경기장 투광등이 가벼우면 중력 하중과 설치 공수를 줄일 수 있습니다. 그러나 이것만으로는 기존 전봇대, 크로스암 또는 기초가 새로운 시스템을 안전하게 지탱할 수 있다는 것을 증명하지는 못합니다.
엔지니어링 참고 사항: 이 문서는 프로젝트 계획 가이드일 뿐, 구조 계산서는 아닙니다. 기둥 재사용, 풍하중, 기초 지지력 및 최종 설치 세부 사항은 해당 지역 건축 규정에 따라 자격을 갖춘 전문가가 반드시 확인해야 합니다.
LED 스포츠 조명 교체 공사를 진행할 때 가장 먼저 제기되는 질문 중 하나는 대개 다음과 같습니다: 새로운 조명 기구의 무게는 얼마인가요?
무게는 중요한 요소입니다. 무게는 취급, 리프팅, 크로스암 하중, 그리고 구조물이 견뎌야 하는 중력에 영향을 미칩니다. 하지만 스포츠 조명 기둥은 바람의 영향도 받습니다. 바람은 지면에서 높은 곳에 설치된 조명기, 브라켓, 드라이버 인클로저, 비저 및 기타 장비에 작용합니다. 이러한 힘은 크로스암과 기둥을 통해 기저부와 기초로 전달됩니다.
그렇기 때문에 투광조명을 단순히 킬로그램 단위로만 비교하면 잘못된 결론에 이를 수 있습니다. 올바른 평가에서는 다음 사항들을 고려해야 합니다. 중량, 유효 투영 면적, 설치 방향, 지레 팔, 장착된 전체 장비 및 기존 구조물의 상태를 종합적으로 고려해야 합니다.
1. 무게는 구조적 측면의 한 부분에 불과하다
무게주로 설치된 장비에 가해지는 하향 중력 하중을 설명합니다.EPA투영 면적과 공기역학적 효과를 통해 바람에 의한 하중을 나타냅니다.구조 모멘트이는 가해지는 힘과 평가 대상 지점으로부터의 거리에 따라 달라집니다. EPA투영 면적과 공기역학적 효과를 통해 바람에 의한 하중을 나타냅니다.구조 모멘트이는 가해지는 힘과 평가 대상 지점으로부터의 거리에 따라 달라집니다.
조명기구는 비교적 가벼울 수 있지만, 바람에 노출되는 면적이 더 넓은 넓은 형상을 가질 수도 있습니다. 또 다른 제품은 약간 무거울 수 있지만 더 콤팩트할 수도 있습니다. 나머지 구조적 정보가 없는 상태에서는 이러한 관찰만으로는 개조 공사를 승인하기에 충분하지 않습니다.
2. EPA란 무엇인가요?
EPA는 다음의 약자입니다. 유효 투영 면적. 실제 전주 선정 시에는 이 값이 전주에 설치된 장비에 가해지는 풍하중 입력값으로 사용됩니다. 이는 단순히 제품의 전체 너비와 높이를 곱한 값이 아닙니다.
EPA는 바람에 노출되는 예상 면적과 형상에 따른 공기역학적 계수를 반영합니다. 개방형 프레임, 밀폐형 박스, 깊은 방열판, 브래킷 및 차폐판은 외형 치수가 비슷해 보일지라도 서로 다른 거동을 보일 수 있습니다.
또한 EPA를 완전한 풍력 계산으로 간주해서는 안 된다는 점도 중요합니다. 최종 풍력은 여전히 적용 가능한 풍력 기준, 노출 조건, 높이, 방향 및 구조 설계 방법에 따라 달라집니다. ASCE 기준에 따른 전주 장착 장비의 계산에서는 투영 면적, 공기역학적 계수 및 현장 풍속 매개변수를 사용하여 힘과 모멘트를 결정하므로, 전주 제조업체들은 정의된 전주 구성 및 풍속 조건에 대해서만 허용 EPA 값을 공표합니다. citeturn312336search3turn312336search11turn312336search29
3. 균등 가중치 방식의 투광등이 서로 다른 풍하중을 발생시킬 수 있는 이유
무게가 각각 25kg인 두 개의 경기장 투광등을 생각해 보자. 하나는 뒤쪽 단면이 넓고 크고 깊은 외장 구조를 가지고 있다. 다른 하나는 더 콤팩트한 구조를 채택하고 있다. 두 투광등의 중력 하중은 비슷할 수 있지만, 바람에 노출되는 면적과 형태는 상당히 다를 수 있다.
