Анализ энергоэффективности системы освещения учебных помещений корпуса Т (I этаж) (стр. 10 из 11)

Поэтому эффективное использование света с помощью последних достижений светотехники — важнейший резерв повышения производительности труда и качества продукции, снижения травматизма, улучшения экологии и сохранения здоровья людей.

Всё это послужило толчком к пересмотру требований к качеству освещения и энергоэффективности в светотехнике.

На смену представлениям об осветительной установке, как совокупности её ламповых и светоприборных компонентов, приходит понимание того, что это БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. Эта система наряду с общими задачами освещения должна учитывать проблемы эстетического, психологического и эмоционального воздействия на человека световой среды, а также проблематику травматизма, производительности и качества труда в зависимости от качества освещения.

При проектировании современного промышленного освещения необходимые уровни освещенности нормируются согласно СНиП в зависимости от точности выполняемых производственных операций.

Для улучшения освещения следует знать основные характеристики качества освещения и механизмы влияния на организм человека этих характеристик. Основные характеристики качества освещения следующие:

яркость рабочей поверхности;

слепящее действие источников света;

блёсткость;

неравномерность распределения света;

пульсация светового потока;

спектральный состав излучения источников света (цветопередача);

динамичность освещения.

Рисунок 1. Влияние увеличения уровня освещенности на зрительную работоспособность (а), количество брака (б) и количество несчастных случаев (в) в металлургической промышленности

Работая при освещении плохого качества или низких уровней, люди могут ощущать усталость глаз и переутомление, что приводит к снижению работоспособности, а в ряде случаев к различным видам заболеваний. Причиной этого могут быть низкие уровни освещенности, слепящее действие источников света, несбалансированное распределение яркостей, пульсации светового потока, плохая цветопередача. Группой специалистов фирмы «Philips» были проведены исследования влияния качества освещения на производительность труда, на качество , работы и на количество несчастных случаев (рис. 1). Для оценки были выбраны предприятия металлургической промышленности. Анализируя результаты исследований, пришли к таким выводам, что увеличение освещенности с 300 до 500 лк:

приводит к росту производительности труда на 3-11%;

снижению количества брака приблизительно на 8%;

снижению количества несчастных случаев приблизительно на 14%.

Как видно из приведенных выше основных характеристик, качество промышленного освещения многокомпонентное и характеризуется большим количеством различных факторов. Пожалуй, наибольший интерес с точки зрения использования последних достижений научно-технического прогресса в области светотехники, представляет динамическое освещение как один из характерных методов повышения качества промышленного освещения. Известно, что солнечный свет является естественным биологически наиболее ценным видом освещения, к которому максимально приспособлен глаз человека. Поэтому при проектировании осветительных систем нужно стремиться создавать такое искусственное освещение, световые характеристики которого были бы наиболее близки к характеристикам солнечного освещения и, кроме того, целенаправленно изменялись во времени с целью положительного воздействия на организм человека. Такое искусственное освещение называется динамическим. При использовании динамического освещения, при выполнении монотонных работ производительность труда повышается на 20%, вследствие чего достаточно быстро достигается окупаемость капитальных затрат на систему регулирования.

Ещё 20—25 лет тому назад задача создания такого освещения была практически невыполнимой из-за отсутствия источников света со спектральным составом, близким к спектральному составу солнечного излучения (Ra~90), a также отсутствием аппаратуры управления световым потоком газоразрядных ламп.

Сегодня наша промышленность и многие зарубежные фирмы выпускают широкую гамму высокоинтенсивных источников света с высоким индексом цветопередачи (Ra~90). Это металлогалогенные лампы типа ДРИ мощностью от 70 до 2000 Вт.

Проблемы повышения качества промышленного освещения тесно переплетаются с проблемами энергоэффективности осветительных установок. Это заставляет изменить подход к проектированию осветительных систем, а также к конструированию светотехнического обо-

рудования. В условиях возрастания цен на энергоресурсы, а также повышения требований к качеству освещения всё более актуальным является вопрос снижения затрат на электроэнергию и повышение эффективности осветительных установок.

Научно-техническое решение этой важной проблемы сводится к решению 3-х основных задач:

1. Усовершенствование средств освещения за счет применения высокоинтенсивных источников света и современных эффективных световых приборов.

2. Усовершенствование методов освещения за счет внедрения новых методов проектирования и норм освещения.

3. Улучшение эксплуатации осветительных установок.

Первая из перечисленных задач самая важная, так как создает базу для решения всех остальных. Решать эту задачу нужно в два этапа.

