eficienta energetica in iluminat

8/12/2019 Eficienta Energetica in Iluminat

1/13

Eficiena energetic

n

iluminat

Titlul programului: PHARE RO-2002/000-586.05.02.02Dezvoltarea Resurselor Umane

Editorul materialului:EnergoBit Cluj-NapocaData publicrii: iulie 2005

Coninutul acestui material nu reprezint n mod necesar poziia oficial a Uniunii Europene Proiect finanat deUNIUNEAEUROPEAN

UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ-NACENTRUL DE INGINERIA ILUMINATULUI

Lighting Engineering Center LEC


2/13

EFICIENA ENERGETIC N ILUMIN

dr. ing. tefan GADOLA, C.E.M. prof. dr. ing. Florin Radu POPing. Florin Mircea POP, C.E.M. conf. dr. ing. Dorin BEU

drd. ing. Clin Nicolae CIUGUDEANUEnergoBit Universitatea Tehnic dinCluj-Napoca Cluj-Napoca

2005


3/13


4/13

n vederea utilizrii eficiente a acesteia. Normativul NP-061-02 nu stipuleaz valori specifice privind efi-ciena energetic pentru echipamente i sisteme de iluminat, preciznd doar considerentul c sis-temele de iluminat devin eficiente energetic dac n utilizarea acestora se folosete ct mai favorabillumina natural disponibil i echipamentele manuale sau automate de acionare, control i variaie afluxului luminos.

1. Surse de lumin

1.1 Tipuri de lmpiLmpile electrice utilizate n instalaiile de iluminat pot fi grupate n urmtoarele cat

- incandescente normale (de uz general) LIG,- incandescente cu halogeni LIH,- fluorescente tubulare LFT,- compacte LFC,- cu mercur de nalt presiune cu balon fluorescent LMF,- cu lumin mixt LMM,- cu halogenuri metalice LMH,- cu sodiu de joas presiune LSJP,- de nalt presiune LSP,- fr electrozi - cu inducie cu mercur LQ,- cu microunde cu sulf LSf.

Lmpile sunt difereniate prin construcie, funcionare, caracteristici putere, fluxcitatea luminoas, durata de via, deprecierea fluxului luminos, proprietile colorimaparent (coordonate cromatice, temperatur de culoare corelat), redarea culorii -, timsare, timpul de reaprindere, capabilitatea de diminuare a fluxului luminos (dimminfuncionare, alimentare.

1.2 Definirea energetic i colorimetric a surselor de luminEficacitatea luminoas a unei lmpi se exprim n lumen pe watt (lm/W) i reprezint rap

fluxul luminos emis de lamp (flux luminos iniial, dup 100 ore de funcionare) i consumat (n cazul lmpilor cu descrcri, fr luarea n considerare a pierderilor elecmentul auxiliar).

De exemplu, o lamp fluorescent emite 3.000 lm i consum 40 W, iar balastul s10 W; eficacitatea luminoas a lmpii este 3.000/40=75 lm/W, iar a sistemului lamp3.000/(40+10)=60 lm/W.

Durata de via i deprecierea fluxului luminos emis se refer la grupuri de lmpi i se determin n condiii standard de testare.Durata de via este definit att ca durat de supraviede ore de funcionare n care se deterioreaz 50% din lmpile grupului testat,ct i ca deconomic - numrul de ore de funcionare n care fluxul luminos emis (sau eficacitascade la un procent dat (n general 70%) fa de valoarea iniial (dup 100 ore de Deprecierea fluxului luminos pe durata de via se datoreaz mbtrnirii lmpii i estemuli factori. Aceste dou caracteristici sunt stabilite de fiecare productor n parte i cataloagele de prezentare. n Tabelul 2 sunt date valori informative pentru lmpile elecneral, cu menionarea ambelor durate de via pentru lmpile cu descrcri. n confuncionare, caracteristicile menionate au valori inferioare celor standard, datorit unca variaii de tensiune,frecven de conectare, vibraii, temperatura mediului ambiant,

54

Figura 1.Principii ale unui sistem de iluminat eficient energetic - dup [9]

Iluminat cu un costeficient prin

Aparate de iluminatcu distribuia fluxului

luminos eficient i n conformitate cucerinele de limitare

a orbirii directe

Lmpi cu eficacitateluminoas ridicat i

cu proprieti deredare a culoriicorespunztoare

Balasturi magneticecu pierderi redusesau balasturi elec-

tronice

Sistem adaptabil laschimbarea cerin-elor deiluminat

Aparate de iluminatcu randament lumi-nos ridicat i cerine

de instalare i ntreinere reduse

Suprafeele ncperiivopsite n culori

deschise

Control al fluxului

luminos emis delmpi


5/13

Tabelul 2.Caracteristici generale privind durata de via i de depreciere a fluxului lumin

Culoarea aparent a unei surse de lumin sau a unui obiect iluminat poate fi exprimat pdonatele x,y din diagrama cromatic CIE.

