Oświetlenie – wyniki obliczeń wskaźnika EPL

Oświetlenie – wyniki obliczeń wskaźnika EP_L

Zgodnie z rozporządzeniem MIiR z dn. 3 czerwca 2014 roku zapotrzebowanie na energię na potrzeby oświetlenia należy wyznaczać w oparciu o polskie normy – czyli normę PN-EN 15193.
Najważniejszym parametrem jaki trzeba obliczyć jest tzw. Liczbowy wskaźnik energii oświetlenia LENI (ang. Lighting Energy Numeric Factor) , który wyraża się wzorem:

LENI = W/A [ kWh/m2 · rok]

gdzie:
W – całkowita roczna energia zużyta na oświetlenie
A – całkowite użytkowe pole powierzchni podłogi budynku

Przy czym

W= W_L + W_P stąd:

LENI = (W_L + W_P) /A

gdzie:

W_L – oszacowana roczna wartość energii oświetlenia wymaganej do spełnienia funkcji i celów oświetlenia budynku, czyli jest to podstawowe oświetlenie.

W_P – ilość rocznej energii pasożytniczej wymaganej do zapewnienia energii ładowania oświetlenia awaryjnego dla energii czuwania dla sterowania oświetleniem w budynku, czyli jest to dodatkowa ilość energii zużywanej na ładowanie akumulatorów do oświetlenia awaryjnego oraz do działania automatyki gdy podstawowe oświetlenie jest wyłączone.

Wartość W_L i W_P oblicza się z następujących wzorów:

gdzie t – oznacza okres w którym oszacowana została wartość energii w pomieszczeniu lub strefie. Przy czym okres t – może dotyczyć okresu godzinowego, dziennego, tygodniowego, miesięcznego lub rocznego.

Przy czym nie wlicza się do WP centralnego systemu akumulatorów (np. w centrali). To oznacza, ze uwzględnia się tylko miejscowe układy akumulatorów, przeznaczone do podtrzymania napięcia w konkretnych pomieszczenich.

Można również zapisać, że W_P = W_P,c + W_P,e
gdzie:
W_P,c – moc niezbędna do sterowania automatyką
W_P,e – moc niezbędna do ładowania akumulatorów oświetlenia awaryjnego

Uwaga! Jeżeli sterowanie oświetleniem jest zdalne, to należy je jest uwzględnić w obliczeniach, ale tylko wtedy gdy wartość mocy urządzeń służących do zdalnego sterowania oświetleniem jest znana.

Opisy:
F_D – czynnik wykorzystania czasu światła dziennego od 0 do 1.
F_D = 1 oznacza całkowity brak dostępu światła dziennego i wymaga dopasowania go do czasu użytkowania budynku w ciągu doby lub innego okresu w danej strefie budynku.

F_o – czynnik, którego wartość zależy od obecności użytkowników w danej strefie budynku
F_c – czynnik, którego wartość zależy od tego czy wewnątrz pomieszczenia lub strefy musi być automatycznie utrzymany stały poziom natężenia oświetlenia, niezależnie od padającego oświetlenia zewnętrznego.

P_ce – całkowita moc pasożytnicza urządzeń sterujących oświetleniem
P_em – całkowita moc ładowania opraw do oświetlenia awaryjnego

te – liczba godzin działania oświetlenia awaryjnego
ty – liczba godzin w ciągu 1 roku równa 8760 h

Ponieważ wg normy PN-EN 15193 , gdy energia pasożytnicza istnieje ( np. oświetlenie LED, jarzeniowe, świetlówkowe), ale jej wartość nie jest znana lub trudna do oszacowania, to można przyjąć :

a) 1 kWh (m2 · rok) dla oświetlenia awaryjnego
b) 5 kWh (m2 · rok) dla automatycznego sterowania oświetleniem

Dlatego wtedy możemy obliczać wartość WP w sposób uproszczony:
W_P = W_P,c + W_P,e = {5/ty ·[ty – (t_D+ t_N)]} ·AL ·1,0 kWh/(m2 · rok) + A_L ·1,0 kWh/(m2 · rok)

