Ενεργειακά υπεύθυνος σχεδιασμός φωτισμού και τεχνολογίες-(ΜΕΡΟΣ Β')

ΜΕΡΟΣ Α

Οι αποφάσεις αυτές, όπως προκύπτουν από τη συνεργασία του αρχιτέκτονα, του ηλεκτρολόγου μηχανολόγου και του μελετητή φωτισμού, καθορίζουν την ενεργειακή αποδοτικότητα του κτιρίου. Τροποποιήσεις στα συστήματα φωτισμού, κατά τη διάρκεια της ζωής του κτιρίου, είναι δυνατό να πραγματοποιηθούν και να είναι οικονομικά αποδοτικές, αλλά σημαντικές μετατροπές στα κυκλώματα ή στην εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού είναι πολύ δυσκολότερες και πιο δαπανηρές.

Λαμπτήρες

Η επιλογή του κατάλληλου λαμπτήρα αποτελεί σημαντικό στοιχείο σε κάθε επαγγελματική μελέτη φωτισμού. Περιλαμβάνει μια σειρά από παράγοντες που σχετίζονται άμεσα με τον τρόπο που η πηγή φωτός χρησιμοποιεί τη διαθέσιμη σε αυτήν ενέργεια, όπως είναι η φωτεινή απόδοση, η διάρκεια ζωής, το αρχικό κόστος αγοράς καθώς και το κόστος λειτουργίας των πηγών φωτισμού. Σε κάθε περίπτωση, σε εφαρμογές επαγγελματικού και αρχιτεκτονικού φωτισμού, σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους, η χρήση λαμπτήρων υψηλής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης όπως για παράδειγμα των νέων λαμπτήρων φθορισμού διαμέτρου 16 χιλιοστών (Τ5), των συμπαγών λαμπτήρων φθορισμού, των νέων συμπαγών λαμπτήρων εκκένωσης μεταλλικών ατμών με αλογονίδια καθώς και των πολλά υποσχόμενων φωτο-διόδων (LEDs), θα πρέπει να θεωρείται μονόδρομος από άποψη εξοικονόμησης ενέργειας. Η σημαντική βελτίωση της ποιότητας του φωτός που εκπέμπεται από τους λαμπτήρες αυτούς, εξασφαλίζει βέλτιστα ενεργειακά αποτελέσματα χωρίς συμβιβασμούς σε θέματα οπτικής άνεσης.

Συσκεύες σύνδεσης και λειτουργίας

Οι συσκευές αυτές εξασφαλίζουν τη σύνδεση των πηγών φωτισμού με την ηλεκτρική παροχή. Οι σύγχρονες απαιτήσεις για βελτίωση της ποιότητας φωτισμού και των συνθηκών οπτικής άνεσης σε κάθε ιδιωτικό και επαγγελματικό χώρο επιβάλουν την άμεση αντικατάσταση των συμβατικών διατάξεων έναυσης και ελέγχου της λειτουργίας των πηγών φωτισμού (γνωστότερων ως συστημάτων έναυσης) με ηλεκτρονικά.
Εξαιτίας της υψηλής συχνότητας λειτουργίας των ηλεκτρονικών στραγγαλιστικών διατάξεων, υπάρχει αύξηση της φωτεινής απόδοσης των λαμπτήρων και επομένως μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος της τάξης του 20%.

Αυτό οφείλεται κυρίως σε δύο λόγους:

Οι απώλειες από ένα ηλεκτρονικό σύστημα έναυσης είναι περίπου οι μισές από ότι σε ένα συμβατικό.

 Η φωτιστική απόδοση των λαμπτήρων φθορισμού βελτιώνεται σημαντικά στις υψηλές συχνότητες.

Τα ηλεκτρονικά συστήματα έναυσης για τους λαμπτήρες αλογόνου χαμηλής τάσης παρουσιάζουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

 Μικρότερο μέγεθος (περίπου 40%) και μικρότερο βάρος (περίπου 80%) έναντι των συμβατικών.

 Παρουσιάζουν μικρές απώλειες και επομένως εκλύουν λιγότερη θερμότητα.

 Επιτρέπουν την αυξομείωση του φωτισμού μέσω ρυθμιστών φωτισμού (dimmers).

 Παρέχουν τη δυνατότητα λειτουργίας και στο συνεχές ρεύμα για την ίδια τάση.

Δεν εμφανίζουν βόμβο.

 Θέτουν το σύστημα εκτός λειτουργίας σε περίπτωση βλάβης (για παράδειγμα βραχυκυκλώματος). Όταν διορθωθεί το πρόβλημα τότε το σύστημα φωτισμού λειτουργεί και πάλι αυτόματα.

Μεγάλη διάρκεια ζωής (περίπου 50,000 ώρες).

Διατηρούν σταθερή τάση στην έξοδο τους ανεξάρτητα του φορτίου με αποτέλεσμα να εξασφαλίζεται η προδιαγεγραμμένη από τον κατασκευαστή διάρκεια ζωής για τους λαμπτήρες για παράδειγμα ένα συμβατικό σύστημα έναυσης σε φορτίο 20% εμφανίζουν τάση εξόδου αυξημένη στα 13,5V  γεγονός που μειώνει σημαντικά τη ζωή των λαμπτήρων.

Επίσης θα πρέπει να σημειωθεί ότι επειδή τα ηλεκτρονικά συστήματα έναυσης επηρεάζονται από τις υψηλές θερμοκρασίες που εκπέμπονται από τους λαμπτήρες αλογόνου στο περιβάλλον, θα πρέπει να τοποθετούνται σε κάποια απόσταση από τις πήγες φωτισμού.

Τα ηλεκτρονικά συστήματα έναυσης υψηλής συχνότητας κάνουν δυνατή τι ρύθμιση της φωτεινής ροής από 100% έως 1% στους λαμπτήρες φθορισμού, χρησιμοποιώντας μια γραμμή ελέγχου 1-10V DC. Αυτή η γραμμή ελέγχου επιτρέπει μια μεγάλη ποικιλία συνδέσεων, από συνδέσεις με απλούς ρυθμιστές χειρός για συστήματα φωτισμού που ενεργοποιούνται με το φως της ημέρας, μέχρι συνδέσεις σε σύγχρονα συστήματα διαχείρισης ενέργειας με τεχνολογία PC και I-bus.
Τα ηλεκτρονικά συστήματα έναυσης υψηλής συχνότητας για ρύθμιση της φωτεινής ροής ξεπερνούν όλες τις υπάρχουσες συμβατικές και ηλεκτρονικές λύσεις όχι μόνο στους τομείς της άνεσης του φωτισμού και της εξοικονόμησης ενέργειας, αλλά επίσης και σε ότι αφορά την ευκολία λειτουργίας και εγκατάστασης. Η ρύθμιση του φωτισμού ενδείκνυται σε αίθουσες συνδιασκέψεων, κινηματογράφων, στούντιο, εκθέσεων, υπολογιστών, εστιατορίων, δεξιώσεων και λοιπών κοινωνικών εκδηλώσεων καθώς και για την εξοικονόμηση ενέργειας σε γραφεία με σύστημα ελέγχου φωτισμού που ρυθμίζεται ανάλογα με τα επίπεδα του διαθέσιμου φυσικού φωτισμού.

Dali και το μέλλον των ψηφιακών συστημάτων ελέγχου

Τα τελευταία χρόνια έχει παρουσιαστεί ένα νέο ψηφιακό πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ του συστήματος ελέγχου και του ηλεκτρονικού συστήματος έναυσης που είναι γνωστό ως DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Το πρωτόκολλο αυτό αποτελεί μια από κοινού προσπάθεια των μεγαλύτερων κατασκευαστών ηλεκτρονικών συστημάτων έναυσης να δημιουργήσουν ένα κοινό πρότυπο επικοινωνίας και για το λόγο αυτό το DALI περιλαμβάνεται στο Ευρωπαϊκό πρότυπο για τα συστήματα ελέγχου EN 60929 στο παράρτημα Ε4.

Το DALI αποτελεί μια απλή σε τοποθέτηση, λειτουργία και σχεδιασμό λύση για έξυπνη διαχείριση του φωτισμού ενός χώρου. Αποτελεί μια νέα μέθοδο ελέγχου των ηλεκτρονικών συστημάτων έναυσης μέσω ενός ψηφιακού σήματος ελέγχου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί οπουδήποτε απαιτείται ο έλεγχος λαμπτήρων φθορισμού δηλαδή από το μικρότερο χώρο γραφείο έως τη μεγαλύτερη αίθουσα ενός ξενοδοχείου. Τα κύρια χαρακτηριστικά των συμβατών με το πρωτόκολλο επικοινωνίας DALI ηλεκτρονικών συστημάτων έναυσης είναι ότι μπορεί να δεχτεί μεμονωμένα εντολές σε ψηφιακή μορφή, γεγονός που εξασφαλίζει την απουσία οποιασδήποτε παρεμβολής, ότι μπορεί να ανήκει σε περισσότερες από μια ομαδοποιήσει καθώς και ότι μπορεί να αποθηκεύσει τα επίπεδα φωτισμού για διαφορετικές σκηνές φωτισμού  ακόμα και να τίθεται εντός και εκτός λειτουργίας ψηφιακά χωρίς την ανάγκη ύπαρξης ρελέ. Κάθε ηλεκτρονικό επίσης μπορεί να στέλνει σήματα επιστροφής για τη θέση του και για το εάν ο λαμπτήρας είναι σε / εκτός λειτουργίας, για την πραγματική ένταση του φωτισμού, για πρόβλημα στον λαμπτήρα καθώς και για άλλες ειδικές ρυθμίσεις.

