Obliczenie zapotrzebowania
na energię na potrzeby
oświetlenia
Piotr Pracki
Politechnika Warszawska
Obliczenie zapotrzebowania
na energię na potrzeby
oświetlenia
Piotr Pracki
Politechnika Warszawska
Omawiane zagadnienia
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Charakterystyka energetyczna oświetlenia
Zalecenia i wymagania energetyczne
Wprowadzenie
Specyfika oświetlenia
Nadrzędny cel oświetlenia
Wielokryterialne projektowanie oświetlenia
Przestrzeganie określonego porządku ważności
kryteriów projektowania oświetlenia
Energochłonność urządzeń oświetleniowych
Oświetlenie wydajne energetycznie
Miary wydajności energetycznej oświetlenia
Ocena wydajności energetycznej oświetlenia
Wprowadzenie
Miary wydajności energetycznej oświetlenia
Miary związane z mocą instalowaną [W]
Moc jednostkowa [W/m
2
]
Moc jednostkowa skorygowana [W/m
2
|100lx]
Miary związane ze zużywaną energią elektryczną
[kWh/r]
Energia jednostkowa [kWh/(m
2
r)]
Energia jednostkowa skorygowana [kWh/(m
2
r)|100lx]
Wprowadzenie
Ocena wydajności energetycznej oświetlenia
Brak kryterialnych wartości mocy (energii)
umożliwiających klasyfikowanie urządzeń
oświetleniowych
Stosowane są zalecane moce jednostkowe
(jednostkowe skorygowane) wynikające z „dobrej
praktyki oświetlania”
Wprowadzenie
Aspekty energetyczne oświetlenia
Przyjęcie metody obliczania energii elektrycznej
potrzebnej do oświetlenia wnętrz budynku
Określenie składowej wskaźnika charakterystyki
zapotrzebowania energii na oświetlenie
Opracowanie zaleceń i wymagań energetycznych
dotyczących oświetlenia wnętrz budynku
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Roczne zużycie energii elektrycznej na oświetlenie
wnętrz budynku [kWh/r]
P
p
– całkowita moc instalowana opraw oświetlenia awaryjnego
w budynku [W]
t
p
– czas efektywnego użytkowania oświetlenia awaryjnego
w budynku [h/r]
P
i
– całkowita moc instalowana opraw oświetlenia podstawowego
w budynku [W]
t
u
– czas efektywnego użytkowania oświetlenia podstawowego
w budynku [h/r]
(
)
(
)
1000
t
P
t
P
E
u
i
p
p
oś
∑
∑
⋅
+
⋅
=
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Roczne zużycie energii elektrycznej na oświetlenie
wnętrz budynku [kWh/r]
t
D
– okres uwzględniania oświetlenia dziennego [h/r]
t
N
– okres stosowania tylko oświetlenia elektrycznego [h/r]
F
D
– współczynnik uwzględniający okres wykorzystania światła
dziennego w oświetleniu
F
O
– współczynnik uwzględniający okres nieobecności
użytkowników w miejscu pracy
(
)
(
)
1000
t
P
t
P
E
u
i
p
p
oś
∑
∑
⋅
+
⋅
=
(
) (
)
O
N
O
D
D
u
F
t
F
F
t
t
⋅
+
⋅
⋅
=
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Metody obliczeniowe (prEN 15193-1, marzec 2005)
Rozbudowana (Comprehensive method)
Skomplikowana procedura określania czasów eksploatowania
oświetlenia i współczynników F
D
i F
O
Brak danych dla Polski
Metoda mało praktyczna, nie dająca gwarancji uzyskania
dokładnego wyniku
Uproszczona (Quick method)
Założenia upraszczające i dane odniesieniowe
Bardzo prosta procedura postępowania
Szacunkowy wynik obliczeń
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Metoda uproszczona
F
D
, F
O
, t
D
i t
N
przyjmowane na podstawie danych tabelarycznych
[prEN 15193-1] – odniesieniowych – w miarę możliwości uściślane
(
)
1000
t
P
A
6
E
u
i
oś
∑
⋅
+
=
(
) (
)
O
N
O
D
D
u
F
t
F
F
t
t
⋅
+
⋅
⋅
=
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Odniesieniowe czasy użytkowania oświetlenia
Typ budynku
Czas użytkowania oświetlenia w ciągu roku [h/r]
t
D
t
N
t
tot
Biura
2250
250
2500
Szkoły
1800
200
2000
Szpitale
3000
2000
5000
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Uwzględnienie wpływu światła dziennego
Typ budynku
