Energia na potrzeby oświetlenia Ocena instalacji oświetleniowej budynku i jego otoczenia

Transkrypt

1 Szkolenie dla osób ubiegających sięo uprawnienie do sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej budynku Energia na potrzeby oświetlenia Ocena instalacji oświetleniowej budynku i jego otoczenia mgr inż. Andrzej Jurkiewicz dr inż. Mirosław Kiełboń mgr inż. Paweł Kucharczyk

2 2 Wprowadzenie Podstawa prawna szkolenia Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 21 stycznia 2008 r. w sprawie przeprowadzania szkolenia oraz egzaminu dla osób ubiegających się o uprawnienie do sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego oraz części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową

3 3 Zakres programowy egzaminu 1. Podstawy prawne a1) dyrektywa 2002/91/WE a2) ustawa z dn. 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane a3) przepisy dotyczące metodologii obliczana charakterystyki energetycznej budynku a4) przepisy dotyczące zakresu i formy projektu budowlanego a5) przepisy dotyczące audytu energetycznego a6) przepisy dotyczące warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie b) ustawa z dn. 18 grudnia 1998 r. o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych c) ustawa z dn. 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne d) ustawa z dn. 21 sierpnia 1997 r. o gospodarce nieruchomościami e) przepisy dotyczące książki obiektu budowlanego f) przepisy dotyczące warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych g) przepisy dotyczące efektywności energetycznej

4 4 Zakres programowy egzaminu 2. Podstawy normalizacji w zakresie związanym z dyrektywą 2002/91/WE 3. Inne zagadnienia a1) ocena stanu ochrony cieplnej budynku a2) ocena systemu ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę a3) ocena systemu wentylacji i klimatyzacji z uwzględnieniem wymagań ochrony przeciwpożarowej i akustycznej a4) ocena instalacji oświetleniowej w budynku a5) metodyka obliczeń a6) metodyka opracowania świadectw b) budynki energooszczędne i budynki pasywne c) wpływ zmian klimatu na budownictwo d) działania dotyczące redukcji CO 2 e) polityka energetyczna Polski do 2025 roku

5 5 Plan wykładu 1. Podstawowe pojęcia i definicje techniki świetlnej: a) światło i widzenie; b) strumień świetlny źródła światła (lub oprawy); c) światłość (kierunkowa); c) skuteczność świetlna; d) natężenie oświetlenia; e) luminancja; f) elementy fotometrii; g) przegląd rozwiązań źródeł światła. 2. Podstawowe pojęcia i zarys techniki oświetlania: a) oprawy oświetleniowe i ich parametry; b) obliczanie oświetlenia; c) zapotrzebowanie instalacji oświetleniowej na energię; d) sterowanie oświetleniem naturalnym i sztucznym; e) przedsięwzięcia obniżające zużycie energii na cele oświetleniowe 3. Budowa, działanie i parametry wybranych źródeł światła 4. Metodyka obliczeń zapotrzebowania na energię elektr. dla oświetlenia

6 6 Część I Podstawowe pojęcia i definicje techniki świetlnej

7 7 Co to jest światło? - promieniowanie elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne) o długości fali z zakresu nm, odbierane przez oko ludzkie i powodujące powstawanie wrażeńświetlnych i barwowych

8 8 Zaczerpnięto z: Katalog źródeł światła i baterii, Philips Lighting Poland S.A., 1996

9 9 Podstawy Co to jest światło? Źródła światła: naturalne sztuczne Światło jest rodzajem energii elektromagnetycznej promienistej, wysyłanej w formie bardzo małych dawek tzw. fotonów (kwantami) z prędkością (w próżni) km/s (prędkość światła) Źródłem światła jest nie tylko Słońce, ale także Ziemia i inne ciała, w tym także te stworzone przez człowieka np. żarówka.

10 10 Promieniowanie gamma Promieniowanie Roentgena Optyczne nadfioletowe (7%) Optyczne widzialne (46%) Optyczne podczerwone (47%) Mikrofale Fale radiowe UKF, FM, AM do 0,001 nm od 0,001 do 100nm Od 100 do 380 nm Od 380 do 780 nm Od 780 nm do 1mm Od 1mm do 1m Od 1m do 3 km

11 11 Jak wytworzyć światło? - mechanizm widzenia Drgania cząsteczek Kwant promieniowania NERW WZROKOWY PRZESZKODY, FILTRY

12 12 Jak wytworzyć światło? - mechanizm widzenia WYBICIE ELEKTRONU Kwant promieniowania NERW WZROKOWY WYŁADOWANIA ELEKTRYCZNE PRZESZKODY, FILTRY