Первый этап - замена в осветительных установках светильников с лампами накаливания (ЛН) и с ртутными лампами (ДРЛ) на светильники с высокоинтенсивными металлогалогенными лампами (ДРИ) и натриевыми лампами (ДНаТ). Энергетическая эффективность и сроки службы ламп ДРИ и ДНаТ очень высоки (табл. 1).

Металлогалогенные лампы обладают прекрасным спектральным составом излучения, а натриевые лампы с двумя горелками дают возможность увеличить срок службы до 55000 часов и решить задачу мгновенного перезажигания в горячем состоянии. Поэтому проектным организациям необходимо расширить зону применения этих ламп.

Возможная экономия электроэнергии за счет перехода на более эффективные источники света приведены в табл. 2.

В помещениях с тяжелыми условиями окружающей среды, а особенно в цехах металлургических предприятий целесообразно использовать газоразрядные лампы типа ДРИ и ДНаТ, что может обеспечить качественное освещение и снизить расход электроэнергии на 30-45%.

Технико-экономическую оценку экономической эффективности и улучшения осветительных условий в производственных помещениях можно дать, анализируя представленный расчет (табл. 3).

Таблица 1 – Основные характеристики источников света

Тип источника света	Срок службы, Т часов	Светоотдача, лм/Вт	Цветовой индекс, Ra
лампы накаливания (ЛН)	1000	17	100
ртутные лампы (ДРЛ)	12000-15000	50	40
металлогалогенные лампы (ДРИ)	6000-10000	90	90
натриевые лампы (ДНаТ)	15000-25000	120	25

Таблица 2 – Экономия электроэнергии за счет перехода на более эффективные источники света

При замене источника света	Средняя экономия электроэнергии,%
ЛНнаДРЛ	40-45
ЛНнаЛЛ	54
ЛН наДнаТ	57-70
ДРЛ на ДнаТ	40-50
ДРЛ на ДРИ	30-40

Таблица 3 – Расчет технико-экономического эффекта при замене светильника с ЛН мощностью 1000 Вт на светильник с лампой ДНАТ или ДРИ мощностью 250 Вт

Лампа накаливания (ЛН)	Натриевая лампа (ДНаТ)	Металлогалогенная лампа (ДРИ)
Р,=1000 Вт	Р2=250 Вт	Р2=250 Вт
Р=18800лм	F=24800 лм	Р=19500лм
Т= 1000 часов	Т= 15000 часов	Т= 10000 часов

Стоимость сэкономленной электроэнергии за год из расчета на 1 светильник может быть определена по формуле:

дСЭ = q(P1-P2 * a) *T (РУБ.) , где

q - 1,2 руб./кВт • час - тариф на электроэнергию;

P1- 1,0 кВт - мощность лампы накаливания;

Р2 - 0,25 кВт - мощность натриевой лампы;

а - 1,1 - коэффициент, учитывающий потери в ПРА;

Т- 2250 часов - работа светильника в год при двухсменной работе.

Итак, дCэ = 1,2 * (1,0 - 0,25 * 1,1)*2250 = 1937 руб. (~63 $)

на одном светильнике.

Если светильник НСП-20-1000 или НСП-17-1000 заменить на адекватный по световому потоку на ЖСП-04В-250 или ГСП-04В-250 производства ОАО «Ватра», то получим:

1) экономию электроэнергии на одном светильнике в год приблизительно на 63$;

2) экономию эксплуатационных расходов на замену ламп. Частота замены лампы накаливания - 3 раза в год, а натриевой лампы - раз в 5 лет. Срок службы ламп увеличивается в 10-15 раз;

3) окупаемость меньше года;

4) улучшение качества освещения и, соответственно, качества труда (выше освещенность, лучше цветопередача). Освещенность увеличивается больше, чем в 1,5 раза;

Второй этап усовершенствования средств освещения - разработка, освоение и использование в осветительных установках новых световых приборов с высокоинтенсивными энергоэкономичными источниками света.

Учитывая современные тенденции развития светотехники, а также требования к качеству и энергоэффективности светотехнических установок, ОАО «Ватра» разрабатывает и выпускает новые высокоэффективные световые приборы для различных отраслей промышленности. Большая работа сегодня ведется по созданию нового светотехнического оборудования. Эти работы ведутся по трем основным направлениям — это создание и выпуск:

световых приборов для общего освещения основных цехов и участков металлургических предприятий, где необходимы высокая степень защиты, высокоинтенсивные источники света с большими сроками службы и с улучшенной цветопередачей, а также чтобы конструкция исключала необходимость частого обслуживания;