bunlara ait masraflar hiç bir zaman karşılaştırma kabul etmeyen değişik kavramlardır. Buna örnek vermek gerekirse, çok daha kapsamlı ve karışık bir ürün olan bir arabanın herhangi bir model prototipi geliştirmek için milyonlarca $ gerekirken, seri üretimde üretilerek satılan nihai ürün olan bir araba 20,000 $ olabilmektedir. 23 / 34

24 Şeki 5: Prototip ve Seri Üretim İmalat Maliyetleri Karşılaştırmast Şekil 6 da verilen 3. tasarım incelendiğinde yüzeyler önceki diğer iki tasarım gibi çok kompleks değildir. Abkant preslerde kalıp gerektirmeden kesme ve bükme yöntemi ile imal edilerek birleşim yerleri kaynaklı birleştirme yöntemi ile kaynak edilerek üretimi gerçekleştirilebilir. Bu yöntem kalıp gerektirmediğinden üretim maliyeti daha düşüktür. Yapı rijit olduğundan dayanımı daha yüksek bakım maliyetleri oldukça azdır. 24 / 34

25 Şekil 6: 3. Tasarım 7. Prototip imalat yönteminin seçilmesi, (örneğin, kalıp, enjeksiyon veya kaynak ile) Bilgisayar ortamında uygunluğu teyit edilen modelin imalat yöntemi, saç bükme ve kaynaklama olarak seçimi bir önceki bölümde detaylı şekilde belirtildiği gibi, 3 numaralı tasarım üzerine karar kılınmıştır. 25 / 34

26 2. DÖNEM II. dönem süresince teklif edilen proje kilometre taşları özetle aşağıda sunulduğu şekilde gerçekleştirilmiştir. 1. Prototip İmalatı 2. İmal edilen prototipe uygulanacak iyileştirmeler, 3. Test tesisatının kurulması 4. Maksimum ışıklandırmanın elde edilmesine dönük iyileştirmeler, 1. Prototip İmalatı Bilgisayar ortamında tasarlanan armatürün parçaları bilgisayar ortamında imalat sırasında sorun yaşanmasını önlemek için (Delik merkezlerinin karşılamaması, kaynaklı birleştirmede kenar kısımlarında karşılamama gibi problemler) montajı gerçekletirilmiştir. Bu çalışmada bir çok yerde standartlarda kullanılan ve ürün/üretim maliyetleri yüksek olan alüminyum gövde tercihi devre dışı bırakılarak, gövdenin saç metal büküm yöntemi ile minumum kaynaklı birleştirme yapılarak, prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Saç gövdeye ait olan iki boyutlu teknik resimler ve tasarım zarfları elde edilmiş ve bu iki boyutlu geometriye Abkant presleme ile şekil verilmek suretiyle 3 boyutlu armatür gövde geometrisi elde edilmiştir. Kapalı kabuk elde edilmesi için bazı birleşim yerleri minimum kaynaklama metodu kullanılarak birleştirilmiştir. 26 / 34

27 2. İmal Edilen Prototipe Uygulanacak İyileştirmeler Birinci dönem raporunda sunulan armatür tasarımları malzeme, imal edilebilirlik dolayısı ile maliyet açısından irdelendiğinde, Şekil 1 (a) ve (b) geliştirilen tasarımlar yüksek maliyetli oldukları için tercih edilmemiştir. Şekil 1 (c) deki tasarım ise seçilen malzeme ve üretim yöntemine uygunluk arz ettiğinden bu armatürde karar kılınmıştır. Ayrıca montaj kolaylığı sağlayacak şekilde elektrik elemanları prototip üzerinde yerleştirilmiştir. İmalat sırasında istenilen geometri elde edilmesi için uygun eğme/bükme teknikleri ve son şekil vermeler icra edilmiş ve minimum kaynak gerektirecek şekilde final geometri elde edilmiştir. 3. Test Tesisatının Kurulması Armatürün prototip imalatı tamamlandıktan sonra Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektrik Labaratuarında elektrik devresine ait bağlantılar ve armatür elektrik tesisatının test edildiği test tesisatı ortamı oluşturulmuştur. İlk yapılan bağlantılarda sistemde aşırı şekilde ısınma gözlenmiş, daha sonra çeşitli bağlantı ayarlamaları ile bu problem aşılmıştır. Nihai olarak çalışma testleri gerçekleştirilerek seçilen elektrik aksamın problemsiz çalışır şekilde tasarlanan prototip üzerine monte edilmiş ve çalışır duruma getirilmiştir. 27 / 34