13 13 Jak wytworzyć światło? - mechanizm widzenia PRZEMIANY CZĄSTECZKOWE Kwant promieniowania NERW WZROKOWY REAKCJA CHEMICZNA PRZESZKODY, FILTRY

14 14 PODSTAWOWE WIELKOŚCI PROMIENISTE: Wielkość Oznaczenie Wzór (def) Wzór Jednostka uproszcz. Strumień energetyczny Φ e - - W [wat] Natężenie promieniowania I e dφ e Φ W/sr e I e = I e = [wat/steradian] d Ω Ω Egzytancja energetyczna M e dφ e M e = da 2 d Φ e Le = dωdacos Natężenie napromienienia E e dφ e Ee = da Luminancja energetyczna L e Θ Ilość energii promienistej Q e = Q e Φ dt Napromienienie H e dq H = e e da t e Φ e M e A di e Le = dacosθ Φ e Ee = A Q H e = W/m 2 = Φ e Qe A t W/sr m 2 W/m 2 J [dżul] e = J/m 2 Wielkości odnoszą się do całego widma promieniowania elektromagnetycznego

15 15 Wielkość Oznaczenie Wzór (def) Wzór uproszcz. Jednostka Strumień świetlny Φ 780 Φ = K m e V ( λ) dλ - lm [lumen] Światłość Egzytancja świetlna Luminancja Natężenie oświetlenia Ilość światła Naświetlanie Podstawowe wielkości świetlne: I M L E Q H Φ 380 λ dφ I = d Ω dφ M = da 2 d Φ L = dωdacosθ dφ E = da Q = Φdt t dq H = da Φ I = Ω M Φ A di = dacosθ E = Φ A lm/sr=cd [kandela] = lm/m 2 L cd/ m 2 Q = Φ t Q H = A lm/m 2 =lx [luks] lm s [lumenosek.] lx s [luksosek.] Wielkości odnoszą się do fragmentu widma promieniowania i uwzględniają CZUŁOSĆ LUDZKIEGO OKA - kolor czerwony dot. źródeł światła - kolor ziel. dot. oświetlanej powierzchni

16 16 Od czego zależy zdolność widzenia? luminancji (miara jaskrawości) przedmiotu i tła kontrastu barwy przedmiotu i tła wielkości przedmiotu czasu obserwacji położenia względem osi widzenia ruchu w polu widzenia nierównomierności luminacji przedmiotu i tła.

17 17 Czułość widmowa oka ludzkiego Zaczerpnięto z J. W. Mazur, W. Żagan Samochodowa technika świetlna, Oficyna Wyd. PW, 1997

18 18 Zaczerpnięto z: P. Oziemblewski, Ebook Technika Świetlna od podstaw,

19 19 Definicje Strumieńświetlny Φ - to część strumienia energetycznego wywołująca u obserwatora wrażenia wzrokowe. Innymi słowy strumieńświetlny to całkowite światło, które zostaje wypromieniowane ze źródła światła. Przydatny w opisie źródeł światła; jednostka - lumen

20 20 Definicje Światłość I - stosunek strumienia świetlnego wysyłanego przezźródło światła w elementarny kąt bryłowe obejmujący dany kierunek do wartości tego kąta bryłowego; jednostka - kandela Ciekawostka: Dawniej: Kandela = świeca woskowa o średnicy 25 mm. Obecnie: Kandela = światłośćźródła, które w danym kierunku wysyła promienie monochromatyczne o częstotliwości 540*10 12 Hz i natężeniu 1/683 W/sr (kąt przestrzenny steradian; 4π). Kandela = światłość 1/ m² ciała doskonale czarnego w temperaturze krzepnięcia platyny pod ciśnieniem 1 atmosfery fizycznej.

21 21 Definicje Steradian (sr) - jednostka uzupełniająca układu SI określająca wartość kąta bryłowego. Jest to kąt bryłowy o wierzchołku w środku kuli, wycinający z powierzchni tej kuli pole równe kwadratowi jej promienia. Pełny kąt bryłowy ma miarę równą 4π steradianów. Źródło:

22 22 Przykład Standardowa żarówka o mocy 100 W i czasie swojego życia (1000 godzin) świeci z natężeniem światła ok. 120 cd wzdłuż swojej osi i ok. 110 cd prostopadle do niej. Lampa z reflektorem o mocy 100 W i kącie promieniowania 35 stopni daje dzięki odbiciu prawie całego światła w jednym kierunku natężenie ok cd w kierunku osi lampy.

