Энергоэффективность системы освещения: показатели и критерии

Энергоэффективность системы освещения оценивают по соотношению обеспечиваемого качества света и затрат электроэнергии. Для обоснованного вывода необходимо проверить фактическую освещённость рабочих зон, её равномерность, потребляемую мощность и продолжительность работы светильников. Низкая установленная мощность сама по себе не означает высокую эффективность: система может расходовать мало электроэнергии просто потому, что не обеспечивает необходимое освещение.

Правильная оценка начинается с назначения помещений и выполняемых зрительных задач. Складской проход и рабочее место, на котором выполняются точные операции, нельзя оценивать по одному критерию освещённости. Поэтому энергетические показатели рассматривают только совместно с условиями, которые система должна обеспечивать.

Какие показатели характеризуют эффективность освещения

Освещённость — величина светового потока, приходящегося на единицу освещаемой поверхности. Её измеряют в люксах (лк). Этот показатель позволяет проверить, достаточно ли света непосредственно в зоне выполнения работы.

Равномерность освещения характеризует распределение освещённости по рассматриваемой поверхности. Даже при достаточном среднем значении отдельные участки могут оставаться заметно темнее других. Поэтому оценка только по одной точке измерения не раскрывает качество освещения всей рабочей зоны.

Световая отдача характеризует отношение создаваемого светового потока к потребляемой электрической мощности и выражается в люменах на ватт (лм/Вт). Она позволяет оценивать эффективность преобразования электрической энергии в свет, но не заменяет проверку освещённости на рабочей поверхности.

Для оценки системы в целом необходимо дополнительно учитывать установленную и фактическую электрическую мощность, а также время включения. Эти параметры определяют энергетические затраты на обеспечение освещения в течение рассматриваемого периода.

Таким образом, оценка объединяет две стороны работы системы: фактический световой результат в помещении и электроэнергию, затраченную на его обеспечение.

Исходные данные и назначение измерений

Для проверки используют результаты измерения освещённости, план расположения функциональных зон, сведения об установленной и фактической мощности светильников, графики их включения и информацию о назначении рабочих мест.

План зон необходим, чтобы связать измерения с конкретными условиями использования помещений. Измеренная освещённость показывает фактический световой результат, а сведения о назначении рабочих мест позволяют установить, насколько он соответствует выполняемой задаче.

Установленная мощность характеризует предусмотренную электрическую нагрузку системы освещения. Фактическая мощность позволяет оценить реальное потребление при проверяемом режиме. Эти величины могут различаться в зависимости от состояния и способа управления светильниками.

Графики включений показывают, как долго система работает в различных зонах. Без них невозможно правильно определить расход электроэнергии за период, даже если известна мощность всех установленных светильников.

Результаты измерений необходимо связывать с конкретными зонами и условиями работы. Иначе нельзя достоверно сопоставить качество освещения и соответствующие ему энергетические затраты.

Как сопоставить освещённость и равномерность с назначением помещения

Первый этап оценки — определить, какую зрительную задачу выполняют люди в рассматриваемой зоне. После этого проверяют фактическую освещённость и характер её распределения на соответствующей рабочей поверхности.

Например, в складском проходе освещение необходимо для безопасного перемещения и выполнения предусмотренных операций. На рабочем месте, связанном с точными действиями, требования к различимости деталей и качеству света могут быть существенно другими.

Поэтому одинаковые измеренные значения не обязательно означают одинаковое качество освещения для этих зон. Результат необходимо интерпретировать с учётом назначения помещения, а не только величины освещённости.

Равномерность проверяют совместно с общим уровнем света. Если система обеспечивает достаточное среднее значение, но распределяет свет неравномерно, вывод о её качестве требует дополнительной оценки. Аналогично равномерное, но недостаточное освещение нельзя считать эффективным только из-за отсутствия выраженных перепадов.

Критерием является соответствие фактически обеспечиваемых световых условий выполняемой задаче при обоснованном расходе электроэнергии.