28 4. Maksimum ışıklandırmanın elde edilmesine dönük iyileştirmeler İmal edilecek tasarım türü seçildikten sonra maksimum aydınlatmaya dönük başlıca iyilestirme elektrik tesisatıda seçildiğinden, reflektör açısal ve aksiyel pozisyonunun ayarlanması olarak, başlıca sistem kontrol input girdilerini teşkil etmektedir. Prototip imal edilen armatürde değişik açılarda ve aksiyal lokasyonlarda reflektör pozisyonları şekilsel olarak denenmiş en uygun aydınlatma elde edilecek şekilde prototip armatür pozisyonlarında armatür sabitlemesi yapılmıştır. Ek-1 de ve Tablo 4 de 6 adet değişik tip lamba (Lamba gücü, Açıklık, Yükseklik durumunda) için aydınlatma verimi ve tüketim bakımından karşılaştırılmış olup, bu çalışmadada kullanılan 150 W lık Sodyum lambanın ilgili değerler dördüncü sütunda verilmiştir. Aşağıdaki L ort olarak verilen değer metrekareye düşen ışık şiddetini vermektedir. Tablo 4: Muhtelif Lambalara ait Aydınlatma Performans ve Maliyetler Tablosu Lamba Tipi Lamba gücü (W) Açıklık (m) Yükseklik (m) L ort (cd/m²) Tüketim* (kw/km) Y B Civa Buharlı Y B Sodyum ateşleyicisiz Metal Halojen Y B Sodyum (flu.kaplı) Y B Sodyum (şeffaf tüp) A B Sodyum Buharlı Tasarımı ve üretimi gerçekleştirilen prototip armatüre ait teknik resim boyutları ve çeşitli Fotoğraflar Şekil 7,8 ve 9 da sunulmuştur. 28 / 34

29 (a) (b) Şekil 7: Üç Boyutlu Prototip Görünüşleri 29 / 34

30 Şekil 8: İki Boyutlu Prototip Görünüşleri 30 / 34

31 (a) (b) 31 / 34

32 (c) Şekil 9: Prototip Fotoğrafları (a), (b) ve (c) Prototipin Uluslararası Standartlara Uygunluğu: Son olarakta üretilen prototipin uluslararası standartara uygun olup olmadığı hususunda projenin değerlendirmesi sırasında bir soru gündeme getirilmiştir. Bu proje kapsam itibarı ile bir prototip tasarımını içermektedir ve her prototip ismi itibarı ile niha ürün olma ihtimali olan ilk tasarım halini temsil etmektedir. Nihai ürün yapılmasına karar verilen prototipler oldukça uzun süreli ve bir çok revizyonlardan sonra ancak nihai ürün olarak tescillenebilirler. Bu süreçte yüksek proje meblağları gerektiren ve uzun zaman alan testlerin ve tasarım revizyonları gerektiren bir prosestir. Dolayısı ile bu üretilen prototip armatür daha nihai bir ürün olmadığı için, böyle bir uluslararası standartı karşılaması bu aşamada söz konusu değildir. Tekrar belirtmek gerekirse, ancak nihai ürün olarak hedeflenmiş/kararlaştırılmış armatürler en sonunda bu türlü standardlara uygunluk testlerinden geçirilir. Ayrıca, bu uluslararası uygunluk standartları almak uzun zaman ve yüksek maliyet gerektirmektedir. Zaten böyle bir hedef/öneri ilgili proje teklifinde konulmamış ve proje kapsamı itibarı ile hiç bir şekilde taahhüd de edilmemiştir. 32 / 34