23 23!! Wniosek: Odpowiednie ukierunkowanie strumienia świetlnego pozwala na jaśniejsze oświetlenie danej powierzchni bez wzrostu mocy źródła światła, czyli jest to forma zaoszczędzenia energii

24 24 Definicje A Φ Egzytancjaświetlna - stosunek strumienia świetlnego wychodzacego z danej powierzchni do wartosci tej powierzchni; jednostka - lumen na metr kwadratowy;

25 25 Definicje Luminancja świetlna - iloraz strumienia świetlnego wychodzącego, przechodzącego lub padającego na dana elementarną powierzchnię, rozchodzącego się w elementarnym kącie bryłowym obejmującym dany kierunek przez iloczyn tego kąta przestrzennego i rzutu prostokątnego elementarnej powierzchni na płaszczyznę prostopadłą do danego kierunku, czyli iloraz światłości kierunkowej przez powierzchnię wysyłającą, przepuszczającą lub pochłaniającą światło. Luminancja świetlna jest to miara wrażenia wzrokowego, które odbiera oko ze świecącej powierzchni. Luminację określa się jako natężenie światła w odniesieniu do pozornej powierzchni świecącej, prostopadłej do kierunku widzenia z uwględnieniem jej parametrów odbiciowych/przepuszczających

26 26 Definicje L=I/(A*cosα) Jeden nit to luminacja powierzchni 1m 2 o światłości 1 cd przy α = 0, gdzie α jest kątem między promieniem świetlnym a osią obserwacji 1nt = 1cd/m 2 I L

27 27 Definicje Natężenie oświetlenia - stosunek strumienia świetlnego do wielkości powierzchni, na którą strumień pada; Natężenie oświetlenia (jasność) E określa gęstość powierzchniową strumienia świetlnego padającego na pewną powierzchnię; jednostką jest Luks (lx),

28 28 Definicje Ilośćświatła - całka strumienia świetlnego po czasie w którym ten strumień został wyemitowany; Naświetlenie - stosunek ilości światła do powierzchni, na która to światło pada.

29 29 Definicje Do oceny oświetlenia w budynku niezbędne są: natężenie oświetlenia, rozkład luminancji, światłośćźródełświatła, strumieńświetlny oraz wielkości energetyczne, z których najważniejsza jest SKUTECZNOSĆ ŚWIETLNA. Skuteczność świetlna to iloraz strumienia świetlnego wytwarzanego przez źródło światła przez całkowitą moc czynną pobieraną przez to źródło.

30 30 Skuteczność źródła światła - η (lm/w) jednostka skuteczności źródła światła = jaka część mocy elektrycznej pobranej przez źródło światła przetwarzana jest na strumień świetlny η=φ/p Im większa jest ta wartość, tym bardziej sprawne jest źródło światła.! Wniosek. Stosując źródła o dużej skuteczności świetlnej oszczędzamy energię elektryczną

31 31 Związki między wielkościami świetlnymi: Zaczerpnięto z J. W. Mazur, W. Żagan Samochodowa technikaświetlna, Oficyna Wyd. PW, 1997

32 32 Ponieważ: E = Φ/A oraz Φ =I*Ω to: czyli: E= I*Ω/Α ale: Ω =A/r 2 E = I/r 2 zatem: E = I* A/Ar 2 jeśli tylko kierunek obserwacji pokrywa się z kierunkiem promienia świetlnego. A co jeśli się nie pokrywa?

33 33 Zgodnie z prawem odwrotności kwadratów odległości, wzorem opisującym zmianę natężenia w funkcji odległości i kąta padania promieni jest: E = I* cosβ/r 2 I światłość źródła punktowego β - kąt między kierunkiem promieni a prostopadłą do powierzchni

34 34 Prawo odwrotności kwadratów odległości: I I E = cosα = cos 2 2 r h 3 α E - natężenie oświetlenia; I- światłość w danym kierunku; r - odległośćźródło - badany punkt; h - wysokość umieszczenia źródła ά - kąt między kierunkiem padaniaświatła i normalną n

35 35 Definicje Właściwości optyczne materiału określają współczynniki: - pochłaniania światła: α = φα/φ0 - odbicia światła: ρ = φρ/φ0 - przepuszczania światła: τ = φτ/φ0 φ0 = φα+ φρ+φτ lub α + ρ + τ = 1 zależność ta opisuje tzw. prawo zachowania energii, które obowiązuje dla każdego promieniowania świetlnego (zarówno hetero- jak i monochromatycznego).

