System oceny efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz i dróg

• Autorzy: Pracki P.

Warianty tytułu

EN

Energy efficiency evaluation system for interior and road lighting

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy jest efektywność energetyczna w zakresie oświetlenia wnętrz i dróg. Kryterium efektywności energetycznej wprowadzane jest do oceny standardu energetycznego obiektów, budynków i dróg, w tym do praktyki projektowania i oceny systemów oświetleniowych. Tendencja ta wymusza poszukiwania dokładniejszych i bardziej zaawansowanych sposobów oceny, a w konsekwencji zrewidowania zaleceń dotyczących efektywności energetycznej oświetlenia. Z tego powodu jest jednym z ważniejszych, a zarazem ciekawych, problemów techniki świetlnej. Głównym celem pracy jest opracowanie ujednoliconego systemu oceny efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz i dróg, na podstawie dostępnych technologii oświetleniowych i stosowanych sposobów oświetlania i utrzymania oświetlenia. W pierwszej części pracy zarysowano problematykę efektywności energetycznej oświetlenia (rozdział 1), przedstawiono cel i zakres pracy (rozdział 2) i znane sposoby charakteryzowania i oceny oświetlenia wnętrz i dróg oraz jego efektywności energetycznej (rozdział 3). Na podstawie wyników badań studialnych określono koncepcję systemu oceny efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz i dróg (rozdział 4). W drugiej części pracy poddano analizie parametry techniczne decydujące o efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz i dróg. Wskazano parametry charakteryzujące sprzęt oświetleniowy - źródła światła wraz z osprzętem i oprawy oświetleniowe (rozdział 5), rozmieszczanie opraw i cechy oświetlanych wnętrz i dróg (rozdział 6) oraz utrzymanie oświetlenia w czasie jego eksploatacji (rozdział 7). Rezultatem było określenie, dla zakresów parametrów oświetleniowych charakteryzujących dostępne technologie i rozwiązania oświetleniowe zarówno efektywne, jak i energochłonne, poziomów wartości mocy i energii zużywanej przez oświetlenie (rozdział 8). W trzeciej części pracy przedstawiono autorskie sposoby klasyfikowania efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz budynków i dróg (rozdział 9). Sposoby te mają jednolitą formę i możliwość zastosowania do różnych typów budynków i dróg. Przedstawiono także autorski sposób oceny efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz budynków i dróg (rozdział 10), obejmujący procedury postępowania i propozycje zaleceń do oceny efektywności energetycznej oświetlenia wnętrz budynków i dróg. W rozdziale 10 przedstawiono także możliwości wykorzystania opracowanego systemu oceny efektywności energetycznej w zastosowaniach oświetleniowych. Pracę kończy krótkie podsumowanie wyników badań i wnioski z nich wynikające (rozdział 11). Ocena efektywności energetycznej oświetlenia powinna być powszechnie praktykowana, a zalecenia powinny być oparte na dostępnych technologiach oświetleniowych, technikach oświetlania i utrzymania oświetlenia, przy respektowaniu wymagań dotyczących jakości otoczenia świetlnego.

EN

The subject of this work is the issue of energy efficiency for interior and road lighting. The energy efficiency criterion is introduced into evaluation of the energy efficiency standard of facilities, buildings and roads, including design practice and lighting system evaluation. This tendency makes us look for more accurate and advanced evaluation methods, and as a result, review the recommendations regarding lighting energy efficiency. Therefore, it is one of the most important and also interesting problems in lighting technology. The main aim of this work is to devise a harmonised energy efficiency evaluation system for interior and road lighting based on available lighting techniques and applied illumination and lighting maintenance methods. The first part outlines lighting energy efficiency issues (chapter 1), presents the aim and scope of this work (chapter 2) and known methods of characterizing interior and road lighting evaluation and its energy efficiency (chapter 3). Based on the results of the research, a concept of the energy efficiency evaluation system for interior and road lighting is developed (chapter 4). The second part is devoted to an analysis of technical parameters decisive for the energy efficiency of interior and road lighting system. The parameters characterising lighting equipment are indicated, including light sources together with accessories and luminaires (chapter 5), luminaire layout and illuminated interior and road features (chapter 6), as well as lighting maintenance over its lifetime (chapter 7). Also, the lighting power and energy value levels are determined for the lighting parameter ranges characterising the available lighting technologies and solutions (chapter 8). The third part presents some original methods of energy efficiency classification of interior building and road lighting (chapter 9). The methods have a harmonised form and can be applied to different types of buildings and roads. An original method is also described showing the energy efficiency of interior building and road lighting (chapter 10), covering the conduct procedures and proposal of recommendations for energy efficiency evaluation for interior building and road lighting. On the other hand, chapter 10 describes some opportunities to use the devised energy efficiency evaluation system in the lighting applications. The work ends with a short summary of the research results and conclusions arising from them (chapter 11). The energy efficiency evaluation should be used commonly in practice, and the recommendations should be based on available lighting technologies, illumination techniques and lighting maintenance while respecting the requirements concerning luminous environment quality.