33 Sonuç olarak, bu rapor ile Otoyolların Aydınlatılması İçin Prototip Armatür Tasarımı ve İmalatı ilişkisi başlığı altında teklif edilen tüm husular, proje kapsamında yerine getirilmiş bulunmaktadır. Kaynaklar 1- Şazi SİREL, Aydınlatma Tasarımında Temel Kurallar, 15 Ekim Sermin Onaygil, Kentiçi Aydınlatma, Işık Kirliliği ve Karanlık Gökyüzü Sempozyumu, 16 Kasım 2001, ANTALYA 3- Adem Ünal, Serhat Özenç, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları, Birsen Yayınevi, Ö.Güler, S.Onaygil, A New Criterion for Road Lighting: Average Visibility Level Uniformity, Journal of Light & Visual Environment, Vol.27, No.1, pp.39-46, Ö.Güler, S.Onaygil, The Effect of Luminance Uniformity on Visibility Level in Road Lighting, Lighting Research & Technology, vol. 35.3, pp , Doç. Dr. Sermin Onaygil İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Fakültesi, Kent İçi Aydınlatma, Bu makale, 16 Kasım 2001 tarihinde Antalya Büyükşehir Belediye Başkanlığı, TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi, Akdeniz Üniversitesi ve Çevre Girişim Derneği tarafından Antalya da ortaklaşa düzenlenen Işık Kirliliği ve Karanlık Gökyüzü Sempozyumu nda bildiri olarak sunulmuştur. 33 / 34

34 7- Yrd. Doç. Dr. Adem Ünal ve Serhat Özenç, Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik - Elektronik Fakültesi Öğretim Üyesi, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları, Birsen Yayınevi, S.Onaygil, Ö.Güler, Visibility Level in Road Lighting Calculations, Light & Lighting 2000 International Conference, Bucharest, May 2000, 9- Prof. Dr. Muzaffer ÖZKAYA, İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü, TMMOB EMO İstanbul Şubesi Kocaeli Temsilciliğinin 28 Mart 1992 tarihinde düzenlediği Şehir Aydınlatması Kolokyumu na sunulan tebliğ. 10- Ö.Güler, S.Onaygil, New Criteria for Road Lighting Calculations, The First Balkan Junior, Conference on Lighting, Lighting Architecture Design, pp , Varna, June CIE Pub.115, Recommendations for the Lighting of Roads for Motor and Pedestrian Traffic, Technical Report, Osram Aydınlatma Kataloğu, 1999/ S.Onaygil, Ö.Güler, N.Çolak, İstanbul Kent İçi Yol Aydınlatmaları, Kaynak Elektrik Dergisi, sayı 188, sayfa 76-82, Ocak / 34

35 EK-1 LİTERATÜR ARAŞTIRMASI

36 Lighting Aydınlatma CAD&Tasarım Mühendisi

37 Gama ışınları: Yüksek enerji taşırlar. Dış uzay en fazla gama ışını üreticisidir. X ışınları: Vücut içerisindeki organların resimlerini çekmek için kullanılır. Ultraviole ışınlar: Güneş ışığının içerisinde bulunur. Ozon tarafından absorbe edilir. Görünen Işık Tüm spektrumun insan gözünün görebildiği kısmı Infrared ışınlar: Güneşin sıcaklığını dünyaya taşırlar. Mikro dalga: Enerjisi ısıya çevrilir. Yiyecek pişirmede kullanılır. Radyo dalgaları: Radyo iletişiminde kullanılır.

38 Yeşil-sarı bölgesi insan gözünün en parlak olarak algıladığı kısımdır. Bu da görsel olarak yüksek verimlilik anlamına gelmektedir. ( en yüksek lümen/watt )

39 SPECTRAL POWER DISTRIBUTION CURVES Gün ışığı Incandescent Lamba Florosan HID( High Intensity Discharge Lamps )

40 İnsan gözünde üç temel rengi algılayabilen sensörler mevcuttur. RGB(kırmızı, yeşil, mavi). Yelpazedeki diğer renkler bu üç temel rengin karışımından oluşur. Objelerde yansıttıkları ışığın renginde görünürler. (Örneğin siyah objeler tüm ışık renklerini emerler.) Genellikle gün ışğı standart olarak kabul edilir. Fakat o da güneşin konumuna ve hava durumuna göre değiştiği için tüm ışık hesaplarında daha rijit skalalara ihtiyacımız vardır.

