Энергосберегающие освещение

Содержание:

• Технические средства
  • Источники света с высоким КПД
  • Диммеры
  • Дистанционные и автоматические выключатели (АВ)
  • Датчики
  • Профильное программное обеспечение
• Компонентная база для системы энергосберегающего освещения
• Конструктивные приемы и организационные меры
• Принципы построения систем энергоэффективного освещения
  • Интеллектуальные системы
• Простая система для небольшого офиса, магазина, склада

Экономить на освещении можно по-разному. Портить зрение и пренебрегать безопасностью, игнорируя требуемые уровни освещенности… сокращать энергопотребление, сохраняя качество света… и, наконец, пользоваться системой, которая в равной степени улучшает освещение и сокращает удельные расходы.

Первый вариант нас точно не интересует, а вот со вторым и третьим стоит разобраться. Назовем эти две концепции обычным и интеллектуальным энергосбережением соответственно.

Технические средства экономии энергопотребления

Сравним, как электротехнические и программные средства могут работать в обычном и интеллектуальном энергосбережении.

Источники света с высоким КПД

Еще 5 – 7 лет назад при модернизации освещения рассматривались 2 группы энергосберегающих ИС — люминесцентные (газоразрядные низкого давления) и светодиодные. Сейчас, после удешевления светодиодов и улучшения их спектральных характеристик люминесцентные лампы потеряли свои позиции и сохраняют отдельные конкурентные преимущества только в специфических сферах.

Светоотдача светодиодных ИС 80 – 150 Лм/Вт против 50 – 70 Лм/Вт у лучших газоразрядных позволяет компенсировать разницу в их стоимости уже за первые полгода (при графике работы средней и высокой интенсивности).

Диммеры

Позволяют изменять величину светового потока от 100 % до 0 %, благодаря чему можно не тратить энергию на избыточное освещение и продлевать срок службы ламп. Диммеры бывают внешними и встроенными в конструкцию ИС. Работают они плавно, с фиксацией на любом выбранном значении, либо дискретно (ступенчато). Простейшие дискретные диммеры предназначены для переключения между одним из 3 положений — 0 %/50 %/100 %.

Автоматическое диммирование осуществляется с помощью контроллера, компьютера или смартфона. Управляющий сигнал передается по проводу (например, cогласно цифровому протоколу DALI) или по Wi-Fi (если в светильнике или лампе есть приемное устройство Wi-Fi).

Важно: люминесцентные и светодиодные ИС диммируются не всегда. При покупке ламп обращайте внимание на информацию, указанную на упаковке.

Дистанционные и автоматические выключатели (АВ)

Первые позволяют выключать свет во всем помещении или здании, выходя из него (устройства располагают у выходов). Вторые являются необходимым элементом любой автоматической системы освещения.

Таймеры

Передают управляющий сигнал включения/выключения/диммирования по истечению заданного времени или множество сигналов в соответствии с графиком. Таймеры могут выполнять одно действие или совмещать несколько функций — например, реле времени и автоматического выключателя.

Датчики

При изменении контролируемого физического параметра передают команду контроллеру или компьютеру автоматической системы или непосредственно на автоматические выключатели. Как и таймеры, могут объединять в одном корпусе устройства датчиков и АВ.

По функциям различают:

• Датчики движения — обычно используют для включения и выключения света в проходах, на лестничных маршах, в зонах работы видеокамер охранных систем.
• Датчики присутствия — удобное решение для автоматического включения и выключения света на рабочих местах.
• Датчики раскрытия (двери, окна и т.д.)
• Датчики света — простейшие устройства предназначены для включения и выключения наружного освещения. Более сложные приборы позволяют с высокой точностью измерять освещенность и используются в интеллектуальных системах энергосберегающего освещения.

Профильное программное обеспечение

Экономить энергию можно как с помощью ПО «умного освещения», так и посредством специализированных программ энергосбережения. Главное, чтобы этот софт умел объединять компьютер (смартфон), датчики и светильники в согласованно работающий комплекс.

Важно: производители электротехники создают такое ПО «под себя». Например у Phillips программа TheEdge будет корректно работать только с устройствами этой компании. Специалисты «Интера Лайтинг» рекомендуют на крупных объектах пользоваться индивидуально разрабатываемым софтом, оптимизированным под конкретную систему освещения.

