Zbieranie światła dziennego

wykorzystujące światło dzienne wykorzystują światło dzienne do zrównoważenia ilości oświetlenia elektrycznego potrzebnego do prawidłowego oświetlenia przestrzeni w celu zmniejszenia zużycia energii . Osiąga się to za pomocą systemów sterowania oświetleniem , które są w stanie przyciemniać lub przełączać oświetlenie elektryczne w odpowiedzi na zmieniającą się dostępność światła dziennego. Termin „Zbieranie światła dziennego” stał się standardem w dziedzinie oświetlenia , zrównoważonej architektury i przemysłu aktywnego światła dziennego .

Projekt systemu i komponenty

Systemy pozyskiwania światła dziennego są zwykle projektowane w celu utrzymania minimalnego zalecanego poziomu światła . Ten poziom światła będzie się różnić w zależności od potrzeb i wykorzystania przestrzeni; na przykład powszechnie zalecany poziom oświetlenia biurka to 500 luksów (lub około 50 stóp-świec ).

Fotoczujniki

Wszystkie systemy pozyskiwania światła dziennego wykorzystują czujnik poziomu światła, fotoczujnik , do wykrywania dominującego poziomu światła, luminancji lub jasności , w systemach z pętlą otwartą lub zamkniętą. Fotoczujniki służą do regulacji oświetlenia elektrycznego w oparciu o dostępne światło dzienne w przestrzeni. W systemie z otwartą pętlą fotosensor wykrywa tylko ilość dostępnego światła dziennego i może być umieszczony na zewnętrznej ścianie lub dachu budynku lub wewnątrz budynku, zwrócony w stronę okna lub świetlika. W systemie z zamkniętą pętlą fotosensor wykrywa całkowitą fotometryczną ilość światła, zarówno ze światła dziennego, jak i ze źródeł elektrycznych w przestrzeni. Na przykład w biurze fotoczujnik z zamkniętą pętlą można umieścić na suficie zwróconym w stronę biurka, aby wykrywać ilość światła padającego na powierzchnię roboczą, ponieważ umieszczenie czujnika na samym biurku byłoby niepraktyczne. Kiedy czujniki zostały umieszczone na biurkach w budynku biurowym, nastąpiła kara w wysokości 24% oszczędności energii. Zarówno w konfiguracji z otwartą, jak i zamkniętą pętlą, sygnał z fotosensora musi być dokładnie skalibrowany, aby dokładnie wskazać wpływ zmian światła dziennego na zewnątrz na poziom światła w obszarach „ważnych funkcji” w przestrzeni.

Moduły sterowania i ściemniania

Sygnał z fotosensora jest interpretowany przez moduł systemu sterowania oświetleniem , automatyczne urządzenie przełączające światło w systemie oświetlenia elektrycznego, które może zmniejszyć oświetlenie elektryczne, odpowiednio wyłączając lub ściemniając oprawy. Jeżeli oświetlenie elektryczne jest ściemniane, sztuczne oświetlenie można regulować w sposób ciągły proporcjonalnie do ilości dostępnego światła dziennego. Jeśli oświetlenie elektryczne jest tylko włączane i wyłączane, oprawa oświetleniowa lub lampa elektryczna musi pozostać włączona z pełną mocą, dopóki światło dzienne nie będzie w stanie osiągnąć całego zalecanego poziomu oświetlenia dla danej przestrzeni. Warianty bez funkcji ściemniania obejmują posiadanie wielu niesąsiadujących ze sobą opraw oświetleniowych, takich jak alternatywne jednostki w „układzie siatki” sufitu lub sąsiadujące oprawy ze źródłem światła dziennego w pobliżu okien lub świetlików, połączone w celu włączania i wyłączania modułu . Innym wariantem włączania i wyłączania jest przełączanie krokowe (czasami określane jako „przełączanie dwupoziomowe”), w którym wiele lamp w jednej oprawie oświetleniowej może być włączanych i wyłączanych niezależnie od siebie. Pozwala to zazwyczaj na jeden lub dwa kroki między pełną mocą wyjściową a zerem.

Systemy ściemniania są generalnie droższe niż systemy włączania/wyłączania. Mają potencjał, aby zaoszczędzić więcej energii, ponieważ mogą zmniejszyć moc światła elektrycznego, gdy światło dzienne może tylko częściowo zaspokoić potrzeby przestrzeni. Jednak systemy ściemniania mogą również wymagać nieco więcej energii do swojej podstawowej pracy. Jeśli system ściemniania jest dobrze skalibrowany, osoby przebywające w pomieszczeniu nie zauważą zmian w oświetleniu elektrycznym z powodu wykorzystania światła dziennego, podczas gdy bardzo prawdopodobne jest, że zauważą zmiany w wyniku włączania/wyłączania lub stopniowego przełączania.

