Эскалаторные светильники: убрать нельзя модернизировать
Пока на станции «Площадь Ленина» не принялись менять светильники и в северном наклонном ходе, самое время подумать о том, так ли уж невозможно сохранить аутентичные балюстрадные светильники, модернизировав их под современные требования? Если не на Площади Ленина, то хотя бы на других станциях, имеющих оригинальное балюстрадное освещение, которое всё еще можно спасти.
Итак, в чем собственно проблема? Метрополитен меняет светильники на балюстрадах эскалаторов на унифицированные торшеры ТС-1 компании «Кандела». Любые светильники, неважно, установлены они были в ранних 70-х или всего несколько лет назад. Планомерно, поголовно, тотально. Политехническая, Владимирская, Крестовский остров, Озерки, Проспект Просвещения, Обводный канал, Спортивная, Улица Дыбенко и так далее и так далее…
Судя по ценам на один светильник, полная замена по всему метро обойдется в сумму порядка 200-250 млн. руб. Почему же метрополитен вдруг пошел на такие траты?
Метрополитен называет причину: плохая освещенность эскалаторов, повышенный травматизм. В то же время есть сведения о том, что освещенность эскалаторных тоннелей не соответствует требованиям каких-то очередных новых СанПиН, за что метрополитен наказывают. Выглядит это, конечно, несколько странно. Получается, эскалаторы недостаточно освещены и на станции Площадь Ленина 1958 года, и на каком-нибудь Обводном канале, открытом в 2010 году. Неужели с 2010 года так радикально возросли требования по освещенности, что на Обводном надо было все кардинально менять? Как же мы до этого десятилетиями жили-то, в эдаких потемках?
Далее во всех материалах по теме неявно утверждается, что только современные сверхъяркие светодиоды обеспечивают требуемую освещенность. И те самые пресловутые торшеры ТС-1 как раз адаптированы под установку светодиодов. А старые светильники со светодиодами уживаются плохо. Из разъяснений самого метро:
Деревянные торшеры, которые разрабатывались ещё до открытия «Площади Ленина» в 1958 году, устарели не только морально, но и физически. Для повышения освещенности наклонного хода их заменяют современные со светодиодными филаментными лампами.
В торшерах старого образца эти лампы очень быстро перегорали из-за слабого теплоотвода. Более того, возникали очень серьёзные пожарные риски. Специалисты метрополитена смогли разработать и внедрить улучшенные торшеры ТС-1, конструкция которых, из-за чётко продуманной системы теплоотвода, исключает риск возгорания и значительно продлевает срок службы светодиодных ламп.
Итак, отсюда следует, что светодиодные лампы в балюстрадных светильниках, в том числе и в светильниках 50-х годов, как на Площади Ленина, вполне себе применяются. Вот только перегорают чаще, чем положено. По причине перегрева.
Здесь надо разобраться. Светодиоды справедливо славятся долгим сроком службы и малым энергопотреблением. При том же световом потоке, светодиодная лампа потребляют из электросети мощность в 7-9 раз меньшую, чем лампа накаливания. Кроме того, и КПД светодиодов выше (25% против 5% у ламп накаливания). То есть, мало того, что светодиодная лампа потребляет в 7-9 раз меньше, так еще и только 75% этой потребленной энергии идет в тепло (а не 95%, как у лампы накаливания). Класс! В нашем случае это означает, что даже установка более ярких светодиодов в аутентичные светильники на той же Площади Ленина приведет к существенному уменьшению нагрева этих самых светильников относительно номинального уровня, который в 50-х годах, понятно, рассчитывался под лампы накаливания.
Откуда тогда проблема перегрева, о которой говорит метрополитен? Все дело в том, что светимость и срок жизни светодиода сильно зависят от его температуры. Да, светодиод генерирует гораздо меньше тепла, по сравнению с нитью накала, но даже это тепло, если его от светодиода не отводить, существенно сокращает его срок службы, а также уменьшает его яркость. Подробнее об этом эффекте можно почитать, например, в этой статье. Приведу для наглядности картинку оттуда:
Как видно, при повышении температуры светодиода с 85 градусов (зеленый пунктир) до 105 градусов (красный пунктир), срок его службы снижается с 200 000 часов до 65 000 часов. Сами понимаете, метрополитен не очень греет идея менять светодиодные лампы в три раза чаще!
Вот так и получается, что раньше светильнику было достаточно просто не портиться от тепла вкрученной в него лампы, а теперь светильник должен обеспечивать лампе теплоотвод для продления ее срока службы. Поэтому-то метрополитен заинтересован в установке новых светильников, конструкция которых рассчитана на работу именно со светодиодами. И, надо сказать, торшер ТС-1 выглядит именно таким. Под плафоном, который полностью повторяет форму оригинальных плафонов (за что создателям светильника однозначно плюс), расположена ребристая конструкция, очень напоминающая приличных размеров радиатор.
