Energia na potrzeby oświetlenia

1. Energia na potrzeby oświetlenia Przemysław Wronowski Październik 2009

2. Podstawy Źródła światła dzielimy na naturalne i sztuczne. Światło jest rodzajem energii elektromagnetycznej promienistej, wysyłanej w formie bardzo małych dawek tzw. fotonów

4. Podstawowe wielkości oświetlenia strumień świetlny F [lm], światłość I [cd], natężenie oświetlenia E [lx], luminancja L [cd/m2].

5. Strumień świetlnyΦ Parametr określający całkowitą moc światła emitowanego z danego źródła światła

6. Natężenie oświetlenia Gęstość strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię

7. Światłość Światłość - natężenie źródła światła w danym kierunku

8. Luminancja Luminancja – wielkość miary natężenia oświetlenia padającego w danym kierunku. Opisuje ilość światła, które przechodzi lub jest emitowane przez określoną powierzchnię. Jest to miara wrażenia wzrokowego, które odbiera oko ze świecącej powierzchni.

10. Natężenie oświetlenia • Poziom 20 lx umożliwia zgrubne rozróżnienie cech twarzy i został przyjęty jako minimalny we wnętrzach • Pozion 200 lx umożliwia rozrżnienie cech twarzy bez nadmiernego wysiłku, został przyjęty jako minimalny we wnętrzach gdzie przebywają ludzie dłużej i jest wykonywana praca • Poziom 2000 lx został przyjęty jako optymalny ze względu na odczucia przyjemnościowe • Poziom 20000 lx wystąpi maksymalna czułość kontrastowa oka.

11. Oświetlenie sztuczne Poprawne oświetlenie to takie, które zapewnia wygodne widzenie Wygodne widzenie występuje gdy zdolność rozróżniania szczegółów jest pełna, spostrzeganie jest sprawne ale nie nadmiernie męczące Do zapewnienia wygodnego widzenia konieczne są: • właściwy poziom natężenia oświetlenia • właściwa równomierność oświetlenia • właściwy poziom ograniczenia olśnienia • właściwy rozkład luminancji • właściwa barwa światła • właściwy wspłczynnik oddawania barw

12. Sprawność źródła światła (skuteczność źródła światła) • [lm/W] • jednostka skuteczności źródła światła = jaka część mocy elektrycznej pobranej przez źródło światła przetwarzana jest na strumień świetlny • =F/P Im większa jest ta wartość, tym bardziej sprawne jest źródło światła. W związku z tą zależnością musimy jednak wziąć pod uwagę żywotność źródła światła.

13. Podstawowe parametry źródeł światła • Moc znamionowa [W]- wartość mocy lampy przy zachowaniu określonych warunków pracy lampy. • Trwałość absolutna – czas świecenia do chwili wygaśnięcia wskutek uszkodzenia • Trwałość użyteczna - czas świecenia źródła światła do chwili, kiedy wartość jego strumienia świetlnego zmniejszy się o 20 ÷ 30% w stosunku do wartości początkowej • Temperatura barwowa – określa kolor światła emitoanego przez źródło światła • Współczynnik oddawania barw Ra- określa jak wiernie postrzegamy barwy oświetlonych przedmiotów

14. Porównanie źródeł światła

15. Żarówki tradycyjne ZALETY: • produkcja żarówek o dowolnym napięciu znamionowym i dowolnej mocy znamionowej; • zaświeca się od razu po włączeniu do sieci; • bardzo dobre oddawanie barw • nie wymaga dodatkowego stosowania przyrządów zapłonowych i statecznika. WADY: • wrażliwość na wartość napięcia zasilającego; • krótka trwałość (około 1000 h); • niska skuteczność świetlna (8 – 21 lm/W); • duża energochłonność

16. Żarówki halogenowe żarówki halogenowe w porównaniu z żarówkami tradycyjnymi charakteryzuje: • większa skuteczność świetlna (18-33 lm/W); • mniejsze wymiary; • wyższa trwałość (znamionowa trwałość ok 2000 h); • wyższa i niezmienna temperatura barwowa (3000-3400 K, barwy oświetlanych przedmiotów są bardziej nasycone); • mały spadek strumienia świetlnego w okresie eksploatacji.

17. Świetlówki kompaktowe ZALETY: • brak efektu stroboskopowego; • mogą być stosowane w większości standartowych opraw oświetleniowych. • jest produkowana w różnych temperaturach barwowych

18. Świetlówki liniowe Zalety • Bardzo wysoki współczynnik oddawania barw Ra>90 • Szerokie zastoswanie • Równomierność oświetlenia • Duży wachlarz mocowy Wady • Mała odporność na niskie temperatury

19. Lampy rtęciowe wysokoprężne WADY: • wpływ temperatury otoczenia na czas zapłonu; • mały współczynnik oddawania barw; • występowanie efektu stroboskopowego. • niska skuteczność świetlna (60 lm/W) ZALETY: • niska cena w porównaniu z innymi wysokociśnieniowymi lampami wyładowczymi; • wysoka niezawodność i trwałość w porównaniu z żarówkami (6000 - 20000 h);

