Сбор урожая при дневном свете - Daylight harvesting

Системы сбора дневного света используют дневной свет, чтобы компенсировать количество электрического освещения, необходимого для правильного освещения пространства, чтобы снизить потребление энергии . Это достигается с помощью систем управления освещением , которые могут приглушать или переключать электрическое освещение в ответ на изменение наличия дневного света. Термин Daylight Harvesting стал стандартом в областях освещения , устойчивой архитектуры и активного дневного освещения .

Дизайн системы и компоненты

Системы сбора дневного света обычно предназначены для поддержания минимального рекомендуемого уровня освещенности . Этот уровень освещения будет варьироваться в зависимости от потребностей и использования пространства; например, обычно рекомендуемый уровень освещенности для офисов составляет 500 люкс (или около 50 фут-свечей ) на рабочем столе.

Фотодатчики

Все системы сбора дневного света используют датчик уровня освещенности, фотосенсор , для определения преобладающего уровня освещенности, яркости или яркости в системах с открытым или закрытым контуром. Фотодатчики используются для регулировки электрического освещения в зависимости от доступного дневного света в помещении. В системе с открытым контуром фотосенсор определяет только количество доступного дневного света и может быть расположен на внешней стене или крыше здания или внутри здания лицом к окну или световому люку. В замкнутой системе фотосенсор определяет общее фотометрическое количество света как от дневного света, так и от электрических источников в пространстве. Например, в офисе фотодатчик с замкнутым контуром можно расположить на потолке напротив рабочих столов, чтобы определять количество света на рабочей поверхности, поскольку размещение датчика на рабочем столе было бы непрактично. Как в конфигурации с открытым, так и с замкнутым контуром сигнал от фотодатчика должен быть тщательно откалиброван, чтобы точно указывать влияние изменений внешнего дневного света на уровень освещенности в областях «важных функций» в пространстве.

Модули управления и диммирования

Сигнал от фотодатчика интерпретируется модулем системы управления освещением , устройством автоматического переключения света , в системе электрического освещения, которая может уменьшить электрическое освещение путем отключения или затемнения светильников в зависимости от ситуации. Если электрическое освещение регулируемое, то искусственное освещение можно непрерывно регулировать пропорционально доступному дневному свету. Если электрическое освещение только включено-выключено, то электрическая осветительная арматура или лампа должны оставаться включенными на полную мощность до тех пор, пока дневной свет не достигнет всего рекомендуемого уровня освещенности для помещения. Варианты без затемнения включают в себя наличие нескольких несмежных осветительных приборов, таких как альтернативные блоки в потолочной «сетке», или светильники, примыкающие к источнику дневного света возле окон или световых люков, связанных для включения-выключения модуля . Другой вариант включения-выключения - это ступенчатое переключение (иногда называемое «двухуровневым переключением»), при котором несколько ламп в одном осветительном приборе могут включаться и выключаться независимо друг от друга. Это позволяет обычно делать один или два шага от полной мощности до нуля.

Системы затемнения обычно дороже, чем системы включения-выключения. У них есть возможность сэкономить больше энергии, потому что они могут снизить мощность электрического освещения, когда дневной свет может лишь частично удовлетворить потребности помещения. Однако системам затемнения может потребоваться немного больше энергии для их основной работы. Если система затемнения хорошо откалибрована, обитатели помещения не заметят изменений в электрическом освещении из-за сбора дневного света, тогда как они, скорее всего, заметят изменения из-за включения-выключения или ступенчатого переключения.

Экономия энергии

Несколько исследований зафиксировали экономию энергии за счет дневного сбора урожая. Экономия энергии на электрическое освещение в диапазоне 20-60% является обычным явлением. Экономия во многом зависит от типа пространства, в котором развернута система управления сбором света , и от ее использования. Очевидно, что экономия может быть получена только в помещениях со значительным дневным освещением, где в противном случае использовалось бы электрическое освещение. Таким образом, сбор урожая дневного света лучше в помещениях работает с доступом к традиционным или зенитный фонарь окна , световые люки , световые трубки групп, стеклянных блоков стен и других пассивного дневного света источников от солнечного света ; и где в противном случае электрическое освещение оставалось включенным в течение длительного времени. К таким пространствам относятся офисы , атриумы , внутренние общественные многоэтажные площади и дворы торговых центров , а также школы .

