США рассматривают преимущества модифицированных установок по контролю простого освещения

В Соединенных Штатах 71 миллиард квадратных футов (6,6 миллиардов квадратных метров) коммерческих помещений, и более 90 процентов из них были построены в минувшем столетии. Улучшение рациональности и экологической устойчивости этих помещений становится приоритетом для собственников, управляющих компаний и арендаторов по всей стране. Местные и федеральные законы диктуют новые энергетические стандарты; растущие цены на электричество приводят к использованию оборудования, уменьшающего энергозатраты; и собственники зданий принимают идею о том, что эффективные здания могут подразумевать более высокую плату за аренду, способствовать заключению долгосрочных договоров аренды, ограничить текучесть арендаторов и уменьшить производственные затраты при строительстве.

Освещение составляет примерно 38 процентов от общего энергопотребления коммерческих офисных зданий, что означает, что эффективное управление пользования освещением может иметь огромное влияние на стоимость электричества для зданий (см График 1). В новых постройках экологически устойчивые строительные методы становятся нормой, но даже в существующих зданиях простые стратегии могут быть быстро и легко реализованы для того, чтобы принять меры по неэффективности, уменьшить энергозатраты, повысить удобство и улучшить продуктивность в этой сфере. Насчитывают три наиболее значимых пункта в потреблении электричества для освещения в зданиях: наиболее освещенные помещения, беспрерывное использование освещения и помещения, в которых недостаточно используется дневной свет.

В пространствах, которые часто слишком освещены, регулирующие яркость освещения цифровые установки могут уменьшить максимальный уровень света на 20 или более процентов – стратегия, именуемая настройкой верхней границы или институциональный тюнинг. По причине того, что человеческий глаз с легкостью адаптируется к легким колебаниям окружающего освещения, эти изменения остаются практически незаметными для обитателей. Настройка верхней границы обычно сохраняет 15-20 процентов электричества для освещения.

 

График 1: Электричество для освещения составляет около 38 процентов от использования электроэнергии в зданиях.

Берегите электроэнергию и защищайте окружающую среду

Может быть сэкономлено 60% и более электричества, используемого для освещения коммерческих зданий 

 Ежегодное использование электричества*

 Освещение                          38%

Охлаждение                         13%

Вентиляция                           13%

Холодильные установки         12%

ПК                                          5%

Отопление помещения            4%

Офисное оборудование           2%

Нагрев воды                            2%

Приготовление пищи               1%

Другое                                   12%

 

Датчики присутствия/незанятости обеспечивают отключение освещения, если помещение свободно, в общем, сохраняя дополнительные 30 процентов. В окружающем пространстве, датчики дневного света могут автоматически устанавливать уровень освещения в зависимости от количества естественного освещения в пространстве. Использования дневного света обеспечивает вклад в экономию 20-60 процентов энергии для освещения, и подобно настройке верхней границы, изменения обычно незаметны для людей в помещении из-за того, что свет адаптируется всего за несколько секунд.

Другое прекрасное место для датчиков присутствия – лестничная клетка. Майк Ходованек (Mike Hodowanec), Менеджер по закупкам Reading Area Community College in Reading, Pa., описывает, как беспроводные датчики присутствия сообщаются с модифицированной установкой, с элементами лестничной клетки, настраиваемыми в эксплуатационных условиях на сохранение значительного количества освещения в этих пределах.

 «Мы установили модифицированную установку на 11 лестничных клетках в нашем кампусе и после запрограммировали эти установки на максимальный уровень освещения в размере 60% для занятых лестниц и 10% для пустых, что, тем не менее, превышало минимальные требования правил эксплуатации», - сказал он. «Наш первоначальный анализ показал сбережение электроэнергии для освещения от 80 до 82% благодаря этому новому решению по контролю освещения».

Недавно, будучи частью программы по экологически устойчивым строительным модифицированным установкам, небоскреб Эмпайр Стейт Билдинг в Нью-Йорке ввел в эксплуатацию эти стратегии контроля простого освещения в свои предварительно подготовленные помещения. Зданию предполагалось сократить общее потребление электроэнергии на 38%. Установленный контроль освещения должен был уменьшить энергозатраты исключительно за счет освещения на 65%, делая значительный вклад в цель общего сокращения потребления энергии.

Определив некоторые основные стратегии для управления энергией освещения в применении модифицированных установок, очень полезно осознавать особенные тенденции рынка, стимулирующие реализацию стратегий по контролю освещения и противодействие тратам энергии освещения.