다음과 같은 몇 가지 설계 요소가 바람에 의한 프로파일에 영향을 미칠 수 있습니다:
- 조명기구의 전체 너비, 높이 및 깊이;
- 개방형 또는 일체형 방열판 구조;
- 일체형 운전석;
- 외부 드라이버 박스;
- 바이저 및 산란광 차폐판;
- 장착 브라켓 및 조준 장치;
- 전체 조립체의 방향.
그렇다고 해서 특정 주택 유형이 무조건 더 안전하다는 의미는 아닙니다. 올바른 비교를 위해서는 해당 설치 방향과 완전히 조립된 상태에 대한 검증된 EPA 데이터를 활용해야 합니다.
4. 하중, EPA 및 굽힘 모멘트는 서로 대체할 수 없다
중력은 아래쪽으로 작용합니다. 바람의 힘은 주로 옆쪽으로 작용합니다. 크로스암, 전주, 받침판 및 기초에 미치는 결과적 영향은 이러한 힘이 가해지는 위치에 따라 달라집니다.
폴 중심선에서 더 멀리 떨어진 위치에 조명기구를 설치하면, 축에 더 가까이 설치된 동일한 조명기구보다 더 큰 모멘트가 발생할 수 있습니다. 따라서 더 긴 브라켓, 더 넓은 크로스암 또는 비대칭 장착 방식을 사용하면 조명기구 자체를 변경하지 않고도 구조적 하중을 바꿀 수 있습니다.
스포츠 조명 개조 시, 조명기구를 크로스암의 한쪽에만 설치하거나 서로 다른 방향으로 조명을 비추게 되면 비틀림 현상이 발생할 수도 있습니다. 이것이 바로 단일한 “최대 조명기구 중량” 수치만으로는 전체적인 구조적 문제를 설명할 수 없는 또 다른 이유입니다.
5. 조명 기구의 형태와 부속품이 중요한 이유
조명기 본체는 기둥 장착형 시스템의 일부에 불과합니다. 구조용 자재 명세서에는 공중에 설치되는 모든 구성 요소가 포함되어야 합니다:
- 조명 기구 및 장착 브라켓;
- 드라이버 및 드라이버 인클로저;
- 조준경, 방패 및 조준 장치;
- 정션 박스 및 케이블 지지대;
- 카메라, 스피커, 안테나 또는 점수 기록 장비;
- 유지보수 플랫폼 또는 기타 영구적인 부속품.
기존 크로스암의 공간이 제한적인 경우, 소형 모듈식 조명기구가 유용할 수 있으며, 모듈식 출력 옵션은 조명 설계에 맞춰 조명기구 수량을 조정할 때 더 큰 유연성을 제공할 수 있습니다. 이러한 맥락에서 ZC Lighting의 FL26과 같은 제품을 고려해 볼 수 있습니다. 최종 모듈 수, 브라켓, 드라이버 배치 및 부속품은 여전히 하나의 설치된 조립체로 평가되어야 합니다.
이 단어만 보고 EPA 수치가 낮다고 추측하지 마십시오. 컴팩트 단독으로 사용하십시오. 제안된 구성에 대해서는 제조업체에서 검증한 값을 사용하십시오.
6. 개조 공사에 전신주 전면 점검이 필요한 이유
기존 전등 기둥이 수년 동안 무거운 HID 투광등을 지탱해 왔을지 모르지만, 그렇다고 해서 그 기둥이 새로운 LED 조명 시스템에 적합하다는 것이 자동으로 입증되는 것은 아닙니다.
개조 작업으로 인해 다음 사항이 변경될 수 있습니다:
- 전주당 조명기구의 수;
- 크로스암 간격 및 편심도;
- 고정 장치의 기울기 및 방향;
- 드라이버 박스 위치;
- 전체 예상 면적;
- 질량 중심의 위치;
- 제어 박스 및 부속 장비.
기존의 철주, 용접부, 받침판, 앵커 볼트 및 기초 또한 부식, 균열, 변위 또는 과거의 개조로 인해 하중 지지 능력이 저하되었을 수 있습니다. 제안된 설치 계획 및 현재 적용되는 프로젝트 요구 사항에 비추어 원본 도면과 과거의 풍하중 등급을 검토해야 합니다.
보다 포괄적인 현장 조사 절차를 위해 이 기사를 기존의 ZC Lighting 가이드에 연결하세요: 스포츠 조명 기둥 개조: 기존 기둥을 재사용하기 전에 확인해야 할 사항.
7. 고정 장치의 기울기가 EPA에 영향을 미치나요?
이론적으로는 그렇습니다. 조명기구를 기울이거나 회전시키면 다양한 풍향에 노출되는 단면 형태가 달라집니다. 어떤 각도에서는 비교적 좁아 보이는 차폐판도 다른 각도에서는 더 넓은 표면을 드러낼 수 있습니다.
