Преимущества использования фотолюминесцентных материалов в маркировке безопасности освещения аэропорта

Безопасность аэропортов является важнейшим аспектом авиации, обеспечивающим безопасное перемещение пассажиров, экипажа и наземного персонала в сложных условиях. Одной из инновационных технологий повышения безопасности аэропортов является использование фотолюминесцентных материалов в светоотражающих маркировках. Эти материалы поглощают свет в течение дня и излучают свечение в условиях низкой освещенности или отключения электроэнергии, обеспечивая непрерывную видимость без использования электроэнергии. Поскольку аэропорты во всем мире стремятся повысить эксплуатационную устойчивость и снизить затраты на энергию, фотолюминесцентные решения перешли от нишевых аварийных приложений к неотъемлемым компонентам комплексных стратегий безопасности.

Глобальная авиационная промышленность давно признала важность четкого, надежного визуального руководства на аэродромах. Традиционные активные системы освещения, такие как лампы накаливания или светодиодные огни на передней панели взлетно-посадочной полосы, хорошо работают в нормальных условиях, но уязвимы для сбоев питания, выгорания лампы и повреждения сложной проводки. Фотолюминесцентная маркировка предлагает пассивное, но высокоэффективное резервное копирование, которое никогда не становится темным. Они теперь указаны в международных стандартах для аварийных вывесок в аэропортах и все чаще используются в зданиях терминалов, ангарах и открытых зонах пандуса.

В этой статье рассматриваются научные основы фотолюминесцентных материалов, их ключевые преимущества перед обычным освещением, конкретные применения в аэропортах, нормативные соображения и новые тенденции, которые будут определять их будущее использование.

Что такое фотолюминесцентные материалы?

Фотолюминесцентные материалы, широко известные как светящиеся в темноте вещества, содержат фосфоресцирующие соединения, которые хранят энергию при воздействии света, а затем медленно высвобождают эту накопленную энергию в виде видимого света в течение длительного периода. В отличие от флуоресцентных красок, которые прекращают светиться сразу после удаления источника света, фотолюминесцентные материалы продолжают излучать свет в течение многих часов; часто до 8-12 часов; что делает их идеальными для приложений безопасности, где темнота может сохраняться.

Наиболее часто используемый фосфор в современных фотолюминесцентных продуктах — это стронций-алюминат, легированный европием и диспрозием. Этот материал нетоксичен, химически стабилен и гораздо ярче и долговечнее, чем более старые сульфидные цинковые композиции. При воздействии естественного солнечного света, флуоресцентного освещения над головой или даже светодиодных потолочных светильников стронций-алюминат поглощает фотоны и возбуждает электроны в более высокое энергетическое состояние. По мере того, как электроны медленно расслабляются обратно в свое основное состояние, они высвобождают фотоны в видимом спектре — обычно зелено-желтый цвет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен в условиях низкой освещенности.

Производительность фотолюминесцентного материала измеряется начальной яркостью (светимость измеряется в милликанделях на квадратный метр) и продолжительностью послесвечения. Высококачественные продукты, используемые в аэропортах, могут поддерживать видимость выше рекомендуемого минимума 3 мкд / м2; в течение не менее 90 минут после потери мощности, значительно превышающей типичные требования к аварийной эвакуации. Материалы не требуют батарей, проводки и технического обслуживания за пределами периодической очистки и подзарядки от источников окружающего света.

Важно отличать фотолюминесценцию от других световых технологий. Электролюминесцентные панели требуют непрерывной электрической мощности. Продукты полулюминесцентного (светильного) излучения обеспечивают конечное, неперезаряжаемое свечение. Автоматически перезаряжаются только фотолюминесцентные материалы при наличии света, предлагая неограниченные циклы без замены компонентов.

Преимущества использования фотолюминесцентных знаков безопасности в аэропортах

Фотолюминесцентная маркировка обеспечивает уникальное сочетание безопасности, стоимости и эксплуатационных преимуществ, которые делают ее особенно хорошо подходящей для условий аэропорта. Ниже мы подробно рассмотрим каждое преимущество.

