Вопросы энергосбережения при электрическом освещении стоит остро практически во всех отраслях экономики и, в частности, на бизнес объектах массового обслуживания. К последним можно отнести многочисленные бизнес-центры, где обеспечение комфорта и дизайна помещений играет важную роль.
Способы рационализации энергопотребления в помещениях искусственным освещением, как правило, разделяют на экстенсивные и интенсивные. Первые заключаются в непосредственном повышении энергетической и световой эффективности источников света и световых приборов. Вторые позволяют повысить энергоэкономичность осветительных установок при использовании существующего светотехнического оборудования за счет оптимизации режимов его эксплуатации [1, с.22].
Для обоснования эффективных методов (экстенсивных или интенсивных) энергосбережения в системе освещения, в данной статье приведены некоторые результаты исследований, проведенных в бизнес-центре, расположенном в г.Алматы.
По типу бизнес-центр – отдельно стоящее трехэтажное офисное здание. Общая площадь здания 3812 м2. Планировка здания, в основном, коридорного типа. Коридоры не имеют естественного свода, так как помещения расположены с двух сторон. Наличие световых карманов восполняет отсутствие естественного свода. В бизнес-центре располагаются различные частные предприятия, администрация здания и охранно-технический отдел.
Естественное освещение рабочих помещений и коридоров выполняется окнами и соответствует требованиям СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение».
Сегодня наиболее распространенными источниками искусственного освещения (ИИО) в системах внутреннего освещения рассматриваемого Бизнес-центра являются люминесцентные лампы (ЛЛ).
Искусственное освещение выполнено, в основном, ЛЛ серии Т8, мощность которых составляет 26 Вт. Основой для ЛЛ служат двухламповые светильники с плафонами. В фойе здания искусственное освещение создает люстра с лампами и врезные светильники типа «спот» с металлогалогенными лампами (МГЛ).
Для освещения проходов и лестничных площадок Бизнес-центра принята общая равномерная система освещения с инсталляцией осветительных приборов на потолке. При равномерном освещении осветительные приборы, располагаемые рядами либо на схожем расстоянии друг от друга, делают приблизительно равную освещенность всей освещаемой площади. Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности. Минимальный нормированный уровень освещенности для помещений коридорного типа административных зданий по СНиП РК 4.04-06- 2002 равен 75 лк.
На начальном этапе, проведен сравнительный анализ характеристик распространенных ИИО, по результатам которого в качестве наиболее подходящих таких источников для проходов и лестничных площадок Бизнес-центра были выбраны светильники с ЛЛ марки Sylvania Sylproof , МГЛ марки Lightingtechnologies DLR и светодиодные светильники (LED) [2, с.61].
На рисунке 1 приведены сравнительные диаграммы показателей выбранных источников света.
Рисунок 1. Сравнительная диаграмма показателей источников света
Анализ показателей рассматриваемых ИИО показывает низкую потребляемую мощность лампами LED, при относительно незначительной разницы в средней освещенности помещения.
В таблице 1 приведены результаты экономических расчетов.
Из таблицы 1 видно, что применение светодиодных светильников LED в качестве основного ИИО является наиболее экономичным, чем другие виды светильников.
Таблица 1 – Экономический расчет
|
Показатели |
ЛЛ |
МГЛ |
LED |
|
Потребляемая мощность, кВт |
3 |
2,45 |
1,68 |
|
Потребляемая мощность в сутки (10 часов), кВт·ч |
30 |
24,5 |
16,8 |
|
Потребление электроэнергии в год, кВт·ч |
7525 |
6125 |
4200 |
|
Средняя стоимость 1кВт·ч в 2019 г., тенге |
16 |
||
|
Затраты на электроэнергию в год, тенге |
120400 |
98000 |
67200 |
Результаты таблицы 1 показывают, что использование светодиодных светильников LED в качестве основного искусственного источника света является наиболее экономичным, чем применение других видов ИИС.
Вместе с тем, по мнению администрации Бизнес-центра, относительная высокая стоимость LED светильников не позволяет в настоящее время произвести капитальную замену существующих на объекте многочисленных ЛЛ.
Для проведения мероприятий по энергосбережению в работе принят интенсивный способ, который заключается, в основном, всевозможном широком использовании естественного света при освещении на основе применения автоматических систем управления (АСУ) систем освещения [3, с.54].
Этому способствует бурное развитие IТ технологий, которые дают возможность решения конкретных зрительных задач, то есть создавать комфортную для человека гибкую управляемую систему освещения.
Так как в работе нет возможности рационализации энергопотребления экстенсивным способом – применением светодиодов, то для рационализации энергопотребления принят интенсивный способ, при котором оптимизации энергопотребления относятся оптимизация размещения светильников в зависимости от конкретных зрительных задач; расширенное использование естественного освещения и применение автоматических или автоматизированных систем управления освещением.