Как определить расход электроэнергии системы освещения

Электрическую энергию, потреблённую системой освещения, определяют по мощности и продолжительности работы. Для режима с постоянной активной мощностью применяется зависимость:

E = P × t,

где E — расход электроэнергии, P — активная электрическая мощность, t — продолжительность работы. При мощности в киловаттах и времени в часах результат получают в киловатт-часах.

Если светильники разных зон включаются по различным графикам, расход определяют с учётом фактических режимов каждой рассматриваемой части системы. Когда мощность изменяется, для расчёта используют соответствующие значения по временным интервалам.

Такой подход позволяет установить энергетические затраты на освещение, но не характеризует самостоятельно качество полученного света. Два помещения могут иметь близкий расход электроэнергии и при этом существенно различаться по фактической освещённости рабочих поверхностей.

Поэтому расчёт потребления объединяют с результатами светотехнических измерений. Только совместное рассмотрение этих данных позволяет оценить, насколько обоснованно электроэнергия используется для обеспечения нужных условий освещения.

Проверка управления освещением и графиков включения

Продолжительность работы светильников непосредственно влияет на расход электроэнергии. Поэтому при оценке системы проверяют, соответствуют ли фактические графики включения назначению помещений и периодам их использования.

Если освещение работает дольше, чем необходимо для выполнения предусмотренных задач, это может указывать на возможность корректировки режима управления. Однако изменение графика допустимо только при сохранении необходимых световых условий.

Особенно важно учитывать зоны, где освещение обеспечивает безопасность передвижения и работы. Чрезмерное сокращение времени включения или отключение светильников без учёта фактической потребности способно ухудшить условия эксплуатации.

Поэтому проверка управления строится на сопоставлении трёх параметров: времени использования зоны, фактического графика освещения и необходимости поддержания света в соответствующий период.

Результатом такой проверки становится оценка соответствия существующего управления реальным задачам помещения. Возможность изменения режима рассматривают отдельно от факта зарегистрированного потребления.

Почему минимальная мощность не является главным критерием

Система с небольшой установленной мощностью может обеспечивать недостаточную освещённость. В этом случае малый расход электроэнергии достигнут не за счёт эффективного решения задачи, а за счёт недостаточного светового результата.

Поэтому сравнивать варианты освещения исключительно по ваттам неправильно. Сначала необходимо установить, обеспечиваются ли требуемые условия, а затем оценивать энергетические затраты на их поддержание.

Световая отдача помогает характеризовать энергетическую эффективность источника света, но сама по себе не устанавливает результат работы всей системы в конкретном помещении. Для этого необходимы измерения фактической освещённости и проверка её распределения.

Такое разграничение позволяет избежать ошибочного вывода, при котором недостаточно освещённое помещение признаётся энергоэффективным лишь потому, что потребляет меньше электроэнергии.

Результат оценки энергоэффективности освещения

Итогом является свод показателей качества и энергопотребления освещения с указанием условий корректного сравнения. В нём сопоставляют измеренную освещённость и её равномерность с назначением зон, а потребляемую мощность — с фактической продолжительностью работы.

Этот результат позволяет установить, обеспечивает ли существующая система необходимый световой результат, каковы соответствующие энергетические затраты и какие особенности управления требуют проверки.

При сравнении нескольких зон необходимо сохранять различия в их назначении. Нельзя признавать систему одного помещения более эффективной только на основании меньшего потребления, если выполняемые зрительные задачи и условия освещения неодинаковы.

Главное ограничение: без измерения фактической освещённости нельзя достоверно оценить эффективность освещения только по показаниям счётчика или установленной мощности. Энергетические данные характеризуют затраты, но не подтверждают достаточность и качество создаваемого света.

Практический вывод заключается в совместной оценке светового результата и энергетических затрат. Сначала устанавливают соответствие освещения назначению помещений, затем рассчитывают фактическое потребление и проверяют управление. Такой порядок позволяет оценить действующую систему без подмены качества света минимальным расходом электроэнергии. Вопрос о целесообразности модернизации и её инвестиционном результате требует отдельного расчёта.

Связанные направления: материалы по энергоэффективности, системы освещения и снижение потребления электроэнергии.