Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

ловек получает через свой орган зрения – глаз. Переработка этой визуаль-

ной информации в организме требует достаточно больших энергетических

затрат: для беспрепятственного видения – зрительного процесса необхо-

димо около 25 % нейронального запаса энергии организма.

Для того чтобы исключить какие-либо объективные помехи для ре-

шения той или иной зрительной задачи (будь то ручная прецизионная

сборка точных изделий, ремонт автомобиля, работа с персональной ЭВМ,

восприятие произведений живописи в музее или игра в хоккей) и сделать

условия видения комфортными, без напряжения и утомления глаз, необхо-

димо обеспечить соблюдение научно обоснованных светотехнических

норм.

Если подобные нормативы при проектировании и эксплуатации ос-

ветительных установок не выполняются, то организм вынужден расходо-

вать немалую часть запаса жизненных сил на преодоление последствий

«плохого освещения».

Таким образом, залогом беспрепятственного зрения является «хоро-

шее освещение», под которым понимается, прежде всего, соблюдение све-

тотехнических норм в части обеспечения необходимых количественных и

качественных показателей осветительных установок.

Быстрота, легкость и безопасность, с которыми мы ориентируемся,

перемещаемся в окружающей нас среде и выполняем ту или иную работу,

в значительной мере зависят от качества освещения.

Многочисленными исследованиями в разных странах убедительно

доказано положительное влияние улучшения условий освещения на пси-

хофизиологическое состояние работающих и повышение производствен-

ных показателей.

Профессиональная модернизация «плохого» освещения (повышение

уровней освещенности, ограничение слепящего действия и т.д.), как пра-

вило, приводит:

− к повышению мотивации и производительности труда;

339

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

− меньшему утомлению работающих;

− снижению дефектов в работе (процента брака);

− уменьшению травматизма.

Эта тенденция наглядно подтверждается на четырех приводимых

ниже графиках, отражающих статистически обобщенные данные исследо-

ваний, причем для простоты в качестве критерия – меры улучшения осве-

тительных условий выбран уровень освещенности (Е, люкс) в рабочей зо-

не. При исследованиях учитывались и другие показатели, характеризую-

щие «хорошее освещение».

Улучшение зрительных условий с ростом Е приводит к росту произ-

водительности труда и тем больше, чем сложнее выполняемая на данном

рабочем месте зрительная задача (рис. 12.10, 12.11).

Большое влияние увеличение Е оказывает на психическое состояние

работающего человека. Субъективные ощущения, сопровождающие рабо-

ту в «светлом» помещении, способствуют концентрации, собранности и

повышенной трудовой отдаче (рис. 12.12, 12.13).

Положительное влияние условий освещения не исчерпывается че-

тырьмя рассмотренными факторами. Осветительные установки, выпол-

ненные с соблюдением норм, способствует также более тщательному со-

блюдению правил производственной санитарии и гигиены и улучшению

климата труда в целом.

340

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.10. Зависимость увеличения производительности труда от

повышения уровня освещенности для зрительных работ:

1– высокой сложности;

2– простых

Рис. 12.11. Влияние повышения освещенности на снижение

относительного утомления (N – процентная доля работающих,

чувствующих утомление при данном уровне Е)

341

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.12. Влияние повышения освещенности на сокращение брака для

зрительных задач: 1 – высокой сложности (исходный уровень Е = 200 лк);

2 –простых (сходный уровень Е = 600 лк)

Рис. 12.13. Зависимость уменьшения производственного травматизма от

повышения освещенности для зрительных работ: 1 – высокой сложности

(исходный уровень Е = 400 лк); 2 – простых (исходный уровень Е = 200 лк)

342

см

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

12.6. Экономика и энергоэффективность внутреннего

освещения

Как рассчитать расходы на освещение?

Общие годовые расходы на осветительную установку (ОУ) помеще-

ния (здания) складываются из капитальных и эксплуатационных затрат и

могут быть оценены по следующей обобщенной формуле [40]:

,)(

100100

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

+⋅+⋅+⋅⋅+

⋅+⋅

⋅=

tPat

ττ

где Q – суммарные годовые расходы на освещение;

N – общее число ламп во всех светильниках ОУ;

n – количество ламп в одном светильнике;

– цена светильника;

– уплата процентов, амортизация, % (для С

);

– стоимость монтажа светильника, кабелей и электроустановоч-

ных устройств;

– уплата процентов, амортизация, % (для С

);

t – время годовой наработки ОУ, ч;

а – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии;

Р – мощность, потребляемая лампой вместе с ПРА (в одном светиль-

нике);

τ – полезный срок службы лампы, ч;

– цена лампы;

– стоимость замены одной лампы;

R – расходы на чистку одного светильника (в год).