  • Более устойчивые правила и стандарты
  • Федеральные приказы
  • Растущие цены на электричество
  • Рассмотрение окупаемости и оборота капиталовложений

 

Более устойчивые правила и стандарты

Правила и стандарты по использованию энергии отличаются  в разных штатах, однако ведущие энергетические правила нации отражают важность использования контроля освещения для сохранения энергии. Большинство штатов Америки, за исключением Калифорнии, которая использует свой строгий стандарт Раздела 24, в настоящее время используют стандарты, установленные Американским Обществом Инженеров по Отоплению, Охлаждению и Кондиционированию Воздуха (ASHRAE 90-1-2007) или те, что установлены Международным Кодексом Сохранения Энергии (МКСЭ).

19 октября 2011 года Департамент Энергии Соединенных Штатов выпустил правила, обязывающие все штаты до 18 октября 2013 г. подтвердить, что они обновили положения строительных норм и правил для коммерческих зданий, касающиеся энергоэффективности, для того чтобы отвечать требованиям или превосходить стандарт ASHRAE 90.1-2010.

В рамках своего обновленного кодекса ASHRAE 90.1-2010 также подразумевает, что если более 10% нагрузки на освещение заменено в помещении (т.е. как минимум заменены лампы и регулирующие устройства), всё освещение в помещении должно соответствовать требованиям автоматического отключения и интенсивности освещения. В основном, если объект заменяет значительное количество элементов, тогда имеет смысл с экономической и практической стороны включить и контроль освещения. Выбирая систему контроля освещения, включающую в себя регулирующие яркость освещения цифровые установки и беспроводной контроль, Вы можете уменьшить трудовые и материальные затраты, в то же время увеличить количество сохраняемой энергии и реализовать более привлекательный оборот капиталовложений.

Ниже приведены некоторые минимальные требования по контролю освещением, которые были приняты как минимум одним их трех ведущих строительных кодексов/стандартов по энергии (ASHRAE 90.1-2010, МКСЭ 2012 and Раздел 24 2008). Эти минимальные требования применимы как к новым постройкам, так и к обновлению и преобразованию освещения зданий.

  •  Контроль пространства. Любое пространство, ограниченное высотой потолка, должно иметь доступное независимое устройство переключения или контроля (такие как датчики присутствия, ручные выключатели или регуляторы освещенности) для управления общим освещением.
  • Автоматические выключатели. Все системы освещения в помещении должны включать отдельные контролирующие устройства автоматического отключения, такие как датчики присутствия или таймеры. Беспроводные датчики присутствия, представляющие запатентованную технологию, ограничивающую вмешательство и гарантирующую, что обитатели никогда не останутся в темноте, могут быть установлены в считанные минуты и могут сократить стоимость размещения в модифицированные установки зданий.
  • Контроль зоны естественного освещения. Пространства в зонах естественного освещения* должны иметь отдельный контроль общего освещения**.  Как правило, датчик дневного освещения и регуляторы освещенности, контролирующие как минимум половину всей энергии для освещения, отвечают этому требованию. Коммутируемый контроль естественного освещения также соответствует правилам, но является более дестабилизирующим для обитателей. При использовании регулирующих освещение цифровых установок, которые беспроводным путем сообщаются с автоматическим контролем уровня освещенности и беспроводными датчиками естественного освещения, электрический свет может быть эффективно использован в качестве дополнения к дневному свету без ущерба для соответствующего уровня освещения.
  • Проверка работоспособности. Перед проверкой установок, контролирующих освещение, последние должны быть протестированы, чтобы убедиться, что они работают соответствующим образом. Собственники зданий и управляющие могут выбрать контролирующие освещение установки от производителей, которые тестируют свою продукцию перед отгрузкой заказчику, что уменьшает возникновение проблем при установке и ограничивает возможность задержек во время проверки зданий.
  • Контроль ограничения освещенности. В большей части помещений для арендаторов должна быть возможность выбора уровня освещения в диапазоне от 30 до 70 процентов от общей мощности (как минимум 50 процентов или меньше для МКСЭ) в дополнение к непрерывному контролю яркости, пошаговому затемнению (регулирование яркости до определенного, заранее установленного уровня освещения) или пошаговому переключению (отдельно попеременно переключающиеся лампы в элементах или переменные светильники в помещении) для поддержания обоснованно единого уровня подсветки в контролируемой области. Персональные устройства контроля яркости позволят арендаторам выбирать уровень освещения, необходимый для работы, которую они выполняют. Цифровые технологии контроля позволяют устройствам реагировать отдельно или вместе для обеспечения нужного уровня освещения в помещении, а также в случае изменений дают возможность легко и быстро перепрограммировать устройства без протяжки проводов или дорогостоящего программного обеспечения.
  • Датчики присутствия и таймеры выключения. Датчики присутствия, которые отключают освещение в течение 30 минут после опустения помещения необходимы в таких помещениях, как: 
    • Классные комнаты и аудитории
    • Комнаты для конференций, встреч и тренингов
    • Комнаты отдыха и столовые для персонала
    • Складские помещения

Беспроводные устройства контроля облегчают установку датчиков присутствия/пустоты в любом помещении без дополнительной проводки и сложного программирования.