Temperatura de culoare T c a unei surse de lumin este temperatura corpului negru la caobine o culoare identic cu aceea a sursei. Aceast mrime caracterizeaz cromaticlumin pentru care punctul de culoare (dat de coordonatele x,y) se gsete situat pe curb n caz contrar se folosete termenul detemperatur de culoare corelat T cc care este temperaturacorpului negru la care culoarea acestuia se aseamn cel mai mult cu aceea a sursei. Esdou surse s aib aceeai temperatur de culoare corelat, dar s aib punctele de culoaro parte i de alta a curbei Plankiene, avnd astfel caracteristici de culoare foarte diferite

76 T a b e l u l 1 . P r e z e n t a r e c o m p a r a t i v

a u n o r c a r a c t e r i s t i c i d e f u n c i o n a r e a l m p i l o r d e u z g e n e r a l ( v a l o r i i n f o r m a t i v e )

C a r a c t e r i s t i c i

L a m p a c u i n c a n d e s c e n

L a m p a f l u o r e s c e n t

L a m p a c u v a p o r i d e

L a m p a c u v a p o r i d e s o d i u

L a m p a f r e l e c t r o z i

m e r c u r d e

n a l t

p r e s i u n e

L I G

L I H

L F C

L F T

L M F

L M M

L M H

L S J P

L S P

L Q

L S

P u t e r e

, W

1 5 . . .

5 0 0

7 5 . . .

2 . 0 0 0

5 . . .

4 0

1 5 . . .

1 4 0

5 0 . . .

1 . 0 0 0

1 0 0

. . . 5 0 0

7 0 . . .

2 . 0 0 0

1 8 . . .

1 8 0

5 0 . . .

1 . 0 0 0

5 5 1

6 5

1 . 4 2 5

F l u x l u m i n o s

, l m

1 2 0

9 7 5

. . .

2 5 0

. . .

7 5 0

. . .

1 . 8 0 0 . . .

1 . 1 0 0

. . .

5 . 5 0 0

. . .

1 . 8 0 0

. . .

3 . 3

0 0 . . .

3 . 5 0 0

1 3 5 . 0 0 0

8 . 4 0 0

5 0 . 0 0 0

3 . 5 0 0

7 . 3 0 0

5 8 . 0

0 0

1 3 . 0

0 0

1 8 9 . 0 0 0

1 8 9 . 0 0 0

1 3 0

. 0 0 0

1 2 . 0

0 0

E f i c a c i t a t e , l m / W

8 . . .

1 7

1 3

. . . 2 5

5 0 . . .

8 0

5 0 . . .

1 0 4

3 6 . . .

5 8

1 1 . . .

2 6

7 9 . . .

9 5

1 0 0

. . . 2 0 0 2

) 6 6

. . . 1 3 8 3

)

6 4 7

3

9 5

C u l o a r e a a p a r e n t

a l b - c a l d

a l b - c

a l d

a l b - c a l d

a l b - c a l d / r e c e i n t e r m e d i a r

i n t e r m e d i a r

r e c e

g a l b e n

a l b - a

u r i u

a l b - c a l d

, r e c e

a l b

R e d a r e a c u l o r i i

e x c e l e n t

e x c e l e n t

b u n

m o d e r a t

. . .

s l a b

. . .

m o d e r a t

b u n

. . .

f r

s l a b

. . .

b u n

b u n

e x c e l e n t

m o d e r a t

e x c e l e n t

m o d e r a t

B a l a s t

f r

f r

( 1 ) ( 2 )

( 2 )

m a g n e t i c

n c o r p o r a t

m a g n e t i c

( 3 )

m a g n e t i c

e l e c t r o n i c

e l e c t r o n i c

S t a r t e r / i g n i t o r

f r

f r

( 1 )

( 4 )

f r

f r

i g n i t o r

( 5 )

( 6 )

f r

f r

A p r i n d e r e

, m i n

.

z e r o

z e r o

z e r o s a u < 1

z e r o

3

z e r o

. . . 2

3

1 0

5

z e r o

z e r o

R e a p r i n d e r e

, m i n

.

z e r o

z e r o

z e r o

z e r o

5

5

1 0

2

< 1

z e r o

z e r o

( 1 ) n c o r p o r a t s a u s e p a r a t ; ( 2 ) m a g n e t i c s a u e l e c t r o n i c ; ( 3 ) m a g n e t i c s a u h i b r i d ; ( 4 ) c u s t a r t e r s a u f r s t a r t e r ; ( 5 ) s e p a r a t s a u

n b a l a s t ; ( 6 ) s e p a r a t s a u

n l a m p

Tipul lmpii Durata de via standard Durata de via pnpn la rmnerea n la scderea fluxului

funciune a 50% luminos la 70% dindin lmpi, o re valoarea iniial, o re

LIG 1.000 LIH 2.000

LFT (26 mm) - multifosfor 6.000 ... 12.000 12.000 ... 24.000- nalt frecven 7.500 ... 15.000 15.000 ... 30.000- halofosfat 6.000 ... 12.000 12.000 ... 24.000

LFT (38 mm) - halofosfat 5.000 ... 10.000 10.000 ... 24.000LFC 8.000 ... 10.000 10.000 ... 14.000

LMF 14.000 ... 28.000 14.000 ... 28.000LMM 6.000 ... 12.000 6.500 ... 13.000LMH - balon fluorescent 5.600 ... 13.000 6.000 ... 12.000

- balon clar 6.500 ... 13.000 6.500 ... 13.000

LSJP 11.500 ... 23.000 15.000 ... 30.000

LSP - standard 14.000 ... 28.000 13.500 ... 27.000- plus 15.000 ... 30.000 16.500 ... 31.000- de luxe 14.000 ... 28.000 14.000 ... 28.000- white 10.000 6.000 (>90%)

LQ 60.000 (pn la 80%) 60.000


6/13

ntre redarea culorilor i eficacitatea luminoas a unei lmpi exist o puternic contra obine o culoare ct mai real a unui obiect iluminat de o surs de lumin, aceasta trun spectru de radiaie ct mai larg,apropiat de cel al luminii naturale. Dar transformareante n lumin este determinat de eficacitatea luminoas relativ spectral Vl, fiind mradiaie monocromatic avnd lungimea de und de 555,5 nm (ce corespunde ugalben/verde). Productorii de lmpi obin ns rezultate spectaculoase prin utilizarea moderne, ce asigur un compromis de nalt calitate ntre aceti doi parametri caracteritat astfel att lmpile fluorescente de tipul multifosfor cu un indice de redare a culorii deficacitate luminoas de 64 - 65 lm/W, ct i lmpile cu vapori de sodiu de nalt presiun mbuntit cu un indice de redare a culorii de 60 i o eficacitate luminoas de 90 lm/Wbuie avut ns n vedere preul de cost ridicat al acestor lmpi speciale.