Słowa kluczowe

PL

technika świetlna; oświetlenie wnętrz; oświetlenie dróg; efektywność energetyczna

EN

lighting technology; interior lighting; road lighting; energy efficiency

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 143
• Strony: 3--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 106 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pracki P.

• Instytut Elektroenergetyki

Bibliografia

• [1] Andersen I., Aschehoug Ø., Matusiak B., Panek A., Pracki P., Ryńska D., Sowa J.: SUREBUILD Polish/Norwegian cooperation for sustainable redevelopment of buildings in Poland, Regional Central and Eastern European Conference on Sustainable Building, Warszawa 2004.
• [2] ASHRAE: Energy standard for buildings except low-rise residential buildings 90.1-2007, ANSI/ASHRAE/IESNA, Atlanta 2007.
• [3] ASSIST: Recommendations for evaluating street and roadway luminaires, Vol. 10, Lighting Research Center, Troy 2011.
• [4] Australian Greenhouse Office and National Appliance & Equipment Energy Efficiency Conservation: Design energy limits for main road lighting, AGO and NAEEEC, Australia 2005.
• [5] Bąk J.: Technika oświetlania, PWN, Warszawa 1981.
• [6] Bąk J.: Obliczanie oświetlenia ogólnego wnętrz, WNT, Warszawa 1983.
• [7] Bąk J.: Energy-efficient lighting. Initiation - Development, Proceedings of the International Scientific Conference "Energy Savings in Electrical Engineering", Warszawa 2001, s. 150-153.
• [8] Bąk J.: Wydajne energetycznie oświetlenie wnętrz. Wybrane zagadnienia, SEP-COSIW, Warszawa 2009.
• [9] Bommel W.J.M., Boer J.B.: Oświetlenie dróg, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1984.
• [10] Boyce P.R.: Human factors in lighting, 2nd edition. Taylor&Francis Group, London 2003.
• [11] Boyce P.R.: Lighting for driving: Road, vehicles, signs and signals. CRC Press Taylor&Francis Group, London 2009.
• [12] Boyce P.R., Fotios S., Richards M.: Road lighting and energy saving, Lighting Research & Technology, 41, 3/2009, s. 245-260.
• [13] Building Performance Institute Europe: Energy Performance Certificates across Europe, From design to implementation, BPIE, Brussels 2010.
• [14] CELMA: Guide of the European Lighting Industry for the application of Directive 2000/55/EC on energy efficiency requirements for ballasts for fluorescent lighting, CELMA, Brussels 2007.
• [15] CELMA: Guide of the European Lighting Industry for the application of the Commission Regulation No. 245/2009 amended by the Regulation No. 347/2010 setting EcoDesign requirements for "Tertiary sector lighting products", 2nd edition, CELMA, Brussels 2010.
• [16] CIBSE: Technical Memorandum TM5, CIBSE, London 1980.
• [17] CIBSE: Code for lighting, Butterworth-Heinemann, Oxford 2002.
• [18] CIE: Technical Report 132:1999, Design methods for lighting of roads, CIE, Vienna 1999.
• [19] CIE: Technical Report 140:2000, Road lighting calculations, CIE, Vienna 2000.
• [20] CIE: Technical Report 144:2001, Road surface and road marking reflection characteristics, CIE, Vienna 2001.
• [21] CIE: Technical Report 150:2003, Guide on the limitation of the effects of obtrusive light from outdoor lighting installations, CIE, Vienna 2003.
• [22] CIE: Technical Report 154:2003, The maintenance of outdoor lighting systems, CIE, Vienna 2003.
• [23] CIE: Technical Report 97:2005, 2nd edition, Maintenance of indoor electric lighting systems, CIE, Vienna 2005.
• [24] CIE: Technical Report 115:2010, 2nd edition, Lighting of roads for motor and pedestrian traffic, CIE, Vienna 2010.
• [25] Coaton J.R., Marsden A.M.: Lamps and Lighting, Arnold and Contributors, London 1997.