Rodzaj regulacji
F
D
Biura
Ręczna
1.0
Płynna regulacja bez
uwzględnienia
światła dziennego
0.9
Płynna regulacja z
uwzględnieniem
światła dziennego
0.8
Szkoły, szpitale
Ręczna
1.0
Płynna regulacja bez
uwzględnienia
światła dziennego
0.9
Płynna regulacja z
uwzględnieniem
światła dziennego
0.7
Obliczanie energii elektrycznej na oświetlenie
Uwzględnienie nieobecności pracowników
Typ budynku
Rodzaj regulacji
F
O
Biura, szkoły
Ręczna
1.0
Automatyczna
0.9
Szpitale
Ręczna (częściowo
automatyczna)
0.8
Charakterystyka energetyczna oświetlenia
Składowa wskaźnika charakterystyki
zapotrzebowania energii na oświetlenie
w – współczynnik wagi uwzględniający rodzaj nośnika energii
(dla energii elektrycznej w=2,5)
P
śrj
– średnia ważona wartość mocy jednostkowej rzeczywistej
w budynku
P
śrjr
– średnia ważona wartość mocy jednostkowej referencyjnej
w budynku
śrjr
śrj
s
P
P
w
N
=
Charakterystyka energetyczna oświetlenia
Średnia ważona moc jednostkowa w budynku
Średnia ważona moc jednostkowa referencyjna
w budynku
∑
∑
=
=
=
N
1
i
i
N
1
i
ii
śrj
A
P
P
∑
∑
⋅
=
=
=
N
1
i
i
N
1
i
i
jzi
śrjr
A
A
P
P
Zalecenia i wymagania energetyczne
Zalecenia energetyczne dotyczące oświetlenia
W poszczególnych pomieszczeniach budynków
użyteczności publicznej wartości mocy jednostkowych
- projektowanych lub eksploatacyjnych – nie powinny
przekraczać wartości zalecanych
Zalecane wartości mocy jednostkowych określono
w zależności od wymaganego poziomu natężenia
oświetlenia
Wymagane poziomy natężenia oświetlenia określa
norma PN-EN 12464-1
Zalecenia i wymagania energetyczne
Zalecenia energetyczne dotyczące oświetlenia
wnętrz budynków użyteczności publicznej
Rodzaj pomieszczenia, zadania lub czynności
Wymagane
natężenie oświetlenia
[lx]
Maksymalna
moc jednostkowa
[W/m
2
]
Strefy komunikacji, korytarze, wejścia, magazyny
100
4
Schody, klatki schodowe
150
6
Stołówki, szatnie, umywalnie, łazienki, hole, poczekalnie
i korytarze w szpitalach, pokoje pobytu chorych
200
8
Recepcje, prosta praca biurowa, sale lekcyjne, pokoje
nauczycielskie, pokoje personelu szpitalnego i badań
300
12
Pomieszczenia z komputerami, pomieszczenia biurowe,
sale konferencyjne, czytelnie, aule, laboratoria, kuchnie,
pokoje badań i opatrunkowe, pokoje przed i pooperacyjne
500
20
Kreślarnie, pracownie artystyczne w szkołach
artystycznych
750
30
Sale zabiegowe i operacyjne, kontrola barw
1000
40
Zalecenia i wymagania energetyczne
Wymagania energetyczne dotyczące oświetlenia
W całym budynku użyteczności publicznej uśredniona
wartość mocy jednostkowej - projektowanej lub
eksploatacyjnej - nie może przekraczać wartości
wymaganej
Wymagane wartości mocy jednostkowych w budynku
określono w zależności od uśrednionych poziomów
natężenia oświetlenia w budynku
Zalecenia i wymagania energetyczne
Wymagania energetyczne dotyczące oświetlenia
w budynkach użyteczności publicznej
Uśredniona wartość natężenia
oświetlenia w budynku
[lx]
Maksymalna wartość mocy
jednostkowej w budynku
[W/m
2
]
100
4
150
6
200
8
300
12
500
20
750
30
1000
40
Bibliografia
prEN 15193-1, Energy performance of buildings – Energy
requirements for lighting – Part 1: Lighting energy
estimation, marzec 2005
PN-EN 12464-1, Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc
pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach, 2004
PN-EN 1838, Zastosowanie oświetlenia. Oświetlenie
awaryjne, 2005
Podsumowanie
Zaproponowane procedury postępowania
i kryteria oceny energochłonności oświetlenia
powinny wspomagać realizację oświetlenia
wydajnego energetycznie
Redukowanie zużycia energii elektrycznej na
oświetlenie nigdy nie powinno prowadzić do
pogorszenia jakości oświetlenia