Анализ энергоэффективности системы освещения учебных помещений корпуса Т (I этаж) (стр. 3 из 11)
Помещение №111 – помещение для дежурной, площадь 20,9 м 2. Площадь оконного проема 4 м2. Оконный проем занавешен тонкой гардиной. Стены выложены черным кафелем. Окно наполовину закрыто шкафом коричневого цвета. Потолок побелен. На потолке установлены два двухламповых светильника, предназначенных для люминесцентных газоразрядных ламп дневного света. Из четырех ламп 3 не рабочие.
4 Нормирование освещения
Современное нормирование осветительных установок базируется на детальных исследованиях зрительной работоспособности в зависимости от различных условий освещения. Одним из основных световых параметров, который легко поддается объективным измерениям, является освещённость. Под зрительной работоспособностью понимается способность зрительного анализатора выполнять работу заданной сложности (в зависимости от размера объекта, его контраста с фоном и т.п.) с определенной скоростью и надежностью различения [1]. С целью выбора необходимых уровней освещённости пользуются различными критериями: видимостью различаемого объекта, субъективной оценкой наблюдателей, технико-экономическими показателями, зрительной работоспособностью. Регламентируемое значение освещённости является, как правило, первым исходным параметром при проектировании любой осветительной установки [9]. Наиболее распространена регламентация освещённости в плоскости объекта различения или на условной расчетной плоскости (наиболее часто – горизонтальной, на высоте 0,8 м от пола), совпадающей с рабочей поверхностью [6]. В действующих отечественных нормах и в проекте норм для общественных зданий, регламентируется наименьшая освещённость от общего освещения, для отдельных случаев предлагается дополнительное местное освещение. В последние годы все чаще указывается диапазон рекомендуемых значений освещённости. Это позволяет в зависимости от экономических возможностей и характерных особенностей данной установки обеспечить уровни, более или менее близкие к оптимальным. Необходимо учитывать назначение и значимость помещения, размещение в нём оборудования, характер и последовательность зрительных работ, время, затрачиваемое на каждую работу [9]. Уровень освещенности должен быть тем выше, чем сложнее вид выполняемой работы. В результате работы, выполненной Всесоюзным научно-исследовательским светотехническим институтом (ВНИСИ) и Институтом общей и коммунальной гигиены АМН СССР [18], было установлено, что для административных зданий нижний предел оптимального уровня освещенности на рабочей поверхности составляет: при работе за компьютером около 200 - 300 лк, при чтении около 300 - 400 лк. Верхний предел можно считать близким к 1000 лк.
Во всех помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время следует предусматривать естественное освещение как более экономичное и отвечающее медико-санитарным требованиям [6].
Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Характеризовать естественное освещение абсолютным значением освещенности на рабочем месте невозможно. В качестве нормируемой величины принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой рассеянным светом полностью открытого небосвода [6]:
(4.1)Все значения коэффициентов, необходимых для расчета нормированного и фактического КЕО, взяты из [6].
Нормированное значение коэффициента естественной освещенности ен
с учетом характера зрительной работы, светового климата, солнечности климата, зависящее от географического расположения здания на территории страны, определяется по формуле [6]:
eн=енІІІ×m×c, (4.2)
где еIIIн- значение КЕО (%) при рассеянном свете от небосвода, определяемое с учетом характера зрительной работы;
m - коэффициент светового климата (без учета прямого солнечного света), определяемый в зависимости от района расположения здания на территории страны;
с - коэффициент солнечности климата (с учетом прямого солнечного света), определяемый в зависимости от пояса светового климата и ориентации здания относительно сторон горизонта.
Во всех обследуемых помещениях выполняется работа средней точности и естественный свет проникает через боковые оконные проемы, поэтому ен составит 1,5 %. Коэффициент светового климата принимаем равным 0.9,а коэффициент солнечности – 0.8, так как г. Сумы расположен в IV световом поясе, 50°53" северной широты. Определяя нормированное значение коэффициента естественной освещенности енпо формуле (4.2), получим:
ен= 1,5%×0,9×0,8 = 1,1%.