36 36 Pomiary wielkości świetlnych - jak sprawdzić stan obecny oświetlenia w ocenianym budynku?: 1. Natężenie oświetlenia - mierzy się bezpośrednio LUKSOMIERZEM, jest to przyrząd składający się z głowicy fotometrycznej, przetwornika oraz wskaźnika ze skalą (np. odpowiednio wyskalowanego miliamperomierza) LUKSOMIERZ: Głowica fotometryczna Przetwornik +wyświetlacz

37 37 Rodzaje głowic fotometrycznych Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik-Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

38 38 2. Światłość - mierzy się bezpośrednio, w ciemni, odpowiednią głowicą fotometryczną z przetwornikiem. Przetwornik jest uprzednio wyskalowywany wg wzorca kandeli. Można też dokonywać pomiarów przy użyciu np. luksomierza i tzw. ławy fotometrycznej r 2 I = I x x w r 2 w E E x w

39 39 3. Strumieńświetlny - pomiar jest możliwy tylko po demontażu źródła lub oprawy i umieszczeniu w specjalnym przyrządzie, zwanym Kulą Ulbrichta Φ x = Φ w E E x w

40 40 Elektryczne źródła światła! Obecnie popularne staja się diody LED, nie należące do żadnej z grup tabeli

41 41 Część II Podstawowe pojęcia i zarys techniki oświetlenia

42 42 Oprawy oświetleniowe i ich elementy Oprawa oświetleniowa jest to urządzenie służące do rozsyłania, filtrowania lub przekształcania strumienia świetlnego jednego lub więcej źródeł światła.oprawa zawiera elementy niezbędne do mocowania, ochrony i przyłączania źródła światła, oraz układ stabilizacyjno-zapłonowy, jeśli taki jest potrzebny

43 43 Wybrane parametry opraw Bryła fotometryczna - miejsce geometryczne wektorów o wspólnym początku i długości proporcjonalnej do światłości w danym kierunku Krzywa światłości - ślad przecięcia się bryły fotometrycznej z płaszczyzną przechodzącą przez początek wektorów światłości wg. Poradnik Inżyniera Elektryka, TIII

44 44 Kod strumieniowy oprawy wg. Poradnik Inżyniera Elektryka tom III, Warszawa, WNT, 2001

45 45 Elementy światłooptyczneoprawy Odbłyśniki; Soczewki; Rastry.

46 46 Sprawność oprawy - w dół: η Φ = Φ źr - w górę: η Φ = Φ źr -całkowita: η op = η η +

47 47 Oświetlenie wnętrz światłem naturalnym Przykładowe natężenia oświetlenia w słoneczny dzień w południe wg. P. Oziemblewski Podstawy Techniki Świetlnej, Philips lighting Poland, Piła 1996

48 48 Sterowanie światłem naturalnym W zasadzie możliwe jest tylko ograniczenie ilości światła naturalnego w pomieszczeniu poprzez stosowanie rolet, żaluzji i zasłon W okresie jesień - wiosna, poprawę bilansu energetycznego budynku może dać zastosowanie tzw. oświetlenia PSALI - mieszania oświetlenia naturalnego i sztucznego dobranego tak, aby suma natężeń oświetlenia naturalnego i sztucznego była na stałym poziomie

49 49 Oświetlenie wnętrz światłem sztucznym Wygoda widzenia - istnieje wówczas, gdy zdolność rozróżniania szczegółów jest pełna, spostrzeganie jest sprawne, bez ryzyka, ale nie nadmiernie męczące Prawidłowe oświetlenie to takie, które zapewnia wygode widzenia Aby zapewnić wygodę widzenia konieczne są: - właściwy poziom natężenia oświetlenia - właściwa równomierność oświetlenia w czasie i przestrzeni - właściwy poziom ograniczenia olśnienia - właściwy rozkład luminancji - właściwa barwa światła - właściwy współczynnik oddawania barw

50 50 Obliczanie oświetlenia wnętrz Natężenie oświetlenia: Eav= średnie natężenie oświetlenia; S=pole powierzchni oświetlanej; n=ilość źródeł światła w oprawie; m=ilość opraw w pomieszczeniu; k=współczynnik zapasu; ηoś=sprawność oświetlenia. E av = mnη ks Współczynnik k odpowiada za równomierność natężenia w czasie; sprawność oświetlenia zależy od kształtu pomieszczenia, sprawności opraw oświetleniowych, zdolności odbiciowych ścian pomieszczenia. Istnieje wiele empirycznych metod na jej wyznaczanie. Φ źr oś

51 51 Obliczanie oświetlenia cd. Ze wzoru na sprawność oswietlenia można obliczyć ilość opraw, potrzebnych do właściwego oświetlenia danego pomieszczenia, nie można jednak wyznaczyć ich rozmieszczenia. Dlatego też przydatne są programy komputerowe do obliczeń, np. Dialux

52 52 Obliczanie oświetlenia cd. Programy komputerowe pozwalają na automatyczne lub ręczne rozmieszczanie opraw w pomieszczeniu, przy czym metodą sprawności jest obliczana wymagana liczba opraw, następnie metodą punktową (patrz prawo odwrotności kwadratów odległości - pierwsza część wykładu) obliczane są parametry oświetleniowe w poszczególnych punktach pomieszczenia Zadaniem użytkownika jest sprawdzenie z normami obliczonych parametrów i - jeśli wymagania norm nie są spełnione - dokonanie korekt w rozmieszczeniu opraw, rodzaju opraw i źródeł w nich zastosowanych.