1.3 Eticheta energeticEtichetarea energetic a aparatelor casnice, inclusiv a lmpilor electrice a fost le

Directivele 97/75/CEE i 98/11/CE a Comisiei Europene. Eticheta energetic i Fia degur informaii care permit caracterizarea unui anumit model de aparat i comparaia c

Eticheta definit de aceste directive conine indicaiile de baz ale sursei de lumin- clasa de eficien energetic de la A la G, A fiind clasa cea mai perfomant- fluxul luminos, n lumeni- puterea absorbit, n W- durata de via, n ore- tensiunea nominal, n V.

Eficiena energetic a unei lmpi electrice este dat de indicatorul Eficacitate lum ntre flux luminos emis i putere consumat, n lumen/watt.Din datele de pe etichetele acu incandescen are eficacitatea luminoas de 1.360/100=13,6 lm/W, iar lampa fluorespact - de 1.200/21 =57,1 lm/W.

Indicele de redare a culorii R a a unei surse de lumin se definete pe baza sistemului tricromaticCIE 1931,cu modificri n 1960 i 1964. Se consider c un obiect colorat pare a fi naturaldac estevzut la lumina zilei. Acest indice msoar deviaiile cromatice Ei ale unor obiecte colorate(eantioane) selectate, iluminate de sursa de lumin analizat fa de cromatica acelorai obiecte ilu-minate de o surs de referin sau un iluminant (o surs fictiv reprezentat prin definirea unuispectru de radiaie asociat), avnd o temperatur de culoare comparabil. Se utilizeaz opt eantioanede suprafee colorate din sistemul Munsell,distribuite uniform pe cercul tonalitilor: rou, galben, gal-ben-verzui, verde, verde-albstrui, albastru-purpuriu, purpuriu i rou-purpuriu, cu claritate i saturaiemedii. Din aceste diferene de culoare (deviaii) se calculeaz indicii de redare a culorii pentru fiecareobiect (eantion) Ri=100-4,6 Ei. Valoarea medie a acestor indici reprezint indicele de redare a culoriipentru sursa de lumin analizat Ra=( Ri )/8. Indicele de redare a culorii pentru sursa de referinrezult cu valoarea maxim de 100.

98

Figura 2.Definirea temperaturii de culoare n diagrama cromatic (x,y) - dup [14]

Figura 4.Eticheta energetic: (a) lamp cu incandescen; (b) lamp fluorescent com

Figura 3.Definirea deviaiilor cromatice ale eantioanelor de culoare - dup [14] lampa de referin; lampa analizat

(a) (b)


7/13

2. Iluminatul natural

2.1 Cerine ale iluminatului naturalAtt iluminatul natural ct i cel electric trebuie s fie considerate extensii naturale ale arhitecturii,

i nu doar sisteme instalate pentru a conferi oamenilor posibilitatea de a vedea sarcinile i, astfel, dea-i desfura activitatea, chiar dac aceste aspecte sunt eseniale. Exist puine cldiri n care lumi-na natural s fie suficient pe toat durata utilizrii acesteia, dup cum, de asemenea, exist puinecldiri pentru care lumina natural s nu-i aduc o contribuie semnificativ. Sinteza unui spaiu bineiluminat natural cu a unui sistem de control al iluminatului electric de calitate poate s conduc laobinerea unei economii de energie n iluminat de 30-70%. Muli proiectani de cldiri sunt astzicontieni de importana deosebit a sistemului de vitrare pentru utilizarea luminii naturale i a ridicriicalitii iluminatului interior, cu considerarea sarcinilor aferente de nclzire/rcire.

Aspectele naturale ale mediului ambiant,calitile unice ale luminii naturale confer relevan intro-ducerii acesteia n cldiri, cu att mai mult cu ct nu exist alternative viabile n sursele artificiale delumin (ci doar paliative): Schimbarea i Varietatea natura soarelui i a cerului confer luminii natu-rale o micare continu, care produce lumin i umbr n interiorul ncperii; Culoarea i Vederea con-tactul cu exteriorul determinat de vederea prin fereastr ofer percepia schimbrii vremii i a lumii deafar, culoarea natural asociat luminii naturale,aducerea realitii n interior; Modelarea i orientarea,Efectul solar starea sufleteasc creat de variaia luminii, n fiecare moment, de la o zi la alta, esteafectat de vreme i anotimp,de dinamica luminii.

Diferenierile n perceperea spaiului sunt produse de ptrunderea luminii prin deschiderile dinanvelopa cldirii, asigurnd conectarea spaiului observatorului la activitile exterioare. Neeman iHopkinson (1970) au stabilit c determinantul principal pentru preferinele oamenilor referitor la ferestreeste cantitatea de informaie vizual asigurat de vederea spre exterior. Keighley (1973) a evideniat cdeschiderea preferat este de form orizontal, poziionat central, care asigur vederea liniei orizon-tului i este de 25 - 30% din suprafaa peretelui.