41 Genel Aydınlatma Kavramları En uygun aydınlatma çözümlerini getirmek için Genel Aydınlatma Kavramları: Renk Sıcaklığı (K) Renk Geriverimi (CRI) Ampul Ömrü Işıksal Verim (Efficacy = lm/watt) Işık Şiddeti (cd)

42 Soğuk Sıcak ışık, soğuk ışık? Incandescent bir ışık kaynağından yayılan ışığın rengi kaynağın sıcaklığı ile ilgilidir. (Isıtılan siyah bir metalin farklı sıcaklıklarda farklı renklere sahip olması gibi.) 3000 Kelvin Renk sıcaklığı dediğimiz zaman bu 3000 Kelvin deki bir metalin ışıyacağı ışığın rengi ile aynıdır. Direk gün ışı 5300 Kelvin iken enkandesen bir lamba 2700Kelvinlik renk sıcaklığına sahiptir. Sıcak

43 K Kuzey gökyüzü Kuzey ışığı Doğal ışık 6000 K 5000 K Güneş tepede Günışığı Öğleden sonra Günışığı 2000 K Alacakaranlık Günbatımı

44 4100 K Civalı HP Nötr beyaz Yapay ışık 3000 K 2500 K Seramik deşarj Sıcak beyaz Beyaz sodyum Sıcak beyaz 1950 K Sodyum HP Portakal rengi

45 Bina içi aydınlatma örnekleri 4000 K 3000 K 2900 K 2500 K Açık ofis Nötr beyaz Konferans odası Sıcak beyaz Giriş ev Sıcak beyaz Küçük mağaza Sıcak beyaz

46 Dış ortam aydınlatma örnekleri 4100 K 3000 K 2500 K 1950 K Yeşil alanlar Nötr beyaz Kafe teras Sıcak beyaz Şehir merkezi Sıcak beyaz Semt ve sokaklar Portakal rengi

47 Fluorescent (Coolwhite) Incandescent / Halogen High Intensity Discharge (Mercury) Fluorescent SP30 High Intensity Discharge (Low Presure Sodium )

48 Renk Geriverim İndeksi (CRI) 0 Ra 100 Bir ampulün aydınlattığı nesnelerin renklerini geri verme kapasitesi

49 Renk Geriverim İndeksi (CRI) Ampul konumları 0 25 ~40~ ~63~ Sodyum HP Civa HP Sodyum HP - Floresan - Halide Beyaz sodyum - Floresan - Halide Floresan - Halide Enkandesan - Halojen - Güneş

50 AMPUL ÖMRÜ Bir ampulün ışık akısının kullanım süresi içinde azalarak, başlangıç değerinin belirli bir %si ne düştüğü ana kadar geçen süre. Ampul ömrü tanımı, tek bir ampul için değil istatistiksel olarak anlamlı sayıda ampulden oluşan bir topluluk için verilir. Ampullerin kullanım süresi içinde hem ışık akıları azalır, hem de bazıları bozularak söner (hayatta kalma oranı). İşte bu sebepten ampul ömrü hem ışık akısındaki azalma hem de hayatta kalma oranı

51 Ampullerin Sınıflandırılması Enkandesan Normal Gaz deşarjlı Halojen Civa Sodyum Alçak basınçlı (floresan ampuller, QL) Yüksek basınçlı (metal halide, CDM, HPL, ML) Yüksek basınçlı (SON ampuller) Alçak basınçlı (SOX ampuller) Lumen verimliliği: Lm/W Renk geriverimi-ra

52 Ömür Ortalama ömür: Ampullerin 50% sinin bozulması (standart ömür tanımıdır) Servis ömrü: Geçen süre zarfında kalan ampuller ve onların lumen kararlılığına bağlı olarak başlangıçtaki aydınlatma seviyesinin 80% ine ulaşıldığı çalışma saatidir.

53 Lamba Tipleri 1-) INCANDESCENT LAMBALAR a)tungsten İnce bir telin yüksek sıcaklığa çıkartılması(2200 C) ile ışık elde edilir. Bu iş için en verimli malzeme tungstendir. Lamba içerisinde inert bir gaz bulunur.(argon, nitrojen) İlk yatırımı düşük fakat işletme maliyeti yüksektir.

54 Lamba Tipleri 1-) INCANDESCENT LAMBALAR b)tungsten Halogen Bu lambaların içerisinde halojen gazlar yer almaktadır. (bromide, ionide). Dim edilebilme özellikleri vardır. Fakat tüm incandescent lambalar gibi kısa ömür ve düşük verimlidir.

55 Lamba Tipleri 1-) ELECTRICAL DISCHARGE LAMPS a)flourescent Lamps Düşük basınçlı bir gaz üzerinden akım geçirilirmesi ile salınan fotonları yüzeye kaplı fosfor yakalayıp ışıma yapar. b)low Pressure Sodium Vapour & c)high pressure sodium lamps

56 Lamba Tipleri 1-) ELECTRICAL DISCHARGE LAMPS d)high Pressure Mercury Vapour e)metal Halides Mercury içerisine thallium, indium or sodium iodide katkılar yapılarak elde edilir. Işık kalitesi daha yüksektir.