53 53 Sterowanie oświetleniem - sterowanie tradycyjne: łączniki w instalacji elektrycznej, pozwalają jedynie na włączanie i wyłączanie źródeł światła, ewentualnie kilkustopniową regulację strumienia świetlnego Przykłady: Łącznik 1-biegunowy Łącznik 2-biegunowy (świecznikowy) Łącznik schodowy współpracujący z krzyżowym

54 54 Sterowanie oświetleniem cd. Sterowanie z regulacją, umożliwia zmniejszenie strumienia świetlnego lampy w sposób ciągły i tym samym zmniejszenie poboru energii. Przykłady: Tyrystorowy ściemniacz żarówki DALI - digital adressed lighting interface, cyfrowy standard sterowania oświetleniem Układ ściemniania świetlówki

55 55 Sterowanie oświetleniem cd. Wielokryterialne sterowanie automatyczne w ramach automatyki budynkowej.

56 56 PODSUMOWANIE Do oceny oświetlenia elektrycznego w budynku niezbędne jest: Do oceny oświetlenia elektrycznego w budynku niezbędne jest: Zinwentaryzowanie odbiorników oświetleniowych w budynku i sprawdzenie ich skuteczności świetlnej; Sprawdzenie aktualnych aktów normatywnych dotyczących parametrów oświetleniowych w danym budynku; Zmierzenie podstawowych wielkości świetlnych w budynku (natężenie oświetlenia, równomierność); Sprawdzenie w jakim stopniu oświetlenie dzienne jest wykorzystywane (znane są przypadki uzywania oświetlenia sztucznego pomimo,że oświetlenie dzienne wystarczałoby do zapewnienia wygody widzenia) Sprawdzenie sposobu sterowania oświetleniem.

57 57 PODSUMOWANIE cd Zmniejszenie energochłonności oświetlenia budynku można osiągnąć poprzez: Sukcesywną wymianę źródeł światła na źródła wysokowydajne (o ile to jest możliwe), np. żarówek na świetlówki; Wprowadzenie systemów sterowania oświetleniem, przynajmniej umożliwienie regulacji strumienia świetlnego; Wykorzystanie w maksymalnym stopniu oświetlenia dziennego; Optymalizacje zapotrzebowania na energię instalacji oświetleniowej juz w fazie projektowania; wzór: p = ηη op Φ Φ Ek k + k Φ Φ pozwala obliczyć jednostkowe zapotrzebowanie na energię. p=jednostkowe zapotrzebowanie na moc, W/m 2, E=natężenie oświetlenia wymagane, k=współczynnik zapasu, η=skuteczność swietlna źródeł światła, η op =sprawnosć oprawy, Φ=strumieńświetlny całkowity oprawy, Φv=strumieńświetlny oprawy w dół; Φ^-strumień oprawy w górę, kv, k^=współczyniiki uwzgledniajace kształt pomieszczenia i odbicia

58 58 - Regularne czyszczenie opraw; - Optymalne wykorzystanie odbić od powierzchni pionowych (wysokość zawieszenia i odpowiednia bryła fotometryczna oprawy); - Odpowiedni dobór osprzętu do źródeł światła.

59 59 Część III Budowa, działanie i parametry wybranych źródeł światła

60 60 Elektryczne źródła światła! Obecnie popularne staja się diody LED, nie należące do żadnej z grup tabeli

61 61 Podstawowe parametry charakteryzujące źródła światła Moc źródła, strumień świetlny Skuteczność świetlna Trwałość Temperatura barwowa Współczynnik oddawania barw