2.2 Factorul de lumin naturalIluminarea direct a soarelui nu se ia, de obicei, n consideraie n calculele iluminrii naturale din

cauza variaiei sale, dei are o mare influen asupra nsoririi i a iluminatului cldirilor. Cantitatea delumin natural ce ptrunde n interiorul unei cldiri este determinat n parte de intensitatea luminiinaturale la momentul dat, dar n acelai timp, de dimensiunea i poziia suprafeelor vitrate i de exis-tena sau absena obstruciilor (exterioare sau interioare) din calea luminii. Se constat cu uurin pro-porionalitatea care exist ntre iluminarea orizontal primit de un punct din interiorul unei ncperiavnd suprafee vitrate i iluminarea produs n exterior n acelai loc.

Factorul de lumin natural - DF (Daylight Factor) este definit ca raportul ntre iluminarea orizon-tal a unui punct din interior EHint, produs de fluxul luminos primit direct sau indirect de la cerul avndo anumit distribuie a luminanei i iluminarea orizontal exterioar EHext, produs de emisfera libera cerului n acelai punct exprimat, n mod obinuit, n procente:

DF=(EHint /EHext )100, %

DF este elementul central al metodei CIE de evaluare a luminii naturale disponibicldirilor. El depinde de tipul cerului, dar metoda de calcul este aplicabil pentru coacoperit CIE. Iluminarea interioar este considerat simultan cu cea exterioar. Frumuconst n faptul c DF este o constant asociat unui anumit punct din ncpere, indepemoment oarecare, de ora zilei sau de ziua anului.Aceasta nu nseamn ns c iluminaeste constant, ci doar c este o fraciune constant din iluminarea exterioar (variabil

DF are trei componente, corespunztor celor trei ci prin care lumina natural ajunconsiderat al planului orizontal din interiorul ncperii. Componenta cerului (CC) estenaturale primite direct de la cer. Componenta reflectat extern (CRE) este datorat luprimite de la suprafeele reflectante exterioare. Componenta reflectat intern (CRIluminii naturale primite indirect de la suprafeele reflectante interioare. Astfel, DF estnentelor sale, DF=CC+CRE+CRI, care pot fi calculate prin metode specifice. Una din formule de calcul consider c valoarea minim a DF ntr-o ncpere este egal cu o zeferestrelor, exprimat ca procent din aria pardoselii:

DF=1/10(Af /Ad )100, %.

Avantajul deosebit al metodei CIE const n faptul c modelul distribuiei luminii natpoate fi calculat o singur dat; acest model nu se schimb n timp. Cunoscnd distribuiluminrii naturale n interiorul ncperii se obine prin multiplicarea acestuia cu ilumdisponibil la un moment dat. Se pot astfel determina valorile minim, medie i maximde lumin natural n ncperea respectiv n localizarea dat sau n ncperi similare nDezavantajul ei este c permite calculul doar pentru cerul acoperit uniform i nu poate asituaii variabile determinate de nori, de micarea soarelui i de componenta direct a r

Pentru ncperi cu DF mai mare de 5%, iluminatul electric nu este necesar pe ntreagprogramului de lucru.ncperea este luminoas, cu o aparen odihnitoare, realizat prinatural generos. Pentru ncperi cu DF cuprins ntre 2% i 5%, iluminatul electric va fisuplimentarea iluminatului natural.Pentru ncperi cu DF mai mic de 2%, iluminatul elepe ntreaga perioad a programului de lucru. ncperea este ntunecat, aparena caraciluminat electric. Lumina natural cade doar pe suprafeele imediat nvecinate ferestreltreaz funcia de asigurare a unui contact vizual cu exteriorul, pentru ocupanii din ntr

Caracterul particular al luminii naturale este variabilitatea sa. n cursul unei zile, unude lumin disponibil este puternic n exces fa de necesiti. Rareori, cu toate acestealumin disponibil este suficient pentru a ilumina locul de munc pe durata ntregii zMetoda factorului de lumin natural permite s se obin informaii privind procentulexist condiii acceptabile.

1110


8/13

ntruct DF compar iluminarea interioar cu cea exterioar, cnd oricare dou dintre cele trei m-rimi sunt cunoscute, cea de-a treia este uor de gsit. Apoi, se poate determina procentul din orele demunc pentru care iluminatul natural poate fi folosit, datorit faptului ca iluminarea exterioar este celpuin egal cu valoarea necesar.

Exemplu.O ncpere cu aria pardoselii de Ad=70 m2 i ferestre cu aria Af=17,28 m2 are o valoaremedie a factorului de lumin natural DF=2,468%. Nivelul normat de EHint=300 lx al iluminrii inte-rioare va fi asigurat atta timp ct iluminarea exterioar va fi de minimum EHext=12.000 lx. Pentru la-titudinea de 48, aceast iluminare exterioar este asigurat 70% din durata programului de activitate9.00 17.00.

Avem astfel la dispoziie un instrument de lucru deosebit de simplu i eficace.Pentru o cldire exis-tent, cu o suprafa de vitrare cunoscut, se pot ntocmi calculele economice de optimizare a con-sumului de energie n iluminatul electric prin corelarea funcionrii sale cu iluminatul natural disponibil.Pentru o cldire n proiectare, se poate optimiza consumul energetic pentru utiliti - iluminat electric, nclzire-climatizare,ventilaie - prin corelarea schimburilor termice i a aportului de lumin natural cudimensiunea suprafeei vitrate.