57 Farklı ampullerin verimliliği Elektiriksel deşarj ampulleri Yüksek basınçlı sodyum Metal Halide LED Lümen verimliliği (lumen/wat) 50 Floresan Civa buharlı Reflektör 0 Enkandesan Halojen Enkandesan

58 Akkor Lamba ve Kompakt Fluorasan Lambanın Karşılaştırılması Aşağıdaki formül, 8000 saat kullanım ömrü baz alınarak ayrı ayrı lambaların toplam aydınlatma maliyetlerini hesaplayarak karşılaştırma olanağı verir. Elektrik Maliyeti = Elektriğin kwh Maliyeti x Watt Değeri x Kullanım ömrü (h)/1000 Üç yıl süresince (4380 saat), günde 4 saat ve aynı miktarda aydınlatma sağlayan iki lamba tipi için basit bir karşılaştırma yapalım. Bu sürede 6 adet akkor flamanlı lamba kullanırken, kompakt flüoresan lambanın 3.8 yıl daha kullanım ömrü devam edecektir.

59 Lamba Tipi Lamba gücü (W) Açıklık (m) Yükseklik (m) L ort (cd/m²) Tüketim* (kw/km) Y B Civa Buharlı Y B Sodyum ateşleyici siz Metal Halojen Y B Sodyum (flu.kaplı) Y B Sodyum (şeffaf tüp) , A B Sodyum Buharlı , Endüstriyel aydınlatmada; yüksek basınçlı civa buharlı lamba yerine özel metal halide lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık yüzde 30, yüksek basınçlı civa buharlı lamba yerine özel yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık yüzde 40 tasarruf sağlanır. Yol aydınlatmasında yüksek basınçlı civa buharlı lamba yerine özel yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık yüzde 50, yüksek basınçlı civa buharlı lamba yerine yüksek basınçlı sodyum buharlı lamba kullanılırsa aynı aydınlık düzeyinde yaklaşık yüzde 60 tasarruf sağlanır.

60 Aydınlatmada Enerji Tasarrufu Mevcut Sistemde kullanılabilir HPL-N 250 W - SON H 220 W Civa Buharlı HPL-N 250 W Lümen saat ömür Kelvin 51 Lm/W (verim) Sodyum Buharlı SONH Lümen saat ömür Kelvin 90 Lm/W (verim) e %76 artış HPL-N 125 W için Son H 110 W önerilmektedir Aynı Balast kullanılabilir

61 Aydınlatmada Enerji Tasarrufu Mevcut sistemde kullanılabilir HPL-N 250 W - HPI BU P 250 W Civa Buharlı HPL-N 250 W Lümen saat ömür Kelvin 46 Ra 51 Lm/W (verim) Metal Halide HPI BUS P 250 W Lümen saat ömür Kelvin 69 Ra 90 Lm/W (verim) e %76 artış * P koduna sahip ürünler kırılınca camları dağılmaz. Açık armatürler ile kullanılabilir

62 Aydınlatmada Enerji Tasarrufu Yeni Proje HPL-N 250 W MASTER SON T PIA 250 W Civa Buharlı HPL-N 250 Sodyum Buharlı MASTER SON T PIA 250 W Lümen saat ömür Kelvin 51 Lm/W (verim) Lümen saat ömür Kelvin 128 Lm/W (verim) e %151 artış HPL-N 125 W için Son 70 W T Plus önermekteyiz Yeni sistem yatırımı gereklidir

63 Aydınlatmada Enerji Tasarrufu Yeni Proje : SON H 220 W MASTER SON T PIA 250 W Sodyum Buharlı SON H 220 W Sodyum Buharlı MASTER SON T PIA 250 W Lümen saat ömür Kelvin 90 Lm/W (verim) Lümen saat ömür Kelvin 128 Lm/W (verim) e %42 artış HPL-N 125 W için Son 70 W T Plus önermekteyiz Yeni sistem yatırımı gereklidir

64 Aydınlatma Pazarı Segmentasyonu İÇ AYDINLATMA İÇ AYDINLATMA OFİS OFİS & ENDÜSTRİ MAĞAZA & HORECA EV EV DIŞ DIŞ AYDINLATMA