20. Lampy sodowe wysokoprężne WADY: • moc dostarczana do lampy może ulec zmianie wskutek zmiany napięcia zasilającego lampy • niski współczynnik oddawania barw Ra~20 ZALETY: • są mało wrażliwe na wahania temperatury otoczenia • wysoka trwałość (20000 – 32000 h)

21. Lampy sodowe niskoprężne WADY: • bardz niski współczynnik Ra • bardzo ograniczone możliwości zastosowań • długi czas zapłonu ZALETY • wysoka skuteczność świetlna, nawet 200 lm/W !!!! • długa żywotność

22. Lampy LED WADY: • cena • cena • cena... ZALETY • wysoka skuteczność świetlna (i wciąż rośnie), • ekstremalnie długa żywotność (ok 100 000h) • wysoki współczynnik oddawania barw • odporna na zmiany temperatur •...................

23. Pomiary wielkości świetlnych Pomiaru natężenia oświetlenia dokonuje się luksomierzem

24. Oprawy oświetleniowe i ich elementy

25. Zastosowanie opraw użytkowe dekoracyjne efekty świetlne iluminacyjne Oświetlenie uliczne informacyjne biurowe

26. Oświetlenie dynamiczne

27. Oświetlenie dynamiczne

28. Rodzaje oświetlenia awaryjnego (wg PN-EN [2 ]) OŚWIETLENIE AWARYJNE OŚWIETLENIE AWARYJNE EWAKUACYJNE OŚWIETLENIE ZAPASOWE OŚWIETLENIE DRÓG EWAKUACYJNYCH OŚWIETLENIE STREFY OTWARTEJ OŚWIETLENIE STREFY WYSOKIEGO RYZYKA

29. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielna całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej

30. Zapotrzebowanie na energię końcową na potrzeby oświetlenia EK, L= EL, j·Af, [kWh/rok] EL, j – roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do oświetlenia [kWh/m2rok] Af – powierzchnia uŜytkowa [m2]

31. Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do oświetlenia EL,j= PN·FC/1000·[(tD · Fo · FD)+(tN · Fo)], [kWh/m2rok] PN – moc wszystkich zainstalowanych opraw oświetleniowych [W/m2] Fc – współczynnik uwzględniający regulację prowadzącą do utrzymania natężenia oświetlenia na wymaganym poziomie FD – współczynnik uwzględniający wykorzystanie światła dziennego w oświetleniu Fo – współczynnik uwzględniający nieobecności uŜytkowników w miejscu pracy tD – czas użytkowania oświetlenia w ciągu dnia [h] tN – czas użytkowania oświetlenia w nocy [h]

32. Średnia ważona moc jednostkowa oświetlenia budynku ocenianego PN=[Σ Pj· Afj )]/ Σ Af [W/m2] Pj – moc jednostkowa opraw oświetleniowych w j-tym pomieszczeniu [W/m2] Afj – powierzchnia uŜytkowa j-tego pomieszczenia

34. Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię pierwotną do oświetlenia wbudowanego QP,L= wel · EK,L + wel · Eel, pom, L , [kWh/rok] EK,L – roczne zapotrzebowanie na energię końcową przez oświetlenie wbudowane [kWh/rok] Eel, pom, L– roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do napendu urządzeń pomocniczych systemu oświetlenia wbudowanego [kWh/rok] wel – współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na dostarczenie nośnika energii (Tab.1, zał. 5)

36. Ocena oświetlenia elektrycznego obietku polega na: • Inwentaryzacji odbiorników oświetleniowych w budynku i sprawdzenie ich skuteczności świetlnej; • Sprawdzenie aktualnych aktów normatywnych dotyczących parametrów oświetleniowych w danym budynku; • Pomiarze podstawowych wielkości świetlnych w budynku (natężenie oświetlenia, równomierność); • Sprawdzenie w jakim stopniu oświetlenie dzienne jest wykorzystywane (znane są przypadki używania oświetlenia sztucznego pomimo,że oświetlenie dzienne wystarczałoby do zapewnienia wygody widzenia) • Sprawdzenie sposobu sterowania oświetleniem.

37. Redukcję zużycia energii elektrycznej na cele oświetlenia obiektu można osiągnąć poprzez: • Modernizację starego oświetlenia, • Wprowadzenie systemów sterowania oświetleniem,• Wykorzystanie w maksymalnym stopniu oświetlenia dziennego, • Optymalizacje zapotrzebowania na energię instalacji oświetleniowej juz w fazie projektowania, • Podniesienie świadomości ekologicznej użytkowników obiektu, Dodatkowo w celu optymalizacji kosztów utrzymania oświetlenia należy rozważyć możliwość grupowych wymian żródeł światła w określonym czasookresie

38. Oświetlenie naturalne 10 000 lx 100 000 lx