Oświetlenie i Sterowanie

Prawidłowe oświetlenie biura jest istotnym elementem wytworzenia w nim komfortowej atmosfery, w której nie występuje nadmierne zmęczenie wzroku. W większości biur oświetlenie załączone jest już od wczesnych godzinnych rannych. Czy możemy znaleźć sposób na wprowadzenie oszczędności energii bez zmiany nawyków użytkowników i obniżenia komfortu pracy? Czy modyfikacja oświetlenia może przynieść wymierne korzyści? Postaraliśmy się odpowiedzieć na te pytania w dalszej części artykułu.

Przeanalizujmy kilka typowych sposobów oświetlenia biura o wymiarach 5 m x 5 m, w którym wymagany jest poziom natężenia oświetlenia 500 lx.

Rozwiązanie 1

Niestety wypada rozpocząć od rozwiązania, które możemy spotkać w większości polskich biur. Składa się ono z opraw wbudowanych w sufit panelowy, które zawierają 4 świetlówki standardowe w barwie 54 i standardowy osprzęt elektromagnetyczny. Świetlówki charakteryzują się przeciętnym oddawaniem barw, w którym nasze otoczenie wygląda szaro i monotonnie. Standardowe układy stabilizacyjno-zapłonowe nie zapewniają ciągłości strumienia świetlnego – „migotanie” światła często powoduje dekoncentracje lub ból głowy. Czy nasze „cierpienia” w takim środowisku pracy przynoszą przynajmniej wymierne korzyści związane z mniejszymi kosztami inwestycyjnymi podczas urządzania biura? Niestety – nawet prosta kalkulacja pokazuje, że znajdujemy się tylko w przykładowo źle zaprojektowanym biurze, gdzie przyzwyczajenia projektanta wygrały z postępem technicznym. Niski strumień świetlny oraz konieczność zastosowania większych współczynników zapasu dla źródeł światła (świetlówki standardowe szybko tracą strumień świetlny wraz z czasem ich eksploatacji) zmuszają nas do użycia 9 opraw oświetleniowych (każda oprawa zawiera 4 świetlówki o mocy 18W). Poniżej przedstawione zostały obliczenia natężenia dla ww. przykładu (średnie natężenie oświetlenia wynosi 638lx, współczynnik zapasu 0,7).

Poziom oświetlenia zgodnie z kalkulacjami przekracza wartość założoną 500lx – jednak stały układ paneli sufitowych (600x600) nie umożliwia nam precyzyjnego doboru ilości opraw.

Rozwiązanie 2

Zamiana źródeł światła na nowoczesne świetlówki standardowe to wymierne korzyści – większy strumień świetlny, lepsze oddawanie barw, wyjątkowo stabilny strumień świetlny w czasie eksploatacji. W efekcie możemy zastosować mniejszą ilość opraw! Pomimo zastosowania droższych świetlówek nasza inwestycja zostaje zrekompensowana mniejszymi kosztami opraw oświetleniowych – okazuje się, że wystarczy tylko 6 sztuk! (średnie natężenie oświetlenia wynosi 614lx, współczynnik zapasu 0,8). Zysk wydaje się oczywisty a jedyne ryzyko, które ponosimy związane jest z tym, że przy następnej wymianie świetlówek ktoś może nam zainstalować ich przestarzałe odpowiedniki... Niestety spowoduje to znaczne obniżenie natężenia oświetlenia, jednak użytkownicy przyzwyczajeni do wysokiej jakości światła szybko wyczują różnice i raczej nie pozwolą sobie na taką modyfikację. Różnica jakościowa wywołana zmianą współczynnika oddawania barw jest łatwa do rozpoznania nie tylko przez fachowców.

Rozwiązanie 3

W rozwiązaniu 2 znacząco wzrosła efektywność oświetlenia naszego biura przy jednoczesnej poprawie komfortu pracy. Może warto wprowadzić kolejny krok optymalizacyjny? Początkowe koszty inwestycyjne wprawdzie wzrosną (zastosujemy oprawy wyposażone w elektroniczne układy stabilizacyjno zapłonowe i świetlówki tl5), ale również wzrośnie energooszczędność oświetlenia. Po przeprowadzeniu obliczeń okazuje się, że średni poziom natężenia oświetlenia wynosi 575lx (jest niższy od przykładu 1 i 2 jednak wciąż spełnia założenia projektowe). Jaka pojawiła się różnica w naszym projekcie? Mamy taką samą ilość opraw jednak są one wyposażone w świetlówki o mocy 14W (w przykładzie 1 i 2 stosowane były źródła o mocy 18W) a nasze układy stabilizacyjno zapłonowe posiadają znacząco mniejsze straty. Czy oprócz korzyści związanych z energooszczędnością systemu skorzystali również użytkownicy biura? Oczywiście, elektroniczne układy zasilające zlikwidowały „migotanie” źródeł – są one teraz zasilane przy częstotliwości 40kHz – światło całkowicie pozbawione jest pulsacji. W zależności od konfiguracji biura możliwe jest skompensowanie zwiększonych kosztów inwestycyjnych poprzez oszczędności energii nawet w okresie pół roku!

Rozwiązanie 4

Czy energooszczędne oświetlenie przedstawione w rozwiązaniu 3 można jeszcze bardziej zoptymalizować pod kątem energooszczędności? W roku 2006 przez Instytut Socjologii Uniwersytetu Wrocławskiego przeprowadzona została ankieta dotycząca warunków pracy Polaków na stanowiskach pracy wyposażonych w komputer. Jednym z pytań postawionych w ankiecie był problem dostępności dopływu światła naturalnego do miejsca pracy. Okazało się, że zdecydowana większość (93%) zadeklarowała, że pracuje w biurze z prawidłowym dopływem światła słonecznego. Czy można w prosty sposób wykorzystać fakt prawidłowego nasłonecznienia naszych biur w celu uzyskania oszczędności energii elektrycznej? W naszym serwisie opisywaliśmy już systemy Actilume, Trios i LightMaster Modular, które z łatwością powiążą parametr światła naturalnego ze sztucznym przy zachowaniu optymalnych warunków pracy wzrokowej.

Przeanalizujmy tym razem najmniej skomplikowane rozwiązanie – połączenie elementu światłoczułego z regulowanym analogowym statecznikiem elektronicznym HFR. Regulowane stateczniki HFR umożliwiają zmianę strumienia świetlnego świetlówek w zależności od napięcia (w zakresie 1-10V) podanego na ich wejście regulacyjne. Połączenie wejścia regulacyjnego z czujnikiem światła umożliwia zbudowanie prostego układu, który w zależności od ilości światła w biurze zmniejszał będzie ilość światła emitowanego przez oprawy oświetleniowe. Dodatkowo dostępna będzie indywidualna regulacja poziomu oświetlenia, która zapewni personalizację potrzeb użytkowników i pozwoli skorygować ewentualne „prześwietlenie” pomieszczenia, które mogło nastąpić w fazie projektowej.

Poziom możliwych do osiągnięcia oszczędności w układzie regulacji światłem naturalnym uzależniony jest od pory roku, lokalizacji opraw oświetleniowych i położenia geograficznego okien. W tabeli poniżej przedstawiono typowe zależności dla ww. parametrów.