Далее, в виду ограничения объема статьи, приведены замеры освещенности и результаты расчетов для 1 этажа Бизнес-центра в один из осенних дней, как наиболее загруженных. В таблице 2 приведены результаты измерений на 1-ом этаже Бизнес-центра в осенние дни.
Таблица 2 – Замеры освещенности на 1-ом этаже в осенний день
| Место замера |
9:30 – 10:00 |
12:30 – 13:00 |
14:00-16:00 |
18:00 – 18:30 |
|
Е, лк |
||||
| Около окна |
62 |
58 |
56 |
120 |
| Офис 103 |
111 |
92 |
98 |
110 |
| Офис 107 |
115 |
84 |
92 |
100 |
| Лестница 1 |
79 |
80 |
82 |
84 |
| Офис 111 |
87 |
97 |
86 |
78 |
| Офис 115 |
97 |
90 |
88 |
86 |
| Офис 117 |
83 |
72 |
76 |
82 |
| Холл |
50 |
135 |
120 |
92 |
| Лестница 2 |
82 |
123 |
110 |
69 |
| Офис 121 |
99 |
72 |
78 |
85 |
| Офис 123 |
52 |
102 |
95 |
62 |
| Офис 127 |
87 |
153 |
140 |
96 |
| Офис 129 |
92 |
98 |
94 |
83 |
| Запасной выход |
46 |
79 |
75 |
68 |
| Средняя освещенность |
81,57 |
95,36 |
92,14 |
86,79 |
По результатам замеров построены графики зависимости уровня освещенности от времени суток. На рисунке 2 приведены графики этой зависимости для осеннего дня. Как видно из рисунка, уровень освещенности в течение рабочего дня выше нормированной освещенности – 75 лк.
Рисунок 2. Зависимость уровня освещенности 1-го этажа от времени суток для осеннего дня
Известно, что доля естественного освещения на разных этажах не одинаково, так как эта доля зависит от положения Солнца, расположения объекта по сторонам света.
Проведен расчет расхода электроэнергии на создаваемый осветительными установками уровень освещенности и на нормируемую освещенность, анализ которого показал, что если поддерживать нормированный уровень освещенности осветительными установками, то можно снизить потребление ими электроэнергии.
Из рисунка 3 видно, сколько можно сэкономить (снизить расход) электроэнергии на 1-ом этаже в зависимости от времени года.
Рисунок 3. Экономия электроэнергии при поддержании нормированного уровня освещенности на 1-ом этаже для осеннего дня
Для эффективного снижения затрат и обеспечения экономичности предложена схема АСУ освещением, которая позволила значительно снизить затраты на электроэнергию. Дальше проводим расчеты возможной экономии расхода электроэнергии с использованием регулирования работы ИИС.
На рисунке 4 приведен пример снижения расходов на 1-ом этаже в осенние дни путем использования АСУ освещением. Из графиков этого рисунка видно, что данный интенсивный метод энергосбережения позволяет снизить подачу электроэнергии от ИИО за счет использования естественного (дневного) света. Так, в дневное время осеннего сезона световой поток от электрических источников света можно снизить до 80-85%. Наши исследования показали, что в летний день использовать световой поток от ИИО можно уменьшить наполовину, что значительно снизит потребление электроэнергии.
Таким образом, в данной статье показана возможность оптимального освещения этажей Бизнес-центра с использованием эффективных ИИС и систем автоматического регулирования системой освещения. Дальнейшее снижение затрат на освещение практически невозможно, так как в существующем здании система освещения спроектирована и внедрена при первоначальном строительстве объекта.
Рисунок 4. Регулирование светового потока осветительных установок 1-го этажа для осеннего дня
В целом нашей исследовательской группой проведены замеры освещенности для всех этажей Бизнес центра и построены кривые зависимости уровня освещенности от времени суток и всех сезонов года. Установлено, что существующий расход на освещение в течение рабочего дня превышает нормированную величину освещенности 75 лк.
Расчеты по предложенным методом снижения затрат на освещение показали, что рассматриваемый бизнес центр может сэкономить электроэнергию на освещение и в другие сезоны года, например: в весенний день примерно на 37%, в летнее время суток примерно на 45%, в осенний день на 34% и в зимний день примерно на 12%.
Для снижения затрат и обеспечения экономичности функционирования рассматриваемого Бизнес-центра, предложены вышеприведенные меры по энергосбережению освещения, которые позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию.
Библиографический список
- Энергосбережение в освещении /Под ред. Ю.Б. Айзенберга // Дом Света.- М.: «Знак», 1999.-264с.
- Варфоломеев Л.П.. О действительной энергоэффективности применения светодиодов в осветительных установках. – М.: «Светотехника», 2012, №4.
- Бабанова Ю.Б., Лунчев В.А. Потенциал энергосбережения при использовании системы управления внутренним освещением. – М.: «Светотехника», 2011, №5.