기준 방향이 항상 제품 도면에 표시된 정면 투영도인 것은 아닙니다. 다중 고정식 크로스암의 경우, 조준 방향이 다르면 바람의 방향에 따라 결합된 투영 단면이 달라질 수도 있습니다.
따라서 제조사는 EPA 값이 특정 방향, 최대 방향 또는 기타 정의된 시험/계산 조건 중 어느 것에 적용되는지 명확히 명시해야 합니다. 그래야 프로젝트 엔지니어들이 해당 데이터를 올바르게 활용할 수 있습니다.
8. 운전자의 위치가 적재 배치를 어떻게 변화시키는가
스포츠 조명용 드라이버는 조명기구에 내장되거나, 크로스암이나 전봇대에 별도로 장착되거나, 지면 근처에 설치될 수 있습니다.
통합 드라이버
이렇게 하면 독립형 조명기구가 만들어지지만, 드라이버의 질량과 외장이 조명기구 수준에 위치하게 됩니다. 전체 장치의 무게와 EPA 값을 사용해야 합니다.
폴 또는 크로스암에 장착된 드라이버
드라이버를 LED 헤드에서 분리하면 열 관리 및 유지보수 접근성에 변화가 생길 수 있지만, 인클로저는 여전히 기둥 장착 하중의 일부로 남아 있습니다.
지상형 원격 조종 장치
이를 통해 마스트 상단에 설치되는 일부 장비를 줄일 수 있으며, 운전자의 접근이 용이해질 수 있습니다. 또한 케이블 길이, 전압 강하, 서지 보호, 인클로저 보호, 회로 차단 및 제어 배선과 관련된 전기 설계상의 문제점도 제기됩니다.
FL26이나 FL09와 같은 플랫폼에서 사용할 수 있는 원격 드라이버 구성은 다양한 개조 전략을 지원할 수 있습니다. 선택 시에는 조명, 구조, 전기 및 유지보수 평가 결과를 바탕으로 결정해야 하며, ‘드라이버 위치가 한 곳인 것이 항상 더 낫다’는 식의 일률적인 규칙을 따르지 않아야 합니다.
9. 엔지니어들이 실제로 확인하는 사항
| 입력 | 그것이 중요한 이유 | 흔히 저지르는 실수 |
| 기둥 및 기초 상태 | 새로운 설비를 검토하기 전에 기존 손상 상태가 결정에 영향을 미칠 수 있습니다. | 나이나 외모만으로도 의사결정 능력을 입증할 수 있다고 가정할 때. |
| 현장 풍속 기준 | 풍속, 노출 조건, 지형 및 설계 기준은 설계 하중에 영향을 미칩니다. | 풍속 기준을 확인하지 않은 채 EPA 수치를 비교하는 것. |
| 전체 장비 일람표 | 모든 조명기구, 브라켓, 드라이버 및 부속품은 부하를 발생시킵니다. | LED 헤드만 확인합니다. |
| 장착 기하학적 구조 | 크로스암의 폭, 브라켓의 길이 및 방향은 모멘트와 비틀림에 영향을 미칩니다. | 설치 위치와 관계없이 고정 장치의 무게를 사용하는 것. |
| EPA 인증 | 장비에 대해 정의된 풍하중 입력을 제공합니다. | 제품 사진을 바탕으로 EPA 추정하기. |
| 광도 설계 | 최종 수량, 광학 성능 및 조준을 결정합니다. | 조명 배치 계획이 확정되기 전에 구조를 승인한다. |
10. 흔한 비교 오류
“새로운 LED는 더 가벼워서 기둥이 안전합니다.”
무게를 줄이는 것이 유리할 수는 있지만, 새로운 EPA, 방향, 수량 및 장착 형상으로 인해 구조적 부하가 여전히 증가할 수 있습니다.
“기존 HID 조명기구는 더 컸기 때문에, 새로운 LED 조명기구의 EPA 값은 더 낮을 것입니다.”
외형 치수만으로는 검증된 공기역학적 수치를 알 수 없습니다. 전체 조립품에 대한 문서화된 데이터를 비교해 보십시오.
“이 폴에는 허용 EPA가 지정되어 있으므로, 바로 사용할 수 있습니다.”
해당 정격과 관련된 풍속, 코드 기준, 전봇대 높이, 구성 및 상태를 확인하십시오. 전봇대 표는 조건에 따라 달라지며, 보편적인 기준이 아닙니다.
“그라운드 드라이버는 구조 해석에서 드라이버를 제외시킵니다.”