62 62 Parametry wybranych źródeł światła Rodzaj źródła światła Moc [W] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna wraz z układem stab.-zapł. [lm/w] Wskaźnik oddawania barw Ra Trwałość [h] Układ stabilizacyjno - zapłonowy 1. Żarówki 2. Żarówki halogenowe 3. Świetlówki standardowe 4. Świetlówki kompaktowe 5. Rtęciówki wysokopreżne 6. Mix (lampy rtec.-żarowe) 7. Lampy metalohalogenkowe 8. WLS (sodówki) 9. SOX (sod. niskoprężne) 15 do do do 58 5 do do do do do do do do do do do do do do do do do do do do58 11 do do do do do do do do do do do do do do niepotrzebny niepotrzebny statecznik ind. lub układ HF jak wyżej Statecznik ind. Żarnik Statecznik ind +El. Uk.Zapł Statecznik ind +El. Uk.Zapł Statecznik ind +El. Uk.Zapł

63 63 Żarówki Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): 8 17 lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 100 Trwałość: 1000 h

64 64 Budowa żarówki Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik- Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

65 65 Żarówki halogenowe Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 100 Trwałość: 2000 h

66 66 Samoregeneracja żarnika żarówki halogenowej (z wykorzystaniem bromu jako halogenu)

67 67 Żarówki halogenowe przykłady temperatura barwowa 2900K, trwałość średnia: 2000 h

68 68

69 69 Oświetlenie diodowe Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): około 70 lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra:? Trwałość: (białe) h Małe moce - głównie znaczenie dekoracyjne; również w wykonaniu imitującym tradycyjne żarówki Fot. Fot.

70 70 Świetlówki Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 98 do 58 Trwałość: h

71 71 Zasada działania świetlówki Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik-Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

72 72 Świetlówki rurowe budowy zwartej (kompaktowe niezintegrowane) Przykłady świetlówek Fot.

73 73 Świetlówki kompaktowe Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 96 do 85 Trwałość: h

74 74 Świetlówki kompaktowe Kompaktowa świetlówka energooszczędna (często błędnie nazywana żarówką energooszczędną) jest alternatywą do lamp żarowych pod względem trwałości i oszczędności energii. Uzyskuje 80% wydajności świetlnej po upływie 1 minuty. Prawie stałe natężenie światła (>90%) w zalecanym zakresie temperatur otoczenia, od -20 C do +60 C (trzonek skierowany w górę), od +10 C do +65 C (trzonek skierowany w dół). Brak możliwości regulacji strumienia świetlnego. Delikatne światło wolne od efektu olśnienia, w subtelnym białym kolorze. Do 80 % oszczędności energii w porównaniu z żarówkami tradycyjnymi. Fot.

75 75 Świetlówki kompaktowe szeroki zakres dostępnych mocy (od 5 W, do kilkudziesięciu a nawet ponad 100 W) różne temperatury barwowe różne trwałości (poniżej 6000 h do h) temperatura pracy w zakresie podawanym przez producenta (możliwy znaczny spadek strumienia świetlnego w ujemnych temperaturach) Fot.

76 76 Budowa lampy indukcyjnej

77 77 Lampa indukcyjna Bardzo wysoka trwałość h. Bardzo wysoka niezawodność. Zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymiana lampy jest trudna lub kosztowna. Osprzęt: Praca na osprzęcie HF zapewnia natychmiastowy, bezmigotliwy zapłon bez efektu stroboskopowego. Moc: 85 W, bańka: A 110 mm powlekana, temperatura barwowa: 2900 K. Przykład: Philips Master QL W, cena (2008) ok. 506 zł brutto Fot.

78 78 Lampy wysokoprężne Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik-Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

79 79 Trwałość lamp Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik-Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

80 80 Lampy rtęciowe wysokoprężne Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w lm/w (lampa rtęciowo żarowa) Wskaźnik oddawania barw Ra: 52 do do 50 (lampa rtęciowo żarowa) Trwałość: h 6000 h (lampa rtęciowo żarowa)

81 81 Budowa lampy rtęciowej Zaczerpnięto z Technika Świetlna 96 -Poradnik-Informator. PKOśw. Warszawa, 1996

82 82 Lampy rtęciowe wysokoprężne Przykład: HPL Comfort 250 W Zastosowanie: W oświetleniu dróg i osiedli, zakładów przemysłowych oraz stacji kolejowych. Moc: 250 W, trzonek: E40, bańka: BD 90 mm powlekana, temperatura barwowa: 3300 K, strumień świetlny: lm. Cena (2008) ok. 62 zł brutto Lampa wymaga osprzętu - dławika. Uwaga! Lampę łatwo pomylić z lampą sodową z powłoka luminoforową! Fot.

