Svetelnรก technika v hodnotenรญ energetickej hospodรกrnosti budov
Galรฉria(6)

Svetelnรก technika v hodnotenรญ energetickej hospodรกrnosti budov

Partneri sekcie:

Svetelnรก technika je nielen jedno z najbรบrlivejลกie sa rozvรญjajรบcich odvetvรญ hospodรกrstva, ale zรกroveลˆ aj jedno z najprogresรญvnejลกie sa rozvรญjajรบcich odvetvรญ vedy a techniky. Novรฉ materiรกly a technolรณgie, prienik tenkรฝch vrstiev, mikroelektroniky a vรฝpoฤtovej techniky do nej enormne dynamizujรบ jej rozvoj. Svetelnรก technika je aj jeden z vรฝznamnรฝch spotrebiฤov elektrickej energie. Na celkovej spotrebe elektrickej energie sa podieฤพa viac ako desiatimi percentami, v ฤase ลกpiฤky asi jednou ลกtvrtinou. Pri energetickรฝch auditoch vidรญme, ลพe prรกve รบspory elektrickej energie pri osvetฤพovanรญ sรบ obyฤajne najoฤividnejลกie a najฤพahลกie realizovateฤพnรฉ.

Trendy a pravidlรก
Trendy vรฝvoja v svetelnej technike ovplyvลˆujรบ zรกsadnรฉ problรฉmy sรบฤasnรฉho sveta a moลพno ich vลกeobecne zhrnรบลฅ takto:

  • รบspora elektrickej energie vo vลกetkรฝch oblastiach aplikรกcie osvetฤพovacรญch zariadenรญ,
  • zvyลกovanie kvality parametrov osvetlenia,
  • รบspora materiรกlov, รบspora ฤasu,
  • ochrana ลพivotnรฉho prostredia.

Svetelnรก technika je jednou z oblastรญ, ktorรก je hodnotenรก pri energetickej certifikรกcii budov. Pamรคtรก na to aj smernica ฤ. 2002/91/ES, ktorรก bola v SR implementovanรก v zmysle zรกkona a vyhlรกลกky (3, 4). Na smernicu nadviazala prรญprava novรฝch eurรณpskych technickรฝch noriem, ktorรฉ boli prevzatรฉ do sรบstavy nรกrodnรฝch technickรฝch noriem (v SR ako STN EN).

Vรฝpoฤtovรฝm postupom v oblasti osvetlenia sa venuje nรกvrh eurรณpskej normy EN 15193 Energetickรก hospodรกrnosลฅ budov. Energetickรฉ poลพiadavky na osvetlenie. EN 15193 bola navrhnutรก s cieฤพom vytvoriลฅ pravidlรก a postupy na odhad energetickรฝch poลพiadaviek osvetlenia v budovรกch a s cieฤพom poskytnรบลฅ metodiku na vรฝpoฤet ฤรญselnรฉho ukazovateฤพa energetickej efektรญvnosti budov. Tรกto norma poskytuje aj nรกvod na zostavenie teoretickรฝch limitov spotreby energie odvodenรฝch z referenฤnรฝch osvetฤพovacรญch sรบstav.

Pravidlรก a postupy hodnotenia uvedenรฉ v norme EN 15193 predpokladajรบ, ลพe navrhnutรก a realizovanรก osvetฤพovacia sรบstava je v sรบlade s dobrou svetelnotechnickou praxou. Pre novรฉ sรบstavy sa vyลพaduje, aby boli v sรบlade sย  EN 12464-1. Mรกme vyvinutรบ nรกrodnรบ metodiku na hodnotenie osvetlenia na รบฤely certifikรกcie budov. Na jej vรฝvoji spolupracovali vรฝznamnรญ odbornรญci z univerzitnรฉho prostredia, Slovenskej akadรฉmie vied a praxe. Certifikanti pre oblasลฅ svetelnej techniky majรบ tieลพ k dispozรญcii vรฝpoฤtovรฝ program uฤพahฤujรบci stanovenie svetelnotechnickรฝch parametrov budovy a jej zatriedenie do prรญsluลกnej energetickej triedy v zmysle platnรฝch energetickรฝch ลกkรกl.ย 