Слишком упрощенно пытаться увеличить экономию энергии за счет увеличения размера окон. Избыточное освещение дневным светом может вызывать ослепление пассажиров, заставляя их открывать жалюзи или другие оконные затеняющие устройства и ставя под угрозу систему сбора дневного света. Даже частично развернутые жалюзи могут вдвое сократить энергосбережение.

Впечатляющие оценки экономии энергии могут не быть реализованы на практике из-за плохой конструкции, калибровки или ввода в эксплуатацию системы . Системы, которые затемняют или переключают электрическое освещение, отвлекая внимание, или которые создают общий уровень освещенности, который воспринимается как слишком низкий, могут саботироваться пассажирами. (Например, простое приклеивание ленты к датчику создаст постоянное электрическое освещение при максимальной мощности.)

Принятию технологий сбора дневного света препятствовали высокая стоимость и несовершенная работа технологий. Однако исследования показали, что, используя технологии сбора дневного света, владельцы могут видеть среднюю годовую экономию энергии на 24%.

Одним из методов прогнозирования экономии энергии является использование коммерчески доступных программ, таких как TRACE 700 или (бесплатная) DOE-2, которые учитывают тепловые нагрузки.

Окупаемость и драйверы для принятия

Системы дневной уборки требуют дополнительных затрат. Разделив эту стоимость на годовую экономию энергии, мы получим «простую окупаемость» - количество лет, в течение которых система окупит себя. Чем короче рассчитанный срок окупаемости , тем больше вероятность того, что владелец здания вложит средства в систему. Затраты зависят от целого ряда местных факторов, но, как правило, если затраты на электроэнергию возрастают или стоимость управляющего оборудования и установки падает, срок окупаемости сокращается.

Устойчивость

Зеленое здание -sustainable движение здания способствует устойчивой архитектуры проектирования и строительства практики. Во всем мире существуют различные сертификационные знаки экологической маркировки зданий , такие как LEED , BOMA Best, BREEAM , HKBeam и Green Star . Во всех этих программах начисляются баллы за различные конструктивные особенности зданий, способствующие устойчивости , а сертификация на различных уровнях присуждается за достижение определенного количества баллов. Один из основных способов заработать очки - это меры по энергосбережению . Таким образом, сбор дневного света - обычная черта зеленых построек. Таким образом, экологические методы строительства увеличивают производство компонентов для уборки дневного света, что ведет к снижению цен. Многие электроэнергетические компании предоставляют своим клиентам финансовые стимулы для экономии энергии. Одним из таких стимулов являются скидки на системы дневной уборки, которые также сокращают сроки окупаемости.

Кроме того, энергетические нормы и стандарты начинают регулировать уборку урожая при дневном свете. Например, Энергетический кодекс Калифорнии, название 24-2008, признает первичные и вторичные зоны дневного света. По крайней мере, 50% общего освещения в основных зонах необходимо регулировать отдельно от другого освещения, при этом автоматическое управление требуется для больших зон. Код поощряет автоматический сбор дневного света во вторичных зонах, присуждая кредиты коэффициента регулировки мощности, которые могут быть применены к проекту освещения. Международный кодекс энергосбережения (IECC) 2009 года признает зоны дневного света вокруг вертикальных окон и мансардных окон и требует, чтобы освещение в этих зонах регулировалось отдельно от общего освещения в помещении. Энергетический стандарт ASHRAE 90.1 2010 года, который , как ожидается, будет опубликован осенью 2010 года, также будет касаться уборки при дневном свете. Между тем, ASHRAE 189.1, первый из поколения норм устойчивого строительства, определяет зоны дневного света и требует контроля за уборкой в ​​дневное время.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки