Научная статья на тему 'СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСЧЕТА СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА БАЗЕ ОБЩЕСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ'

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСЧЕТА СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА БАЗЕ ОБЩЕСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
747
100
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ / КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ / СВЕТИЛЬНИКИ / ЛАМПЫ / ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ / СВЕТООТДАЧА / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / LIGHTING SYSTEM / POWER QUALITY / LIGHTING FIXTURE / LAMPS / ENERGY EFFICIENCY / LIGHT OUTPUT / ENERGY SAVING

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Богданов Антон Дмитриевич, Солопов Роман Вячеславович

В настоящее время для организаций актуальными являются вопросы экономии и энергоэффективности. Одним из направлений энергосбережения является оптимизация осветительной сети. Освещения офисных зданий и учебных помещений с длительным пребыванием людей является объектом исследования данной статьи. Перед проектировщиками осветительных установок стоит сложная задача из огромного разнообразия осветительных установок, представленных на рынке, обеспечить качественное и экономичное освещение рабочих мест с учетом требований всей строительной, технической и санитарной нормативной документации. Данная работа, на основании практических расчётов, показывает сравнительную эффективность применения светильников различных типов с учетом нормативных актов и требований энергосбережения, а также эффективность использования программного обеспечения для проектирования систем освещения. Для проектирования освещения помещений в проектировочных бюро пользуются ручными методами расчета электроосвещения помещений. Таких методов существует несколько, и все они позволяют качественно провести расчеты, но все расчеты выходят очень долгими, и они не исключают фактор человеческой ошибки. Авторами статьи представлен инновационный метод проектирования электрического освещения. Программа DIALux evo объединила в себе все методы расчетов и оптимизировала их, что ускорило процесс проектирования и повысило его точность и верность расчетов, а представленный ею широкий выбор осветительного оборудования позволяет быстро оценить эффективность различных систем освещения. Результаты работы, полученные расчётным путем с использованием программного обеспечения DIALux evo, носят рекомендательный характер при проектировании систем электрического освещения офисных и учебных помещений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Богданов Антон Дмитриевич, Солопов Роман Вячеславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CALCULATION OF VARIOUS TYPES OF LIGHTING SYSTEMS BASED ON PUBLIC PREMISES

Currently, the issues of economy and energy efficiency are relevant for organizations. One of the directions of energy saving is optimization of the lighting network. Lighting of office buildings and educational facilities with a long stay of people is the object of research in this article. Designers of lighting installations face a difficult task of providing high-quality and economical lighting of workplaces from the huge variety of lighting installations on the market, taking into account the requirements of all construction, technical and sanitary regulations. This work, based on practical calculations, shows the comparative effectiveness of using various types of lamps, taking into account regulations and energy saving requirements, as well as the effectiveness of using software for lighting systems designing. Manual methods of calculating the electric lighting of premises are used for the design of room lighting in design bureaus. There are several such methods, and all of them allow you to make high-quality calculations, but all calculations are very long, and they do not exclude the factor of human error. The authors of the article present an innovative method for designing electric lighting. The DIALux evo program combines all calculation methods and optimizes them, which has accelerated the design process and increased its accuracy and accuracy of calculations, and its wide selection of lighting equipment allows you to quickly assess the effectiveness of various lighting systems. The results of the work obtained by calculation using the DIALux evo software are of a recommendatory nature in the design of electric lighting systems for office and educational premises.

Текст научной работы на тему «СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСЧЕТА СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА БАЗЕ ОБЩЕСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ»

Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esi.today 2020, №3, Том 12 / 2020, No 3, Vol 12 https://esj.today/issue-3-2020.html URL статьи: https://esj.today/PDF/38SAVN320.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:

Богданов А. Д., Солопов Р.В. Сравнительный анализ расчета систем освещения различного типа на базе общественных помещений // Вестник Евразийской науки, 2020 №3, https://esj.today/PDF/38SAVN320.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

For citation:

Bogdanov A.D., Solopov R.V. (2020). Comparative analysis of the calculation of various types of lighting systems based on public premises. The Eurasian Scientific Journal, [online] 3(12). Available at: https://esj. today/PDF/38S AVN320.pdf (in Russian)