Akรฝm smerom sa uberรก svetelnรก technika? ฤŒo prinรกลกa spotrebiteฤพom v oblasti svetelnรฝch zdrojov, svietidiel a osvetฤพovacรญch zariadenรญ? ฤŒo moลพno od nej oฤakรกvaลฅ v tรฝchto rokoch a v budรบcnosti? Odpoveฤ, aj keฤ z dรดvodu rozsahu iba ฤiastoฤnรบ, na uvedenรฉ otรกzky moลพno nรกjsลฅ aj v nasledujรบcom prรญspevku.

Svetelnรฉ zdroje
Svetelnรฝ zdroj je rozhodujรบci prvok osvetฤพovacรญch sรบstav. Je potrebnรฉ uviesลฅ, ลพe urฤujรบce parametre svetelnรฝch zdrojov (najmรค ลพivotnosลฅ a mernรฝ vรฝkon) pomerne rรฝchlo a pravidelne rastรบ. Kaลพdรฝ rok sa objavujรบ novรฉ svetelnรฉ zdroje s novรฝmi vlastnosลฅami, ktorรฉ determinujรบ vรฝvoj v svetelnej technike. Najdรดleลพitejลกie trendy:

ลฝiarovky a ลพiarivky

  • V ลกtรกtoch EU o niekoฤพko rokov skonฤรญ vรฝroba ลพiaroviek a svietidiel pre tentoktorรฝ svetelnรฝ zdroj.
  • Najmodernejลกie halogรฉnovรฉ ลพiarovky sa vyrรกbajรบ tak, ลพe ich banky sรบ pokrytรฉ selektรญvnou odrazovou plochou, ktorรก vrรกti unikajรบce infraฤervenรฉ ลพiarenie spรคลฅ na vlรกkno , hovorรญme o IRC technolรณgiรกch.
  • Amalgรกmovรฉ ลพiarivky neobsahujรบ ortuลฅ v ฤistom tekutom stave, ale vo forme amalgรกmu. Sรบ preto ฤพahลกie recyklovateฤพnรฉ. Majรบ vyลกลกรญ svetelnรฝ tok pri nรญzkych i vysokรฝch teplotรกch okolia v porovnanรญ s obyฤajnรฝmi ortuลฅovรฝmi ลพiarivkami.
  • ลฝiarivky s dlhou ลพivotnosลฅou majรบ najmรค odliลกnรบ konลกtrukciu elektrรณd a ลกpeciรกlne pokrytie luminoforu. Najmodernejลกie ลพiarivky dosahujรบ ลพivotnosลฅ takmer 50-tisรญc hodรญn.
  • ฤŽalลกรญm vรฝznamnรฝm trendom vo vรฝvoji ลพiariviek je pouลพรญvanie extrรฉmne vysokรฝch teplรดt chromatickosti na zvรฝลกenie obsahu cirkadiรกlne รบฤinnรฉho ลพiarenia, a teda zabezpeฤenia ลกtartu biologickรฝch hodรญn ฤพudskรฉho organizmu pri nedostatku slneฤnรฉho ลพiarenia. Sรบ vyvinutรฉ ลพiarivky s teplotou chromatickosti 8 000 K a 16 000 K, ktorรฉ sa budรบ aplikovaลฅ v priestoroch s vysokou zrakovou nรกroฤnosลฅou.
  • V oblasti ลพiariviek je ลกtandardom pouลพรญvanie ลพiariviek s priemerom 16 mm. Prinรกลกajรบ รบsporu elektrickej energie, materiรกlov a menลกiu zรกลฅaลพ pre ลพivotnรฉ prostredie. ลฝiarivky s priemerom 26 mm by sa v interiรฉrovรฝch aplikรกciรกch uลพ nemali vyskytovaลฅ. (Skรบsenosti z energetickรฝch auditov a certifikรกcie budov svedฤia o opaku.)
  • Kompaktnรฉ ลพiarivky sa v sรบฤasnosti neuplatลˆujรบ iba ako nรกhrada za ลพiarivky. Na inรฉ aplikรกcie ich predurฤuje ฤoraz ลกirลกรญ rozsah ich prรญkonu a svetelnรฉho toku. Jednopรคticovรฉ kompaktnรฉ ลพiarivky s vysokรฝm prรญkonom (200, 400 W a podobne) sa dajรบ aplikovaลฅ ako nรกhrada ortuลฅovรฝch vysokotlakovรฝch vรฝbojok v rotaฤne symetrickรฝch svietidlรกch. Naopak, ลพiarivky s malรฝm prรญkonom (napr. okolo 5 W) sรบ ideรกlnou nรกhradou pre svieฤkovรฉ ลพiarovky.
  • Pomerne novรฝm trendom sรบ stmievateฤพnรฉ kompaktnรฉ ลพiarivky. Pokrok v silnoprรบdovej elektronike a riadiacej technike umoลพnil takรบ miniaturizรกciu stmievateฤพnรฝch elektronickรฝch predradnรญkov, ลพe sa dajรบ aplikovaลฅ aj do pรคtรญc kompaktnรฝch ลพiariviek. Je to vรฝznamnรฝ predel vo vรฝvoji kompaktnรฝch ลพiariviek, pretoลพe vรฝznamnรฝm spรดsobom rozลกiruje moลพnosti ich uplatnenia vลกade tam, kde vyลพadujeme komfort stmievania. Navyลกe umoลพลˆujรบ ลกetriลฅ elektrickou energiou.

Vรฝbojky

  • Halogenidovรฉ vรฝbojky sรบ jednรฝm z najprogresรญvnejลกรญch svetelnรฝch zdrojov. Modernรฉ rieลกenia umoลพnili zvรฝลกiลฅ ich mernรฝ vรฝkon (รบฤinnosลฅ), zlepลกiลฅ farebnรฉ podanie a predฤบลพiลฅ ลพivotnosลฅ tรฝchto svetelnรฝch zdrojov. Najmodernejลกie rieลกenia s keramickรฝm horรกkom umoลพลˆujรบ dokonca aj ich stmievanie, ktorรฉ sa dosiaฤพ neodporรบฤalo. Prรกve pre ich zlepลกenรฉ parametre sa v poslednom obdobรญ zaฤรญnajรบ uplatลˆovaลฅ aj vo verejnom osvetlenรญ.
  • Sodรญkovรฉ vysokotlakovรฉ vรฝbojky preลกli tieลพ v poslednom obdobรญ vรฝraznรฝmi zmenami. Vyznaฤujรบ sa dlhลกou a zaruฤenou ลพivotnosลฅou 16 000 hodรญn โ€“ ฤo naprรญklad predstavuje 4 roky svietenia vo verejnom osvetlenรญ. Sodรญkovรฉ vysokotlakovรฉ vรฝbojky so zlepลกenรฝm farebnรฝm podanรญm sa dajรบ aplikovaลฅ aj v interiรฉroch na miestach, kde prednedรกvnom ลพltรฉ svetlo klasickรฝch typov tรฝchto vรฝbojok so zlรฝm farebnรฝm podanรญm bolo na prekรกลพku. V progresรญvnych rieลกeniach sa na konลกtrukciu vรฝbojok pouลพรญvajรบ kvalitnejลกie materiรกly. Amalgรกm sa nachรกdza uลพ mimo samotnรฉho horรกka (postupne sa do horรกka dรกvkuje), pouลพรญvajรบ sa novรฉ plynovรฉ nรกplne horรกka a pod.
  • Renesanciu zaลพรญvajรบ elektroluminiscenฤnรฉ svetelnรฉ zdroje (inรฉ ako LED). Novรฉ materiรกly, najmรค technolรณgia tenkรฝch vrstiev umoลพลˆuje vytvoriลฅ ultra tenkรฉ elektroluminiscenฤnรฉ panely, ktorรฉ sa dajรบ vyuลพiลฅ naprรญklad pri nรบdzovom osvetlenรญ.
  • Indukฤnรฉ vรฝbojky sรบ znรกme uลพ niekoฤพko rokov, no v poslednom obdobรญ vรฝrobcovia predstavili novรฉ konลกtrukฤnรฉ rieลกenia tรฝchto mimoriadne zaujรญmavรฝch svetelnรฝch zdrojov. Ich dlhรก ลพivotnosลฅ (viac ako 60 000 hodรญn) ich predurฤuje uplatniลฅ na ลฅaลพko prรญstupnรฝch miestach. V praxi sรบ znรกme ich modifikรกcie podobajรบce sa na ลพiarivky, vรฝbojky ฤi jednopรคticovรฉ kompaktnรฉ ลพiarivky.
  • Sรญrovรฉ vรฝbojky dosiaฤพ nepriniesli takรฉ relevantnรฉ vรฝsledky, ako sa od nich po objavenรญ princรญpu vรฝboja v sรญrovรฝch parรกch ฤakalo. Pravdepodobne to spรดsobil najmรค fakt, ลพe vรฝrobcovia svetelnรฝch zdrojov sa v sรบฤasnosti orientujรบ najmรค na LED.