• [26] Cuttle C.: Lighting by design, Architectural Press, Oxford, 2003.
• [27] Czyżewski D.: Oprawy oświetlenia drogowego ze źródłami światła typu LED, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 283-288.
• [28] Darula S., Pracki P.: Oświetlenie dzienne i sztuczne w projektowaniu zdrowego i energooszczędnego środowiska w budynkach, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 237-241.
• [29] DIAL GmbH: www.dial.de
• [30] Draft Standard EN 13201-5, Road Lighting - Part 5: Energy Efficiency Requirements, CEN/TC 169, Brussels, 2007.
• [31] Dybczyński W., Oleszyński T., Skonieczna M.: Projektowanie opraw oświetleniowych, Politechnika Białostocka, Rozprawy Naukowe nr 39, Białystok 1996.
• [32] Dybczyński W.: Zastosowanie diod elektroluminescencyjnych do oświetlenia miejscowego, Przegląd Elektrotechniczny, 83, 5/2007, s. 11-14.
• [33] Dybczyński W: Oprawy oświetleniowe, Technika Świetlna'09, Poradnik - Informator, tom 1, Letter Quality, Warszawa 2009, s. 290-317.
• [34] Eberhardt K.J.: Skuteczne rozwiązania, Świat Nauki, 10/2006, s. 40-43.
• [35] Gasparovsky D., Schwarcz P., Janiga P.: Assessment and measurement of energy demand and efficiency in public lighting networks, Light in Engineering, Architecture and the Environment, s. 133-145, WIT Press, Southampton 2011.
• [36] Górczewska M.: Zastosowanie diod LED w oświetleniu zewnętrznym, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 229-232.
• [37] Green Public Procurement: Street Lighting and Traffic Lights, Technical Background Report, EC DG Environment-C1, Brussels 2011.
• [38] Grzonkowski J., Pracki P.: Podręcznik INPE dla elektryków, Zeszyt 9, Oświetlenie elektryczne, SEP-COSIW, Warszawa 2006.
• [39] Halonen L., Tetri E., Bhusal P.: IEA Annex 45, Guidebook on Energy Efficient Electric Lighting for Buildings, Aalto University, Espoo 2010.
• [40] Hanselaer P., Lootens C., Ryckaert W.R., Deconinck G., Rombauts P.: Power density targets for efficient lighting of interior task areas, Lighting Research & Technology, 39, 2/2007, s. 171-184.
• [41] IEA: Daylighting in buildings, A Source Book on Daylighting Systems and Components, IEA, 2000.
• [42] IEA: Light's Labour's Lost, Policies for Energy - efficient Lighting, Actis, Paris 2006.
• [43] IESNA: Lighting Handbook, Reference & Application, Ninth Edition, IESNA, New York 2000.
• [44] Illuminating Engineering Society: The Lighting Handbook, Tenth Edition: Reference & Application, IESNA, New York 2011.
• [45] Loe D.L.: Quantifying lighting energy efficiency: a discussion document, Lighting Research & Technology, 35, 4/2003, s. 319-329.
• [46] Loe D.L.: Energy efficiency in lighting - considerations and possibilities, Lighting Research & Technology, 41, 3/2009, s. 209-218.
• [47] Mardaljevic J., Heschong L., Lee E.: Daylight metrics and energy savings, Lighting Research & Technology, 41, 3/2009, s. 261-283.
• [48] Matusiak B., Pracki P.: Sustainable lighting in school buildings, Proceedings LUX Europa 2005, Berlin, 2005, s. 418-422.
• [49] Matusiak B., Pracki P.: "Issues of intelligent lighting in buildings", Przegląd Elektrotechniczny, 84, 8/2008, s. 97-100.
• [50] Mazur J.W, Żagan W: Samochodowa technika świetlna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 1997.
• [51] OSRAM: Indoor and Outdoor Lighting 2010, OSRAM, 2010.
• [52] Philips: Katalog źródeł światła i osprzętu 2011, Philips, 2011.
• [53] Pabjańczyk W, Wolska A., Pracki P., Pawlak A., Palczyńska M., Grzonkowski J., Wachacki J.: Oświetlenie miejsc pracy we wnętrzach, Komentarz Polskiego Komitetu Oświetleniowego dotyczący polskiej normy PN-EN 12464-1:2004, Polski Komitet Oświetleniowy SEP, Warszawa 2007.