УДК 004.94 ГРНТИ 45.51.33

Богданов Антон Дмитриевич

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»

Филиал в г. Смоленск, Смоленск, Россия

Студент

E-mail: anton.bogdanov [email protected]

Солопов Роман Вячеславович

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»

Филиал в г. Смоленск, Смоленск, Россия Заведующего кафедрой ЭЭС, доцент Кандидат технических наук, доцент E-mail: [email protected]

Сравнительный анализ расчета систем освещения различного типа на базе общественных помещений

Аннотация. В настоящее время для организаций актуальными являются вопросы экономии и энергоэффективности. Одним из направлений энергосбережения является оптимизация осветительной сети. Освещения офисных зданий и учебных помещений с длительным пребыванием людей является объектом исследования данной статьи. Перед проектировщиками осветительных установок стоит сложная задача из огромного разнообразия осветительных установок, представленных на рынке, обеспечить качественное и экономичное освещение рабочих мест с учетом требований всей строительной, технической и санитарной нормативной документации. Данная работа, на основании практических расчётов, показывает сравнительную эффективность применения светильников различных типов с учетом нормативных актов и требований энергосбережения, а также эффективность использования программного обеспечения для проектирования систем освещения. Для проектирования освещения помещений в проектировочных бюро пользуются ручными методами расчета электроосвещения помещений. Таких методов существует несколько, и все они позволяют качественно провести расчеты, но все расчеты выходят очень долгими, и они не исключают фактор человеческой ошибки. Авторами статьи представлен инновационный метод проектирования электрического освещения. Программа DIALux evo объединила в себе все методы расчетов и оптимизировала их, что ускорило процесс проектирования и повысило его точность и верность расчетов, а представленный ею широкий выбор осветительного оборудования позволяет быстро оценить эффективность различных систем освещения. Результаты работы, полученные расчётным путем с использованием программного

обеспечения DIALux evo, носят рекомендательный характер при проектировании систем электрического освещения офисных и учебных помещений.

Ключевые слова: система освещения; качество электроэнергии; светильники; лампы; энергоэффективность; светоотдача; энергосбережение

В современных помещениях и офисах используют разнообразные варианты систем освещения, которые представлены разными типами светильников и ламп. В связи с этим возникает вопрос, какой тип освещения и какие лампы применить для проектирования энергоэффективной системы освещения, удовлетворяющей всем техническим нормам, для конкретно взятого помещения.

Данная статья посвящена актуальной теме систематизации информации об осветительных системах, применяемых в учебных и офисных помещениях и методах расчета электрического освещения. Разработанные рекомендации позволят облегчить проектирование систем электрического снабжения помещений, рассмотренного типа, сузить номенклатуру использованных типов систем освещения, что в общей сложности повысит эффективность работы и скорость разработки проектов. Результаты статьи позволяют выделить перспективные типы систем освещения применяемых для офисных и учебных заведений.

Основным критерием сравнения и выбора систем освещения является экономическая и техническая эффективность, определяемые типом и мощностью ламп, под которые определяется тип используемого светильника. В данной работе проведем исследование эффективности систем освещения различного типа для общественных помещений.

При сравнительном анализе источников света будут рассмотрены основные параметры характеризующие источники света: световой поток, световая отдача, цветовая температура, цветность, индекс цветопередачи, срок службы и мощность1.

На практике применяется множества методов расчета осветительных систем помещений различных типов [1], но для оптимизации проектирования будет использоваться программное обеспечение DIALux evo. Все расчеты и чертежи выполнены с использованием программы DIALux evo [2].

Требования к системам освещения определяются видом работ, производимым в проектируемых помещениях. В данной статье рассматриваются помещения офисного типа с постоянным пребыванием людей. В [2] изложены требования к системам освещения для данного вида помещений: норма освещенности 300 Лк., коэффициенты отражения: потолок -70.0 %, стены - 50.0 %, полы - 20.0 %, коэффициент эксплуатации светильников - 0.752.

Экономическая целесообразность применения ламп освещения определяется светоотдачей в Лм/Вт [3], которая определяет эффективность преобразования электрической энергии в свет.

1 ГОСТ Р 55710-2013 Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений.

2 СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение.

Введение

1. Методы

1.1 Технические требования электрического расчета

38SAVN320

Это наиболее важный параметр лампы с точки зрения энергосбережения, и прогресс источников света в значительной степени заключается в увеличении светоотдачи, ее приближении до теоретических пределов.

В зависимости от спектра максимально возможная светоотдача может варьироваться. В таблице 1 приведены типовые и максимально теоретически возможные значения светоотдачи для различных типов ламп [4].

Анализ данных таблицы 1 показал, что наиболее эффективными лампами освещения по светоотдаче являются, светодиодные лампы.

Параметры, определяющие качество света, такие как цветовая температура и цветопередача, очень тесно связаны с количественными и энергетическими характеристиками ламп. При выборе светильников для конкретной установки дизайнер должен учитывать «цветность» белого света. В офисных и учебных помещениях желательно использовать лампы теплого тона (Тцв = 2700-3000 К), которые способствуют отдыху и расслаблению [5].

Таблица 1

Сравнение светового потока различных видов ламп [3]

Мощность, Вт

Параметры Лампа Лампа Лампа Лампа

накаливания галогеновая люминесцентная светодиодная

Световой поток, Лм:

250 25 18 6 4

450 40 28 9 6

800 60 42 13 9

1100 75 53 16 12

1600 100 72 20 15

Световая отдача, Лм/Вт 10-16 14-35 40-88 60-100

В помещениях с постоянным пребыванием людей цветопередача может быть определяющим параметром при выборе ламп освещения. С точки зрения цветопередачи лидерами являются лампы накаливания. Лампы накаливания обладают хорошей цветопередачей, однако их применение в офисных и производственных помещениях ограничено наличием пульсаций. Светодиодные лампы по цветопередаче приближаются к лампам накаливания, при этом значительно превосходят их по энергоэффективности [6].

1.2 Методы расчета электрического освещения 1.2.1 Метод коэффициента использования светового потока

При решении по методу коэффициента использования светового потока находится световой поток лампы, в соответствии с которым она выбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10 %. Намеченное число светильников должно корректировать при большем расхождении значений.

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы [4]:

Е • 5 •К2 •г

р =-ТТ-^— (1)

где Б - световой поток лампы в светильнике, измеряется в Лм; Е - нормируемая освещенность, в Лк; К - коэффициент запаса, зависящий от типа ламп и степени загрязненности помещения; ъ - поправочный коэффициент, учитывает, что среднее освещение в комнате больше минимального нормированного значения; N - число светильников (ламп); П - коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока,

падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; Б - площадь помещения,

2

м

1.2.2 Метод удельной мощности

Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения [4]:

Р • п

Ж = ^ (2)

где W - удельная установленная мощность, Вт/м2; Рл - мощность лампы, Вт; п - число ламп в помещении; Б - площадь помещения, м2.

Удельная мощность является справочным значением. Для правильного выбора значения удельной мощности необходимо знать тип светильников, стандартизированное освещение, коэффициент безопасности (при значениях, отличных от указанных в таблицах, допускается пропорциональное преобразование значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей, расчетные значения высоты и площади.

1.2.3 Точечный метод расчета освещения

Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения (рис 1). Порядок расчета для точечных источников света [4]:

1. определяется расчетная высота Нр, тип и размещение в светильников в помещении, и чертится в масштабе план помещения со светильниками;

2. на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки - ё;

Рисунок 1. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника [4]

3. по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;

4. находится общая условная освещенность от всех светильников £е;

5. рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:

/ Р'У .1000 •к

Er,

= ( VY

U000 •kj Lu

(3)

где ц - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока; kz - коэффициент запаса.

Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной лампе 1000 лм.

По мнению авторов наиболее качественным является точечный метод расчета, так как он позволяет определить точные расчетные значения, что позволяет проверить качество освещения в любой заданной расчетной точке. Недостатком этого метода является его трудоемкость. Два других метода позволяют быстрее определить уровень освещенности, но их значения являются более приближенными, и не могут четко определить качество освещения.

