פנס רחוב

פנס רחוב הוא גוף תאורה המיועד לתאורת חוץ, בדרך כלל במרחב הציבורי ולאורך דרכים ואשר מופעל בעת חשיכה וראות לקויה. ערך מורחב – גוף תאורה פנסי רחוב הם, כאמור, סוג של גופי תאורה, וככאלה הם בנויים בהתאם לכל העקרונות המנחים בבניית גוף תאורה רגיל. מעבר לאלו, למבנה של פנסי רחוב תכונות שנובעות מתפקידם וצורת התקנתם: הגנה בפני חדירת מים וחרקים: מכיוון שעל פי רוב מותקנים פנסי רחוב תחת כיפת השמיים הם חשופים לתנאי הסביבה, ובפרט למשקעים הנובעים מגשם, לחות ושלג, ולחדירת חרקים מעופפים הנמשכים למקור האור. על מנת שלא להפגע מאלה רמת האטימות של פנסי רחוב היא IP65. תנאי סביבה נוסף ייחודי לפנסי רחוב הוא חשיפה ממושכת לקרינת שמש ולטמפרטורה גבוהה. פנסי רחוב בנויים מחומרים עמידים לקרינת השמש הישירה, ומכילים ציוד שמסוגל להמצא בטמפרטורות גבוהות לאורך זמן מבלי להנזק. פיזור אור ייחודי המותאם לשימוש לו מיועד פנס הרחוב (ראו להלן). פיזור האור בפנסי רחוב בהם מקור האור הוא נורה בודדת מושג באמצעות רפלקטור - משטח מתכתי מרוקע ומלוטש באופן שיחזיר את האור הנפלט מהנורה בכיוונים הרצויים. בפנסי רחוב בהם מקור האור הוא דיודות פולטות אור מותקנות הדיודות עצמן באופן שיפזר את האור לכיוונים הרצויים. לפנס שנועד לתאורת כבישים תהיה אלומת אור סגלגלה, כשחלקה הארוך מקביל לכביש וחלקה הצר ניצב לו. לפנס שנועד להארת שטחים גדולים ככיכרות תהיה אלומת אור סימטרית בצורת מעגל. מקור האור: יכול להיות נורת ליבון, נורה פלואורסצנטית, נורת כספית, נורת נתרן, נורת מתכת הליד או דיודות פולטות אור (LED). עוצמת אור: פנסי רחוב מיועדים על פי רוב להארת שטחים נרחבים. על מנת להשיג פיזור אור על שטח גדול, מותקנים הפנסים בגובה רב, דבר שמפחית משמעותית את עוצמת האור הפוגע בקרקע. על מנת שעצמת האור תהיה יעילה מותקנים בפנסים מקורות אור בעלי הספק חשמלי גדול מאוד. כתוצאה מכך, פנסי רחוב צריכים לפזר חום רב (המופק ממקור האור) וגודלם הפיזי גדול יחסית לגופי תאורה אחרים. קיימים פנסי רחוב הכוללים חיישן אור, הגורם לפנס להידלק או להכבות בתלות בעוצמת האור סביבו, בדרך כלל מכוון על 4 לוקס. ברוב העולם, הדלקת הפנסים היא מרכזית, על ידי חיישן אור, טיימר, או שעון אסטרונומי. פנסי רחוב המיועדים לתאורת כבישים נחלקים לשני טיפוסים: Semi cut-off - פנסים אשר חלק משטף האור המופק מהם פונה כלפי מעלה. יתרונם של פנסים אלו הוא שהם מאירים שטח נרחב ואף קירות של בתים המצויים בקרבתם. חסרונם הוא בכך שהם מסנוורים ותורמים תרומה משמעותית לזיהום אור. פנסים אלה ניתן להתקין בגובה נמוך יחסית ולהסתפק בכמות מצומצמת על מנת להאיר בצורה טובה את סביבתם. פנסים אלו נפוצים באזורים עירוניים בעיקר. Cut-off - פנסים אשר כל שטף האור המופק מהם פונה כלפי מטה. פנסים אלה מאירים שטח מצומצם, ואינם מסנוורים. פנסים אלה משמשים בעיקר להארת כבישים בין