Энергосбережение при освещении зданий

Введение

Актуальность энергосбережения и повышения энергоэффективности в последнее время настолько очевидна, что этот вопрос обсуждается как на всех уровнях государственной власти, так и на многих предприятиях. Для большинства предприятий, вопрос энергоэффективности, особенно в условиях непрерывного роста стоимости энергоресурсов, становится вопросом не только конкурентного преимущества, но и, зачастую, вопросом выживания предприятия. Значительная часть расходов на электроэнергию приходится на освещение.

О потенциале экономии электроэнергии на освещении сейчас говорится много, обсуждаются различные технологии и сферы применения. Однако, в  настоящий момент, крайне редко предлагаются энергосберегающие решения для  освещения помещений с высотой  потолков свыше 6 м - производственных, складских помещений, спортивных объектов. А ведь именно на освещение таких  объемов затрачивается колоссальное количество электроэнергии.

С каждым годом архитектурное  освещение пользуется все большей  популярностью. Различного рода элементы освещения можно встретить как  на муниципальных зданиях, так и  на сооружениях коммерческого характера. А все потому, что декоративное освещение - это не только красивый элемент экстерьера, но эффективное  средство рекламы. Вывески, красиво  оформленные витрины, сложные конструкции  со светодиодами - все это давно  доказало свою эффективность по привлечению  внимания клиентов. Поэтому после  того, как появились первые осветительные  конструкции на коммерческих объектах, многие владельцы фирм остались позади, уступив место красочно оформленным  магазинам и офисам. Многие в попытке  догнать своих конкурентов стали  смело заказывать те или иные осветительные  конструкции, делать красивые вывески  и красочную подсветку витрин. Но в погоне за "светом" многие не заметили, как оснастили свои здания дорогими, мощными конструкциями, требующими больших расходов на электроэнергию. А тем временем на рынке осветительного оборудования появились светодиоды нового поколения, для которых энергосбережение стоит на первом месте. Кроме того, новые светодиоды, несмотря на низкое потребление электроэнергии, обладают более мощным светом, что позволит перевести освещение на новый  уровень.

1. Энергоэкономичные источники света

Прежде всего, освещение  должно быть эффективным и потреблять минимум электроэнергии и в тоже время обеспечивать необходимый  уровень освещенности. Стоимость  и затраты электрического освещения  помещений зависят от общей электронагрузки и времени работы осветительного оборудования. Электронагрузка зависит от нормы освещенности, необходимой для различных зрительных задач, и эти нормы регулируются международными и национальными рекомендациями и стандартами.

При заданной проектной освещенности, электронагрузка также зависит от типа осветительного оборудования (лампы, балласты, светильники), дизайна и обслуживания. Время работы определяется частотой посещаемости помещения, наличием дневного освещения, системой включения и использованием контроля освещения.

Все более широкое применение находят системы автоматического  управления включением, отключением  светильников и автоматического  регулирования освещенности, а также  энергоэкономичные источники света. Зарубежный опыт свидетельствует, что автоматизация освещения позволяет снизить энергопотребление на 30-50%.

В настоящее время выпускаются  различные источники света. Возможность экономии энергии определяется выбором источников света. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его габариты. Срок службы лампы достигает 9 000 часов. Компактная лампа мощностью 10 Вт обеспечивает такую же освещенность, что и обычная лампа накаливания мощностью 50 Вт. Срок окупаемости КЛЛ составляет 1-2 года.

Кроме замены источников света, имеются и другие способы повышения  экономии энергии при использовании  осветительных установок.

Экономия электроэнергии зависит от сочетания и размещения источников света и светильников. Использование одной более мощной лампы накаливания или люминесцентной позволяет уменьшить потребление  энергии без снижения освещенности.

Добиться значительной экономии электроэнергии можно при разумном сочетании общего и локального (местного) освещения на рабочем столе, в  гостиной для просмотра телевизионных  программ, у зеркала в прихожей и т.п.

Хорошо предусмотреть  возможность включения части  ламп в светильниках, автоматического  отключения освещения при выходе из комнаты, использовать современные энергосберегающие лампы. Среди обилия выпускаемых светильников экономичность энергосбережения довольно часто выпадает из поля зрения конструкторов. Расход электроэнергии на освещение может быть сокращен на 10-25% за счет замены ламп накаливания люминесцентными лампами, рационального освещения в квартирах и правильной эксплуатации светильников.

Разработана комплексная  программа по созданию и внедрению  в производство энергосберегающих  источников света: криптоновых ламп мощностью до 100 Вт, компактных и  фигурных люминесцентных ламп с резьбовым  цоколем. При полной замене ламп накаливания  на люминесцентные компактные лампы  потребление электроэнергии для  освещения уменьшается примерно в пять раз.