2.3 Sisteme de iluminat natural n Programul Thermie s-au evideniat multiplele modaliti prin care lumina natural einteriorul cldirilor.

2.4 Conducte de luminSistemele de transport a luminii naturale la distan n interiorul cldirilor au puin

comune cu ferestrele sau cu iluminatul electric.De asemenea, nu sunt suficiente cunotimomentul de fa pentru proiectarea uzual a acestor sisteme. ntrebrile fundamentatoarele:

(a) Lumina furnizat ntr-o ncpere prin intermediul unui tub de lumin ntr-un mod aparatele de iluminat electric este perceput ca lumin natural, aa cum este ea considuzual, prin contactul vizual cu exteriorul prin ferestrele ncperii?

(b) Costul sistemului de transport la distan poate fi justificat prin gratuitatea sursolar? Pentru c, DA, lumina natural este gratuit. Dar, ferestrele inovative sau sistemi transport la distan a luminii naturale pot s fie extrem de costisitoare i, uneori, neooameni, nefiind acceptate n utilizare. [5]

Comparaia costurilor i eficienei energetice ntre diferite sisteme dezvoltate este davnd n vedere att diversitatea tehnic, de la simple tuburi de lumin la sisteme compleoptic, ct i faptul c fiecare instalaie este ntr-o msur mai mare sau mai mic un pr

Un sistem cu colector activ pe acoperi are un cost de ordinul a 300 Euro/m2, de circa 10 ori costulunui sistem de iluminat electric convenional ce asigur condiii de iluminat similare. Daconsiderare costurile determinate de modificarea structurii i de execuie a cldirii pentrtemele de colectare i transport a luminii, sistemele active nu sunt economice n comparade iluminat clasic. Simplitatea relativ a sistemelor de colectare pasive pe acoperi detsczute,de ordinul a 50 - 75 Euro/m2, comparabile cu costul iluminatului electric convenionalrspndit sistem este cel cu colector pasiv pe acoperi, transportor cu tuburi de lumin, e

1312

Figura 5.Disponibilitatea luminii naturale (%) nfuncie de nivelul iluminrii exterioare, pentru pro-gram de activitate 9.00-17.00; factori de coreciepentru alte programe de activitate [3, 5].

Figura 6.Modaliti de utilizare a luminii naturale n cldiri dup [7]

Curba din figur, %Program 90 80 70 60

7-15 90 80 70 608-16 100 85 70 607-17 95 65 55 456-18 75 60 50 40


9/13

n lume, sunt n exploatare sute de mii de asemenea sisteme.Costurile de investiie depind de configu-raie i de manopera de implementare. Amortizarea investiiei a numeroase sisteme anunate este deordinul a 3 - 4 ani. Cu toate acestea, multe sisteme cu colector pasiv zenital sunt incapabile s asigureiluminarea satisfctoare a sarcinii vizuale i necesit un iluminat electric suplimentar.

3. Iluminatul integrat n Sistemul de Gestiune Energetic a Cldi

O parte important din costurile de funcionare a unei instalaii de iluminat rezidenergie. Economisirea acestor costuri este posibil controlnd iluminatul astfel nct minare s fie ntotdeauna corelat cu necesarul din momentul respectiv. Numrul orelor este determinat de prezena utilizatorilor n ncpere, de disponibilitatea luminii naturade control aplicat. Este posibil ca o instalaie de iluminat cu o putere instalat mare, dsistem de control bine proiectat, s funcioneze un numr mic de ore, ceea ce duce la uenergie mai redus dect al altei instalaii, avnd o putere instalat mai mic, dar cu control neadecvat, care face ca timpul de utilizare al ei s fie mare. Controlul iluminatui eficien, ambele fiind posibile dac utilizatorii instalaiei de iluminat sunt capabili natul nevoilor i preferinelor personale.

Sistemele de control al iluminatului sunt grupate n trei categorii de baz:- control manual;- control automat;- control computerizat (inteligent).

Controlul fluxului luminos emis de sistemul de iluminat poate fi realizat n trepte saControlul manual utilizeaz ntreruptoare, variatoare sau o combinaie a acestora

local sau cu comand n infrarou. Controlul automat utilizeaz relee de timp (ceasurifotocelule i detectoare de prezen pentru conectarea (deconectarea) sau reglarea gaparate de iluminat selectate. Controlul computerizat poate s coordoneze un mare numteme, astfel nct s determine o flexibilitate i o eficien deosebite ale instalaiei de iluiluminatului poate fi parte integrant a unui sistem (inteligent) complex de gestionarecldirii - de nclzire-ventilare-climatizare i a altor subsisteme specifice protecia calarmare de incendiu. Prin conectarea la o magistral de comunicaii, echipamentele poun calculator central (managerul) sau cu alte echipamente din sistem.

Un sistem de gestiune a iluminatului electric computerizat ofer opiuni pentru operacomplet automat asupra reglrii iluminrii n spaiul de lucru, n funcie de disponibilturale, de prezena utilizatorilor, de programul de lucru stabilit. Iluminarea poate fi amoment, n concordan cu cerinele utilizatorilor, cu ajutorul unei uniti de coma jaluzelele pot fi comandate individual sau n grup,ntr-o ncpere sau n toat cldirea.ntatea de comand utilizat, sunt disponibile scenarii multiple de activitate i se pot proviteze pentru trecerea de la o scen la alta. Poziia lamelelor jaluzelelor poate fi comade poziia soarelui, pentru evitarea orbirii fiziologice n planul de lucru i obinerea uneirioare optime.