  • Контроль лестниц. Освещение в ограниченных лестничных клетках должно иметь одно или несколько контролирующих устройств для автоматического сокращения мощности освещения как минимум на 50% в течение 30 минут незанятости. Выбирайте те решения для устройств на лестнице, которые сообщаются при помощи беспроводных датчиков присутствия и позволяют установить максимальный и минимальный уровень света для обеспечения определенной яркости в момент нахождения в помещении и возвращения на минимальный уровень, если помещение не занято. Лестницы используются редко или вообще в чрезвычайных ситуациях, и решение по использованию системы контроля освещения при помощи датчиков присутствия может сохранить до 80% энергии.

Федеральные поручения

В дополнение к кодексам строительства, федеральные поручения изменяют вид коммерческой среды по освещению. Так в июне 2012 года федеральным приказом было запрещено производство и импорт устаревших флуоресцентных ламп Т12. Элементы флуоресцентного освещения являются доминирующими источниками света в коммерческих зданиях, и сегодня используется примерно 500 миллионов флуоресцентных ламп Т12. В ближайшие годы все эти лампы должны быть заменены на более эффективные лампы Т8 или Т5 и электронные системы регулирования.

При инвестициях в обновление устройств в рамках этого поручения, собственнику помещения имеет смысл сделать немного больший вклад для получения значительного объема сохранения энергии в долгосрочной перспективе. Сокращение объема потребления электроэнергии для освещения также минимизирует теплоприток и может способствовать дополнительной экономии отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Вместе с возможной экономией средств за счет местных и федеральных вычетов и экономии в оплате электроэнергии, растущей по цене, стоимость решения цифрового контроля интенсивности освещения, как правило, ниже, и является более экологически устойчивым выбором в модифицированных установках по коммерческому освещению.

Цены на коммерческую электроэнергию неизменно повышаются последние 50 лет и только за последние 5 лет в среднем выросли на 20% (см График 2). Конечный потребитель мало что может сделать для того, чтобы сократить фактическую себестоимость электричества, однако цифровые беспроводные решения по контролю освещения помогают убедиться в том, что контролировать производственные затраты легче несмотря на растущие цены. Выбирая решение, разработанное для работы с любым источником света, так как все больше эффективных источников света представлены на рынке, здание будет иметь возможность соединить новые технологии без необходимости замены всей системы контроля освещения.

Окупаемость и оборот капиталовложений

Если в настоящее время строительство полагается на ручное управление устройств переключения освещения, то вкладывая в систему контроля освещения, включающие в себя автоматические стратегии контроля, оно получит экономию электричества для освещения до 60%. Еще более существенная экономия может быть достигнута при использовании систем контроля освещения в таких местах, как лестничная клетка и уборная, которые зачастую используются умеренно, но по правилам должны быть освещены все время. Благодаря использованию в этих помещениях систем контроля яркости, включающих датчики присутствия (которые обеспечивают максимально приглушенный свет в свободном помещении и автоматически повышают уровень освещения до первоначального в присутствии человека) экономия энергии достигает более 80 процентов. Уменьшение стоимости энергии применяется во многих областях за счет компенсации стоимости материалов и труда, и можно прогнозировать трехлетний коофициент окупаемости инвестиций при подходящей системе.

 График 2: Цены на электричество неуклонно растут последние 50 лет.

Другие размышления

Очень важно иметь в виду долгосрочные цели, выбирая решение контроля освещения для строительных модификаций и модернизации. Выбирайте производителя с проверенными данными о новой продукции, обслуживанием клиентов и высоким качеством. Ищите цифровые беспроводные решения, которые без труда устанавливаются и программируются для обслуживания новых арендаторов зданий или могут быть легко приспособлены для различных задач и пользователей помещения. Датчики присутствия должны быть характерной чертой технологии, которая надежно реагирует как на незначительные движения, так и на активные, гарантируя, что ни одного человека не осталось в темноте. Протоколы о беспроводном сообщении должны гарантировать, что установленная продукция контроля освещения сообщается четко и без помех или миганий независимо от других технологий в помещении.

Простые решения в модификации контроля освещения устанавливаются быстро и легко, в особенности, когда они являются частью основной модифицированной установки. Правильные решения сделают Ваше здание более эффективным, помогут соответствовать требованиям строительного кодекса, обеспечат лучший контроль помещения для арендаторов и принесут повышенную прибыль собственнику здания.

Об авторе:  Брайан Даускурдас, Директор компании Total Building Solutions for Lutron Electronics.