Эффективным является пакетный способ размещения светильников вместо линейного способа. При линейном - осветительная арматура располагается  в виде отдельных линий, а при  пакетном - над рабочим местом располагают  несколько светильников. Практика показала, что один и тот же уровень освещенности рабочего места при пакетном способе  поддерживается в 2 раза меньшим числом светильников. Использование комбинированного общего и местного освещения, искусственного и естественного освещения позволяет  уменьшить потребление электроэнергии. В соответствии с ограничениями  по дискомфортности освещения нельзя использовать только местное освещение рабочих мест. Оно должно обязательно дополнено общим с пониженной освещенностью. Регулярная протирка остекления позволяет снижать продолжительность горения ламп при двухсменной работе предприятия на 15% в зимнее время и на 90% - в летнее. Правильный выбор типа светильника, мощности и места его установки позволяет экономить 40-50% расходуемой на освещение электроэнергии

Более экономичными источниками  света являются люминесцентные лампы. Они обладают благоприятным светом излучения. Люминесцентное освещение  создает благоприятные условия  для отдыха, снижает утомляемость, способствует увеличению производительности труда. По цветности излучения люминесцентные лампы делятся на:

) лампы белого света  (ЛБ);

) лампы дневного света  (ЛД);

) лампы дневного света  с исправленной цветностью (ЛДЦ);

) лампы холодно-белого  света (ЛХБ);

) лампы тепло-белого света  (ЛТБ), которые имеют явно выраженный  розовый оттенок.

Наиболее экономичными и  универсальными являются лампы белого света (ЛБ). Они обеспечивают значительно  лучшую цветопередачу, чем лампы  накаливания и по цветности воспроизводят  приблизительно солнечный свет, отраженный облаками. Применение ламп ЛБ целесообразно  в детских комнатах для подготовки школьных заданий и при чертежных  работах.

К важнейшим характеристикам  люминесцентных ламп следует отнести  то, что световой поток их больше, чем ламп накаливания. Срок службы люминесцентных ламп более 5000 ч. Экономии электроэнергии также способствует установка в  комнатах двойных включателей. Это  позволяет при необходимости  включать люстры полностью или частично.

Настольная лампа с  лампочкой 30 Вт позволяет достичь  лучшей освещенности на столе, чем люстра с 3-5 лампочками мощностью 180-300 Вт. Двойной  выигрыш зрения и энергии. С точки  зрения энергосбережения хорош прибор плавного включения света. Лампы  КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) потребляют электроэнергии в 67 раз  меньше в сравнении с лампами  накаливания при одинаковой освещенности.

При освещении лестничных площадок и коридоров в домах  устанавливаются реле времени или  автоматические выключатели с выдержкой  времени. От контроля за исправной работой  этих устройств со стороны домоуправлений и жильцов в значительной степени  будут зависеть экономный расход электроэнергии в местах общего пользования.

Автоматизации в  системах освещения

В европейских странах  средства автоматизации используются довольно широко и позволяют дополнительно  экономить значительное количество электроэнергии. На российских предприятиях автоматизация освещения практически  не применяется, так как используемые типы ламп не позволяют гибко управлять  освещением. Использование светильников с люминесцентными лампами дает возможность внедрять управление освещением с различной степенью автоматизации - начиная от простейших элементов  управления (датчиков присутствия и  движения) и заканчивая системами  позволяющими осуществлять сложное  управление:

·по заданному производственному  графику,

·осуществлять зональное  разделение освещения

·управлять освещением производственного  комплекса с одного рабочего места

·регулировать уровень освещенности в зависимости от уровня естественной освещенности.

·регулировать уровень освещенности в зависимости от требований, предъявляемых  к технологическому процессу.

В целях создания комфортных условий в учебных аудиториях и экономии электроэнергии рекомендуем  использовать автоматические системы  управления освещением. При использовании  автоматизированной системы управления освещением используются светильники  с датчиками регулирования уровня освещённости. В светильниках применяется  электронная ПРА с автоматическим поддержанием заданного уровня освещенности. К электронной ПРА подключается датчик естественного уровня освещенности, который фиксирует интенсивность  внешнего освещения поступающий  через окна. В ясную солнечную  погоду светильник автоматически уменьшает  световой поток, в пасмурную погоду или темное время суток светильник автоматически увеличивает световой поток. Регулировка происходит плавно, почти незаметно для человеческого  глаза, в пределах от 5 до 100% светового  потока лампы. При регулировании  поддерживается заданный нормативный  уровень освещенности.

Такие светильники с автоматическим поддержанием заданного уровня освещенности наиболее часто применяется в  учебных аудиториях, школьных классах  и дошкольных учреждениях. В силу того, что большие окна данных помещений  способствуют проникновению большого количества естественного светового  потока.

К сожалению, решение вопроса  о дополнительном автоматическом включении  искусственного освещения до сих  пор зависит исключительно от индивидуального отношения к  этому учителей, среди которых  еще широко распространено мнение о  вреде смешанного освещения, и они  предпочитают заниматься даже в полумраке. Это очень вредно для человеческого  глаза, так как приспосабливание к низкому освещению сопровождается его чрезмерным напряжением. При  частом повторении это может быть одной из причин ухудшения зрения. Между тем, исследования, показывают, что смешанное освещение безвредно. Надо лишь заботиться о том, чтобы  при смешанном освещении не ощущалось  два, совершенно раздельных, световых потока. Поэтому для того, чтобы  избежать субъективизма во включении  дополнительного искусственного освещения, лучшим и перспективным решением является применение системы регулирования  искусственного освещения, автоматически  включающего искусственное освещение  при понижении уровня естественного  освещения в наиболее отдаленной от окна точке помещения ниже 400лк.