14 15

Figura 7.Sisteme inovative pentru iluminat natural la distan n interiorul cldirilor dup [5]a, b) colector activ pe acoperi; c) emitor; d) colector pasiv pe faada cldirii

c) d)

a) b)


10/13

4. Analiza de costuri a unui sistem de iluminat

Costul anual total al sistemului de iluminat este compus din costul de capital (invesi costurile de funcionare (electricitate, lmpi, ntreinere). Componentele acestor cosden ponderea nsemnat pe care o are durata de funcionare a instalaiei de iluminasumat de instalaiile de iluminat depinde de puterea instalat i de durata consumului. Nde utilizare este determinat de:

- prezena utilizatorilor n ncpere;- lumina natural disponibil;- sistemul de control aplicat.

Este important s se cunoasc consumul de energie al unei instalaii existente sau prose analizeaz costul msurilor de mbuntire a eficienei energetice a instalaiei.

Costurilesunt:- iniiale care cuprind: costuri de echipament (lmpi i aparate de iluminat,dispozitiv

conducte electrice), costuri de instalare (manoper de construcie i reele electrice),comisionari (controale de verificare i reglare, testarea circuitelor, msurarea iluminril

- de exploatare (costuri de energie, curire, nlocuire a lmpilor i a componentelorBeneficiile constau n costuri mai reduse de energie, de ntreinere i de nlocuire a

micorarea sarcinii de climatizare, creterea productivitii (aceasta fiind dificil de cuanDurata de recuperare (n englez payback) este raportul ntre costul iniial al unui sist(sau investiia suplimentar ntr-un nou sistem de iluminat) i economiile anDr=I/A=investiia suplimentar/economia anual. O valoare rezonabil a duratei de recu1,5-2 ani.

1716

Figura 8.Configuraia subsistemului LUXMATE Professional - dup [18]

Figura 9.Componentele costului sistemului de iluminat dup [11]


11/13

5. Programul GreenLight

n cazul iluminatului, consumul de energie electric n sectorul nerezidenial, reprezint circa160 TWh/an la nivelul Europei. Astfel, se pot realiza economii nsemnate de energie, prin investiii ntehnologii moderne i eficiente,cu valori cuprinse ntre 30-50%. Comisia European a lansat ProgramulGreenLight pentru a convinge ct mai muli consumatori s adopte sisteme de iluminat eficiente dinpunct de vedere energetic. GreenLight este un program voluntar n cadrul cruia companii private i

publice se oblig s adopte msuri de iluminat eficiente, cu respectarea acestor condiii:- costul investiiilor este acoperit de economiile de energie asociate acestora. GreenLight seaplic pentru 50% din mbuntirile eligibile aduse sistemelor de iluminat, mbuntiri careau o rat intern de rentabilitate de peste 20%;

- confortul vizual este meninut sau mbuntit.Partenerii GreenLight se oblig s raporteze anual detalii cu privire la proiectele adoptate de mo-

dernizare a iluminatului. Partenerii GreenLight beneficiaz de economiile de energie realizate prinadoptarea acestor msuri de modernizare i de recunoaterea public a efortului lor de a proteja medi-ul nconjurtor.

n anul 2001, dup aproape un an de la nfiinarea Programului, Comisia European a raportat unnumr de 18 parteneri GreenLight i 28 de companii active pe piaa iluminatului care i-au asumatobligaia de a promova programul. Promotorii sunt cei care acord suport partenerilor, n efortul lor dea reduce consumul de energie electric n iluminat. Programul a atras participarea a peste 26 de ageniienergetice naionale. Peste 200 de companii publice i private, incluznd i organizaii deosebit deputernice pe plan mondial, au semnat parteneriatul GreenLight, obligndu-se s adopte msuri de efi-cien energetic n iluminat.

Dimensiunile i mrimea diverselor companii i organizaii care au aderat la acest program variazfoarte mult. Unele, cum ar fi Johnson & Johnson, McDonalds, IKEA sau Carrefour, sunt grupuri multi-naionale cu peste un milion de metri ptrai construii. Altele reprezint mari orae cum sunt:Helsinki,Torino,Lyon, Hamburg. Localiti mici, precum Luvinate sau Berchidda, au un numr redus de drumuriiluminate i sub 10 cldiri n proprietatea administraiei locale (primrii, coli, sli de sport). i, n fine,altele cum sunt Beerse Metaalwerken (cldiri cu destinaii industriale) sau Terres & Eaux (vnzri) aunumai cte un imobil, avnd o suprafa de peste 5000 m2.

McDonalds a semnat parteneriatul GreenLight pentru cele peste 6.000 de restaurante din Europa(cu o suprafa medie de 350 m2 ). n anul 2004, un numr de 300 de restaurante au fost modernizatei circa 137 nou construite. n medie, n cadrul fiecrui restaurant s-a realizat o scdere de la 13 kWla 11 kW, ceea ce reprezint economii de 13.200 kWh/an. n 2003, 46 de restaurante McDonaldsi-au modernizat sistemele de iluminat sub ndrumarea i ajutorul autoritilor oraului Hamburg,obinnd o reducere a consumului de energie cu 400.000 kWh/an. Astfel, n prezent, McDonaldseconomisete 6.168.400 kWh/an.