1.3 Осветительный расчет с применением программного обеспечения

Программа DIALux evo позволяет произвести расчет систем освещений любым из указанных методов и имеет большую номенклатуру справочной информации по светотехническому оборудованию. Данное программное обеспечение использовано для сравнительного анализа и расчетов систем освещения (СО) в характерном для промышленных и общественных зданий помещении рисунок 2. Возможность выбора показателей технического содержания помещения позволила рассчитать более реалистичную ситуацию эксплуатации осветительной установки и качества освещения, а прямой доступ к базе данных светильников различных производителей позволяет сравнить и экономическую составляющую проекта, если заменить светильник одного производителя на аналог производителя-конкурента.

Для расчета СО DIALux включает в себя создание и расчет сценариев освещения в трехмерном пространстве. Различные параметры и стандарты, интегрированные в программу DIALux, могут быть легко выбраны пользователем, а также настроены под решение конкретной задачи по проектированию. Информация, введенная в процессе планирования освещения, такая как геометрия помещения, естественный свет, источники света, адаптируется программой DIALux для оценки энергопотребления проекта и автоматически используется в расчетах [7].

2. Результаты проектирования

Для сравнительного анализа различных систем освещения были произведены расчеты характерного офисного или учебного помещения (рис. 2). При этом в качестве объекта было рассмотрено помещение с обобщенными параметрами: высота потолка 2,8 м, длинна класса 8 м, ширина 6 м.

Рисунок 2. Экспликация помещения (составлено авторами)

Далее на основании технической документации приведены основные показатели источников свет, дана их характеристика и применимость для рассматриваемого помещения:

• Лампы накаливания (ЛН), светоотдача для которых составляет 10-16 Лм/Вт. Это очень низкий показатель по сравнению с другими типами ламп. В отношении непрерывного спектра - лампы накаливания имеют максимум в инфракрасной области, постепенно уменьшающийся с укорочением длины волны. Этот спектр определяет теплый тон излучения (Тцв = 2400-2700 К) с высокой цветопередачей с индексом цветопередачи Ra = 100. По качеству испускаемо света ЛН несомненно лидеры, но срок службы ЛН обычно не превышает 1000 часов, что по современным стандартам очень мало. Исходя из описанных данных, использовать этот тип ламп для сравнения с другими аналогами не будем, ввиду крайне низкой экономичности и энергоэффективности [8].

• Галогеновые лампы (ГЛН), наиболее применяемые дизайнерам интерьера - это современный аналог ламп накаливания. Отличительными особенностями ГЛН являются добавление галогенидов в колбу, использование специальных типов кварцевого стекла, которые «останавливают» ультрафиолетовое излучение и «возвращают» тепловое излучение в спираль лампы с помощью специальных отражателей. Световая эффективность современных ГЛН составляет около 20 Лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры составляет Тцв = 3000 К. Существуют также ГЛН «дневного света» с Тцв = 4000-4200 К и даже 6000 К. Цветопередача у данного типа ламп составляет ^а = 100). Другое преимущество заключается в том, что количество и качество света, излучаемого лампой, является постоянным в течение всего срока службы [9].

Недостатки ГЛН очевидны: недостаточная светоотдача и относительно короткий срок службы (в среднем от 2000 до 4000 часов) [10]. Там, где эстетический компонент более важен, чем экономический, его необходимо учитывать.

Результат проектирования показал, что для освещения данного типа помещения требуется 35 светильников марки 8у1уаша, мощность светового потока каждого равна 687 Лм, а энергопотребление 15 Вт. Ввиду того, что данный тип ламп применяется в основном для светового дизайна, а стоимость одного светильника вместе с лампочкой очень высока, при сравнении экономичности источников света данный тип ламп не будет использоваться [11]. Схема размещения светильников в классе представлена на рис. 3.

Рисунок 3. Распределение светильников в классе с применением галогеновых ламп (составлено авторами)

• Люминесцентные источникам света: два разных типа люминесцентных ламп (ЛЛ) являются классическим примером компромисса в технологии. Лампы с трехполосным люминофором дешевле (излучение света до 104 Лм/Вт), но имеют худшую цветопередачу (Яа = 80), а с пятиполосным люминофором они имеют отличную цветопередачу ^а = 90-98) с меньшей светоотдачей (до 88 Лм/Вт). ЛЛ обеспечивают мягкий и равномерный свет, но распределение света в пространстве трудно контролировать из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп требуются специальные пускорегулирующие аппараты (ПРА). Одним из основных преимуществ ЛЛ является долговечность (срок службы до 20 000 часов). Благодаря своей экономичности и долговечности лампы ЛЛ стали наиболее распространенным источником света в офисах компании [12].

Рисунок 4. Распределение светильников в классе с применением люминесцентных ламп (составлено авторами)

Результаты расчетов показали: для помещения потребуется 20 светильников фирмы SLC saudi lighting с двумя лампами в каждом. Мощность одной лампы составила 18 Вт, а световая отдача 39 Лм/Вт. Диапазон цен на данный тип светильника с двумя лампами составляет от 13 до 15 долларов. Световой поток одного светильника составил 1297 Лм. Схема размещения светильников представлена на рис. 4.

• Светодиодные источники свет. Достигнутые характеристики светодиодов (мощность света более 100 Лм/Вт при мощности устройства до 20 Вт, Ra = 80-85, срок службы 100 000 часов) уже закрепили лидирующие позиции в области освещения, автомобильной и авиационной техники. Светодиодные источники света близки к универсальному использованию в современных системах освещения, и вскоре произойдет массовый переход на этот тип ламп. Высокий уровень безопасности обеспечивается низким тепловыделением светодиодов и низким питающим напряжением. Конструкция светодиода позволяет создавать светильники точных и, что особенно важно, компактных размеров, а устойчивость к механическим и термическим воздействиям открывает широкие возможности использования этого типа источника света [13].

Основным недостатком светодиодов является высокая цена, которая явно представляет собой самый дорогой источник света. На сегодняшний день цена люмена, испускаемого светодиодом, в сто раз выше, чем у галогенной лампы. Однако, так или иначе, речь идет о разовых расходах. По мнению экспертов, светодиодное освещение экономически выгодно из-за его низкого энергопотребления и низкого уровня эксплуатационных расходов [14].

Результат проектирования со светодиодными источниками света показал, что для освещения данного помещения требуется 8 светильников фирмы Иашох по 29 Вт каждый со световым потоком 3660 Лм. Стоимость данного светильника составляет от 15 до 20 долларов. Светоотдача - 126 Лм/Вт. Схема размещения светильников представлена на рис. 5.

Рисунок 5. Распределение светильников в классе с применением светодиодных ламп (составлено авторами)

В результате исследования, выполненного с применением программного модуля DIALux evo, были спроектированы системы освещения с применением различных типов светильников для конкретного помещения. Каждая система освещения обеспечивает должный уровень освещенности помещения, однако наиболее точные значения получены с использованием светодиодной системы светильников (310 Лк, горизонтальная освещенность -0,5), а галогеновые лампы показали худший результат, так как освещенность больше нормы (300 Лк) на 14,3 %, а горизонтальная освещенность имеет отклонение на 28 % [15].

Таблица 2

Результаты светотехнического расчета для различных типов ламп

" -——Тип лампы Характеристики " —-— Галогеновая Люминесцентная Светодиодная

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Количество светильников 35 20 8

Мощность одного светильника, Вт 15 36 29

Суммарная мощность, Вт 525 720 232

Средняя освещенность, Лк 343 312 310

Горизонтальная освещенность 0,36 0,53 0,5

Световой поток, Лм 687 1297 3660

Суммарный световой поток, Лм 24045 25940 29280

Световая отдача, Лм/Вт 32 39 126

Составлено авторами

На основании результатов расчетов (табл. 2) была построена сравнительная характеристика систем светильников по 2 параметрам: суммарная мощность и средняя световая отдача (рис. 6). При этом можно отметить, что светодиодные источники света при минимальных значениях мощности имеют максимальную световую отдачу, что позволяет сделать вывод, что светодиодные источники света намного энергоэффективнее: по сравнению с галогеновыми в 2,3 раза, с люминесцентными в 3,1 раза [16].

Вт SOG 700 600 500 WO

зоо 200 lOO

о

1.1, ,1

■ ■■ ■ ■

Лм/Вт ISO IAO 120

^^^ ■ Суммарная мощность,

во Вт

g- ■ Световая отдача,Лм/Вт АО 20 О

/ /

Рисунок 6. Сравнительная характеристика систем освещения с различными типами ламп (составлено авторами)

Еще одним критерием сравнения систем освещения является суммарная светоотдача потока. Результаты расчетов показывают, что при всех трех типах светильников обеспечивается необходимый суммарный световой поток (рис. 7). При этом для каждого типа системы освещения требуется определенное количество светильников, максимальное количество светильников у галогеновых источников света - 35, а минимальное у светодиодных - 8. Отсюда можно сделать вывод, что целесообразнее освещать помещение светодиодными светильниками, так как это позволит сократить время и стоимость монтажных работ, а также обеспечивает эргономичность пространства [17].

Рисунок 7. Суммарный световой поток для различных типов ламп (составлено авторами)

Одни из основных критериев оценки проекта является экономичность. Галогеновые источники света не учитываем ввиду того, что данный тип ламп применяется в основном при светодизайне и их стоимость достаточно высокая в сравнении со светильниками для других типов ламп. Таким образом, целесообразно с экономической точки зрения сравнить люминесцентные и светодиодные лампы. Экономическую эффективность осветительной системы принято оценивать по расчетным затратам:

З = ЕН • К + Э, (4)

где З - расчетные затраты по приведенному варианту; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимается Ен = 0,15; Э - годовые эксплуатационные расходы на систему освещения.

Капитальные затраты включают в себя стоимость оборудования и монтажа электротехнической части. Эксплуатационные затраты складываются из стоимости электроэнергии, затрачиваемой на освещение, затраты на амортизацию, обслуживание и текущий ремонт системы.

Результаты расчета технико-экономических показателей для рассматриваемых вариантов систем освещения на базе люминесцентных и светодиодных светильников представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты технико-экономического расчета

Показатели Люминесцентные светильники Светодиодные светильники

Кол-во 20 8

Мощность одного светильника, Вт 36 29

Затраты на покупку и установку одного светильника, руб. 1500 3000

Стоимость 1 кВт/ч, руб. 3,87

Режим работы офисного помещения, ч/сут. 12

Число рабочих дней 25

Капитальные затраты, руб. 30000 24000

Годовые эксплуатационные затраты, руб./год 11730 3680

Суммарные расчетные затраты, руб. 16230 7280

Составлено авторами

Выводы

Анализ расчетов электрического освещения офисного (учебного) помещения позволяет сделать ряд выводов и дать рекомендацию по проектированию систем освещения. С точки зрения цветопередачи и качества испускаемого света наиболее эффективны лампы накаливания, однако, их использование ограничено в связи с малым сроком службы и низким потенциалом энергосбережения [19]. Галогеновые лампы накаливания отвечают всем требованиям для освещения помещений данного класса, но их использование экономически невыгодно, ввиду их высокой стоимости. Исходя из теории [20] и данных полученным расчетным способом, можно сделать вывод что люминесцентные и светодиодные лампы наиболее приемлемы для освещения помещений с длительным пребыванием людей. Люминесцентные лампы значительно уступают светодиодным по сроку службы и по наличию пульсации, вредной для человеческого глаза. Анализ результатов показал, что наиболее перспективным направлением является использование светодиодных источников света. Светодиодные источники света намного энергоэффективнее по сравнению с люминесцентными в 3,1 раза. На основании сравнения технико-экономических показателей можно сделать вывод, что применение светодиодных источников света дает значительную экономию в эксплуатационных затратах (69 %) и не смотря на более высокую стоимость данных светильников, суммарные расчетные затраты значительно меньше, чем у люминесцентных ламп (в 2,2 раза). Таким образом, для проектирования систем освещения офисных и учебных помещений рекомендуется использовать светодиодные источники света, только нужно отдавать предпочтение тем лампам, у которых температура цвета приближена к значениям ламп накаливания, а световая отдача максимальна.

ЛИТЕРАТУРА

1. Грибанов А.А. Электрическое освещение / учебное пособие. - Барнаул: АлтГТУ, 2006. - 120 с.

2. Гречкина Т.В., Никитин В.Д. Расчетный практикум для проектирования осветительных установок / учебное пособие. - Т.: Томский политехнический университет, 2009. - 151 с.