LED

  • Predstavujรบ najprogresรญvnejลกรญ svetelnรฝ zdroj sรบฤasnosti.
  • Nรกrast mernรฉho vรฝkonu LED v sรบฤasnosti uลพ nad hodnotu 100 lm/W, je asi najlepลกou sprรกvou pre sรบฤasnรบ svetelnรบ techniku. Luminiscenฤnรฉ diรณdy predstavujรบ v sรบฤasnosti moลพno najperspektรญvnejลกiu oblasลฅ svetelnรฝch zdrojov. Enormnรฝ nรกrast mernรฉho vรฝkonu v poslednom obdobรญ pri zachovanรญ mimoriadne vysokej ลพivotnosti, ako aj veฤพkรฉ vรฝskumno-vรฝvojovรฉ pracoviskรก svetovรฝch vรฝrobcov orientovanรฝch na LED technolรณgie dรกvajรบ tuลกiลฅ, ลพe prรกve tento svetelnรฝ zdroj sa stane dominantnรฝm pre systรฉmy nรบdzovรฉho, orientaฤnรฉho ฤi automobilovรฉho osvetlenia, ale zรกroveลˆ umoลพnรญ aj aplikรกcie v exteriรฉrovom, ale aj interiรฉrovom osvetlenรญ. Nezanedbateฤพnou vรฝhodou LED diรณd je ich dlhรก ลพivotnosลฅ, presahujรบca niekoฤพko desaลฅtisรญc hodรญn.

Svietidlรก
V oblasti svietidiel je pokrok eลกte oฤividnejลกรญ. Je to danรฉ moลพnosลฅami vรฝrobcov svietidiel. Pokรฝm vรฝskum v oblasti svetelnรฝch zdrojov zabezpeฤuje niekoฤพko ลกpiฤkovรฝch vรฝrobcov, v oblasti svietidiel existuje niekoฤพko stoviek firiem, ktorรฉ prinรกลกajรบ novรฉ poznatky vo vรฝskume a vรฝvoji. Tento vรฝvoj veฤพmi presne nasleduje vรฝvoj svetelnรฝch zdrojov. Pokรฝm v oblasti svetelnรฝch zdrojov sa LED stali dominantnรฝm prvkom vรฝskumu a vรฝvoja uลพ pred niekoฤพkรฝmi rokmi, v sรบฤasnosti zaฤรญnajรบ preberaลฅ dominantnรบ รบlohu vo vรฝvoji LED svietidlรก.