Φωτιστικά σώματα

Ο σχεδιασμός των σύγχρονων φωτιστικών έχει ως αποτέλεσμα σημαντικές βελτιώσεις στο βαθμό αποδοτικότητας τους σε σύγκριση με την παλιότερη γενιά φωτιστικών σωμάτων. Η ανακαίνιση παλιότερων εγκαταστάσεων φωτισμού και η χρησιμοποίηση σύγχρονων συστημάτων φωτισμού μπορεί να εξασφαλίσει πέραν της βελτιωμένων συνθηκών οπτικής άνεσης, σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας (για παράδειγμα εξάλειψη των φωτεινών αντανακλάσεων στις οθόνες υπολογιστών).

 Ο σύγχρονος σχεδιασμός φωτιστικών σωμάτων έχει οδηγήσει σε βελτιώσεις της απόδοσής τους, σε σχέση με παλαιότερα φωτιστικά. Ενώ ότι οι τυπικοί - βαμμένοι σε λευκό χρώμα - ανακλαστήρες έχουν συντελεστή ανακλαστικότητας της τάξης περίπου του 70%, ο συντελεστής ανακλαστικότητας των ανακλαστήρων αλουμινίου μπορεί να φτάσει έως και 95%. Πολλά σύγχρονα φωτιστικά αποτελούνται από προσεκτικά σχεδιασμένα συστήματα ανακλαστήρων για να κατευθύνουν το φως από τους λαμπτήρες προς την απαιτούμενη κατεύθυνση. Αυτοί επιτρέπουν την χρήση λιγότερων λαμπτήρων ή φωτιστικών για την παραγωγή συγκεκριμένης στάθμη φωτισμού.

Η πλέον σημαντική παράμετρος που θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε κάθε μελέτη φωτισμού, είναι η φωτιστική απόδοση του φωτιστικού σώματος.  Η υπόθεση ότι δυο φωτιστικά όμοιων διαστάσεων και με τον ίδιο αριθμό λαμπτήρων ίδιας φωτεινής ροής, έχουν την ίδια φωτιστική απόδοση είναι σαφώς λανθασμένη, αφού στην πραγματικότητα αυτή διαφέρει σημαντικά από φωτιστικό σε φωτιστικό και από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Ως φωτιστική απόδοση ενός φωτιστικού σώματος ορίζεται ο λόγος της αντινοβολούμενης φωτεινής ροής από το φωτιστικό σώμα προς τη φωτεινή ροή που εκπέμπει ο λαμπτήρας του φωτιστικού σώματος. Εκφράζεται επί τοις εκατό και εξαρτάται από την κατασκευή του φωτιστικού και το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένοι οι ανακλαστήρες ή άλλο οπτικό του σύστημα που χρησιμοποιείται για την διανομή του φωτός σε ένα χώρο. Όσο μικρότερη είναι η τιμή της φωτιστική απόδοσης ενός φωτιστικού, τόσα περισσότερα φωτιστικά απαιτούνται για να παρέχουν την απαιτούμενη ποσότητα φωτισμού σε ένα χώρο για μια συγκεκριμένη δραστηριότητα και ως εκ τούτου τόσο λιγότερη αποδοτική θα είναι η εγκατάσταση φωτισμού από άποψη εξοικονόμησης ενέργειας.

Αρκετά από τα σύγχρονα φωτιστικά περιέχουν προσεκτικά σχεδιασμένα συστήματα ανακλαστήρων για να κατευθύνουν το παραγόμενο φως από τους λαμπτήρες προς την επιθυμητή (και μόνο) κατεύθυνση. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να μειωθεί ο αριθμός των λαμπτήρων και των φωτιστικών που θα χρησιμοποιηθούν για την παροχή της απαιτούμενης ποσότητας φωτισμού σε ένα συγκεκριμένο χώρο με όλα τα οφέλη (εξοικονόμηση ενέργειας, χαμηλότερο κόστος επένδυσης για φωτισμό καθώς και χαμηλότερο λειτουργικό κόστος της εγκατάστασης) που αυτό συνεπάγεται. Ειδικότερα όσον αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας τα οφέλη σύμφωνα με διεθνείς μελέτες υπολογίζεται ότι μπορεί να είναι της τάξης του 20 έως και 50%.

Θεόδωρος Δ. Κοντορήγας BSc MBA MSc
Ειδικός Σύμβουλος - Μελετητής Αρχιτεκτονικού Φωτισμού 
Μέλος IALD, PLDA, SLL

Πηγές φωτογραφικού υλικού: OSRAM, MSL, Zumtobel, Philips