83 83 Lampy sodowe wysokoprężne (WLS) Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 65 do 20 Trwałość: h

84 84 Jarznik lampy sodowej (podobną budowę posiada również jarznik lampy metalohalogenkowej)

85 85 Lampa sodowa wysokoprężna Przykład: Philips Master Son Pia 50 W, cena (2008) ok. 73 zł brutto Wysokoprężna lampa sodowa o podwyższonej skuteczności świetlnej oraz trwałości w stosunku do standardowych lamp sodowych. Wykorzystywane przede wszystkim do oświetlenia dróg, mostów, obszarów miejskich, placów i innych terenów zewnętrznych. Moc: 50 W, trzonek: E27, bańka: B 70 mm powlekana, średnia trwałość: h, temperatura barwowa: 2000 K, skuteczność świetlna lampy: 70 lm/w. Inne moce, np.: Moc: 600 W, trzonek: E40, bańka: T 46 mm przezroczysta, temperatura barwowa: 2000 K, strumień świetlny: lm. Fot.

86 86 Lampy sodowe niskoprężne (SOX) Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: - Trwałość: do h

87 87 Lampa sodowa niskoprężna Fot. Przykład: Philips Master Sox-E 131 W, cena (2008) ok. 279 zł brutto Zastosowanie: w oświetleniu drogowym, węzłów kolejowych, przejazdów kolejowych, portów lotniczych, portów morskich i doków, a także odlewni i walcowni, w oświetleniu bezpieczeństwa i orientacyjnym. Moc: 131 W, temperatura barwowa: 1800, strumień świetlny: lm. Fot. Fot.

88 88 Lampy metalohalogenkowe Skuteczność świetlna (wraz z osprzętem): lm/w Wskaźnik oddawania barw Ra: 89 do 60 Trwałość: h

89 89 Lampa metalohalogenkowa Przykład: Philips Master HPI-T Plus 400 W cena (2008) ok. 191 zł brutto Zastosowanie: W oświetleniu obiektów sportowych, oświetleniu projektorowym budynków i pomników, oświetleniu portów i placów budowy, oświetleniu dachowym, np. stacji benzynowej oraz w oświetleniu ogrodniczym. Oprawy oświetleniowe: Wymaga czołowego szkła ochronnego. Osprzęt: Pracuje na osprzęcie do lamp metalohalogenkowych i sodowych. Moc: 400 W, trzonek: E40, bańka: T 46 mm powlekana, temperatura barwowa: 4500 K, strumień świetlny: lm. Fot.

90 90 Lampy metalohalogenkowe Źródło:

91 91 Porównanie wybranych źródeł światła Źródło światła Strumień Temperatura Cena Trwałość świetlny barwowa (2008) Żarówka Philips GLS Standard przezr. 200 W 3040 lm 1000h 2900 K 6 Żarówka halogenowa J-118, 200W Brilux 3100 lm 2000h 2900 K 3 Świetlówka liniowa Philips Master TL-D Super W 3350 lm 2700 K 16 Świetlówka PILA, 36 W 3350 lm 2700 K 6 Świetlówka kompaktowa Philips Economy 23 W 1100 lm 2700 K 20 Świetlówka kompakt. Philips Master PL Electronic W 1200 lm h 2700 K 55 Świetlówka kompakt. Spa 130W E27 św. dzienne Paulmann 6800 lm 5000 h 4000 K 216 LED lampa świecowa 0,6W E14 biała Paulmann 43 lm h 6000 K 29 Wysokoprężna lampa rtęciowa Philips HPL Comfort 250 W lm 3300 K 63 Wysokoprężna lampa rtęciowa Philips HPL-N 250 W lm 4100 K 28 Lampa żarowo-rtęciowa Philips ML 250 W 5500 lm 3400 K 45 Wysokopr. lampa sod. Philips Master Son-T Pia Plus 250W lm h 2000 K 106 Lampa sodowa PILA, 250 W lm h 2000 K 59 Niskoprężna lampa sodowa Philips Sox Pro 180 W lm 2000 K 269 Lampa metalohalogenkowa Philips Master HPI-T Plus 250 W lm 4500 K 148 Uwagi: Orientacyjna cena w zł podana w tablicy zawiera podatek VAT

92 92 Część III Metodyka obliczeń zapotrzebowania na energię na potrzeby oświetlenia

93 93 Podstawowe dokumenty Projekt rozporządzenia Ministra Infrastruktury z marca 2008 w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej PN-EN 15193:2007 Energetyczne właściwości użytkowe budynków. Wymagania energetyczne dotyczące oświetlenia