Lund n considerare raporturile GreenLight primite pn n acest moment, economenergie sunt de 109 GWh/an, ceea ce corespunde la circa 54.500 t CO2 (reducerea de CO2 este cal-culat pe baza mediei concentraiei de carbon la nivel european 500 g CO2 / kWh). Aproximativ 85%din aceasta valoare a fost realizat prin economii de energie n interiorul cldirilor. Remodernizarea iluminatului public stradal, n special prin instalarea dispozitivelor de dimluminos. A fost acoperit un domeniu extrem de variat al pieei: comer, educaie, sindustrie, sport, transport etc. n general, cele mai multe modernizri au fost facute n sptinaie de birouri, n timp ce, n domeniul hotelier, s-au ntmpinat bariere greu de nlobiceiului proprietarilor de a folosi lmpile cu halogen.

n Norvegia, Statoil a aderat la programul GreenLight, n ianuarie 2001. Ca o parte alui lor, acetia au instalat senzori de prezen pentru ntregul lor centru de cercetare. Seiluminatul n cazul n care nu este detectat nici o prezen pentru o perioad determinarepornesc atunci cnd sesizeaz o nou prezen. nainte de instalarea acestor dispozrmneau aprinse n toate birourile i laboratoarele pe toat durata zilei. Acest fapt conde energie, deoarece prezena personalului n cldiri era intermitent i impredictibilelectricitate realizate au fost de 219.000 kWh/an (cu o rat intern de returnare a invest

Adernd la acest program, partenerii GreenLight i-au demonstrat abilitile manageuropean. Ei au gsit oportuniti ce au avut ca finalitate protejarea mediului nconjurcreterea profitului prin reducerea costurilor. Partenerii au beneficii directe, economisindmai multe cazuri, mbuntind condiiile de munc din punct de vedere al confortulucreterii exigenelor i la nivelul investitorilor i consumatorilor, partenerii GreenLightbeneficii indirecte, ce au dat natere la o alt serie de oportuniti de pia. Abilitatea ade a adopta msuri de protecie a mediului nconjurtor este totodat o dovad a manperformant pe care l practic. Toate acestea presupun, desigur, recunoaterea i mrealizrilor lor.Comisia European i promotorii naionali au pus accentul pe acest aspecdin cel de-al doilea an al nfiinrii Programului GreenLight.

Recunoaterea pe plan public a programului GreenLight a prins contur. Promotoripublicat o serie de articole, adresate lumii afacerilor, dar i celei stiinifice, tehnice. Prprezentat la trguri i conferine europene: Pollutec n Frana,Valo 2001 n Finlanda, LGermania, IEECB04, INTEL Milano n Italia, ILUMINAT 2005, Cluj-Napoca, Romnirealizat prin pota normal, mitinguri locale cu caracter informaional (www.eu-greenlight.org). A fost confecionat placheta GreenLight, pentru a permite

1918

Figura 10.Reducerea consumului de

electricitate/ar


12/13

atrag atenia clienilor asupra responsabilitii i calitilor manageriale pe care le dein. Numeroasebrouri precum i un catalog ce conine toate proiectele actualilor parteneri, realizate ntr-un modsimplu, clar i plin de via, au fost distribuite potenialelor companii interesate. Studiile de caz s-audovedit foarte eficiente n convingerea i atragerea noilor parteneri.Aceste materiale publicitare au fostdistribuite la nivel naional prin intermediul mass-media, precum i a promotorilor.

Comisia European a introdus i o premiere a partenerilor i promotorilor GreenLight care audesfurat activiti deosebite n acest domeniu. Primul premiu de acest fel a fost atribuit companieiJohnson & Johnson.

GreenLight este una din numeroasele iniiative de a crea un parteneriat efectiv, public i privat, nscopul obinerii unor beneficii pe plan social i de a proteja mediul nconjurtor. GreenLight i ajutpartenerii si s economiseasc bani i s reduc poluarea, prin implementarea unor msuri eficientede iluminat. Programul vrea s modifice modul n care organizaiile iau decizii cu privire la eficienaenergetic doar la nivel nalt.Pe baza succesului programului GreenLight,Comisia European foloseteacest concept al costului efectiv al eficienei imobilelor i n cazul altor echipamente i servicii pentrucldiri i ncearc introducerea conceptului de management energetic n cadrul noului program euro-pean, GreenBuilding.(http://energyefficiency.jrc.cec.eu.int/greenbuilding/index.htm).

6. Studiu de caz. UVAGU, Cristian, HUGHES, Roy- Thompson Community Centre GYM - Lighting Upgrade

Situaia existent.Sala de sport Gymnasium - Thompson Community Sport Centre din RBritish Columbia,Canada este o ncpere modern, nalt, cu un tavan din lemn i o vitro iluminare natural bun. Sistemul de iluminat conine 48 lmpi de 400 W cu halogencu sodiu de nalt presiune ce asigur doar 150 lx pe planul util (250 lx cu aport de lum

Pentru a obine nivelul de 300 lx recomandat de standardul american IESNA, s-au mailmpi de 1000 W cu halogenuri metalice n proiectoare cu iluminat indirect. Puterea foarte mare, de 30 kW, 38 W/m2, comparativ cu standardul de 12 W/m2. Durata de utilizare zilnic de16 ore conduce la un consum de energie electric ridicat, avnd n vedere i faptul ccontrol on/off sau reglabil nu poate fi utilizat la tipul de lmpi folosite.

