Energoefektīva apgaisme

RTU EEF EEA

Dr.sc.ing. Kristīna Bērziņa

2013

SATURS

1. Apgaismes fizikālie pamatjēdzieni

2. Starptautiskās standartizācijas organizācijas

3. Apgaismes normatīvie materiāli

4. Modernās LED tehnoloģijas elektroapgaismē

5. Kvalitatīva un energoefektīva apgaisme

Apgaismes fizikālie pamatjēdzieni

Redzamā gaisma ir elektromagnētiskie viļņi, kuru garums vakuumā

ir robežās aptuveni no 39*10-7 m jeb 390 nm līdz 7,6*10-7 m jeb 760 nm;

Spēcīgā apgaismojumā cilvēka acs ir visjūtīgākā pret gaismu, kuras viļņa garums

ir =555 nm.

o

Gaismas plūsma

ir optiskā starojuma plūsmas daļa, kuru nosaka saskaņā ar cilvēka acs spektrālo

jutību. Tā ir gaismas jauda , kuru izstaro gaismas avots vai saņem virsma. Gaismas

plūsmas SI vienība ir lūmens (lm). Vienu lūmenu lielu gaismas plūsmu punktveida

avots izstaro konusā, kura virsotnes telpiskais leņķis ir vienu steradiānu (sr) liels, ja

avota gaismas stiprums ir 1 cd.

Apgaismes fizikālie pamatjēdzieni

I , kur Φ – gaismas plūsma[lm]; Ω – telpiskais leņķis, [sr].

Gaismas stiprums I ir pamatlielums fotometrijā. Tā SI vienība ir kandela (cd). Gaismas stiprums ir 1 cd, ja gaismu izstaro 1/600 000 m2 liela sakarsēta platīna

virsma platīna sacietēšanas temperatūrā 2042 K un spiedienā 101 325 Pa:

Apgaismojums

Ķermeņa apgaismojums E ir gaismas plūsma Φ, ka krīt uz ķermeņa virsmas S

vienu laukuma vienību:

SE

Apgaismojuma SI vienība ir lukss (lx). Apgaismojumu 1 lx dod 1 lm gaismas

plūsma, kas perpendikulāri krīt uz 1m2 lielu virsmas laukumu.

Krāsas temperatrūra

Gaismas avota krāsas temperatūra ir absolūta temperatūra, kelvinos (K), melna

ķermeņa izstarotājam, kura krāsa ir līdzīga gaismas avota krāsai.

Apgaismes fizikālie pamatjēdzieni

Apgaismes fizikālie pamatjēdzieni

Gaismas krāsas un krāsu temperatūra

Nr. p.k. Krāsa Krāsu temperatūra

1 Silti balta 3000 K

2 Balta 3500K

3 Auksti balta 4200K

4 Dienas gaisma 6500K

ISO IEC ITU

LVS

CEN CENELEC ETSI

SM

LEK

Starptautiskās standartizācijas organizācijas

ISO – Starptautiskā Standartizācijas organizācija (International Organization

for Standardization).

IEC – Starptautiskā Elektrotehnikas komisija (International Electrotechnical

Commission).

ITU – Starptautiskā Telekomunikācijas apvienība (International

Telecommunication Union).

CEN – Eiropas Standartizācijas komiteja (Comité Européen de Normalisation).

CENELEC – Eiropas Elektrotehnikas standartizācijas komiteja (Comité

Européen de Normalisation Électrotechnique).

ETSI – Eiropas Telekomunikāciju standartizācijas institūts (Iinstitut Européen

des normes de Télécomunication).

SM – Satiksmes ministrija.

LVS – Latvijas nacionālā standartizācijas institūcija SIA „Latvijas standarts”.

LEK – Latvijas Elektrotehnikas komisija.

LVS EN 1838:2003 L Avārijapgaisme

LVS EN 40 (visas daļas) Apgaismes stabi

LVS EN 12464-1:2003 Gaisma un apgaismojums - Darbvietu apgaismojums - 1.daļa:

Darbvietas telpās

LVS EN 12665:2003 Gaisma un apgaisme - Apgaismes prasību pamatjēdzieni un

specificēšana

LVS EN 12767 Ceļa aprīkojuma atstaba konstrukciju pasīvā drošība. Prasības,

klasifikācija un testēšanas metodes

LVS CEN/TR 13201-1 2004 Ceļu apgaisme – 1. daļa: Apgaismes klases izvēle

LVS CEN/TR 13201-2 2004 Ceļu apgaisme – 2. daļa: Veiktspējas prasības

LVS EN 13201-3 2004 /AC:2007 Ceļu apgaisme – 3. daļa: Veiktspējas rēķināšana

LVS EN 13201-4 2004 Ceļu apgaisme – 4. daļa: Ietaišu gaismotspējas mērīšana

LVS EN 60598-1:2009 Gaismekļi. 1. daļa: Vispārīgās prasības un testi (IEC 60598-

1:2008, modificēts)

