CC BY
6
УДК 332
DOI 10.23672/l7009-0853-2535-k
Бытко Матвей Александрович
аспирант,
Академия труда и социальных отношений matveybytko@gmail.com
Matvei A. Bytko
Graduate Student,
Academy of Labor and Social Relations matveybytko@gmail.com
Оценка систем управления
освещением в индустрии гостеприимства
Evaluation of lighting
control systems
in the hospitality industry
Аннотация. Электричество для освещения составляет 20-60% от общего потребления электроэнергии гостиничными зданиями, а использование надлежащих источников освещения и интеллектуальной системы освещения в большинстве случаев игнорируется дизайнерами и отельерами. Освещение в здании является одним из доминирующих источников потребления электроэнергии, и в связи с этим, требует особого внимания при оптимизации энергопотребления. Автоматическое управление освещением может осуществляться по уровню дневного света, движению людей или расписанию. Эффективное регулирование освещения может обеспечить экономию электроэнергии на 30-40 %.
Ключевые слова: энергоэффективность, энергопотребление, управление освещением, сценарии освещения.
Annotation. Electricity for lighting is up to 20-60 % of the total hotel buildings' electricity consumption, and the use of proper lighting sources and smart lighting systems is largely ignored by designers and hoteliers. Thus, lighting in a building is one of the dominant sources of electricity consumption, and therefore requires special attention when optimizing energy consumption.Auto-matic lighting control can be based on daylight levels, people movement or schedule. Efficient lighting control can provide energy savings of 30-40 %.
Keywords: energy efficiency, energy consumption, lighting control, lighting scenarios.
Путь к восстановлению доходов гостиниц после пандемии будет сложным. Отели сталкиваются с реальными проблемами в плане прибыльности из-за снижения доходов и резкого увеличения операционных расходов в результате сбоев в цепочках поставок, нехватки рабочей силы и расходов, связанных с COVID-19. Одним из жизнеспособных и эффективных решений перед лицом этого сценария является повышение энергоэффективности объекта - это оптимальный подход к решению этой проблемы в сегодняшние беспрецедентные времена восстановления после пандемии. Кроме того, понижая энергопотребляемость гостиницы, можно сберечь природные ресурсы. Эффективное регулирование энергопотребления в гостиничной индустрии помогает не только защитить окружающую среду, но и увеличить размер прибыли для гостиничного сектора. В жилом и коммерческом секторах используется почти 40 % всей энергии, используемой в мире, в то время как в европейских странах - 76 % энергии идет на обеспечение комфорта в зданиях и домах:отопление,вентиляцию и кондиционирование воздуха
Согласно исследованию, проведенному в Китае, в гостиничных зданиях следует выбирать соответствующий источник света из-за высоких требований к внутреннему освещению. Светодиодные (LED) источники света могут привести к значительному сокращению потребления электро-
энергии в зданиях. Отмечается, что ключом к эффективному проектированию освещения зданий является замена источников искусственного освещения источниками естественного освещения. Значительную долю в потреблении электроэнергии в коммерческих зданиях занимают системы освещения, а контроль за использованием освещения определяет энергоэффективность коммерческих зданий.
Хоть и существует ряд публикаций, касающихся потребления электроэнергии в гостиничных зданиях, лишь немногие исследователи касаются факторов, влияющих на потребление электроэнергии для освещения, и стремятся разработать подходы к снижению потребления электричества [2].
В последние годы, растущие глобальные экологические проблемы диктуют необходимость принятия экологически чистой политики в отношении недвижимости. Были разработаны некоторые системы оценки «зеленых» зданий, направленные на защиту и сбережение окружающей среды, такие как «Зеленая звезда» в Австралии, «Метод экологической оценки строительных научно-исследовательских учреждений» (BREEAM) в Великобритании, «Комплексная система оценки экологической эффективности зданий» (CASBEE) в Японии, GB/T50378-2014 в Китае и Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) в США.
Эти системы учитывают как алгоритм, так и фактические действия для устойчивого ресурсосберегающего развития гостиницы [5].
Компьютеризованное здание или же система «умный дом» — достойное решение для эффективного регулирования энергопотребления в гостиничном секторе. Благодаря системе автоматического управления освещением сокращается время работы осветительного оборудования на основе различных факторов. Наряду с повышением энергоэффективности, автоматическое управление освещением также обеспечивает комфорт гостей. И хотя эффективная экономия энергии может достигать 25-40 %, современные технологии автоматического управления освещением по-прежнему являются слишком дорогими для старых зданий [6]. Автоматическое управление освещением включает в себя переключение или приглушение освещения в зависимости от времени суток, присутствия людей, по уровню освещенности или комбинацию всех трех факторов. Управление, базирующееся на уровне освещённости, позволяет обеспечить большую экономию энергии по сравнению с другими методами, поскольку при этом используется естественный свет вкупе с искусственным освещением для максимального комфорта жильцов [1].