עירוניים, כאשר התקנתם נעשית בזווית קטנה הפונה מכיוון הנסיעה והלאה על מנת למנוע סינוור נהגים. כאמור, הדרך היעילה ביותר להאיר שטחים נרחבים באמצעות פנסי רחוב היא התקנתם גבוה ככל האפשר. לשם כך קיימות מספר שיטות: התקנה על עמוד תאורה: עמודי תאורה קיימים בגבהים של בין 2.5 ל-25 מטר, כשהאחרונים משמשים בעיקר להארת מחלפים. על עמוד ניתן להתקין פנס בודד או מספר פנסים. ככל שעמוד גבוה יותר, יגדל מספר הפנסים שיותקנו עליו. מכיוון שלא ניתן להתקין עמודי תאורה על תוואי הדרך, בדרכים רחבות במיוחד ניתן לקרב את הפנס למרכז הדרך באמצעות זרוע או לתלות אותם על כבל, ובכך לייעל את התאורה. התקנה על עמוד של שירות אחר, כגון עמוד חשמל או טלפון. התקנה כזו תיעשה לרוב על ידי זרוע, והיא מקובלת בעיקר בתוך יישובים בהם קיימת תשתית עילית לשירותים אלה. ככל שמתפשטת העתקת תשתיות עיליות לתת הקרקע, הולך ומתמעט השימוש בשיטה זו. את שיטת התקנה זו ניתן לראות מלבד בישראל, בעיקר בארצות הברית וקנדה. התקנה תלויה: התקנת הפנסים על כבלים המחוברים למבנים משני צידי רחוב. שיטה זו ישימה במקומות בהם הרחובות צרים יחסית, ונפוצה במיוחד במרכזי ערים עתיקות. בגרמניה צורת התקנה זו נפוצה מאוד גם בכבישים מהירים, כאשר הפנסים מותקנים בין שני עמודים. התקנה ישירות על קיר של מבנה באמצעות זרוע: שיטה זו מקובלת במקומות בהם הרחובות צרים במיוחד, כסימטאות של עיר עתיקה. התקנה בתחתית של תקרה: שיטה זו אפשרית במעברים מקורים, במנהרות ומתחת לגשרים. לכל שיטת התקנה יתרונות, חסרונות ועלויות שונות. שיטת ההתקנה היא תוצאה של תנאי הסביבה בהם יותקנו הפנסים: בכביש מהיר בו הנתיבים מופרדים ברצועה צרה, השיטה היעילה ביותר היא להתקין מערכת תאורה על עמודים גבוהים ברצועת ההפרדה, עם שני פנסים על כל עמוד, כך שכל פנס מאיר נתיב נגדי. שיטה זו אינה יעילה כשהנתיבים מופרדים על ידי רצועה רחבה מאוד, וכמובן שבלתי אפשרית ברחוב צר עד כדי כך שאין בו מדרכות. בדרך כלל, יותקנו פנסים בגובה הגבוה ביותר האפשרי בהתחשב בתנאי הסביבה ובניתוח עלות-תועלת. התקן האירופאי EN-13201 מגדיר שלושה סוגי שימושים עיקריים לתאורת רחוב: דרכים בהן נעים כלי רכב ממונעים במהירות בינונית עד גבוהה. אזורי מפגש בין תנועת רכב ממונע לתנועה לא ממונעת (כהולכי רגל או אופניים): צמתים, ככרות, קרבת מרכזי קניות ובילוי וכדומה. אזורים בשימוש תנועה לא ממונעת בלבד. בנוסף, מתייחס התקן לאזורים בהם נדרשת תאורה מיוחדת לזיהוי אנשים וחפצים ולמניעת פשיעה. יתרונם העיקרי של פנסי הרחוב הוא במניעת תאונות דרכים ובהגברת הבטיחות. מחקרים הראו כי מספר התאונות הקטלניות ברחובות חשוכים גדול יותר, במיוחד תאונות בהן מעורבים הולכי רגל. פנסי רחוב מפחיתים במידה ניכרת את אחוז תאונות הדרכים שבהן מעורבים הולכי רגל. בנוסף, תאורת רחובות יעילה מפחיתה פשיעה. חסרון של פנסי הרחוב הוא זיהום אור. סוגים שונים של