Энергоэффективность системы освещения: показатели и критерии

Энергоэффективность системы освещения оценивают по тому, насколько экономно она расходует электроэнергию при обеспечении необходимых зрительных условий. Для этого сопоставляют измеренную освещённость с назначением помещений, установленной мощностью светильников и фактической продолжительностью их работы.

Небольшая электрическая мощность сама по себе не означает высокой эффективности. Если рабочие поверхности освещены недостаточно, снижение энергопотребления достигнуто за счёт ухудшения условий использования помещения. Поэтому оценка должна одновременно учитывать светотехнический результат и расход электроэнергии.

Какие показатели необходимы для оценки освещения

Исходную основу составляют измеренная освещённость, установленная мощность оборудования, фактические часы включения, геометрия освещаемых зон, отражающие свойства поверхностей и сведения о работе автоматики управления.

Освещённость характеризует количество света, поступающего на рассматриваемую поверхность, и измеряется в люксах (лк). Её оценивают применительно к назначению помещения и выполняемой зрительной работе. Одного значения освещённости недостаточно для характеристики энергопотребления, но без него невозможно определить, обеспечивает ли система требуемый результат.

Установленная мощность светильников показывает электрическую нагрузку системы при соответствующем режиме включения. В сочетании с фактической продолжительностью работы она служит основой для оценки расхода электроэнергии.

Геометрия помещения, расположение рабочих зон и отражающие свойства поверхностей влияют на распределение света. Поэтому помещения с одинаковой установленной мощностью могут существенно различаться по освещённости рабочих поверхностей.

Как сопоставить освещённость и потребляемую мощность

Оценку начинают с определения светотехнической задачи: какие поверхности необходимо освещать и какие зрительные условия требуются для их использования. Затем измеряют освещённость в соответствующих зонах и сопоставляют полученные значения с назначением помещения.

После этого рассматривают потребляемую мощность системы. Один из энергетических показателей — отношение установленной мощности освещения к площади, выраженное в Вт/м². Он позволяет характеризовать электрическую нагрузку на единицу площади, но не показывает, насколько правильно распределён свет.

Например, два помещения могут иметь одинаковую удельную мощность освещения, но различаться по освещённости рабочих поверхностей из-за расположения светильников, размеров зон и отражения света. В таком случае одинаковый показатель Вт/м² не означает одинаковую светотехническую эффективность.

Обратная ситуация также возможна: небольшая установленная мощность сопровождается недостаточной освещённостью. Считать такую систему эффективной только из-за низкого расхода электроэнергии неправильно.

Следовательно, энергетический показатель необходимо рассматривать вместе с фактическим светотехническим результатом. Только такое сопоставление позволяет оценивать экономичность освещения без подмены качества света снижением мощности.

Как продолжительность работы влияет на расход электроэнергии

Даже при неизменной мощности энергопотребление освещения зависит от времени включения. Для режима с постоянной мощностью расход определяется произведением мощности на продолжительность работы. Если светильники работают в нескольких режимах, потребление рассчитывают по соответствующим интервалам.

Поэтому системы с одинаковой установленной мощностью могут иметь разные расходы электроэнергии. Одна может использоваться только в рабочие часы, другая — оставаться включённой значительно дольше.

При анализе фактического режима необходимо сопоставить часы включения с использованием освещаемых зон. Продолжительная работа светильников не всегда является необоснованной: потребность в освещении определяется назначением помещения и условиями эксплуатации.

Однако если освещение сохраняется в зоне, которая в соответствующий период не используется и не требует дежурного освещения, возникает основание для проверки необходимости такого режима.

Как зональное управление изменяет профиль нагрузки

Зональное управление позволяет включать освещение в соответствии с использованием отдельных частей помещения. Его влияние на энергопотребление определяется тем, какие светильники работают, в какие часы и с какой мощностью.

Если разные зоны используются в разное время, раздельное управление может уменьшить продолжительность работы части светильников. При этом светотехнические условия в используемых зонах должны сохраняться.

Для оценки действующей автоматики сопоставляют фактические часы включения и характер использования помещений. Важно установить, действительно ли управление изменяет профиль электрической нагрузки, а не только предусматривает такую возможность технически.

Наличие датчиков или автоматических режимов само по себе не подтверждает снижение потребления. Энергетический результат определяется фактической работой светильников и изменением продолжительности их включения.

Почему недостаточная освещённость не всегда связана с малой мощностью

Низкие измеренные значения освещённости могут возникать не только из-за недостаточной электрической мощности системы. На распределение света влияют загрязнение светильников, их расположение относительно рабочих поверхностей, геометрия зон и отражающие свойства окружающих поверхностей.

Например, загрязнение светильника способно уменьшить количество света, достигающего рабочей зоны, при сохранении электрического потребления. В этом случае энергетические затраты остаются, а полезный светотехнический результат ухудшается.

Неправильная расстановка светильников также может приводить к неравномерному распределению света. При этом увеличение общей мощности не обязательно устраняет причину недостаточной освещённости на конкретной поверхности.

Поэтому при оценке необходимо рассматривать электрические и светотехнические показатели совместно. Это позволяет различать недостаток света, особенности его распределения и продолжительность фактической работы оборудования.

Результат оценки энергоэффективности освещения

Результатом становится набор сопоставимых показателей действующей системы: измеренная освещённость рабочих зон, установленная и фактически используемая мощность, продолжительность включения, расход электроэнергии и характеристики работы управления.

Такой набор позволяет определить, обеспечивает ли освещение необходимые зрительные условия и насколько энергопотребление соответствует фактическому использованию помещений. Отдельно фиксируют зоны с недостаточной освещённостью, особенности распределения света и интервалы работы, требующие уточнения.

Оценка существующей системы не равнозначна проекту её модернизации. Она устанавливает исходные светотехнические и энергетические характеристики, необходимые для последующих технических решений.

Главное ограничение заключается в том, что показатель мощности на единицу площади без определения светотехнической задачи не подтверждает качество освещения. Если отсутствуют измерения освещённости или достоверные сведения о времени работы, необходимо выполнить дополнительные измерения и обозначить неопределённость выводов.

Связанные вопросы рассмотрены на страницах «Системы освещения» и «Снижение потребления электроэнергии». Другие технические разъяснения представлены в разделе «Материалы».