Для оценки естественного освещения также необходимо рассчитать фактическое значение коэффициента естественной освещенности еф, зависящее от площади световых проемов и от некоторых других факторов. При боковом освещении фактическое значение КЕО определяется по формуле [1,2]:
(4.3)где So – площадь окон в рассматриваемом помещении, м ;
к3 – коэффициент запаса, принимаем к3=1,3;
r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию;
Sn – площадь пола помещения, м2;
h0 – световая характеристика окон;
кзд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями;
t0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле:
t0=t1×t2×t3×t4×t5, (4.4)
где t1 – коэффициент светопропускания материала (для двойного стекла t1=0,8);
t2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;
t3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении t3=1);
t4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (при их отсутствии t4=1, при наличии солнцезащитного устройства «Жалюзи» t4=0,9);
t5 – коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарем (при боковом освещении t5=1).
Результаты расчетов фактического значения КЕО сведены в таблицу 4.1. Проанализировав фактическое и нормируемое значения КЕО, приходим к выводу, что в тех помещениях, в которых фактическое значение меньше нормированного, необходимо применять совмещенное освещение.
Таблица 4.1 - Результаты расчетов фактического значения КЕО.
| № помещения | S0,м2 | t2 | t0 | r1 | Sn,м2 | h0 | еф, % |
| 106 | 16 | 0,75 | 0,60 | 1,10 | 66,5 | 10,5 | 1,16 |
| 108 | 8 | 0,75 | 0,60 | 1,21 | 34,2 | 9 | 1,45 |
| 109/1 | 8 | 0,75 | 0,60 | 1,20 | 33 | 15 | 0,9 |
| 109/2 | 8 | 0,75 | 0,60 | 1,18 | 47,7 | 13 | 0,7 |
| 110 | 16 | 0,75 | 0,60 | 1,27 | 67,7 | 9 | 1,54 |
| 111 | 4 | 0,75 | 0,60 | 1,10 | 20,9 | 31 | 0,31 |
5 Методика проведения аудита системы освещения
В последнее время, в связи с ростом цен на энергоносители, актуальной становится их экономия. Первым этапом процесса экономии энергии является проведение комплексного энергетического обследования объекта (энергоаудит) и разработка на его основе экономически целесообразных мероприятий по экономии энергии. Данные мероприятия разрабатываются для каждого отдельного типа потребителя энергии: отопление, технология, освещение, вентиляция и т.п. Сначала производится анализ состояния систем энергопотребления, а затем — расчет экономии энергии по определенным методикам [13, 16].
Подавляющее большинство осветительных установок можно улучшить в отношении общих денежных затрат и сокращении потребления электроэнергии, если применить усовершенствованные технологии и более эффективное оборудование. Некоторые изменения для реализации значительных выгод могут потребовать лишь очень небольших либо вообще нулевых капитальных затрат. В других случаях могут понадобиться инвестиции капитала в новое оборудование, и тогда необходимо сопоставлять требуемые капитальные затраты с экономией эксплуатационных расходов. Часто срок окупаемости оказывается на удивление малым [17].
Система освещения является весомым потребителем электроэнергии, особенно в административных зданиях (до 80 %). Поэтому применение предлагаемой методики приобретает большое значение при энергоаудите.
Для анализа состояния системы освещения обследуемого объекта необходимо собрать следующую информацию [16]:
• тип и количество существующих светильников;
• тип, количество и мощность используемых ламп;
• режим работы системы искусственного освещения;
• характеристики поверхностей помещений (коэффициенты отражения);
• год установки светильников;
• периодичность чистки светильников;
• фактический и нормированный уровень освещенности;
• значения напряжения электросети освещения в начале и в конце измерений освещенности;
• размеры помещения;
• средний фактический срок службы ламп;
• фактическое и нормированное значение коэффициента естественной
освещенности.
Затем, производится расчет показателей энергопотребления на основании вышеперечисленных данных полученных в результате инструментального обследования объекта.
Фактическая мощность:
Рфі=Рл×Кпpа×Nр.(5.1)
Установленная мощность:
Pyi=Pл×Knpa×N, (5.2)
где Рф – фактическая мощность осветительной установки i-ro помещения в обследуемом объекте;