На какой компонентной базе строится система энергосберегающего освещения

Сведем данные по востребованности технических средств в таблицу, которая даст представление о двух подходах к энергосбережению

Конструктивные приемы и организационные меры

Возможно, вы удивитесь, но значительной экономии электроэнергии, потребляемой светильниками, можно добиться без каких-либо специальных технических средств. Достаточно улучшить условия рассеивания, преломления и отражения света. Среди самых распространенных приемов:

• Перераспределение мощностей между общим и местным освещением в пользу второго.
• Разделение общего освещения на несколько зональных групп.
• Оптимизация планировки рабочих мест.
• Увеличение длины подвесов у светильников в помещениях с высокими потолками.
• Своевременная чистка плафонов и рефлекторов светотехники, мытье окон.
• Окраска стен в светлые тона, использование глянцевых декоративных панелей, выбор светлого напольного покрытия.

Конечно, деление освещения на группы, функциональную планировку помещения и выбор отделочных материалов надо предусматривать на стадии проектирования интерьера и/или инженерных систем. Однако, ряд мер доступен в любой ситуации. Некоторые из них нуждаются в дополнительных пояснениях.

Насколько эффективно увеличение длины подвесов? Покажем это на простом примере:

1. Светильник смонтирован над столом на высоте 3,5 м от пола. При этом он обеспечивает требуемую освещенность рабочего места (нормируется в данном случае на высоте 80 см от пола).
2. Расчетная высота составляет 3500 – 800 = 2700 мм. Допустим, светильник можно опустить еще на 700 мм — до расчетной высоты 2000 мм (минимальная допустимая высота прибора над столом определяется углом рассеивания и фактором бликовости).
3. Интенсивность света обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. Поэтому расчетная освещенность увеличится в соответствии с пропорцией Е₂₀₀₀/ Е₂₇₀₀ = 2700²/2000², т.е. в 1,82 раз.
4. Значит, чтобы сохранить освещенность на прежнем (достаточном) уровне, необходимо снизить световой поток (и потребляемую мощность) ИС в эти 1,82 раза.

Конечно, реальные расчеты гораздо сложнее, но принцип остается тем же.

Что касается отражающих свойств облицовочных материалов, стоит знать, что полы отражают гораздо больше, чем стены. Это касается как солнечного, так и искусственного света. Прямые лучи из окон и от светильников падают преимущественно на горизонтальные поверхности. Поэтому, белый ламинат или светлый керамогранит поднимут освещенность в комнате ощутимей, чем перекраска стен.

Принципы построения систем энергоэффективного освещения

Существует, как минимум, 4 основных принципа, которые необходимо учитывать при построении энергоэффективных систем освещения:

• Функциональное сочетание естественного и искусственного освещения.
• Зональное управление светом.
• Автоматическое реагирование на изменение качественной и количественной потребности в освещении.
• Испольование дублирующего (маломощного) освещения в случаях, когда диммирование невозможно.

Интеллектуальные системы

Современный тренд развития таких систем ставит во главу угла потребности, комфорт и безопасность человека. Тренд называют антропоцентричным или эргономическим. В идеале каждое рабочее место оснащается датчиками присутствия и освещенности, передающими данные в компьютер (блок управления), где формируются команды, идущие на автоматические выключатели и диммеры.

Таким образом поддерживается постоянный уровень (в соответствии с нормами) освещенности рабочих мест в присутствии персонала независимо от погоды и времени суток. Разумеется, сигнал на выключение местного или зонального света выдается системой не сразу после того, когда человек покидает контрольную зону, но с определенной задержкой по времени. Задержка необходима чтобы избежать неоправданно частых циклов выкл/вкл, создающих дискомфорт для людей и снижающих ресурс ИС.

Однако, совсем не обязательно оборудовать датчиками каждое рабочее место. Достаточно разместить один датчик освещенности и создать функциональную модель изменения параметров света в различных зонах одного помещения.

В самых продвинутых антропоцентричных системах в течение суток происходит не только управление световым потоком ИС, но и его цветностью в соответствии с изменением цветовой температуры (ЦТ) естественного освещения. Разумеется, для реализации таких схем необходимы лампы с регулировкой ЦТ и RGB-контроллеры.

Простая система для небольшого офиса, магазина, склада

В функциональных зонах располагаются светодиодные светильники с ИС расчетной мощности. Если предполагаются частые перепланировки помещения, предпочтение отдается трековой системе освещения. Так резервируется возможность иметь несколько групп света, не привязанных к определенной зоне. Вспомогательные помещения оборудуются светильниками, работающими в паре с датчиками движения и/или присутствия.

Автоматическое диммирование в небольших помещениях с часто перемещающимся персоналом не дает ощутимого экономического преимущества над ручным. Целесообразно использовать розеточные диммеры для подключения светильников местного освещения (настольных ламп и т.п.).

Периодически рабочие места и другие важные зоны инспектируются с помощью люксметра для контроля достаточности/избыточности освещенности. По итогам контроля:

• На трековую систему могут добавляться новые светильники, перемещаться существующие с изменением состава и границ групп света.
• Могут заменяться лампы в стационарных потолочных светильниках на более или менее мощные.