Воздух свободно проходит между горизонтальными пластинами, достаточно эффективно их охлаждая. Если на таком радиаторе, сверху, расположить светодиодную матрицу, обеспечив прижатие светодиодов к радиатору (да еще и через термопасту), то эффективность отвода тепла от светодиодов будет весьма высокой. Такая масса металла, да еще обдуваемая воздухом на большой площади (между ребер), способна поглотить и рассеять много тепла. Небольшое утолщение центральной стойки как раз под верхним ребром тоже намекает на наличие сверху стойки металлической площадки, достаточно широкой, чтобы расположить на ней светодиодную матрицу. Тогда тепло светодиодов будет передаваться на эту площадку, а далее по центральной стойке сверху-вниз распределяться между ребрами.
Для наглядности я проиллюстрировал эту предполагаемую конструкцию:
Специально оговорюсь, что никаких достоверных сведений о реальном устройстве ТС-1, не говоря уж о документах, у меня, понятно, нет. Остается только предполагать, исходя из внешнего вида и логики. Так что изображение выше — плод мозгового штурма, мой и моих друзей. Но выглядит логично, согласитесь.
По фото разобранных аутентичных факелов, опубликованному на официальной странице метро, можно заключить, что их конструкция схожа:
Плафон лежит на площадке вверху эдакой «воронки», которая «вырастает» из центральной стойки. По наружной стороне «воронка» украшена декоративным лиственным орнаментом, а внутри нее свободное пространство, в котором располагается электрическая начинка светильника (на фото на самом левом светильнике внутри «воронки» как раз видны остатки этой начинки). Всего и разницы, что у ТС-1 вместо воронки — радиатор.
Напрашивается вопрос — насколько миниатюрным можно сделать радиатор, чтобы он обеспечивал охлаждение не сильно хуже, чем сейчас обеспечивает предполагаемый радиатор ТС-1? Я еще не дошел до того, чтобы бегать по эскалатору с пирометром (могут неправильно понять:), но на ощупь радиатор ТС-1 достаточно холодный. Заметный нагрев ощутим только на площадке под плафоном, да может быть на первом от плафона ребре. Из этого можно сделать очень вольный, но выглядящий довольно достоверным вывод, что нижние ребра несут скорее декоративную функцию, чем реально влияют на отвод тепла от светодиодов. Очень грубая иллюстрация предполагаемого распределения нагрева:
А что же с оригинальными историческими светильниками? Неужели их век прошел и они объективно должны уступить свое место вездесущим ТС-1? Уверен, что нет. Задача понятна: модернизировать аутентичный светильник для установки светодиодной матрицы и эффективного отвода тепла от нее. Поскольку плафон у старых светильников и у ТС-1 одинаков, одно решение прямо таки напрашивается.
…Если внимательно присмотреться к светильникам-факелам, можно заметить, что декоративные листья не составляют единое целое с той самой «воронкой», на котором укреплен плафон.
Поэтому решение очевидно — отделить «воронку» от декоративных листьев, вынуть со всей электрической начинкой (которая больше не понадобиться) и вставить на ее место, прямо внутрь лиственного декора, радиатор от ТС-1 вместе со светодиодной матрицей, соответствующим образом подогнав его под размеры исторического светильника. Вуаля:
Внешний облик практически не меняется, а кроме того, что очень важно, сохраняется аура подлинности, ведь все аутентичные детали (за исключением сугубо технической «воронки») остаются на своих местах. При этом первые, самые важные ребра радиатора, на которые приходится максимальный теплоотвод, свободно обдуваются воздухом- эффективность охлаждения сохранена почти в полном объеме.
На рисунках выше радиатор оставлен серо-зеленым для наглядности. Понятно, что его цвет должен будет соответствовать цвету декора — старой бронзе.
Остается еще один пункт, по которому метрополитен высказывал претензии в адрес старых светильников: наличие деревянных деталей. Честно говоря, я не вижу, чтобы какие-либо детали «факела», за исключением подставочки под основанием, были выполнены из дерева. В любом случае, их не трудно будет заменить на подобранный по цвету негорючий материал. Скорее всего, так и было сделано на тех станциях, где факелы пережили капремонт наклонного хода («Горьковская», «Петроградская», «Пушкинская»). Вот фото факела с Пушкинской. Где здесь дерево?
«Кто хочет делать — ищет возможности, кто не хочет делать — ищет отговорки» — этим общеизвестным тезисом исчерпывающе описывается ситуация с якобы невозможностью приспособления аутентичных светильников к современным требованиям. Описанный выше вариант наверное самый тривиальный, но вполне рабочий. Наверняка профессионалы в области освещения придумают множество гораздо более простых/эффективных/экономичных/технологичных/… способов. Главное, чтобы тем или иным образом аутентичные светильники были сохранены, и мы не лишились в очередной (увы) раз очень важного элемента нашей с вами истории, нашей, петербургской идентичности. Почему это важно я писал тут.