LVS EN 60598-2-1:2002 Gaismekļi - 2.daļa: Īpašās prasības – 1.nodaļa: Stacionāri

universāli gaismekļi

Apgaismes normatīvie materiāli

Elektriskās spuldzes

Termostarotāji Izlādstarotāji Cietstarotāji

Parastās kvēlspuldzes

Halogēnu kvēlspuldzes

Augstspiediena izlādspuldzes

Zemspiediena izlādspuldzes

Gaismas diodes

Jauktgaismas spuldzes Dzīvsudraba

Nātrija

Metālhalogēnu

Dzīvsudraba

Līnijveida luminisc. spuldzes

Nātrija

Kompaktās luminisc. spuldzes

Indukcijas spuldzes

Augstsprieguma spīdcaurules

Enerģijas ietaupīšanas potenciāls Vācijā (gadā), izmantojot

atšķirīgus apgaismojuma līdzekļus

Spuldžu parametru pilnveidošanas prognoze

Apgaismes iekārta Sākotnējā gaismas

atdeve

Zudumi Kopējā gaismas

atdeve

Asimetrisks luminiscentais gaismeklis

sienu izgaismošanai

80 lm/W 62% 30 lm/W

Iebūvēts, uz leju izstarojošs gaismeklis

ar KLS

72 lm/W 47% 34 lm/W

Virsmas montāžas gaismas diožu

gaismeklis ar starojumu uz leju

66 lm/W 49% 34 lm/W

Iebūvēts luminiscentais gaismeklis ar

atstarojošu gaismu

68 lm/W 25% 51 lm/W

Piekarināms luminiscentais gaismeklis

ar tiešu/atstarojošu gaismu

74 lm/W 20% 59 lm/W

Sākotnējie gaismas atdeves rādītāji spuldzēm un gaismas avotiem,

kas domāti dažādiem apgaismes iekārtu tipiem

Spuldzes tips

un jauda

Elektroenerģijas

patēriņš

gadā

(4 h diennaktī)

Ekvivalentas LED

spuldzes jauda*

Elektroenerģijas

patēriņš

gadā

(4h diennaktī)

Elektroenerģijas

ietaupījums gadā, %

Halogēnā spuldze

35 W

51,1 kWh LED spuldze 3 W 4,38 kWh 91,40 %

Halogēnā spuldze

50 W

73 kWh LED spuldze 4 W 5,84 kWh 92,00 %

Kvēlspuldze

40 W

58,4 kWh LED spuldze 4 W 5,84 kWh 90,00 %

Kvēlspuldze

60 W

87,6 kWh LED spuldze 5 W 7,3 kWh 90,80 %

Kvēlspuldze

100 W

146 kWh LED spuldze 9 W 13,14 kWh 90,00 %

* - pie gaismas plūsmas no 80 lm/W

Dažādu spuldžu elektroenerģijas patēriņa salīdzinājums

Gaismas diode

LED

Kvēlspuldze Luminiscentā

spuldze

Metāla halogēnā

spuldze

Redzamā gaisma 15-25% 8% 21% 27%

UV 0% 0% 0% 19%

IS 75-85% 92% 79% 54%

Patērētās enerģijas daļas, ko gaismas diodes un tradicionālie

gaismas avoti pārveido starojuma enerģijā un siltumā

(baltās gaismas)

LED tehnoloģijas

1 – pieslēgums;

2 – barošana un sprieguma pārveidošana;

3 – siltums;

4 – siltuma novadīšana;

5 – draiveri;

6 – kontrole un pārvalde;

7 – gaismas diodes;

8 – gaismas sajaukšana un izklīdināšana;

9 – starojuma izvadīšana;

10 – gaisma.

Gaismas diožu apgaismes iekārtas struktūrshema

Pārejas temperatūras kāpums atkarībā no dažādu krāsu gaismas

diožu gaismas plūsmas grafiskais attēlojums

1 – zilas krāsas gaismas diode; 2 – baltas krāsas gaismas diode;

3 – zaļas krāsas gaismas diode; 4 – sarkanas krāsas gaismas diode;

5 – dzintarkrāsas gaismas diode.

Gaismas diožu tipi Gaismas atdeve lm/W Krāsainības koordinātes (x,y)

Divkrāsu gaismas diodes 300-360 (0,31; 0,32)

Divkrāsu gaismas diodes ar plašu

spektru

280-350 (0,31; 0,32)

Trīskrāsu gaismas diodes 240-340 (0,31; 0,32)

Gaismas diodes ar luminoforu 200-280 (0,31; 0,32)

Teorētiskie gaismas atdeves lielumi dažādu tipu gaismas diodēm

ar balto starojumu

Kvalitatīva

apgaisme

Indivīda labklājība:

-redzamība

-darbība

-sociālās un komunikāciju

vajadzības

-garastāvoklis, komforts

-veselība, drošība

-estētiskais novērtējums

Ekonomika:

-ieviešana ekspluatācijā

-tehniskā apkalpe

-iekārtu darbība

-enerģijas patēriņš

-apkārtējā vide

Arhitektūras forma:

-forma

-kompozīcija

-stils

-normatīvie dokumenti

un standarti

Energoefektīva

apgaisme

Pašreizējo izmaksu

efektivitāte

--pašreizējas elektroenerģijas

patēriņš un izmaksas

--ekspluatācijas izdevumi

--energoaudits (W/m2)

--tehniskais audits

Ieguldījumi

-tiešo ieguldījumu izmaksas

-atmaksāšanas laiks

-finansiāla rentabilitāte

-ekspluatācijas un apkopes

izdevumi

--elektroenerģijas

ekonomija

--kvalitāte

--ekspluatācijas un apkopes

izdevumu samazinājums

PALDIES PAR UZMANĪBU!