3. Лейви А.Я., Шульгинов А.А. Основы светотехники / учебное пособие. - Ч.: Издательский центр ЮУрГУ, 2016. - 71 с.

4. Кноринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 381 с.

5. Майорова О.В., Майоров Е.Е., Туркбоев Б.А. Светотехника / учебное пособие -СПб.: СПбГУИТМО. 2005 - 83 с.

6. Козловская В.Б., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электрическое освещение / 2-е изд., справочник. - Минск: Техноперспектива, 2008. - 271 с.

7. Руководство пользователя DIALux 4.2: 11-ое Издание / Под ред. С.Ю. Иванова. -М., 2006. - 242 с.

8. Афанасьева Е.И., Скобелев В.М. Источники света и пускорегулирующая аппаратура / Учеб. для техникумов - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 272 с.

9. Вугман С.М., Волков В.И. Галогенные лампы накаливания - М.: Энергия, 1980. -136 с.

10. Варфоломеев Л.П. Элементарная светотехника - М.: Световые технологии, 2013. - 284 с.

11. Джост Дж. Маркези Техника профессионального освещения - Алльшвиль / Швейцария: Bron Elektronik AG, 1996. - 204 с.

12. Давиденко Ю.Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы - СПб.: Наука и техника, 2005. - 224 с.

13. Шуберт Ф.Е. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. - М.: Физматлит, 2008. - 496 с.

14. Кашкаров А.П. Устройства на светодиодах и не только - М.: ДМК Пресс, 2012. -207 с.

15. Сравнительный анализ источников света. [Электронный ресурс] - Режим доступа http://www.ledson.ru/stats1.htm 15 ноября 2019.

16. Арутюнян, А.А. Основы энергосбережения / моногр. - М.: Энергосервис, 2014. -

600 c.

17. Свидерская, О.В. Основы энергосбережения - М.: ТетраСистемс, 2016. - 176 с.

18. Гвоздев С.М., Панфилов Д.И., Романова Т.К. Энергоэффективное электрическое освещение / учебное пособие - М.: Издательский дом МЭИ, 2013. - 288 с.

19. Карлсон В., Карлсон С. Настольная книга осветителя: Пер. с англ. Д.М. Демуровой под ред. С.В. Шульца. - М.: ГИТР; Флинта, 2004. - 320 с.

20. Джост Дж. Маркези. Техника профессионального освещения: Пер. с англ. С.Ф. Костромина под ред. А.В. Шеклеина. - М.: МИР, 1988. - 128 с.

Bogdanov Anton Dmitrievich

National research university «Moscow power engineering institute»

Smolensk branch, Smolensk, Russia E-mail: [email protected]

Solopov Roman Vyacheslavovich

National research university «Moscow power engineering institute»

Smolensk branch, Smolensk, Russia E-mail: [email protected]

Comparative analysis of the calculation of various types of lighting systems based on public premises

Abstract. Currently, the issues of economy and energy efficiency are relevant for organizations. One of the directions of energy saving is optimization of the lighting network. Lighting of office buildings and educational facilities with a long stay of people is the object of research in this article. Designers of lighting installations face a difficult task of providing high-quality and economical lighting of workplaces from the huge variety of lighting installations on the market, taking into account the requirements of all construction, technical and sanitary regulations. This work, based on practical calculations, shows the comparative effectiveness of using various types of lamps, taking into account regulations and energy saving requirements, as well as the effectiveness of using software for lighting systems designing. Manual methods of calculating the electric lighting of premises are used for the design of room lighting in design bureaus. There are several such methods, and all of them allow you to make high-quality calculations, but all calculations are very long, and they do not exclude the factor of human error. The authors of the article present an innovative method for designing electric lighting. The DIALux evo program combines all calculation methods and optimizes them, which has accelerated the design process and increased its accuracy and accuracy of calculations, and its wide selection of lighting equipment allows you to quickly assess the effectiveness of various lighting systems. The results of the work obtained by calculation using the DIALux evo software are of a recommendatory nature in the design of electric lighting systems for office and educational premises.

Keywords: lighting system; power quality; lighting fixture; lamps; energy efficiency; light output; energy saving

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.