При сценарии управления освещением по расписанию, свет включается и выключается в соответствии с рабочим периодом помещений. Управление освещением по расписанию лучше всего подходит для помещений, где требования к освещению могут быть предсказуемы и заранее определены. Управление на основе расписания можно использовать как для внутренних, так и для наружных площадей, например, автоматическое переключение света на парковках, территории перед входом в здание или в открытом саду в зависимости от времени заката и восхода солнца. Аналогичным образом, общие возможности применения такой системы внутри здания могут включать в себя переключение света в комнате для гостей, ресторане, лобби и торговых объектах, график работы которых является фиксированным и предопределенным. Эта методология управления внутренним освещением на основе расписания обычно включает возможность ручного контроля. Сценарий управления светом на основе присутствия гостей использует движение в пространстве для включения/выключения освещения. Например, в вестибюле система управления освещением включает свет при обнаружении любого движения в помещении, в противном случае свет будет либо выключен, либо приглушен до минимального уровня. Данная стратегия лучше всего подходят для помещений, где характер пребывания людей крайне непредсказуем и сильно колеблется. Датчики присутствия/движения используются для обнаружения любого движения людей, и таким образом пространство будет освещаться, только если в помещении находится человек.
Системы управления освещением на основе уровня дневного света управляют освещением в зависимости от наличия дневного света. Данная стратегия позволяет эффективно использовать
любой доступный дневной свет и регулирует количество электрического света таким образом, чтобы можно было достичь целевого уровня освещения. Для этого метода сначала необходимо установить целевое значение яркости, а затем, в соответствии с разницей доступного дневного света и целевого освещения, будет контролироваться мощность электроосвещения. Управление освещением на основе уровня дневного света может быть представлено в двух вариантах: переключение на естественное освещение и димми-рование. Система управления переключением дневного света выключит оборудование искусственного освещения, если доступного дневного света достаточно для достижения целевых уровней освещения, с другой стороны, система управления затемнением дневного света будет непрерывно регулировать уровень искусственного освещения, чтобы соответствовать заданному уровню освещенности. Это означает, что переключение на дневной свет осуществляется между двумя фиксированными уровнями светоотдачи, в то время как для затемнения дневного света светоотдача меняется в зависимости от рабочего диапазона. Настройка целевого уровня выходной мощности осветительных приборов зависит от помещения. Например, уровень освещения, необходимый для ресторана и номера, будет абсолютно разным. Проект системы управления на основе дневного света зависит от географического положения здания, ориентации здания относительно сторон света, архитектуры здания (окна, вентиляция и т.д.), размера здания, времени года и т.д., поскольку именно эти факторы и определяют количество доступного дневного света и необходимость в искусственном свете [2].
Система освещения предназначена не только для визуального комфорта гостей, но и для ряда других преимуществ. Согласно оценке ENERGY STAR, если использовать энергоэффективные системы освещения во всех возможных сферах, потребность стран в электроэнергии может сократиться более чем на 30 %, что, в свою очередь, может привести к ежегодному сокращению загрязнения на 202 миллиона тонн двуокиси углерода, более чем на 1,3 миллиона тонн двуокиси серы и на 600000 тонн оксидов азота и т.д. Модернизация освещения - это инвестиции не только в снижение потребления электроэнергии, но и в улучшение характеристик здания в плане поддержки его гостей. Освещение здания напрямую влияет на комфорт, настроение, продуктивность, здоровье и безопасность его посетителей [7].
Кроме того, все системы освещения производят тепло. Освещение, как правило, является крупнейшим источником отработанного тепла, часто называемого «притоком тепла», внутри коммерческих зданий. Повышение эффективности освещения снижает приток тепла, что, в свою очередь, влияет на здание гостиницы: с одной стороны, выработанное тепло является полезным дополнением, когда зданию требуется нагрев, но оно же должно отводиться системой ОВиКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), когда здание необходимо охладить.
Влияние этого компромисса (потери из-за увеличения затрат на охлаждение по сравнению с бонусом на снижение затрат на отопление) зависит от типа здания, его географического положения и системы ОВиКВ. Хотя затраты на отопление могут возрасти, они редко превышают результирующую экономию на охлаждении, даже в зданиях в северном климате, в которых используется электрическое отопление [6].