פנסי רחוב גורמים זיהום אור במידות משתנות. המעבר לתאורת נתרן ומתכת הליד, הוביל לזיהום אור, כתוצאה מעוצמת האור הגבוהה שלהן על פני נורות כספית, ליבון, ופלואורסצנט. פנסי הרחוב הקדומים ביותר הונהגו בתרבות היוונית והרומית, שם הותקנו למטרות ביטחון, כדי שההלך לא יפול על מכשול בדרכו וכדי להרתיע שודדים. באותן תקופות היו בשימוש בעיקר פנסי שמן, כיוון שבערו בלהבה יציבה ולאורך זמן. בתרבות רומא היה עבד בית בתפקיד "לטרנריוס" (laternarius) עליו הוטל להדליק את פנסי הרחוב לפני אחוזת אדוניו. בתפקיד זה המשיך באופן מסורתי להחזיק אחד ממשרתי הבית עד לימי הביניים. באותה תקופה היה ברחוב אף "נער חוליות" (מלשון 'חוליה' בשרשרת) שתפקידו היה ללוות אנשים בלילה מנקודה אחת לאחרת, ברחובות ערי ימי הביניים, שתאורתם הייתה דלה. לפני עידן הנורות החשמליות, הוארו רחובות ערים מודרניות בפנסי גז. פנסי הגז הראשונים הצריכו מדליק פנסים שהיה עובר ברחובות העיר לעת ערב ומדליק כל פנס בנפרד. במערכות תאורה מאוחרות יותר הוכנסו מציתים שהופעלו אוטומטית כאשר החלה זרימת גז בפנס. מערכות הפנסים המוקדמות ביותר מסוג זה הותקנו ככל הנראה בקורדובה שבספרד, בשנת 1000 לספירה לערך. מערכות פנסי רחוב בעלי מראה מודרני יותר, אשר פעלו על דלק קרוסין הותקנו בעיר לבוב, אז חלק מן האימפריה האוסטרו-הונגרית, בשנת 1853. תאורת הרחוב החשמלית הראשונה הייתה באמצעות מנורת קשת הפחם(אנ'), שניצל את עקרון הקשת החשמלית, תחילה היו אלה "נרות יבלוצ'קוב", אשר הומצאו על ידי הרוסי פאבל יבלוצ'קוב בשנת 1875. היה זה פנס קשת פחמן שניצל זרם חילופין, דבר שהבטיח כי שתי האלקטרודות יתכלו בקצב שווה. פנסיו של יבלוצ'קוב הותקנו לראשונה כדי להאיר את חנות הכלבו Grand Magasins du Louvre בפריז, שם הותקנו 80 מהם (בזכות זה זכתה פריז לכינוייה "עיר האורות"). זמן קצר אחר כך פותחו פנסי רחוב נוספים על עקרון הקשת החשמלית, בלונדון הותקנו פנסי רחוב ראשונים ברציף התמזה. טימישוארה שברומניה הייתה העיר הראשונה באירופה היבשתית (פרט לבריטניה) שהוארה ב-12 בנובמבר 1884 בתאורת חשמל על ידי 731 פנסי רחוב. ערים גדולות נוספות אימצו את תאורת הרחוב החשמלית בפנסי קשת, ובשנת 1890 כבר הותקנו למעלה מ-130,000 פנסי רחוב ברחובות ערים בארצות הברית, חלקם הותקנו על עמודים גבוהים במיוחד (לעיתים אף 50 מטר גובה) אשר כונו "מגדלי אור ירח" (moonlight towers). קימברלי, בדרום אפריקה, הייתה העיר הראשונה ביבשת אפריקה שבה הותקנה תאורת רחוב חשמלית שהחלה לפעול ב-1 בספטמבר 1882. באמריקה הלטינית הותקנה לראשונה תאורת רחוב חשמלית בסן חוזה, קוסטה ריקה, ב-9 באוגוסט 1884. לפנסי רחוב בהם מנורת קשת היו שני חסרונות בולטים, האחד, האור הבוקע מהן הוא עז ומסנוור, דבר המועיל לשטחי עבודה, כגון רציפי נמל, אולם גורם חוסר נוחות להולכים ברחוב. השני, פנסים מסוג זה דורשים תחזוקה רבה כיוון