Sistem de iluminat propus. Fiecare aparat de iluminat direct pentru ncperi nalte de tip - LX800 este echipat cu 4 balasturi electronice comandate individual, de tip 347 V Philicontroleaz 8 lmpi fluorescente compacte cu tehnologie avansat de 32 W, 3500 K Phtub triplu. Sistemul de control al lmpilor ntre 0-100% cu un increment de 25% utilizeacomand de tip comutator prin atingere. Pe timpul zilei se obine o iluminare orizontalcu aport de lumin natural i suplimentare de 25-50% lumin electric. Pe durata serii,obin cu doar 75 % din fluxul luminos al lmpilor. Pe durata nopii se asigur 400 lxnominal al lmpilor.Sistemul de iluminat este controlat de 8 senzori de prezen dispuslii. Utiliznd tehnlogia amintete i nva, senzorii nu reacioneaz la intruziuni sculat. Senzorii i comutatoarele de lumin sunt ncorporai n Sistemul Digital de Gestcomplexului (ce cuprinde i sistemul HVAC nclzire, ventilare, climatizare). SDGC patt local ct i prin Internet,din Departamentul de Supraveghere al complexului. Sistempropus este apreciat de utilizatori i proprietari pentru mediul luminos de nalt calitatecontrolului. Pe durata celor 16 ore zilnice de utilizare, sistemul este operaional la nivespecific fiecrei manifestri sportive. Noul sistem de iluminat are o putere instalat de 8 W/m2 i asigur o economie de energie de circa 80%.

2120

Figura 11.Noul sistem de iluminat asigurniveluri de iluminare orizontal i verticalexcelente i un contrast de luminane foarte bu


13/13

7. Decalogul eficienei energetice n iluminat, dup [12, 15]

(1) Msurile de economisire s respecte exigenele privind confortul i sigurana utilizatorilor.(2) Nivelul de iluminare s fie adecvat activitii ce se desfoar n zon.(3) Lmpile utilizate s fie cele mai eficiente, n limitele permise de caracteristicile acestora

(culoare, durata de via).(4) Randamentul aparatelor de iluminat i proiectarea instalaiei de iluminat s permit utilizarea

optim a fluxului luminos emis de lmpi.(5) Pierderile de putere n instalaia electric (consumul propriu) s fie reduse prin alegereaadecvat i dimensionarea corect a componentelor.

(6) Programul de funcionare a instalaiei de iluminat s fie corelat cu necesitile utilizatorilor.(7) Nivelurile de iluminare i zonele iluminate s fie elastice pentru a se adapta exigenelor

diferite n spaiu i timp.(8) Tariful de plat a energiei electrice consumate s fie adecvat fiecrui caz n parte i s se

analizeze introducerea discriminrii orare a tarifului.(9) Puterea reactiv consumat s fie ct mai redus.

(10) ntreinerea instalaiei de iluminat s fie prevzut din faza de proiectare conform uneimetodologii optime.

Bibliografie

[1] Bertoldi, P., Ciugudeanu C., 2005, Five-year assessment of the European Programme, Conferina internaional ILUMINAT 2005 & BALKANLIGHT 2-3 iunie

[2] Beu, D., Pop, F., 2001, Tehnica iluminatului n spaii industriale, birouri i loMediamira, Cluj-Napoca

[3] Beu,D. (coordonator),Pop, F. .a.,2000,Studiu privind eficiena eneregtic a ecelectrice din cldiri - SEEC, Agenia Naional pentru tiin, Tehnologigrant Gr 6113/2000 - tema B24

[4] BRECSU, 1993,Energy efficient lighting in buildings, Building Research Esta[5] Carter,D.J.,2003,Developments in tubular daylight guidance systems, BRI rev[6] CIBSE, 1994, Code for interior lighting, Chartered Institute of Building Servic[7] Daylighting in Buildings, A THERMIE Programme Action, UCD-OPET f

Commission, Directorate General for Energy (DGXVII), Energy Research GArchitecture, University College Dublin, Ireland

[8] DOE, 1993, Advanced Lighting Guidlines, U.S. Department of Energy, CalCommission, Electric Power Research Institute

[9] ENERBUILD RTD Network - FP5 programme, 2003,coordinator Dr. J. Owen[10] FGL, 1993, Information on Lighting Applications 1-13, Fordergemeinschaft

Frankfurt[11] Fontoynont, M., Escaffre, L., Marty, Ch., 2002, Solutions for reducing lightingand improving lighting quality in office buildings, Proceedings from the 5thConference on Energy-Efficient Lighting,Nice, 29-30 May

[12] IDA, 1994, Guia de ahorro y eficiencia energetica en iluminacion, InstitDiversification y Ahorro de la Energia,Comte Espa ol de Illuminacion, Madrid

[13] Mills, E., 2002, Why we're here: The $230-billion global lighting energy billfrom the 5th International Conference on Energy-Efficient Lighting, Nice, 29-3

[14] Philips Lighting Manual, 1993,Fifth edition,LiDAC - Lighting Design and ApPhilips Lighting, Eindhoven

[15] Pop, F. (coordonator), Beu D., .a., 2000, Ghidul Centrului de Ingineria IluminMediamira, Cluj-Napoca

[16] Pop, F. (coordonator), 1998, Managementul instalaiilor de iluminat, Curs poEditura Mediamira, Cluj-Napoca

[17] Rea S. Mark, 2000, Lighting Handbook,Reference & Application, 9th edition, IE[18] ZUMTOBEL STAFF, 2004, The Lighting Handbook

INTERNET[19] Belcher, M.C.,Helms, R.N.,1997,Lighting - the Electronic Textbook,

http://energy.arce.ukans.edu/book/contents.html

2322

eficienta energetica in iluminat

Documents