65 Indoor Suspended mounted, Surface Mounted

66 Indoor Downlight

67 Indoor Aplik

68 Outdoor

69

70 Kaynaklar: - Philips Lighting - GE Lighting - Arlight - Internet

71 EK-2 LİTERATÜR ARAŞTIRMASI

72 T.C. GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ TASARIM VE İMALAT MÜH. OTOYOL AYDINLATMA ARMATÜRLERİ

73 Otoyol Aydınlatmasının Sebebi Yol aydınlatmasının amacı, geceleyin yolda güvenli, çabuk ve rahat hareket etmeyi mümkün kılmaktır. Bunun için iyi görme koşullarının sağlanması gerekir. Ancak iyi görme koşullarının sağlandığı bir yol aydınlatmasının kalitesinin iyi olduğu söylenebilir.

74 Yol aydınlatmasında büyük ölçüde yüksek ve alçak basınçlı cıva buharlı lambalar ve daha az sayıda da halojen-metal buharlı lambalar ve flüoresan lambalar kullanılır. Yaya trafiğinin olmadığı oto yollar ve ekspres yollar ışık rengi çiğ yumurta sarısı olan alçak basınçlı sodyum buharlı lambalarla aydınlatılırsa, daha büyük şekil duyarlığı, aynı parıltıda daha büyük aydınlık etkisi, daha hızlı görme, daha az psikolojik kamaşma elde edilir. Çevre yolları, şehir içi ana yollarda ışık rengi tatlı sarı olan yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalar, alış-veriş caddeleri ve diğer yollarda da sırasıyla ışık rengi mavimsi beyaz olan yüksek basınçlı cıva buharlı lambalarla halojen-metal buharlı lambalar ve flüoresan lambalar kullanılır.

75 Philips Armatür Yol Aydınlatması Çözümleri Malaga Tali yollar, yaya yolları ve endüstriyel alan aydınlatmaları için tasarlanmış sokak armatürleridir. Yüksenç basınç civa ve sodyum buharlı ampullerle kullanılabilirler. Teknik Özellikleri: - Balast / Besleme: Konvansiyonel balast - Reflektör: Aluminyum - Gövde: Gri, cam elyaf takviyeli polipropilen - Kapak: UV-dayanıklı polikarbonat - Montaj modülü: Döküm aluminyum - IP 65

76 Malaga II Şehir içi yollar, geniş cadde ve sokaklar için modern tarzda tasarlanmış, çok amaçlı yol aydınlatma armatürleridir. Yüksek işletme va bakım giderleri gerektirmez. Yeni geliştirilmiş tek parça reflektörü sayesinde mükemmle bir sonuç sağlar. Farklı güçte sodyum buharlı ampullerle kullanılabilir. Uygulama Alanları: - Şehir içi yollar - Geniş cadde ve sokaklar Teknik Özellikleri: - Balast / Besleme: Konvansiyonel balast - Reflektör: Tek parça aluminyum - Gövde: Gri, cam elyaf takviyeli polipropilen - Kapak: UV-dayanıklı polikarbonat - Montaj modülü: Döküm aluminyum - IP 65

77 Trafficvision Otoyollar ve anayollar için geliştirilmiş yeni TrafficVision armatürleri ergonomik tasarımı, yüksek performansları ve özel tasarımlı tek parça reflektörü ile geniş direk açıklıklarına olanak sağlar. Düşük bakım ve işletme giderleri nedeniyle profesyonel otoyol aydınlatmalarında tercih edilmektedir. Uygulama Alanları: - Otoyollar - Anayollar Teknik Özellikleri: - Balast / Besleme: Konvansiyonel balast - Reflektör: Yüksek performanslı tek parça reflektör (T-POT) - Ayarlanabilir optik (19 pozisyon) - Gövde: Class II - Polyester - Kapak: Düz cam veya şeffaf kapak - IP 66

78 İkizler Aydınlatma S3 250 / 400 S3 Serisi - Yol Aydınlatma Ürünleri Gövde : Cam elyaf takviyeli polyester (CTP) Reflektör : Eloksallı alüminyum Cam : Akrilik Conta : Kauçuk, hava boşluklu Kablo : 1,50 mm2 silikon Duy : Porselen (E-27, E-40) Balast : Civa buharlı, sodyum buharlı Kullanım Alanları: Sanayi bölgeleri, sokaklar, caddeler, otoyollar, köy ve kasaba yolları. S3 125 / 160

