7 N Energia na potrzeby oœwietlenia

Podstawy

•

ródła

wiatła dzielimy na naturalne i sztuczne.

•

wiatło jest rodzajem energii elektromagnetycznej

promienistej, wysyłanej w formie bardzo małych
dawek tzw. fotonów (kwantami) z pr

dko

pró

ni) 300.000 km/s (pr

dko

ść ś

wiatła)

•

ródłem

wiatła jest nie tylko Sło

ce, ale tak

Ziemia i inne ciała, w tym tak

e te stworzone przez

człowieka np.

arówka.

Zdolno

ść

widzenia zale

y od:

• luminacji (miara jaskrawo

ci) przedmiotu i tła

• kontrastu
• barwy przedmiotu i tła
• wielko

ci przedmiotu

• czasu obserwacji
• poło

enia wzgl

dem osi widzenia

• ruchu w polu widzenia
• nierównomierno

ci luminacji przedmiotu i tła.

Podstawowe wielko

ci o

wietlenia

strumie

ń ś

wietlny

wyra

any w lumenach [lm],

wiatło

ść

wyra

ana w kandelach [cd],

nat

ęż

enie o

wietlenia

wyra

ane w luksach [lx],

luminancja

wyra

ana w [cd/m2].

Kandela =

wieca woskowa o

rednicy 25 mm.

A dokładniej: jest to

wiatło

ść ź

ródła, które w danym kierunku

wysyła promienie monochromatyczne o cz

stotliwo

540*10^12 Hz i nat

ęż

eniu 1/683 W/sr (k

t przestrzenny –

steradian; 4

)

Nat

ęż

enie

wiatła (

wiatło

ść

) – I

wiatło z jednego

ródła

wiatła wysyłane w okre

lonym

kierunku I =

Φ/ω

Standardowa

arówka o mocy 100 W i czasie swojego „

ycia” (1000

godzin)

wieci z nat

ęż

eniem

wiatła ok. 120 cd wzdłu

swojej osi i ok.

110 cd prostopadle do niej.

Lampa z reflektorem o mocy 100 W i k

cie promieniowania 35 stopni

daje dzi

ki odbiciu prawie całego

wiatła w jednym kierunku nat

ęż

enie

ok. 1000 cd w kierunku osi lampy.

Nat

ęż

enie o

wietlenia (jasno

ść

) - E

Okre

la g

sto

ść

powierzchniow

strumienia

wietlnego

padaj

cego na pewn

powierzchni

; jednostk

jest Luks (lx),

inaczej: nat

ęż

enie o

wietlenia jest stosunkiem całkowitego

strumienia

wietlnego

do powierzchni A, na któr

pada

wiatło.

Drugim wzorem opisuj

cym zmian

nat

ęż

enia w funkcji

odległo

ci i k

ta padania promieni jest:

E = I* cos

/r^2 [cd/m2]

I –

wiatło

ść ź

ródła punktowego (cd)

- k

t mi

dzy kierunkiem promieni a prostopadł

powierzchni

Luminacja - L

• Jest to miara wra

enia wzrokowego, które

odbiera oko ze

wiec

cej powierzchni.

Luminacj

okre

la si

jako nat

ęż

enie

wiatła w odniesieniu do pozornej

powierzchni

wiec

cej, prostopadłej do

kierunku widzenia; czyli do nat

ęż

enia

wiatła odbieranego przez oko patrz

na t

„

wiec

” powierzchni

Sprawno

ść ź

ródła

wiatła -

(lm/W)

jednostka skuteczno

ródła

wiatła = jaka cz

ęść

mocy

elektrycznej pobranej przez

ródło

wiatła przetwarzana jest

na strumie

ń ś

wietlny

Im wi

ksza jest ta warto

ść

, tym bardziej sprawne jest

ródło

wiatła. W zwi

zku z t

zale

musimy jednak wzi

ąć

pod uwag

ę ż

ywotno

ść ź

ródła

wiatła.

15000

4000

80
W

Lampa rtęciowa

12000

95,8

3450

36
W

Świetlówka

8000

54,5

600

11
W

Świetlówka
kompaktowa

2000

17,5

350

20
W

Halogenowa
niskonapięciowa

1000

13,8

1380

100

Żarówka

1000

12,1

730

Żarówka

Żywotność
w
godzinach

Spr. Źródła
świat

ła

lm/W

Strumień
świetlny w
lm

Moc

Typ

Wła

ciwo

ci optyczne materiału okre

laj

wspólczynniki:

- pochłaniania

wiatła:

α =

-odbicia

wiatła:

ρ =

- przepuszczania

wiatła:

τ =

lub

α + ρ + τ = 1

zale

ść

ta opisuje tzw. prawo zachowania energii, które

obowi

zuje dla ka

dego promieniowania

wietlnego

(zarówno hetero- jak i monochromatycznego).

Obliczanie rocznego zapotrzebowania energii na

wietlenie

– wsp. Korekcyjny dla no

nika energii

jakim jest energia elektryczna zgodnie z
Tab1 zał.1 (w

=2,7)

– roczne jednostkowe zapotrzebowanie

energii na o

wietlenie (kWh/m2*a)

– powierzchnia u

ytkowa (m2)

Jednostkowe zapotrzebowanie energii na

wietlenie

= {F

/1000 *[t

)+(t

)]} + m + n*{5/t

-(t

)]}

[kWh/m2a]

– moc jednostkowa opraw o

wietlenia podst. W pomieszczeniu lub

budynku

– czas u

ytkowania o

wietlenia w ci

gu dnia (Tabela 1), h/a

– j.w. lecz w nocy (Tabela 1), h/a

– suma t

– jeden rok w godzinach = 8760 h

– wykorzystanie

wiatła dziennego wg Tabeli 2

– nieobecno

ść

ytkowników w miejscu pracy

– regulowanie o

wietlenia do poziomu wymaganego

= (1+MF)/2 MF – współczynnik utrzymania w danym

trzu (???)

m = 1, gdy stosowane jest o

wietlenie awaryjne, inaczej m=0

n = 1, gdy stosowane jest sterownie opraw i o

wietlenie zapasowe,

inaczej n=0

rednia wa

ona moc i nat

ęż

enie

wietlenia budynki

= [

)]/

Pj – moc jedn. Opraw o

wietlenia w pomieszczeniu lub

budynku w W/m2

Ac – powierzchnia u

ytkowa

E =[

pom

*Ac)]/

Epom – eksploatacyjne nat

ęż

enie o

wietlenia w

pomieszczeniu lub budynku w lx (dla nowych budynków
przyj

ąć

wg PN-EN 12464-1:2004 a dla istniej

cych

przyj

ąć

warto

ci rzeczywiste!!!)

Budynek referncyjny

Zapotrzebowanie energii na o

wietlenie w

budynku referencyjnym obliczy

wg wzoru

4.1, przyjmuj

c z & 180a (???) przepisów

techniczno-budowlanych warto

ci mocy

jedn. Urz. O

Pozostałe wielko

ci (t

, t

, F

itd… przy

czym m=0 n=0 F

Wymagane warto

ci energii [kWh/(m2+a)] w zale

redniowa

onego nat

ęż

enia o

wietlenia

200

100

180

100

1000

150

135

750

100

500

300

200

150

100

Dworce +
2kol puste

handel

usługi

szpital

szkoła

biuro

r.wa

Wska

nik oceny zapotrzebowania

energii na o

wietlenie

– roczne zapotrzebowanie energii na o

wietlenie w

ocenianym budynku, kWh/a

– j.w. lecz referencyjnym