• [54] Polska Norma PN-71/B-02380. Oświetlenie wnętrz światłem dziennym, Wydawnictwa Normalizacyjne, Warszawa 1971.
• [55] Polska Norma PN-84/E-02033. Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym, Wydanie 2, Wydawnictwa Normalizacyjne, Warszawa 1988.
• [56] Polska Norma PN-EN 12464-1:2004. Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach, PKN, Warszawa 2004.
• [57] Polska Norma PN-EN 1838:2005. Zastosowania oświetlenia - Oświetlenie awaryjne, PKN, Warszawa 2005.
• [58] Polska Norma PKN-CEN/TR 13201-1:2007. Oświetlenie dróg - Część 1: Wybór klas oświetlenia, PKN, Warszawa 2007.
• [59] Polska Norma PN-EN 13201-2:2007. Oświetlenie dróg - Część 2: Wymagania oświetleniowe, PKN, Warszawa 2007.
• [60] Polska Norma PN-EN 13201-3:2007. Oświetlenie dróg - Część 3: Obliczenia parametrów oświetleniowych, PKN, Warszawa 2007.
• [61] Polska Norma PN-EN 13201-4:2007. Oświetlenie dróg- Część 4: Metody pomiarów parametrów oświetlenia, PKN, Warszawa 2007.
• [62] Polska Norma PN-EN 12193:2008. Światło i oświetlenie. Oświetlenie w sporcie (oryg.), PKN, Warszawa 2008.
• [63] Polska Norma PN-EN 12464-2:2008. Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 2: Miejsca pracy na zewnątrz, PKN, Warszawa 2008.
• [64] Polska Norma EN 15193:2010. Charakterystyka energetyczna budynków - Wymagania energetyczne dotyczące oświetlenia, PKN, Warszawa 2010.
• [65] Polska Norma PN-EN 12464-1:2011. Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach (oryg.), PKN, Warszawa 2011.
• [66] Pracki P.: Preferencje użytkowników oświetlonego wnętrza w zakresie barwy światła, Wiadomości Elektrotechniczne, 11/2004, s. 11-14.
• [67] Pracki P.: Aspekty energetyczne oświetlenia wnętrz budynków użyteczności publicznej, Materiały Budowlane, 1/2006, s. 23-25.
• [68] Pracki P.: "Ocena wydajności energetycznej oświetlenia wnętrz", Przegląd Elektrotechniczny, konferencje, 83, 1/2007, s. 47-50.
• [69] Pracki P.: "Obliczenie zapotrzebowania na energię na potrzeby oświetlenia", Energia i Budynek, ISSN 1897-5879, 5/2008, s. 48-50.
• [70] Pracki P.: Efektywność energetyczna oświetlenia obiektów użyteczności publicznej, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 9/2009, s. 328-331.
• [71] Pracki P.: System oceny wydajności energetycznej oświetlenia wnętrz, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 233-236.
• [72] Pracki P.: Criteria for assessment of lighting energy efficiency in interiors, Proceedings LUX Europa 2009, Volume 2, Istanbul, 2009, s. 821-826.
• [73] Pracki P.: Potencjał energetyczny oświetlenia, Przegląd Elektrotechniczny, 86, 1/2010, s. 260-262.
• [74] Pracki P.: Dynamika energetyczna oświetlenia, Przegląd Elektrotechniczny, 86, 3/2010, s. 290-292.
• [75] Pracki P.: Ocena wydajności energetycznej oświetlenia wnętrz budynków użyteczności publicznej w Polsce, Nowa Elektrotechnika, 7-8/2010, s. 13-17.
• [76] Pracki P.: The comparative analysis of road lighting energy efficiency, Przegląd Elektrotechniczny, 86, 10/2010, s. 238-240.
• [77] Pracki P.: Analiza wyników badań dotyczących przewymiarowania oświetlenia drogowego, Wiadomości Elektrotechniczne, 10/2010, s. 10-13.
• [78] Pracki P.: Unified system of lighting energy efficiency evaluation in public places, Proceedings of CIE 2010 "Lighting Quality and Energy Efficiency", Vienna 2010, s. 317-321.
• [79] Pracki P.: Projektowanie oświetlenia wnętrz, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2011.