Najdรดleลพitejลกie trendy :

  • Vysokรฉ krytie svietidiel prinรกลกa najmรค รบsporu nรกkladov na รบdrลพbu osvetฤพovacรญch sรบstav. V interiรฉroch sa pouลพรญva beลพne ฤiastoฤne prachotesnรฉ krytie svietidiel (IP 50). Svietidlรก s krytรญm IP 20 sa vyskytujรบ v modernรฝch inลกtalรกciรกch iba vรฝnimoฤne.
  • Bytovรฉ svietidlรก prechรกdzajรบ tieลพ bรบrlivรฝm vรฝvojom. Menej sa pouลพรญvajรบ klasickรฉ lustre, ฤoraz viac stojanovรฉ svietidlรก. Aplikujรบ sa v nich modernรฉ svetlenรฉ zdroje. Veฤพmi efektnรฉ i efektรญvne sรบ svietidlรก na halogenidovรบ vรฝbojku ฤi LED.
  • Hoci vo verejnom osvetlenรญ eลกte dominujรบ svietidlรก so sodรญkovou vysokotlakovou vรฝbojkou, ฤoraz viac sa uplatลˆujรบ svietidlรก s halogenidovou vรฝbojkou. V najbliลพลกom obdobรญ vลกak isto zaฤne obdobie vonkajลกรญch LED svietidiel. Parametre LED a vรฝvoj v oblasti svietidiel na to jednoznaฤne poukazujรบ. Aj v oblasti verejnรฉho osvetlenia je vysokรฉ krytie (napr. IP 65) samozrejmosลฅou.
  • V administratรญvnych priestoroch sa zaฤรญnajรบ sa uplatลˆovaลฅ svietidlรก s premenlivou farbou svetla. ฤฝudskรฝ organizmus potrebuje v rozliฤnรฝch fรกzach dลˆa a roka svetlo s rozliฤnรฝm spektrรกlnym zloลพenรญm. Modernรฝmi ลพiarivkovรฝmi svietidlami pomocou stmievateฤพnรฝch elektronickรฝch predradnรญkov vieme โ€žnamieลกaลฅโ€œ takรบ farbu svetla, akรก je pre ฤพudskรฝ organizmus v tom ฤase najvรฝhodnejลกia.
  • Mimoriadne ลกirokรฉ moลพnosti pouลพitia predstavuje LED osvetlenie v automobiloch. LED svietidlรก sa pouลพรญvajรบ nielen ako brzdovรฉ svietidlรก, ale dรก sa nimi osvetliลฅ celรฝ interiรฉr i exteriรฉr automobilu. Na ลกpiฤkovรฝch automobiloch sa objavili dokonca prvรฉ hlavnรฉ svetlomety na bรกze LED. Vรฝvoj v tejto oblasti je enormnรฝ. Modernรฉ adaptรญvne svetlomety prispรดsobia automaticky osvetlenie automobilu takรฝm podmienkam, ako je poฤasie, nerovnosti terรฉnu, zatรกฤanie vozidla, jazda v meste ฤi po diaฤพnici, prekรกลพky na ceste, protiidรบce vozidlรก a pod. Toto vลกetko zabezpeฤรญ modernรฉ svietidlo ovlรกdanรฉ elektronickรฝm systรฉmom natรกฤania, clonenia a stmievania osvetlenia. Aj z tohto hฤพadiska je auto ฤoraz viac elektrotechnickรฝ a ฤoraz menej strojรกrsky vรฝrobok.
  • V modernรฝch budovรกch sa stรกle viac uplatลˆujรบ aktรญvne i pasรญvne svetlovody tak, aby sme svetlo doviedli do priestorov, ktorรฉ inรฝm spรดsobom buฤ nevieme osvetliลฅ, alebo sa dajรบ osvetliลฅ iba s veฤพkรฝmi nรกkladmi.
  • Trendom sรบ aj klimatizovanรฉ svietidlรก, ktorรฉ odvedรบ teplo svetelnรฝch zdrojov do klimatizรกcie z miesta, kde vzniklo, bez toho, ลพe by sa najprv dostalo do priestoru. Tรฝmto spรดsobom sa zniลพujรบ nรกklady na klimatizaฤnรฝ systรฉm.
  • Aplikujรบ sa novรฉ materiรกly pre reflektory svietidiel. Ide najmรค o ฤistรฝ vysokoleลกtenรฝ hlinรญk so sofistikovanรฝm charakterom odrazu, s cieฤพom zabezpeฤiลฅ vysokรบ รบฤinnosลฅ svietidla a vytvoriลฅ potrebnรบ krivku svietivosti. Modernรฉ sรบ aj tenkรฉ vrstvy. Ich aplikรกciou na skle zรญskavame tieลพ kvalitnรฉ odrazovรฉ materiรกly so selektรญvnym charakterom odrazu.
  • Uplatลˆujรบ sa novรฉ materiรกly pre konลกtrukฤnรฉ ฤasti svietidiel. Uลพ to nie je iba oceฤพ. K dispozรญcii je najmรค hlinรญk a jeho zliatiny. Ich aplikรกciou sa zniลพujรบ poลพiadavky na konลกtrukciu upevnenia svietidiel, svietidlรก mรดลพu byลฅ ฤพahลกie, kompaktnejลกie a architektonicky zaujรญmavejลกie.