Улучшенная видимость в неблагоприятных условиях

Фотолюминесцентные маркировки хорошо видны в полной темноте, густом тумане, сильном дыме или пыли; условия, которые могут резко снизить эффективность обычных огней. В отличие от электрических огней, которые создают блики или могут быть затемнены дымовыми шлейфами, фотолюминесцентные поверхности излучают диффузное, небликовое свечение, которое равномерно видно с широких углов. Это свойство особенно ценно во время пожарной эвакуации внутри зданий терминала, где дым часто заполняет верхнее воздушное пространство и делает потолочные аварийные огни трудно видимыми. Напольные фотолюминесцентные дорожные разметки и выходные знаки остаются четко видимыми, потому что свечение излучается непосредственно с поверхности, а не проецируется через дым.

Кроме того, человеческий глаз быстрее адаптируется к зеленовато-желтому свету в темных сценариях адаптации, чем к белому или красному свету.Это физиологическое преимущество помогает персоналу быстрее находить свои подшипники во время ночных операций или внезапных отключений, уменьшая панику и улучшая время отклика.

Энергоэффективность и устойчивость

Фотолюминесцентные материалы не потребляют электричество. Они заряжаются любым доступным окружающим светом — солнечным светом, внутренним освещением, струбами — и затем обеспечивают освещение без привлечения ватта мощности. Для аэропорта с тысячами маркеров безопасности на указателях взлетно-посадочной полосы, наведения рулежной дорожки и путей аварийного выхода кумулятивная экономия энергии может быть существенной. Замена даже части электрических знаков с фотолюминесцентными эквивалентами может уменьшить общее потребление энергии аэропорта и его углеродный след.

Поскольку фотолюминесцентные продукты не имеют батарей, ламп или электронных компонентов, они также устраняют проблемы с удалением опасных отходов, связанные с отработанными батареями или ртутьсодержащими лампами. Они полностью пассивны, пригодны для вторичной переработки в конце жизни и не содержат токсичных веществ. Многие аэропорты, проводящие LEED или экологические сертификации, считают, что фотолюминесцентные решения способствуют кредитам устойчивости.

Надежность во время отключения электроэнергии

Возможно, самым важным преимуществом является то, что фотолюминесцентная маркировка функционирует независимо от электрической сети. Аэропорты могут испытывать перебои в подаче электроэнергии из-за штормов, отказа оборудования или террористических атак. Даже с резервными генераторами и источниками бесперебойного питания может наступить короткий момент темноты, прежде чем системы начнут работать; и сами генераторы могут выйти из строя. Фотолюминесцентная маркировка не требует переключения, зажигания и сигнала активации. Они всегда готовы.

Эта присущая надежность соответствует требованиям Международной организации гражданской авиации (ИКАО) для аварийного освещения, чтобы оставаться полностью работоспособным в течение по крайней мере 90 минут после потери первичной энергии.

Простота установки и низкое техническое обслуживание

Поскольку нет проводки, нет трубопровода и нет электрического соединения, фотолюминесцентные маркировочные знаки могут быть установлены практически в любом месте с минимальным трудом. Они бывают в таких формах, как клеевые виниловые листы, напыляющие покрытия, встроенная плитка или жесткие знаки, которые можно ввинтить или заткнуть на поверхности. Установка часто завершается во время регулярного обслуживания окон без необходимости электриков или нарушения работы аэропорта. Обновление старых объектов просто: просто приклеить фотолюминесцентную полосу вдоль существующей поручни или красочной поверхности.

Обслуживание одинаково простое. Фотолюминесцентные знаки требуют только периодической очистки мягким мылом и водой для удаления пыли или грязи, которые могут уменьшить поглощение света. Поскольку нет ламп для замены или батарей для тестирования, текущие затраты на рабочую силу и материалы близки к нулю. Это резко контрастирует с периодическими испытаниями, заменой лампы и подзарядкой батареи, необходимой для обычных систем аварийного освещения.