• [80] Pracki P.: Sprawność oświetlenia i jej wpływ na wydajność energetyczną oświetlenia drogowego, Przegląd Elektrotechniczny, 87, 4/2011, s. 90-92.
• [81] Pracki P.: A proposal to classify road lighting energy efficiency, Lighting Research & Technology, 43, 3/2011, s. 271-280.
• [82] Rea M.S., Bullough J.D.: Application efficacy, Journal of the Illuminating Engineering Society, 2/2001, s. 73-96.
• [83] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie.
• [84] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
• [85] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej.
• [86] Ryckaert W.R., Lootens C., Geldof J., Hanselaer P.: Criteria for energy efficient lighting in buildings, Energy and buildings, 42/2010, s. 341-347.
• [87] Stockmar A: Energy efficiency measures for outdoor lighting, Proceedings of CIE 2010 "Lighting Quality and Energy Efficiency", s. 185-187.
• [88] Tregenza P., Loe D.: The design of lighting, Taylor&Francis Group, London, 2004.
• [89] Tridonic: Control gear, lighting control systems and LED, Catalogue 2010, Tridonic, 2010.
• [90] SLL: Lighting Handbook, SLL, London, 2009.
• [91] Wiśniewski A: Możliwość zastosowania systemów LED RGB w oświetleniu, Przegląd Elektrotechniczny, 84, 8/2008, s. 178-181.
• [92] Wiśniewski A: Diody elektroluminescencyjne (LED) - analiza obecnych konstrukcji i możliwości zastosowania w oświetleniu, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 300-303.
• [93] Wiśniewski A: Elektryczne źródła światła, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
• [94] Zalesińska M.: Techniczno-ekonomiczna analiza kosztów eksploatacji punktów świetlnych w oświetleniu drogowym, Rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, 2002.
• [95] Zalesińska M.: Analiza porównawcza efektywności energetycznej oświetlenia drogowego, Przegląd Elektrotechniczny, 85,11/2009, s. 219-222.
• [96] Zalesińska M.: Efektywność energetyczna oświetlenia drogowego i jej aspekty ekonomiczne, Przegląd Elektrotechniczny, 86, 10/2010, s. 264.
• [97] Zalewski S.: Kształtowanie rozsyłu strumienia świetlnego w oprawach oświetleniowych z LED-ami, Przegląd Elektrotechniczny, 84, 8/2008, s. 167-169.
• [98] Zalewski S.: Zastosowanie diod elektroluminescencyjnych w oświetleniu drogowym, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 280-282.
• [99] Zalewski S.: Projektowanie oświetlenia drogowego realizowanego przy wykorzystaniu LED, Przegląd Elektrotechniczny, 86, 10/2010, s. 268.
• [100] Zalewski S., Pracki P.: Koncepcja oświetlenia dróg współbieżnego z pojazdem z wykorzystaniem diod elektroluminescencyjnych, Materiały konferencyjne, XX Krajowa Konferencja Oświetleniowa, Technika Świetlna 2011, Warszawa 2011, s. 57-61.
• [101] Zaremba K., Pawlak A: Parametry modelowej oprawy z diodami LED o dużej mocy, Przegląd Elektrotechniczny, 83, 5/2007, s. 50-52.
• [102] Zaremba K., Pawlak A: Praktyczne zastosowanie diod LED dużej mocy do oświetlenia miejscowego, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 11/2009, s. 223-225.
• [103] Żagan W.: Podstawy techniki świetlnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.
• [104] Żagan W., Czyżewski D., Grzonkowski J., Niebuda W., Pracki P., Wiśniewski A., Zalewski S.: Opracowanie wymagań oświetleniowych dla ulic Warszawy, ZDM Warszawa 2007.
• [105] Żagan W, Czyżewski D., Grzonkowski J., Niebuda W., Pracki P., Wiśniewski A., Zalewski S.: Opracowanie wymagań oświetleniowych dla ulic Warszawy, ZDM Warszawa 2008.
• [106] Żagan W: Warunki wycofywania żarówek z eksploatacji i ich racjonalnej wymiany na energooszczędne źródła światła w pomieszczeniach domowych, Przegląd Elektrotechniczny, 85, 5/2009, s. 100-104.