В Республике Индия было проведено исследование, ставящее своей целью подтвердить эффективность системы управления освещением на основе уровня дневного света. Данное исследование проводилось с помощью «DesignBuilder». Это уникальный программный инструмент для создания и оценки проектов зданий. Он использует механизм моделирования EnergyPlus для расчета энергоэффективности здания. Согласно данным исследования было установлено, что автоматическое управление освещением может снизить общее годовое потребление энергии на 37,08 % и потребление в освещении на 55,5 %.
Автоматическое управление освещением компенсирует потерю тепла, получаемую от системы освещения за счет сокращения времени работы. Применение автоматического управления освещением снижает потребление энергии для охлаждения помещений гостиницы на 73,41 МВтч, но
Литература:
1. Чебан А.Н. Система интеллектуального управления освещением в учебных зданиях / А.Н. Чебан // Наука, образование и экспериментальное проектирование. 2020. № 1. С. 464-465.
2. Ju J.Q. Discussion on lighting engineering design of urban buildings / J.Q. Ju, D.H. Chen // Lamps & Lighting. 2019. Vol. 9. № 3. P. 8-10.
3. Lowry G. Energy saving claims for lighting controls in commercial buildings / G. Lowry // Energy and Buildings. 2016. Vol. 133. P. 489-497.
4. Verma N. Optimized automatic lighting control in a hotel building for energy efficiency / N. Verma, A. Jain // International Conference on Power Energy, Environment and Intelligent Control (PEEIC). 2018. P. 168-172.
5. On optimization of thermal sensation satisfaction rate and energy efficiency of public rooms: A case Study / X. Wang, Y.Qiao, N.Q. Wu, Z.W. Li, T. Qu // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 176. P. 990-998.
6. Wen Y.J. Wireless networked lighting system for optimizing energy saving and user satisfaction / Y.J. Wen, A.M. Agogino // Wireless Hive Networks Conference, 2008. WHNC 2008. IEEE. 2008. P. 1-7.
7. Building Upgrade Manual // Energy Star. URL : https://www.energystar.gov/buildings/tools-and-re-sources/building-upgrade-manual (date of the application 15.01.2022).
при этом одновременно увеличивает потребление тепловой энергии на 30,67 МВтч. Таким образом, потери для охлаждения здания примерно в два раза больше по сравнению с потерями для отопления, поэтому технология управления освещением обеспечивает повышение энергоэффективности. Теперь это компромисс между энергопотреблением охлаждения и отопления здания, который в свою очередь зависит от географического расположения недвижимости [4].
В заключение хотелось бы отметить, что электроэнергия для освещения составляет значительную долю от общего потребления электричества гостиничными зданиями. Тем не менее, разумный выбор источников освещения и применение интеллектуальной системы освещения в большинстве случаев игнорируются дизайнерами и персоналом по управлению недвижимостью, что приводит к огромным потерям энергии.
В ходе тематического исследования было показано, что управление освещением может снизить годовое общее потребление энергии на 30-40 %, а потребление энергии на освещение - на 50-55 %. Однако фактическая экономия за счет управления освещением зависит от типа системы управления освещением, а также географического расположения здания гостиницы.
Literature:
1. Cheban A.N. System of intelligent lighting control in educational buildings / A.N. Cheban // Science, education and experimental design. 2020. № 1. P. 464465.
2. Ju J.Q. Discussion on lighting engineering design of urban buildings / J.Q. Ju, D.H. Chen // Lamps & Lighting. 2019. Vol. 9. № 3. P. 8-10.
3. Lowry G. Energy saving claims for lighting controls in commercial buildings / G. Lowry // Energy and Buildings. 2016. Vol. 133. P. 489-497.
4. Verma N. Optimized automatic lighting control in a hotel building for energy efficiency / N. Verma, A. Jain // International Conference on Power Energy, Environment and Intelligent Control (PEEIC). 2018. P. 168-172.
5. On optimization of thermal sensation satisfaction rate and energy efficiency of public rooms: A case Study / X. Wang, Y.Qiao, N.Q. Wu, Z.W. Li, T. Qu // Journ a l of Cleaner Production. 2017. Vol. 176. P. 990-998.
6. Wen Y.J. Wireless networked lighting system for optimizing energy saving and user satisfaction / Y.J. Wen, A.M. Agogino // Wireless Hive Networks Conference, 2008. WHNC 2008. IEEE. 2008. P. 1-7.
7. Building Upgrade Manual // Energy Star. URL : https://www.energystar.gov/buildings/tools-and-re-sources/building-upgrade-manual (date of the application 15.01.2022).