Gdy moc opraw oświetleniowych nie jest znana, to można ją oszacować dla:
a) lamp żarowych lub statecznikowych lamp fluorescencyjnych podłączonych bezpośrednio do sieciowego napięcia zasilania jako:
Pi = P_lampy · n_opraw

b) lamp zasilanych pośrednio, napięciem poprzez statecznik lub transformator:
Pi = 1,2 · P_lampy · n_opraw

gdzie: P_lampy – moc znamionowa lampy, n – liczba lamp w jednej oprawie

Podział budynku na strefy oświetleniowe:

1)Wykonując obliczenia najpierw należy podzielić budynek na strefy z dostępem oświetlenia dziennego i bez takiego dostępu.
2)Następnie strefy z dostępem światła dziennego należy podzielić na strefy ze względu na funkcję pomieszczeń w danej strefie,
3) Potem na pomieszczenia lub podstrefy z automatyczną regulacją lub bez regulacji poziomu natężenia oświetlenia.

W programie ArCADia-TERMO 6.0 najlepiej jest wpisać wartość całkowitej mocy opraw oświetleniowych w danej strefie i wcisnąć przycisk kłódki. Dane należy wziąć z projektu instalacji elektrycznej. Podany w programie wzór można stosować tylko do opraw żarowych, ponieważ do oświetlenia LED i świetlówkowego nie nadaje się.

Przykład 1.
Obliczyć EP_L na oświetlenie w części biurowej (budynku biurowym) o powierzchni 200 m2. i i następujących parametrach użytkowych:

F_C = 0,9 – z systemem kontroli natężenia oświetlenia
P_N = 15 W/m2 – średnia moc opraw oświetleniowych na 1 m2
t_D = 2250 h – czas działania oświetlenia w ciągu dnia
t_N = 250 h – czas działania oświetlenia w nocy dnia
F_D = 0,9 – wykorzystanie światła dziennego
F_O = 0,9 – udział liczby pracowników 0,9
P_pc = 5 W/m2 – moc pasożytnicza urządzeń sterujących
P_em = 1 W/m2 – moc oświetlenia awaryjnego
te = 250 h – liczba godzin działania oświetlenia awaryjnego
ty = 8760 h – liczba godzin w roku

Przyjmy, że działa oświetlenie awaryjne oraz A = A_L = A_f = 200 m2.

Najpierw obliczmy:
a) Pn = P_N · AL = 15 · 200 = 3000 W
b) Ppc = P_N · A_L = 15 · 200 = 3000 W
c) Pem = P_N · A_L = 15 · 200 = 3000 W

Dalej mamy wartość W_L i W_P równe:

Dla jednej strefy i jednego okresu obliczeń oświetlenia t mamy:
W_L = {(Pn · Fc) · [ (t_D · Fo · F_D) + (t_N · Fo)] } /1000 =
= {( 3000 · 0,9) · [ (2250 ·0,9 · 0.9) + (250 · 0,9)] } /1000 =
= 2700 · [ 1822,5 + 225] /1000 = 5528250 /1000 = 5528,50 kW/rok

W_P = W_P,c + W_P,e = {5/ty · [ty – (t_D+ t_N)]} · A_L · ,0 kWh/(m2 · rok) + A_L · 1,0 kWh/(m2 · rok) =
= (5/8760 · [ (8760 – (2250 + 250)]} + (1)] } · 200 =
= [(5 · 6260/8760) + 1] · 200 = 714,61 kW + 200 kW = 914,61 kW/rok

Stad wskaźnik LENI = (W_L + W_P)/ A_L = (5528,50 + 914,61) /200 = 32,22 kWh/(m2 · rok)

Teraz można już obliczyć wartość Q_k,L:

Q_k,L = LENI · A_L = 32,22 · 200 m2 = 6444 kWh/rok

EP_L = w_L · Q_k,L /A_f = 3,0 · 6444/200 m2 = 96,66 kWh/(m2 ∙ rok)]

Ponieważ EP_L < 100 kWh/(m2∙rok)], to oznacza, ze został spełniony warunek podany warunkach technicznych WT 2014 w zakresie oświetlenia.

Podsumowanie

1.Korzystając z programu ArCAdia-TERMO 6.0 można bardzo łatwo i prawidłowo obliczyć wartość wskaźnika energii pierwotnej na oświetlenie EP_L.
2. Prawidłowy podział budynku na strefy oświetleniowe pozwala na dobre oszacowanie wyników obliczeń
3. Przyjęcie założenia, że powierzchnie są równe, czyli A = A_L = A_f powinno tylko stanowić punkt wyjścia do dyskusji na ten temat.