Долговечность в суровых условиях

Современные фотолюминесцентные материалы спроектированы таким образом, чтобы выдерживать экстремальные погодные условия, ультрафиолетовое излучение, вибрацию и физический износ. Продукты, используемые в атмосферных условиях аэропорта, обычно ламинируются УФ-стабильным поликарбонатом или заключены в ударопрочные корпуса. Они надежно работают в температурных диапазонах от -40 ° C до +80 ° C, что делает их пригодными для взлетно-посадочных полос и асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых асфальтовых

Применение в безопасности аэропортов

Фотолюминесцентные материалы теперь используются в широком спектре приложений безопасности аэропорта, от наружных наведения на воздушную среду до поиска путей аварийного обнаружения в помещении. Ниже мы подробно расскажем о наиболее распространенных и эффективных применениях.

Взлетно-посадочная полоса Edge и пороговая маркировка

Маркировка кромки ВПП помогает пилотам поддерживать боковое позиционирование во время такси, взлета и посадки, особенно в условиях низкой видимости. В то время как традиционные белые окрашенные линии эффективны при дневном свете, они становятся почти невидимыми в тумане или темноте. Фотолюминесцентные маркировочные знаки кромки ВПП — применяются в качестве прочных лент или поднятых маркеров дорожного покрытия — обеспечивают непрерывную светящуюся границу, которая усиливает визуальный контраст без добавления электрической инфраструктуры. Некоторые аэропорты применяют фотолюминесцентные полосы вдоль плеч ВПП и остановок для очерчивания безопасных зон в чрезвычайных ситуациях при выключении двигателя.

Такси и системы управления

Навигация по сложным сетям рулежных дорожек ночью или в плохую погоду является основной причиной вторжений на взлетно-посадочную полосу. Фотолюминесцентные маркеры на передней линии рулежных дорожек, часто встроенные в тротуар или установленные в качестве гибких поднятых шпиль, обеспечивают четкую светящуюся дорожку для пилотов. В отличие от традиционных светильников, которые могут выгореть или быть затемнены снегом, фотолюминесцентные маркеры остаются видимыми и не требуют зимнего обслуживания. Несколько европейских аэропортов заменили тысячи электрических фонарей рулежных дорожек фотолюминесцентными альтернативами, сообщая о нулевой деградации в руководстве пилота и значительном сокращении потребления энергии.

Признаки аварийного выхода и пути

Строительные нормы во всем мире требуют, чтобы знаки аварийного выхода были видимыми и разборчивыми в течение как минимум 60-90 минут после потери мощности. Фотолюминесцентные знаки выхода соответствовали и превышали эти стандарты. В терминалах аэропортов, где пассажирская нагрузка высока, а маршруты эвакуации могут быть длинными, фотолюминесцентные знаки устанавливаются на каждой выходной двери, вдоль стен коридора и в точках принятия решений. Напольные фотолюминесцентные маркеры бегущего человека указывают направление движения к ближайшему выходу, конфигурация, которая, как доказано, сокращает время эвакуации, направляя людей вниз через дым. Лестницы и поручни часто обернуты фотолюминесцентными полосами, чтобы даже в густом дыме эвакуированные могли находить поручни и ступени.

Оборудование пожарной безопасности этикетки

Огнетушители, шланги и точки вызова сигнализации должны быть легко расположены во время чрезвычайной ситуации. Фотолюминесцентные этикетки и маркеры местоположения делают эти устройства выделяющимися на любом фоне. Светодиод гарантирует, что персонал может найти противопожарное оборудование, даже если они не знакомы с районом или если верхние огни вышли из строя. Многие аэропорты отмечают площадь вокруг огнетушителей фотолюминесцентной лентой, чтобы оборудование было видно под любым углом подхода.

Лестницы, поручни и маркировка препятствий

Внутренние лестницы являются одними из самых опасных мест во время отключения света. Фотолюминесцентные вставки для носа лестницы и покрытия поручней обеспечивают контраст и руководство для безопасного спуска. Аналогичным образом низко висящие препятствия, такие как багажные желоба, выступы зданий или припаркованное оборудование, отмечены фотолюминесцентной лентой для предотвращения столкновений. В грузовых терминалах и ангарах, где часто перемещаются вилочные погрузчики и оборудование для наземной поддержки, фотолюминесцентные маркировочные знаки помогают очертить пешеходные дорожки и полосы движения транспортных средств.

Наружная рампа и маркировка фартука

Стоянки для стоянки самолетов, ямы для подачи топлива и точки подключения наземной энергии часто расположены в слабо освещенных областях пандуса. Фотолюминесцентные маркеры, наносимые на тротуар или окрашенные на двери оборудования, помогают наземному экипажу быстро находить разъемы и избегать спотыкающихся опасностей. Некоторые аэропорты используют фотолюминесцентную ленту для обозначения границ зон безопасности вокруг реактивных двигателей и пропеллеров, делая эти зоны видимыми даже в темноте, не требуя прожекторов.

Нормативно-правовые стандарты и их соблюдение

Использование фотолюминесцентных материалов в авиационной безопасности регулируется несколькими международными и национальными стандартами. В приложении 14 к I тому I Международной организации гражданской авиации (ИКАО) указаны требования к проектированию и эксплуатации аэродрома, включая визуальные средства. Хотя ИКАО не предписывает явно фотолюминесцентные материалы, она требует, чтобы системы аварийного освещения обеспечивали определенные уровни яркости в течение по крайней мере 90 минут после отказа питания; требование, которое может удовлетворить или превысить фотолюминесцентные продукты.

В Соединенных Штатах Консультативный циркуляр Федерального управления гражданской авиации (FAA) 150/5345-55C охватывает спецификации для систем маркировки безопасности фотолюминесцентных приборов для аэропортов. Документ устанавливает минимальные фотометрические характеристики, испытания на долговечность и руководящие принципы установки. Аналогичным образом, Национальный кодекс безопасности жизнедеятельности Ассоциации пожарной охраны (NFPA) 101 разрешает фотолюминесцентные знаки выхода и дорожные знаки в качестве альтернативы знакам с электрическим питанием при условии, что они отвечают требованиям к разрушению яркости и зарядке.

Европа следует правилам EN 1838 (Emergency Lighting) и Европейского агентства по авиационной безопасности (EASA). Многие европейские страны пошли дальше; например, Управление гражданской авиации Великобритании рекомендует маркировать низкоуровневые пути эвакуации во всех новых зданиях терминалов аэропортов. Соблюдение этих стандартов гарантирует, что фотолюминесцентные продукты обеспечивают надежную производительность, когда это необходимо.

Тематические исследования: Реальная реализация

Несколько крупных аэропортов уже приняли фотолюминесцентные технологии в масштабе, демонстрируя их практическую пользу.

В аэропорту Лондонского Хитроу установлены фотолюминесцентные указатели на уровне пола в Терминале 5 в рамках комплексного обновления аварийного освещения. Система использует клеевые фотолюминесцентные полосы вдоль коридоров и в точках выхода. Постмонтажные испытания показали, что свечение оставалось видимым в течение более восьми часов после выключения окружающих огней, что намного превышало требуемые 90 минут. Энергосбережение от снижения зависимости от электрических выходных знаков оценивалось в 120 000 кВтч ежегодно.

В международном аэропорту Денвера развернули фотолюминесцентную ленту на всех поручнях и лестничных пролетах в системе подземного терминала поезда.Власти аэропорта сообщили, что установка была завершена в течение двух выходных закрытий без нарушения пассажирских операций.Технический персонал выполняет только ежеквартальные проверки и уборку, по сравнению с ежемесячными испытаниями и заменой лампочек на предыдущие знаки с батарейным питанием.

В аэропорту Сингапура Чанги используются фотолюминесцентные краевые маркеры на нескольких вторичных взлетно-посадочных полосах, где полное электрическое освещение будет чрезмерным для периодов с низким трафиком. Маркеры заряжаются прожекторами окружающего аэропорта и обеспечивают адекватное визуальное руководство для дневных операций такси. По оценкам аэропорта, использование фотолюминесцентных маркеров вместо полных электрических систем сэкономило более 2 миллионов долларов в расходах на установку на четырех взлетно-посадочных полосах.

Ограничения и соображения

Ни одна технология не обходится без ограничений, и фотолюминесцентные материалы не являются исключением. Их производительность зависит от адекватной зарядки света. Если маркировка установлена в постоянно темном месте без искусственного освещения, она не будет светиться. Для наружного применения в аэропортах это редко является проблемой, потому что взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки обычно освещаются краевым освещением, передними прожекторами или солнечным светом. Однако внутренние помещения, такие как шкафы для хранения или туннели технического обслуживания, могут потребовать выделенного источника зарядного света.

Фотолюминесцентные материалы также имеют конечную яркость. Хотя они хорошо видны темно-адаптированным глазам, они не могут соответствовать интенсивности света с питанием в ярко освещенных средах. Поэтому их лучше использовать в качестве резервного или дополнения к активному освещению, а не в качестве полной замены высокоинтенсивных подъездных огней или центральной линии освещения взлетно-посадочной полосы. Кроме того, зелено-желтое свечение может быть не идеальным для всех требований к цветовому кодированию; некоторые приложения требуют красного или синего наведения, где фотолюминесцентные альтернативы менее распространены.

При выборе фотолюминесцентных изделий операторы аэропортов должны убедиться, что продукт соответствует требуемому классу яркости (например, классу A или классу B по ASTM E2072) и что установка соответствует рекомендациям производителя по зарядке и интервалам.

Будущие тенденции и инновации

Фотолюминесцентная промышленность продолжает развиваться, и аэропорты могут извлечь выгоду из нескольких новых разработок.

Более высокая яркость и более длительное послесвечение.] Исследователи разрабатывают новые люминофоры, которые более эффективно захватывают свет и излучают свет в течение 24 часов или дольше. Эти материалы следующего поколения могут позволить фотолюминесцентным знакам заряжаться при кратковременном воздействии искусственного света и все еще функционировать в течение полной ночи.

Цветовая настройка. В то время как зелено-желтый является оптимальным для зрения человека при слабом освещении, некоторые приложения требуют синего или красного для конкретной сигнализации. В настоящее время коммерциализируются новые составы, которые предлагают фотолюминесценцию в более широком цветовом диапазоне, включая оранжевый и белый, хотя все еще с меньшей яркостью, чем зеленый.

Интеграция с интеллектуальными системами зданий. Фотолюминесцентные маркеры, которые включают микродатчики, могут контролировать уровни окружающего света и сообщать данные о производительности через сети IoT. Такие интеллектуальные знаки могут предупреждать команды обслуживания, если знак не заряжается должным образом из-за накопления грязи или затенения.

Комбинация с отражающими технологиями.] Гибридные маркировки, которые содержат как фотолюминесцентные пигменты, так и микропризматические светоотражатели, предлагают лучшее из обоих миров: они светятся в темноте и отражают прямой свет от фар самолетов или фонарей. Эти гибриды особенно полезны для наружной маркировки, где требуется как пассивная, так и активная видимость.

Устойчивое производство. Производители изучают связующие вещества и перерабатываемые субстраты для уменьшения воздействия фотолюминесцентных продуктов на окружающую среду. По мере того, как аэропорты будут стремиться к достижению целей по нулевому выбросу углерода, такие инновации будут все более цениться.

Заключение

Включение фотолюминесцентных материалов в маркировку безопасности аэропортов значительно повышает видимость и безопасность, особенно в условиях низкой освещенности. Их энергоэффективность, надежность при отключении электроэнергии, простота установки и долговечность делают их отличным выбором для современных аэропортов, стремящихся улучшить стандарты безопасности и снизить эксплуатационные расходы. По мере развития технологий эти материалы, вероятно, станут еще более распространенными в приложениях безопасности полетов, предлагая более высокую яркость, более широкие варианты цвета и интеллектуальные возможности мониторинга.

Операторы аэропортов, менеджеры по безопасности и проектировщики объектов должны рассматривать системы фотолюминесцентной маркировки как экономически эффективное, устойчивое дополнение к традиционному электрическому освещению. Благодаря проверенным характеристикам в крупных международных аэропортах и четким нормативным путям фотолюминесцентные материалы представляют собой яркое пятно в будущем безопасности аэропортов.

Для дальнейшего чтения см. ICAO Приложение 14, том I , FAA Консультативный циркуляр 150/5345-55C и ASTM E2072 стандарт для фотолюминесцентных маркировок безопасности .