전봇대에서 실제로 제거된 장비만 전봇대 장착 장비 목록에서 제외됩니다. 전봇대에 장착된 캐비닛, 케이블 및 브라켓은 여전히 목록에 포함되어야 합니다.
자주 묻는 질문
EPA는 전방 면적과 같은 것인가요?
아닙니다. 정면 투영 면적은 기하학적 면적입니다. EPA는 물체의 형상과 관련된 공기역학적 효과를 반영합니다. 정확한 규약 및 보고된 방향은 데이터 제공자에게 확인해야 합니다.
경기장 조명이 더 밝을수록 항상 기둥에 가해지는 하중이 줄어들까요?
아닙니다. 일반적으로 중력 하중은 줄어들지만, 장치의 EPA가 더 크거나 폴에서 더 멀리 설치된 경우에는 풍력과 모멘트가 여전히 더 클 수 있습니다.
바이저나 스필라이트 쉴드를 사용하면 EPA를 높일 수 있습니까?
네. 쉴드는 투영 면적을 증가시키고 공기역학적 거동을 변화시킬 수 있습니다. 쉴드의 무게와 EPA 기여도는 최종 구성에 반영되어야 합니다.
조명 기구의 기울기가 풍하중에 영향을 미치나요?
가능합니다. 경사각과 회전각은 바람에 노출되는 표면을 변화시킵니다. 실제 설치 방향을 반영한 데이터를 사용하십시오.
드라이버 박스용 EPA는 별도로 추가해야 하나요?
네, 드라이버 인클로저가 별도로 장착되어 있고, 그 EPA 값이 이미 조명기구의 값에 포함되어 있지 않은 경우입니다.
여러 개의 설비별 에너지 성능 평가(EPA) 값을 단순히 더해도 될까요?
간단한 합산값을 초기 장비 총량으로 사용할 수는 있지만, 차폐, 간격, 방향 및 적용되는 구조 설계 방식에 따라 최종 평가 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 전주 공급업체와 구조 엔지니어의 요구 사항을 준수하십시오.
기존 전봇대의 원래 EPA 등급을 그대로 사용할 수 있나요?
정격 기준, 초기 구성, 현재 상태 및 적용 가능한 프로젝트 기준을 확인한 후에야 가능합니다. 부식, 개조 및 규정 변경은 결정에 영향을 미칠 수 있습니다.
EPA 인증만으로도 스포츠 조명 개조를 승인하기에 충분한가?
아닙니다. EPA는 여러 고려 사항 중 하나일 뿐입니다. 기둥 상태, 기초, 풍력 기준, 중량, 형상, 전체 장비, 구조 모멘트 및 조명 설계를 종합적으로 평가해야 합니다.
전봇대 재사용은 누가 승인해야 할까요?
해당 지역의 관련 규정 및 실제 현장 정보를 잘 파악하고 있는 자격을 갖춘 구조 전문가.
결론
경기장 조명탑을 단순히 무게만으로 비교해서는 안 됩니다.
중량은 중력 하중과 설치에 영향을 미칩니다. EPA는 바람과 관련된 장비 하중을 설명하는 데 도움을 줍니다. 구조적 모멘트는 힘, 장착 위치 및 전체 폴 시스템에 따라 달라집니다. 이러한 요소들은 어느 하나도 개별적으로 검토해서는 안 됩니다.
신뢰할 수 있는 개조 공정을 통해 광도학적 배치를 최종 확정하고, 전봇대에 설치된 모든 구성 요소를 문서화하며, 검증된 제품 하중 데이터를 확보하고, 해당 현장 기준에 따라 기존 전봇대, 가로대 및 기초를 평가합니다.
기술 자료
구조 설계는 관련 규범과 프로젝트별 계산 결과를 준수해야 합니다. 이 기사에서 참고한 배경 자료로는 ASCE/SEI 7의 풍하중 규정, ASCE 풍하중 계산 절차를 전등주 및 조명 기구에 적용한 공공 가로등주 구조 계산 사례, 그리고 풍하중 기준, 전등주 구성 및 허용 EPA 간의 관계를 설명하는 Acuity Brands의 전등주 규격 선정 지침 등이 있습니다.
기존 전주를 활용한 스포츠 조명 개조를 계획하고 계신가요?
ZC Lighting에 현장 치수, 전봇대 높이 및 좌표, 크로스암 사진, 기존 조명 기구 배치도, 프로젝트 위치 및 목표 조도 수준을 보내주십시오. 당사는 후속 구조 검토를 위한 예비 조명 기구 구성 및 광도 설계를 지원해 드릴 수 있습니다.