Oszczędność energii

W kilku badaniach zarejestrowano oszczędności energii dzięki wykorzystaniu światła dziennego. Oszczędności energii dla oświetlenia elektrycznego w zakresie 20-60% są powszechne. Oszczędności są bardzo zależne od rodzaju przestrzeni, w której wdrożono system sterowania zbieraniem światła, oraz od jego wykorzystania. Oczywiste jest, że oszczędności można uzyskać tylko w miejscach o dużej ilości światła dziennego, w których w innym przypadku zastosowano oświetlenie elektryczne. Dlatego pozyskiwanie światła dziennego najlepiej sprawdza się w przestrzeniach z dostępem do konwencjonalnych lub szklanych okien , świetlików , grup rur świetlnych , ścian z pustaków szklanych i innych pasywnych źródeł światła dziennego ; i gdzie oświetlenie elektryczne byłoby pozostawione włączone przez długi czas. Takie przestrzenie obejmowały biura , atria , wewnętrzne publiczne wielopiętrowe place i dziedzińce centrów handlowych oraz szkoły .

Próba zwiększenia oszczędności energii poprzez zwiększenie rozmiaru okien jest zbytnim uproszczeniem. Nadmierne oświetlenie światłem dziennym może powodować oślepianie mieszkańców, zmuszając ich do otwierania żaluzji lub innych urządzeń zacieniających okna i zagrażając systemowi pozyskiwania światła dziennego. Nawet częściowo rozłożone żaluzje weneckie mogą zmniejszyć oszczędności energii o połowę.

Imponujące szacunki oszczędności energii mogą nie zostać zrealizowane w praktyce z powodu złego projektu systemu, kalibracji lub uruchomienia . Użytkownicy mogą sabotować systemy, które przyciemniają lub przełączają oświetlenie elektryczne w sposób rozpraszający uwagę lub które wytwarzają ogólny poziom światła postrzegany jako zbyt niski. (Na przykład zwykłe przyklejenie czujnika taśmą spowoduje wytworzenie stałego oświetlenia elektrycznego z maksymalną mocą wyjściową).

Przyjęcie technologii pozyskiwania światła dziennego było utrudnione przez wysokie koszty i niedoskonałą wydajność technologii. Jednak badania wykazały, że dzięki zastosowaniu technologii pozyskiwania światła dziennego właściciele mogą uzyskać średnioroczną oszczędność energii na poziomie 24%.

Jedną z metod przewidywania oszczędności energii jest użycie dostępnych na rynku programów, takich jak TRACE 700 lub (darmowy) DOE-2, które uwzględniają obciążenia termiczne.

Zwrot pieniędzy i sterowniki do adopcji

Systemy pozyskiwania światła dziennego wiążą się z dodatkowymi kosztami. Podzielenie tego kosztu przez roczne oszczędności energii zapewnia „prosty zwrot”, czyli liczbę lat, po których system będzie się spłacał. Im krótszy wyliczony okres zwrotu , tym większe prawdopodobieństwo, że właściciel budynku zainwestuje w system. Koszty różnią się w zależności od wielu czynników lokalnych, ale generalnie, jeśli koszty energii wzrosną lub koszt sprzętu sterującego i instalacji spadnie, okres zwrotu z inwestycji ulegnie skróceniu.

Zrównoważony rozwój


zielonego budownictwa - zrównoważonego budownictwa zachęca do projektowania zrównoważonej architektury i praktyk budowlanych. Na całym świecie istnieją różne znaki certyfikacji ekologicznego budownictwa, takie jak LEED , BOMA Best, BREEAM , HKBeam i Green Star . Wszystkie te programy oferują punkty za różne cechy projektu budowlanego, które promują zrównoważony rozwój , a certyfikacja na różnych poziomach jest przyznawana za osiągnięcie określonej liczby punktów. Jednym z głównych sposobów zdobywania punktów jest oszczędzanie energii . Dlatego pozyskiwanie światła dziennego jest powszechną cechą zielonych budynków. W ten sposób praktyki ekologicznego budownictwa zwiększają produkcję komponentów do pozyskiwania światła dziennego, co prowadzi do niższych cen. Wiele zakładów energetycznych zapewnia swoim klientom zachęty finansowe do oszczędzania energii. Jedną z takich zachęt są rabaty na systemy pozyskiwania światła dziennego, co również skraca okresy zwrotu.

Ponadto kodeksy i normy energetyczne zaczynają odnosić się do pozyskiwania światła dziennego. Na przykład California Energy Code Title 24-2008 rozpoznaje główne i drugorzędne strefy światła dziennego. Co najmniej 50% oświetlenia ogólnego w strefach głównych musi być sterowane oddzielnie od pozostałego oświetlenia, przy czym w przypadku większych stref wymagane jest sterowanie automatyczne. Kodeks zachęca do automatycznego pozyskiwania światła dziennego w strefach drugorzędnych, przyznając kredyty współczynnika dostosowania mocy, które można zastosować do projektu oświetlenia. Międzynarodowy Kodeks Poszanowania Energii (IECC) z 2009 r. uznaje strefy światła dziennego wokół pionowych okien i świetlików oraz wymaga, aby oświetlenie w tych strefach było kontrolowane oddzielnie od oświetlenia ogólnego w przestrzeni. [ potrzebne źródło ] Oczekuje się, że norma energetyczna ASHRAE 90.1 z 2010 r. , która ma zostać opublikowana jesienią 2010 r., będzie dotyczyć pozyskiwania światła dziennego. Tymczasem ASHRAE 189.1, pierwsza z generacji kodeksów zrównoważonego budownictwa, definiuje strefy światła dziennego i wymaga kontroli pozyskiwania światła dziennego. [ potrzebne źródło ]

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Daylight_harvesting&oldid=1120917911 ”