79 Baran Aydınlatma Gövde Armatürün üst kısmı ve elektriksel elemanların içinde bulunduğu kısım cam elyaşı polyesterden imal edilmiştir. Gövde içinde döndürülebilen profil conta vardır. Cam kapağı contasızdır ve bombeli veya düz PvCdan imal edilmiştir. Taşıyıcı bölümler ve direkt şanşları alüminyum dökümdür. Kapak ve diğer ekipmanların bulunduğu kısımlar çabucak açılabilmektedir. Üst yüzey: ışık grisi RAL Direkler ve direk bağlantıları: yukarı veya çıkıntılı ile yana montajı mümkündür: Yukarı 0, çıkıntılı 100. Işık Tekniği Reşektör sistemi: -Yüksek geri verime sahip, çok geniş açılı faset reşektör. -Tüp biçimli lambalarda optimum ışık geri verimi sağlanır. -Faset reşektörün yerinin değiştirilmesi durumunda ışık dağılımında değişme olur. Kamaşma sınırlaması: T-Lambalar: KB1 (perdelenmiş) E-Lambalar: KB2 (kısmen perdelenmiş) Cam kapak alternatişeri: Elektriksel elemanların bulunduğu bölüm PMMAdan imal edilmiştir. Isının önemli olduğu uygulamalarda örneğin, mekanik zorlamalar karşısında, PCdan imal edilmiş hazne kamaşmadan kaçınmak amacıyla cam elyaşa güçlendirilmiş gövdenin düz camlı uygulamaları mümkündür. Tavsiye Edilen Kullanım Alanları Cadde ve sokaklar, park alanları ve endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır. Optimum ışık noktası yüksekliği ST 50 için 4-8 metre, ST 100 için 7-12 metredir.

80

81

82

83

84

85

86 GE CONSUMER & INDUSTRIAL EURO; bu alandaki en son gelişmeleri ve teknolojik ilerlemeleri yansıtan yol aydınlatma armatürleri ailesidir. Optik yapısının yüksek koruma sınıfı (IP66) ve yerinde kolayca değiştirilebilen, ampul duyunun 28 farklı konuma ayarlanabilmesini sağlayan sistemi ile olası herhangi bir aydınlatma ihtiyacını karşılayabilen çok yönlü ve farklı bir armatür. Gövde pres döküm alüminyumdur, optik bölüm merceği, eğri saydam temperlenmiş camdan yapılmıştır. Uygulamalar Otoyollar, yüksek yoğunluklu trafik akışına sahip kent caddeleri, park ve genel amaçlı alanlarda kullanım için idealdir. Önerilen montaj yüksekliği: EURO-2 için 6-12m ve EURO-7 için 10-16m.

87 Teknik Özellikler 600W'a (EURO-7) ve 250W'a (EURO-2) kadar cıva buharlı ampuller, Yüksek basınçlı sodyum buharlı ampuller ve metal halide ampuller ile kullanılır. Korozyon önleyici astar ve 180 C de fırınlanmış polyester toz boyanın elektrostatik olarak püskürtüldüğü iki parçalı pres döküm alüminyum gövde Standart renk: RAL 7035 Gri. Gövde parçaları için farklı RAL renk seçenekleri ve RAL renkleri karışımları için danışınız. Faset alüminyum reflektör. Reflektör ve eğri saydam temperlenmiş cam arasında contaya sahip optik bölüm. Kolay değişim. Cam elyafı ile güçlendirilmiş, yüksek sıcaklıklara dayanıklı polyamid ampul duyu. Ampul duyu konumunun dikey ve yatay ayarı için basit donanım = Çoklu fotometrik dağılımlar. Aletsiz ampul değişimi. Ampul ve elektrik ünitesine aletsiz erişim için üstten açılma. Elektrik ünitesi çıkarılabilir bir plaka üzerinde alt gövdeye yerleştirilmiştir. Önceden montaj yerinin belirlenmesine gerek olmadan, direğe veya direk üstü uygulamalara kolayca monte edilerek uyum sağlar. Her iki montaj seçeneğinde 0, 5 & 10 eğim olanağı. Koruma sınıfı: optik bölüm IP66 ve balast bölmesi IP44. Balast bölmesi için IP64 seçeneği de mevcuttur. Yalıtım: Sınıf I. Sınıf II isteğe bağlı. Etkinlik alanı: EURO-7 için 0.10m² ve EURO-2 için 0.07m². Balast ile birlikte yaklaşık ağırlık: EURO-7 için 15-20kg ve EURO-2 için 10-15kg.