С помощью этой формулы можно наглядно сопоставить различные

варианты освещения при проектировании новых и реконструкции старых

ОУ помещений.

343

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Суммарные расходы на освещение Q снижаются прямо пропорцио-

нально уменьшению общего количества ламп N и ощутимо сокращаются

при снижении мощности Р, потребляемой лампой в комплекте с пускоре-

гулирующей аппаратурой (ПРА).

То, что расходы на освещение могут быть сегодня реально снижены,

доказывает улучшение характеристик ламп, ПРА, светильников и светоре-

гулирующих систем, достигнутое в последние годы:

• повышение светоотдачи источников света (η

, лм/Вт), главным об-

разом у ЛЛ;

• увеличение КПД светильников общего освещения;

• снижение мощности активных потерь в ПРА для ЛЛ;

• использование систем управления, автоматически регулирующих

световой поток ЛЛ (освещенность в помещении) в зависимости от интен-

сивности естественного света.

Совместное применение более совершенных современных светотех-

нических средств с перечисленными преимуществами открывает широкие

возможности как для сокращения энергопотребления, так и для повышения

качества освещения.

Данные рис. 12.14 показывают, насколько энергоэкономичнее ЛЛ

диаметром 26 мм с новыми «трехполосными» люминофорами по сравне-

нию с ЛЛ «старого поколения» диаметром 38 мм на стандартных (гало-

фосфатных) люминофорах. Лампы с 3-полосным спектром отличаются от

стандартных ЛЛ не только увеличенной световой отдачей (η

, лм/Вт), но и

значительно улучшенной цветопередачей. Экономичность ЛЛ еще более

увеличивается в схемах включения с электронными ПРА (ЭПРА).

На рис. 12.15 и 12.16 наглядно проиллюстрировано влияние мощно-

сти потерь в ПРА на энергоэкономичность светильников с ЛЛ. Если стан-

дартный (обычный) электромагнитный ПРА потребляет примерно

20 – 22 % от мощности включаемой с ним ЛЛ, то у ПРА с пониженными

потерями эта доля снижается до 15 %, а у ЭПРА – до 10 %.

344

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.14. Сравнение световой отдачи линейных ЛЛ (1500 мм) со стан-

дартными и трехполюсными люминофорами при работе с обычными

(электромагнитными) и электронными ПРА

Рис. 12.15. Сравнение мощности, потребляемой различными типами

ПРА в одноламповой схеме с ЛЛ (Р = 58 Вт)

ЛЛ

Р /Р , %: 1 – 20; 2 – 15; 3 – 10

ПРА ЛЛ

345

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.16. Суммарная мощность (ЛЛ+ПРА), потребляемая светильником

1х58 Вт: 1 – с обычным стандартным ПРА; 2 – с обычным ПРА

с пониженными потерями; 3 – с электронным ВЧ-ПРА

Рис. 12.17. Влияние оптических элементов на КПД встраиваемых

светильников прямого света с ЛЛ

346

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Что обеспечивает энергоэффективность осветительной установ-

ки?

Следует напомнить, что при работе с ЭПРА несколько уменьшается

и мощность, потребляемая ЛЛ. Поэтому, например, ЛЛ номинальной мощ-

ностью 58 Вт (при питании на частоте 50 Гц), включенная с высокочастот-

ным ЭПРА, потребляет всего 50 Вт. Как видно из рис. 12.16 (на примере

однолампового светильника 1x58 Вт), использование ЭПРА дает эконо-

мию электроэнергии около 23 %.

Значительное влияние на экономичность освещения оказывает ко-

эффициент полезного действия светильников (рис. 12.17). Современные

347

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.18. Влияние коэффициентов отражения поверхностей помещения

на энергоэффективность осветительной установки: 1 – светильники прямо-

го света; 2 – светильники, излучающие в обе полусферы пространства

348