94 94 Jednostkowe zapotrzebowanie energii na oświetlenie (4.1) ELj = {Fc*PN/1000 *[(td*fo*fd)+(tn*fo)]} + m + n*{5/ty *[ty-(td+tn)]} ELj roczne jednostkowe zapotrzebowanie energii na oświetl. w kwh/(m 2 a) PN moc jednostkowa opraw oświetlenia podst. w pomieszczeniu lub budynku td czas użytkowania oświetlenia w ciągu dnia (Tabela 1), h/a tn j.w. lecz w nocy (Tabela 1), h/a to suma tn+td ty liczba godzin w roku = 8760 h FD wsp. uwzgl. wykorzystanie światła dziennego wg Tabeli 2 F O wsp. uwzgl. nieobecność użytkowników w miejscu pracy F C wsp. uwzgl. obniżenie natężenia oświetlenia do poziomu wymaganego (jeśli brak tego rodzaju regulacji to F C = 1) F C = (1+MF)/2; MF współczynnik utrzymania w danym wnętrzu m = 1, gdy stosowane jest oświetlenie awaryjne, w przeciwnym razie m=0 n = 1, gdy stos. jest sterownie opraw i oświetlenie zapasowe, inaczej n=0 n = 1, gdy stosowane jest sterownie opraw, w przeciwnym razie n=0

95 95 Roczne odniesieniowe czasy użytkowania oświetlenia w budynkach

96 96 Współczynniki uwzględniające wykorzystanie światła dziennego

97 97 Współczynniki uwzględniające obecność pracowników w miejscu pracy

98 98 Średnia ważona moc i natężenie oświetlenia budynku PN = [Σ(Pj*Ac)]/ΣAc Pj moc jedn. opraw oświetlenia w pomieszczeniu lub budynku w W/m 2 Ac powierzchnia użytkowa E =[Σ{E pom *A C )]/ΣA C Epom eksploatacyjne natężenie oświetlenia w pomieszczeniu lub budynku w lx (dla nowych budynków przyjąć wg PN- EN :2004 a dla istniejących przyjąć wartości rzeczywiste!!!)

99 99 Inwentaryzacja urządzeń oświetleniowych w budynku Lp N Rodzaj pomieszczenia Powierzchnia uŝytkowa AC [m 2 ] Eksploatacyjne natęŝenie oświetlenia Epom [lx] Moc zainstalowana P [W] Eksploatacyjne natęŝenie oświetlenia dla budynków nowych naleŝy przyjąć na podstawie PN-EN :2004, w przypadku budynków istniejących naleŝy przyjąć wartości rzeczywiste w poszczególnych pomieszczeniach budynku. Moc jednostkowa Pjr [W/m 2 ]

100 100 Budynek referencyjny Zapotrzebowanie energii na oświetlenie w budynku referencyjnym obliczyć wg wzoru 4.1, przyjmując z par. 180a przepisów technicznobudowlanych wartości mocy jedn. urz. ośw. Pozostałe wielkości (td, tn, to, FO itd z tablic, przy czym m=0 n=0 FC=1)

101 101 Budynek referencyjny Par. 180a przepisów techniczno-budowlanych (projekt rozporządzenia)

102 102 Wymagane wartości energii [kwh/(m 2 *a)] w zależności od średnioważonego natężenia oświetlenia lx śr.waż biuro szkoła szpital usługi handel Dworce + 2kol puste ? ? ? ? ? ? ?

103 103 Budynek referencyjny (PN-EN 15193:2007) Roczne jednostkowe zapotrzebowanie energii na oświetlenie według wzoru 4.1, przy czym moc jednostkową budynku referencyjnego P Nr należy przyjąć na podstawie wartości podanej w tablicy. Pozostałe wartości należy przyjąć analogicznie jak dla budynku ocenianego. Maksymalna wartość mocy Typ budynku jednostkowej, W/m 2 Klasa kryteriów projektowania * ** *** Biura Szkoły Szpitale Restauracje Sportowo-rekreacyjne Handlowo-usługowe * spełnienie kryteriów projektowania oświetlenia w stopniu podstawowym ** j.w., ale w stopniu rozszerzonym *** j.w., ale w stopniu pełnym (m.in. aspekty zdrowotne i komunikacja wizualna)

104 104 Obliczanie rocznego zapotrzebowania energii na oświetlenie EL = w el * E Lj * A c w el wsp. korekcyjny dla nośnika energii jakim jest energia elektryczna zgodnie z tabl. 1 zał.1 (w el =2,7) E Lj roczne jednostkowe zapotrzebowanie energii na oświetlenie, kwh/(m 2 *a) A C powierzchnia użytkowa, m 2 EL = E Lj * A c E Lj, A C - oznaczenia j.w.

105 105 Wskaźnik oceny zapotrzebowania energii na oświetlenie RL = ΣEL/ELr EL roczne zapotrzebowanie energii na oświetlenie w ocenianym budynku, kwh/a ELr j.w. lecz referencyjnym

106 106 Dziękuję za uwagę