88 Yol Aydınlatması - ET-40 & ET-25 Tanım Bu armatür ailesinin benzersiz kalitesi, onu saran dış yüzeyinin üretiminde kullanılan malzemelerdene kaynaklanır. Enjeksiyon kalıplanmış ve UV dayanımlı, cam elyaf ile güçlendirilmiş termoplastik polimer, olağanüstü mekanik direnç ve kimyasal maddelere direnç sağlayan bir gövde ve kapak sunar. Uygulamalar Kent caddeleri, ana yollar, otoyollar, park yerleri ve genel amaçlı alanlar. Önerilen montaj yüksekliği: ET-25 için 6-9 m ve ET-40 için 9-12 m. Teknik Özellikler 400W'a(ET-40) ve 150W'a (ET-25) kadar cıva buharlı ampuller, yüksek basınçlı sodyum buharlı ampuller ve metal halide ampullerle kullanılır. Enjeksiyon kalıplanmış ve UV dayanımlı, cam elyaf ile güçlendirilmiş termoplastik gövde iki parçadır (gövde ve kapak). Her iki parçada öne menteşe ile takılmış, plastik ve paslanmaz çelik üç tespit yayı ile sabitlenmiştir. Renk: RAL 7035 Gri. Faset alüminyum reflektör. Ampul duyu konumunun dikey ve yatay ayarı için donanım = Çoklu fotometrik dağılımlar. Silikon lastik ve poliüretan köpük contalar. Alet gerektirmeyen ampul değişimi. Elektrik ünitesi, cam elyaf ile güçlendirilmiş polyamidden yapılan çıkarılabilir yalıtım plakasına monte edilmiştir. Kapak açıldığında otomatik olarak gücü kesen bir anahtarı içerir. Düz temperlenmiş cam mercek. - 5 y +15 arasında armatürün eğim açısını ayarlama olanağı olan faset alüminyum bir ek parça ile, mm çapındaki direk veya direk üstü montaj. Koruma sınıfı: IP65 optik bölüm ve IP65 balast bölmesi. Yalıtım: Sınıf II. Balast ile birlikte yaklaşık ağırlık: ET-25 için 5-8 kg ve ET-40 için 9-12 kg.

89 Tanım HMA, oldukça yüksek yerlere montaj için tasarlanmış olup; asimetrik veya dairesel simetrik ışık dağılımı sağlayan farklı reflektörler ihtiva eder. Armatür içerisinde dönen reflektörün yardımı ile sistem, asimetrik bir aydınlatma izi sağlamakla birlikte, değişken taç üzerindeki armatürlerin düzenli (simetrik) dağılımlarını sağlar. Uygulamalar Yol bağlantıları ve kavşaklar, park yerleri ve diğer geniş alanlar, meydanlar ve kavşaklar, özellikle tam kamaşma kontrolü gerektiren aydınlatma durumları. Önerilen montaj yüksekliği: 16-45m. Teknik Özellikler 1000W'a kadar yüksek basınçlı sodyum buharlı ampuller ve metal halide ampuller ile kullanılır. Armatür, RAL 7035 gri boyalı pres döküm alüminyum balast bölmesini ve simetrik fotometrik dağılımlar için kesme iç yapılı (CS) bükme alüminyum gövde/dış reflektörü barındırır. Asimetrik fotometrik çözümler için; ilave yönlendirilebilir iç reflektör, faset alüminyumdur (CA). Aktive edilmiş kömür filtre sistemi balast bölmesinde yer alır. Optik yapı; bir menteşe ve paslanmaz çelik mandallar ile dış reflektöre yerleştirilmiş, silikon conta ile koruma sınıfı yükseltilmiş, temperlenmiş kavisli cam merceği kapsar. Aletlere gerek olmadan ampul değişimi. Montaj 60 mm çapında bir boruya yatay yerleştirilerek yapılır. Koruma sınıfı: IP55 optik bölüm. Yalıtım: Sınıf I. Etkinlik alanı: 0.20m² Balast ile birlikte yaklaşık ağırlık: 23-27kg