Osvetฤพovacie sรบstavy
V uลพลกom slova zmysle zahrลˆujรบ najmรค prรญsluลกenstvo umoลพลˆujรบce prevรกdzku svetelnรฝch zdrojov a svietidiel. Trendy modernรฝch osvetฤพovacรญch sรบstav:
ย 

  • Modernรฉ osvetฤพovacie sรบstavy sรบ riadenรฉ centralizovanรฝmi alebo decentralizovanรฝmi riadiacimi systรฉmami, umoลพลˆujรบcimi prispรดsobiลฅ parametre osvetlenia zadanรฝm podmienkam. Riadenie osvetlenia je obyฤajne sรบฤasลฅou celkovรฉho riadiaceho systรฉmu budovy.
  • V oblasti riadenia osvetlenia ide najmรค o aplikรกciu jednotnรฉho protokolu riadenia tak, aby bolo moลพnรฉ medzi sebou zamieลˆaลฅ rรดzne vรฝrobky rรดznych vรฝrobcov bez toho, ลพe by sa znรญลพila funkฤnosลฅ systรฉmu. Tak sa v uplynulom obdobรญ vyvinul systรฉm DALI, v ktorom sa uplatลˆuje snaha o jednotnรฝ protokol pre riadenie osvetlenia Najmodernejลกie systรฉmy riadenia neriadia iba intenzitu osvetlenia a nรกsledne jasy predmetov, ale aj smerovanie svetla ฤi jeho farbu.
  • Novรฉ normy a novรฉ hygienickรฉ predpisy tรฝkajรบce sa osvetlenia mimoriadne zvyลกujรบ poลพiadavky na parametre osvetฤพovacej sรบstavy. To prinรกลกa novรฉ nรกroky na projektantov, ale aj realizรกtorov stavieb.

prof. Ing. Alfonz Smola, PhD.
Foto: autor, archรญv autora

Autor pรดsobรญ na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave

Literatรบra:

1. STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovnรฝch miest. ฤŒasลฅ 1: Vnรบtornรฉ pracovnรฉ miesta.
2. STN EN 15193 Energetickรก hospodรกrnosลฅ budov. Energetickรฉ poลพiadavky na osvetlenie.
3. Zรกkon ฤ. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodรกrnosti budov a o zmene a doplnenรญ niektorรฝch zรกkonov.
4. Vyhlรกลกka MVRR SR ฤ. 625/2006 Z. z., ktorou sa vykonรกva zรกkon ฤ. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodรกrnosti budov a o zmene a doplnenรญ niektorรฝch zรกkonov.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB HAUSTECHNIK.