שאלקטרודות הפחמן מתכלות במהירות. עם פיתוח נורות להט בשלהי המאה ה-19 הפסיק השימוש במנורות קשת לצורך תאורת רחוב, אף שהשימוש בפנסים מסוג זה המשיך שנים אחר כך לשימוש תעשייתי וכן לשימוש צבאי (זרקורים) ובמיוחד בתעשיית הקולנוע. נורות להט המשיכו להיות אמצעי התאורה העיקרי בפנסי רחוב עד לעליית השימוש בנורות פריקה. פנסים אלה הופעלו בדרך כלל במתח גבוה בחיבור טורי. השימוש בחיבור הטורי היה רב יותר מכיוון שמתח גבוה במעגלים אלה הפיק יותר אור לכל ואט צריכה. בנוסף, עוד בטרם החל השימוש בחיישני אור, ניתן היה להדליק במתג בודד את כל התאורה באזור שלם. כדי למנוע את האפשרות שאזור שלם יוחשך אם נורה אחת "תישרף", בכל פנס רחוב היה מתקן שהבטיח כי המעגל החשמלי לא יקטע. כל סדרת פנסי רחוב צוידה בשנאי בידוד, שאיפשרה לזרם להמשיך ולעבור דרך השנאי בין אם הנורה עבדה או התקלקלה. מאוחר יותר הומצא למטרה זו "גישור סרט", דיסקת קטנה של סרט, בעל מוליכות נמוכה, אשר הייתה מונחת בין שני המגעים שהובילו לנורה. אם הנורה התקלקלה מסיבה כלשהי ונוצר מעגל פתוח, הזרם הפך לאפס והמתח במעגל (של אלפי וולט) היה על סרט הגישור וחדר אותו (ראו חוק אוהם). בדרך זו ניתן היה "לעקוף" פנס רחוב שהתקלקל, ושאר הפנסים התקינים המשיכו לפעול. במעגל החשמלי של התאורה הותקן וסת מתח אוטומטי אשר מנע עליית מתח במעגל כאשר פנסים התקלקלו, ובכך ניתן להגן על אורך החיים של הנורות התקינות. מערכות אלה היו מוכרות בזכות מבודד חרסינה גדול שהפריד בין הפנס לבין הזרוע שעליו הותקן, דבר שהיה חיוני כיוון שהמגעים בבסיס הפנס היו במתח של אלפי וולט.[דרושה הבהרה] בפנסי הרחוב בתחילת המאה ה-21 מורכבות בדרך כלל נורות פריקה רבות עוצמה, בדרך כלל נורות נתרן בלחץ גבוה. נצילותן של נורות אלה גבוהה (90–130 לומן לוואט), אורך החיים עד 20,000 שעות וגוון האור שהן פולטות צהבהב. אולם חישובי העקומה הסקוטופית/פוטופית הראו כי תאורת נורות נתרן בלחץ גבוה אינן מתאימות לתאורת לילה. הודגם כי תאורת אור לבן מכפילה את הראיה ההיקפית (peripheral vision) של הנהג ומקצרת את זמן התגובה ב-25% לפחות לעומת תאורה צהבהבה. מחקר שהשווה בין נורות נתרן בלחץ גבוה לבין נורות מתכת הליד, הראה כי ברמה שווה של העקומה הפוטופית, מראה הרחוב המואר בנורת מתכת הליד נראה בהיר יותר ובטוח יותר מאשר אותו מקום בתאורת נתרן בלחץ גבוה. נעמה ריבה, להפנות זרקור אל בעיות התאורה במרחב הציבורי, באתר הארץ, 1 בינואר 2017 Elvik R., Meta-analysis of evaluations of public lighting as accident countermeasure. Transportation Research Record 1485, TRB, National Research Council, Washington, D.C., pp. 112-123. Rea, M. S., J. D. Bullough and Y. Akashi, Several views of metal halide and high pressure sodium lighting for outdoor applications. Lighting Research and Technology 2009;4(4):297–320.